Summary
Nous présentons ici un protocole visant à développer et appliquer un programme mobile axée sur le jeu de réalité virtuelle pour la récupération de la dysfonction du membre supérieur chez les patients atteints d’accident vasculaire cérébral. La présente étude montre que le programme mobile est faisable et efficace favorise la récupération du membre supérieur chez les patients d’AVC.
Abstract
Rééducation nécessite un traitement répétitif, intensif, axé sur les buts. Réalité virtuelle (VR) a le potentiel de satisfaire à ces exigences. La thérapie axée sur le jeu peut favoriser l’engagement des patients en thérapie de réadaptation comme un outil motivant et un plus intéressant. Les appareils mobiles comme les smartphones et tablet PC peuvent fournir personnalisée thérapie à domicile avec une communication interactive entre les patients et les cliniciens. Dans cette étude, a été mis au point un programme de réhabilitation de membre supérieur VR mobile à l’aide d’applications de jeux. Les résultats de l’étude montrent que le programme VR jeu mobile favorise efficacement la récupération du membre supérieur chez les patients atteints d’accident vasculaire cérébral. En outre, les patients terminé deux semaines de traitement en utilisant le programme sans entraîner d’effets indésirables et ont été généralement satisfaits du programme. Ce mobile jeu VR membre supérieur réhabilitation programme peut remplacer certaines parties de la thérapie conventionnelle qui sont envoyées individuellement par un ergothérapeute. Ce temps efficaces, facile à mettre en œuvre et cliniquement efficace du programme serait un outil de bon candidat pour la téléréadaptation pour récupération du membre supérieur chez les patients atteints d’accident vasculaire cérébral. Les patients et les thérapeutes peuvent collaborer à distance par le biais de ces programmes de réadaptation de e-santé tout en réduisant les coûts économiques et sociaux.
Introduction
L’AVC est une des causes plus fréquentes des troubles neurologiques chez les adultes. Reprise de dépréciation après un accident vasculaire cérébral est habituellement incomplète, et environ 50 % des patients sont laissés handicapés, ce qui les rend dépendant d’autres1. En particulier, le dysfonctionnement du membre supérieur fait victimes d’AVC dépend des autres pour l’aide dans ses activités quotidiennes (ADL)2. Retrouver la fonction perdue dans les extrémités supérieures peut être plus difficile à réaliser que le retour de la fonction normale de déambulation pour les membres inférieurs. Bien que mouvement bilatéral d’extrémité inférieure est indispensable pour la locomotion, patients peuvent exécuter ADL avec mouvement membre supérieur unilatéral. Cela conduit à un phénomène de non-recours savant du membre atteint3. Ce phénomène constitue un obstacle à la réhabilitation du membre supérieur chez les survivants de l’accident vasculaire cérébral. Par conséquent, une énorme quantité de recherche est axée sur la reprise de fonction du membre supérieur. Des études ont mis en évidence l’importance de la pratique approfondie et répétitive tâche spécifique formation4,5,6.
Technologie de réalité virtuelle (VR) a récemment été introduite dans le domaine de la réadaptation,7. VR permet aux utilisateurs d’interagir avec un environnement simulé et recevoir un feedback continu et immédiat lié à la performance. VR a la possibilité d’appliquer les concepts de base de réadaptation neurologique chez les patients de l’AVC, par exemple une formation intensive, répétitive et orientées tâche8. Plus précisément, non-immersive VR n’exige pas de performances graphiques de haut niveau ou matériel spécial. Par conséquent, non-immersive VR est un bon candidat pour fournir un programme de traitement peu coûteux, omniprésent et intéressant. Des études antérieures utilisé ordinateurs, moniteurs et des dispositifs spéciaux, tels que des consoles, des gants de capteur, joysticks et systèmes de jeu commercial pour non-immersive VR9. Augmentation des coûts de démarrage et un espace suffisant étaient obligatoires pour l’utilisation de ces systèmes. Récemment, des outils peu coûteux, tels que les périphériques de jeux commerciaux, ont été utilisés pour développer la nouvelle remise en état des systèmes10,11. Toutefois, les consoles avec capteurs dans ces devicesare pas suffisamment petit et léger pour le transport. Néanmoins, pour améliorer la popularité de non-immersive VR comme une méthode de traitement du membre supérieur post-accident vasculaire cérébral et de créer un environnement d’omniprésent de réhabilitation pour les victimes d’AVC, outils portatifs et peu coûteux sont nécessaires.
