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UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
JAQUELINE LIMA DA SILVA GARCEZ DE ALMEIDA
PERIFÉRICO UNIVERSAL DE ACESSO AO COMPUTADOR
ADAPTADO A PESSOAS COM LIMITAÇÕES MOTORAS
SEVERAS
Mogi das Cruzes, SP
2010
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UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES
JAQUELINE LIMA DA SILVA GARCEZ DE ALMEIDA
PERIFÉRICO UNIVERSAL DE ACESSO AO COMPUTADOR
ADAPTADO A PESSOAS COM LIMITAÇÕES MOTORAS
SEVERAS
Tese apresentada à Comissão de pós-
graduação da Universidade de Mogi das
Cruzes como requisito para obtenção do grau
de Doutora em Engenharia Biomédica.
Orientadora: Profª. Drª. Annie France Frère Slaets
Co-orientador: Prof. Dr. Flávio Cesar Amate
Mogi das Cruzes, SP
2010
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FOLHA DE APROVAÇÃO
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho a todos que de alguma forma contribuíram para a sua
realização, especialmente a Deus, a minha querida orientadora, pela sua paciência,
alegria e dedicação, aos meus filhos e ao meu adorável esposo pela compreensão
nas inúmeras ausências.
AGRADECIMENTOS
A Annie France Frère Slaets pela amizade, paciência, ânimo, experiência,
colaboração e dedicação sem os quais a conclusão dessa pesquisa jamais seria
possível.
Aos amores da minha vida, meus queridos filhos Nicolle Garcez de Almeida
(Ni) e Nicollas Garcez de Almeida (Nico) e ao meu amado esposo Odair Garcez de
Almeida,pelo amor, carinho, dedicação e compreensão nos momentos de ausência
e de mau humor.
Aos professores, funcionários e amigos da Universidade de Mogi das Cruzes,
que de alguma forma contribuíram para a realização deste trabalho.
Aos meus pacientes que direta ou indiretamente influenciaram na minha
formação e pela colaboração em uma das fases do procedimento experimental.
Ao Profº Drº Sérgio Santos Mühlen, ao Profº Drº Luiz Carlos Campos, ao Profº
Drº Flavio Cezar Amate, a Profª Drª Silvia Cristina Martini Rodrigues, membros da
banca, pela valiosa contribuição.
Aos amigos, pelo carinho nos momentos de desânimo, pela credibilidade
pessoal e profissional, pelo apoio técnico e psicológico nos momentos mais difíceis e
sem os quais não teria permanecido na Universidade.
A todos que cruzaram o meu caminho e que influenciaram o meu modo de agir.
Aos que estão visivelmente ausentes no momento, porém sempre estarão
presentes e eternamente no meu coração (meus avós maternos).
Obrigada a todos!
EPÍGRAFE
Para os erros há perdão;
para os fracassos, chance;
para os amores impossíveis, tempo...
Não deixe que a saudade sufoque,
que a rotina acomode,
que o medo impeça de tentar.
Desconfie do destino e
acredite em você.
Gaste mais horas realizando que sonhando,
fazendo que planejando,
vivendo que esperando
Porque, embora quem quase morre esteja vivo,
quem quase vive já morreu.
Fernando Pessoa
RESUMO
O mundo digital é inacessível a pessoas com graves limitações motoras, que não
contam com um periférico adaptado para acessar o computador. Alguns periféricos
apresentados na literatura são acionados pela cabeça já que na maioria dos casos
os movimentos dessa são preservados. Entretanto, esses periféricos não seguem as
normas do desenho universal e foram desenvolvidos para cada indivíduo. Também
são baseados em tecnologias avançadas, e como são destinados a um mercado
relativamente restrito, não são produzidos em grande escala. Portanto, no intuito de
construir um dispositivo universal que possa ser utilizado pela maioria das pessoas,
foi desenvolvido nesta pesquisa, um método para determinar com precisão as
características morfométricas cranianas dos indivíduos. Os dados de 48 voluntários
sem limitações motoras (grupo de desenvolvimento) foram coletados, digitalizados e
processados possibilitando o projeto e a implementação de um periférico universal,
funcional independente da curvatura cervical que cada pessoa possa apresentar. A
precisão e a funcionalidade do periférico foram testadas com os 48 voluntários do
grupo de desenvolvimento. Também outros 48 voluntários cujos dados não tinham
sido considerados no desenvolvimento acessaram um jogo específico denominado
labirinto. O mesmo teste foi realizado por com 13 voluntários com limitações motoras
severas para comprovar que o periférico atende a esse publico sem provocar fadiga
e com funcionalidade.
Palavras-chave: morfometria craniana, tecnologia assistiva, limitações motoras
severas.
ABSTRACT
The digital world is inaccessible for people with severe motor limitations, which do not
have a device adapted to access a computer. Some devices presented in the
literature are controlled by head as in most cases its movements are preserved.
However, these devices do not follow the universal design standards and are
developed for each individual. They are also based on advanced technologies, and
are intended to a relatively small market, so they are not produced in large scale.
Therefore, in order to provide a universal device that can be used by most of people,
in this research it was developed a method to accurately determine the cranial
morphometric characteristics of the individuals. Data from 48 volunteers with no
motor limitations (development group) were collected, digitized and processed
enabling the design and implementation of a universal device, functional and
independent of the cervical curvature that each person can have. The accuracy and
functionality of the device were tested with 48 volunteers from the development
group. Also other 48 volunteers whose data were not considered in the development
accessed a computer game called “Labyrinth”. The same test was performed with 13
volunteers with severe motor limitations to establish that the device attend this public
with functionality without causing fatigue.
Keywords: cranial morphology, assistive technology, severe motor limitations.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 - Representação gráfica da distribuição de deficientes no Brasil. ......15
Figura 2 - Posição dos eletrodos para mensuração da captação de movimento
dos olhos. .......................................................................................................20
Figura 3 - Exemplo de utilização e colocação do dispositivo............................23
Figura 4 - Exemplo do periférico.......................................................................26
Figura 5 - Esquema de funcionamento do mouse ocular. ................................27
Figura 6 - Representação da utilização do tongue drive...................................30
Figura 7 - Posicionamento das hastes..............................................................31
Figura 8 - Representação esquemática das dimensões consideradas no
projeto. 32
Figura 9 - Exemplo do dispositivo com click de bochecha................................32
Figura 10 - Formatos do crânio. .........................................................................36
Figura 11 - Representação dos pontos craniométricos que determinam o Plano
Horizontal de Frankfurt. ..................................................................................37
Figura 12 - Glabela(g)– Nasion (n)–– Opisthokarion(op) – Orbitale (or) – porion
(Po) – Vértex (v). ............................................................................................39
Figura 13 - Periférico de acesso baseado nos movimentos de cabeça em
relação a base da coluna cervical fixa. ...........................................................40
Figura 14 - Apoio ajustável para a região nasal do indivíduo. ............................41
Figura 15 - Exemplo da colocação do nível d’água nas réguas 1 e 2. ...............41
Figura 16 - Régua frontal do dispositivo. ............................................................42
Figura 17 - Exemplo da régua menor e suas dimensões. ..................................42
Figura 18 - Vista da borda interna das réguas que determinaram a fixação das
olivas nos meatos. ..........................................................................................42
Figura 19 - Exemplo do dispositivo nivelador que relaciona o plano de Frankfurt
ao nível do solo...............................................................................................43
Figura 20 - Voluntário utilizando o dispositivo para levantamento das curvaturas
cranianas. .......................................................................................................43
Figura 21 - Vista lateral do dispositivo com régua flexível e dobradiça. .............44
Figura 22 - Régua flexível...................................................................................45
Figura 23 - Quadrantes com os pontos de interesse localizados. ......................48
Figura 24 - Fluxograma do algoritmo para localização dos pontos de referência49
Figura 25 - Pontos d, c3 e c4 para cálculo das distâncias horizontal e vertical..51
Figura 26 - Tela do software para cálculo dos pontos de referência. .................52
Figura 27 - Fluxograma para calcular valor do tamanho de ij.............................53
Figura 28 - Segmento de interseção dos traçados com a linha horizontal. ........54
Figura 29 - (a) - Perda da amplitude do movimento do cursor do lado direito da
tela. 56
Figura 30 - (d) - Movimento na direção oposta para ganho de amplitude. .........57
Figura 31 - Periférico. .........................................................................................58
Figura 32 - Faixa de velcro para cabeça. ...........................................................58
Figura 33 - Haste H1 e H2..................................................................................59
Figura 34 - Periférico de acesso ao computador. ...............................................59
Figura 35 - Protótipo do mousepad cervical. ......................................................60
Figura 36 - Tela do jogo teste “O labirinto”. ........................................................62
Figura 37 - Exemplo do cálculo realizado pelo programa das profundidades
cervicais de dois voluntários. ..........................................................................64
Figura 38 - Maior e menor da profundidade cervical. .........................................68
Figura 39 - Sobreposição dos traçados masculinos e femininos........................69
Figura 40 - Determinação das hastes H1 e H2...................................................69
Figura 41 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos
GTEmc x GTTmc para o número de colisões com o mouse convencional.....74
Figura 42 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEmt
x GTTmt para o tempo de uso com o mouse convencional............................74
Figura 43 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEpc
x GTTpc considerando o número de colisões com o periférico. .....................75
Figura 44 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEpt
x GTTpt. 76
Figura 45 - Tetraplégico utilizando o dispositivo.................................................79
Figura 46 - Postura compensatória. ...................................................................79
Figura 47 - Interferência na utilização do dispositivo..........................................80
Figura 48 - Desempenho dos grupos GTE, GTT e GLM em função da colisão. 80
Figura 49 - Desempenho dos grupos GTE, GTT e GLM em função do tempo...81
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Siglas dos grupos de voluntários......................................................61
Tabela 2 - Dados cirtométricos da cabeça e do pescoço de 48 voluntários......63
Tabela 3 - Profundidades cervicais, (HOR), a distância vertical (VER) das
cabeças masculinas (GHDPn) e femininas (GFDPn) e a distância P3 e P4
calculadas a partir das curvaturas cranianas levantadas com o nivelador do
plano de Frankfurt...........................................................................................65
Tabela 4 - Profundidades cervicais, descrita como HOR, a distância vertical,
representada por VER masculina (GHDPr ) e feminina (GFDPr), calculadas a
partir das curvaturas cranianas levantadas com a régua flexível. ..................66
Tabela 5 - Dados da profundidade cervical (HOR) e distancia vertical (VER)
dos voluntários adquiridos com as duas técnicas...........................................67
Tabela 6 - Profundidade da curvatura cervical horizontal (HOR) e distância
vertical (VER) dos voluntários masculinos adquiridas com dispositivo
nivelador do plano de Frankfurt e ajustes.......................................................70
Tabela 7 - Profundidade cervical (HOR) e distância (VER) das voluntárias
femininas adquiridas com dispositivo nivelador do plano de Frankfurt e
ajustes........... .................................................................................................71
Tabela 8 - Desempenho do grupo total experimental sem limitação motora
(GTE).......... ....................................................................................................72
Tabela 9 - Desempenho do grupo sem limitação motora sem prévia
mensuração (GTT)..........................................................................................73
Tabela 10 - Comparação do desempenho do GTV em função do tempo e do
número de colisão com periférico e com mouse convencional.......................77
Tabela 11 - Níveis de lesão, idade e sexo dos voluntários tetraplégicos. ...........78
Tabela 12 - Teste realizado por tetraplégicos. ....................................................78
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
GFDP - Grupo feminino para o desenvolvimento do periférico
GHDP -
Grupo de homens para o desenvolvimento do
periférico
GFDPr -
Grupo feminino para o desenvolvimento do periférico
- régua
GHDPr -
Grupo de homens para o desenvolvimento do
periférico - régua
GFDPn -
Grupo feminino para o desenvolvimento do periférico
- nivelador
GHDPn -
Grupo de homens para o desenvolvimento do
periférico - nivelador
GTEmt -
Grupo total experimental de desenvolvimento do
periférico – mouse –tempo
GTEmc -
Grupo total experimental de desenvolvimento do
periférico – mouse – colisão
GTEpt -
Grupo total experimental de desenvolvimento do
periférico – periférico – tempo
GTEpc -
Grupo total experimental de desenvolvimento do
periférico – periférico – colisão
GTTmc - Grupo total de teste mouse – colisão
GTTpt - Grupo total de teste periférico – tempo
GTTpc - Grupo total de teste periférico – colisão
GTV - Grupo total de voluntários
DESVPAD
- Desvio Padrão
mt - Mouse-tempo
mc - Mouse-colisão
pt - Periférico-tempo
pc - Periférico-colisão
EPM - Espessura do mouse
HOR - Horizontal
VER - Vertical
PL - Plano lateral
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ...............................................................................................14
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS .........................................................................14
1.2 MOTIVAÇÃO ..................................................................................................17
1.3 OBJETIVO......................................................................................................18
1.4 APRESENTAÇÃO DA TESE..........................................................................19
2 CONTEXTUALIZAÇÃO NA LITERATURA .....................................................20
2.1 PERIFÉRICOS DE ACESSO AO COMPUTADOR ACIONADO PELOS
MOVIMENTOS DE CABEÇA ....................................................................................20
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ASSOCIADA AO PROJETO ........................35
3.1 MORFOLOGIA CRANIANA............................................................................35
3.2 POSIÇÃO NATURAL DA CABEÇA................................................................36
3.3 TÉCNICA E EQUIPAMENTOS PARA CRANIOMETRIA................................38
3.3.1 Pontos craniométricos específicos utilizados para a realização deste
trabalho ........................................................................................................................39
4 MATERIAIS E MÉTODOS..............................................................................40
4.1 PROJETO DO DISPOSITIVO PARA LEVANTAMENTO DAS
CURVATURAS CRANIANAS....................................................................................40
4.2 TÉCNICA SIMPLIFICADA PARA CAPTURA DO TRAÇADO ........................44
4.3 MÉTODO PARA COLETA DOS DADOS .......................................................44
4.3.1 Primeira Técnica com o Dispositivo de Nivelamento .....................................44
4.3.2 Segunda Técnica – Régua flexível.................................................................45
4.4 PROCESSAMENTO DE IMAGENS ...............................................................46
4.4.1 Pré-processamento.........................................................................................46
4.4.2 Cálculo da profundidade cervical....................................................................47
4.4.3 Superposições das curvaturas cranianas.......................................................52
5 DESENVOLVIMENTO DO PERIFÉRICO DE ACESSO AO COMPUTADOR 55
5.1 ESCOLHA DOS ELEMENTOS FIXO E MÓVEL ............................................55
5.2 ESCOLHA DO MOUSE ..................................................................................55
5.3 IMPLEMENTAÇÃO.........................................................................................57
5.3.1 Dimensionamento das hastes H1 e H2 ..........................................................58
5.3.2 Implementação do mousepad ........................................................................59
5.4 PERFIL DOS VOLUNTÁRIOS........................................................................60
5.5 PROTOCOLO DE TESTES............................................................................61
5.6 ANÁLISE DOS DADOS..................................................................................62
6 RESULTADOS ...............................................................................................63
6.1 DETERMINAÇÃO DOS DADOS MORFOMÉTRICOS POR
PROCESSAMENTO DE IMAGENS ..........................................................................63
6.2 IMPLEMENTAÇÃO DO DISPOSITIVO ..........................................................69
6.3 TESTE............................................................................................................71
6.3.1 TESTE DE UNIVERSALIDADE......................................................................71
6.3.2 AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO ..................................................................74
6.4 AVALIAÇÃO DA ACESSIBILIDADE...............................................................78
7 DISCUSSÃO, CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS..............................82
7.1 DISCUSSÃO ..................................................................................................82
7.2 CONCLUSÃO.................................................................................................84
7.3 TRABALHOS FUTUROS................................................................................85
REFERÊNCIAS.........................................................................................................86
ANEXO A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO..................91
14
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONSIDERAÇÕES INICIAIS
O acesso aos meios de comunicação e informação possibilita um avanço
diferencial na capacitação intelectual, profissional e social. Através da informática é
possível estimular o desenvolvimento cognitivo, aprimorar e potencializar a
apropriação de idéias, conhecimentos, habilidades e informações que influenciem na
formação da identidade, assim como na concepção da realidade e do mundo. Este
recurso tecnológico é também uma importante ferramenta de inclusão e, portanto,
equiparação de oportunidades, promovendo assim a justiça social.
