MX2011001698A - Sistema de seguimiento monocular 3d para la rehabilitacion de las extremidades superiores de un paciente. - Google Patents

Abstract

Se describe un sistema de terapia de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente, en donde dicho sistema comprende un elemento para manipuleo con una esfera distinguible en una posición que permita su visibilidad por una cámara cuando es usada por un paciente, un sistema de visión computacional que incluye una cámara de video capaz de distinguir el elemento para manipuleo a través de la esfera distinguible, y del seguimiento de la posición de la mano y el movimiento en 3D y su rotación alrededor de 3 ejes ortogonales, por el mismo seguimiento de la posición del brazo y/o la mano; por lo menos una rutina terapéutica basada en el seguimiento 3D del elemento para manipuleo para la rehabilitación de cualquier parte de la extremidad de un paciente y un proceso para implementar la rutina basada en el elemento para manipuleo a través de la interacción de un aparato visualizador o "display".

Description

SISTEMA DE TERAPIA DE SEGUIMIENTO VISUAL MONOCULAR 3D PARA LA REHABILITACIÓN DE LAS EXTREMIDADES SUPERIORES DE SERES HUMANOS CAMPO DE LA INVENCION La presente invención está relacionada con equipos y sistemas utilizados en medicina rehabilitatoria para restituir la motilidad b en las extremidades de pacientes que han sufrido enfermedades cerebro vasculares u otro tipo de enfermedades, y más particularmente, está relacionada con un sistema de terapia de seguimiento visual monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de seres humanos que han sufrido algún tipo de traumatismo o derrame cerebral, así como con el método para llevar al cabo dicha rehabilitación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Cada año, millones de personas en el mundo sufren enfermedades o accidentes que les hacen perder sus habilidades motoras. Un claro ejemplo de ello son las enfermedades cerebro vasculares, comúnmente conocidas como embolias cerebrales. Aproximadamente el 80% de las personas que sobreviven a un derrame cerebral pierden la habilidad de movimiento en un brazo y mano.

El tratamiento más común para recuperar el movimiento consiste en terapia intensiva y ocupacional durante varias semanas después de haber sufrido la embolia cerebral. Sin embargo, los sistemas hospitalarios tienen cada vez más presiones presupuéstales, por lo que los tratamientos de rehabilitación son cada vez más reducidos y los pacientes son enviados a casa de forma prematura sin que haya habido una correcta y vital rehabilitación. La contratación de un fisioterapeuta profesional no es viable para la mayoría de los pacientes por el alto costo de las sesiones de terapia.

Debido a lo anterior, los pacientes intentan rehabilitarse por sí mismos realizando los ejercicios que en el hospital les fueron asignados, pero lo hacen de una forma inadecuada, ya que no cuentan con la preparación ni las guías adecuadas para ello, trayendo como consecuencia bajos o nulos avances en su rehabilitación. Otras de las veces, por pereza o falta de motivación, los pacientes no realizan ningún ejercicio.

Para que los sistemas de terapia autodirigida en casa puedan llegar a un mayor número de pacientes es necesario que sus precios sean accesibles.

Se han desarrollado diversos sistemas para ayudar al paciente a recuperar el movimiento de sus extremidades superiores, ya sea del brazo o la mano. La mayoría de ellos consiste en complejos brazos robóticos o guantes con sensores para detectar el movimiento del brazo del paciente, lo que los vuelve costosos e inaccesibles para la mayor parte de los pacientes.

Gracias a los grandes avances que ha habido en el campo de las computadoras, la visión computacional tiene una amplia variedad de aplicaciones, dentro de las cuales podemos citar aplicaciones en interfases humano-máquina, realidad virtual, animación y captura de movimiento, incluyendo aplicaciones de realidad aumentada o seguimiento. En este contexto, los sistemas de rehabilitación basados en el seguimiento visual del movimiento humano se ha convertido en otra alternativa para los pacientes, los cuales pueden estar basados en marcas, en donde la imagen es capturada mediante cámaras colocando identificadores en las articulaciones del cuerpo, o bien, libre de marcas que utiliza cámaras de video convencionales para capturar el movimiento.