En outre, la thérapie axée sur le jeu peut être une bonne option pour la rééducation. De nombreux patients plaignent qu’ergothérapie classique (OT) pour la reprise de fonction du membre supérieur est ennuyeux et monotone12,13. Un outil plus intéressant et motivant pour la thérapie est, par conséquent, nécessaire de promouvoir l’engagement des patients en réadaptation. De nombreuses études qui impliquent l’utilisation de jeux commerciaux ont été mené14,15,16. Toutefois, les jeux utilisés ne ciblent pas le mouvement désiré du membre supérieur chez les patients atteints d’accident vasculaire cérébral, et ils n’ont pas une attention particulière pour la spasticité qui peut-être être présente après un accident vasculaire cérébral.
Cet article décrit le développement d’un programme VR jeu mobile et son utilisation pour les patients qui ont subi un accident vasculaire cérébral et souffrent de dysfonction du membre supérieur (Figure 1).
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Protocol
L’étude a été approuvée par la Seoul National University Bundang hôpital Institutional Review Board, et tous les participants ont donné le consentement éclairé avant la projection.
1. jeu contenu développement
NOTE : Le programme mobile supérieurs axée sur le jeu de réalité virtuelle pour les patients atteints d’accident vasculaire cérébral (MoU-Rehab) se compose d’applications de jeux mobiles.
- Installer le studio et l’environnement de développement en utilisant un langage de programmation.
- Recueillir des données sur x, y et z des emplacements des mouvements des patients grâce à des capteurs intégrés du smartphone.
-
Allouer un stockage de données sur le mouvement, la localisation et la vitesse avec le code source suivant :
float [] gravity_data = new Char [3] ;
float [] accel_data = new Char [3] ;
float [] m_acc_data = new Char [3] ;
alpha de flotteur final = (float) 0,8 ;
Recueillir des données mesurées par le capteur intégré avec le code source suivant.
SensorManager sm = getSystemService(SENSOR_SERVICE) (SensorManager) ;
Capteur mSensor = sm.getDefaultSensor(Sensor.TYPE_ACCELEROMETER) ; - Envoyer les données vers le PC tablette après traitement par le biais de la connexion sans fil courte distance pour afficher des images x, y et z les coordonnées sous forme d’images sur l’écran.
- Conception de toutes les applications de jeux afin d’améliorer la force, l’endurance, la gamme de mouvement, contrôle, vitesse et précision du mouvement à l’extrémité supérieure.
NOTE : Certifiés physiatres (médecins de médecine de réadaptation) et les ergothérapeutes se sont réunis et discutés quelles manœuvres thérapeutiques conviendrait de transformer en programmes de jeux. Mouvements dans chaque articulation a été ciblé basé sur les méthodes classiques d’ergothérapie qui favorisent le rétablissement de la fonction du membre supérieur et améliorer la force, l’endurance, la gamme de mouvement, contrôle, vitesse et précision du mouvement à l’extrémité supérieure - Recommander des applications de jeux à chaque patient selon leur fonction de membre supérieur mesurée par l’étape Brunnström.
Remarque : L’étape Brunnström (étape B) pour le bras et la main évalue les étapes de récupération du membre supérieur (1 = flasque, aucun mouvement volontaire ; 7 = fonctionnement normal)16. Par exemple, les patients classés en tant que stade Brunnström 1 applications utilisées qui induisent des mouvements de flexion/extension d’épaule avec l’aide du bras pas affecté. Les patients classés en tant que Brunnström étape 5 applications utilisées qui nécessitent un contrôle précis des mouvements. - Ajuster le niveau de difficulté des applications jeu individuellement, en changeant la vitesse, le temps de maintien de la posture spécifique et amplitude de mouvement selon la sévérité de la dysfonction du membre supérieur. Consultez les exemples avec des informations détaillées comme ci-dessous (Figure 2).