Estimativas da Organização Mundial de Saúde (OMS) e Instituto Brasileiro
de Geografia e Estatística (IBGE) mostram que existem cerca de 610 milhões de
pessoas com deficiência no mundo, das quais 386 milhões fazem parte da
população economicamente ativa. Avalia-se que 80% do total vivem nos países em
desenvolvimento. No Brasil, segundo o Censo realizado em 2000 pelo IBGE,
existem 24,5 milhões de brasileiros portadores de algum tipo de deficiência, o que
significa que 14,5% da população brasileira apresenta alguma deficiência física,
mental ou dificuldade para enxergar, ouvir ou locomover-se. Estima-se que no Brasil
10.000 pessoas fiquem deficientes físicos por mês, vítimas de acidentes e de
violência urbana. Os dados do Censo apresentados na figura 1 mostram que no total
de casos declarados de portadores de deficiências, 8,3% possuem deficiência
mental, 4,1% deficiência física, 22,9% deficiência motora, 48,1% visual e 16,7%
auditiva.
A deficiência física refere-se ao comprometimento do aparelho locomotor
que compreende o sistema osteoarticular, o sistema muscular e o sistema nervoso.
As doenças ou lesões que afetam quaisquer desses sistemas, isoladamente ou em
conjunto, podem produzir quadros de limitações físicas de grau e gravidade
variáveis, segundo os segmentos corporais afetados e o tipo de lesão ocorrida.
Nessa perspectiva, o acesso aos meios de comunicação e informação,
principalmente a Internet, possibilita um diferencial no aprendizado e um avanço na
capacitação e na qualidade de vida para um grande número de usuários,
15
principalmente, para o conjunto de sujeitos com necessidades especiais, sejam elas
físicomotoras ou cognitivas (CONFORTO, 2002).
Há vários dispositivos no mercado desenvolvidos para esses fins, mas
poucos são disponíveis no mercado nacional. Quando são importados não podem
ser testados para verificar sua adequação às limitações do usuário outros são
baseados em tecnologia avançada e, consequentemente, inviabilizando sua
reprodução e manutenção.
Portadores de Deficiências
4%
8%
48%
17%
23%
deficiência mental
deficiência física
deficiência motora
deficiência visual
deficiência auditiva
Figura 1 - Representação gráfica da distribuição de deficientes no Brasil.
Fonte: IBGE, OMS (2000).
Entretanto, todos os cidadãos, sem discriminações, devem ter a
oportunidade de usufruir os recursos tecnológicos favorecendo-se das vantagens
que oferecem. Esta abordagem deveria ser respeitada no desenvolvimento dos
produtos de consumo passíveis de ser adquiridos e, portanto, utilizados por todos os
usuários, sem necessidade de adaptações. Usuários sem limitação motora podem
usar dispositivos de acesso, como o mouse e o teclado, para se comunicar com o
computador. Porém pessoas com limitações motoras severas dependem da
tecnologia assistiva para utilizar recursos já existentes, ou seja, objetos e
ferramentas que foram projetadas para usuários sem limitações físicas. De uma
maneira geral, os projetistas não pensam que as suas criações podem trazer
dificuldades para esses usuários. Portanto, salienta-se a importância de projetar
16
serviços e produtos que se adaptem à diversidade da população, sem distinções em
suas condições físicas, cognitivas ou sociais, ou seja, realizar o desenho universal
para todos.
O desenho universal (Universal Design) tem como propósito simplificar a
vida das pessoas de todas as idades e habilidades, com diferentes características
antropométricas e sensoriais, projetando produtos, meios de comunicação e
ambientes usáveis por muitas pessoas, com pouco ou nenhum custo. No Brasil, a
norma NBR 9050 “... atendendo aos preceitos de desenho universal” (ABNT 1994,
1.2.) estabelece como padrão projetar para atender à maior gama de variações
possíveis das características antropométricas e sensoriais da população.
O desenho universal, quando relacionado à acessibilidade básica,
estabelece metas básicas e determinantes para seu desenvolvimento. O produto
deve:
1. Ser utilizável por todo mundo: Não há duas pessoas iguais, portanto o
termo "todo mundo" refere-se a um número ilimitado de pessoas,
cada qual com suas características individuais.
2. Proporcionar independência: Existindo a disponibilidade do produto
tecnológico este deverá ter as mesmas condições de usabilidade em
relação aos indivíduos normais. Não é só permitir que as pessoas
possam utilizar um produto no sentido absoluto, mas que elas possam
utilizá-lo de maneira independente, e que durante o seu uso não haja
ocorrência de distinção entre diversas categorias de pessoas.
3. Promover igualdade: No momento da execução de diferentes e
diversas tarefas, realizadas por públicos diferentes faz-se necessário
imperar o princípio de igualdade, onde o indivíduo com limitações
deve obter resultados iguais, independentemente do recurso e da
maneira pela qual possam ser realizadas.
Portanto um projeto baseado na universalização de um produto tecnológico
deverá seguir os sete princípios que fundamentam o desenho universal:
1. Equiparação nas possibilidades de uso: o produto é útil e
comercializável às pessoas com habilidades diferenciadas.
17
2. Flexibilidade no uso: o produto atende a uma ampla gama de
indivíduos, preferências e habilidades.
3. Uso simples e intuitivo: o uso do produto é de fácil compreensão.
4. Captação da informação: o produto comunica eficazmente, ao
usuário, as informações necessárias.
5. Tolerância ao erro: o produto minimiza o risco e as conseqüências
adversas de ações involuntárias ou imprevistas.
6. Mínimo esforço físico: o produto pode ser utilizado de forma eficiente
e confortável.
7. Dimensão e espaço para uso e interação: o produto oferece espaços
e dimensões apropriados para interação, alcance, manipulação e uso,
independente de tamanho, postura ou mobilidade do usuário.
Presume-se que a elaboração e confecção de um projeto baseado nestes
princípios beneficiariam todas as pessoas. Entretanto, embora o Desenho Universal
deva ser respeitado, muitos recursos e ferramentas não são acessíveis a todos.
Para remediar foram criadas as tecnologias de apoio centradas no indivíduo, as
tecnologias assistivas, que ajudam a compensar as deficiências. Tecnologia
Assistiva é qualquer item, equipamento ou sistema adquirido comercialmente,
modificado ou personalizado, comumente usado para aumentar, manter, ou
melhorar as capacidades funcionais das pessoas com deficiência.
1.2 MOTIVAÇÃO
Principalmente para aqueles que apresentam limitação motora de membros
superiores, o uso do computador é valioso como meio de aquisição de informação e
interação social. Atualmente existem várias soluções que possibilitam o uso de
computadores por pessoas com limitações de movimentos, porém não atendem a
maioria delas. Existem dispositivos que permitem a quem tem limitações de
movimentos, acessarem o computador como, por exemplo: câmera mouse (BETKE
et al., 2002), controle do mouse baseado em eletromiografia (JEONG, 2005),
rastreamento da cabeça (FU, 2007), detecção do movimento ocular (MALIK, 2007),
deslocamento do mouse através de sopro (CUNICO, 2006), mouse acionado pelos
18
movimentos de cabeça (CHEN, 2003), mouse acionado pelo piscar dos olhos (FPF,
2006), sinais cerebrais para movimentar o cursor (WOLPAW, 2007), movimento da
língua para acionar o computador (HUO et al., 2008).
Entretanto, esses periféricos não seguem as normas do desenho universal e
foram desenvolvidas para cada indivíduo. Também são baseados em tecnologias
avançadas, e como são destinados a um mercado relativamente restrito, não são
produzidos em grande escala. Além do mais a utilização de sensores específicos e
dispositivos de precisão dificulta sua reprodução e onera a produção em pequena
escala.
O desenvolvimento de um periférico adaptado é baseado na escolha de um
elemento móvel que substitua a mão. Nos exemplos encontrados na revisão
bibliográfica, os autores utilizaram a língua, os olhos ou sinais eletromiográficos
como elemento móvel. Entretanto para essa pesquisa foi escolhida a cabeça porque
a sua movimentação é fácil e não produz fadiga. Para verificar esta afirmação, basta
observar qualquer orador e ver que a cabeça é movimentada continuamente, mais
inclusive do que as mãos. Além disso, a maioria das pessoas com limitações
motoras severas tem os movimentos da cabeça preservados. Outro fator é que a
cabeça apresenta poucas diferenças morfométricas entre os indivíduos facilitando o
projeto de um periférico universal.
Um periférico utilizando os movimentos da cabeça já tinha sido desenvolvido
no trabalho de mestrado da autora, entretanto o periférico não podia ser
implementado por qualquer pessoa sem conhecimento especializado, pois para que
o periférico fosse acionado com eficácia, o dimensionamento das hastes era
fundamental, além de não permitir mobilidade independente de cabeça, pois, o
mouse com esfera era fixado através de faixa de velcro, na região cervical do
usuário, impedindo que o indivíduo retomasse a atividade sem nova calibração e
reposicionamento do periférico (ALMEIDA et al., 2004).
1.3 OBJETIVO
A presente pesquisa visa o desenvolvimento e teste de um dispositivo
assistencial universal que permita o acesso ao computador pela maioria das
pessoas com limitação motora severa.
19
1.4 APRESENTAÇÃO DA TESE
Esta dissertação foi subdividida em 07 capítulos:
O capítulo 01 apresenta o problema, a justificativa e objetivo do projeto
desenvolvido. O capítulo 02 refere-se à contextualização do trabalho em relação à
literatura. No capítulo 03 é apresentada a fundamentação teórica associada ao
trabalho. No capítulo 04 são apresentados os métodos e os materiais utilizados, os
procedimentos para aquisição dos dados, perfil dos voluntários, aspectos éticos da
pesquisa, protocolo de teste utilizado, descrição dos testes e dos métodos
estatísticos utilizados para análise dos dados. No capítulo 05 consta
desenvolvimento do periférico de acesso ao computador. No capítulo 06 os
resultados dos testes realizados com os voluntários. No capítulo 07 constam
discussão, conclusão e sugestão de trabalhos futuros. As referências são citadas no
fim do trabalho.
20
2 CONTEXTUALIZAÇÃO NA LITERATURA
2.1 PERIFÉRICOS DE ACESSO AO COMPUTADOR ACIONADO
PELOS MOVIMENTOS DE CABEÇA
Um dispositivo baseado em eletrooculografia, desenvolvido por BAGGIO,
(2004) para substituir o mouse é composto por um conjunto de eletrodos instalados
na face do usuário. Os sinais transmitidos por meios de cabos fixados em óculos
(para não puxar os cabelos do usuário) são captados, filtrados e amplificados e um
algoritmo associa o deslocamento dos olhos para a esquerda e para a direita ao
movimento do cursor no monitor na direção horizontal e o movimento dos olhos para
cima e para baixo ao deslocamento vertical (Figura 2). A variação de potencial
gerada pela movimentação dos olhos provoca a movimentação do cursor. Sem
movimentação ocular não existe mudança de potencial, e consequentemente não há
movimentação de cursor. O clique do mouse é realizado automaticamente, via
software: sendo que uma calculadora básica de quatro operações, que ocupa a tela
do monitor, é utilizada para verificação do deslocamento do cursor do mouse.
Figura 2 - Posição dos eletrodos para mensuração da captação de movimento dos olhos.
Fonte: (BAGGIO, 2004)
Este dispositivo exige treinamento prévio e uma interface mouse serial para
que seja instalado. Após três segundos sobre o ponto onde se está olhando a
função clique é ativada. O treinamento se dá através do aplicativo da calculadora
que ocupa toda área da tela do computador. Segundo o autor os resultados
mostraram que um sinal livre de ruídos só se estabiliza após um minuto da
colocação dos eletrodos, só então se pode visualizar o comportamento do sinal, e
refere que a fadiga e o tempo prolongado de uso dos eletrodos interferem no
21
comportamento do sinal. Em relação ao cursor do mouse obteve-se um movimento
semelhante ao movimento dos olhos, porém com oscilação de aproximadamente 1
cm para cada direção. Entretanto os autores não mencionam a realização de testes
com este dispositivo.
O dispositivo desenvolvido por Jordan (2004) se baseia na variação da
intensidade de radiação infravermelha. Essa radiação emitida pelo dispositivo
situado na cabeça do usuário, através de um adaptador tipo boné, incide sobre
quatro receptores acoplados em cada canto do monitor. A intensidade da radiação é
relativa à movimentação da cabeça: quanto menor for o ângulo, maior a intensidade
do feixe, e quanto maior o ângulo, menor a potência óptica recebida e portanto
menor deslocamento do cursor na tela do monitor. Dez voluntários, sendo um
portador de lesão medular com limitações motoras nos membros superiores fizeram
uso do dispositivo. Os voluntários realizaram cinco tarefas diferentes: digitar um
texto; desenhar figuras geométricas, acesso à Internet; imprimir gráficos e deslocar o
cursor com precisão. O autor observou o deslocamento do cursor com o mouse
desenvolvido e com mouse padrão e concluiu que o mouse desenvolvido demonstra
ser eficiente quando comparado ao mouse tradicional, não necessitando de esforço;
por isso, o elevado índice de desempenho.
O sistema câmera mouse, desenvolvido por Betke et al. (2002), promove o
acesso ao computador por pessoas com limitações motoras severas, e é composto
por dois computadores (visualização e usuário) e uma câmera de vídeo. A câmera é
utilizada na detecção de características da face e seus respectivos movimentos,
possibilitando o direcionamento e controle do cursor na tela do computador
.
O
computador de visualização utiliza um algoritmo para rastrear a estrutura facial
escolhida e transforma seus movimentos em sinais que movimentam o cursor na tela
do monitor do usuário.
A autora escolheu estruturas anatômicas em função das características
favoráveis ao rastreamento, localização e facilidade de movimentação pelo usuário.
Também os parâmetros relacionados ao brilho e ao contraste não devem
desaparecer com o aumento da velocidade de movimentação da cabeça. O nariz
localiza-se no centro da face, não é ocluído pelos movimentos da cabeça e, por sua
anatomia, possibilita bom contraste e brilho, sendo mais luminoso que o resto da
face. Quanto ao olho, verificou-se dificuldade no rastreamento devido à pequena
22
amplitude de movimentação frente à tela podendo também ser encoberto pelo nariz
durante a rotação da cabeça. Os lábios apresentam boa localização, brilho e
contraste, porém existe dificuldade de movimento por pessoas com deficiências
musculares desta região. Em relação ao dedo polegar, o programa rastreador perde
a estrutura e passa a localizar outros pontos posteriores a essa, sua movimentação
ficou restrita no sentido vertical, quando reproduzido na tela.
Betke et al. (2002) realizou testes com 20 indivíduos normais e deficientes
que realizaram um treino prévio de um minuto antes de começar dois jogos
específicos de videogame. No teste cada usuário devia movimentar do cursor do
mouse na tela do monitor por três vezes com o mouse convencional e três vezes
com o câmera mouse, sendo que os tempos de realização de tarefa com cada
periférico foram registrados e analisados. Foi observado que, para realização da
ação com o mouse convencional, o tempo em média foi de 0,05 s enquanto para o
câmera mouse demorou 0,5 s sendo assim, constatado que o Câmera Mouse é mais
lento que o mouse convencional. Mas, segundo a autora, este dispositivo quando
comparado a outros, demonstra-se resistente, confortável, não invasivo, não
necessita de esforço físico para sua utilização proporcionando fácil comunicação do
usuário através de seus movimentos preservados, porém necessita de calibração.
