Acompanhamento e monitoramento de movimentos de indivíduos por avatar 3D em tempo real em um sistema web de telemedicina

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Maciel, Matheus
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE
Texto Completo: https://tede.unioeste.br/handle/tede/7008
Resumo: The study of the movements of joints of body parts is essential because they directly impact the quality of life of human beings, enabling the execution of daily activities and the practice of sports. In the literature applications are found with inertial sensors, such as the accelerometer, for monitoring and analyzing these movements, collecting representative data of individual’s activities. These works also use interesting approaches that employ avatar in three dimensions for reliable representations of body parts and their displacements, contributing to more precise and accurate analysis. However, these works present limitations such as not allowing the enlargement of the limb that is being moved, not rotating the avatar freely and not being able to choose the exact moment from which the activity will be reproduced. In this context, the Remote Monitoring and Analysis System in Telemedicine is a web application that automates an innovative method to monitor and track movements of human body parts, remotely and in real time, from data collected from inertial sensors. Currently, the application displays the individual’s activity through line charts, but can benefit users and patients by using avatar representation of movements in three dimensions. Therefore, this work aims to develop a module for monitoring movements by avatar in three dimensions in real time. The module presents functionalities such as visualizing the patient’s movement in avatar in three dimensions and in line charts remotely and in real time, in addition to allowing the interaction of the specialist with the tool, such as rotating the avatar freely at different angles. The quantitative evaluation considered delay in the real-time data transmission functionality through avatar on different combinations of receivers, servers and sampling rates. In the qualitative evaluation, 10 physiotherapists were invited to follow a script in the application and at the end answer questionnaire with 11 usability heuristics regarding their experience with the computer program. The results showed that the delay for most combinations of devices is below 400 milliseconds, meeting the recommendation for this metric. Although improvements are needed, the evaluators consider that the new module is functional and can assist in patient analysis and monitoring, meeting the proposed objective.
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In the literature applications are found with inertial sensors, such as the accelerometer, for monitoring and analyzing these movements, collecting representative data of individual’s activities. These works also use interesting approaches that employ avatar in three dimensions for reliable representations of body parts and their displacements, contributing to more precise and accurate analysis. However, these works present limitations such as not allowing the enlargement of the limb that is being moved, not rotating the avatar freely and not being able to choose the exact moment from which the activity will be reproduced. In this context, the Remote Monitoring and Analysis System in Telemedicine is a web application that automates an innovative method to monitor and track movements of human body parts, remotely and in real time, from data collected from inertial sensors. Currently, the application displays the individual’s activity through line charts, but can benefit users and patients by using avatar representation of movements in three dimensions. Therefore, this work aims to develop a module for monitoring movements by avatar in three dimensions in real time. The module presents functionalities such as visualizing the patient’s movement in avatar in three dimensions and in line charts remotely and in real time, in addition to allowing the interaction of the specialist with the tool, such as rotating the avatar freely at different angles. The quantitative evaluation considered delay in the real-time data transmission functionality through avatar on different combinations of receivers, servers and sampling rates. In the qualitative evaluation, 10 physiotherapists were invited to follow a script in the application and at the end answer questionnaire with 11 usability heuristics regarding their experience with the computer program. The results showed that the delay for most combinations of devices is below 400 milliseconds, meeting the recommendation for this metric. Although improvements are needed, the evaluators consider that the new module is functional and can assist in patient analysis and monitoring, meeting the proposed objective.O estudo dos movimentos de articulações de partes do corpo é essencial pois estes impactam diretamente na qualidade de vida de seres humanos, possibilitando a realização de atividades do cotidiano e a prática de esportes. Na literatura são encontradas aplicações com sensores inerciais, como o acelerômetro, para o monitoramento e análise desses movimentos, coletando dados representativos das atividades do indivíduo. Essas obras também utilizam abordagens interessantes que empregam avatar em três dimensões para representações fidedignas de partes do corpo e seus deslocamentos, contribuindo para a análises mais precisas e acuradas. Contudo, esses trabalhos apresentam limitações como não possibilitar a ampliação do membro que está sendo movimentado, não rotacionar o avatar livremente e não poder escolher o momento exato a partir do qual a atividade será reproduzida. Nesse contexto, o Sistema de Monitoramento e Análise Remota em Telemedicina é uma aplicação web que automatiza um método inovador para monitorar e acompanhar movimentos de partes do corpo de seres humanos, de maneira remota e em tempo real, a partir de dados coletados de sensores inerciais. Atualmente, a aplicação exibe a atividade do indivíduo por meio de gráficos de linhas, mas pode beneficiar usuários e pacientes utilizando a representação de movimentos por avatar em três dimensões. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi desenvolver um módulo de acompanhamento de movimentos por avatar em três dimensões em tempo real. O modulo apresenta funcionalidades como visualizar o movimento do paciente em avatar em três dimensões e em gráficos de linha de maneira remota e em tempo real, além de permitir a interação do especialista com a ferramenta, como rotacionar o avatar livremente em diferentes ângulos. A avaliação quantitativa contemplou o tempo de atraso na funcionalidade de transmissão de dados em tempo real por avatar em diferentes combinações de dispositivos receptores, servidores e taxas de amostragem. Já na avaliação qualitativa, foram convidados 10 fisioterapeutas para seguir um roteiro na aplicação e ao final responder um questionário com 11 heurísticas de uso referente a sua experiência com o programa computacional. Os resultados indicaram que o tempo de atraso para a maioria das combinações de dispositivos está abaixo de 400 milissegundos, atendendo a recomendação para esta métrica. Apesar de melhorias serem necessárias, os avaliadores consideram que o novo módulo é funcional e pode auxiliar na análise e monitoramento de pacientes, atendendo o objetivo proposto.Submitted by Katia Abreu (katia.abreu@unioeste.br) on 2024-02-15T11:52:53Z No. of bitstreams: 1 Matheus_Maciel_2023.pdf: 2933064 bytes, checksum: 50a78cda6252ddd07b46172cde78dccf (MD5)Made available in DSpace on 2024-02-15T11:52:53Z (GMT). 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