Coaching or gaming? Implications of strategy choice for home based stroke rehabilitation

Background: The enduring aging of the world population and prospective increase of age-related chronic diseases urge the implementation of new models for healthcare delivery. One strategy relies on ICT (Information and Communications Technology) home-based solutions allowing clients to pursue their treatments without institutionalization. Stroke survivors are a particular population that could strongly benefit from such solutions, but is not yet clear what the best approach is for bringing forth an adequate and sustainable usage of home-based rehabilitation systems. Here we explore two possible approaches: coaching and gaming. Methods: We performed trials with 20 healthy participants and 5 chronic stroke survivors to study and compare execution of an elbow flexion and extension task when performed within a coaching mode that provides encouragement or within a gaming mode. For each mode we analyzed compliance, arm movement kinematics and task scores. In addition, we assessed the usability and acceptance of the proposed modes through a customized self-report questionnaire. Results: In the healthy participants sample, 13/20 preferred the gaming mode and rated it as being significantly more fun (p < .05), but the feedback delivered by the coaching mode was subjectively perceived as being more useful (p < .01). In addition, the activity level (number of repetitions and total movement of the end effector) was significantly higher (p <.001) during coaching. However, the quality of movements was superior in gaming with a trend towards shorter movement duration (p=.074), significantly shorter travel distance (p <.001), higher movement efficiency (p <.001) and higher performance scores (p <.001). Stroke survivors also showed a trend towards higher activity levels in coaching, but with more movement quality during gaming. Finally, both training modes showed overall high acceptance. Conclusions: Gaming led to higher enjoyment and increased quality in movement execution in healthy participants. However, we observed that game mechanics strongly determined user behavior and limited activity levels. In contrast, coaching generated higher activity levels. Hence, the purpose of treatment and profile of end-users has to be considered when deciding on the most adequate approach for home based stroke rehabilitation.

Compressão de imagem e vídeo com controlador ARM

Este trabalho foi desenvolvido num estágio na empresa ABS GmbH sucursal em Portugal, e teve como foco a compressão de imagem e vídeo com os padrões JPEG e H.264, respetivamente. Foi utilizada a plataforma LeopardBoard DM368, com um controlador ARM9. A análise do desempenho de compressão de ambos os padrões foi realizada através de programas em linguagem C, para execução no processador DM368. O programa para compressão de imagem recebe como parâmetros de entrada o nome e a resolução da imagem a comprimir, e comprime-a com 10 níveis de quantização diferentes. Os resultados mostram que é possível obter uma velocidade de compressão até 73 fps (frames per second) para a resolução 1280x720, e que imagens de boa qualidade podem ser obtidas com rácios de compressão até cerca de 22:1. No programa para compressão de vídeo, o codificador está configurado de acordo com as recomendações para as seguintes aplicações: videoconferência, videovigilância, armazenamento e broadcasting/streaming. As configurações em cada processo de codificação, o nome do ficheiro, o número de frames e a resolução do mesmo representam os parâmetros de entrada. Para a resolução 1280x720, foram obtidas velocidades de compressão até cerca de 68 fps, enquanto para a resolução 1920x1088 esse valor foi cerca de 30 fps. Foi ainda desenvolvida uma aplicação com capacidades para capturar imagens ou vídeos, aplicar processamento de imagem, compressão, armazenamento e transmissão para uma saída DVI (Digital Visual Interface). O processamento de imagem em software permite melhorar dinamicamente as imagens, e a taxa média de captura, compressão e armazenamento é cerca de 5 fps para a resolução 1280x720, adequando-se à captura de imagens individuais. Sem processamento em software, a taxa sobe para cerca de 23 fps para a resolução 1280x720, sendo cerca de 28 fps para a resolução 1280x1088, o que é favorável à captura de vídeo.