Il futuro della riabilitazione della mano e del polso è divertente giochi arcade

      Quando si pensa alla realtà virtuale (VR) e ai videogiochi, la prima cosa che si apre nella mente sono le esperienze digitali ricreative. Negli ultimi anni, tuttavia, abbiamo visto un crescente interesse per le routine di allenamento basate su cuffie VR. Le applicazioni, tuttavia, vanno ben oltre. All'inizio di quest'anno, i neuroscienziati hanno dettagliato una piattaforma che può aiutare con la diagnosi precoce della malattia di Alzheimer. 

      I programmi terapeutici basati su VR vengono anche utilizzati per aiutare le persone a far fronte al dolore post-chirurgico. I medici stanno implementando programmi di formazione VR per un'esperienza di apprendimento e insegnamento più coinvolgente. Il Dr. Yasir Naseem, esperto di linguistica, ha recentemente dichiarato a Digital Trends che la gamification sta rivoluzionando il settore e questo si estende anche alla scienza medica. 

      L'ultimo sviluppo di questo tipo viene fornito dagli esperti dell'Universidad Carlos III di Madrid, che stanno lavorando con gli ospedali di Barcellona e Madrid per aiutare le persone con problemi di mobilità ai polsi e alle mani usando i giochi. Il team, in particolare, si basa sul concetto di exergames, che fondono l'esercizio con i videogiochi. 

      Università Carlos III di Madrid

      A tal fine, il team ha sviluppato due giochi di ispirazione arcade e un controller specializzato con sensori in grado di misurare la forza di presa di un individuo e può anche analizzare l'intera gamma di movimenti della mano e del polso. La piattaforma connessa è successivamente in grado di registrare dettagli come la fatica e i tempi di reazione, creando un profilo olistico della loro forza. 

      Giochi e riabilitazione

      Nel lessico medico, si tratta essenzialmente di riabilitazione mirata alla presa della mano, pronazione–supinazione, flessione–estensione e movimenti di deviazione ulnare–radiale. Rispetto alla precedente ricerca sull'efficacia di exergames, la nuova piattaforma eJamar aiuta a migliorare la forza di presa e allo stesso tempo aumenta la riabilitazione della mobilità degli arti in misura sana. 

      Secondo uno degli esperti dietro il progetto, solo 30 minuti di impegno regolare hanno contribuito a migliorare la forza di presa nei pazienti del 100%, ampliando anche la gamma di movimenti del polso. Il potenziale, tuttavia, è immenso. 

      Il team osserva che la piattaforma eJamar può aiutare con la guarigione di lesioni e fratture alle mani e, nel prossimo futuro, anche aiutare i pazienti che si occupano di problemi neurologici come il morbo di Parkinson, la sclerosi multipla e l'ictus. 

      Scienze applicate

      Un'altra grande vittoria è che l'approccio può alleviare drasticamente i problemi logistici associati alla prenotazione di un appuntamento, ai viaggi e all'attenzione richiesta presso centri sanitari e ospedali. 

      In poche parole, la teleriabilitazione eJamar può risparmiare su costi, tempo e accessibilità per ogni stakeholder dell'ecosistema sanitario nazionale. "Peter Jumper e Andromeda Games sono semplici da usare e non è necessaria alcuna esperienza precedente per godersi il gioco”, dice Oña Simbaña a Digital Trends.

      Come funziona la piattaforma eJamar?

      L'elemento più importante della piattaforma eJamar è il controller personalizzato, che si concentra sulla forza e sulla capacità di presa di un individuo. “Il sistema eJamar integra sensori di forza, IMU e un sistema di controllo basato su Arduino per identificare i movimenti della mano e misurare la forza dell'impugnatura”, ci dice Edwin Daniel Oña Simbaña, assistente professore presso il Dipartimento UC3M di Ingegneria dei sistemi e automazione (CC) dell'istituto. 

      Il cuore della piattaforma eJamar è un controller wireless specializzato che affronta il movimento e la forza del polso. Il controller include una maniglia con scanalature, che si conformano alla forma delle dita che tengono saldamente un oggetto, un po ' come una presa a mano. 