Além do mais a discrição em sua utilização, evitando a exposição da deficiência do
usuário, diferenciando-se dos outros dispositivos que utilizam acessórios como:
capacetes, óculos, etc.
Jeong et al. (2005) propuseram um método de controle do mouse baseado
em eletromiografia (EMG) para auxiliar o acesso dos tetraplégicos ao computador.
Os músculos da face foram selecionados, por serem de fácil localização, fixação dos
eletrodos manutenção da funcionalidade e pouca exposição. O masseter e o
temporal atuam no ranger dos dentes e no deslocamento da mandíbula de um lado
para o outro, sendo que este movimento é correlacionado com a movimentação do
mouse no sentido da direita e da esquerda. O dispositivo é portátil e proporciona a
aquisição simultânea de 4 canais de sinais eletromiográficos através de sinais
analógicos que são apresentados em 1kHz e digitalizados em 12 bits, sendo a
transmissão dos mesmos via bluetooth. A realimentação do dispositivo se faz
através de uma bateria de lítio acoplada ao adaptador AC, consumindo baixa
potência. O dispositivo é constituído por faixa que se adapta confortavelmente à
23
cabeça do usuário através de ajustes, sendo que os eletrodos, sensores e o
equipamento de transmissão de dados são acoplados a esta faixa através de velcros
facilitando assim, seu reposicionamento (Figura 3).
Figura 3 - Exemplo de utilização e colocação do dispositivo.
Fonte: Jeong et al. (2005).
Jeong et al. (2005), para processamento dos sinais eletromiográficos
classificaram o ranger de dentes (direita, esquerda e preensão) como dados de
aquisição e os correlacionará ao direcionamento do cursor do mouse. Para cessar o
movimento do cursor, o usuário deveria manter os dentes pressionados por menos
de 1 segundo. Se o fechamento dos dentes fosse realizado à esquerda, o cursor se
deslocaria no sentido anti-horário e quando realizado à direita o mesmo se
deslocaria no sentido horário. Para acionamento de um ícone na área de trabalho
seria necessário que o cursor do mouse permanecesse sobre o mesmo por um
período de dois segundos. Também foi solicitado que o usuário realizasse a função
do mouse através do teclado, realizando a tarefa de apontamento do cursor num
tempo estimado de 4,09 s, e quando utilizou o ranger dos dentes, a movimentação
do cursor do mouse na tela foi de 7,67 s.
O sistema desenvolvido por Fu (2007) apresenta o rastreamento da cabeça
através de uma webcam montada sobre o monitor do usuário. Os movimentos são
capturados e transformados em tempo real no deslocamento do cursor do mouse,
ou seja, o cursor se movimentará de acordo com a movimentação da face do
usuário. Os movimentos de inclinação e a rotação da cabeça são utilizados quando
se necessita maior precisão do cursor, enquanto o clique é acionado mediante a
posteriorização da cabeça. Para que o sistema funcione de forma precisa é
necessária a detecção das características da face do primeiro usuário que são
24
registradas e armazenadas. Os autores utilizaram um algoritmo para estimar e
calcular as diferenças encontradas nas silhuetas das imagens adquiridas e através
de cálculos de derivadas determinaram a orientação espacial da estrutura. O teste
foi realizado por um voluntário e para verificar a eficácia do recurso, uma matriz 4x4
de botões quadrados larguras variadas. Os botões são ativados e destacados
randomicamente, um por um, logo após o clique do voluntário sobre o mesmo. O
teste foi realizado cinco vezes em botões de tamanhos diferentes, e os tempos
médios de 5 a 8 segundos de deslocamento indicam sucesso na utilização do
recurso.
Malik (2007) propõe a utilização dos sinais de movimentação ocular,
capturados através de eletrodos colocados na superfície da pele em volta dos olhos,
para emular a função do mouse na tela do computador. Estes sinais são
amplificados, filtrados, digitalizados e transferidos para o computador. Para detecção
e realização do movimento vertical do mouse, um eletrodo é colocado 2 cm acima
do olho esquerdo e outro eletrodo é colocado 1 cm abaixo do olho esquerdo. Para
detecção e realização da movimentação horizontal do cursor do mouse um eletrodo
é colocado a 2 cm de distância do olho e deverá ser posicionado ao lado do mesmo.
Uma porta paralela recebe os dados digitais para o movimento de cima para baixo e
outra porta paralela recebe os dados digitais do movimento da esquerda para a
direita. Segundo os autores, o recurso demonstrou êxito em sua aplicação.
Observou-se que, em estado de repouso alguns movimentos eram detectados
mesmo quando o indivíduo não tinha a intenção de mover o cursor.
Guerreiro (2007) baseia-se na exploração dos músculos voluntariamente
contraídos como meio de acesso e controle de computadores. Um dos diferenciais
citados pelo autor está relacionado quanto ao isolamento do ambiente ao ruído,
movimento ou interferências causadas por outros indivíduos (ao contrário do
Reconhecimento de Fala ou EEG), e ainda referindo que o sinal eletromiográfico
apresenta a melhor relação sinal/ruído e maiores amplitudes, facilitando seu
processamento. Para utilização, demonstração e avaliação do protótipo, foi criado
um mecanismo de simulação de movimentos (contração e relaxamento). Foi
utilizado um aparelho de eletromiografia que capta sinais em uma frequência de
1.000 Hz em 5 canais independentes, e comunica-se com o dispositivo de
processamento através de uma interface Bluetooth. O dispositivo é relativamente
25
pequeno (14x8x4cm), portátil, podendo ser facilmente adicionado a uma cadeira de
rodas elétrica com discrição favorecendo aceitação social. Para a realização do
processamento dos sinais, foram desenvolvidas duas etapas; uma de pré-
processamento e outra de suavização, podendo através do sinal suavizado detectar,
em tempo-real, momentos de ativação muscular e realizar ações de movimentação
do mouse ou acionamento das funções do teclado de acordo com a ação muscular
realizada. Através da associação das movimentações musculares e dos movimentos
do cursor do mouse (4 direções + 1 botão), foi possível o controle parcial das
funções na tela do computador. Para a inserção de textos foi aplicado o método de
varredura Dasher que permite a escrita através de movimentos bidirecional ou
unidirecional. Os testes foram realizados com usuários sem dificuldades motoras e
posteriormente tetraplégicos, sendo que os resultados demonstraram a possibilidade
do controle através de movimentos do pescoço, queixo ou um simples piscar de
olho.
O trabalho de Cúnico (2006) descreve o desenvolvimento de um
equipamento que possibilita a utilização dos recursos de um mouse convencional,
através de sopro por pessoas com limitações do movimento. A interface homem-
máquina reconhece os estímulos (sopros) e os transforma em movimentos do cursor
do mouse. Para que a interface possa ser acionada é necessário que o usuário
tenha movimento da cabeça preservado e também consiga realizar pequenos
sopros. Para tanto, a aquisição do sinal é feita através de dois sensores de pressão,
posicionados próximo ao rosto do usuário que capturam os sinais do sopro que é
amplificado e convertido para um sinal digital e é enviado para o computador através
de um micro controlador. A comunicação entre o computador e o equipamento é
feita através de uma porta USB. Um software é utilizado para interpretação dos
sinais. Para que seja possível a digitação de textos, o sistema também disponibiliza
um teclado virtual. De forma geral, os usuários podem realizar as mais diversas
tarefas, como navegar na Internet, escrever e-mails, digitar textos e muitas outras.
Chen (2003) auxilia pessoas com deficiência através de um mouse
acionado pelos movimentos de cabeça. O periférico é composto por dois sensores
de inclinação acoplados em um fone de ouvidos, sendo que um destes detecta o
movimento de inclinação lateral da cabeça que é associado com o deslocamento do
cursor na tela do monitor no sentido horizontal direito e esquerdo e o outro detecta a
26
movimentação de flexão e extensão cervical deslocando o cursor do mouse na tela
do monitor para cima e para baixo. Uma haste extensora com um botão interruptor
em sua extremidade que possibilita o acionamento das funções do mouse através
de toque (Figura 4).
Figura 4 - Exemplo do periférico.
Fonte: Chen (2003)
O sistema foi testado por dois grupos formados por homens na faixa etária
de 33 a 43 anos sendo que o grupo experimental e um grupo controle composto por
6 indivíduos com acometimento motor dos membros superiores e 6 indivíduos sem
acometimento motor. Os voluntários foram orientados para treinar por um período de
30 minutos e que, além disso, procurassem realizar a atividade usando os
comandos do mouse do computador e que os possíveis erros não fossem corrigidos.
Foram avaliadas e calculadas as diferenças entre a média da precisão do
apontamento e o tempo médio gasto para o deslocamento do cursor que não foram
significativos.
Outra contribuição advém da Fundação Paulo Feitoza (FPF) que é uma
instituição de pesquisa e desenvolvimento e tem se dedicado à inovação tecnológica
com projetos nas áreas de tecnologia assistiva. Em 2006 a fundação desenvolveu
um sistema composto por um hardware e um software que juntos possibilitam que
pessoas portadoras de necessidades especiais, em particular aquelas que lhe
27
impeçam a utilização plena dos membros superiores, tenham uma melhor integração
com o mundo em que vivem, onde são capazes de escrever desde pequenas
mensagens até longos textos, através da seleção de letras na tela do computador
pelo movimentar e piscar dos olhos. O sistema de funcionamento é compatível como
mouse padrão, deslocamentos dos olhos correspondem a deslocamentos do cursor
na tela, e o piscar dos olhos corresponde ao clique do botão esquerdo do mouse
padrão. Para a execução da função do mouse, um transdutor converte os
movimentos dos músculos que estão ao redor do globo ocular em sinais elétricos e
comandam o funcionamento de equipamentos eletro-eletrônicos e / ou diversos
softwares através do controle do cursor do mouse na tela de um microcomputador.
Os sinais são adquiridos através de cinco eletrodos de ECG fixados na face do
usuário, conduzidos, processados, amplificados e identificando digitalmente os
movimentos efetuados e transformando-os em um código específico o qual é
enviado pela porta serial para o computador onde um software específico os lê e os
converte em um comando que controla o movimento ou clique do mouse (Figura 5).
Figura 5 - Esquema de funcionamento do mouse ocular.
Fonte: Mouse da Fundação Paulo Feitosa, 2006.
28
Porém ao emular o mouse, este se desloca muito lentamente, fazendo com
que o usuário se concentre ao máximo para realizar a função, além da dificuldade de
manutenção dos eletrodos na face durante a sudorese do usuário.
Wolpaw (2007) estabeleceu uma estratégia para fornecer novas vias de
saída para o cérebro, ou seja, estabelecimento do processo de controle ou seleção
de uma meta para interface homem-máquina. Por exemplo, é possível especificar a
seqüência de movimento que leva o cursor ao seu alvo. A nova via de saída pode
comunicar a seleção de meta e um software executa a função de deslocamento do
cursor no alvo, tarefa esta que será associada com a velocidade de resposta cortical
fornecida pelo reflexo medular, ou seja, o interfaceamento fornecerá a informação e
o software gerenciará a velocidade em tempo real que assegura que o objetivo será
alcançado. Sendo assim, a estratégia de seleção de meta é semelhante ao controle
motor normal podendo auxiliar na função dos periféricos de interação assemelhando
sua função ao movimento normal.
Na concepção de Sunner (2005), esta interface homem-computador consiste
em um implante de microcabos internos que atravessam a pele e mantém uma
conexão externa. Para realização da mesma é necessária uma craniotomia, onde os
eletrodos são conectados as células piramidais e a base eletrônica na superfície
cortical, substituindo a parte óssea, ou seja, são necessários biomateriais para
conectar os eletrodos (próteses). O cabeamento de controle é extracranial e a pele é
suturada em torno do mesmo deixando apenas uma pequena porção do cabo
exposta. Os testes foram realizados em três macacos por um período de 513 dias.
Com o implante vários neurônios puderam ser detectados, porém 60 foram
detectados em todos os momentos. Os testes mostraram que a decodificação pode
ser posta em prática com suficiente rapidez e precisão. Sendo assim, um indivíduo
de 24 anos, vítima de lesão da medula por arma branca, teve um chip de 4
milímetros com 100 eletrodos minúsculos implantados em sua superfície craniana.
Este chip foi conectado externamente na superfície do crânio realizando a interface
cérebro computador, para tanto um software específico foi utilizado para captura e
interpretação dos comandos cerebrais do indivíduo e transformados em comandos
digitais que podem controlar uma mão robótica ou mouse virtual mesmo que de
forma rudimentar. O indivíduo foi capaz de abrir e-mails e controlar o volume de uma
televisão. Os autores enfatizam a importância da demonstração de que os impulsos
29
motores são preservados no cérebro e podem ser interpretados por um computador
controlando mecanismos externos. Outros autores ressaltam que os resultados são
limitados e que poderiam ser obtidos por técnicas não invasivas disponíveis no
mercado sem submeter o indivíduo à cirurgia de risco.
Segundo Batista et al. (2008) o desempenho da prótese neural pode ser
melhorado através de um dispositivo que monitore o movimento dos olhos. Os testes
foram realizados primeiramente com macacos. Neste trabalho 3 modos de
funcionamento de uma prótese neural foram comparados e em todos um
decodificador específico associa as atividades padrões dos neurônios com o objetivo
de atingir o alvo. O decodificador avalia a estimativa de precisão do alvo. Os três
modos de funcionamento foram correlacionados a posição do olho, sendo que no
modo 1 essa posição foi ignorada, no 2 a posição do olho é medida através de
óculos de monitoramento durante a calibração e uso da prótese e no 3 é medido
somente durante a calibração e não durante a utilização da prótese ao invés disso a
posição do olho é mediada pela atividade neural. Os testes foram realizados com
dois macacos machos adultos os quais foram treinados para a realização das
tarefas comportamentais. Foi montada uma tela grande ao alcance de suas mãos,
que acionariam o sistema através de um toque na tela. Os resultados demonstraram
que quando a posição da mão é acompanhada pelo olhar o movimento do cursor é
mais preciso.
Huo et al. (2007) desenvolveram um sistema (Tongue Drive) baseado nos
movimentos da língua que permitiu que pessoas com deficiência física controlam
cadeira de rodas, computadores e outros dispositivos com relativa facilidade. Outro
fator relevante é sua característica não-invasiva, não requerendo cirurgia cerebral
como algumas das tecnologias interface cérebro-computador. A língua foi escolhida
por estar diretamente ligada ao cérebro através de nervos cranianos, que
normalmente fica móvel quando outras partes do corpo perdem a função através de
doenças ou acidentes e, também por proporcionar movimentos rápidos, precisos e
não exigir muita reflexão, concentração ou esforço. O Tongue Drive é composto por
um marcador magnético (imã) minúsculo do tamanho de um grão de arroz anexado
à língua, sendo que este é sem fio e não necessita de consumo de energia e ainda
permite que os movimentos da língua sirvam de orientação aos movimentos do
cursor na tela do computador ou até mesmo no controle de cadeira de rodas
30
motorizadas. O sensor magnético é anexado à língua através de adesivos ou
implantado em formato de piercing (Figura 6), conforme preferência do usuário. Os
movimentos realizados pelo imã quando em contato com os lábios são detectados
por um campo magnético externo ou interno da boca. O campo magnético gerado
dentro e ao redor da boca varia de acordo com os movimentos da língua.
Figura 6 - Representação da utilização do tongue drive.
Fonte: Huo et. al (2008).
No trabalho de Huo et al. (2008), o processamento dos sinais é realizado
através de algoritmos específicos que classificam os sensores e sinais, convertendo-
os em comandos de controle comunicados via wireless aos dispositivos. A principal
vantagem é que alguns sensores magnéticos e um pequeno sensor magnético
podem potencialmente capturar um número ilimitado de movimentos da língua.