El uso de los sistemas basados en seguimiento visual para la rehabilitación de pacientes requiere de la combinación de diversos factores, es decir, deben ser de bajo costo y, sin embargo, de una alta precisión, y que puedan ejecutarse en tiempo real.

Los sistemas de seguimiento visual sólo pueden cumplir parte de estos requerimientos, ya que su diseño presenta diversas dificultades, tales como ambigüedades en la profundidad, deformidades en la apariencia, complejidad en los modelos cinemáticos y oclusiones. Para simplificar estos problemas, la mayoría de los algoritmos de seguimiento emplean modelos tridimensionales de la forma de la persona o múltiples cámaras para mejorar la robustez.

De acuerdo a lo anterior, en el estado de la técnica se encuentran diversos sistemas de seguimiento visual enfocados a diferentes aplicaciones, tal es el caso de la Publicación Internacional No. WO 2008/134745, la cual está enfocada a la terapia de pacientes que tienen algún impedimento en sus habilidades físicas o cognitivas. Dicha solicitud describe un aparato portátil de terapia (un carrito) que captura imágenes del paciente utilizando 2 o más cámaras (estéreo) o cámaras de profundidad (depth camera) para estimar la posición 3D, y selecciona y controla una de las aplicaciones terapéuticas basadas en el reconocimiento de gestos del usuario, los cuales son detectados automáticamente a partir de las imágenes. El sistema contempla que las diferentes actividades sean seleccionadas por el usuario o por el médico; sin embargo, las actividades no se adaptan automáticamente de acuerdo al progreso del paciente. Otra desventaja consiste en que el uso de varias cámaras hace el sistema más costoso y complejo.

Por otra parte, en la Solicitud de Patente Norteamericana No. 2008/0085048 se describe un sistema controlado por computadora que permite a un humano controlar aparatos robóticos usando gestos y movimientos que pueden ser reconocidos por el sistema y provocan que el aparato robótico reaccione a ellos. El sistema incluye, entre otros componentes, una videocámara que graba la imagen y un software implementado a una computadora que permite el reconocimiento de gestos dinámicos y poses estáticas de un usuario. Sin embargo, este sistema no se utiliza en aplicaciones terapéuticas.

El dispositivo de rastreo descrito en la Solicitud de Patente Norteamericana No. US 2006/0274032 es utilizado para obtener información para controlar la ejecución de un programa de juego, dicho dispositivo comprende un cuerpo montable al control de un juego o al cuerpo del usuario, y un sensor inercial (acelerometro, giroscopio mecánico o giroscopio láser) operable para producir información en 3D para cuantificar el movimiento de un cuerpo a través del espacio. El sistema puede tener además una cámara y el controlador puede incluir LED's para facilitar el rastreo mediante análisis de video. Este dispositivo, además de que está enfocado a su uso en juegos de video, sólo puede estimar el movimiento y no la posición en 3D, ya que utiliza sensores inerciales para detectar el movimiento en 3D.

Asimismo, se encuentra la Solicitud de Patente Norteamericana No. US2006/0209021 que se refiere a un aparato y un método para mover un mouse virtual usando una cámara de video, la cual rastrea un gesto de entrada, extrae de la imagen del gesto de entrada la región que corresponde a la mano derecha e izquierda, reconoce el gesto de cada mano, así como el comando que corresponde a dicho gesto y ejecuta el comando. Sin embargo, este aparato tiene como objetivo proporcionar al usuario una ¡nterfaz más conveniente para aparatos tales como una computadora, más no su aplicación en la terapia de pacientes que requieren rehabilitación de las extremidades superiores. Además, el seguimiento del movimiento no se realiza en 3D.

Por otro lado, la Solicitud de Patente Norteamericana No 2005/0255434 describe un sistema interactivo de entrenamiento que comprende visión computacional e incluye, entre otros componentes, al menos una cámara de video para obtener imágenes de la persona entrenada, así como algoritmos de reconocimiento de patrones y análisis de imágenes para reconocer características en las imágenes y de esta forma detectar gestos de la persona entrenada. El sistema requiere de elementos adicionales como LED's para poder hacer el seguimiento de las personas en entrenamiento. Este sistema es usado en aplicaciones de entrenamiento, más no en aplicaciones terapéuticas.

