Desarrollo de un prototipo de realidad virtual para pacientes con trastornos neurológicos

Abstract

Los trastornos neurológicos son enfermedades que afectan al sistema nervioso y, con ello, al cerebro. Generalmente, los trastornos alteran en la movilidad y percepción de los sentidos provocando pérdida del equilibrio, parálisis, incapacidad del habla, etc. El videojuego desarrollado se utilizará como un ejercicio de rehabilitación para entrenar la capacidad reducida del paciente a causa de una enfermedad neurológica. El videojuego funcionará en realidad virtual y consistirá en la destrucción de una secuencia de obstáculos que se irán mostrando al paciente. El paciente deberá tocar cada obstáculo de la manera más rápida y precisa posible. Con los resultados de la prueba, se podrá obtener información de interés del paciente: reflejos, capacidad motora, agilidad, capacidad reactiva, procesamiento de imágenes y dificultad para orientarse. El videojuego cumple con una serie de restricciones y requisitos iniciales y adicionales para cumplir con los objetivos deseados. A partir de un estudio de las diferentes alternativas de diseño que cumplan con los requisitos establecidos, se seleccionará un modelo de diseño. Para el modelo de diseño escogido, se explicará progresivamente el procedimiento llevado a cabo hasta su funcionamiento final. En primer lugar, se describirá el modelado del entorno y de todos los objetos tridimensionales creados y, finalmente la implementación. Debido a la cantidad de recursos necesarios para la simulación de entornos de realidad virtual, el videojuego resultante se ha dividido en una versión optimizada y otra no optimizada. Así, se puede garantizar un funcionamiento fluido del videojuego tanto para jugadores con equipos de alta gama como para jugadores con equipos de media gama. La versión optimizada se ha utilizado para probar el videojuego con personas reales y así recoger una muestra inicial de resultados acerca del funcionamiento del sistema. A través de estos resultados, se ha observado pacientes con dificultades motoras en un brazo concreto y su disminución de la capacidad reactiva y de reflejos. El desarrollo del proyecto se ha realizado siguiendo una planificación establecida inicialmente para cada tarea. Esto ha permitido la evaluación independiente de cada tarea a través de un método de evaluación. De esta forma, se consigue mayor precisión en la puntuación media adquirida por el cumplimiento de los objetivos. Finalmente, el prototipo resultante se encuentra en una versión estable y funcional. Esta versión se podría utilizar en centros de salud u hospitales para medir capacidades de los pacientes.

Neurological disorders are diseases that affect the nervous system and the brain. Generally, these disorders alter the mobility and perception of the senses causing loss of balance, paralysis, speech disability, etc... The developed videogame will be used as a rehabilitation exercise to train the patient's reduced capacity due to neurological disease. The videogame will work in virtual reality and will consist in the destruction of a sequence of obstacles that will be displayed to the patient. The patient must touch each obstacle as fast and as accurate as possible. With the results of the test, it will be possible to obtain information of interest to the patient: reflexes, motor ability, agility, reactive capacity, image processing and difficulty in orientation. The videogame complies a set of initial and additional restrictions and requirements to satisfy the desired objectives. A design model will be selected, from a study of the different design alternatives that comply the established requirements. For the chosen design model, the procedure will be progressively explained. First, the modeling of the environment and all the three-dimensional objects created will be explained, and finally the implementation. The resulting videogame has been divided into an optimized version and a non-optimized version due to the amount of resources that virtual reality requires. Thus, a fluid videogame can be guaranteed for both players with powerful computer and medium-range computers. The optimized version has been used to test the videogame with real people and focus on analyzing its results. Through these results, patients with motor difficulties in a specific arm and decreased reaction and reflex capacity have been considered. The development of the project has been carried out following a planning established initially for each task. This has allowed the independent evaluation of each task through an evaluation method. In this way, greater precision is achieved in the average score acquired for satisfying the objectives. Finally, the resulting prototype is a stable and functional version. This version could be used in health centers or hospitals to measure patient capacities.