Alternativamente, os movimentos da língua associados com comandos do usuário
podem ser definidos de tal ordem que sejam suficientemente diferentes das
posições da língua e movimentos que ocorrem durante discurso e digestão. Neste
caso, o algoritmo DSP desenvolvido pelo software LabVIEW seria capaz discriminar
entre a os sinais da língua e comandos originados de movimentos naturais da
língua, como a expressão de: comer, engolir, tossir ou espirrar. O único voluntário a
realizar o teste teve que definir seis comandos da língua, que seriam substituídos
pelas tarefas exercidas pelo mouse, como exemplo: direita, esquerda, para cima,
para baixo, clique, clique duplo, entre outros. O dispositivo mostrou um tempo de
resposta de menos de um segundo com quase 100 por cento de precisão para os
seis comandos individuais. Esta informação é equivalente a uma taxa de
transferência de aproximadamente 150 bits por minuto, o que é muito mais rápido do
Compasso de
referência
Unidade
de
Controle
Receptor
wireless
31
que a largura de banda da maioria das interfaces cérebro-computador. Os
pesquisadores também testaram a capacidade de doze indivíduos no controle de
cadeira de rodas motorizadas. O próximo passo é testar e avaliar a usabilidade e
aceitabilidade do sistema por pessoas com deficiências profundas.
O projeto de um periférico que permite o acesso ao computador por pessoas
tetraplégicas já foi assunto do trabalho de mestrado da autora desta pesquisa. O
projeto do periférico de Almeida et al. (2004) analisou a amplitude dos movimentos
remanescentes no tetraplégico para determinar a configuração que não causa fadiga
da musculatura requisitada e garantir o conforto do usuário. O periférico foi
composto por três hastes metálicas fixadas entre si por argolas, arruelas e
parafusos. Essa fixação permite os movimentos verticais de até 20º graus
necessários, extensão e flexão da cabeça e a rotação de 20º graus. Esses
movimentos possibilitam percorrer com os olhos toda a extensão da tela do monitor.
A haste H1 tem uma de sua extremidade dobrada em “U” para inserção na faixa de
velcro que fixa o dispositivo na cabeça do usuário. A haste H2 foi parafusada na
esfera do mouse figura 7.
Figura 7 - Posicionamento das hastes
A haste H1 é dimensionada inicialmente para não tocar os cabelos do
usuário o que diminuiria a eficácia da movimentação. A haste H3 deve ter o
comprimento igual à distância entre a protuberância occipital e a C
7
.
32
Almeida et al. (2004) mostraram que a esfera do mouse deve descrever um
ângulo máximo de 140º quando acionada pela movimentação da cabeça realizada
para seguir com os olhos o deslocamento do cursor. Entretanto esse movimento da
cabeça tem apenas 20º de amplitude. Para tanto, foi calculado um setor circular b
quando é efetuada uma rotação de 20º provoca um deslocamento de 140º da esfera
do mouse se H2 for bem dimensionada. Portanto, quanto mais distante o centro da
esfera estiver do eixo bulbo raquidiano, ou seja, quanto maior EM maior o ângulo de
rotação. Para não aumentar demais EM o comprimento da haste H1 foi
redimensionado. O processo é interativo, para facilitar os cálculos referentes às
hastes H1 e H2 e a espessura EM foram desenvolvidos algoritmos que consideram
os dados morfológicos do usuário e o esquema dado pela figura 8.
Figura 8 - Representação esquemática das dimensões consideradas no projeto.
Figura 9 - Exemplo do dispositivo com click de bochecha.
33
Os autores implementaram o click através da insuflação da bochecha
utilizando uma haste, fixada à cabeça com uma faixa de velcro, que tem em sua
extremidade um botão de fim de curso alongado (Figura 9) em contato direto com a
bochecha do usuário. A insuflação da bochecha aciona o click ou double click. O
dispositivo é de fácil implementação, entretanto, o dimensionamento das hastes é
fundamental para que o cursor seja movido com eficiência evitando fadiga da
musculatura requisitada e abandono do uso do periférico. O dimensionamento
aleatório exigiria movimentos de cabeça muito mais amplos para a execução das
ações, o que deslocaria o mouse da sua fixação na base do pescoço e diminuiria a
eficiência do dispositivo, fazendo com que o usuário perca a visão do monitor.
Todos dispositivos citados apresentam alguma restrição quanto sua
utilização, o sistema câmera mouse de Betke et al. (2002) necessita de calibração e
manutenção da postura, é mais lento que o mouse convencional e de alto custo. O
sistema de eletrooculografia desenvolvido por Baggio (2004) é lento, exige
treinamento além do mais a fadiga e o tempo de uso interferem no comportamento
do sinal, pois é necessária concentração intensa para que o cursor se desloque. Os
sensores de inclinação de Chen (2003),necessitam de treino prévio e são de difícil
ajuste, devem ser recalibrados a cada utilização e a postura inicial deve ser
rigorosamente mantida, qualquer mudança acionaria os sensores. A radiação
infravermelha de Jordan (2004) também exige a manutenção de postura por tempo
prolongado, o que não é viável para usuários com comprometimento físico. O
dispositivo de Sunner (2005) é invasivo. O mouse ocular desenvolvido pela FPF
(2006) é sensível a movimentos involuntários dos olhos. O sistema de Huo (2008)
baseado em movimentos da língua é pouco higiênico e desconfortável e por ser
posicionado na extremidade da língua inviabiliza a comunicação verbal e se o imã
não for colocado em forma de piercing fica complicada a fixação na língua. O
sistema desenvolvido por Jeong (2005) sobrecarrega a articulação
temporomandibular do usuário e exige uma movimentação não muito usual
fatigando a musculatura envolvida. O rastreamento de cabeça desenvolvido por Fu
(2007) requer a manutenção da postura por tempo prolongado. Guerreiro (2007)
baseia-se na contração voluntária, porém só foi possível controle parcial das funções
na tela do computador. Malik (2007) desenvolveu um periférico acionado pelo
movimento ocular, entretanto o autor afirma que mesmo em repouso o cursor se
34
movimentava. A prótese neural de Batista et al. (2008) é invasiva e necessita de
calibração. O dispositivo de Almeida et al. (2004) necessita de dimensionamento
preciso das hastes para que os movimentos de cabeça sejam eficientes.
35
3 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ASSOCIADA AO PROJETO
3.1 MORFOLOGIA CRANIANA
Segundo Pereira (1998) do ponto de vista mecânico a cabeça se divide em
crânio (neurocrânio) e mandíbula (esplancnocrânio), sendo que a mandíbula é a
região mais móvel do crânio. O autor classificou o crânio em sete formas (Figura 10),
que são:
• Pentagonóide — Compreende os tipos crânios que podem ser inscritos em
um pentágono, de lados desiguais, porém, simétricos. O contorno é
arredondado nos ângulos. As bossas parietais desenham-se claramente.
• Ovóide — A maior largura se projeta para trás, sobre as bossas parietais, a
fronte e o occipito que se afunilam, podendo o seu contorno ser inscrito em
um hexágono irregular, de lados simétricos.
• Elipsóide — As bossas parietais são pouco pronunciadas; o occipito mostra-
se arredondado.
• Esferóide — Caracteriza-se pelo arredondamento das regiões frontal, parietal
e occipital. Os crânios desses tipos são largos e curtos.
• Brissóide — Se distingue da forma precedente, pela linha de contorno lateral
que, é côncava ao invés de convexa.
• Esfenóide — O contorno do crânio é cuneiforme, mostrando atrás larga
projeção parietal e adiante acentuado afinamento da região frontal.
• Rombóide — A região frontal apresenta quase o mesmo formato da região
occipital. A região frontal é reduzida e pequena, sobretudo, quando
comparada com a largura da região parietal.
36
Figura 10 - Formatos do crânio.
Fonte: Pereira (1998).
3.2 POSIÇÃO NATURAL DA CABEÇA
No século XVI, Leonardo da Vinci e Albrecht Dürer utilizaram linhas
horizontais e verticais ao desenharem indivíduos em postura natural para a
reprodução artística e científica mais aproximada do real da cabeça humana.
(COOKE, 1988).
Em 1860 os anatomistas entenderam que, para a prática da craniometria, os
crânios deveriam ser orientados de maneira a se aproximar da posição natural de
cabeça dos vivos. Além disso, uma linha de referência vertical e outra horizontal
extracranianas foram usadas, com preferência dada à linha horizontal.
Broca em 1962, citado por Cooke (1988), foi o primeiro a descrever a
Posição Natural da Cabeça, definindo-a assim: “quando um homem está de pé e seu
eixo visual é horizontal, sua cabeça está em posição natural”.
Moores (1958) relata que Schmidt (1876), observou que para encontrar o
posicionamento natural da cabeça é necessário observar as pessoas para
determinar qual o plano horizontal transverso que a cabeça assume em posição
normal. Depois determina qual plano anatômico no crânio corresponde a essa linha
horizontal fisiológica. Nas conferências sobre craniometria realizadas em Munique e
Berlim, o Pórion foi considerado o ponto mais adequado como terminação dorsal
dessa linha fisiológica horizontal e a linha que passa pelos dos pontos Pórion e
37
Orbital, foi chamada de Horizontal Alemã. Em 1884, após ter sido adotada também
na Conferência de Frankfurt, tornou-se conhecida como Horizontal de Frankfurt
(Figura 11). O Plano de Frankfurt é provavelmente a mais conhecida e aceita
aproximação da linha horizontal fisiológica, produzindo diferenças na configuração
facial entre grupos raciais e tendo supostamente a menor variabilidade dentro de
cada grupo.
Figura 11 - Representação dos pontos craniométricos que determinam o Plano Horizontal de Frankfurt.
Fonte: Sobota (2006).
Este plano possibilita a visualização da cabeça e do crânio seco, em várias
perspectivas, que são nomeadas como: Norma superior (Vertical), Norma inferior
(Basilar), Norma posterior (Occipital), Norma anterior (Facial) e Norma lateral direita
e esquerda.
Downs (1956) relatou que o Plano Horizontal de Frankfurt estaria nivelado
quando uma pessoa estivesse em pé olhando diretamente para frente e testou esta
condição com 100 crianças em pé e olhando para seus olhos refletidos em um
espelho.
Moores (1985) discute em seu trabalho que a posição natural da cabeça é
uma posição padronizada e facilmente assumida quando o paciente foca um ponto à
distância, no nível dos olhos e que os clínicos concordariam que os pacientes devem
ser examinados em suas posições naturais da cabeça.
38
3.3 TÉCNICA E EQUIPAMENTOS PARA CRANIOMETRIA
Para avaliar a forma do crânio, poucas mensurações são suficientes, porém
para realizar mínimas comparações ou estabelecer diferenças individuais, deve-se
aumentar o número de medidas.
Para garantir a precisão da técnica, é necessária a homogeneização dos
pontos de referência craniométricos utilizando nomenclatura universal. Dois planos
são fundamentais:
⇒ Plano médio sagital (vertical), com pontos de referência em: Nasion-
Inion-Basion.
⇒
Plano aurículo orbitário ou de Frankfurt (horizontal) com pontos de
referência em: Pórion (po) direito e esquerdo e Orbitale (or).
Dois equipamentos são muito utilizados pela sua simplicidade durante a
execução da técnica, são de baixo custo e não expõem o sujeito avaliado a riscos
para sua saúde (WARD, 1989; ALLANSON, 1997; WARD et al., 2000). Um deles é o
paquímetro, utilizado para verificação de distâncias lineares entre dois pontos no
mesmo plano ou em planos vizinhos. Outro é a fita métrica que mede arcos e
circunferências. Durante a obtenção de uma distância entre dois pontos do tecido
mole, é importante que as pontas do paquímetro não pressionem a pele
.
As medidas craniométricas podem ser obtidas com a cabeça do indivíduo na
posição de repouso habitual, ou em posição padronizada. As medidas angulares e a
maioria das medidas lineares não sofrem influência da posição da cabeça.
Entretanto, medidas que envolvem o vértice (v), ponto mais alto da cabeça, e suas
inclinações, devem ser obtidas com a posição padronizada.
Para Rizzolo & Madeira (2004), o indivíduo deve ficar com a cabeça ereta,
olhando para longe para que se possa estabelecer a manutenção do
posicionamento adequado da cabeça e correlacionar ao plano horizontal de
Frankfurt.
Desta forma, a confiabilidade das medidas craniométricas depende da
localização precisa dos pontos craniométricos, da manutenção da cabeça em
posição adequada e da colaboração do indivíduo.
39
3.3.1 Pontos craniométricos específicos utilizados para a realização
deste trabalho
1. PORION (po) (PL) — Ponto na borda superior e externa do meato
acústico externo;
2. VERTEX (v) (PM) — Ponto mais alto do crânio sobre a sutura sagital,
estando este orientado no plano de Frankfurt.
3. INION (i) (PM) — Ponto localizado na reunião das linhas curvas
occipitais superiores com o plano médio sagital. Nas linhas occipitais
pouco desenvolvidas, que não chegam ao plano médio sagital, calcula-
se o prolongamento destas linhas. Comumente é o ponto mais
proeminente da protuberância occipital externa.
4. ORBITALE (or) (PL) — Ponto mais baixo na margem da órbita. É um
dos pontos utilizados para a orientação do crânio no Plano de
Frankfurt.
5. GLABELA (g) (PM) — Ponto localizado logo acima da sutura
frontonasal, entre os arcos superciliares. Comumente é o ponto mais
saliente do frontal, no plano médio sagital. Pode, no entanto, formar
uma depressão ou constituir, com os arcos superciliares, uma única
elevação contínua.
Os pontos craniométricos estão representados na figura 12.
Figura 12 - Glabela(g)– Nasion (n)–– Opisthokarion(op) – Orbitale (or) – porion (Po) – Vértex (v).
40
4 MATERIAIS E MÉTODOS
Como foi comprovado na pesquisa do mestrado (ALMEIDA et al., 2004) que
um periférico de acesso ao computador baseado nos movimentos da cabeça em
relação à base da coluna cervical que permanece fixa é uma opção relevante, nesta
pesquisa foi desenvolvido um dispositivo que utiliza estas referências (Figura 13).
Figura 13 - Periférico de acesso baseado nos movimentos de cabeça em relação a base da coluna
cervical fixa.
Para projetar um periférico universal foi necessário avaliar as diferenças
morfométricas cranianas determinando assim, as localizações que proporcionam os
menores ajustes em função das variações individuais.
4.1 PROJETO DO DISPOSITIVO PARA LEVANTAMENTO DAS
CURVATURAS CRANIANAS
Para avaliar as diferenças morfométricas cranianas utilizou-se o plano
horizontal de Frankfurt ou Aurículo-Orbital conhecido nos estudos odontológicos,
para analisar pontos craniométricos internos. O plano Horizontal de Frankfurt passa
pelo ponto inferior da margem da cavidade orbital e na região do pórion, no ponto
médio da borda superior do meato auditivo.
41
Convencionalmente a localização desse plano no espaço é feita a partir de
recursos radiográficos ou com o sujeito em pé, olhando para um ponto fixo na altura
dos olhos. Entretanto como não foi utilizada a exposição radiográfica nem respeitada
a posição em pé do voluntário para garantir a localização espacial foi determinado o
paralelismo desse plano com o solo.
Para inscrever os pontos PD (pórion direito) e OD (orbitale direita) e PE
(pórion esquerdo) e OE (orbitale esquerda) no mesmo plano, foi desenvolvido um
dispositivo composto por três réguas (R1, R2 e R3) de 15 cm, em acrílico, unidas
entre si para formar 2 ângulos retos. Para apoio na região nasal do indivíduo, foi
inserido na régua frontal do dispositivo um parafuso de 10 polegadas (7). Foi
anexada a sua porção final uma adaptação anatômica, composto por um círculo de
acrílico (6) com diâmetro de 3 cm (Figura 14) para melhorar o apoio nasal.
Figura 14 - Apoio ajustável para a região nasal do indivíduo.
