Crean un sistema de inteligencia artificial para dar terapia a personas con derrame cerebral

Inteligencia artificial, mundos virtuales y la interacción con videojuegos, son los elementos de una nueva terapia diseñada por varias instituciones mexicanas a fin de ayudar a que las personas con embolias y niños con parálisis cerebral recuperen de manera rápida la movilidad de sus extremidades superiores.

El propósito de desarrollar el sistema computacional llamado Terapia de Gestos es ofrecer una alternativa de bajo costo y más efectiva que los métodos tradicionales, comentó el líder de la investigación, Luis Enrique Sucar Succar, investigador del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE).

La tecnología probada clínicamente con éxito en los institutos nacionales de Neurología y Neurocirugía (INNN) y de Pediatría (INP) se trata de una computadora con cámara web y una manija especial con una esfera de color y sensores de fuerza, la cual detecta los ejercicios que lleva a cabo el paciente.

La idea es que un agente virtual indique al paciente las tareas a realizar, a través de diferentes videojuegos diseñados para ejercitar las partes del brazo importantes en su rehabilitación, como el hombro, codo, muñeca, e incluso los dedos, con diferentes tipos de movimiento como flexión, extensión y prensión. Esto permite que el paciente pueda realizar su rehabilitación en casa, sin la necesidad de tener un terapeuta presente todo el tiempo.

Por otro lado, los ambientes virtuales en los que la persona realizará la terapia simulan actividades cotidianas a fin de regresarle al paciente un estilo de vida normal. Por ejemplo, algunas de esas tareas son: limpiar una ventana, pintar un cuarto, cocinar un huevo, ir al supermercado, complementó Enrique Sucar, doctor en Computación por el Imperial College en Gran Bretaña.

Una parte importante del sistema es la inteligencia artificial, puesto que es la encargada de monitorear y evaluar el desempeño del usuario, mientras realiza los ejercicios indicados por el agente virtual. Con estos resultados se ajusta la dificultad del videojuego, con base en los movimientos registrados por la cámara y los sensores de presión de la manija, se aumenta o disminuye el nivel de dificultad.

El investigador del INAOE, quien también es miembro activo de la Academia de Ingeniería de México, explicó que otra utilidad de la inteligencia artificial es detección de “compensación” por el paciente, que sucede cuando mueve todo el cuerpo en lugar del brazo afectado.

Mientras que el software de seguimiento visual analiza las imágenes que se obtienen de la cámara, se realiza el rastreo de la posición de la mano en el espacio en tres dimensiones. Para ello, se auxilia de una esfera de color en un extremo de la manija, donde su posición se estima mediante técnicas de visión por computadora que combinan información de coloración y textura del objeto.

El sistema hace un mapeo de las coordenadas de la mano del paciente en el espacio “real”, y las transfiere al virtual, donde interactúa con un mundo imaginario, el cual se observa a través de la pantalla de la computadora, agregó Sucar Succar.

El investigador que actualmente se encuentra en año sabático en Italia, recordó que para lograr el desarrollo de la Terapia por Gestos se requirió la colaboración de investigadores y médicos de la UNAM, INAOE, INNN y la Universidad de California.

En el caso de la evaluación, esta se llevó a cabo en la Unidad de Rehabilitación del INNN, donde los resultados demostraron una mejoría en el movimiento del miembro afectado, además una mayor motivación y apego al tratamiento.

Ahora, el siguiente paso es comenzar simultáneamente una serie de pruebas clínicas con alrededor de cien pacientes en diversos hospitales como el INNN, el Instituto Nacional de Rehabilitación, el Hospital Universitario de Puebla y el CRIT de la misma entidad; a fin de ofrecer la Terapia de Gestos como producto comercial.

Finalmente, el maestro en ingeniería eléctrica por la Universidad de Stanford, agregó que ya cuenta con la patente en México del concepto llamado “Sistema de terapia de seguimiento visual monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de los seres humanos”, y además sigue en trámite la tecnología de la manija en México, Estados Unidos y Europa.