Validitetsvurdering af sensorer til bevægelsessporing med børn/unge med forskellige neuromotoriske evner (MOCAP)

Problemer i den prænatale hjerneudvikling eller hjerneskader i spædbarnsalderen kan forårsage cerebral parese (CP), en ikke-progressiv lidelse forbundet med nedsat bevægelse, holdning og balance. CP er den mest almindelige motoriske handicap hos børn, der rammer to til tre børn for hver 1000 fødsler.

Selvom CP er en permanent handicap, kan ergoterapi og fysioterapi implementeres for at hjælpe med at forbedre motorisk funktion eller håndtere symptomerne over tid. Adgangen til disse terapier kan dog være begrænset af økonomiske, tidsmæssige og geografiske begrænsninger. Dette motiverer interesse for hjemmebaserede rehabiliteringsprogrammer. Flere undersøgelser har evalueret muligheden for aktive videospil (AVG'er) til at supplere konventionelle personlige rehabiliteringsinterventioner og øge motivationen hos børn. Brugeren interagerer med miljøet inden for AVG'en via forskellige bevægelsessporingsgrænseflader, der varierer i kompleksitet fra inertimåleenheder (dvs. Wii-kontrolpind) til 3D-dybdesensorer (dvs. Microsoft Kinect). Fra en meta-analyse udført af Ren et al. er det blevet konstateret, at AVG'er forbedrer den grovmotoriske funktion for børn med CP.

Med hensyn til de individuelle rehabiliteringsmål og evner hos hvert barn er AVG'er mest effektive, når de kan kalibreres til at målrette specifikke kropssegmenter for motorisk færdighedsudvikling. Ideelt set ville AVG'er tilpasse sig barnets fysiske præstation på samme måde som en terapeut observerer en patients fremskridt og justerer intensiteten og hyppigheden af øvelsen. Data indsamlet fra teknologiske systemer, såsom et optoelektronisk bevægelsessporingssystem, har potentiale til at følge ændringer i bevægelsesevner for at understøtte fremskridtssporing. Guldstandard optoelektronisk motion capture (f.eks. Vicon, Motion Analysis) er for dyre til hjemmebrug, men der er lavpris, kommercielle produkter, der er praktiske til hjemmebrug (f.eks. Microsoft Kinect, Orbbec Persee). Selvom bevægelsessporingsevnerne hos disse enheder er tilstrækkelige til at understøtte spiloplevelsen, er det ikke kendt, hvor præcist de sporer bevægelser (i) under spil og (ii) for børn med forskellige motoriske færdigheder og mønstre. Denne information er relevant for at validere brugen af lavpris optoelektronisk bevægelsessporing til (i) at levere høj kvalitets feedback og understøtte praksis af terapiøvelser (f.eks. i hvilket omfang kan disse systemer genkende og give feedback på øvelser på samme måde som en terapeut ville?) og (2) spore ændringer i motorisk præstation (dvs. i hvilket omfang kan disse systemer bruges til præcist at kvantificere og spore ændringer i motoriske færdigheder?)

For at øge tilgængeligheden for en større population af børn med CP er der blevet skabt en række interaktive videospil ved Possibility Engineering and Research Lab (PEARL), som sporer rehabiliteringsøvelser og integrerer disse i spiloplevelsen. Videospillene, Bootle Blast (BB) og Bootle Boot Camp (BC), bruger en 3D-dybdesensor, Orbbec Persee+. Bootle Blast er blevet succesfuldt piloteret af 4 børn med CP over 12 uger i deres hjem og har været brugt i klinikker på Holland Bloorview Kids Rehabilitation Hospital siden 2017. Indtil nu er kropsporing primært blevet brugt til at understøtte børnenes interaktioner i spilene. Dens nøjagtighed for at spore terapiøvelser, potentiale for at levere høj kvalitets feedback og validitet for at kvantificere bevægelseskvaliteter (f.eks., rækkevidde, glathed af bevægelse, bevægelsesbane) er endnu ikke fastlagt.

Det overordnede mål med denne undersøgelse er at fastlægge den kliniske anvendelighed og nøjagtighed af markørløse bevægelsesfangstsystemer (f.eks. Orbbec Persee+/Astra 2, Apple LiDAR, 2D-kameraer + kropsporingssoftware) til at spore terapiøvelser og bevægelse under spil.