Angażowanie dzieci za pomocą robotycznych egzoszkieletów i grywalizacji

Dla dzieci mobilność jest kluczową czynnością życia codziennego i zabawą dostosowaną do wieku, wpływającą na ich niezależność i ogólną jakość życia. Jednakże dzieci niepełnosprawne fizycznie często doświadczają ograniczeń w uczestnictwie, zwłaszcza związanych z aktywnością fizyczną. ICF (Międzynarodowa Klasyfikacja Funkcjonowania, Niepełnosprawności i Zdrowia) zauważa, że ​​uczestnictwo w życiu ma kluczowy wpływ na ogólną jakość życia człowieka. Jednakże dzieci niepełnosprawne często doświadczają znacznych ograniczeń w uczestnictwie, szczególnie w odniesieniu do aktywności fizycznej, a niektóre badania wskazują, że mniej niż połowa dzieci niepełnosprawnych jest aktywna fizycznie. Uczestnictwo w aktywności fizycznej pozwala na uzyskanie wszelkich korzyści związanych z zaangażowaniem społecznym, przynależnością i autonomią, wpływając na samodzielność i ogólny rozwój dziecka. Ponadto aktywność fizyczna zapewnia korzyści w postaci poprawy kondycji zdrowotnej, w tym siły i elastyczności. W przypadku dzieci z zaburzeniami chodu brak niezależności może utrudniać rozwój i pogłębiać się w postaci dalszej utraty mobilności. Niektóre z najczęściej spotykanych patologii u dzieci (CP, rozszczep kręgosłupa i TBI) wpływają na mobilność fizyczną, a objawy kliniczne często obejmują nieprawidłową kontrolę motoryczną stawu kolanowego. Objawy kliniczne mogą się różnić w zależności od chodu kolanowego lub kucającego i mogą być również mylone z różnymi objawami ułożenia kończyn dolnych. Te nieprawidłowe wzorce chodzenia mogą prowadzić do szkodliwych, długoterminowych skutków, w tym zwiększonego obciążenia struktur tkanek miękkich, co często prowadzi do trwałej deformacji stawów, jeśli nie jest leczone, zmniejszonej zdolności poruszania się/niezależności, zwiększonego wydatku energetycznego i bólu. Nasz zespół opracował autonomiczny, dwustronny egzoszkielet kolana dla dzieci, do celów badawczych, a nasze dane dotyczące N=10 dzieci pokazują, że zajęliśmy się początkowym zapotrzebowaniem na skuteczny egzoszkielet kolana dla dzieci, wynikającym z naszego poprzedniego projektu Imlay realizowanego z CHOA. Jednakże nadal potrzebne są prace, aby zapewnić: 1. dostępność i użyteczność urządzenia w warunkach rzeczywistych w warunkach klinicznych poza laboratorium badawczym, 2. długoterminowe utrzymanie interwencji poza bezpośrednią sesją terapeutyczną oraz 3. zabawę i aktywne zaangażowanie pacjenta podczas stosowania egzoszkieletu. W tym badaniu naszym celem jest opracowanie i przetestowanie przyjaznego klinicznie pediatrycznego egzoszkieletu stawu kolanowego zintegrowanego z grą wideo z wizualnym biofeedbackiem, aby poprawić wyniki związane z chodem i przyczynić się do poprawy mobilności dzieci z zaburzeniami chodu. Wczesna interwencja mająca na celu zaangażowanie dzieci w rehabilitację, połączona z przyjemnym uczestnictwem, może prowadzić do lepszych długoterminowych wyników dla dzieci i ich rodzin.

Przeprowadzimy studium wykonalności na małą skalę, w którym N=5 uczestników-pacjentów zostanie poddanych 5 sesjom eksperymentalnych sesji rehabilitacji terapeutycznej z wykorzystaniem egzoszkieletu i gry wizualnego biofeedbacku. Uczestnicy będą korzystać z urządzenia maksymalnie przez 2 godziny na sesję w ramach 5 sesji. Sesje zostaną zaplanowane w sposób dogodny dla harmonogramu uczestnika, przy założeniu, że pomiędzy kolejnymi sesjami będzie jedna noc i nie więcej niż 1 tydzień. Wyniki będą monitorowane przed i po każdej sesji.

Stawiamy hipotezę, że wyniki pacjentów, w tym zarówno wskaźniki funkcjonalne, jak i zgłaszane przez pacjenta, ulegną znacznej poprawie od początkowej wizyty wyjściowej do oceny końcowej po 5 sesjach terapii. Na koniec przeanalizujemy skuteczność urządzenia oraz dane z ankiety przeprowadzonej wśród rodzin/terapeutów, aby w przyszłości wdrożyć ulepszenia w grze egzoszkielet i biofeedback.