Leap Motion-baserade övningar i rehabilitering av övre extremiteter av barn (LMBE)

Juvenil idiopatisk artrit (JIA), Cerebral Pares (CP) och Obstetric Brachial Plexus Injury (OBPI) är de vanligaste störningarna som orsakar nedsatt övre extremitet hos barn. Beroende på de underliggande patologierna är de vanligaste symtomen på dessa störningar begränsningarna i de övre extremiteternas ledrörelsevinklar, muskelobalans och de funktionella begränsningar som orsakas av kontrakturen på grund av dessa problem. Dagliga aktiviteter som matning, personlig omvårdnad och självrörlighet som använder övre extremiteter är vanligtvis begränsade med dessa barn. Fysisk rehabilitering används mest för att lösa dessa problem. Men rehabiliteringsprocessen är svår och lång. Dessutom är klassisk rehabilitering för det mesta nedslående för många unga patienter. Användningen av digital teknik har tagit fart när det gäller att ta itu med ovanstående rehabiliteringsproblem bland medicinsk personal.

Genom att använda spännande nya sensorteknologier, som Microsoft Kinect, Nintendo Wii och Leap Motion, har praktiska spelbaserade rehabiliteringsapplikationer blivit populära. Videobaserade spel (VBG) som använder dessa teknologier som Human Computer Interaction (HCI) gränssnitt har nyligen använts framgångsrikt för uppgiften att rehabilitera. Leap Motion-enheten, ett av de nya exemplen på dessa tekniker, har en mycket liten formfaktor. Den inkluderar två nära infraröda stereoskopiska kameror för att ta handbilder av patienter för att producera 3-dimensionella (3D) positioner av handleder i en mycket snabb takt med tillräcklig positionsprecision.

Det har funnits exempel som använder rörelsesensorbaserade VBG:er för rehabilitering av olika typer av patientgrupper. Jämfört med klassiska rehabiliteringsmetoder ger dessa applikationer många fördelar såsom användarvänlighet, repeterbarhet och omedelbar mätbar feedback. Dessutom visade de unga patienter som var involverade i dessa applikationer en vilja att delta i dessa aktiviteter och de visade betydande framsteg i rehabilitering av övre extremiteter. Dessa VBG:er utvecklades dock mestadels för allmänheten och det föreslogs ofta att man skulle utveckla VBG:er för den specifika uppgiften att rehabilitera övre extremiteter av barn. Det är känt att övre extremitetsspecifika VBG och deras tillämpningar är mycket begränsade både på global och inhemsk nivå.

Med detta projekt planerar vi att designa och utveckla specialiserade Leap Motion-baserade VBG:er för barn med diagnosen JIA, CP och OBPI. Dessa VBG kommer att vara designade för att vara lätta att använda och motiverande för barnen. De kommer automatiskt att leda patienterna till korrekta handövningar och de kommer att tillhandahålla mekanismer för onlineprestationsmätning av patienterna. Resultaten från patienterna kommer att jämföras med resultaten från de klassiska rehabiliteringsapplikationerna enligt standarderna för The International Classification of Functioning (ICF). Dessa spel kommer att ge komplett turkiska språkstöd för utökad nationell spridning av projektets resultat.

Det föreslagna projektet är till sin natur ett multidisciplinärt arbete som kräver mycket nära samverkan mellan fysioterapeuter, mjukvaruexperter och HCI-specialister och effektiv tillämpning av dessa spel för patienterna. Det kommer att finnas specialspel för varje störning. Dessa spel kommer att använda utdata från Leap Motion-enheten som kommer att producera 3D-handledspositioner och ledvinklar. Realistiska animationer av hand och virtuella miljöer kommer att ge en motiverande träningsspelplattform för patienterna. Prestationsmätningarna av patienterna kommer att upprepas för varje spelsession. Det kommer att vara spelparametrar för spelets längd, svårighetsgrad och handleder i fokus. Spelets handrörelser kommer att spegla vardagslivets aktiviteter för rehabiliteringsändamål, vilket skulle göra våra spel annorlunda än de allmänna spelen. Projektresultaten i slutet av projektet om bästa spelanvändningsfrekvens och varaktighet, effektiviteten hos de designade VBG:erna och andra resultat kommer att delas med forskarvärlden genom publikationer och seminarier.