Summary
Aqui, apresentamos um protocolo para desenvolver e aplicar um programa móvel baseado em jogo de realidade virtual para a recuperação da disfunção do membro superior em pacientes com acidente vascular cerebral. O presente estudo mostra que o programa móvel é viável e eficaz promove a recuperação do membro superior em pacientes com AVC.
Abstract
Reabilitação de AVC requer terapia repetitiva, intensiva, orientada. Realidade virtual (VR) tem o potencial para satisfazer esses requisitos. Terapia baseada no jogo pode promover o engajamento dos pacientes em terapia de reabilitação como uma mais interessante e uma ferramenta motivadora. Dispositivos móveis, como smartphones e tablet PCs podem fornecer terapia personalizada baseado em casa, com comunicação interativa entre pacientes e médicos. Neste estudo, foi desenvolvido um programa reabilitação de extremidade superior VR móvel usando aplicativos de jogos. Os resultados do estudo mostram que o programa VR móvel baseados em jogo efetivamente promove a recuperação de extremidade superior em pacientes com acidente vascular cerebral. Além disso, os pacientes completaram duas semanas de tratamento, usando o programa sem efeitos adversos e foram geralmente satisfeitos com o programa. Este móvel baseado em jogo VR extremidade superior programa de reabilitação pode substituir algumas peças da terapia convencional que são entregues a um pelo terapeuta ocupacional. Neste tempo-eficiente, fácil de implementar e clinicamente eficaz programa seria uma ferramenta boa candidata para telereabilitação para a recuperação da extremidade superior em pacientes com acidente vascular cerebral. Pacientes e terapeutas podem colaborar remotamente através destes programas de reabilitação de saúde enquanto reduz custos económicos e sociais.
Introduction
Acidente vascular cerebral é uma das causas mais comuns de deficiência neurológica em adultos. Recuperação de imparidade após um acidente vascular cerebral é geralmente incompleto, e aproximadamente 50% dos pacientes são deixados com deficiência, tornando-os dependentes dos outros1. Em particular, disfunção do membro superior torna dependentes dos outros para obter assistência com atividades do diário viver (ADL)2sobreviventes de acidente vascular cerebral. Recuperar as funções perdidas nas extremidades superiores pode ser mais difíceis de alcançar do que retornar a função normal de deambulação para as extremidades inferiores. Embora o movimento de extremidade inferior bilateral é indispensável para a locomoção, pacientes podem executar ADL com movimento unilateral da extremidade superior. Isto leva a um fenômeno de não-uso aprendido do membro afetado3. Este fenômeno é um obstáculo para a reabilitação da extremidade superior em sobreviventes de acidente vascular cerebral. Portanto, uma quantidade enorme de pesquisa está voltada para a recuperação de função do membro superior. Estudos evidenciaram a importância da prática extensiva e repetitivas tarefas específicas de formação,4,5,6.
Tecnologia de realidade virtual (VR) foi recentemente introduzida no campo de reabilitação7. VR permite aos usuários interagir com um ambiente simulado e receber feedback contínuo, imediata, relacionado ao desempenho. VR tem o potencial para aplicar conceitos básicos de neurorreabilitação em pacientes com AVC, tais como treinamento intensivo, repetitivas e orientada a tarefas8. Especificamente, não-imersiva VR não requer hardware especial ou gráficos de alto nível de desempenho. Portanto, não-imersiva VR é um bom candidato para a prestação de um programa de tratamento de baixo custo, onipresente e interessante. Estudos anteriores usados computadores, monitores e dispositivos especiais, tais como consoles, luvas de sensor, alegria-varas e sistemas de jogos comerciais para não-imersiva VR9. Custos mais elevados de start-up e espaço suficiente eram obrigatórias para o uso de tais sistemas. Recentemente, ferramentas de baixo custo, tais como dispositivos de jogos comerciais, têm sido utilizadas para desenvolver a nova reabilitação sistemas10,11. No entanto, os consoles com sensores nesses dispositivos não suficientemente pequeno e leve para transportar. No entanto, para melhorar a popularidade do não-imersiva VR como um método de tratamento do acidente vascular cerebral da extremidade superior e criar um ambiente ubíquo de reabilitação para os sobreviventes do acidente vascular cerebral, são necessárias ferramentas portáteis e de baixo custo.
