python-rebase

Python ReBase [0.3.4]

Este projeto é uma API escrita em Python para comunicação com o ReBase, um banco de dados de sessões de reabilitação física.

Índice

• Python ReBase [0.3.4]
  • Índice
  • Visão Geral
    • Sobre o ReBase
  • Instalação
  • Requisitos
  • Quick Start
    • Inicializando o ReBaseClient
    • Criando um Movimento
    • Criando uma Sessão
    • Buscando Movimentos e Sessões
    • Atualizando e deletando
  • Tópicos Avançados
    • Filtragem
    • Paginação
  • Exemplos
  • Documentação Completa
    • ReBaseClient
    • Módulos
      • util
    • Modelos
      • APIResponse
      • Movement
      • Register
      • Rotation
      • Session
    • Erros
  • Contato

Visão Geral

O pacote Python ReBase contém classes-modelo para Sessões e Movimentos. A classe api_response modela de forma generalizada as respostas enviadas pelo ReBaseRS. O módulo rebase_client é responsável pelo envio de requisições ao ReBaseRS. Estão inclusas também algumas exceções personalizadas e funções utilitárias. Todos os módulos se encontram na pasta src/python_rebase.

Sobre o ReBase

O ReBase, do inglês Rehabilitation Database, é um baco de dados dedicado ao armazenamento de movimentos corporais, com foco em reabilitação neurofuncional e neuromotora. Apesar do enfoque, o ReBase é capaz de armazenar qualquer tipo de movimento corporal gravado por qualquer técnica de captura de movimentos, desde que siga o padrão definido. Para isto serve a API Python ReBase!

Os Movimentos do ReBase representam os movimentos corporais capturados e são compostos por metadados, uma lista de Articulações e uma lista de Registros, que representam as rotações em X, y e z da Articulação a cada instante do Movimento. Os Movimentos podem pertencer a Sessões. Cada Sessão também contem metadados e pode conter múltiplos movimentos.

Todos os usuários que desejarem acessar o ReBase precisam ter um token de autenticação cadastrados no sistema. Para receber um token, o usuário deve entrar em contato com o time de desenvolvimento através dos emails [e-mail] ou [e-mail] e enviar o endereço de email que deseja cadastrar.

Instalação

O Python ReBase pode ser instalado pelo terminal através do PyPi com os comandos:

pip3 install python-rebase

ou

python3 -m pip install python-rebase

Requisitos

• Esta biblioteca depende da biblioteca requests, utilizada para enviar requisições HTTP;
• O Python ReBase está disponível apenas para Python 3.10 ou superior;
• É necessário ter seu email e token de autenticação já cadastrados no ReBase.

Quick Start

Para utilizar a API, basta importar a biblioteca no começo do seu arquivo .py

Inicializando o ReBaseClient

from python_rebase.rebase_client import ReBaseClient

# Inicialize o cliente do ReBase com seu email e token previamente cadastrados
rebase_client = ReBaseClient('[e-mail]', 'tokenExemplo')

Criando um Movimento

from python_rebase.movement import Movement

# Crie um objeto Movement
movement = Movement({
    'label': 'MyMovement',
    'fps': 30, # Varia conforme sua aplicação
    'professionalId': 'Prof',
    'articulations': ['1', '2']
})

# Adicione os Registros ao Movimento
# Cada registro representa um "frame" do movimento
# Os registros contêm as rotações de cada articulação em um dado momento 
# Apesar de o Python ReBase incluir classes-modelo para os Registros e para Rotações, os métodos também aceitam dicionários e listas como parâmetros
movement.add_register(Register(
    {
        '1': Rotation(1.0, 1.0, 1.0), # Rotações da articulação "1"
        '2': [2.0, 2.0, 2.0] # Rotações da articulação "2"
    }
))

# Utilize o módulo rebase_client para inserir o movimento
response = rebase_client.insert_movement(movement)
print(f'Inserted: {response}')

Criando uma Sessão

from python_rebase.session import Session

# Crie um objeto Sessão.
# A Sessão pode ser criada vazia ou com Movimentos, sejam eles da classe Movement ou dicionários simples
session = Session({
    'title': 'Teste de Sessão',
    'professionalId': 'Prof',
    'patientId': 'Pat',
    'movements': [
        # Da mesma forma, os Movimentos podem ser criados já com Registros
        Movement({
            'label': 'MyMovement',
            'fps': 30,
            'articulations': ['1', '2'],
            'registers': [
                Register({
                    '1': Rotation(1.0, 1.0, 1.0),
                    '2': Rotation(2.0, 2.0, 2.0)
                })
            ]
        }),
        {
            'label': 'MyMovement',
            'fps': 30,
            'articulations': ['1', '2'],
            'registers': [
                {
                    '1': [1.0, 1.0, 1.0],
                    '2': [2.0, 2.0, 2.0]
                }
            ]
        }
    ]
})

response = rebase_client.insert_session(session)

