Design e desenvolvimento de um dispositivo móvel para jogos virtuais em ambiente clínico Fisioterapêutico

A Medicina Física e Reabilitação (MFR) caracteriza-se pela repetição de movimentos, tornando-se monótono e desmotivador. Ao longo dos últimos anos têm sido introduzidas novas estratégias, nomeadamente os jogos virtuais, com o objetivo de tornar esse processo mais lúdico e motivador. A presente dissertação apresenta o desenvolvimento de um dispositivo portátil para a realização de jogos virtuais, que apoie o profissional da MFR nas sessões realizadas quer em ambiente clínico, quer ao domicílio, tendo em consideração aspetos ergonómicos e de usabilidade. Para o desenvolvimento do dispositivo em questão passamos por várias fases, nomeadamente, o levantamento de dispositivos utilizados para a realização de jogos virtuais interactivos em MFR, pelo contacto direto com fisioterapeutas com o intuito de fazer um levantamento das necessidades e características que o produto deveria contemplar. Após o desenvolvimento de três conceitos distintos, selecionamos o que apresentou melhores resultados, considerando as necessidades que os potenciais utilizadores valorizaram, sendo posteriormente desenvolvido e modelado o conceito seleccionado. Numa última fase foi construído um protótipo não funcional do dispositivo e foram realizados testes de usabilidade e validação com potenciais utilizadores do dispositivo. Com o desenvolvimento deste dispositivo pretende-se que estes profissionais, assim como os pacientes, possam usufruir das potencialidades dos jogos virtuais interativos nas suas sessões de uma forma mais simples e cómoda.

Dispositivo Médico-Cirúrgico Eletromecânico para Laparoscopia

Os avanços realizados nas técnicas cirúrgicas têm permitido que o tempo de recuperação outrora contado em dias ou até semanas tenha sido reduzido para horas, com os pacientes a saírem do hospital pelo seu próprio pé pouco tempo após a intervenção. Tal resulta numa redução do tempo de recuperação, menos desconforto para o paciente e consequente redução dos custos associados ao internamento. A redução nos tempos de recuperação é fundamentalmente devida às técnicas cirúrgicas minimamente invasivas que assentam sobretudo na utilização de instrumentos laparoscópicos. A anestesia é agora muitas vezes local ou apenas uma sedação, ficando o paciente sob efeito da anestesia durante um período menor quando comparado com as técnicas tradicionais. O desenvolvimento de dispositivos laparoscópicos que permitam ao cirurgião maior manobrabilidade associada a uma atuação simples, sem os movimentos invertidos inerentes aos instrumentos tradicionais, irão permitir realizar intervenções que outrora seriam realizadas com as técnicas tradicionais, de forma segura e menos intrusiva reduzindo o risco de complicações pós-operatórias. Os dispositivos laparoscópicos mais avançados associados a certas técnicas cirúrgicas, permitem a realização de intervenções complexas e de grande minucia através de apenas um orifício LESS (Laparoendoscopic single-site surgery), ou no caso de ser realizada com robô, R-LESS (Robotic laparoendoscopic single-site surgery); reduzindo de forma ainda mais acentuada o tempo de recuperação e o tamanho da cicatriz. O aumento da manobrabilidade dos dispositivos laparoscópicos é obtida através da inclusão de sistemas eletromecânicos relativamente complexos que tentam transpor o movimento da mão para a pinça dentro do paciente. No entanto, a adição destes sistemas podem tornar a manipulação desses dispositivos pouco intuitiva e pouco ergonómica, sobretudo se forem usados com apenas uma das mãos. Por outro lado, quando a atuação deixa de ser realizada de forma puramente mecânica e direta o cirurgião perde sensibilidade da força que está a ser exercida pelo dispositivo já que esta passa a ser efetuada através de um sistema assistido, como por exemplo motores elétricos, sistemas hidráulicos ou pneumáticos. Estes fatores resultam que a aceitação destes dispositivos pelos cirurgiões não tenha sido fácil. Para contornar este problema, o dispositivo desenvolvido para além de grande capacidade de manobra, oferece atuação natural e portabilidade. Contempla uma componente háptica de atuação hidráulica que ajudará o cirurgião a melhor perceci-onar o que se passa na ponta da pinça. Como o movimento da pinça é controlado por um sistema eletromecânico é possível escalonar a amplitude do movimento de entrada e reduzir o tremor fisiológico das mãos. A pinça e respetiva haste é convencional podendo ser usados os trocarts já existentes. Foi desenvolvido um protótipo virtual com todos os componentes necessários para um funcionamento integral. No então não foram realizados protótipos físicos de todos os componentes, nem se sabe como os diferentes módulos interagem entre si.