La Patente Norteamericana No. 7,262,760 reclama el uso de aparatos apuntadores 3D que transforman datos de movimiento sensado de un primer marco de referencia en un segundo marco de referencia. El sistema incluye al menos un sensor para detectar la rotación del aparato apuntador, un acelerómetro para detectar su aceleración y un procesador para recibir la salida del sensor y del acelerómetro, lo cual incrementa el costo del sistema.

Finalmente, la Patente Norteamericana No. 6,256,033 describe un método implementado por computadora para reconocer gestos de una persona dentro de una secuencia de imágenes y realizar una operación basada en el significado semántico del gesto, en el cual el sujeto entra en el campo de visión de una cámara conectada a una computadora y realiza un gesto. El gesto es examinado por el sistema mediante un programa, una imagen a la vez, con lo cual se derivan datos de la posición y son comparados con datos derivados previamente que representan gestos que ya son conocidos por el sistema. Las comparaciones se realizan en tiempo real y el sistema puede ser entrenado para que reconozca nuevos gestos. La principal desventaja de este método es que el reconocimiento se realiza examinando una imagen a la vez y comparando los datos con datos derivados previamente y que ya son conocidos por el sistema. Por otro lado, este método no es empleado en aplicaciones terapéuticas.

Como puede verse de los sistemas de seguimiento visual encontrados en el estado de la técnica, en su mayoría, presentan la gran desventaja de que fueron diseñados y desarrollados para entrenamiento o para juegos de video, en donde la precisión de la posición en 3D no es esencial para su desempeño durante la rehabilitación, como lo es el caso para la rehabilitación de pacientes que han sufrido un derrame cerebral. Aunado a lo anterior, se encuentra el hecho de que algunos de los sistemas encontrados en el estado de la técnica que son utilizados en la rehabilitación de pacientes incluyen aparatos o dispositivos que son muy costosos, o bien, requieren de la implementación de diversos componentes como son el uso de varias cámaras, entre otros, lo cual representa un gran problema para el uso del sistema en casa o en clínicas pequeñas con presupuesto limitado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION En razón de lo anteriormente expuesto, se ha desarrollado un sistema de terapia de seguimiento visual de bajo costo, con cierta precisión y que pueda ser ejecutado en tiempo real, en donde dicho seguimiento es tal que permita determinar la posición en tres dimensiones (3D) de un objeto, que permita la rehabilitación de pacientes que han sufrido un derrame cerebral, devolviéndoles el movimiento en las extremidades superiores.

El sistema de terapia de la presente invención comprende en términos generales: una cámara digital convencional que permita capturar imágenes, la cual no requiere calibración ni soportes adicionales; un aparato visualizador o "display" configurado para mostrar ambientes virtuales en 3D con los que el paciente pueda interactuar; un elemento para manipuleo , preferiblemente una manija, una palanca de juego oystick) o un elemento en forma de empuñadura que comprende una esfera distinguible en una posición que permita su visibilidad por la cámara cuando es usada por un paciente; un procesador o CPU que permita el procesamiento de información numérica relacionada con la posición de la manija al ser detectada por la cámara digital; y, un software que incluye dos programas de cómputo. El primer programa realiza el seguimiento visual en 3D de una mano del paciente mediante la estimación de su posición en 3D en el espacio cuando es detectada por la cámara digital en cada instante y envía dicha posición en 3D en el espacio a un sistema de rehabilitación que utiliza dicha posición en una rutina de rehabilitación que depende de dicha posición, preferiblemente un juego.

El segundo programa incluye una serie de rutinas de rehabilitación que dependen de la posición en 3D en el espacio de la mano del paciente, preferiblemente en la forma de juegos orientados a actividades de la vida diaria, cuyas rutinas incluyen diferentes niveles de dificultad para evaluar el avance del paciente en el mismo.

