Engasjerende barn med robotiske eksoskjeletter og gamification

For barn er mobilitet en avgjørende aktivitet i dagliglivet og alderstilpasset lek, som påvirker deres uavhengighet og generelle livskvalitet. Barn med fysiske funksjonshemninger opplever imidlertid ofte deltakelsesbegrensninger, spesielt knyttet til fysisk aktivitet. ICF (International Classification of Functioning, Disability and Health) bemerker at deltakelse er en viktig bidragsyter til en persons generelle livskvalitet. Imidlertid opplever barn med nedsatt funksjonsevne ofte betydelige deltakelsesbegrensninger, spesielt knyttet til fysisk aktivitet, med noen studier som viser til at mindre enn halvparten av barn med funksjonsnedsettelser er fysisk aktive. Deltakelse i fysisk aktivitet åpner for alle fordelene forbundet med sosialt engasjement, tilhørighet og autonomi, og påvirker et barns uavhengighet og generelle utvikling. I tillegg gir fysisk aktivitet fordelene med forbedret helserelatert kondisjon, inkludert styrke og fleksibilitet. For barn med gangvansker kan mangel på uavhengighet hindre utvikling og deretter forverre seg gjennom ytterligere tap av bevegelighet. Noen av de mest oppståtte pediatriske patologiene (CP, Spina Bifida og TBI) påvirker fysisk mobilitet, og kliniske presentasjoner viser seg ofte med avvikende motorisk kontroll av kneet. Kliniske presentasjoner kan variere mellom genu recurvatum eller crouch-gangarter og kan også forveksles med ulike presentasjoner av justering av underekstremiteter. Disse unormale gangmønstrene kan føre til skadelige langtidseffekter, inkludert økt stress på bløtvevsstrukturer som ofte fører til permanent ledddeformitet hvis de ikke behandles, redusert bevegelsesevne/uavhengighet, økt energiforbruk og smerte. Teamet vårt har utviklet et autonomt bilateralt forsknings-grade pediatrisk kneeksoskjelett, og våre data på N=10 barn viser at vi har adressert et første behov for et effektivt pediatrisk kneeksoskjelett fra vårt forrige Imlay-prosjekt med CHOA. Det er imidlertid fortsatt behov for arbeid for å oppmuntre: 1. virkelig tilgjengelighet og brukbarhet av enheten i en klinikksetting utenfor forskningslaboratoriet, 2. langsiktig oppbevaring av intervensjonen utover den umiddelbare terapeutiske økten, og 3. moro og aktivt pasientengasjement under bruk av eksoskjelett. I denne studien tar vi sikte på å utvikle og teste et klinisk vennlig, pediatrisk kneeksoskjelett integrert med et visuelt biofeedback-videospill for å forbedre gangrelaterte utfall og bidra til forbedret mobilitet hos barn med gangvansker. Tidlig intervensjon for å engasjere barn i deres rehabilitering sammen med hyggelig deltakelse kan føre til forbedrede langsiktige resultater for barn og deres familier.

Vi vil gjennomføre en mulighetsstudie i liten skala der N=5 pasientdeltakere vil gjennomgå 5 økter med eksperimentelle terapeutiske rehabiliteringsøkter med eksoskjelettet og det visuelle biofeedback-spillet. Deltakerne vil bruke enheten i maksimalt 2 timer per økt i 5 økter. Økter vil bli planlagt slik det passer for deltakerens timeplan med et mål om å ha én natt og ikke mer enn 1 uke mellom påfølgende økter. Resultatene vil bli overvåket før og etter hver økt.

Vi antar at pasientresultater, inkludert både funksjonelle og pasientrapporterte beregninger, vil forbedres betydelig fra det første baseline-besøket til den endelige evalueringen etter 5 økter med terapi. Til slutt vil vi analysere enhetens effektivitet og familie-/terapeutundersøkelsesdata for å implementere forbedringer av eksoskjelettet og biofeedback-spillet i fremtiden.