Departamento de Computación

Después de un accidente cerebrovascular, una persona puede presentar deficiencias en la capacidad motriz de sus miembros, lo cual complica su posibilidad de tener una calidad de vida aceptable; sin embargo, el cerebro humano posee una gran plasticidad y capacidad de aprendizaje. Es por esto que una persona con estas condiciones, tiene una gran posibilidad de recuperar parte de sus capacidades motoras mediante terapias de rehabilitación neurológica basadas en tecnologías computacionales [1, 2]. El uso de realidad virtual en sistemas de rehabilitación neurológica, permite a los pacientes simular actividades que incitan el movimiento natural de sus miembros. Dichas actividades son operadas comúnmente con la ayuda de un dispositivo háptico. Los sistemas computacionales actuales proveen interacciones benéficas para la rehabilitación motriz de pacientes con enfermedades cerebrovasculares; sin embargo, estas no resultan intuitivas, son poco atractivas, frustrantes o muy diferentes de actividades cotidianas. La finalidad de este trabajo de tesis es probar que las interacciones hombre-máquina basadas en el uso de tecnología de realidad virtual y dispositivo háptico, pueden aportar beneficios a la rehabilitación neurológica de pacientes de enfermedades cerebrovasculares con deficiencias motrices en sus miembros superiores y mantener su motivación e interés para completar una terapia. Para esto se propone un prototipo de sistema de rehabilitación que incluye un conjunto de videojuegos tridimensionales de entrenamiento, los cuales, admiten interacciones tridimensionales y contienen actividades que permiten a los usuarios desarrollar además de sus funciones motrices, distintas habilidades como destreza, coordinación, concentración y memoria, buscando mantener su interés y motivación en todo momento. Además, con la ayuda de un entorno de evaluación que permite medir la precisión y rapidez de los movimientos del miembro superior de un usuario, se prueba esta propuesta en un grupo de personas.

Abstract

After a stroke, a person may have deficiencies in motor skills of its members, which complicates their possibility to have an acceptable quality of life; however, the human brain has a great plasticity and learning ability. That is why a person with this condition has a great chance to recover some of their motor skills through neurological rehabilitation therapies based on computer technologies [1, 2]. The use of virtual reality in neurological rehabilitation systems, allows patients to simulate activities that encourage the natural movement of its members. These activities are commonly operated with the aid of a haptic device. Current computer systems provide beneficial interactions for motor rehabilitation of patients with brain diseases; however, these are not intuitive, are unattractive, frustrating or quite different from everyday activities. The purpose of this thesis is to prove that the human-computer interactions based on the use of virtual reality technology and haptic device, can bring benefits to the neurological rehabilitation of brain disease patients with motor deficits in their upper limbs and maintain motivation and interest to complete therapy. To do this, a prototype rehabilitation system is proposed, it includes a set of three-dimensional training games with three-dimensional interactions and different activities that allow patients to train in addition to their motor functions, different skills as dexterity, coordination, concentration and memory, seeking to maintain their interest and motivation at all times. Also, with the help of an evaluation environment that allows the measure of the speed and accuracy of movements of the upper limb of an user, this proposal is tested in a group of people.