Dois níveis d’água foram fixados sobre o dispositivo. Um sobre a régua
frontal e o outro numa das réguas laterais para manter o plano de Frankfurt paralelo
ao solo (Figura 15).
Figura 15 - Exemplo da colocação do nível d’água nas réguas 1 e 2.
Um orifício (8) na região frontal da régua (1) permite o transpasse por uma
régua menor (9) (Figura 16) que apóia sua extremidade na região da orbitale (Figura
17) na face do usuário, concretizando mais um ponto do plano de Frankfurt.
42
Figura 16 - Régua frontal do dispositivo.
Figura 17 - Exemplo da régua menor e suas dimensões.
Duas olivas medindo 2 cm de comprimento com 0,5 cm de diâmetro (5),
acopladas na extremidade da borda interna das réguas 2 e 3 permitem a inserção no
meato auditivo, possibilitando o alinhamento do pórion com a orbitale (Figura 18).
Figura 18 - Vista da borda interna das réguas que determinaram a fixação das olivas nos meatos.
A figura 19 mostra o esquema ilustrativo do dispositivo nivelador e a figura
20 um voluntário utilizando o dispositivo.
43
Figura 19 - Exemplo do dispositivo nivelador que relaciona o plano de Frankfurt ao nível do solo.
Figura 20 - Voluntário utilizando o dispositivo para levantamento das curvaturas cranianas.
44
Para moldar o formato da cabeça, uma régua flexível, foi fixada
perpendicularmente ao apoio nasal do dispositivo (Figura 21). Para manter o formato
da cabeça durante a remoção do dispositivo foi utilizada uma dobradiça ajustável
que impede a deformação da régua flexível.
Figura 21 - Vista lateral do dispositivo com régua flexível e dobradiça.
A posição do occipito (oc) e da sétima cervical (c
7
) foram marcadas
manualmente nesta régua.
4.2 TÉCNICA SIMPLIFICADA PARA CAPTURA DO TRAÇADO
Para levantar as curvaturas cranianas de uma maneira mais simples utilizou-
se apenas a régua flexível. Essa alternativa permitirá a adequação do dispositivo
para uma pessoa fora dos padrões de normalidade, sendo que qualquer profissional
da área de reabilitação poderia levantar seu perfil.
4.3 MÉTODO PARA COLETA DOS DADOS
4.3.1 Primeira Técnica com o Dispositivo de Nivelamento
Nesta técnica solicitou-se ao indivíduo que ficasse sentado frente à tela do
computador e mantivesse seu olhar na linha do horizonte. O dispositivo de
45
nivelamento foi colocado na sua cabeça para correlacionar no mesmo plano, os
pontos craniométricos que determinam o plano de Frankfurt.
O nivelamento da cabeça do voluntário, em relação ao solo foi evidenciada,
através dos níveis d’água, fixados no dispositivo. A régua flexível foi moldada na
cabeça do voluntário, sendo que uma de suas extremidades determina a região
glabelar (ponto localizado entre os olhos) e a outra extremidade passa pela sétima
vértebra cervical. Após remoção da régua flexível, o contorno craniano longitudinal
foi transcrito no papel milimetrado.
4.3.2 Segunda Técnica – Régua flexível
Como a técnica que utiliza o dispositivo de nivelamento não está disponível
comercialmente, foi desenvolvido um método simplificado para que qualquer
profissional da área da saúde possa levantar a curvatura craniana. O método utiliza
somente a régua flexível no lugar do dispositivo de nivelamento. O voluntário foi
orientado para ficar sentado e manter seu olhar na linha do horizonte. A régua
flexível foi acoplada a cabeça com uma de suas extremidades, posicionada na
região glabelar (ponto localizado entre os olhos) e a outra extremidade posicionada
sobre a sétima cervical, adquirindo então o contorno craniano longitudinal. A fixação
do contorno craniano foi mantida pela dobradiça ajustável de acrílico acoplada nas
extremidades da régua flexível (Figura 22).
Figura 22 - Régua flexível.
46
4.4 PROCESSAMENTO DE IMAGENS
Os esboços cranianos foram transcritos para um papel milimetrado. Esse
papel foi utilizado para manter o início da régua flexível na mesma referência para
todos os traçados. Um scanner foi utilizado para captura das imagens. Um programa
GIMP de edição de imagens foi utilizado para registrá-los no computador. Foi
desenvolvido um software que encontra a maior profundidade da curvatura cervical
(distância horizontal) e a distância média entre este ponto e o occipito (distância
vertical), os passos são descritos a seguir:
4.4.1 Pré-processamento
As curvas cranianas dos voluntários foram digitalizadas com um scanner de
mesa e para obter o melhor desempenho do algoritmo de classificação das regiões
de interesse dos traçados, as imagens digitalizadas foram binarizadas e pré-
processadas com uma técnica de limiarização para segmentar as regiões que
correspondem aos contornos das cabeças de outros elementos que compõe o
fundo.
Para a limiarização foi utilizado o método de bipartição do histograma, que
converte em branco os pixels cujo tom de cinza é maior ou igual a valor de limiar t e
os demais pixels em preto.
Na bipartição do histograma, uma imagem de entrada F(x,y) com N tons de
cinza produz à saída uma imagem f(x,y) chamada imagem limiarizada ou binarizada,
sendo que:
f(x,y) = 1 se F(x,y) >= T
= 0 se F(x,y) < T (1)
onde, T é o nível de cinza denominado limiar.
Na equação (1) os pixels definidos com 1 correspondem aos traçados
segmentados e os pixels definidos com 0 correspondem ao fundo. A qualidade das
regiões segmentadas na imagem limiarizada depende do valor de T. Desta forma, é
47
importante definir um valor ótimo para T para que a imagem não sofra uma
limiarização inadequada.
Para obter o valor para T de forma a atender as variações pertinentes ao
conjunto das imagens digitalizadas (contraste e iluminação), foi utilizado um método
automático de escolha baseado no valor médio do histograma. Através deste
método foram diferenciados todos os traçados após a binarização, já que nenhuma
imagem apresentou descontinuidade ou deformação dos contornos.
4.4.2 Cálculo da profundidade cervical
O software realiza as medidas da profundidade cervical, da altura
compreendida entre o ponto de maior profundidade (P
4
) e o occipito (P
3
) tendo como
referência o PHF, que são: a glabela (P
1
), o vértex (P
2
), o occipito (P
3
). Estes pontos
estão dispostos em regiões que formam quadrantes conforme a figura 23.
Para encontrar de forma automática a posição dos pontos de interesse,
inicialmente o algoritmo inicializa as variáveis de controle x, y e o segmento AB da
figura 25. O segmento AB representa o comprimento de 50 milímetros marcado na
folha onde foi transcrito o contorno da cabeça após sua aquisição com o dispositivo
de nivelamento. Este valor é utilizado como escala na imagem digitalizada para
obtenção das respectivas medidas em centímetros.
Após a inicialização são executados dois laços de repetição para realizar um
procedimento de varredura (sweeping) nas linhas e colunas das imagens. Durante a
execução deste processo o algoritmo faz uma classificação buscando pontos
diferentes do fundo, isto é, pontos que estão localizados na borda dos traçados
conforme a binarização realizada anteriormente.
48
Figura 23 - Quadrantes com os pontos de interesse localizados.
A primeira região é determinada pelo segundo quadrante e compreende o
meato auditivo e o vértex (usando a vista lateral da cabeça). Neste quadrante é
localizado o ponto de referência P1, que é determinado pela glabela. O algoritmo
localiza este ponto realizando uma varredura nas colunas da imagem iniciando pela
primeira coluna até encontrar um ponto da borda, localizado na extremidade
esquerda da imagem (Figura 24 - quadrante II).
49
Figura 24 - Fluxograma do algoritmo para localização dos pontos de referência
50
Após a localização de P1, o algoritmo executa uma varredura no primeiro
quadrante para encontrar o ponto P2, que é representado pelo ponto mais acima da
cabeça, vértex. O algoritmo realiza o processo de sweeping por linhas horizontais
começando pela primeira linha até encontrar um ponto da borda. A disposição do
processo de busca em linhas horizontais é possível devido ao método de marcação
do traçado, pois a cabeça é posicionada de acordo com o PHF de tal forma que
fique paralela ao solo, portanto o ponto do vértex fica posicionado na região mais
alta da cabeça. Caso não fosse utilizado o PHF como referência, pequenas rotações
poderiam deslocar o vértex de posição e sua especificidade em relação à altura não
poderia ser garantida.
Para encontrar o P4, que é determinado pela curvatura do pescoço, é
realizado um sweeping no quarto quadrante com deslocamento feito por varreduras
de colunas. O processo de varredura inicia na posição x de P2 e y de P1 e é
repetido até o algoritmo encontrar um ponto pertencente à borda do traçado. Após
esta localização, o algoritmo atribui os valores posicionais de x e y ao ponto P4 e
inicia o processo para localização de P3, o último ponto de interesse.
O ponto P3 está localizado na curvatura posterior da cabeça e representa o
ponto do occipito. Para encontrar sua localização o algoritmo busca pelo ponto da
borda à direita da curva no primeiro e quarto quadrante. Sua localização é realizada
ajustando as variáveis x e y (fluxograma da Figura 24 – 4º bloco) no passo 3 para o
tamanho máximo de colunas (definido por img.width) e zero (y = 0). A detecção é
realizada através de um looping no sentido inverso, ou seja, diminuindo uma
unidade da coluna até que o ponto estudado pertença à borda do traçado.
Após a localização dos pontos de interesse, o programa inicia o cálculo da
distância euclidiana d entre os pontos P3 e P4, conforme equação 2.
2
43
2
43
)()( YpYpXpXpd −+−=
(2)
Para determinar a distância horizontal e vertical, foi utilizado um segmento
(Figura 25 – detalhes) marcado na imagem digitalizada como referência no sistema
de medidas associadas aos pixels do segmento. Através da fórmula de Pitágoras,
então as distâncias são calculadas em cm.
51
Figura 25 - Pontos d, c3 e c4 para cálculo das distâncias horizontal e vertical
De acordo com a Figura 25 pôde-se estabelecer as Equações 3 e 4. A
distância vertical dv é então calculada pela relação entre a diagonal d (hipotenusa),
o lado c4 (cateto) e o segmento
AB.
AB
cd
dv
)(5
2
4
2
−
=
(3)
Analogamente, foi estabelecida relação semelhante para a distância
horizontal, conforme equação 4.
AB
cd
dh
)(5
2
3
2
−
=
(4)
Na figura 26 é apresentado um exemplo de utilização do software
desenvolvido, neste caso, foram localizados os quatro pontos P1, P2, P3 e P4, e
também foi realizado o cálculo das medidas da profundidade do ponto P4 com a
curvatura do pescoço.
52
Figura 26 - Tela do software para cálculo dos pontos de referência.
4.4.3 Superposições das curvaturas cranianas
Para determinar a diferença entre as curvaturas cranianas nas imagens
binarizadas foi estabelecido um ponto de referência comum a todos os traçados. Foi
escolhido o ponto da glabela por se tratar do ponto inicial comum a todas as curvas
e representa uma origem conhecida independente da forma da cabeça. As curvas
foram posicionadas em função deste ponto de origem (Figura 27).
53
Figura 27 - Fluxograma para calcular valor do tamanho de ij.
A seguir foi executada uma varredura nas imagens sobrepostas para
determinar a menor distância entre elas. O processo escolhido para varredura
consiste em deslocamentos horizontais (fixa uma linha e variam-se às posições no
eixo x) em uma região que corresponde ao limite inferior da glabela até a última linha
da imagem.
Este processo de busca inicia-se da esquerda para direita (menor valor de x
para o maior) e é executado até a localização de um ponto da borda. Quando o
programa encontra um ponto da borda, esta posição é registrada em um vetor e é
executado outro processo de varredura no sentido contrário (deslocamento
decrescente), do último ponto da linha até encontrar outro ponto da borda que
corresponde a posição final do segmento (ponto j), figura 28.
54
Figura 28 - Segmento de interseção dos traçados com a linha horizontal.
Para verificar se a localização do dispositivo na curvatura cervical
proporciona um dispositivo que serve para todos (desenho universal), foi calculada a
diferença entre a menor e a maior profundidade desta. Para tanto, o algoritmo
calcula a diferença em pixel entre as coordenadas x dos pontos i e j e utiliza a
marcação de cinco centímetros definida nos traçados para criar a escala em
centímetros, através do relacionamento em pixels dessa escala.
Após o cálculo de todos os segmentos abaixo da glabela, o programa
classifica o vetor que contém esses valores posicionando os menores segmentos no
início do vetor, desta forma, a primeira posição deve conter a menor diferença entre
todas as cabeças.
55
5 DESENVOLVIMENTO DO PERIFÉRICO DE ACESSO AO
COMPUTADOR
5.1 ESCOLHA DOS ELEMENTOS FIXO E MÓVEL
O deslocamento do cursor na tela do monitor é feita pelo controle voluntário
dos deslocamentos de um elemento móvel sobre uma matriz de pontos fixos.
Para realizar o periférico adaptado foi escolhido como elemento móvel, os
pequenos movimentos da cabeça, produzidos pela coluna cervical superior, a saber,
a rotação em torno do eixo bulbo raquidiano, utilizado para seguir o cursor no
monitor no sentido horizontal, e a sua inclinação e extensão em torno do eixo
transversal, utilizada para visualizar o cursor nos seus deslocamentos verticais.
Foi determinado que o elemento fixo deve estar no corpo do usuário. De fato
se o elemento fixo fosse colocado numa referência externa tal como a cadeira de
rodas, a parede ou o monitor, no decorrer do tempo à perda da postura inicial
inviabilizaria o acionamento do dispositivo. Como a coluna cervical inferior não
participa dos pequenos movimentos de rotação-extensão flexão provocados pela
coluna cervical superior, a base do pescoço não se movimenta quando a cabeça se
movimenta.
5.2 ESCOLHA DO MOUSE
O dispositivo de controle do cursor padrão comercialmente disponível
provoca o deslocamento na tela de forma livre, ou seja, sem referência fixa por
sensores (exceto as mesas digitalizadoras). O problema é quando o usuário não
consegue amplitude para retornar ao centro da tela, pois o cursor permanece preso
em um dos cantos. Neste caso é necessário que o mouse deslize no sentido
contrário até encontrar o ponto do centro ou ponto de referência periférico/tela. Para
tanto, o usuário deve erguer o mouse e posicioná-lo sobre um local no mousepad
onde consiga maior amplitude para continuar trabalhando.
Este processo apesar de ser simples, é extremamente difícil para um
periférico adaptado na articulação com grau de liberdade não tão amplo como a
cabeça. Entretanto, os periféricos baseados nos movimentos de cabeça, não
56
implementam esta funcionalidade. Tão pouco não é justificável realizar este
procedimento com o auxílio de outra pessoa, pois a proposta inicial é justamente
oferecer autonomia para o usuário.
O uso do mouse óptico proporciona um método de centralização do cursor
na tela, que pode ser executado de forma simples, desde que o mouse possua
amplitude livre, não seja fixado por dois pontos distintos (cabeça e pescoço, por
exemplo).
Para centralizar o cursor o usuário deve realizar uma média de
deslocamento na direção horizontal e vertical com movimentos repetitivos
excedendo os limites da tela em cada uma das direções individualmente.
Através deste método o cursor vai ganhar amplitude no sentido contrário ao
seu limite, ou seja, caso o ponteiro do mouse fique “preso”, isto é sem amplitude em
um lado, se o usuário excede o limite com o periférico na mesma direção o encoder
é acionado, porém o cursor permanece no limite da tela, ou seja, quando o periférico
volta a posição excedida, assim, pode-se dizer que o periférico ganhou amplitude
limitada ao exterior da tela.
Na figura 29 (a) pode ser visualizada uma situação onde o usuário perdeu a
amplitude de movimento do cursor do lado direito da tela.