Buscando Movimentos e Sessões

# É possível encontrar um único Movimento ou listar vários
response = rebase_client.find_movement(id)
print(f'Movimento: {response.movement}')

# A listagem permite filtros e suporta paginação
# Os filtros possíveis são: professional_id (id do profissional de saúde), patient_id (id do paciente),
# movement_label (identificação do movimento), articulations (articulações incluídas no movimento)
response = rebase_client.fetch_movements(professional_id='professional', patient_id='patient', page=1, per=10)
print(f'Movimentos: {response.movements}')

# Da mesma forma, as Sessões podem ser buscadas individualmente ou listadas
response = rebase_client.find_session(id)
print(f'Sessão: {response.session}')

# Os filtros suportados pela listagem de Sessão são: professional_id e patient_id.
# Também são aceitos os filtros movement_label e articulations, mas estes filtram os movimentos das Sessões
response = rebase_client.fetch_sessions(professional_id='professional', patient_id='patient', page=1, per=10)
print(f'Sessões: {response.sessions}')

Atualizando e deletando

# São disponibilizados métodos para deletar e excluir Movimentos e Sessões
response = rebase_client.update_movement(updatedMovement)
response = rebase_client.delete_movement(id)

response = rebase_client.update_session(updatedSession)
response = rebase_client.delete_session(id)

Tópicos Avançados

A seguir, serão abordados dois assuntos relevantes para as requisições de listagem: filtragem e paginação.

Filtragem

As requisições de listagem do ReBase, de Movimentos ou de Sessões, suportam alguns filtros, listados e explicados a seguir.

Listagem de Movimentos:

• professional_id: recebe uma string que representa o ID do profissional de saúde responsável pelo Movimento;
• patient_id: recebe uma string que representa o ID do paciente que executou o Movimento;
• movement_label: recebe uma string que representa a propriedade label do Movimento;
• articulations: recebe uma lista de strings que representam as articulações trabalhadas no Movimento.

Listagem de Sessões:

• professional_id: recebe uma string que representa o ID do profissional de saúde responsável pela Sessão;
• patient_id: recebe uma string que representa o ID do paciente que avaliado durante a Sessão.

A listagem de Sessões pode recebe ainda dois filtros adicionais. Estes, no entanto, não filtrarão a lista de Sessões em si, mas sim as listas de Movimentos das Sessões. São eles:

• movement_label: recebe uma string que representa a propriedade label do Movimento;
• articulations: recebe uma lista de strings que representam as articulações trabalhadas no Movimento.

Estes filtros podem ser úteis em alguns casos específicos. Um exemplo de uso: listar as Sessões de um paciente específico, mas incluir apenas os Movimentos que trabalharam um grupo específico de articulações.

Vale notar, por fim, que todos os filtros são aditivos, ou seja, ao utilizar n múltiplos filtros, serão retornados os documentos que satisfaçam todos os filtros, ou seja, os documentos que satisfaçam o filtro 1 E o filtro 2 E ... E o filtro n.

Paginação

As requisições de listagem, tanto de Movimentos quanto de Sessões, também suportam paginação. Utilizando paginação, elimina-se a necessidade de carregar todos os items de uma listagem de uma só vez, o que pode significar um ganho de velocidade e desempenho para uma aplicação. O ReBaseRS suporta dois tipos de paginação: baseada em per e page e baseada em IDs.

O primeiro tipo utiliza dois parâmetros: per, que representa a quantidade de itens presentes em cada página, e page, que representa qual página deve ser carregada. Desta forma, supondo que quiséssemos carregar 10 elementos por página, para carregar a primeira página usaríamos { per: 10, page: 1 } e receberíamos os primeiros 10 itens da lista. Para carregar a segunda página usaríamos { per: 10, page: 2 } e receberíamos os 10 itens seguintes e assim por diante. Este método é simples de se utilizar e de se entender e permite o carregamento de qualquer página, porém possui uma desvantagem: para recuperar uma página n, é necessário recuperar todas as páginas anteriores, o que faz com que as requisições fiquem mais lentas conforme o número n da página cresce. Para mitigar este problema, é possível utilizar a paginação baseada em IDs.

