Investigadores da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram uma aplicação capaz de monitorizar os movimentos musculares e articulares, efetuar diagnósticos de problemas de saúde e sugerir planos de reabilitação para os pacientes.
Sem necessidade de um software específico ou experiência prévia por parte dos utilizadores, a OpenCap utiliza Inteligência Artificial (IA) e machine learning. A plataforma é até "cerca de 215 vezes mais económica do que o equipamento tradicional de laboratório para a captura de movimentos e não requer um espaço de laboratório dedicado", como explicado no estudo.
Como a OpenCap funciona
A OpenCap é uma plataforma que combina "visão computacional e simulação musculoesquelética para quantificar a dinâmica do movimento humano a partir de vídeos de smartphones", conforme detalhado no estudo. Esta plataforma é composta por uma aplicação para smartphone, uma aplicação web e computação cloud.
Para recolher dados sobre os movimentos musculares e articulares, os utilizadores podem abrir a aplicação em dois ou mais dispositivos iOS. Os aparelhos devem ser posicionados para captar o movimento da pessoa (ver vídeo acima).
As aplicações nos dispositivos móveis são emparelhadas com a aplicação web OpenCap. E a aplicação web permite a gravação de vídeos simultâneos e a visualização da cinemática tridimensional (3D) resultante na nuvem.
Para isso, a OpenCap utiliza machine learning "para melhorar a precisão das estimativas cinemáticas baseadas em vídeo e modelagem com base em princípios físicos".
A plataforma teve seu desenvolvimento financiado pelos Institutos Nacionais de Saúde. Ela já cumpre os critérios de segurança estabelecidos pela Universidade de Stanford para sistemas baseados em cloud que lidam com dados de elevado risco, assegurando uma encriptação de ponta a ponta dos dados.
Em que contextos a OpenCap pode ser aplicada
Em termos da potencial utilidade clínica da OpenCap, os estudiosos mencionam a possibilidade de utilizar a aplicação como uma ferramenta de triagem e para apoiar nas decisões de reabilitação.
A ferramenta pode ser usada para rastrear o risco de lesões de ligamentos sem contacto em atletas e até mesmo para prever a eficácia da cirurgia em indivíduos com paralisia cerebral.
Outra possível aplicação seria para pessoas idosas com condições crónicas que limitam a sua mobilidade ou que enfrentam dificuldades temporárias.
"Mostramos que a OpenCap é suficientemente precisa para diversas investigações e aplicações clínicas. A OpenCap estimou medidas dinâmicas que preveem resultados adversos relacionados com a osteoartrite e o risco de quedas. E estimou medidas dinâmicas que podem informar a tomada de decisões de reabilitação com uma precisão de classificação entre 75% e 89%", afirmaram os investigadores.
De acordo com os autores da pesquisa, o estudo de campo demonstrou que a OpenCap pode permitir que médicos e investigadores analisem a dinâmica do movimento no campo e em grandes populações.
Mais rápido, mais económico e mais simples de utilizar
Décadas de progressos em visão computacional e simulação musculoesquelética foram reunidas na OpenCap com o objetivo de oferecer análises da dinâmica do movimento sem a necessidade de profissionais especializados, hardware ou software específico.
"A maioria dos algoritmos de visão computacional requer conhecimento em ciência da computação para operar. E a maioria das ferramentas de simulação requer conhecimento em biomecânica para serem utilizadas. A OpenCap automatiza esses processos", detalham os investigadores no estudo."
Por não requerer equipamento específico, a plataforma também reduz significativamente os custos em comparação com outros métodos de captura de movimento.
Além disso, o tempo prático necessário para medir a dinâmica do movimento com a OpenCap foi apenas para configurar os dispositivos móveis e para realizar os movimentos.
"Durante a recolha de dados em campo, o tempo prático de cerca de cinco minutos por participante foi aproximadamente 25 vezes menor do que numa análise comparável num laboratório de captura de movimento (que levaria cerca de 2 horas). [...] ", explica a pesquisa.
A rapidez na monitorização dos movimentos também permite que a OpenCap seja utilizada como parte dos cuidados clínicos de rotina ou para monitorização pós-cirúrgica.
Para facilitar a sua utilização, a plataforma disponibiliza tutoriais e exemplos num site complementar.
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