Figura 29 - (a) - Perda da amplitude do movimento do cursor do lado direito da tela.
Neste caso, para centralizar o cursor é necessário utilizar um movimento na
horizontal na direção esquerda, entretanto, o periférico nesta situação (Figura 29 (a))
não permite este movimento, já que o mouse está posicionado no limite esquerdo do
57
mousepad. Para realizar o ajuste é executado um movimento na direção oposta e
assim cria-se um espaço para realizar posteriormente o movimento desejado,
conseguindo uma amplitude suficiente para retornar o cursor (Figura 30 (d)).
Figura 30 - (d) - Movimento na direção oposta para ganho de amplitude.
Esta técnica é possível, pois quando o cursor está posicionado sobre uma
das bordas, ou limite da tela, mesmo que sejam realizados movimentos nesta
direção ele permanece parado, exceto em alguns sistemas operacionais como o
linux que utiliza servidores de interface gráfica onde é possível configurar uma tela
virtual, tais como X.org ou X 11.
5.3 IMPLEMENTAÇÃO
O periférico é composto por duas hastes em forma de “L” soldadas entre si
(Figura 31) e colocadas na cabeça do voluntário por uma faixa de velcro. As faixas
de velcro com larguras e comprimentos variáveis (Figura 32) dependendo da
morfologia da cabeça do usuário devem ser suficientes para envolver toda a
circunferência da cabeça. Também deve ser revestida com malha em toda a sua
extensão para absorver a sudorese local e evitar contato direto do velcro com a pele
do usuário.
58
Figura 31 - Periférico.
Figura 32 - Faixa de velcro para cabeça.
5.3.1 Dimensionamento das hastes H1 e H2
A haste H1 possui em sua região central um parafuso que ajusta seu
tamanho horizontalmente facilitando o contato do mouse no mousepad localizado na
profundidade cervical do usuário.
59
A haste H2 tem 2 cm de largura na qual apresenta uma canaleta de
aproximadamente 0,5 cm para regulagem do parafuso que permite o ajuste vertical
do mouse óptico para qualquer usuário (Figura 33).
Figura 33 - Haste H1 e H2.
O mouse óptico foi fixado na haste H2 com um parafuso que proporciona
seu deslocamento na canaleta permitindo ajuste vertical de acordo com a
necessidade de cada usuário (Figura 34). As dimensões das hastes H1 e H2 foram
determinadas a partir da média das medidas dos voluntários.
Figura 34 - Periférico de acesso ao computador.
5.3.2 Implementação do mousepad
Para conseguir um contato direto entre a coluna cervical (pescoço) e o
mouse óptico quando adaptado à cabeça do voluntário, desenvolveu-se um
dispositivo semelhante a um mousepad convencional objetivando a mesma função,
porém em um plano vertical.
60
Figura 35 - Protótipo do mousepad cervical.
Na cervical do voluntário foi colocado um colar cervical construído com
silicone para se adaptar ao seu formato. Esse suporte tem a forma de uma calota
esférica em sua região central e com um ligeiro declive em suas extremidades. Este
colar é atravessado por duas hastes de metal nas quais foi fixado o mousepad. Na
região que está em contato com a sétima cervical do usuário, uma faixa de velcro foi
colocada permitindo a fixação do mesmo no pescoço do usuário (Figura 35).
5.4 PERFIL DOS VOLUNTÁRIOS
Os testes foram aplicados em três grupos:
• 48 indivíduos sem limitações motoras com prévia mensuração (GTE- Grupo total
experimental de desenvolvimento do periférico). Estes indivíduos foram
submetidos à avaliação, mensuração e comparação de seus dados morfométricos
mediante as técnicas apresentadas neste trabalho.
• 48 indivíduos sem limitações motoras sem prévia mensuração (GTT – Grupo total
de teste);
Estes indivíduos não forneceram dados morfométricos e nem foram
submetidos às técnicas de mensuração apresentadas neste trabalho.
• 13 indivíduos tetraplégicos sem prévia mensuração (GLM - Grupo com limitações
motoras).
As siglas dos grupos de voluntários estão inseridas na tabela 1.
61
Tabela 1 - Siglas dos grupos de voluntários.
Este projeto foi aprovado pelo comitê de ética sob o registro CAAE -
0142.0.237.000-09. Um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido foi lido,
discutido e assinado pelos voluntários autorizando esta pesquisa.
5.5 PROTOCOLO DE TESTES
Os testes foram realizados com o GTE e GTT no Laboratório do Núcleo de
Pesquisas Tecnológicas da Universidade de Mogi das Cruzes utilizando o mouse
convencional e o periférico adaptado. O terceiro grupo GLM (tetraplégicos) realizou
o teste apenas com o periférico adaptado.
Para analisar se o periférico permite ao usuário acessibilidade ao
computador, foi desenvolvido um jogo – teste O labirinto (Figura 36). Este é
composto por um cenário com caminho contendo retas e curvas, onde o voluntário
tem como meta chegar no fim do caminho com o mínino de colisões. Para tanto os
comandos permitem andar para frente, virar para direita ou para esquerda. Um
programa registra a quantidade de colisões nas paredes do caminho e o tempo que
o voluntário levou do início até o final do percurso.
GHDP
Grupo de Homens para o Desenvolvimento do Periférico
GFDP Grupo Feminino para o Desenvolvimento do Periférico
GTT Grupo total de teste
GTE Grupo total experimental
GLM Grupo com Limitação Motora
GTV Grupo Total de Voluntários
mc mouse-colisão
mt
pc
mouse-tempo
periférico-colisão
pt periférico-tempo
62
Figura 36 - Tela do jogo teste “O labirinto”.
5.6 ANÁLISE DOS DADOS
Os dados foram analisados com o teste estatístico t-Student, pois quando
aplicado o teste D’Agostino, os dados se mostraram paramétricos. A análise foi feita
entre dois grupos amostrais, demonstrando a diferença entre os mesmos.
63
6 RESULTADOS
6.1 DETERMINAÇÃO DOS DADOS MORFOMÉTRICOS POR
PROCESSAMENTO DE IMAGENS
Os dados cirtométricos da cabeça e do pescoço, de 48 voluntários sendo 24
do sexo masculino e 24 do sexo feminino estão apresentados na tabela 2.
Tabela 2 - Dados cirtométricos da cabeça e do pescoço de 48 voluntários.
GTE
Pescoço
Masculino
(cm)
Pescoço
Feminino
(cm)
Cabeça
Masculina
(cm)
Cabeça
Feminina
(cm)
H1 / F1 40 32 62 58
H2 / F2 44 33 62 57
H3 / F3 41 32 61 56
H4 / F4 42 31 61 56
H5 / F5 43 35 61 56
H6 / F6 40 36 61 56
H7 / F7 41 37 61 55
H8 / F8 40 32 61 55
H9 / F9 40 34 60 55
H10 / F10 38 34 60 55
H11 / F11 42 36 60 55
H12 / F12 39 33 60 55
H13 / F13 39 35 59 55
H14 / F14 36 35 59 55
H15 / F15 40 32 59 54,5
H16 / F16 42 32 59 54,5
H17 / F17 39 32 58 54
H18 / F18 39 34,5 58 54,5
H19 / F19 38 33 58 54
H20 / F20 35 34 58 54
H21 / F21 39 36 58 54
H22 / F22 39 35 58 54
H23 / F23 37 32 58 54
H24 / F24 39 36 58 54
MÉDIA 39,67 33,81 59,58 55,02
DESVIO PADRÃO
2,05 1,69 1,38 1,02
64
Os traçados da curvatura craniana dos 48 voluntários foram levantados com
as duas técnicas, a primeira com o dispositivo de nivelamento do plano horizontal de
Frankfurt e a outra com a régua flexível. Os pontos P3 (occipito) e P4 (concavidade
cervical) foram localizados pelo programa. À distância na projeção vertical entre P3
e P4 (VER) e a profundidade cervical (HOR) também foram calculadas pelo
programa (Figura 37).
Figura 37 - Exemplo do cálculo realizado pelo programa das profundidades cervicais de dois
voluntários.
A tabela 3 apresenta profundidade cervical HOR, a distância vertical VER
dos voluntários masculino e feminino, calculadas a partir das curvaturas cranianas
levantadas com o nivelador do plano de Frankfurt.
Dist P3P4 = 7.70
Dist Hor = 1.43
Dist Ver = 7.64
Dist P3P4 = 5.57
Dist Hor = 0.79
Dist Ver = 5.45
65
Tabela 3 - Profundidades cervicais, (HOR), a distância vertical (VER) das cabeças masculinas
(GHDPn) e femininas (GFDPn) e a distância P3 e P4 calculadas a partir das curvaturas cranianas
levantadas com o nivelador do plano de Frankfurt.
GHDPn
P3-P4
(CM)
HOR
(CM)
VER
(CM)
GFDPn
P3-P4
(CM)
HOR
(CM)
VER
(CM)
H1 5,57 0,89 5,5 F1 7,5 0,93 7,44
H2 5,63 0,4 5,62 F2 6,47 0,83 6,42
H3 7,68 1,07 7,6 F3 7,71 1,02 7,64
H4 6,89 0,71 6,85 F4 6,52 0,84 6,47
H5 6,78 0,48 6,76 F5 7,48 0,93 7,42
H6 6,82 0,65 6,78 F6 5,95 0,82 5,89
H7 5,44 0,78 5,39 F7 5,73 0,79 5,68
H8 7,35 0,65 7,16 F8 5,95 0,82 5,89
H9 3,92 0,55 3,88 F9 7,28 0,91 7,22
H10 7,68 1,38 7,55 F10 7,75 0,94 7,7
H11 5,82 0,45 5,81 F11 6,57 0,57 6,54
H12 6,07 1,42 5,9 F12 6,92 1,06 6,83
H13 5,32 0,62 5,29 F13 6,47 1,39 6,32
H14 5,43 0,45 5,42 F14 7,63 1,35 7,51
H15 5,44 0,46 5,44 F15 6,95 0,6 6,93
H16 5,18 0,42 5,18 F16 6,86 0,6 6,84
H17 6,06 0,43 6,05 F17 7,95 1,46 7,81
H18 7,14 0,71 7,1 F18 6,66 0,58 6,64
H19 6,12 0,51 6,1 F19 6,52 0,57 6,5
H20 5,44 0,78 5,39 F20 6,5 0,84 6,47
H21 4,93 0,89 4,85 F21 7,15 0,91 7,09
H22 9,56 1,57 9,43 F22 6,67 0,86 6,61
H23 7,3 1,58 7,13 F23 7,77 1,39 7,64
H24 5,42 0,6 5,39 F24 7,48 0,93 7,42
MÉDIA
6,2 0,8 6,1
MÉDIA
6,9 0,9 6,9
DESVIO
PADRÃO
1,17 0,36 1,14
DESVIO
PADRÃO
0,62 0,26 0,61
66
A tabela 4 apresenta profundidades cervicais, (HOR), a distância vertical,
(VER) masculinas e femininas, calculadas a partir das curvaturas cranianas
levantadas com a régua flexível.
Tabela 4 - Profundidades cervicais, descrita como HOR, a distância vertical, representada por VER
masculina (GHDPr ) e feminina (GFDPr), calculadas a partir das curvaturas cranianas levantadas com
a régua flexível.
GHDPr
P3-P4
(CM)
HOR
(CM)
VER
(CM)
GFDPr
P3-P4
(CM)
HOR
(CM)
VER
(CM)
H1 5,67 0,89 5,5 F1 7,07 0,91 7,01
H2 5,57 0,35 5,56 F2 8,43 0,9 8,38
H3 4,49 0,29 4,48 F3 8,26 1,05 8,2
H4 6,96 0,65 6,93 F4 6,67 0,86 6,62
H5 6,01 0,48 5,99 F5 7,54 0,94 7,48
H6 6,72 0,64 6,7 F6 5,96 0,83 5,9
H7 4,18 0,3 4,17 F7 5,82 0,8 5,77
H8 7,35 1,65 7,17 F8 6 0,83 5,94
H9 3,95 0,56 3,9 F9 7,34 0,92 7,28
H10 7,91 1,42 7,78 F10 8,24 1,01 8,18
H11 4,82 0,4 4,81 F11 6,53 0,57 6,5
H12 6,29 1,42 6,13 F12 6,97 0,99 6,9
H13 5,32 0,62 5,29 F13 6,33 1,4 6,18
H14 6,6 0,63 6,58 F14 6,42 1,39 6,28
H15 5,39 0,45 5,37 F15 6,67 0,58 6,64
H16 5,43 0,88 5,36 F16 6,87 0,6 6,84
H17 6,07 0,32 6,07 F17 8,11 1,43 7,98
H18 4,72 0,44 4,7 F18 6,87 0,6 6,84
H19 6,12 0,51 6,1 F19 6,87 0,6 6,84
H20 5,73 0,82 5,67 F20 6,56 0,87 6,5
H21 4,82 0,87 4,74 F21 7,54 0,94 7,48
H22 7,97 1,47 7,84 F22 6,67 0,87 6,62
H23 7,7 1,67 7,51 F23 7,8 1,43 7,67
H24 4,89 0,63 4,84 F24 7,25 0,9 7,19
MÉDIA
5,9 0,8 5,8
MÉDIA
7,0 0,9 7,0
DESVIO
PADRÃO
1,13 0,43 1,10
DESVIO
PADRÃO
0,73 0,26 0,73
67
A tabela 5 apresenta os dados HOR e VER de todos os voluntários, adquiridos com
as duas técnicas.
Tabela 5 - Dados da profundidade cervical (HOR) e distancia vertical (VER) dos voluntários
adquiridos com as duas técnicas.
GTE
HOR (CM)
Técnica 1
(Nivelador)
HOR (CM)
Técnica 2
(Régua flexível)
VER (CM)
Técnica 1
(Nivelador)
VER (CM)
Técnica 2
(Régua flexível)
H1 0,89 0,89 5,5 5,5
H2 0,4 0,35 5,62 5,56
H3 1,07 0,29 7,6 4,48
H4 0,71 0,65 6,85 6,93
H5 0,48 0,48 6,76 5,99
H6 0,65 0,64 6,78 6,7
H7 0,78 0,3 5,39 4,17
H8 0,65 1,65 7,16 7,17
H9 0,55 0,56 3,88 3,9
H10 1,38 1,42 7,55 7,78
H11 0,45 0,4 5,81 4,81
H12 1,42 1,42 5,9 6,13
H13 0,62 0,62 5,29 5,29
H14 0,45 0,63 5,42 6,58
H15 0,46 0,45 5,44 5,37
H16 0,42 0,88 5,18 5,36
H17 0,43 0,32 6,05 6,07
H18 0,71 0,44 7,1 4,7
H19 0,51 0,51 6,1 6,1
H20 0,78 0,82 5,39 5,67
H21 0,89 0,87 4,85 4,74
H22 1,57 1,47 9,43 7,84
H23 1,58 1,67 7,13 7,51
H24 0,6 0,63 5,39 4,84
F25 0,93 0,91 7,44 7,01
F26 0,83 0,9 6,42 8,38
F27 1,02 1,05 7,64 8,2
F28 0,84 0,86 6,47 6,62
F29 0,93 0,94 7,42 7,48
F30 0,82 0,83 5,89 5,9
F31 0,79 0,8 5,68 5,77
F32 0,82 0,83 5,89 5,94
F33 0,91 0,92 7,22 7,28
F34 0,94 1,01 7,7 8,18
F35 0,57 0,57 6,54 6,5
F36 1,06 0,99 6,83 6,9
F37 1,39 1,4 6,32 6,18
F38 1,35 1,39 7,51 6,28
F39 0,6 0,58 6,93 6,64
F40 0,6 0,6 6,84 6,84
F41 1,46 1,43 7,81 7,98
F42 0,58 0,6 6,64 6,84
F43 0,57 0,6 6,5 6,84
F44 0,84 0,87 6,47 6,5
F45 0,91 0,94 7,09 7,48
F46 0,86 0,87 6,61 6,62
F47 1,39 1,43 7,64 7,67
F48 0,93 0,9 7,42 7,19
MEDIA
0,84 0,85 6,51 6,38
DESVIO
PADRÃO
0,32 0,36 0,98 1,10
68
Para comprovar que as técnicas utilizadas (nivelador e régua flexível) para
realizar o levantamento dos traçados das cabeças dos voluntários são similares foi
aplicado o teste estatístico t-Student, que não apresentou diferenças significativas
entre as técnicas, sendo que para a direção horizontal (HOR nivelador X HOR régua
flexível) o teste estatístico mostrou um valor de p = 0,96 e para a direção vertical
(VER nivelador X VER régua flexível) o resultado encontrado foi p = 0,56.