El sistema de terapia de la presente invención es de bajo costo y de fácil instalación y operación, ya que utiliza una cámara digital convencional que no requiere de soportes adicionales para determinar, a través del seguimiento de la esfera de la manija, la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente, así como su rotación alrededor de 3 ejes ortogonales.

Dicho sistema es capaz de sobrellevar diversas condiciones de iluminación, además de superar movimientos bruscos de manera eventual. Asimismo, permite superar de manera aceptable las salidas de cuadro, es decir, cuando el objeto rastreado sale del campo de visibilidad de la cámara y posteriormente regresa, incluso si los puntos de salida y luego de re-entrada son distintos.

Adicionalmente, el sistema de terapia de la presente invención es un sistema de reconocimiento y seguimiento para un punto en la extremidad del paciente, esto es, es capaz de saber en qué lugar se encuentra la mano en todo momento, superando los problemas para detección de profundidad, de manera que el uso de una sola cámara digital sea suficiente para detectar y hacer el seguimiento en 3D.

Preferiblemente, el procesador está configurado para: • seleccionar de entre una serie de rutinas de rehabilitación una rutina apropiada para el paciente; • llamar la rutina; • proporcionar los algoritmos necesarios para determinar la posición y el movimiento en 3D de la mano del paciente; • reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; • controlar la rutina basándose en la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; • adaptarse al paciente de acuerdo a su condición y progreso en la terapia, alterando en forma automática, por ejemplo, el espacio de trabajo para el movimiento de la extremidad; • detectar la presión del paciente al apretar/soltar la manija/bastón mediante un sensor de presión incorporado al mismo, fomentando de esta forma la rehabilitación de los movimientos de la mano.

OBJETOS DE LA INVENCIÓN Teniendo en cuenta los defectos de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención el proveer un sistema de terapia de seguimiento visual monocular 3D, de fácil operación e instalación, pero altamente eficaz en la rehabilitación de pacientes que han sufrido un derrame cerebral.

Es un objeto más de la presente invención el proveer un sistema de terapia de seguimiento visual monocular 3D que sea robusto, de bajo costo, de fácil instalación y uso, útil para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente que lo requiera.

Asimismo, es otro objeto de la presente invención el proveer un método de terapia autodirigida en casa para pacientes que presentan pérdida de la habilidad en el movimiento de sus extremidades superiores.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Los aspectos novedosos que se consideran característicos de la presente invención, se establecerán con particularidad en las reivindicaciones anexas. Sin embargo, la invención por si misma, tanto por su configuración, así como por su método de operación, conjuntamente con otros objetos y ventajas de la misma, se comprenderán mejor en la siguiente descripción detallada de una modalidad específica cuando se lea en relación con los dibujos que se acompañan, en los cuales: La figura 1 es una representación esquemática en donde se muestra el sistema de terapia de seguimiento visual monocular 3D, construido de conformidad con una modalidad específica de la presente invención.

La figura 2 representa el uso del sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente. En la figura 2A se ilustra una posible configuración del sistema con una pantalla y una cámara con la que se realiza el seguimiento en 3D de la pelota en la mano del paciente. En las figuras 2B, 2C y 2D se ilustran diferentes ejemplos de rutinas de rehabilitación en la pantalla, todas orientadas a la rehabilitación, con las cuales interactúa el paciente mediante el movimiento de su mano.

La figura 3 es una vista en perspectiva de un elemento para manipuleo usado en el sistema de terapia de seguimiento visual, construido de conformidad con los principios de la modalidad específica de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente.

Durante el desarrollo de la presente invención se ha encontrado que este sistema determina la posición exacta del brazo y/o de la mano en 3D en base a una sola cámara de video, por lo que no requiere sensores adicionales, cámaras o equipo, y su costo es menor que los sistemas tradicionales.

