Мобильная игра, основанная виртуальной реальности программы для реабилитации инсульта верхней конечности

Резюме

Здесь мы представляем протокол разрабатывать и применять программу Мобильная игра, основанная виртуальной реальности для восстановления верхних конечностей дисфункции у больных с инсультом. Настоящее исследование показывает, что мобильные программа осуществимо и эффективно способствует восстановлению верхней конечности в пациентов, перенесших инсульт.

Аннотация

Ход восстановления требует повторяющихся, интенсивный, ориентированной на цели терапии. Виртуальная реальность (VR) имеет потенциал, чтобы удовлетворить эти требования. Игра, основанная терапия может способствовать участие пациентов в реабилитационной терапии как более интересным и инструмент мотивации. Мобильных устройств, таких как смартфоны и Планшетные ПК может обеспечить персонализированный терапии на дому с интерактивного общения между пациентами и врачами. В этом исследовании был разработан мобильный VR верхней конечности реабилитационная программа с использованием игровых приложений. Результаты исследования показывают, что мобильная игра, основанная VR программы эффективно способствует восстановлению верхней конечности у больных с инсультом. Кроме того пациентов завершили две недели лечения с использованием программы без побочных эффектов и в целом удовлетворены программы. Это мобильная игра, основанная VR верхней конечности программа реабилитации может заменить некоторые части обычной терапии, которые доставляются один на один по трудотерапии. Это время эффективный, легко реализовать и клинически эффективным программа будет хорошим кандидатом инструментом для теле реабилитации для восстановления верхней конечности у больных с инсультом. Пациенты и врачи могут сотрудничать дистанционно через эти е здравоохранения реабилитационных программ при одновременном сокращении экономических и социальных издержек.

Введение

Инсульт является одной из наиболее распространенных причин неврологические нарушения у взрослых. Восстановление от обесценения после инсульта обычно неполной, и около 50% пациентов остались с ограниченными возможностями, что делает их зависимыми от других¹. В частности верхней конечности дисфункция делает ход выживших зависит от других, для помощи с мероприятиями повседневной жизни (ADL)². Восстановление утраченных функции в верхних конечностях может быть труднее достичь чем возвращения нормальной функции передвигаться в нижних конечностей. Хотя двусторонние нижней конечности движения является незаменимым для передвижения, пациенты могут выполнять ADL с односторонним верхней конечности движения. Это приводит к узнал неприменения феномен пораженной конечности³. Это явление является препятствием для реабилитации верхней конечности в ход выживших. Таким образом огромное количество исследований направлена на восстановление функции верхней конечности. Исследования показали важность обширную практику и повторяющихся задач конкретного обучения^4,5,6.

Недавно внедрена технология виртуальной реальности (VR) в области реабилитации⁷. VR позволяет пользователям взаимодействовать с моделируемой средой и получить непрерывный, немедленной обратной связи, связанные с производительностью. VR имеет потенциал, чтобы применить основные понятия Нейрореабилитация в пациентов, перенесших инсульт, например, интенсивные, повторяющихся и проблемно ориентированного обучения⁸. В частности не погружения VR не требует высокого уровня графической производительности или специальное оборудование. Таким образом не погружения VR является хорошим кандидатом для предоставления лечения лоу кост, повсеместно и интересные программы. Предыдущие исследования используются компьютеры, мониторы и специальные устройства, такие как консолей, датчик перчатки, радость палочки и коммерческих игровых систем для не погружения VR-⁹. Более высокие начальные расходы и достаточного пространства являются обязательными для использования таких систем. Недавно лоу кост инструменты, такие как коммерческие игровых устройств, были использованы для разработки новых реабилитации систем^10,11. Однако консолей с датчиками в те devicesare не достаточно небольшой и легкий для переноски. Тем не менее для повышения популярности не погружения VR как метод лечения после инсульта верхней конечности и для создания среды повсеместно реабилитации для жертв инсульта, портативные и недорогие инструменты необходимы.

Кроме того игра, основанная терапия может быть хорошим вариантом для реабилитации инсульта. Многие пациенты жалуются что обычных трудотерапии (OT) для восстановления функции верхней конечности, скучной и однообразной^12,13. Таким образом, более интересным и мотивации инструмент для терапии необходимо поощрять участие пациентов в реабилитации учебных. Многие исследования, которые связаны с использованием коммерческих игр были проведены^14,,1516. Однако игры используется не нацелены нужный движение верхней конечности у больных с инсультом, и им не хватает особое внимание спастичность, которая может быть представлена после инсульта.

Этот документ описывает развитие мобильные игры-программы на базе VR и использовать его для пациентов, которые испытали инсульта и страдают от верхней конечности дисфункции (рис. 1).

