Há um projeto exploratório do INESC TEC que lançou as bases para uma futura solução que permite ajudar doentes a recuperar a mobilidade do membro superior. O AICare4U junta visão por computador, robótica colaborativa e jogos sérios com o objetivo de identificar movimentos incorretos, em tempo real, durante a reabilitação motora e fornecer assistência personalizada durante os exercícios.
Recuperar a mobilidade de um braço após um acidente vascular cerebral (AVC) pode ser um processo longo e exigente. O sucesso da reabilitação depende, em larga escala, da repetição consistente dos exercícios, da sua correta execução e do acompanhamento contínuo por profissionais de saúde: um desafio cada vez maior perante o envelhecimento da população e a crescente pressão sobre os serviços de saúde. Foi precisamente para responder a este desafio que nasceu o AICare4U, que se baseia num “sistema capaz de apoiar sessões de reabilitação motora de forma autónoma e de garantir que os exercícios são executados corretamente”, conforme explica Cláudia Rocha, investigadora do INESC TEC que encabeçou o projeto. Ou seja, a grande vantagem do sistema é reduzir os movimentos compensatórios. “Muitas vezes, os doentes conseguem realizar uma tarefa recorrendo a outras partes do corpo, como o tronco ou o ombro, mas isso acaba por consolidar padrões motores incorretos e limitar a recuperação do membro afetado a longo prazo“, refere.
Mas afinal em que consiste esta solução? Trata-se de uma plataforma que junta diferentes tecnologias que vão desde a inteligência artificial até à robótica colaborativa. Através de um sistema de visão por computador baseado em inteligência artificial, é possível reconstruir a postura tridimensional do paciente e identificar automaticamente movimentos compensatórios, como a inclinação do tronco, a elevação do ombro ou a rotação do corpo. Sempre que estes movimentos são detetados, o sistema pode fornecer assistência personalizada através de um sistema robótico colaborativo, ajudando o utilizador a executar corretamente o exercício.
Mas a plataforma vai além da monitorização. O projeto permitiu também desenvolver um exoesqueleto robótico para o membro superior, com dois graus de liberdade (flexão/extensão do cotovelo e pronação/supinação do antebraço), concebido para assistir ou resistir aos movimentos consoante a fase da recuperação, bem como um sistema de controlo inteligente que adapta o nível de assistência às capacidades de cada paciente. A solução integra ainda um jogo sério, desenvolvido com o contributo de terapeutas, que transforma os exercícios de reabilitação motora em atividades mais motivadoras, ajustando automaticamente o nível de dificuldade e registando indicadores objetivos da evolução clínica.
“Não pretendemos substituir os terapeutas. O objetivo é disponibilizar ferramentas que os ajudem a acompanhar os pacientes de forma mais objetiva e personalizada, permitindo adaptar os exercícios às necessidades de cada pessoa e aumentar a eficácia da reabilitação”, defende a investigadora.
Outro dos contributos do projeto foi o desenvolvimento de modelos de inteligência artificial explicável. Em vez de funcionarem como uma “caixa negra”, estes algoritmos permitem compreender quais as articulações que sustentam cada decisão, dando aos profissionais de saúde uma explicação para a classificação de determinado movimento como compensatório. Esta transparência aumenta a confiança clínica na utilização da inteligência artificial em contexto de reabilitação.
A plataforma foi igualmente concebida para acompanhar diferentes fases da recuperação. Dependendo das necessidades do utilizador, o sistema pode mobilizar passivamente o braço, prestar assistência apenas quando necessário ou introduzir resistência ao movimento para promover o fortalecimento muscular. Ao longo de toda a sessão, são registadas métricas objetivas que permitem aos terapeutas acompanhar a evolução do paciente de forma padronizada e ajustar o plano terapêutico.
“Os resultados obtidos demonstram o potencial da plataforma para apoiar a reabilitação do membro superior através da integração de robótica, inteligência artificial e tecnologias de monitorização e assistência adaptativa”, adianta Cláudia Rocha.
Embora o projeto tenha sido desenvolvido a pensar em pessoas que sofreram um AVC, as metodologias e tecnologias criadas poderão, no futuro, ser adaptadas a outras patologias que afetem a função motora do membro superior ou até ser usadas em ginásios para garantir que as pessoas realizam os exercícios como recomendado pelos instrutores.
“Mais do que desenvolver tecnologias isoladas, procurámos criar uma plataforma integrada que reúne robótica, inteligência artificial e gamificação para responder a necessidades reais da reabilitação. Acreditamos que este trabalho poderá contribuir para tornar as terapias mais personalizadas, acessíveis e eficazes, com potencial para beneficiar simultaneamente pacientes e profissionais de saúde”, conclui Cláudia Rocha.
Embora a plataforma se encontre ainda numa fase de protótipo e validação experimental, os resultados obtidos demonstram a viabilidade técnica da abordagem e constituem uma base sólida para futuras evoluções e validação clínica. “Caso os resultados continuem a ser positivos, será avaliada a melhor estratégia para a sua transferência para o mercado”, admite Cláudia Rocha.
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