DISPOSITIVO QUE PROMOVE A COLABORAÇÃO E EXPLORAÇÃO LÚDICA DA LINGUAGEM ORAL

Emergent literacy é um termo inicialmente usado por Clay que descreve a forma como as crianças interagem com os livros, os seus hábitos de leitura e escrita, mesmo quando estas ações não são realizadas da forma convencional. Este comportamento é estudado e avaliado pelas ciências sociais como a psicologia, a educação ou a sociologia, em crianças nos seus primeiros anos de vida. Alguns estudos têm demonstrado que crianças com hábitos de leitura e ambientes propícios a literatura, como por exemplo, ouvir histórias antes de dormir, encenações para crianças, resultam num aumento das capacidades inside-out e outside-in. A capacidade inside-out refere-se à consciência dos fonemas, reconhecimento de letras e a ligação do som ao desenho da letra correspondente, bem como correspondência entre a vocalização de palavras e o seu grafismo. Capacidades outside-in demonstram o conhecimento do conceito da narrativa bem como da semântica do texto, o que requere um conhecimento do significado das palavras numa frase e o significado dessa frase na narrativa. Na verdade, num estudo por realizado Whitehurst mostrou-se que a maioria das crianças que têm facilidade de leitura na 1ª e 2ª classe, tiveram em contacto com ambientes propícios à leitura durante o pré-escolar. Esta tese descreve a restruturação e adição de novas funcionalidades partindo da base do T-words, uma interface tangível que tem por objetivo a promoção da colaboração e exploração lúdica da linguagem oral. T-stories, a nova versão da interface, é composta por um módulo principal e diversos módulos secundários, com uma superfície para desenho, que permite a gravação e reprodução de ficheiros áudio. Dispõem de uma interface NFC, que permite a identificação dos ficheiros através de autocolantes que podem ser colocados em qualquer superfície ou objeto em diversos cenários, permitindo ouvir os ficheiros áudio em sequência. São apresentados dois casos de estudo, onde se promove a interação de crianças com a plataforma o que permite avaliar as potencialidades criativas e de desenvolvimento do Tstories.

Sistema de medição dos deslocamentos da rótula para disgnóstico

Existem várias patologias associadas à luxação da rótula, causadas pelo seu movimento anormal. Geralmente congénita, esta condição provoca dor, dano à cartilagem, artrite e por vezes necessita de cirurgia. As medições do movimento são feitas com recurso a equipamentos de alto custo, ou através do método clínico, que apenas os médicos mais experientes usam com fiabilidade, sendo sempre subjectivo. Actualmente não existe qualquer sistema comercial para a medição não invasiva de baixo custo dos movimentos da rótula. De modo a responder a esta necessidade, este trabalho tem como objectivo o desenvolvimento de um sistema de baixo custo para medição digital do deslocamento da rótula em diferentes ângulos entre o fémur e a tíbia. Como conceito de partida foi idealizado utilizar um sensor de movimento em seis dimensões, fixo de uma forma não invasiva sobre a rótula. O dispositivo tem como requisitos iniciais ser reutilizável e de baixo custo. Criou-se um Design Brief para identificar o contexto e necessidades específicas para este trabalho e traçar objectivos utilizando metodologias de desenvolvimento de produto. Foram desenvolvidos conceitos para um dispositivo de suporte do sensor de movimento 6D, dos quais alguns foram seleccionados para prototipagem e teste, explorando vários processos de manufactura na perseguição dos objectivos propostos. Foram estabelecidas métricas para monitorização contínua da evolução dos conceitos e selecção do conceito final, que foi sujeito a uma série de testes de validação. A validação do sensor e do dispositivo foi feita com testes de usabilidade, com a aferição por um robot programável e com medições in vivo em 20 joelhos sem patologia. Apesar da alta precisão do sensor, não foi possível obter medições que possam reproduzir com fiabilidade o movimento da rótula nos sujeitos observados. A pele foi o factor que mais influenciou as medições, provocando o deslocamento do dispositivo em relação à rótula e desta forma alterou significativamente os resultados. Assim, recomenda-se a continuação da investigação com o intuito de melhor quantificar o movimento da rótula e fornecer informação para melhorar a fiabilidade da utilização de dispositivos de medição em seis dimensões.