Leap Motion-baserte øvelser i øvre ekstremitetsrehabilitering av barna (LMBE)

Juvenil idiopatisk artritt (JIA), Cerebral Parese (CP) og Obstetric Brachial Plexus Injury (OBPI) er de vanligste lidelsene som forårsaker nedsatt øvre ekstremitet hos barn. Avhengig av de underliggende patologiene, er de vanlige symptomene på disse lidelsene begrensningene i leddbevegelsesvinklene i øvre ekstremiteter, muskelubalanse og funksjonsbegrensninger forårsaket av kontrakturen på grunn av disse problemene. Dagliglivsaktiviteter som fôring, personlig pleie og selvmobilitetsaktiviteter som bruker overekstremiteter er ofte begrenset med disse barna. Fysisk rehabilitering brukes mest for å løse disse problemene. Prosessen med rehabilitering er imidlertid vanskelig og langvarig. I tillegg er klassisk rehabilitering mesteparten av tiden nedslående for mange unge pasienter. Bruken av digital teknologi har fått fart i å ta opp de ovennevnte rehabiliteringsproblemene blant medisinske fagfolk.

Ved å bruke spennende nye sensorteknologier, som Microsoft Kinect, Nintendo Wii og Leap Motion, har praktiske spillbaserte rehabiliteringsapplikasjoner blitt populære. Videobaserte spill (VBG) som tar i bruk disse teknologiene som Human Computer Interaction (HCI) grensesnitt, er nylig brukt med suksess for oppgaven med rehabilitering. Leap Motion-enheten, et av de nye eksemplene på disse teknologiene, har en veldig liten formfaktor. Den inkluderer to nær-infrarøde stereoskopiske kameraer for å ta håndbilder av pasienter for å produsere 3-dimensjonale (3D) posisjoner av håndledd i en svært rask hastighet med tilstrekkelig posisjonspresisjon.

Det har vært eksempler som bruker bevegelsessensorbaserte VBG-er for rehabilitering av ulike typer pasientgrupper. Sammenlignet med klassisk rehabiliteringspraksis gir disse applikasjonene mange fordeler som brukervennlighet, repeterbarhet og øyeblikkelig målbar tilbakemelding. I tillegg viste de unge pasientene som var involvert i disse søknadene vilje til å delta i disse aktivitetene, og de viste betydelig fremgang i rehabilitering av øvre ekstremiteter. Imidlertid ble disse VBG-ene hovedsakelig utviklet for allmennheten, og det ble ofte foreslått å utvikle VBG-er for den spesifikke oppgaven med rehabilitering av overekstremiteter av barn. Det er kjent at øvre ekstremitetsspesifikke VBG-er og deres anvendelser er svært begrenset både på globalt og nasjonalt nivå.

Med dette prosjektet planlegger vi å designe og utvikle spesialiserte Leap Motion-baserte VBG-er for barna diagnostisert med JIA, CP og OBPI. Disse VBG-ene vil være utformet for å være enkle å bruke og motiverende for barna. De vil automatisk lede pasientene til korrekte håndøvelser og de vil gi mekanismer for online ytelsesmålinger av pasientene. Resultatene fra pasientene vil bli sammenlignet med resultatene fra de klassiske rehabiliteringsapplikasjonene etter standardene til The International Classification of Functioning (ICF). Disse spillene vil gi fullstendig støtte for tyrkisk språk for utvidet nasjonal spredning av prosjektresultatene.

Det foreslåtte prosjektet er iboende et tverrfaglig arbeid som krever svært tett samhandling mellom fysioterapeuter, programvareeksperter og HCI-spesialister og effektiv anvendelse av disse spillene for pasientene. Det vil være spesialiserte spill for hver lidelse. Disse spillene vil bruke utgangene fra Leap Motion-enheten som vil produsere 3D håndleddposisjoner og leddvinkler. Realistiske animasjoner av hånd- og virtuelle miljøer vil gi en motiverende treningsspillplattform for pasientene. Prestasjonsmålingene til pasientene vil bli gjentatt for hver spilløkt. Det vil være spillparametere for spillets varighet, vanskelighetsgrad og håndledd i fokus. Spillets håndbevegelser vil gjenspeile dagliglivets aktiviteter for rehabiliteringsformål som vil gjøre spillene våre annerledes enn de generelle spillene. Prosjektfunnene på slutten av prosjektet om beste spillbruksfrekvens og varighet, effektiviteten til de utformede VBG-ene og andre resultater vil bli delt med det vitenskapelige miljøet gjennom publikasjoner og seminarer.