Além disso, baseado no jogo de terapia pode ser uma boa opção para reabilitação de acidente vascular cerebral. Muitos pacientes se queixam de que terapia ocupacional convencional (OT) para recuperação de função do membro superior é chato e monótono12,13. Por conseguinte, uma ferramenta mais interessante e motivadora para a terapia é necessária para promover o engajamento dos pacientes em treinamento de reabilitação. Muitos estudos que envolvem o uso de jogos comerciais foram realizados14,15,16. No entanto, os jogos usados não direcionar o movimento desejado da extremidade superior em pacientes com acidente vascular cerebral, e falta-lhes especial atenção para a espasticidade que possam estar presente após um derrame.
Este trabalho descreve o desenvolvimento de um programa VR móvel baseado em jogo e seu uso para pacientes que sofreram um acidente vascular cerebral e sofrem de disfunção do membro superior (Figura 1).
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Protocol
O estudo foi aprovado pela Seoul National University Bundang Hospital institucional Review Board, e todos os participantes deram consentimento escrito antes de triagem.
1. jogo de conteúdo desenvolvimento
Nota: O programa de realidade virtual móvel baseado no jogo da extremidade superior para pacientes com acidente vascular cerebral (MoU-reabilitação) consiste em aplicativos de jogos móveis.
- Instale o studio e o ambiente de desenvolvimento usando uma linguagem de programação.
- Recolha de dados sobre x, y e z-axis locais dos movimentos dos pacientes através de sensores internos do smartphone.
-
Aloca armazenamento para dados sobre o movimento, localização e velocidade com o seguinte código-fonte:
float [] gravity_data = float novo [3];
float [] accel_data = float novo [3];
float [] m_acc_data = float novo [3];
Alfa de flutuador final = (float) 0.8;
Reunir dados medidos pelo sensor interno com o seguinte código-fonte.
SensorManager sm = getSystemService(SENSOR_SERVICE) (SensorManager);
Sensor mSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER); - Enviar os dados para o tablet PC após processamento através da conexão sem fio de curta distância para exibir imagem x, y e z-coordenadas como imagens na tela.
- Desenha todos os aplicativos de jogos para melhorar a força, resistência, variedade de movimento, controle, velocidade e precisão de movimento na extremidade superior.
Nota: Fisiatras credenciadas (médicos de medicina de reabilitação) e terapeutas ocupacionais se reuniram e discutiram que manobras terapêuticas seria apropriadas transformar em programas de jogos. Movimentos em cada junta era um alvo com base nos métodos convencionais de terapia ocupacional que promovem a recuperação da função do membro superior e melhorar a força, resistência, variedade de movimento, controle, velocidade e precisão de movimento na extremidade superior - Recomenda-se de aplicativos de jogos para cada paciente de acordo com sua função da extremidade superior, medido pela fase Brunnström.
Nota: O estágio de Brunnström (B-estágio) para o braço e mão avalia os estágios de recuperação da extremidade superior (1 = flácido, sem movimentos voluntários; 7 = função normal)16. Por exemplo, pacientes categorizados como Brunnström fase 1 aplicações utilizadas que induzem movimentos de flexão/extensão do ombro com o auxílio do braço não afetado. Pacientes categorizados como Brunnström estágio 5 aplicações que exigem um controle preciso dos movimentos. - Ajuste o nível de dificuldade do jogos aplicações individualmente, alterando a velocidade, tempo de manutenção para a postura específica e a amplitude de movimento de acordo com a gravidade da disfunção da extremidade superior. Veja os exemplos com informações detalhadas como abaixo (Figura 2).
