Engagera barn med robotiska exoskelett och gamification

För barn är rörlighet en avgörande aktivitet i det dagliga livet och åldersanpassad lek, som påverkar deras självständighet och övergripande livskvalitet. Barn med fysiska funktionsnedsättningar upplever dock ofta deltagandebegränsningar, särskilt relaterade till fysisk aktivitet. ICF (International Classification of Functioning, Disability and Health) noterar att deltagande är en nyckelfaktor till en persons övergripande livskvalitet. Barn med funktionsnedsättning upplever dock ofta betydande deltagandebegränsningar, särskilt relaterade till fysisk aktivitet, med vissa studier som hänvisar till att mindre än hälften av barn med funktionshinder är fysiskt aktiva. Deltagande i fysisk aktivitet möjliggör alla fördelar som är förknippade med socialt engagemang, tillhörighet och autonomi, vilket påverkar ett barns självständighet och övergripande utveckling. Dessutom ger fysisk aktivitet fördelarna med förbättrad hälsorelaterad kondition, inklusive styrka och flexibilitet. För barn med gångstörningar kan bristande självständighet hindra utvecklingen och sedan förvärras genom ytterligare förlust av rörlighet. Några av de mest förekommande pediatriska patologierna (CP, Spina Bifida och TBI) påverkar fysisk rörlighet, och kliniska presentationer visar sig ofta med avvikande motorisk kontroll av knät. Kliniska presentationer kan variera mellan genu recurvatum eller hukande gångarter och kan också förväxlas med olika presentationer av nedre extremiteter. Dessa onormala gångmönster kan leda till skadliga långtidseffekter inklusive ökad stress på mjukvävnadsstrukturer som ofta leder till permanent leddeformitet om de lämnas obehandlade, minskad rörelseförmåga/självständighet, ökad energiförbrukning och smärta. Vårt team har utvecklat ett autonomt bilateralt exoskelett för pediatriskt knä i forskningsgrad, och våra data om N=10 barn visar att vi har åtgärdat ett initialt behov av ett effektivt pediatriskt knä-exoskelett från vårt tidigare Imlay-projekt med CHOA. Men det krävs fortfarande arbete för att uppmuntra: 1. verklig tillgänglighet och användbarhet av enheten i en klinikmiljö utanför forskningslaboratoriet, 2. långvarig bibehållande av interventionen efter den omedelbara terapeutiska sessionen, och 3. roliga och aktivt patientengagemang under exoskelettanvändning. I den här studien syftar vi till att utveckla och testa ett kliniskt vänligt, pediatriskt knä-exoskelett integrerat med ett visuellt biofeedback-videospel för att förbättra gångrelaterade resultat och bidra till förbättrad rörlighet hos barn med gångnedsättning. Tidiga insatser för att engagera barn i deras rehab tillsammans med njutbart deltagande kan leda till förbättrade långsiktiga resultat för barn och deras familjer.

Vi kommer att genomföra en småskalig förstudie där N=5 patientdeltagare kommer att genomgå 5 sessioner av experimentella terapeutiska rehabiliteringssessioner med exoskelettet och det visuella biofeedbackspelet. Deltagarna kommer att använda enheten i högst 2 timmar per session under 5 sessioner. Sessioner kommer att schemaläggas som är lämpligt för deltagarens schema med målet att ha en natt och inte mer än 1 vecka mellan på varandra följande sessioner. Resultaten kommer att övervakas före och efter varje session.

Vi antar att patientresultaten, inklusive både funktionella och patientrapporterade mätvärden, kommer att förbättras avsevärt från det första baslinjebesöket till den slutliga utvärderingen efter 5 behandlingssessioner. Slutligen kommer vi att analysera enhetens effektivitet och familje-/terapeutundersökningsdata för att implementera förbättringar av exoskelettet och biofeedback-spelet i framtiden.