A paginação baseada em IDs também depende de dois parâmetros: per, a quantidade de itens por página, e previous_id, o ID do último item da página anterior. Pela forma como o banco de dados do ReBase é modelado, as listas de Movimentos e de Sessões são ordenadas pelos IDs dos documentos, que são sequenciais. Ou seja, se quisermos recuperar os 10 itens seguintes a um item i, basta recuperar os primeiros 10 itens cujo ID seja maior do que o ID de i. Explorando essa característica, é possível implementar um método de paginação que permite que todas as páginas sejam recuperadas em tempos equivalentes. Desta forma, para recuperar a primeira página usaríamos { per: 10, previous_id: null }, já que não existe uma página anterior. Supondo que o ID do último item da primeira página seja "ABC", para recuperar a segunda página usaríamos { per: 10, previous_id: "ABC" }. Apesar de tudo, este método de paginação também tem uma desvantagem: para recuperar uma página específica, é necessário ter recuperado todas as páginas anteriores a ela, já que é preciso saber os IDs dos documentos que estão contidos nelas.

Assim, cabe ao desenvolvedor analisar sua aplicação e decidir qual método de paginação deverá ser utilizado (ou se a paginação é mesmo necessária). Aplicações que devem permitir a qualquer momento o acesso a qualquer página, deverão usar a paginação baseada em per e page. Por outro lado, para uma aplicação que precisa exibir uma lista com scroll infinito, por exemplo, na qual os itens são carregados sequencialmente, se beneficiará mais do método baseado em IDs. Para mais informações, este artigo pode ser útil.

Exemplos

Esta biblioteca inclui a pasta examples, que inclui alguns códigos-exemplo básicos de utilização da API.

Documentação Completa

A seguir, estão incluídas tabelas e descrições detalhando todas as classes e módulos da API Python ReBase.

ReBaseClient

Esta classe é responsável por toda a comunicação com o ReBaseRS. Seus métodos retornam objetos da classe APIResponse. Exemplos de uso podem ser encontrados na seção Quick Start:. O ReBaseClient deve ser inicializado com o email e o token do usuários previamente cadastrados.

Atributos:

Atributo	Tipo
user_email	str
Email do usuário
user_token	str
Token de autenticação do usuário

Métodos:

Método	Retorno	Parâmetros
__init__	None	user_email: str, user_token: str, try_authenticate: bool = False
Método de inicialização da classe. Recebe o endereço de email e o token de acesso do usuário. É possível tentar autenticar o usuário no momento da inicialização, passando o argumento try_authenticate=True, porém, caso a autenticação falhe neste ponto, será lançado um erro UnauthorizedUserError
authenticate	APIResponse
Envia uma requisição de autenticação que não executa nenhum operação sobre o banco de dados. O envio desta requisição não é obrigatório, visto que todas as outras requisições também realizam autenticação
fetch_movements	APIResponse	professional_id: str = "", patient_id: str = "", movementLabel: str = "", articulations: list = None, legacy: bool = False, page: int = 0, per: int = 0, previous_id: str = ""
Recupera uma lista de Movimentos armazenados no ReBaseRS. Suporta diversos filtros e paginação
find_movement	APIResponse	id: str, legacy: bool = False
Recupera um Movimento específico a partir do ID. O parâmetro legacy, se True, retorna o Movimento no formato antigo do ReBase
insert_movement	APIResponse	movement: Movement
Insere um Movimento no ReBase
update_movement	APIResponse	movement: Movement
Atualiza um Movimento já existente no ReBase
delete_movement	APIResponse	id: str
Exclui um Movimento do ReBase
fetch_sessions	APIResponse	professional_id: str = "", patient_id: str = "", movement_label: str = "", articulations: list = None, legacy: bool = False, deep: bool = False, page: int = 0, per: int = 0, previous_id: str = ""
Recupera uma lista de Sessões armazenadas no ReBaseRS. Suporta diversos filtros e paginação. O parâmetro legacy, se True, retorna as Sessões no formato antigo do ReBase. Caso o parâmetro deep seja True, retorna também os Movimentos das Sessões, caso contrário, retorna apenas os IDs dos Movimentos
find_session	APIResponse	id: str, legacy: bool = False, deep: bool = False
Recupera uma Sessão específica a partir do ID. O parâmetro legacy, se True, retorna a Sessão no formato antigo do ReBase. Caso o parâmetro deep seja True, retorna também os Movimentos da Sessão, caso contrário, retorna apenas os IDs dos Movimentos
insert_session	APIResponse	session: Session
Insere uma Sessão no ReBase
update_session	APIResponse	session: Session
Atualiza uma Sessão já existente no ReBase
delete_session	APIResponse	id: str, deep: bool = False
Exclui uma Sessão do ReBase. Caso o parâmetro deep seja True, deleta também seus Movimentos

Módulos

util

O módulo util contém diversos métodos utilitários.