2. estudo Design
Nota: Um julgamento quasi-randomizado, duplo-cego e controlado foi conduzido para avaliar a viabilidade e a eficácia do programa. Os participantes que (1) foram diagnosticados com acidente vascular cerebral isquêmico; (2) tinha a habilidade de seguir um comando de uma etapa; (3) tinha a estabilidade médica para participar na reabilitação ativa e (4) tinha deficiência de extremidade superior, foram incluídos. Pacientes foram excluídos se (1) tiveram o delirium, confusão, ou outros problemas graves de consciência, (2) sofridos de condições médicas não controladas, (3) foram capazes de seguir os comandos por causa do prejuízo cognitivo grave, (4) tinha um distúrbio visual e (5 ) tinha equilíbrio pobre sentado. Os participantes foram recrutados no hospital universitário.
- Para tornar os participantes completamente cegos para a atribuição do grupo, atribuí-los ao grupo experimental ou controle por período de admissão porque os participantes necessários para dividir o quarto de OT.
- Certifique-se de que os pacientes no grupo de intervenção receberam 30 min de OT convencional e 30 min do móvel baseado em jogo VR extremidade superior reabilitação programa usando um smartphone e um tablet PC.
- Certifique-se de que os pacientes no grupo controle receberam convencional OT sozinho durante 1 h por dia.
Nota: O programa de reabilitação para ambos os grupos consistiu de 10 sessões de terapia, 5 dias por semana, durante 2 semanas. - Educa os pacientes no grupo de intervenção sobre como usar o programa na primeira sessão de tratamento, embora cada jogo aplicativo fornecido instruções breves no início. Certifique-se de que os pacientes usado o programa por 30 min por conta própria durante o estudo.
- Avalie as medidas de resultado, no início, no final do tratamento e em um acompanhamento de um mês.
- Deixe um único avaliador cego quem é um experiente terapeuta ocupacional executar todas as avaliações clínicas durante todas as sessões de testes.
Nota: A medida de desfecho primário foi a avaliação de Fugl-Meyer da extremidade superior (FMA-UE), que mede a função motora do braço dos pacientes hemiparéticos (0 = menor pontuação; 66 = maior pontuação). 17 o desfecho secundário foi avaliado pela fase Brunnström (estágio B) para o braço e mão e muscular manual testes (0 – 5).
3. uso de programa de reabilitação do VR móvel baseado no jogo da extremidade superior
- Tenho o participante sente-se sobre a mesa.
- Colocar o tablet PC em cima da mesa e ligue o tablet PC.
- Ligar o smartphone e ativar a conexão sem fio de curta distância no smartphone.
- Selecione o aplicativo jogo sobre o tablet PC tocando a tela do tablet PC.
- Permitem a conexão sem fio de curta distância sobre o tablet PC e conectar o smartphone.
- Coloque o smartphone na braçadeira e anexar a braçadeira para a parte superior do braço ou antebraço usando uma braçadeira smartphone comercialmente disponível de acordo com o movimento desejado.
- Escolha a versão básica ou a versão personalizada.
- Selecione a velocidade do jogo, tempo, um número de movimentos do alvo e a realização esperada do jogo na tela sensível ao toque do tablet PC na versão personalizada de acordo com a habilidade dos participantes.
- Deixe o participante toque no botão Iniciar. Pergunta o participante a tomar uma postura seguindo os comandos do jogo. Mova a máxima amplitude de movimento para calibração.
-
Comece a jogar o jogo e mover para o próximo jogo quando o jogo acaba (geralmente 5-10 min longa).
- Jogo de "Guarda do pote de mel"
Nota: Este jogo destina-se o movimento de flexão e extensão do cotovelo.- Pedir aos pacientes para vencer um urso do pote de mel por atirar maçãs usando o movimento da articulação do cotovelo.
- Deixe o paciente jogar maçãs quando o cotovelo flexionado é estendido.
- Ajuste o nível de dificuldade, o local onde aparece o urso e a velocidade em que um urso novo aparece com base na faixa disponível de movimento e velocidade do movimento na articulação do cotovelo do paciente.