протокол

Исследования был утвержден Сеул национального университета Bundang больница институциональных Наблюдательный Совет, и все участники дали письменного информированного согласия до скрининга.

1. игра содержание развития

Примечание: Мобильная игра, основанная верхней конечности виртуальной реальности программа для больных с инсультом (МОВ-реабилитационном центре) состоит из мобильных игровых приложений.

1. Установите на студии и окружающей среды для разработки с использованием языка программирования.
2. Сбор данных на x, y и z местах движений пациентов через встроенные датчики смартфона.
3. Выделить хранилище для данных о движении, местоположения и скорости с следующий исходный код:
   плавать gravity_data [] = Новый поплавок [3];
   плавать accel_data [] = Новый поплавок [3];
   плавать m_acc_data [] = Новый поплавок [3];
   Окончательный поплавок альфа = (float) 0,8;
   Сбор данных измеряется встроенный датчик с следующий исходный код.
   SensorManager sm = getSystemService(SENSOR_SERVICE) (SensorManager);
   Датчик mSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER);
4. Отправить данные в планшетный ПК после обработки через беспроводное подключение скоро расстояния для отображения изображений x, y и z координаты как изображения на экране.
5. Дизайн всех игровых приложений для повышения прочности, выносливости, диапазон движения, управления, скорость и точность движения в верхней конечности.
   Примечание: Совет сертифицированных физиотерапевтов (реабилитации медицины врачи) и трудотерапии собрались и обсудили, какие терапевтических маневров целесообразно превратить в игровой программы. Движений в каждом суставе была ориентирована на основе обычных Трудотерапия методов, которые способствуют восстановлению функции верхней конечности и улучшить прочность, выносливость, диапазон движения, управления, скорость и точность движения в верхней конечности
6. Рекомендуем, игровых приложений для каждого пациента согласно их функции верхней конечности измеряется на Brunnström стадии.
   Примечание: Brunnström этапе (B-) за руку и руку оценивает стадии восстановления верхней конечности (1 = вялым, никаких добровольных движений; 7 = Нормальная функция)¹⁶. Например пациенты классифицированы как Brunnström этап 1 используемых приложений, которые индуцируют плечо сгибания/расширение движения с помощью силе руки. Пациентов, классифицированы как Brunnström этап 5 используемых приложений, которые требуют точного контроля движений.
7. Изменить уровень сложности игры приложений индивидуально, скорость, время обслуживания для конкретной позы и диапазон движения в зависимости от тяжести верхней конечности дисфункции. Обратитесь к примеры с подробными сведениями как ниже (Рисунок 2).

2. исследование дизайн

Примечание: Квази рандомизированных, двойное слепое, контролируемое исследование было проведено для оценки целесообразности и эффективности программы. Участники которые (1) были диагностированы с ишемическим инсультом; (2) имели возможность следовать одношаговый команды; (3) имели медицинские стабильность участвовать в активной реабилитации и (4) было верхней конечности обесценения, были включены. Пациенты были исключены, если они (1) бред, путаница, или проблемы других тяжелых сознания, (2) пострадали от неконтролируемого медицинских условий, (3) не смогли следовать команды из-за тяжелой когнитивных нарушений, (4) визуальных помех и (5 ) был плохой сидя баланса. Участники были набраны в университетской больнице.

1. Чтобы полностью ослепленный назначения группы участников, назначьте их управления или экспериментальной группы на период приема потому, что участникам необходимо делить комнату OT.
2. Убедитесь, что пациенты в группе вмешательства получил 30 мин обычных ОП и 30 мин Мобильная игра, основанная VR верхней конечности программы реабилитации с помощью смартфона и планшетного ПК.
3. Убедитесь, что пациенты в группе управления получила обычных OT только за 1 час в день.
   Примечание: Программа реабилитации для обеих групп состоял из 10 сеансов терапии, 5 дней в неделю, 2 недели.
4. Обучите пациентов в группе вмешательства, о том, как использовать программу на первой сессии лечения, хотя каждое приложение игры представили краткие инструкции в начале. Убедитесь, что пациенты использовали программу 30 мин на их собственных во время исследования.
5. Оцените результаты измерений в начале, в конце лечения и последующих один месяц.
6. Пусть один ослепленный оценщика, который является опытный физиотерапевт выполняют клинической оценки в ходе всех испытаний сессий.
   Примечание: Основной результат мера была Fugl-Мейер оценки верхней конечности (FMA-UE), который измеряет моторики пациентов результате руку (0 = самая низкая оценка; 66 = высокий балл). ¹⁷ вторичным исходам был оценен Brunnström этапе (B-) за руку и руку и ручной мышцы тестирование (0 – 5).

