Begeistern Sie Kinder mit Roboter-Exoskeletten und Gamification

Für Kinder ist Mobilität eine entscheidende Aktivität des täglichen Lebens und des altersgerechten Spielens, die sich auf ihre Unabhängigkeit und allgemeine Lebensqualität auswirkt. Allerdings unterliegen Kinder mit körperlichen Behinderungen häufig Einschränkungen bei der Teilnahme, insbesondere im Zusammenhang mit körperlicher Aktivität. Die ICF (Internationale Klassifikation der Funktionsfähigkeit, Behinderung und Gesundheit) stellt fest, dass die Teilnahme einen entscheidenden Beitrag zur allgemeinen Lebensqualität einer Person leistet. Allerdings unterliegen Kinder mit Behinderungen oft erheblichen Einschränkungen bei der Teilhabe, insbesondere im Zusammenhang mit körperlicher Aktivität. Einigen Studien zufolge sind weniger als die Hälfte der Kinder mit Behinderungen körperlich aktiv. Die Teilnahme an körperlicher Aktivität bietet alle Vorteile, die mit sozialem Engagement, Zugehörigkeit und Autonomie verbunden sind, und beeinflusst die Unabhängigkeit und allgemeine Entwicklung eines Kindes. Darüber hinaus bietet körperliche Aktivität die Vorteile einer verbesserten gesundheitsbezogenen Fitness, einschließlich Kraft und Flexibilität. Bei Kindern mit Gangbehinderungen kann mangelnde Unabhängigkeit die Entwicklung behindern und sich dann durch einen weiteren Verlust der Mobilität verschlimmern. Einige der am häufigsten auftretenden pädiatrischen Pathologien (CP, Spina bifida und TBI) beeinträchtigen die körperliche Mobilität, und klinische Symptome sind häufig mit einer fehlerhaften motorischen Kontrolle des Knies verbunden. Die klinischen Symptome können zwischen dem Genu recurvatum oder dem geduckten Gang variieren und können auch mit verschiedenen Darstellungen der Ausrichtung der unteren Gliedmaßen verwechselt werden. Diese abnormalen Gangmuster können zu schädlichen Langzeiteffekten führen, einschließlich erhöhter Belastung der Weichteilstrukturen, die unbehandelt häufig zu dauerhaften Gelenkdeformitäten, verminderter Fortbewegungsfähigkeit/Unabhängigkeit, erhöhtem Energieverbrauch und Schmerzen führen. Unser Team hat ein autonomes bilaterales pädiatrisches Knie-Exoskelett in Forschungsqualität entwickelt, und unsere Daten zu N=10 Kindern zeigen, dass wir einen anfänglichen Bedarf an einem effektiven pädiatrischen Knie-Exoskelett aus unserem vorherigen Imlay-Projekt mit CHOA gedeckt haben. Allerdings muss noch daran gearbeitet werden, Folgendes zu fördern: 1. die praktische Zugänglichkeit und Nutzbarkeit des Geräts in einer klinischen Umgebung außerhalb des Forschungslabors, 2. die langfristige Beibehaltung des Eingriffs über die unmittelbare Therapiesitzung hinaus und 3. Spaß und Aktive Einbindung des Patienten während der Verwendung des Exoskeletts. In dieser Studie wollen wir ein klinisch geeignetes pädiatrisches Knie-Exoskelett entwickeln und testen, das in ein visuelles Biofeedback-Videospiel integriert ist, um gangbezogene Ergebnisse zu verbessern und zu einer verbesserten Mobilität bei Kindern mit Gehbehinderung beizutragen. Eine frühzeitige Intervention, um Kinder in ihre Reha einzubeziehen, zusammen mit einer angenehmen Teilnahme, kann zu verbesserten langfristigen Ergebnissen für Kinder und ihre Familien führen.

Wir werden eine kleine Machbarkeitsstudie durchführen, in der N=5 Patiententeilnehmer 5 Sitzungen experimenteller therapeutischer Rehabilitationssitzungen mit dem Exoskelett und dem visuellen Biofeedback-Spiel absolvieren. Die Teilnehmer verwenden das Gerät maximal 2 Stunden pro Sitzung für 5 Sitzungen. Die Sitzungen werden so geplant, wie es dem Zeitplan des Teilnehmers entspricht, mit dem Ziel, dass zwischen aufeinanderfolgenden Sitzungen eine Nacht und nicht mehr als eine Woche liegen. Die Ergebnisse werden vor und nach jeder Sitzung überwacht.

Wir gehen davon aus, dass sich die Patientenergebnisse, einschließlich der funktionellen und vom Patienten berichteten Messwerte, vom ersten Basisbesuch bis zur endgültigen Beurteilung nach 5 Therapiesitzungen deutlich verbessern werden. Abschließend werden wir die Wirksamkeit des Geräts und die Daten der Familien-/Therapeutenbefragung analysieren, um in Zukunft Verbesserungen am Exoskelett- und Biofeedback-Spiel umzusetzen.