- Jogo de "Proteger o coelhinho"
Nota: Este jogo destina-se ao movimento de abdução e adução do ombro.- Pedir aos pacientes para proteger o coelhinho por captura de pedras com uma rede usando o movimento da articulação do ombro.
- Certifique-se de que a rede se move quando o ombro aduzido é raptado.
- Ajuste o nível de dificuldade, o local onde a pedra aparece e a velocidade com que uma nova pedra aparece baseia a gama disponível de movimento e velocidade de movimento na articulação do ombro do paciente.
- Jogo de "Apagar incêndio"
Nota: Este jogo destina-se a abdução do ombro e adução ou ombro flexão e extensão.- Pedir aos pacientes para apagar o fogo com a mangueira de água através da janela; a mangueira de água se move de acordo com o movimento do ombro.
- Certifique-se de que a mangueira de água move-se direita e esquerda e cima e para baixo de acordo com o movimento da articulação do ombro; o tempo necessário para apagar o fogo depende do tamanho do incêndio.
- Ajuste o nível de dificuldade pela localização onde aparece o fogo, a velocidade com que um fogo novo aparece, e o tamanho do fogo baseia a gama disponível de movimento e a velocidade e a resistência do movimento da articulação do ombro do paciente.
- Jogo "Splash de flores"
Nota: Este jogo destina-se a abdução do ombro e adução, flexão de cotovelo e extensão ou movimento de pronação e supinação do punho.- Pedir aos pacientes para a semente em movimento com um regador de água pelo movimento da articulação e faz as flores florescerem.
- Certifique-se que quando a semente se move, a rega segue de acordo com o movimento da articulação.
- Ajuste o nível de dificuldade, a velocidade de movimento da semente em relação a precisão e a velocidade de movimento.
- Jogo de "Guarda do pote de mel"
- Controlar os movimentos da extremidade superior dos pacientes pelos sensores internos (acelerômetro, giroscópio) do smartphone e transferir informações sobre o movimento para o tablet PC através da conexão sem fio de curta distância.
- Fornece feedback visual e auditivo para pacientes em seus movimentos, com a exposição sobre o tablet PC.
- Demonstre o verdadeiro mérito do jogo em comparação com a realização do esperado no final do jogo.
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Representative Results
Um total de 24 pacientes foram matriculados e atribuído para o controle ou o grupo experimental (tabela 1). Uma melhoria maior o FMA-UE, B-estágio, e o teste muscular manual foi encontrado após o tratamento com o móvel baseado em jogo VR extremidade superior programa de reabilitação do que com a terapia convencional (Figura 3). O efeito foi mantido até o acompanhamento de um mês. Isto significa que MoU-reabilitação não foi inferior à terapia convencional que é entregue a um pelo terapeuta ocupacional.
Os pacientes do grupo experimental concluído o tratamento de duas semanas, sem efeitos adversos e eram geralmente satisfeitos com o memorando de entendimento-reabilitação (tabela 2), mesmo que os participantes tiveram vários níveis do mesmo (de familiaridade (computador, tablet PC e smartphone) A Figura 4). Os pacientes do grupo experimental responderam positivamente sobre a exibição do programa (4,25 ± 0,62), a legibilidade do programa (4,25 ± 0,62) e a conveniência do uso do programa (4,08 ± 0,67) na classificação de Likert de 5 pontos (0-5). Além disso, afirmaram que eles estavam dispostos a pagar $22 ± 10 para os aplicativos de jogos. Não havia nenhuma relação entre isso familiaridade e a quantidade de melhoria.
O MoU-reabilitação é viável e eficaz na promoção da recuperação do membro superior após um acidente vascular cerebral isquêmico.