3. Использование программы реабилитации Мобильная игра, основанная VR верхней конечности

1. У участника сидят на столе.
2. Место планшетный ПК на столе и включите планшетный ПК.
3. Включите смартфон и включите беспроводной связи скоро расстояния на смартфоне.
4. Выберите приложение игры на планшетном ПК, коснувшись экрана планшетного ПК.
5. Беспроводное подключение скоро расстояния на планшетных ПК и подключитесь к смартфон.
6. Положить смартфон в повязку и прикрепить повязку к верхней части руки или предплечья, использование коммерчески доступных смартфонов повязку согласно желаемого движения.
7. Выбор базовой версии или настроенной версии.
8. Выберите скорость игры, время, количество целевых движений и ожидаемого достижения игры на сенсорный планшетный ПК на настроенную версию по способности участников.
9. Пусть участник сенсорный кнопки Пуск. Попросите участников принять позу после команды игра. Переместите максимальные диапазон движения для калибровки.
10. Начать играть в игру и перейти к следующей игре, когда игра заканчивается (обычно 5-10 мин).
    1. «Медовый горшок гвардии» игра
       Примечание: Эта игра ориентирована на сгибание и разгибание движения локтя.
       1. Попросите пациентов, чтобы бить медведя от горшок меда, бросая яблоки с помощью движения локтевого сустава.
       2. Пусть бросать яблоки, когда расширяется согнуты локоть пациента.
       3. Отрегулируйте уровень сложности, место, где появляется медведь и скорость, на которой новые медведя появляется основе доступных диапазон движения и скорость движения в пациента в локтевом суставе.
    2. «Защищать Bunny» игра
       Примечание: Эта игра цели движения похищения и отведения плеча.
       1. Попросите пациентов для защиты кролика, ловя камни с чистой, с использованием движения плечевого сустава.
       2. Убедитесь, что сеть движется, когда adducted плечо похищено.
       3. Отрегулируйте уровень сложности, место, где появляется камень и скорость, с которой новый камень появляется на основании имеющихся диапазон движения и скорость движения в плечевом суставе пациента.
    3. Игра «Потушить огонь»
       Примечание: Эта игра ориентирована на плечо похищения и отведения или плечо сгибание и разгибание.
       1. Спросите пациентов, чтобы потушить огонь с водой шланг через окно; шланг для воды перемещается согласно движение плеча.
       2. Убедитесь, что шланг движется вправо и влево и вверх и вниз по данным движения плечевого сустава; время, необходимое для тушения пожара зависит от размера пожара.
       3. Отрегулируйте уровень сложности по местоположению, где огонь появляется, скорость, с которой появляется новый огонь, и размер огонь на основе имеющихся диапазон движения и скорость и выносливость движения пациента плечевого сустава.
    4. «Цветочный Splash» игра
       Примечание: Эта игра ориентирована на плечо похищения и отведения, сгибания локтевого и расширение или пронация и супинация движения запястья.
       1. Попросите пациентам воды движущихся семян с лейкой движения сустава и сделать цветы цветут.
       2. Убедитесь, что при перемещении семян, полива следует согласно движения сустава.
       3. Настройте уровень сложности, скорость движения семян в отношении точности и скорости движения.
11. Отслеживать движения верхней конечности пациента, встроенные датчики (акселерометр, гироскоп) смартфона и передавать информацию о движении планшетный ПК через беспроводное подключение скоро расстояния.
12. Обеспечивают визуального и слухового обратной связи для пациентов на их передвижение с дисплеем на планшетном ПК.
13. Продемонстрировать реальное достижение игры по сравнению с ожидаемым достижением в конце игры.

Результаты

В общей сложности 24 пациентов были зачислены и назначен для управления или экспериментальной группы (Таблица 1). Значительное улучшение в FMA-UE, B-стадии, и ручной мышцы тестирование было обнаружено после лечения с Мобильная игра, основанная VR верхней конечности...

Обсуждение

Больных с инсультом обычно являются инвалидами, относящиеся к мотор расстройства вследствие неполного восстановления мотор. Такая инвалидность, время длительных поездок в клинику, или социально-экономические трудности могут помешать доступ пациентов к надлежащей реабилитационной т...

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
Galaxy Note 10.0	Samsung	Galaxy Note 10.0	Tablet PC
Galaxy S2	Samsung	Galaxy S2	Smartphone
Bluetooth	Bluetooth SIG	Bluetooth	short-distance wireless connection
Java	Oracle	Java	programming language