Las gafas inteligentes ayudan en la rehabilitación de derrames

El accidente cerebrovascular es un gran problema de salud global que puede llevar a serios problemas de salud, incluyendo la muerte y discapacidad. Uno de los mayores desafíos para las personas que sobreviven a un accidente cerebrovascular es la dificultad para usar sus manos. Este problema les dificulta realizar tareas diarias y afecta su calidad de vida. La terapia de Rehabilitación es esencial para ayudar a los sobrevivientes de un accidente cerebrovascular a recuperar la capacidad de usar sus manos. Sin embargo, la rehabilitación tradicional a menudo necesita ayuda constante de profesionales médicos, lo que puede sobrecargar el sistema de salud.

Para abordar este desafío, proponemos una nueva forma de ayudar con la rehabilitación de las manos utilizando Gafas inteligentes. Estas gafas pueden grabar lo que ve el usuario, permitiendo Ejercicios de rehabilitación a distancia. Este documento detalla un estudio sobre el uso de gafas inteligentes para apoyar a los pacientes de accidente cerebrovascular en su proceso de rehabilitación.

#La Necesidad de la Rehabilitación de Manos

Aproximadamente el 85% de los sobrevivientes de un accidente cerebrovascular experimentan alguna disfunción en las manos. Esto significa que tienen problemas para realizar tareas básicas que implican el uso de sus manos. La incapacidad de usar sus manos de manera efectiva puede tener un impacto significativo en sus vidas diarias y en su felicidad general.

Para mejorar la función de las manos, los pacientes de accidente cerebrovascular requieren un proceso de rehabilitación. Este proceso a menudo depende de profesionales de la salud, creando una dependencia de un sistema que ya está sobrecargado. A medida que la población envejece, la demanda de servicios de rehabilitación sigue creciendo, y no hay suficientes profesionales médicos para satisfacer esta necesidad. Por lo tanto, deben explorarse soluciones alternativas, como las tecnologías asistivas.

#Gafas Inteligentes para Rehabilitación Remota

En los últimos años, las gafas inteligentes se han convertido en una tecnología popular. Para este estudio, nos enfocamos en gafas inteligentes que permiten grabar desde una perspectiva en primera persona. Estas gafas ofrecen una ventaja única sobre los métodos tradicionales porque pueden capturar cómo los pacientes realizan ejercicios de rehabilitación en sus entornos cotidianos, sin necesidad de una configuración como cámaras o equipos de realidad virtual.

Nuestro enfoque se centra en usar videos grabados con gafas inteligentes para ayudar en la rehabilitación. Al analizar estos videos, podemos reconocer automáticamente los ejercicios que se están realizando, evaluar qué tan bien se hacen y contar el número de repeticiones.

#Conjunto de Datos REST-HANDS

Para evaluar la efectividad de nuestro enfoque, creamos un conjunto de datos llamado REST-HANDS. Este conjunto de datos es el primero de su tipo, consiste en videos de personas realizando ejercicios de mano capturados desde una perspectiva en primera persona utilizando gafas inteligentes. Incluye una variedad de ejercicios, cada uno etiquetado con detalles como el tipo de ejercicio, su corrección y cuántas veces se repitió.

El conjunto de datos REST-HANDS contiene una rica colección de videos, lo que lo hace más grande que Conjuntos de datos similares. Fue creado con la ayuda de un fisioterapeuta para asegurarse de que los ejercicios incluidos sean apropiados para la rehabilitación.

#Proceso de Recopilación de Datos

Los videos para el conjunto de datos REST-HANDS fueron grabados por nueve participantes que usaban gafas inteligentes. Estas gafas capturaron su perspectiva en primera persona a una resolución de 1264x1264 píxeles. Los participantes incluyeron tanto hombres como mujeres, de entre 24 y 88 años, incluyendo a un sobreviviente de accidente cerebrovascular. La diversidad de edades ayuda a que nuestro conjunto de datos sea más representativo de la población general.

Durante las grabaciones, los participantes realizaron ejercicios en sus hogares, creando un ambiente familiar para ellos. Los ejercicios fueron explicados de antemano, y los participantes los realizaron durante 30 segundos. Para mantener condiciones de la vida real, no se les corrigió a menos que cometieran errores significativos.