Métodos:

Método	Retorno	Parâmetros
is_valid_str	bool	value: any
Retorna True se value for uma string válida (uma instância da classe str). Caso contrário, retorna False
is_valid_number	bool	value: any
Retorna True se value for um número válido (uma instância da classe int ou da classe float). Caso contrário, retorna False
is_valid_id	bool	value: any
Retorna True se value for considerado um id válido para o ReBase (uma string válida não vazia ou um inteiro maior que 0). Caso contrário, retorna False
is_valid_movement_field	bool	field: str, value: any
Retorna True se field for um campo válido para um Movimento do ReBase e se value for um valor válido para esse campo. Retorna False caso contrário
is_valid_session_field	bool	field: str, value: any
Retorna True se field for um campo válido para um Movimento do ReBase e se value for um valor válido para esse campo. Retorna False caso contrário
exclude_keys_from_dict	None	dictionary: dict, keys: list
Remove uma dada lista de chaves de um dado dicionário
validate_initialization_dict	None	validation_function: Callable[[str, any], bool], resource_name: str, field_rules: dict, dictionary: dict
Valida um dicionário de inicialização dictionary com base nos campos definidos em field_rules utilizando a função de validação validation_function. Caso encontre algum campo inválido, lança um ValueError cuja mensagem contém o nome apropriado do recurso resource_name

Modelos

APIResponse

A classe APIResponse modela uma resposta generalizada do servidor ReBaseRS.

Atributos:

Atributo	Tipo
response_type	ResponseType(Enum)
Tipo da requisição enviada. Valores possíveis: { 0: FetchMovements, 1: FindMovement, 3: InsertMovement, 4: UpdateMovement, 5: DeleteMovement, 6: FetchSessions, 7: FindSession, 8: InsertSession, 9: UpdateSession, 10: DeleteSession, 11: APIError }
status	int
Status da resposta. 0 representa sucesso e qualquer outro valor representa um erro
code	int
Código HTTP da resposta (E.g. 200, 201, 404, etc. )
success	bool
Diz se a requisição foi bem sucedida ou não. Em outras palavras, diz se status == 0

Métodos:

Método	Retorno	Parâmetros
has_data	bool	key: str
Retorna True se o atributo key estiver presente nos dados da resposta e False caso contrário
get_data	bool	key: str
Retorna o valor do atributo key nos dados da resposta. Os possíveis atributos são: 'message', 'HTMLError', 'error', 'warning', 'movements', 'movement', 'sessions', 'session', 'deletedId', 'deletedCount'
has_meta_data	bool	key: str
Retorna True se o atributo key estiver presente nos metadados da resposta e False caso contrário
get_meta_data	bool	key: str
Retorna o valor do atributo key nos metadados da resposta. Os possíveis atributos são: 'current_page', 'next_page', 'total_count', 'total_page_count'

Movement

Modela um Movimento do ReBase.

Atributos:

Atributo	Tipo
id	str
ID do Movimento
label	str
Label, ou etiqueta, de identificação do Movimento. Normalmente representa uma categoria ou grupo de Movimentos
description	str
Descrição do Movimento
device	str
Dispositivo responsável pela captura do Movimento (E.g. Kinect, MediaPipe, etc.)
fps	float
Quantidade de quadros por segundo do Movimento
duration	float
Duração do Movimento
number_of_registers	int
Quantidade de Registros presentes no Movimento (os Registros serão descritos a seguir)
articulations	list
Articulações utilizadas pelo Movimento. As Articulações são identificadas por strings arbitrárias definidas pelo usuário da API. Cabe a cada desenvolvedor definir e seguir seu padrão. Desta maneira, o ReBase pode armazenar movimentos com um conjunto variável de Articulações
insertion_date	str
Data de inserção do Movimento
update_date	str
Data da última atualização do Movimento
session_id	str
ID da Sessão à qual o Movimento pertence
professional_id	str
Identificação do profissional da saúde responsável pela captura do Movimento
app_code	int
Código da aplicação que gerou o Movimento. Um inteiro positivo, maior que zero, arbitrário definido pelos desenvolvedores da aplicação
app_data	str
Dados arbitrários utilizados pela aplicação que gerou o Movimento. Pode ser utilizado pelos usuários da API para armazenar dados no formato que quiserem, como um json ou uma string
patient_id	str
Identificação anônima do paciente que realizou o Movimento
registers	[Register]
Lista de Registros que representam o Movimento em si. Ao adicionar um registro a um Movimento, mesmo que ele seja um dicionário, será automaticamente convertido à classe Register

