Érzékelők érvényességének értékelése mozgáskövetéshez különböző neuromotoros képességekkel rendelkező gyermekek/fiatalok esetében (MOCAP)

A prenatális agyfejlődésben fellépő problémák vagy a csecsemőkorban bekövetkező agysérülés okozhatja a cerebralis parézist (CP), amely egy nem progresszív mozgászavar, amely a mozgás, a testtartás és az egyensúly károsodásával jár. A CP a leggyakoribb motoros fogyatékosság a gyermekek körében, amely minden 1000 születésből kettő-három gyermeket érint.

Bár a CP állandó fogyatékosság, az ergoterápia és a gyógytorna segítségével javítható a motoros funkció, vagy kezelhetők a tünetek az idő múlásával. Azonban ezekhez a terápiákhoz való hozzáférés korlátozott lehet anyagi, időbeli és földrajzi korlátok miatt. Ez motiválja az otthoni rehabilitációs programok iránti érdeklődést. Számos tanulmány vizsgálta az aktív videójátékok (AVG) lehetőségét a hagyományos személyes rehabilitációs beavatkozások kiegészítésére és a gyermekek motiválására. A felhasználó különböző, komplexitásban változó mozgáskövető interfészek (például tehetetlenségi mérőegységek, mint a Wii kontrollpálca, vagy 3D mélységérzékelők, mint a Microsoft Kinect) segítségével lép kapcsolatba az AVG környezetével. Ren et al. által végzett meta-elemzés alapján az AVG-k javítják a nagymotoros funkciót CP-s gyermekek esetében.

Tekintve az egyes gyermekek egyéni rehabilitációs céljait és képességeit, az AVG-k akkor a leghatékonyabbak, ha kalibrálhatók a motoros készségek fejlesztésére irányuló specifikus testszegmensekre. Ideális esetben az AVG-k úgy alkalmazkodnának a gyermek fizikai teljesítményéhez, ahogy egy terapeuta is megfigyeli a páciens fejlődését, és módosítja a gyakorlat intenzitását és gyakoriságát. A technológiai rendszerekből (például optoelektronikus mozgáskövető rendszer) gyűjtött adatok potenciálisan követhetik a mozgásképesség változásait, támogatva ezzel a fejlődés nyomon követését. Az arany színvonalú optoelektronikus mozgásrögzítő rendszerek (pl. Vicon, Motion Analysis) túl drágák az otthoni használathoz, de vannak alacsony költségű, kereskedelmi termékek, amelyek praktikusak otthoni használatra (pl. Microsoft Kinect, Orbbec Persee). Bár ezen eszközök mozgáskövető képességei elegendőek a játékmenet támogatásához, nem ismert, hogy mennyire pontosan követik a mozgásokat (i) a játék közben és (ii) a különböző motoros készségekkel és mintákkal rendelkező gyermekek esetében. Ez az információ fontos annak érvényesítéséhez, hogy az alacsony költségű optoelektronikus mozgáskövető rendszerek (i) kiváló minőségű visszajelzést nyújtsanak és támogassák a terápiás gyakorlatok gyakorlását (pl. milyen mértékben képesek ezek a rendszerek felismerni és visszajelzést adni a gyakorlatokról, ahogy egy terapeuta tenné?), és (2) nyomon kövessék a motoros teljesítmény változásait (azaz milyen mértékben használhatók ezek a rendszerek a motoros készségek változásainak pontos kvantifikálására és nyomon követésére?).

A CP-s gyermekek nagyobb körének számára történő hozzáférhetőség növelése érdekében a Possibility Engineering and Research Lab (PEARL) létrehozott egy sor interaktív videójátékot, amely nyomon követi a rehabilitációs gyakorlatokat és integrálja azokat a játékmenetbe. A videójátékok, a Bootle Blast (BB) és a Bootle Boot Camp (BC), egy 3D mélységérzékelőt, az Orbbec Persee+-t használnak. A Bootle Blast-ot sikeresen pilotálták 4 CP-s gyermek otthonában 12 héten keresztül, és 2017 óta használják a Holland Bloorview Gyermekrehabilitációs Kórház klinikáin. A mai napig a testkövetést elsősorban a gyermekek játékbeli interakcióinak támogatására használták. Pontossága a terápiás gyakorlatok követésében, lehetősége a kiváló minőségű visszajelzés nyújtására, és érvényessége a mozgás minőségének kvantifikálására (pl. elérési tartomány, mozgás simasága, mozgáspálya) még nem lett megállapítva.

E tanulmány általános célja a markertelen mozgásrögzítő rendszerek (pl. az Orbbec Persee+/Astra 2, Apple LiDAR, 2D kamerák + testkövető szoftver) klinikai hasznosságának és pontosságának megállapítása a terápiás gyakorlatok és a játék közbeni mozgás követésére.