Por meio da análise de variância foi constado entre os voluntários uma
variação de aproximadamente 1 mm na direção horizontal e de até 1,2 cm na
direção vertical.
Figura 38 - Maior e menor da profundidade cervical.
Sendo a maior profundidade cervical HOR de 1,58 cm e a menor de 0,4 cm.
A maior distância VER foi de 7,55 cm e a menor foi de 5,81cm.
A figura 38 apresenta os traçados com maiores e menores diferenças. Pode-
se observar na figura 39 a diferença entre as profundidades das curvaturas cervicais
através da sobreposição dos traçados de 24 indivíduos do sexo masculino e 24
indivíduos do sexo feminino voluntários nesta pesquisa.
Dist P3P4 = 7.30
Dist Hor = 1.58
Dist Ver = 7.13
Dist P3P4 = 5.63
Dist Hor = 0.40
Dist Ver = 5.62
69
Figura 39 - Sobreposição dos traçados masculinos e femininos.
6.2 IMPLEMENTAÇÃO DO DISPOSITIVO
O dispositivo foi implementado utilizando os valores médios HOR de 0,8 cm
e VER de 6,5 cm. O valor médio de HOR 0,8 cm foi adotado como espessura do
colar cervical no qual é fixado o mousepad. Como o mouse tem espessura de 3 cm,
a haste H1 deve ter o tamanho de 2,2 cm e a haste vertical H2 6,5 cm (Figura 40).
Figura 40 - Determinação das hastes H1 e H2.
70
A seguir foi calculado o ajuste que seria necessário para adequar o
dispositivo para cada voluntário masculino (Tabela 6) e cada voluntário feminino.
Tabela 6 - Profundidade da curvatura cervical horizontal (HOR) e distância vertical (VER) dos
voluntários masculinos adquiridas com dispositivo nivelador do plano de Frankfurt e ajustes.
GHDP HOR (CM) AJUSTE (CM) VER (CM) AJUSTE (CM)
H1 0,89 0,09 5,5 1,0
H2 0,4 0,40 5,62
0,9
H3 1,07 0,27 7,6 1,1
H4 0,71 0,09 6,85
0,4
H5 0,48 0,32 6,76
0,3
H6 0,65 0,15 6,78
0,3
H7 0,78 0,02 5,39
1,1
H8 0,65 0,15 7,16
0,7
H9 0,55 0,25 3,88
2,6
H10 1,38 0,58 7,55
1,1
H11 0,45 0,35 5,81
0,7
H12 1,42 0,62 5,9 0,6
H13 0,62 0,18 5,29
1,2
H14 0,45 0,35 5,42
1,1
H15 0,46 0,34 5,44
1,1
H16 0,42 0,38 5,18
1,3
H17 0,43 0,37 6,05
0,5
H18 0,71 0,09 7,1 0,6
H19 0,51 0,29 6,1 0,4
H20 0,78 0,02 5,39
1,1
H21 0,89 0,09 4,85
1,7
H22 1,57 0,77 9,43
2,9
H23 1,58 0,78 7,13
0,6
H24 0,6 0,20 5,39
1,1
71
Tabela 7 - Profundidade cervical (HOR) e distância (VER) das voluntárias femininas adquiridas com
dispositivo nivelador do plano de Frankfurt e ajustes.
GFDP HOR (CM) AJUSTE (CM) VER (CM)
AJUSTE (CM)
F1 0,93 0,0 7,44 0,6
F2 0,83 0,1 6,42 0,5
F3 1,02 0,1 7,64 0,8
F4 0,84 0,1 6,47 0,4
F5 0,93 0,0 7,42 0,5
F6 0,82 0,1 5,89 1,0
F7 0,79 0,1 5,68 1,2
F8 0,82 0,1 5,89 1,0
F9 0,91 0,0 7,22 0,3
F10 0,94 0,0 7,7 0,8
F11 0,57 0,3 6,54 0,3
F12 1,06 0,1 6,83 0,0
F13 1,39 0,5 6,32 0,6
F14 1,35 0,4 7,51 0,6
F15 0,6 0,3 6,93 0,1
F16 0,6 0,3 6,84 0,0
F17 1,46 0,5 7,81 0,9
F18 0,58 0,3 6,64 0,2
F19 0,57 0,3 6,5 0,4
F20 0,84 0,1 6,47 0,4
F21 0,91 0,0 7,09 0,2
F22 0,86 0,1 6,61 0,3
F23 1,39 0,5 7,64 0,8
F24 0,93 0,0 7,42 0,5
O maior ajuste da haste H2 foi de 2,9 cm. Na direção horizontal o maior
ajuste da haste H1 é de 0,78 cm. Foram colocados parafusos extensores nas hastes
H1 e H2 para adequar o dispositivo a qualquer cabeça.
6.3 TESTE
6.3.1 TESTE DE UNIVERSALIDADE
Para confirmar que o periférico é de fato universal e eficaz foram realizados
testes para comprovar que o periférico é funcional para três grupos compostos de:
• 48 indivíduos sem limitações motoras, grupo total experimental de
desenvolvimento do periférico (GTE);
• 48 indivíduos sem limitações motoras, grupo total de teste (GTT);
• 13 indivíduos tetraplégicos, grupo com limitação motora (GLM).
72
O teste consiste num percurso labiríntico que foi realizado com o mouse
convencional e com o periférico no menor tempo possível e com o menor número de
colisões possíveis pelos 96 voluntários sem limitações motoras (grupos GTE e GTT).
A tabela 8 apresenta o desempenho dos 48 voluntários do GTE e a tabela 9 o
desempenho de 48 voluntários do GTT assim como os ajustes que foram realizados
nas hastes horizontal e vertical do periférico antes do teste.
Tabela 8 - Desempenho do grupo total experimental sem limitação motora (GTE).
MOUSE CONVENCIONAL PERIFÉRICO AJUSTES
GTE
TEMPO
(min.)
COLISÃO
(núm.)
TEMPO
(min.)
COLISÃO
(núm.)
HORIZONTAL
(cm)
VERTICAL
(cm)
1
2,67 65 2,47 64 0 1,0
2
2,17 62 4,59 33 0 0,9
3
3,53 71 6,85 112 0 1,1
4
4,14 63 5,28 113 0 0,4
5 3,30 68 5,10 75 0 0,3
6
3,86 32 6,47 28 0 0,3
7
2,86 40 5,63 131 0 1,1
8
2,44 18 2,92 22 0 0,7
9
3,92 22 4,91 53 0 2,6
10 4,96 6 8,59 94 0 1,1
11
4,96 30 8,59 56 0 0,7
12
3,06 13 6,12 61 0 0,6
13
3,82 30 5,64 103 0 1,2
14
4,41 0 5,97 26 0 1,1
15 3,02 24 4,32 80 0 1,1
16
2,93 8 4,44 26 0 1,3
17
3,58 39 8,80 130 0 0,5
18
5,15 59 7,61 142 0 0,6
19
3,65 102 3,76 71 0 0,4
20 2,44 17 3,60 38 0 1,1
21
3,38 20 4,56 55 0 1,7
22
3,17 36 5,91 96 0 2,9
23
2,82 43 5,70 112 0 -0,6
24
3,35 87 3,84 88 0 1,1
25 2,89 16 4,15 66 0 0,9
26
4,54 68 4,81 69 0 0,1
27
3,54 73 6,88 110 0 1,1
28
3,97 84 5,26 113 0 0,0
29
3,33 72 5,17 79 0 0,9
30 3,90 48 6,31 63 0 0,6
31
2,91 62 5,23 114 0 0,8
32
3,08 73 5,17 102 0 0,6
33
2,37 32 3,50 68 0 0,7
34
2,74 46 3,71 79 0 1,2
35 2,08 54 4,80 95 0 0,0
36
2,88 32 3,87 98 0 0,3
37
3,21 64 5,18 112 0 0,2
38
4,04 74 6,92 124 0 1,0
39
3,52 59 4,83 101 0 0,4
40 2,97 64 3,90 96 0 0,3
41
3,14 81 5,92 96 0 1,3
42
4,19 74 5,69 98 0 0,1
43
3,86 86 6,57 118 0 0,0
44
2,97 62 5,21 90 0 0,0
45 2,83 52 5,52 86 0 0,6
46
3,66 30 5,30 60 0 0,1
47
2,15 46 5,27 64 0 1,1
48
4,15 30 5,55 87 0 0,9
MÉDIA
3,39 48,69 5,34 83,27 0,00 0,76
DESVIO PADRÃO
0,73 24,52 1,36 29,79 0,00 0,62
73
Tabela 9 - Desempenho do grupo sem limitação motora sem prévia mensuração (GTT).
MOUSE CONVENCIONAL TESTE COM PERIFÉRICO AJUSTES
GTT
TEMPO
(min.)
COLISÃO
(núm.)
TEMPO
(min.)
COLISÃO
(núm.)
HORIZONTAL
(cm)
VERTICAL
(cm)
1
5,15 38 6,77 101 0 0
2
2,51 46 7,47 113 0 0
3 3,50 68 5,17 92 0 1
4
4,14 63 5,27 84 0 0
5
3,36 38 5,27 72 0 0
6
3,80 45 5,54 62 0 0
7 3,24 32 4,97 72 0 0
8
3,44 29 5,04 64 0 0
9
3,92 48 5,40 112 0 0,6
10
4,09 56 6,71 94 0 0
11 3,66 48 5,47 86 0 0
12
3,06 56 6,12 92 0 0
13
1,99 28 3,81 36 0 0,5
14
4,40 30 5,96 46 0 0
15 3,15 34 4,49 87 0 0
16
3,11 16 4,44 36 0 0
17
3,57 39 5,47 102 0 0
18
3,48 62 5,95 81 0 0,8
19 3,65 56 5,49 94 0 0
20
2,47 28 3,59 42 0 0
21
3,72 34 4,56 95 0 0
22
3,11 56 5,91 103 0 0
23 2,65 36 5,37 82 0 1
24
3,10 87 3,84 106 0 0
25
2,89 26 4,15 87 0 1,3
26
4,04 68 6,48 94 0 0
27 3,37 73 5,21 110 0 0
28
3,81 84 5,26 98 0 0
29
3,32 72 5,17 89 0 0
30
3,90 48 6,31 63 0 0
31 2,97 62 5,23 96 0 0
32
2,74 73 3,50 84 0 0
33
2,54 32 3,50 74 0 0,5
34
2,80 26 3,82 59 0 0,6
35 2,33 54 4,27 85 0 0
36
3,04 32 3,87 78 0 0
37
2,87 64 5,18 86 0 0
38
3,87 74 5,25 89 0 0
39 3,47 59 4,83 78 0 0
40
3,14 64 3,90 96 0 0
41
3,31 81 4,26 96 0 1,2
42
4,20 74 5,69 98 0 0
43 3,69 86 6,57 118 0 0
44
2,81 62 5,38 90 0 0
45
2,99 72 5,35 96 0 0
46
3,66 38 5,30 72 0 0
47 2,15 36 5,27 74 0 0
48
4,15 30 5,55 97 0 0
MÉDIA
3,34 51,31 5,15 84,60 0,00 0,16
DESVIO
PADRÃO
0,62 18,69 0,91 18,92 0,00 0,35
74
6.3.2 AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO
Para mostrar a semelhança relacionada à habilidade no manuseio do mouse
convencional entre os usuários, foi aplicado o teste estatístico t-Student nos dados
das tabelas 8 e 9 que comprovou não haver diferença significativa (p = 0,7457)
(Figura 41) no tempo de execução do teste entre os grupos GTE e GTT. O mesmo
teste foi aplicado nos dados relativos à colisão, mostrando que também não há
diferença significativa entre os grupos (p = 0,5608) figura 42.
Figura 41 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEmc x GTTmc para o
número de colisões com o mouse convencional.
Figura 42 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEmt x GTTmt para o tempo
de uso com o mouse convencional.
75
Para comprovar que o periférico é universal foi observado o desempenho
dos grupos de desenvolvimento (GTE) e de avaliação (GTT). Os dados foram
analisados através do teste estatístico t-Student, comparando o desempenho no
manejo do periférico e avaliando tempo e colisão. Sendo que o teste mostrou não
haver diferença significativa entre o tempo gasto pelos dois grupos com p = 0,4345
(Figura 43).
Figura 43 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEpc x GTTpc considerando
o número de colisões com o periférico.
Nos grupos GTE (grupo total de desenvolvimento do periférico) e GTT
(grupo total de avaliação) o teste estatístico também mostrou que não houve
diferença significativa (p= 0,7962) figura 44 entre o número de colisões com o
periférico.
76
Figura 44 - Representação gráfica da análise estatística entre os grupos GTEpt x GTTpt.
Foi verificado o desempenho dos grupos experimental de desenvolvimento
do periférico (GTE) e de avaliação (GTT) no manejo do periférico em relação ao
mouse (GTEmt x GTEpt, GTEmc x GTEpc, GTTmt x GTTpt, GTTpt x GTTmc). O
grupo GTEmt realizou a tarefa 36,61% mais rápido que o grupo GTEpt. Já o grupo
GTEmc teve 41,53% menos colisões em relação ao grupo GTEpc. O grupo GTTmt
executou a tarefa 35,19 % mais rápido que o grupo GTTpt. O grupo GTTpc obteve
39,35% a mais de colisões em relação ao grupo GTTmc.
Para comparar o desempenho do mouse com o desempenho do periférico, o
grupo total de voluntários (GTV) foi avaliado em função do tempo e o número de
colisão para os dois periféricos (tabela 10).
77
Tabela 10 - Comparação do desempenho do GTV em função do tempo e do número de colisão com
periférico e com mouse convencional.
Voluntários
GTVmt
(min.)
GTVpt
(min.)
GTVmc
(núm.)
GTVpc
(núm.)
Voluntários
GTVmt
(min.)
GTVpt
(min.)
GTVmc
(núm.)
GTVpc
(núm.)