Figura 1: A configuração do programa móvel baseado no jogo da extremidade superior do VR. O sistema para o programa VR móvel baseado no jogo da extremidade superior inclui um dispositivo móvel (tablet PC para exibição) e um dispositivo móvel (smartphone) para obter informações sobre o movimento usando os sensores internos. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 2: conteúdo e aplicações do programa VR móvel baseado no jogo da extremidade superior do jogo. Cada jogo aplicativo destina-se um movimento específico do braço hemiplégico. O nível de dificuldade é ajustado de acordo com a função da extremidade superior de cada paciente. Os movimentos do alvo nas articulações alvo é representado por círculos e linhas amarelas. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 3: alterações nas medidas de resultado no final do tratamento e o acompanhamento de 1 mês após o tratamento. (A) mudanças na avaliação de Fugl-Meyer da extremidade superior. (B) alterações na fase Brunnström (braço e mão). (C) alterações na força muscular medido pelo teste muscular manual (ombro / cotovelo / punho). Mo: mês, pré: antes do tratamento com programa VR móvel baseado no jogo da extremidade superior, post: após o tratamento de duas semanas com o programa VR móvel baseado no jogo da extremidade superior, F/u: follow-up. As barras de erro indicam desvios padrão (SD). Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Figura 4: resultados da pesquisa de familiaridade IT. Os participantes no grupo experimental (n = 12) foram questionados sobre suas familiaridades IT como a sua experiência de smartphone, tablet PC ou computador. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
| Grupo experimental (n = 12) | Grupo controle (n = 12) | p-valor | |
| Sexo (M/F) | 7/5 | 6/6 | 0.5 a |
| Idade (anos) | 61.0±15.2 (21-76) | 72.1±9.9 (53-88) | 0.046 b |
| Membro afetado (l/r) | 8/4 | 10/2 | 0.32 um |
| FMA-UE (gama) | 24.5±22.2 (4-63) | 21.5±20.6 (4-57) | 0.735 b |
| Brunnstrom-estágio (braço) | 2.7±1.5 (1-5) | 2.7±1.5 (1-5) | 1.00 b |
| Brunnstrom-estágio (mão) | 1.9±1.4 (1-5) | 2.1±1.4 (1-4) | 0,775 b |
| MMT (ombro) | 2.7±1.1 (1-4) | 2.2±1.2 (0-4) | 0,292 b |
| MMT (cotovelo) | 1.9±1.4 (1-5) | 2.1±1.4 (1-4) | 0,775 b |
| MMT (pulso) | 2.7±1.1 (1-4) | 2.2±1.2 (0-4) | 0,292 b |
Tabela 1: características demográficas e clínicas de linha de base dos pacientes. Não houve nenhuma diferença estatisticamente significativa entre os dois grupos, exceto no que se refere a idade. um teste χ2 , teste-t de b . FMA-UE: Avaliação de Fugl-Meyer da extremidade superior, MMT: Manual teste muscular, m: masculino; F: feminino, l: à esquerda, r: certo. Os dados indicam média ±SD (gama).
| Pergunta | Grupo experimental (n = 12) | Grupo controle (n = 12) |
| O programa de reabilitação da extremidade superior fornecido tratamento suficiente para mim. | 4.17 ± 0.72 | 4,00 ± 0,85 |
| O programa de reabilitação de extremidade superior fornecido serviços de destino | 4,42 ± 0,52 | 3,92 ± 1,00 |
| Em geral, estou satisfeito com o programa de reabilitação da extremidade superior. | 4,25 ± 0,75 | 3,92 ± 1,00 |
| O programa de reabilitação de extremidade superior me ajudou a gerenciar melhor a minha saúde e necessidades médicas. | 4,33 ± 0,65 | 4,00 ± 0,74 |
Tabela 2: Resultados da satisfação do usuário pesquisa para programa VR móvel baseado no jogo da extremidade superior. Satisfação do usuário no grupo experimental não foi inferior do grupo controle. Os participantes no grupo experimental responderam positivamente a todos os itens.
