La rehabilitación basada en un Ambiente Virtual utiliza diferentes enfoques terapéuticos, por ejemplo emplea la enseñanza por imitación o el uso de videojuegos como la terapia de exposición.
La trayectoria de movimiento se visualiza mientras el paciente intenta realizar una acción requerida. El movimiento del brazo del paciente es seguido por un dispositivo de trabajo táctil y el cual se reproduce posteriormente en el entorno virtual, donde la trayectoria de movimiento de referencia es constantemente visualizada por el terapeuta o el mismo paciente con la finalidad de monitorear sus resultados.
Con la intensión de crear una herramienta para evaluar el rendimiento del paciente durante la rehabilitación, la terapia propone que el centro de la palma de la mano se le dé un seguimiento y sea usada como un ratón de computadora para que tome la libertad de ejecutar cualquier movimiento en cualquier trayectoria sin importar las curvas ni los segmentos lineales.
Está claro que acciones repetidas a lo largo de un tiempo y espacio definido en la terapia de rehabilitación asistida por estos dispositivos aseguran mejoras en pacientes con problemas motrices.
De alguna forma el Ambiente Virtual reconoce posiciones entre el terapeuta y la mano del paciente, mediante conjuntos obtenidos por un algoritmo a base de marcadores en ciertos puntos clave en las manos. La novedad en este sistema, es que permite vigilar el comportamiento de cada articulación de la mano del paciente; puesto que realiza una comparación punto a punto con los movimientos de referencia realizados por el Ambiente Virtual.
Pero, ¿cómo se realiza el reconocimiento de los movimientos de las manos? Bueno con el fin de obtener información acerca de los conjuntos y/o posiciones de las manos durante el movimiento, se colocan marcadores de colores principalmente en las articulaciones para un óptimo rastreo, los marcadores son de aproximadamente 1.2 cm de diámetro y consisten en un punto azul rodeado por un borde blanco, está parte blanca es útil para que el algoritmo de detección funcione cuando las proyecciones de los dedos se superponen.
La detección y el seguimiento, son los problemas fundamentales en la reconstrucción de las posiciones conjuntas de la mano durante el movimiento. Durante esta etapa es donde el sensor Kinect entra en el juego, pues es el encargado a través de cámaras bi-focales centrar la imagen para generar una visión estereoscópica, y modelar los puntos en escenas 3D.
El primer paso en el algoritmo de seguimiento es la detección de características particulares de cada mano, como ciertas regiones distintivas en la imagen. Esto se realiza mediante la detección de los marcadores de colores en cada trama de entrada, y con la comparación bit a bit con un ¨blob¨ (binary large object) -que es gran cantidad de información binaria, es decir 1 y 0, que es almacenada por una sola identidad de procesamiento- hace que las referencias de los marcadores sean tan aproximados permitiendo errores entre +- 0.01 micras en el seguimiento del movimiento.
Con el fin de mejorar y acelerar el proceso de extracción, se realiza una segmentación de imagen, llevándola a una escala de grises produciendo de este modo una imagen binaria donde las regiones comparadas con similitudes se representan mediante píxeles blancos. Así mediante este proceso se logra generar una trayectoria que genera el Ambiente Virtual y puede ser repetido y/o comparado por el movimiento original del paciente.
Para conocer un poco más del funcionamiento del sensor Kinect les recomiendo darle un vistazo a este artículo
Por Juan Carlos Torres del CTIN
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