1 2,67 2,47 65 64 49 5,15 6,77 38 101
2 2,17 4,59 62 33 50 2,51 7,47 46 113
3 3,53 6,85 71 112 51 3,5 5,17 68 92
4 4,14 5,28 63 113 52 4,14 5,27 63 84
5 3,3 5,1 68 75 53 3,36 5,27 38 72
6 3,86 6,47 32 28 54 3,8 5,54 45 62
7 2,86 5,63 40 131 55 3,24 4,97 32 72
8 2,44 2,92 18 22 56 3,44 5,04 29 64
9 3,92 4,91 22 53 57 3,92 5,4 48 112
10 4,96 8,59 6 94 58 4,09 6,71 56 94
11 4,96 8,59 30 56 59 3,66 5,47 48 86
12 3,06 6,12 13 61 60 3,06 6,12 56 92
13 3,82 5,64 30 103 61 1,99 3,81 28 36
14 4,41 5,97 0 26 62 4,4 5,96 30 46
15 3,02 4,32 24 80 63 3,15 4,49 34 87
16 2,93 4,44 8 26 64 3,11 4,44 16 36
17 3,58 8,8 39 130 65 3,57 5,47 39 102
18 5,15 7,61 59 142 66 3,48 5,95 62 81
19 3,65 3,76 102 71 67 3,65 5,49 56 94
20 2,44 3,6 17 38 68 2,47 3,59 28 42
21 3,38 4,56 20 55 69 3,72 4,56 34 95
22 3,17 5,91 36 96 70 3,11 5,91 56 103
23 2,82 5,7 43 112 71 2,65 5,37 36 82
24 3,35 3,84 87 88 72 3,1 3,84 87 106
25 2,89 4,15 16 66 73 2,89 4,15 26 87
26 4,54 4,81 68 69 74 4,04 6,48 68 94
27 3,54 6,88 73 110 75 3,37 5,21 73 110
28 3,97 5,26 84 113 76 3,81 5,26 84 98
29 3,33 5,17 72 79 77 3,32 5,17 72 89
30 3,9 6,31 48 63 78 3,9 6,31 48 63
31 2,91 5,23 62 114 79 2,97 5,23 62 96
32 3,08 5,17 73 102 80 2,74 3,5 73 84
33 2,37 3,5 32 68 81 2,54 3,5 32 74
34 2,74 3,71 46 79 82 2,8 3,82 26 59
35 2,08 4,8 54 95 83 2,33 4,27 54 85
36 2,88 3,87 32 98 84 3,04 3,87 32 78
37 3,21 5,18 64 112 85 2,87 5,18 64 86
38 4,04 6,92 74 124 86 3,87 5,25 74 89
39 3,52 4,83 59 101 87 3,47 4,83 59 78
40 2,97 3,9 64 96 88 3,14 3,9 64 96
41 3,14 5,92 81 96 89 3,31 4,26 81 96
42 4,19 5,69 74 98 90 4,2 5,69 74 98
43 3,86 6,57 86 118 91 3,69 6,57 86 118
44 2,97 5,21 62 90 92 2,81 5,38 62 90
45 2,83 5,52 52 86 93 2,99 5,35 72 96
46 3,66 5,3 30 60 94 3,66 5,3 38 72
47 2,15 5,27 46 64 95 2,15 5,27 36 74
48 4,15 5,55 30 87 96 4,15 5,55 30 97
O grupo GTVmt executou as tarefas 35,92% mais rápido que o grupo GTVpt,
O grupo GTVmc obteve 40,43% menos colisões em relação ao grupo GTVpc.
78
6.4 AVALIAÇÃO DA ACESSIBILIDADE
O dispositivo foi colocado na cabeça de 13 voluntários cujos dados estão
apresentados na tabela 11.
Tabela 11 - Níveis de lesão, idade e sexo dos voluntários tetraplégicos.
Voluntários
Altura da
lesão
Idade
Sexo
1 C6 28 M
2 C7 34 M
3 C7 27 M
4 C6 25 M
5 C6 36 M
6 C7 42 F
7 C7 29 M
8 C6 25 F
9 C7 36 M
10 C7 21 M
11 C6 24 M
12 C7 42 M
13 C7 38 M
Os voluntários realizaram a tarefa com médias de 4 minutos e 98 colisões,
sendo que todos chegaram ao fim do jogo sem demonstrar fadiga ou tédio.
Tabela 12 - Teste realizado por tetraplégicos.
TESTE COM PERIFERICO INDIVÍDUOS TETRAPLEGICOS
TETRAPLEGICOS
TEMPO
(min.)
COLISÃO
(núm.)
AJUSTE
(H) (cm)
AJUSTE
(V) (cm)
1 3,0 99 0 0
2 3,8 75 0 0
3 4,5 86 0 0
4 2,8 90 0 0
5 4,7 112 0 0
6 9,2 127 0 1
7 5,1 118 0 0
8 7,7 133 0 0,5
9 2,6 66 0 0
10 4,3 79 0 0
11 2,1 77 0 0
12 3,6 75 0 0
13 3,0 133 0 0
MÉDIA
4,3 97,7 0,0 0,1
DESVIO PADRÃO
2,0 23,2 0,0 0,3
As figuras abaixo mostram um dos voluntários utilizando o periférico.
79
Figura 45 - Tetraplégico utilizando o dispositivo.
Devido à ausência de controle do tronco o voluntário tetraplégico da figura
46 apresente uma postura compensatória na posição sentada. Entretanto, a eficácia
da utilização do dispositivo não foi afetada, uma vez que somente a movimentação
da cabeça é necessária para o acionamento deste.
Figura 46 - Postura compensatória.
80
Embora o posicionamento do tronco não interfira na eficácia da utilização do
dispositivo, a colocação do mesmo necessita de alguns cuidados para que seu
acionamento não seja inviabilizado. O comprimento do cabelo deve ser verificado,
pois o seu contato direto com o mousepad compromete a eficiência no
deslocamento do cursor na tela do monitor. Para tanto, o cabelo deve ser mantido
sob o mousepad (Figura 47).
Figura 47 - Interferência na utilização do dispositivo.
Os gráficos das figuras 48 e 49 apresentam o desempenho dos grupos de
voluntários manejando o periférico em função do tempo e da colisão.
0
50
100
150
GTDP GTA GLM
DESEMPENHO DOS GRUPOS EM FUNÇAO DA COLISAO
COM O PERIFÉRICO
Figura 48 - Desempenho dos grupos GTE, GTT e GLM em função da colisão.
81
1
2
3
4
5
6
GTDP GTA GLM
DESEMPENHO DOS GRUPOS EM FUNÇAO DO TEMPO
COM O PERIFÉRICO
Figura 49 - Desempenho dos grupos GTE, GTT e GLM em função do tempo.
Pode se observar que não houve diferenças morfométricas que
inviabilizassem o uso do dispositivo por pessoas com limitações motoras severas.
Desta forma comprova-se que qualquer pessoa pode fazer uso do periférico
sem que necessite de prévias mensurações da sua cabeça ou treinamento para a
utilização do mesmo.
82
7 DISCUSSÃO, CONCLUSÃO E TRABALHOS FUTUROS
7.1 DISCUSSÃO
O dispositivo de nivelamento baseado no plano de Frankfurt simples, de
baixo custo e que pode ser implementado por qualquer pessoa sem conhecimentos
técnicos especiais, proporcionou o levantamento dos contornos cranianos de todos
os indivíduos na posição que eles usavam para acionar o computador. Os
dispositivos comerciais, destinados a avaliar a cirtometria da cabeça utilizando o
plano de Frankfurt, empregados na odontologia, ortodontia e/ou longinquamente na
prática forense, são de difícil aquisição. Para a pesquisa esse dispositivo comercial
foi simplificado, tornando possível seu desenvolvimento por qualquer profissional da
área da fisioterapia que precisa levantar o posicionamento da cabeça adotada pelo
paciente quando aciona um periférico para esta ou outra aplicação.
O dispositivo de nivelamento e o programa desenvolvidos para esta
pesquisa permitiram a quantificação das variações morfométricas entre as cabeças
dos voluntários, mostrando que a diferença entre a profundidade cervical dos
indivíduos adultos é da ordem de 1 cm. Essa diferença se mostrou irrelevante
quando o periférico foi testado por 109 voluntários que utilizaram o recurso com
eficiência, sem fadiga ou treinamento prévio.
A literatura científica apresenta projetos de periféricos de acesso ao
computador para pessoas com limitações motoras, porém estes estudos não
consideraram as variações morfométricas entre os indivíduos e assim, atendem
somente as pessoas para os quais foram projetados, excluindo a maioria dos
indivíduos com limitações motoras de membros superiores.
Sabendo que cada indivíduo apresenta diferenças em suas características
morfométricas, foi realizado nesta pesquisa, o estudo das variações morfométricas
da cabeça de 48 indivíduos de diversas raças, sexos, jovens e idosos (excluindo
crianças e adolescentes a partir deste, o projeto e desenvolvimento de um periférico
que atende às metas básicas e aos princípios determinantes do desenho universal.
Visando a acessibilidade ao computador pela maioria da população, o
desenvolvimento e teste do periférico, envolveram voluntários de ambos os sexos,
com ampla faixa etária (15 aos 80 anos) e com características étnicas diversas.
83
A realização dos testes com indivíduos sem e com limitações motoras de
membros superiores comprovou que o periférico desenvolvido proporciona as
mesmas condições de usabilidade para os dois grupos testados. Após a colocação
do periférico, os indivíduos com limitações motoras usaram-no sem auxílio de
terceiros.
O periférico possibilita ao indivíduo com limitações motoras, a igualdade de
condições durante a execução de diferentes e diversas atividades e obtenção dos
mesmos resultados, independente do recurso e da maneira pela qual possam ser
realizadas e principalmente de suas condições físicas. O periférico diferenciou-se
dos periféricos apresentados por Baggio et al., (2004) e Chen et al., (2003) em
relação à flexibilidade de uso, sendo que este atendeu a uma ampla gama de
indivíduos, independente de suas preferências e habilidades, permitindo através de
suas funções, a realização das mesmas atividades realizadas pelo mouse óptico
convencional, evidenciando o uso do periférico como simples e intuitivo, não
necessitando de treinamento prévio, específico e nem calibração para a sua
utilização, o que é exigido para a utilização dos periféricos propostos por Betke et al.
(2002), Malik et al. (2007) e Batista et al. (2008).
A utilização do periférico pelos três grupos de voluntários testados
demonstrou-se eficaz na captação e comunicação de informações, sendo estas
realizadas através do deslocamento do cursor pelos dos movimentos da cabeça,
sem grandes amplitudes articulares e, portanto não necessitando de esforço físico
acentuado, não provocando fadiga e nem mesmo desconforto em relação à
manutenção da postura, diferente dos periféricos desenvolvidos por Jordan et al.
(2004), Betke et al. (2002) e Jeong et al., (2005), que causaram desconforto em
relação à postura e ao uso das articulações envolvidas para seus respectivos
funcionamentos.
Em relação a eventuais acidentes ou situações de erros relacionados a
supostas contrações involuntárias e imprevistas, verificou-se que a utilização do
periférico desenvolvido não apresenta riscos ao usuário, pois os materiais utilizados
em sua confecção não ocasionam lesões e nem desconforto. Caso ocorra algum
movimento imprevisto resta somente ao usuário refazer a tarefa que estava
realizando no momento.
84
O periférico pode ser utilizado em qualquer ambiente, pois além de
apresentar dimensão reduzida, não causa constrangimento, permite a manipulação
e o alcance das funções, independente da postura ou condição física do usuário.
Ao comparar o periférico com o mouse convencional, observou-se a
equiparação nas possibilidades de uso por ambos, ressaltando sua utilidade para as
pessoas com limitações motoras severas. O periférico desenvolvido nesta pesquisa
diferencia-se de outros desenvolvidos por Sunner et al., (2005), Batista et al., (2008),
Jeong et al., (2005) e Huo et al., (2008), os quais são de caráter invasivo, causando
incomodo e desconforto ao usuário. Diante do método desenvolvido nesta pesquisa,
cabe ressaltar que este periférico pode ser facilmente reproduzido e implementado a
partir de um mouse óptico convencional.
Durante os testes os voluntários mostraram-se entusiasmados com o
desempenho do dispositivo, atendendo assim, as expectativas. Foi observada
também a rápida adaptação, pois, o dispositivo é composto por um mouse o qual é
um periférico bem conhecido.
O periférico utiliza apenas duas faixas de velcro, hastes de acrílico e um
mouse óptico convencional resultando para sua produção, num custo de
aproximadamente R$ 50,00.
7.2 CONCLUSÃO
Essa pesquisa facilitará a comunicação do tetraplégico com o meio exterior
através do computador como ferramenta para auxiliar na reversão da exclusão
social. Os recursos da informática som, animação, efeitos especiais, entre outros
certamente tornarão o dia a dia do tetraplégico mais atrativo e interessante. Além
disso, o material acessado no computador pode ser facilmente adaptado ao nível
intelectual e ao ritmo de cada um. Ainda, através de um Avatar, os portadores de
deficiências poderão experimentar situações que seriam impossíveis na vida real
devido à sua condição física, e incluir sensações ou realizar tarefas impossíveis
como, por exemplo, poder voar.
85
7.3 TRABALHOS FUTUROS
• Adequar o periférico desenvolvido nesta pesquisa para acionar outros
dispositivos tais como: cadeira de rodas, controle remoto para
televisão, controle de iluminação de ambientes domésticos.
• Desenvolver um periférico para outras faixas etárias como crianças e
pré-adolescentes.
86
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WOLPAW J. R., MCFARLAND D. J., VAUGHAN T. M
Noninvasive Brain-
Computer Interface Research at theWadsworth Center IEEE Transactions
Neural Systems and Rehabilitation Engineering, VOL. 8, NO. 2, JUNE 2007
91
ANEXO A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E
ESCLARECIDO
92
ANEXO I
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Projeto: Periférico Universal de acesso ao computador adaptado à pessoas com limitações motoras
severas
Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde
Eu, Jaqueline L.S.G.Almeida, portador do RG nº 18.607.710, informo ao Sr.
(a)_________________________________________, do sexo ______, nascido em __/__/__, que a
pesquisa destina-se a coleta de dados para o desenvolvimento e teste de um dispositivo assistencial
universal que permita o acesso ao computador para maioria das pessoas com limitação motora
severa. Os dados serão obtidos através da utilização do periférico durante os testes, para tanto, o
voluntário deverá percorrer com o cursor o caminho do jogo “Labirinto” acionar botões dispostos na
borda superior e laterais da tela do monitor. Durante o teste serão registrados o número de colisões
nas paredes do labirinto e o tempo total para realização do teste.
CONSENTIMENTO INFORMADO
Eu,_________________________________________________ concordo voluntariamente
em participar do projeto “Periférico Universal de acesso ao computador adaptado à pessoas
com limitações motoras severas” e poderei retirar meu consentimento a qualquer hora, antes ou
durante o teste, sem penalidades ou ônus. A minha assinatura nesse termo de Consentimento Livre
e Esclarecido – TCLE dará a autorização ao patrocinador do estudo de utilizar os dados obtidos
quando se fizer necessário, incluindo a divulgação dos mesmos, sempre preservando a minha
privacidade. Os detalhes deste estudo foram satisfatoriamente explicados e todas as minhas
dúvidas respondidas.
Considero-me suficientemente informado e sabendo:
- da inexistência de desconforto, risco ou ônus financeiro;
- que não há benefícios diretos;
- que tenho direito a ser informado sobre os resultados da pesquisa a qualquer momento;
- da garantia do sigilo das informações que irei fornecer e que serão usadas apenas para fins
estatísticos ou científicos, mantendo minha privacidade, não podendo ser consultadas por
pessoas leigas sem que haja minha prévia autorização por escrito;
- que serei esclarecido a qualquer momento da pesquisa sobre qualquer dúvida;
- que tenho a possibilidade de desistência a qualquer momento da pesquisa sem ônus;
- que tenho direito de me recusar a participar ou retirar o consentimento a qualquer momento sem
ônus, sem prejuízo ou penalizações;
- que a minha participação nesta pesquisa não me dá direito a qualquer tipo de tratamento.
Assino o presente documento em duas vias de igual teor e forma, ficando uma em minha posse.
Assinatura do Paciente e/ou Responsável
RG:_________________________ Tel:______________________
Eu, Jaqueline L.S.G.Almeida, declaro que expliquei pessoalmente este termo de
consentimento informado, respondendo as dúvidas apresentadas.
Mogi das Cruzes,
Assinatura do Aluno Pesquisador
Jaqueline L.S.G. Almeida
Rua Fernando Pinheiro Franco, 58 -Poá CEP
08550-240.
Telefone: (11) 8021-0950
Assinatura do Docente Responsável
Prof. Drª Annie, F. Frére Slaets
Rua Dr. Câncido Xavier de Almeida Souza, 200
Mogi das Cruzes CEP 08780-911.
Telefone: (11) 4798-7000
Assinatura d
a
testemunha
RG:_____________________ Tel:____________________
Assinatura d
a
testemunha
RG:_____________________ Tel:____________________
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