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Discussion
Pacientes com AVC geralmente têm deficiências relacionadas com deficiências motor devido à recuperação de motor incompleta. Tais deficiências, tempo de viagem longa para uma clínica, ou dificuldades socioeconômicas pode impedir o acesso dos doentes a terapia de reabilitação adequada. Um programa de cuidados de saúde ubíqua (u-saúde) pode ser uma boa opção para remover essas barreiras. Como parte de um programa u-saúde, um programa de reabilitação de VR baseado no jogo móvel foi desenvolvido para a recuperação do membro superior após acidente vascular cerebral isquêmico no presente estudo. Nossos resultados sugerem que este programa é viável e mais eficaz na promoção da recuperação de função do membro superior em comparação com a terapia convencional. Para a avaliação de acompanhamento de um mês, melhorias foram mantidas com sucesso.
Podemos especular que a eficácia terapêutica de MoU-reabilitação era igual ou maior do que a terapia convencional, devido aos efeitos do jogo, tais como feedback imediato do movimento, apreciação, alta motivação e engajamento dos pacientes. Jogos de participação podem facilitar a aprendizagem motora19 ao interesse crescente em reabilitação e promovendo a motivação. Além disso, feedback auditivo e visual pode facilitar o desejo dos pacientes para a interação. Estes fatores podem aumentar a eficácia da terapia de reabilitação por alcançar um nível elevado de paciente adesão ao treinamento e aumentar o engajamento na terapia.
A maioria dos estudos baseados no jogo anteriores usado jogos prontos para uso comercial,14. No entanto, estes jogos não foram especificamente concebidos para pacientes com acidente vascular cerebral. O programa de jogo desenvolvido neste estudo visa especificamente pacientes com acidente vascular cerebral. Foram desenvolvidos vários tipos de aplicativos de jogos, das quais aplicativos que poderiam ser usados para tais pacientes foram selecionados. Nós escolhemos apenas aplicativos de jogos que podem induzir movimentos desejados e evitar movimentos sinérgicos.
O programa móvel foi projetado para uso com um smartphone e um tablet PC porque smartphones e tablet PCs são cada vez mais utilizados pela população em geral; assim, é relativamente fácil de implementar programas de tratamento usando estes dispositivos móveis portáteis de baixo custo. Considerando o aspecto leve e pequeno tamanho destes dispositivos móveis, eles são portáteis e fáceis de usar, independentemente da localização de uma pessoa. Embora o programa foi administrado na sala de terapia para garantir a correspondência estrita do tempo de tratamento entre os dois grupos, este programa também pode ser usado em configurações para casa.
No entanto, o estudo tem algumas limitações. A primeira limitação decorre pequeno tamanho da amostra do estudo. Apesar de tentativas foram feitas para alocar os pacientes para os dois grupos aleatoriamente, os pacientes foram alocados pelo período de admissão para mantê-los inconscientes de sua atribuição de grupo. Tempo de tratamento foi correspondido estritamente durante o período de 2 semanas de tratamento, mas não foi possível durante o pós-tratamento e seguimento. A atividade motora dos braços afetados não poderia ser monitorada durante o período de estudo. Medir a atividade dos braços afetados por acelerômetros poderia indicar a influência do programa sobre o fenômeno de não-utilização de20,21. No presente estudo, não há dados cinemáticos estavam disponíveis. Obtendo dados cinemáticos como deslocamentos lineares e angulares, velocidade e aceleração, informações sobre as características dos movimentos dos pacientes poderiam ser usadas para otimizar a terapias de reabilitação individualizado através de feedback bidirecional entre pacientes e médicos.
Os resultados do presente estudo sugerem que móvel baseado em jogo VR extremidade superior programa de reabilitação pode ser um substituto para algumas partes da terapia convencional que são entregues a um pelo terapeuta ocupacional. O programa seria uma ferramenta boa candidata para telereabilitação para a recuperação da extremidade superior em pacientes com acidente vascular cerebral.
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Disclosures
Todos os autores não declaram nenhum conflito de interesses.
Acknowledgments
Esta pesquisa foi apoiada por concessão n ° 06-2013-105 do fundo de investigação SK Telecom. Este trabalho foi financiado pelo fundo de pesquisa da Universidade de Soonchunhyang.
Materials
| 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 |
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