2. conception de l’étude
NOTE : Un essai quasi-randomisé, à double insu, contrôlé a été effectué pour évaluer la faisabilité et l’efficacité du programme. Les participants qui (1) ont été diagnostiqué un accident vasculaire cérébral ischémique ; (2) a la possibilité de suivre une commande en une seule étape ; (3) avait la stabilité médicale à participer à la rééducation active et (4) avaient réduite des membres supérieurs, ont été inclus. Les patients étaient exclues si elles (1) eurent délire, confusion, ou autres problèmes graves de la conscience, (2) a souffert de problèmes médicaux non contrôlées, (3) ont été incapables de suivre les commandes en raison de graves troubles cognitifs, (4) avaient un trouble de la vue et (5 ) s’équilibre pauvre en position assise. Les participants ont été recrutés à l’hôpital universitaire.
- Pour rendre les participants complètement aveuglés pour le classement dans un groupe, assigner au contrôle ou groupe expérimental par période d’admission parce que les participants devaient partager la chambre de l’OT.
- S’assurer que les patients du groupe expérimental ont reçu 30 min d’OT classique et 30 min le mobile axée sur le jeu VR supérieurs du programme de réadaptation à l’aide d’un smartphone et un tablet PC.
- S’assurer que les patients du groupe témoin a reçu OT conventionnelle seule pendant 1 h par jour.
NOTE : Le programme de réhabilitation pour les deux groupes se composait de 10 séances de thérapie, 5 jours par semaine pendant 2 semaines. - Éduquer les patients dans le groupe d’intervention sur la façon d’utiliser le programme dans la première séance de traitement, même si chaque application de jeu fourni des instructions succinctes au début. S’assurer que les patients a utilisé le programme pendant 30 min sur leurs propres au cours de l’étude.
- Évaluer les mesures de résultat au début, à la fin du traitement et à un mois de suivi.
- Laissez un seul évaluateur aveugle qui est ergothérapeute expérimenté effectuer toutes les évaluations cliniques pendant toutes les séances d’examen.
NOTE : Le critère d’évaluation principal était l’évaluation Fugl-Meyer du membre supérieur (FMA-UE), qui mesure la motricité du bras d’hémiparésie du patient (0 = le plus bas score ; 66 = score le plus élevé). 17 le résultat secondaire a été évalué par l’étape Brunnström (étape B) pour le bras et la main et le manuel muscle testing (0-5).
3. utilisation du programme de réhabilitation pour le membre supérieur Mobile VR axée sur le jeu
- A les participants assis sur le bureau.
- Placez la tablette PC sur le bureau et allumez la tablette.
- Allumez le téléphone intelligent et activer la connexion sans fil courte distance sur le smartphone.
- Sélectionnez l’application de jeu sur la tablette PC en touchant l’écran de la tablette PC.
- Activez la connexion sans fil courte distance sur le tablet PC et connecter au smartphone.
- Mettre le smartphone dans le brassard et fixez le brassard sur le bras ou l’avant-bras à l’aide d’un brassard de smartphone disponible dans le commerce selon le mouvement désiré.
- Choisissez la version de base ou la version personnalisée.
- Sélectionnez la vitesse de jeu, temps, un certain nombre de mouvements de la cible et la réalisation attendue du jeu sur l’écran tactile de la tablette PC sur la version personnalisée selon l’habileté des participants.
- Laisser la participante touche le bouton Démarrer. Demander au participant de prendre une posture suivant les commandes du jeu. Déplacer l’amplitude maximale de mouvement pour l’étalonnage.
-
Commencez à jouer le jeu et déplacer vers le prochain match lorsque la partie est terminée (généralement de 5 à 10 min de long).
- Jeu « Garde de Pot de miel »
Remarque : Ce jeu s’adresse le mouvement de flexion et d’extension du coude.- Demandez à des patients de battre un ours dans le pot de miel en jetant des pommes en utilisant le mouvement de l’articulation du coude.
- Laisser le patient à jeter les pommes lors de l’extension du coude fléchi.
- Ajuster le niveau de difficulté de l’emplacement où l’ours apparaît et la vitesse à laquelle un nouvel ours apparaît fondée sur la gamme disponible de mouvement et la vitesse du mouvement dans l’articulation du coude du patient.
