FaceRehab – Facial Paralysis Rehabilitation at home

Abstract

This thesis addresses the problem that patients with facial paralysis encounter when reaching for an effective and reliable treatment for the condition. The rehabilitation programs frequently require patients to travel to a particular facility distance from their residences, and the treatment prescribed is not standardised, depending solely on the physician responsible for the patient's case clinical opinion. Our primary solution for this problem is FaceRehab, a telerehabilitation device that will use technology to enhance facial rehabilitation exercises, accelerating the digital transformation of facial paralysis patients' health and care. This thesis utilised the MBSE methodology to integrate the technical, regulatory and business components, connecting those systems across all relevant development domains.The research question being addressed can be stated as follows: How can we integrate the different domains of the technological device and incorporate its information model and decision-making process to implement it on the market successfully? To answer our research question, we conducted our study in five main phases, which include: Understanding the problem domain of Facial Paralysis, Performing a systematic review of similar technologies; Analysing the co-design and specifications of the technology; Validating the device's usability and studying its impact on the market. Finally, we concluded the study by performing an overall analysis of the results. Our hypothesis is that we can overcome the limitations the users might express as well as the restrictions regarding its entry into the market. Our theory is that the problems can be more easily overcome if an extensive internal and external analysis of the solution is performed in addition to a design and specification evaluation of the technology. Finally, we intend to validate the solution's usability by performing a formative evaluation.To test our hypothesis, several well-known and reliable methodologies were applied during the development of this work, such as: PRISMA, for the systematic review; Meyer's approach for patient journey mapping; International standard IEC 62366-1 (ISO) protocol for usability validation; MAST for technology assessment; SWOT and Porter's 5 Forces analysis for external factors evaluation and Value proposition Canvas for position placement. We expect that adopting this framework will reduce errors and flaws regarding decision-making, resulting in improved performance with the user and a more satisfactory market positioning. We believe this study will contribute to the overall internal and external analysis of other telerehabilitation and medical devices. We also expect that the structure of the thesis will serve as an example to conduct future research, ensuring that all factors related to the design, evaluation, validation, and approval of a dynamic network like FaceRehab are considered.

Esta dissertação aborda os atuais problemas enfrentados pelos utentes com paralisia facial, os quais incluem as deslocações frequentes a clínicas de reabilitação e a falta de um padrão clínico relativamente aos diagnósticos e tratamentos. A solução sugerida para os problemas mencionados é o FaceRehab, um dispositivo de telereabilitação que oferece, através de uma tecnologia de ponta, exercícios faciais de reabilitação e um acompanhamento remoto especializado. Esta dissertação de mestrado utiliza como base estrutural a metodologia MBSE, a qual integra os componentes técnicos, regulamentares e de mercado.A questão a abordar neste estudo, pode ser enunciada da seguinte forma: Como podemos integrar os diferentes domínios do dispositivo de telereabiliação, incorporando o seu modelo de informação e processo de tomada de decisão, por forma a implementa-lo com sucesso no mercado? Para responder à questão referida, implementou-se o estudo em cinco fases principais, incluindo; Compreender o domínio da paralisia facial; Realizar uma revisão sistemática de tecnologias digitais para telereabilitação da paralisia facial; Analisar os elementos de co-design e as especificações; Validar a usabilidade do dispositivo; e estudar o seu impacto no mercado. Concluí-se o estudo através da realização de uma análise global dos resultados. A hipótese a validar é que com os resultados deste estudo, seja possível uma melhoria incremental no dispositivo de telereabilitação por forma a ultrapassar as limitações que os utilizadores possam expressar, bem como as restrições relativas à entrada da tecnologia no mercado. A teoria é que os problemas podem ser mais facilmente ultrapassados se for realizada uma análise interna e externa extensiva da solução, para além de uma avaliação da concepção e especificação da tecnologia. Finalmente, pretendemos validar a usabilidade da solução através da realização de uma avaliação formativa.Para testar a nossa hipótese, várias metodologias fiáveis foram aplicadas durante o desenvolvimento deste trabalho, como por exemplo: PRISMA, para a revisão sistemática; Abordagem de Meyer para o mapeamento do patient journey; Protocolo IEC 62366-1 (ISO) para a validação da usabilidade; MAST para a avaliação da tecnologia; SWOT e análise das 5 Forças de Porter para a avaliação de factores externos e Proposta de Valor Canvas para posicionamento no mercado. Espera-se que a adoção deste estudo reduza erros e falhas no processo de tomada de decisão, resultando num melhor desempenho com o utilizador e num posicionamento de mercado mais satisfatório. Acredita-se que este estudo irá contribuir para a análise global interna e externa de outros dispositivos de telereabilitação. Espera-se também que a estrutura dessa dissertação sirva de exemplo para conduzir futuras investigações, assegurando que todos os factores relacionados com a concepção, avaliação, validação e aprovação de uma rede dinâmica como o FaceRehab sejam considerados.