Cvičení založené na skokovém pohybu při rehabilitaci horních končetin dětí (LMBE)

Juvenilní idiopatická artritida (JIA), dětská mozková obrna (CP) a porodnické poranění brachiálního plexu (OBPI) jsou nejčastější poruchy, které způsobují postižení horních končetin u dětí. V závislosti na základních patologiích jsou běžnými příznaky těchto poruch omezení úhlů pohybu kloubů horních končetin, svalová nerovnováha a funkční omezení způsobená kontrakturou v důsledku těchto problémů. Činnosti každodenního života, jako je krmení, osobní péče a činnosti spojené s vlastní mobilitou, které využívají horní končetiny, jsou u těchto dětí běžně omezeny. K řešení těchto problémů se většinou používá fyzická rehabilitace. Proces rehabilitace je však náročný a zdlouhavý. Klasická rehabilitace navíc většinu mladých pacientů většinou odrazuje. Využití digitální technologie nabírá na síle při řešení výše uvedených rehabilitačních problémů mezi zdravotníky.

Díky využití vzrušujících nových senzorových technologií, jako je Microsoft Kinect, Nintendo Wii a Leap Motion, se praktické herní rehabilitační aplikace staly populárními. Hry založené na videu (VBG), které přijímají tyto technologie jako rozhraní pro interakci s lidským počítačem (HCI), se v poslední době úspěšně používají pro rehabilitaci. Zařízení Leap Motion, jeden z nových příkladů těchto technologií, má velmi malý tvarový faktor. Zahrnuje dvě blízké infračervené stereoskopické kamery pro zachycení snímků rukou pacientů pro vytvoření 3D (3D) poloh ručních kloubů velmi rychle s dostatečnou polohovou přesností.

Existují příklady, které používají VBG založené na pohybovém senzoru pro rehabilitaci různých typů skupin pacientů. Ve srovnání s klasickými rehabilitačními postupy poskytují tyto aplikace mnoho výhod, jako je snadné použití, opakovatelnost a okamžitá měřitelná zpětná vazba. Mladí pacienti zapojení do těchto aplikací navíc prokázali ochotu se těchto aktivit účastnit a zaznamenali značný pokrok v rehabilitaci horních končetin. Tyto VBG však byly většinou vyvinuty pro širokou veřejnost a často bylo navrhováno vyvinout VBG pro specifický úkol rehabilitace horních končetin dětí. Je známo, že specifické VBG pro horní končetiny a jejich aplikace jsou velmi omezené jak na globální, tak na domácí úrovni.

S tímto projektem plánujeme navrhnout a vyvinout specializované VBG založené na Leap Motion pro děti s diagnózou JIA, CP a OBPI. Tyto VBG budou navrženy tak, aby byly snadno použitelné a motivující pro děti. Automaticky povedou pacienty ke správnému cvičení rukou a poskytnou mechanismy pro online měření výkonnosti pacientů. Výsledky výkonů od pacientů budou porovnány s výsledky klasických rehabilitačních aplikací podle standardů Mezinárodní klasifikace funkcí (ICF). Tyto hry poskytnou kompletní podporu v turečtině pro rozšířené národní šíření výstupů projektu.

Navrhovaný projekt je ze své podstaty multidisciplinární práce, která vyžaduje velmi úzkou spolupráci fyzioterapeutů, softwarových expertů a specialistů HCI a efektivní aplikaci těchto her pro pacienty. Pro každou poruchu budou speciální hry. Tyto hry budou využívat výstupy ze zařízení Leap Motion, které vytvoří 3D polohy kloubů rukou a úhly kloubů. Realistické animace ručního a virtuálního prostředí poskytnou pacientům motivující cvičební herní platformu. Měření výkonu pacientů se bude opakovat pro každou herní relaci. Budou zde parametry hry pro trvání hry, úroveň obtížnosti a zaměření na klouby rukou. Herní pohyby rukou budou odrážet každodenní aktivity pro rehabilitační účely, které by naše hry odlišily od her pro širokou veřejnost. Zjištění projektu na konci projektu týkající se nejlepší frekvence a trvání používání her, účinnosti navržených VBG a dalších výsledků budou sdíleny s vědeckou komunitou prostřednictvím publikací a seminářů.