- Jeu de « Protéger le lapin »
Remarque : Ce jeu s’adresse la requête d’épaule abduction et adduction.- Demandez les patients afin de protéger le lapin en interceptant les pierres avec un filet à l’aide du mouvement de l’articulation de l’épaule.
- Veiller à ce que le net se déplace lorsque l’épaule adduit est enlevé.
- Ajuster le niveau de difficulté de l’emplacement où apparaît la pierre et la vitesse avec laquelle une nouvelle Pierre semble basée sur la gamme disponible de mouvement et la vitesse de mouvement dans l’articulation de l’épaule du patient.
- Jeu « Éteindre le feu »
Remarque : Ce jeu cible l’abduction de l’épaule et épaule ou adduction flexion et une extension.- Demandez les patients d’éteindre le feu avec le tuyau d’eau à travers la fenêtre ; le tuyau d’eau est déplacée selon le mouvement de l’épaule.
- S’assurer que le tuyau d’eau se déplace à droite et à gauche et en haut et en bas selon le mouvement de l’articulation de l’épaule ; le temps nécessaire pour éteindre le feu dépend de la taille du feu.
- Ajuster le niveau de difficulté de l’endroit où le feu s’affiche, la rapidité avec laquelle un feu nouveau apparaît, et la taille du feu basée sur l’éventail de mouvement et de la vitesse et l’endurance du mouvement de l’articulation de l’épaule du patient.
- Jeu « Flower Splash »
Remarque : Ce jeu cible l’abduction de l’épaule et adduction, flexion du coude et extension ou mouvement de pronation et supination de poignet.- Demandez les patients à la graine mobile avec un arrosoir d’eau par le mouvement de l’articulation et de faire la fleur des fleurs.
- S’assurer que, lorsque la graine se déplace, le suit d’arrosage selon le mouvement de l’articulation.
- Ajuster le niveau de Difficulté par la vitesse de mouvement de la graine à l’égard de l’exactitude et la vitesse du mouvement.
- Jeu « Garde de Pot de miel »
- Suivre les mouvements du membre supérieur du patient par les capteurs intégrés (accéléromètre, gyroscope) du smartphone et transfert d’informations sur le mouvement à la tablette PC via la connexion sans fil courte distance.
- Fournir une rétroaction visuelle et auditive pour les patients sur leur circulation avec l’affichage sur le tablet PC.
- Démontrer la véritable réussite du jeu par rapport à la réalisation attendue à la fin du jeu.
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Representative Results
Un total de 24 patients ont été inscrits et assignés pour le contrôle ou le groupe expérimental (tableau 1). Une plus grande amélioration dans le FMA-UE, B-stade, et le test musculaire manuel a été trouvé après le traitement avec le mobile axée sur le jeu VR membre supérieur programme de réadaptation qu’avec une thérapie conventionnelle (Figure 3). L’effet a été maintenu jusqu’au suivi d’un mois. Autrement dit, que mou-Rehab n’était pas inférieur à la thérapie conventionnelle qui est livrée individuellement par un ergothérapeute.
Les patients du groupe expérimental achevé le traitement de deux semaines sans effets indésirables et sont généralement satisfaits de MoU-Rehab (tableau 2), même si les participants avaient des niveaux différents de celui-ci (connaissance) (ordinateur, tablette PC et smartphone) La figure 4). Les patients du groupe expérimental ont répondu positivement sur l’écran du programme (4,25 ± 0,62), la lisibilité du programme (4,25 ± 0,62) et la convenance de l’utilisation de programme (4,08 ± 0,67) à cote de Likert 5 points (0-5). En outre, ils ont déclaré qu’ils étaient prêts à payer 22 $ ± 10 pour les applications de jeu. Il n’y avait aucune relation entre elle familiarité et la quantité d’amélioration.
Le protocole d’entente-Rehab est faisable et efficace pour favoriser la récupération du membre supérieur après un AVC ischémique.