Así pues, un aspecto de la presente invención es un sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente, preferiblemente de un paciente que ha sufrido una embolia cerebral, el cual comprende: a) un elemento para manipuleo, preferiblemente seleccionado de entre una manija, una palanca de juego (joystick) o un elemento en forma de empuñadura, el cual comprende por lo menos una esfera distinguible en una posición que permita su visibilidad por una cámara cuando es usada por un paciente; b) un sistema de visión computacional que comprende una cámara de video capaz de distinguir el elemento para manipuleo a través de la esfera distinguible, y del seguimiento de la posición de la manija y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente, así como su rotación alrededor de 3 ejes ortogonales; c) por lo menos una rutina terapéutica basada en el seguimiento en 3D del elemento para manipuleo para la rehabilitación de cualquier parte de la extremidad de un paciente; d) un procesador configurado para: - seleccionar la rutina terapéutica; - llamar la rutina terapéutica; -proporcionar los algoritmos necesarios para determinar la posición y el movimiento en 3D de la mano del paciente; - reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; - controlar la rutina terapéutica, basándose en la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente. e) un aparato visualizador o "display" configurado para mostrar la rutina terapéutica del paciente.

En una modalidad particular de la presente invención, el elemento para manipuleo comprende una empuñadura cilindrica y dos esferas de color, una en cada extremo de la empuñadura, tal como se muestra en la figura 1.

En una modalidad preferida, la rutina terapéutica se selecciona de una serie de rutinas terapéuticas con ambientes virtuales en 3D, orientadas a las actividades de la vida diaria en un ambiente en 3D, incluyendo diferentes niveles de dificultad para evaluar el progreso del paciente en cada rutina.

En una modalidad preferida de la presente invención, el elemento para manipuleo comprende además uno o más sensores de presión o fuerza para determinar cuando el paciente aprieta y suelta el bastón y la fuerza con que lo realiza, pudiendo medir la fuerza en toda la mano o en cada dedo. Esta medición se puede enviar al procesador e incorporarse a los ambientes virtuales. De esta forma también se puede ejercitar la mano y dedos el paciente, y su capacidad de agarrar y soltar, que son elementos importantes en la rehabilitación.

En otra modalidad preferida de la presente invención, la cámara de video se selecciona de entre una cámara digital estándar conectada a la computadora, una cámara web, una cámara integrada al procesador (computadora), o una cámara infrarroja, siendo particularmente preferida una cámara web.

Asimismo, en otra modalidad adicional de la presente invención, el aparato visualizador o "display" se selecciona de entre una pantalla de computadora, un monitor de televisión, una pantalla de un asistente personal digital (PDA), una pantalla de un teléfono celular, siendo particularmente preferida la pantalla de una computadora.

En la figura 2 se muestra el uso del sistema de seguimiento monocular 3D de la presente invención. La figura 2A representa una computadora con la rutina terapéutica y una cámara web para realizar el seguimiento monocular 3D, así como la mano del paciente sosteniendo la manija con una esfera de color. Igualmente, se muestran algunas rutinas terapéuticas útiles para la rehabilitación del brazo y/o la mano del paciente. La figura 2B muestra un juego de carreras de autos que permite al usuario ejercitar movimientos de brazos laterales para poder controlar el automóvil sin salirse de la pista. La figura 2C muestra un juego que consiste en limpiar una estufa, el cual es útil para ejercitar movimientos que permiten estirar y encoger el brazo. Finalmente, el juego en la figura 2D consiste en pintar cuadros específicos de un cubo, ejercitando así el movimiento del hombro y codo en diferentes direcciones. En este último ejemplo se puede incorporar el sensor de presión para "tomar" la pintura ejercitando adicionalmente los movimientos de la mano (abrir y cerrar).

En relación a las modalidades particulares que se muestran en las figuras, dichas figuras describen los elementos del sistema como sigue: En la figura 1 se muestra un sistema de terapia (1000) que comprende un elemento para manipuleo (100), una cámara (200) y un monitor o "display" (300).

En la figura 3 se muestra un elemento para manipuleo (100) que comprende una manija (110) y dos esferas de color (120) como esferas distinguibles del elemento de manipuleo (100), localizadas en ambos extremos de la manija para hacerlas distinguibles por la cámara en todo momento.

