The VESPA Project: Virtual Reality Interventions for Neurocognitive and Developmental Disorders

VESPA is a financed project supported by the Sicilian Regional Research and Development funds, and it is structured by the development, research and validation of Virtual Reality (VR) based application for the diagnosis and treatment of neurocognitive conditions. In particular, this article presents its characteristics, referred to as the first (2013-2015) and second (2021-ongoing) generations of VESPA, with particular reference to literature regarding the VR technology application and development, the VR treatment of neurocognitive conditions and prior versions of this intervention. Through a comprehensive review of the research conducted over the last 5 years, evidence has emerged supporting VESPA’s aim and scopes, highlighting how the application of VR can be considered to add value to typical rehabilitation/therapeutic paths. VESPA project generations are then presented in detail, including specific session/task battery characteristics, 2.5D, 3D and 5D typologies, system usability and architecture and pathological domain-based dynamics and features. The discussion about VESPA will highlight the current advantages along with limitations and future directions

Designing a platform for the clinical assessment of Parkinson's Disease with inertial sensors

Tese de mestrado, Engenharia Informática (Engenharia de Software) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2018Parkinson é o segundo distúrbio neurodegenerativo mais comum relacionado com o avanço da idade, cerca de sete milhões a 10 milhões de pessoas em todo o mundo têm Parkinson. Estudos indicam que apenas nos países da zona ocidental da Europa existiam entre 4.1 a 4.6 Milhões de indivíduos com Parkinson com uma idade acima dos 50 anos em 2005 e estima-se que este valor vai duplicar para quantidades entre 8.7 a 9.3 Milhões até 2030[7]. Uma vez que o parkinsonismo é uma doença sem cura e cujo acompanhamento constante é essencial, são necessárias ferramentas que ajudem no acesso à condição dos pacientes e na sua avaliação. Os pacientes com doença de Parkinson (DP) apresentam problemas de estabilidade e isso afeta várias tarefas no seu cotidiano, os sintomas da DP podem ir de tremor, extrema lentidão e instabilidade postural ao comprometimento da função cognitiva, fala, deglutição ou sono, entre outros. O desafios para a avaliação clínica de pacientes com Parkinson, englobam a compreensão da progressão da doença, as respostas às intervenções farmacológicas e não farmacológicas e as flutuações sofridas pelos pacientes. No entanto, a quantidade de informação disponível para os clínicos avaliarem ainda é escassa hoje em dia. As avaliações a pacientes com Parkinson são feitas durante consultas clínicas que podem perder as flutuações existentes durante o dia devido à natureza altamente variável desta doença que difere de paciente para paciente e que muda ao longo do dia. Ainda assim, é importante estar ciente da evolução da capacidade física dos pacientes com doença de Parkinson; ´E impossível avaliar uma compreensão mais profunda da progressão da doença com as abordagens tradicionais usadas nos prestadores de cuidados de saúde comuns. Abordagens tradicionais de acompanhamento a pessoas com Parkinson em ambientes clínicos são normalmente realizadas recorrendo a um conjunto de escalas e perguntas, o que origina um conjunto de informações subjetivas referentes ao paciente e que podem ser enviesadas consoante o clínico que esteja a executar a avaliação. Existem, no entanto, consultas que recorrem a testes funcionais como: executar um certo exercício repetidamente ou movimentar-se de um local para outro; originando igualmente dados subjectivos devido aos métodos que são utilizados pelos clínicos, que vão desde a utilização de um cronómetro a avaliação visual. Atualmente, ainda há dificuldade em analisar a progressão de pacientes com Parkinson durante consultas médicas, devido aos mecanismos existentes utilizados para a análise serem subjetivos ou caros, o que significa que apenas alguns médicos são capazes de fornecer métricas objetivas aos seus pacientes. No entanto, há um interesse crescente em ter avaliações objetivas na doença de Parkinson e nos últimos anos o uso de dispositivos baseados em tecnologia no tratamento da DP tem sido apontado como uma tecnologia de ponta na medicina moderna. Existem muitos fatores que facilitam e apoiam o uso da tecnologia no monitoramento de Parkinson, bem como a existência de dispositivos tecnológicos médicos no ambiente de laboratório, o crescente acesso à Internet de alta velocidade que leva a uma transmissão de dados mais fácil e rápida entre os dispositivos, as conexões entre os dispositivos e também o aumento da alfabetização da população em geral quanto à tecnologia. Do ponto de vista dos pacientes é importante existir uma forma de traduzir informação entre clínicos e pacientes de modo a que cada indivíduo obtenha um conhecimento mais rico da sua doença e da evolução da mesma, em vez de aceitar incontestavelmente a execução de tratamentos indicados pelos clínicos. Este projeto consiste no desenvolvimento de uma plataforma baseada em demonstração de dados que visa apoiar os clínicos na avaliação física de um paciente com Parkinson durante consultas clínicas. A plataforma servirá como ferramenta de suporte para os médicos, de modo a avaliar o progresso dos pacientes e assim providenciar um diagnóstico mais dinâmico e preciso com base nos exercícios que se realizam durante as consultas médicas sendo possível, posteriormente, comparar os resultados com os anteriores. O projeto está dividido em três partes principais, um estudo