Figure 1 : la Configuration du programme VR mobiles supérieurs axée sur le jeu. Le système pour le programme VR mobiles supérieurs axée sur le jeu comprend un appareil mobile (tablet PC pour l’affichage) et un appareil mobile (smartphone) pour obtenir des informations sur le mouvement à l’aide de capteurs intégrés. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 2 : jeu de contenus et applications du programme VR mobiles supérieurs axée sur le jeu. Chaque application jeu cible un mouvement spécifique du bras hémiplégique. Le niveau de Difficulté est ajusté selon la fonction du membre supérieur de chaque patient. Les mouvements de la cible dans les articulations de la cible est représentée par des cercles et des lignes jaunes. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 3 : changements dans les mesures de résultats à la fin du traitement et le suivi de 1 mois après le traitement. (A) changements dans l’évaluation de Fugl-Meyer du membre supérieur. (B) des changements dans l’étape Brunnström (bras et main). (C) les changements dans la force musculaire mesurée par le test musculaire manuel (épaule / coude / poignet). Mo : mois, pré : avant le traitement avec programme VR mobiles supérieurs axée sur le jeu, poster : après le traitement de deux semaines avec le programme VR mobile axée sur le jeu des membres supérieurs, F/U: suivi. Les barres d’erreur indiquent les déviations standard (SD). S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
Figure 4 : résultats de l’enquête de familiarité IT. Les participants du groupe expérimental (n = 12) ont été interrogés sur leurs familiarités IT tels que leur expérience de travail, tablette PC ou smartphone. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
| Groupe expérimental (n = 12) | Groupe témoin (n = 12) | p-valeur | |
| Sexe (M/F) | 7/5 | 6/6 | 0,5 a |
| Âge (en années) | 61.0±15.2 (21-76) | 72.1±9.9 (53-88) | 0,046 b |
| Membre affecté (g/d) | 8/4 | 10/2 | 0.32 un |
| FMA-UE (gamme) | 24.5±22.2 (4-63) | 21.5±20.6 (4-57) | 0,735 b |
| Brunnstrom-stade (bras) | 2.7±1.5 (1-5) | 2.7±1.5 (1-5) | 1,00 b |
| Brunnstrom-stade (main) | 1.9±1.4 (1-5) | 2.1±1.4 (1-4) | 0,775 b |
| MMT (épaule) | 2.7±1.1 (1-4) | 2.2±1.2 (0-4) | 0,292 b |
| MMT (coude) | 1.9±1.4 (1-5) | 2.1±1.4 (1-4) | 0,775 b |
| MMT (poignet) | 2.7±1.1 (1-4) | 2.2±1.2 (0-4) | 0,292 b |
Tableau 1 : caractéristiques cliniques et démographiques de référence des patients. Il n’y a aucune différence statistiquement significative entre les deux groupes, sauf en ce qui concerne l’âge. un test de2 χ, b t-test. FMA-UE : Fugl-Meyer évaluation du membre supérieur, MMT : manuel, Test musculaire, M: male ; F : femelle, L: gauche, R: droite. Les données indiquent moyenne ±et (plage).
| Question | Groupe expérimental (n = 12) | Groupe témoin (n = 12) |
| Le programme de réhabilitation du membre supérieur fourni un traitement suffisant pour moi. | 4.17 ± 0,72 | 4,00 ± 0,85 |
| Le programme de réhabilitation du membre supérieur qui vous est fourni sur les services de cible | 4.42 ± 0,52 | 3,92 ± 1,00 |
| En général, je suis satisfait avec le programme de réhabilitation du membre supérieur. | 4,25 ± 0,75 | 3,92 ± 1,00 |
| Le programme de réhabilitation du membre supérieur m’a aidé à mieux gérer ma santé et les besoins médicaux. | 4,33 ± 0,65 | 4,00 ± 0,74 |
Tableau 2 : Résultats de la satisfaction de l’usager enquête programme VR mobiles supérieurs axée sur le jeu. Satisfaction de l’utilisateur dans le groupe expérimental n’était pas inférieure à celle du groupe témoin. Les participants dans le groupe expérimental a répondu positivement à tous les éléments.