Otros aspectos de la presente invención consideran un método de terapia autodirigida en casa para pacientes que presentan pérdida de la habilidad en el movimiento sus extremidades superiores, preferiblemente a uno que ha sufrido una embolia cerebral, el cual comprende: poner a disposición de un paciente un sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación del brazo y/o la mano; seleccionar una rutina terapéutica apropiada para la rehabilitación del paciente; - llamar la rutina terapéutica; reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; - detectar cuando el paciente aprieta o suelta la manija; - mostrar ambientes virtuales en 3D, visibles para el paciente, en donde los ambientes virtuales en 3D responden al movimiento en 3D del brazo y/o la mano de dicho paciente; repetir los pasos anteriores durante el tiempo que sea necesario. El número de repeticiones depende del estado del paciente, así como de la gravedad de la lesión; en estudios clínicos se ha observado que después de unas 10 sesiones de una hora con el sistema, la mayor parte de los pacientes muestran una mejoría significativa de acuerdo a los índices clínicos.

De conformidad con lo anteriormente descrito, se podrá observar que el sistema y método de la presente invención han sido ideados para proporcionar un sistema que sea robusto, de bajo costo, de fácil instalación y uso, útil para la rehabilitación del movimiento del brazo y la mano en personas que lo requieren, y será evidente para cualquier experto en la materia que las modalidades del sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente, así como del método de terapia autodirigida en casa para pacientes que presentan pérdida de la habilidad en el movimiento sus extremidades superiores, según se describió anteriormente e ilustró en los dibujos que se acompañan, deberán ser consideradas como ilustrativas más no limitativas de la presente invención, ya que son posibles numerosos cambios de consideración en sus detalles sin apartarse del alcance de la invención. Adicionalmente, es evidente que a través del uso de una esfera de color como esfera distinguible, es posible evitar cualquier fuente de energía, además de una computadora, para ei uso del sistema, con lo que se puede hacer el simple elemento para manipuleo y sin la necesidad de baterías u otra fuente de energía para la operación del sistema.

La presente invención será mejor entendida a partir de los siguientes ejemplos, los cuales deberán ser considerados únicamente como ilustrativos para permitir un mejor entendimiento de las modalidades preferidas de la presente invención, sin que por ello se implique que no existan otras modalidades que puedan llevarse a la práctica con base en la anterior descripción detallada de la invención.

I EJEMPLO El sistema se utilizó en un hospital (Unidad de Rehabilitación del Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugia en México, D.F.) en un grupo de 22 pacientes que habían sufrido un accidente vascular cerebral. Los pacientes utilizaron un prototipo del sistema en el hospital, interactuando con diferentes juegos, guiados por un terapeuta, La terapia duró 7 semanas, con 3 sesiones por semana, cada paciente fue evaluado por un terapeuta utilizando dos diferentes escalas clínicas, antes y después de la terapia (índice Fugl-Meyer e índice de motricidad).

Los resultados muestran una mejora estadísticamente significativa en ambas escalas después de las sesiones con el sistema de terapia de la presente invención. Adicionalmente, se realizo una encuesta de motivación a todos los pacientes después de utilizar el sistema, los resultados de dicha encuesta muestran una mejor motivación en comparación con la terapia tradicional.

Por lo tanto, la presente invención no deberá considerarse como restringida excepto por lo que exija la técnica anterior y por el alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims (17)

NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES

1- Un sistema de terapia de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación de las extremidades superiores de un paciente, caracterizado porque comprende: a. un elemento para manipuleo que comprende por lo menos una esfera distinguible en una posición que permita su visibilidad por una cámara cuando es usada por un paciente; b. un sistema de visión computacional que comprende una cámara de video capaz de distinguir el elemento para manipuleo a través de la esfera distinguible, y del seguimiento de la posición de la manija y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente, así como su rotación alrededor de 3 ejes ortogonales; c. por lo menos una rutina terapéutica basada en el seguimiento en 3D del elemento para manipuleo para la rehabilitación de cualquier parte de la extremidad de un paciente; d. un procesador configurado para: - seleccionar la rutina terapéutica; - llamar la rutina terapéutica; - proporcionar los algoritmos necesarios para determinar la posición y el movimiento en 3D de la mano del paciente; - reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; - controlar la rutina terapéutica, basándose en la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente. e. un aparato visualizador o "display" configurado para mostrar la rutina terapéutica del paciente.

2. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el elemento para manipuleo comprende una empuñadura cilindrica y dos esferas de color, una en cada extremo de dicha empuñadura.

3. - Un sistema conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la rutina terapéutica se selecciona de una serie de rutinas terapéuticas orientadas a las actividades de la vida diaria en un ambiente en 3D, incluyendo diferentes niveles de dificultad para evaluar el progreso del paciente en cada rutina terapéutica.

4.- Un sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el elemento para manipuleo comprende uno o más sensores de presión o fuerza para determinar cuando el paciente aprieta y suelta el elemento para manipuleo.

5. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque la cámara de video se selecciona de entre una cámara estándar digital, una cámara web, una cámara integrada al procesador (computadora), o una cámara infrarroja.

6. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado además porque la cámara de video es una cámara web.

7. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el aparato visualizador o "display" se selecciona de entre una pantalla de computadora, un monitor de televisión, una pantalla de un asistente personal digital (PDA), una pantalla de un teléfono celular.

8. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque el aparato visualizador es una pantalla de computadora.

9. - Un sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el paciente ha sufrido un accidente cerebro vascular.

10.- Un método de terapia autodirigida en casa para pacientes que presentan pérdida de la habilidad en el movimiento sus extremidades superiores, preferiblemente a uno que ha sufrido una embolia cerebral, caracterizado porque comprende: poner a disposición de un paciente un sistema de seguimiento monocular 3D para la rehabilitación del brazo y/o la mano; seleccionar una rutina terapéutica apropiada para la rehabilitación del paciente; - llamar la rutina terapéutica; - reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; mostrar ambientes virtuales en 3D, visibles para el paciente, en donde los ambientes virtuales en 3D responden al movimiento en 3D del brazo y/o la mano de dicho paciente; - adaptar al paciente de acuerdo a su condición y al avance de la terapia, alternando automáticamente, por ejemplo, el espacio de trabajo para el movimiento de las extremidades; repetir los pasos anteriores durante el tiempo que sea necesario. El número de repeticiones depende del estado del paciente, así como de la gravedad de la lesión; en estudios clínicos se ha observado que después de unas 10 sesiones de una hora con el sistema, la mayor parte de los pacientes muestran una mejoría significativa de acuerdo a los índices clínicos.

11 - Un método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el sistema comprende: a. un elemento para manipuleo que comprende por lo menos una esfera distinguible en una posición que permita su visibilidad por una cámara cuando es usada por un paciente; b. un sistema de visión computacional que comprende una cámara de video capaz de distinguir el elemento para manipuleo a través de la esfera distinguible, y del seguimiento de la posición de la manija y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente, así como su rotación alrededor de 3 ejes ortogonales; c. por lo menos una rutina terapéutica basada en el seguimiento en 3D del elemento para manipuleo para la rehabilitación de cualquier parte de la extremidad de un paciente; d. un procesador configurado para: - seleccionar la rutina terapéutica; - llamar la rutina terapéutica; - proporcionar los algoritmos necesarios para determinar la posición y el movimiento en 3D de la mano del paciente; - reconocer la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente; - controlar la rutina terapéutica, basándose en la posición y el movimiento en 3D del brazo y/o la mano del paciente. e. un aparato visualizador o "display" configurado para mostrar la rutina terapéutica del paciente.

12. Un método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el elemento para manipuleo comprende uno o más sensores de presión o fuerza para determinar cuando el paciente aprieta y suelta dicho elemento para manipuleo.

13. - Un método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque la cámara de video se selecciona de entre una cámara web, una cámara integrada al procesador (computadora), o una cámara infrarroja.

14. - Un método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque la cámara de video es una cámara web.

15. - Un método de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado además porque el aparato visualizador o "display" se selecciona de entre una pantalla de computadora, un monitor de televisión, una pantalla de un asistente personal digital (PDA), una pantalla de un teléfono celular.

16. - Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque el aparato visualizador es una pantalla de computadora.

17 - Un método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el paciente ha sufrido un accidente cerebro vascular.