inicial onde enriquecemos o conhecimento de como funcionam as avaliações executadas a pacientes com Parkinson e decidimos a melhor forma de apresentar os dados aos clínicos e pacientes seguindo uma abordagem de co-design com médicos e pacientes. Para conseguir adquirir os conhecimentos necessários foram realizados grupos de foco e sessões de observação em contexto de avaliação clínica. A segunda fase consiste na implementação da aplicação web Datapark e dos seus algoritmos de modo a obter métricas objetivas dos exercícios realizados nas consultas médicas pelos pacientes e de uma aplicação móvel utilizada para guiar e ajudar os clínicos nas avaliações realizadas. A plataforma funciona como um ponto central que integra dados recolhidos a partir da aplicação móvel e métricas objetivas obtidas a partir de um acelerómetro colocado no paciente durante a sua avaliação. Durante as avaliações clínicas o risco de queda dos pacientes é evidente, o que leva à necessidade de uma maior atenção e cuidado por parte do clínico, que ao mesmo tempo, é apoiado pela utilização de outros objetos e dispositivos para executar toda a consulta. A aplicação móvel tem como fim guiar os clínicos nas consultas médicas tal como o métodos tradicionais já utilizados. No entanto, a aplicação engloba num só dispositivo todas as funcionalidades necessárias para não existir necessidade do clínico se concentrar em nada mais senão no paciente que está sob avaliação. A terceira e última fase do projeto consiste na avaliação da plataforma com médicos e pacientes, para este fim foram realizados dois estudos em ambiente real. O primeiro estudo teve duração de uma semana com a participação de três clínicos e de sete pessoas com Parkinson, servindo para dar a entender a utilidade da plataforma e a possibilidade da inserção desta ferramenta no ambiente clínico, tendo em conta quais as melhorias aplicáveis. O último estudo realizado foi um estudo longitudinal com o objetivo de validar a plataforma e assegurar a sua utilidade a longo prazo, para isso, o sistema foi deixado em funcionamento sem interrupções durante dois meses. Durante este tempo foram avaliados onze pacientes diferentes, sendo cada um deles avaliado pelo menos duas vezes por um dos quatro fisioterapeutas que participaram nas avaliações. Este estudo terminou com um questionário feito aos fisioterapeutas com o objectivo de avaliar a usabilidade e validade da plataforma, providenciando indicadores de que o Datapark pode ser útil. A noção de que a aplicação móvel tem valor suficiente parasubstituir os métodos de recolha e anotação de informação tradicionais foi assim extraída. No entanto, para remoção total dos mecanismos tradicionais e utilização única da plataforma encontrou-se a necessidade de continuar a iterar e melhorar o sistema. Desta forma, é necessário fornecer melhores relatórios e melhorar a usabilidade, culminando por fim na plataforma visada que possui centralmente todos os mecanismos fulcrais para avaliar doentes com Parkinson. Depois de concluído este projeto, a plataforma não tem apenas uma zona para controlo de Parkinson baseado em contexto clínico, mas também uma área para verificação do dia-a-dia dos pacientes. Existe também uma terceira área cuja função será obter dados subjetivos dos pacientes durante o dia-a-dia com o intuito de oferecer aos médicos um melhor controlo da evolução desta patologia em cada um dos pacientes. Finalmente, o sistema desenhado como solução para este problema para além de ter sido utilizado para os estudos descritos, encontra-se neste momento num estado estável e está em funcionamento, sendo possível a quem estiver registado no nosso sistema executar avaliações utilizando qualquer uma das ferramentas apresentadas.Parkinson’s is the second most common age-related neurodegenerative disorder, an estimated seven million to 10 million people worldwide have Parkinson’s disease. Since Parkinsonism is a disease without cure and whose constant monitoring is essential, tools that help in the access to the condition of the patients and their evaluation are necessary. This project consists on the development of a data-driven platform that aims to support clinicians in physical assessment of a patient with Parkinson’s during clinical appointments. The platform will serve as a support tool for clinicians to evaluate the progress of their patients and thus give more dynamic and accurate diagnosis based on the exercises that they perform during their appointments and thus compare the results with the previous ones. The project is divided into three main parts, an initial study where we will decide how best present show the data to clinicians and patients, following a co-design approach. A second phase will be the implementation of the platform and its algorithms to obtain metrics of the exercises performed in appointments, by the patients. The third and final phase of the project consists on the evaluation of the platform with clinicians and patients. After completing this project, the platform not only has a Parkinson’s control environment based on clinical context analysis but also an area for free-living Parkinson’s verification. It is also included a third area whose function is to obtain patients’ subjective data during their daily life in order to give clinicians a better control the evolution of this pathology in each patient

Future bathroom: A study of user-centred design principles affecting usability, safety and satisfaction in bathrooms for people living with disabilities

Research and development work relating to assistive technology 2010-11 (Department of Health) Presented to Parliament pursuant to Section 22 of the Chronically Sick and Disabled Persons Act 197