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Discussion
Patients atteints d’accident vasculaire cérébral ont généralement des troubles associés au handicap moteur en raison de la reprise moteur incomplet. Ces déficiences, long trajet à une clinique, ou des difficultés socio-économiques peut entraver l’accès des patients à la thérapie de réadaptation adéquate. Un programme de santé omniprésent (u-santé) peut être une bonne option pour éliminer ces obstacles. Dans le cadre d’un tel programme u-santé, un programme de réadaptation VR mobile axée sur le jeu a été développé pour la récupération du membre supérieur après accident vasculaire cérébral ischémique dans la présente étude. Nos résultats suggèrent que ce programme est réalisable et plus efficaces pour promouvoir la reprise de fonction du membre supérieur par rapport au traitement classique. À l’évaluation de suivi d’un mois, des améliorations ont été conservées.
Nous croyons que l’efficacité thérapeutique de MoU-Rehab était égale ou supérieure à celle de la thérapie conventionnelle, en raison des effets du jeu, telles que la rétroaction immédiate de mouvement du patient, jouissance, forte motivation et l’engagement. Jeux de participation peut faciliter l’apprentissage moteur19 tout en un intérêt croissant pour la réhabilitation et la promotion de motivation. En outre, rétroaction auditive et visuelle peut faciliter le désir des patients pour l’interaction. Ces facteurs peuvent augmenter l’efficacité de la thérapie de réadaptation par atteindre un haut niveau d’adhésion du patient à la formation et à accroître la participation à la thérapie.
La plupart des études axées sur le jeu précédents utilisé les jeux commerciaux standard14. Toutefois, ces jeux n’ont pas été spécifiquement conçus pour les patients atteints d’accident vasculaire cérébral. Le programme de jeu développé dans cette étude vise particulièrement les patients atteints d’accident vasculaire cérébral. Divers types d’applications de jeux ont été développés, dont les applications qui pourraient être utilisées pour ces patients ont été sélectionnées. Nous avons choisi uniquement pour des applications de jeux qui pourraient inciter les mouvements souhaités et d’éviter des mouvements synergiques.
Le programme mobile a été conçu pour une utilisation avec un smartphone et un tablet PC, parce que les smartphones et tablet PC sont de plus en plus utilisés par la population générale ; ainsi, il est relativement facile à mettre en œuvre des programmes de traitement à l’aide de ces appareils mobiles de poche à petit prix. Compte tenu de l’aspect léger et de petite taille de ces appareils mobiles, ils sont portable et facile à utiliser, peu importe l’emplacement de la personne. Bien que le programme a été administré dans la salle de thérapie afin d’assurer une correspondance stricte de la durée de traitement entre les deux groupes, ce programme peut également servir en milieu domestique.
Cependant, l’étude a quelques limitations. La première limitation provient de la taille d’échantillon de l’étude. Même si on tente de répartir les patients aux deux groupes au hasard, les patients ont été répartis par période d’admission pour les tenir au courant de leur allocation de groupe. Temps de traitement correspond strictement au cours de la période de traitement de 2 semaines mais n’a pas été possible pendant après le traitement et le suivi. L’activité motrice des bras affectés ne pourrait pas analysée au cours de la période d’étude. Mesure de l’activité des armes concernées par accéléromètres pourrait indiquer l’influence du programme sur le phénomène de non-utilisation20,21. Dans la présente étude, aucune données cinématiques n’étaient disponibles. En obtenant des données cinématiques comme déplacements linéaires et angulaires, vitesse et accélération, information sur les caractéristiques des mouvements des patients pourrait être utilisée pour optimiser les thérapies de réadaptation individualisé grâce à une rétroaction bidirectionnelle entre les patients et les cliniciens.
Les conclusions de cette étude suggèrent que ce mobile jeu VR membre supérieur réhabilitation programme peut se substituer à certaines parties du traitement classique qui sont envoyées individuellement par un ergothérapeute. Le programme serait un outil de bon candidat pour la téléréadaptation pour récupération du membre supérieur chez les patients atteints d’accident vasculaire cérébral.
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Disclosures
Tous les auteurs ne déclarent aucun conflit d’intérêts.
Acknowledgments
Cette recherche a été financée par une concession no 06-2013-105 de la SK Telecom Research Fund. Ce travail a été soutenu par le Fonds de recherche de l’Université 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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