Métodos:

Método	Retorno	Parâmetros
add_register	None	register: Register
Adiciona um novo Registro ao Movimento
to_dict	dict	exclude: list
Converte o Movimento para um dicionário. Recebe uma lista de propriedades a serem ignoradas
to_json	str	update: bool = False
Converte o Movimento para json. O parâmetro update modifica o json gerado: para requisições de criação use update como False e para requisições de atualização use update como True

Register

Modela um Registro do ReBase, essencialmente um quadro, ou um frame, de um Movimento. Um Registro contém as rotações nos eixos x, y e z de cada Articulação do Movimento em um determinado instante. A classe Register se comporta como um dicionário, ou seja, cada articulação deve ser acessada através do operador [] (ex: register['articulation1'] = Rotation(1.0, 2.0, 3.0))

Atributos:

Atributo	Tipo
articulation_count	int
A quantidade de Articulações presentes no Registro
articulations	readonly list
A lista das Articulações presentes no Registro
is_empty	bool
Indica se o registro está vazio, ou seja, não contem nenhuma Articulação

Métodos:

Método	Retorno	Parâmetros
to_dict	dict
Converte o Registro em um dicionário

Rotation

Representa um conjunto de rotações de uma Articulação.

Atributos:

Atributo	Tipo
x	number
A rotação no eixo X
y	number
A rotação no eixo Y
z	number
A rotação no eixo Z

Métodos:

Método	Tipo	Parâmetros
to_list	list
Converte a Rotação para uma lista
to_tuple	dict
Converte a Rotação para uma tupla

Session

Modela uma Sessão do ReBase.

Atributos:

Atributo	Tipo
id	str
ID da Sessão
title	str
Título da Sessão
description	str
Descrição da Sessão
professional_id	str
Identificação do profissional de saúde responsável pela captura da Sessão
patient_session_number	int
Número da Sessão do paciente (Ex.: 1 para a primeira Sessão, 2 para a segunda, etc.)
insertion_date	str
Data de criação da Sessão
update_date	str
Data de atualização da Sessão
patient_id	str
Identificação anônima do paciente que realizou a Sessão
patient_age	int
Idade do paciente
patient_height	float
Altura do paciente
patient_weight	float
Peso do paciente
main_complaint	str
Queixa principal do paciente
history_of_current_disease	str
Histórico da condição atual do paciente
history_of_past_disease	str
Histórico de condições anteriores do paciente
diagnosis	str
Diagnóstico dado ao paciente pelo profissional de saúde
related_diseases	str
Condições relacionadas à do paciente
medications	str
Medicações das quais o paciente faz uso
physical_evaluation	str
Avaliação física do paciente realizada pelo profissional
number_of_movements	int
Número de Movimentos pertencentes à Sessão
duration	float
Duração total da Sessão. Equivale à soma das durações dos seus Movimentos
movements	[Movement]
Lista dos Movimentos pertencentes à Sessão

Métodos:

Método	Tipo	Parâmetros
to_dict	dict	exclude: list, movement_exclude: list
Converte a Sessão para um dicionário. Recebe duas listas: uma lista de propriedades a serem ignoradas e uma outra lista de propriedades a serem ignoradas na conversão dos seus Movimentos
to_json	str	update: bool = False
Converte a Sessão para json. O parâmetro update modifica o json gerado: para requisições de criação use update como False e para requisições de atualização use update como True

Erros

A biblioteca Python ReBase define alguns erros personalizados para os modelos de dados e casos de uso do ReBase. São eles:

1. MismatchedArticulationsError: disparado ao criar um Movimento com Registros que tenham articulações diferentes das definidas no Movimento ou ao adicionar a um Movimento um Registro que tenha articulações diferentes das do Movimento;
2. MissingAttributeError: disparado ao tentar enviar uma requisição ao ReBaseRS e algum parâmetro não tenha um atributo obrigatório;
3. RepeatedArticulationError: disparado ao criar um Movimento ou um Registro com uma lista de articulações que contenha articulações repetidas.
4. UnauthorizedUserError: disparado quando um objeto da classe ReBaseClient é inicializado com o parâmetro try_authenticate=True e a autenticação falha.

Contato

• Tiago Trotta: [e-mail]
• Diego Dias: [e-mail]