#Etiquetado de los Datos

El etiquetado preciso de los datos es crucial para un análisis exitoso. Cada video fue anotado manualmente por un profesional de la salud para especificar qué ejercicios se estaban realizando y qué tan bien se ejecutaron. Este proceso incluyó:

1. Etiquetado del Tipo de Ejercicio y Duración: El fisioterapeuta revisó cada video y categorizó los ejercicios según sus movimientos. Se añadieron marcas de tiempo para indicar cuándo comenzó y terminó cada ejercicio.

2. Anotaciones de Corrección: El fisioterapeuta asignó etiquetas que indicaban si cada repetición era correcta o incorrecta. Este proceso permitió evaluaciones detalladas de la forma del ejercicio.

3. Anotaciones de Conteo: Para contar cuántas veces se realizó cada ejercicio, se muestrearon y etiquetaron segmentos específicos de los videos con el número de repeticiones.

El conjunto de datos resultante contiene miles de clips de video, permitiendo un análisis completo.

#Análisis de los Videos

Una vez creado el conjunto de datos REST-HANDS, utilizamos técnicas avanzadas de análisis de video para evaluar los ejercicios grabados. Nuestros métodos se centraron en tres tareas principales importantes para la rehabilitación:

1. Reconocimiento de Ejercicios: Identificar qué ejercicio se está realizando en el video.

2. Evaluación de la Forma del Ejercicio: Determinar si el ejercicio se está realizando correctamente basado en criterios establecidos.

3. Conteo de Repeticiones: Contar cuántas veces se completa cada ejercicio.

Se aplicaron modelos de análisis de video de última generación a cada una de estas tareas. Estos modelos están diseñados para aprender diferentes patrones en los datos de video, teniendo en cuenta los aspectos espaciales y temporales de los movimientos.

#Resultados del Estudio

Los resultados del estudio son prometedores. Usando los métodos que hemos implementado, logramos:

• Precisión en el Reconocimiento de Ejercicios: Identificamos ejercicios con precisión del 98.55% del tiempo.
• Precisión en la Evaluación de la Forma del Ejercicio: La corrección de la forma del ejercicio fue evaluada con una precisión del 86.98%.
• Conteo de Repeticiones: El error promedio en el conteo de repeticiones fue de solo 1.33, lo que indica un alto nivel de precisión en el seguimiento de cuántas veces se completaron los ejercicios.

Estos puntos de referencia demuestran el potencial de usar gafas inteligentes y análisis de video para la rehabilitación remota de manos.

#Desafíos y Futuras Investigaciones

Aunque los resultados son alentadores, aún hay desafíos que abordar. Algunos ejercicios resultaron ser más difíciles de analizar con precisión, especialmente aquellos con movimientos mínimos o rápidos. Estas observaciones destacan la necesidad de más investigaciones y desarrollo de metodologías para evaluar la forma del ejercicio y contar repeticiones de manera efectiva.

El conjunto de datos REST-HANDS es un paso significativo hacia la rehabilitación remota de manos, proporcionando soluciones muy necesarias para abordar la creciente demanda de servicios de rehabilitación. A medida que la tecnología continúa avanzando, hay un gran potencial para herramientas automatizadas que ayuden a los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares en su proceso de recuperación.

#Conclusión

La recuperación de un accidente cerebrovascular es un desafío significativo, particularmente en lo que respecta a la funcionalidad de las manos. Nuestro estudio explora el uso de gafas inteligentes para ayudar a los sobrevivientes de un accidente cerebrovascular en su rehabilitación. Al crear el conjunto de datos REST-HANDS y aplicar técnicas avanzadas de análisis de video, hemos demostrado una forma efectiva de apoyar la rehabilitación remota de manos.

Los hallazgos revelan que las gafas inteligentes pueden desempeñar un papel crucial en proporcionar a los sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares las herramientas que necesitan para recuperar el control sobre sus movimientos de mano, ayudando a mejorar su calidad de vida.

A medida que miramos hacia el futuro, esperamos que la investigación continua conduzca a soluciones innovadoras que hagan que la rehabilitación sea más accesible y efectiva, apoyando en última instancia a la creciente población de sobrevivientes de accidentes cerebrovasculares.