      Scienze applicate

      Gli attuatori di vibrazione interni montati all'interno del controller wireless forniscono anche un feedback tattile ai giocatori corrispondente all'azione di gioco, come l'impatto o le tappe di avanzamento.. Il sensore IMU (Inertial Measurement System) è in grado di tracciare nove gradi di libertà lungo i tre assi. 

      C'è anche un pulsante che funge da comando di attivazione e disattivazione per le esperienze di gioco e sveglia anche il controller dalla modalità sleep. Un'unità di calcolo a bordo raccoglie e registra selettivamente i dati di movimento della mano a seconda del gioco a cui è legata. 

      Uno degli elementi più importanti del controller eJamar è l'estensimetro, che è in grado di misurare la forza di presa fino a 100 kgf. Per il massimo comfort, c'è una manopola a bordo che può regolare la posizione dell'impugnatura, a seconda delle dimensioni e dei livelli di comfort unici di ogni persona. 

      Scienze applicate

      Per quanto riguarda i giochi, il primo tra questi è Peter Jumper. Il titolo è ambientato in un mondo 3D in cui i giocatori navigano in un paesaggio urbano evitando gli ostacoli. In base alle preferenze individuali, possono essere regolati aspetti come il livello di difficoltà, il feedback tattile, la velocità e la durata. Prima di tuffarsi nel gioco, i limiti di presa sono calibrati in base a quanta forza una persona può esercitare sul controller. 

      Quando si gioca il gioco in modalità gripper squeeze, gli utenti devono spremere pinza del controller per saltare. Il secondo gioco si chiama Andromeda, uno sparatutto spaziale 2D in cui i giocatori controllano un'astronave, sparano ai nemici. e raccogliere oggetti di valore, mentre a esso. 

      L'obiettivo principale di questo gioco è quello di aiutare gli utenti ad aumentare la loro presa e liberare i movimenti del polso. “L'obiettivo di queste funzioni di controllo del gioco è replicare gli esercizi comunemente eseguiti nelle sessioni di riabilitazione della mano e del polso”, afferma il documento di ricerca pubblicato sulla rivista Applied Sciences. 

      È interessante notare che i requisiti di sistema per l'esecuzione di questi giochi sono piuttosto modesti e funzionano su macOS e Windows.  Sul lato hardware, avrai bisogno di un processore Intel Core i3-2100, 4 GB di RAM, 1 GB di spazio di archiviazione e uno schermo con risoluzione 1280 x 720 pixel.

      Università Carlos III di Madrid

      È interessante notare che il controller eJamar non è solo compatibile con i due giochi di cui sopra, ma anche altri giochi che dipendono dal motore di sviluppo Unity. Durante i test, i partecipanti hanno elogiato l'intera esperienza e la sua esecuzione accessibile. 

      "Questi trattamenti sono particolarmente necessari per i pazienti con condizioni neurologiche che affrontano sfide nel frequentare i centri medici per la riabilitazione”, osserva il documento di ricerca.

      Perché i giochi sono ideali per la riabilitazione?

      Un elemento cruciale dell'intero esercizio sono i giochi e il modo in cui offrono un percorso coinvolgente e coinvolgente per la riabilitazione, che spesso può essere sia mentalmente che fisicamente faticoso. Sembra che l'obiettivo fin dall'inizio fosse quello di rendere l'intero processo divertente per i partecipanti, senza compromettere l'efficacia terapeutica

      “Una delle sfide nello sviluppo di serious games for health è l'impegno. L'uso di un design arcade è stato utile per promuovere l'impegno dei pazienti e, quindi, l'aderenza al trattamento”, ha dichiarato Oña Simbaña, assistente professore presso il Dipartimento UC3M di ingegneria dei sistemi e automazione (CC) dell'istituto. 

      Scienze applicate

      È interessante notare che i due giochi non sono solo un'esperienza interattiva e divertente. Infatti, registrano tutti i dati di movimento degli arti, che vengono successivamente importati nel profilo sanitario elettronico di ciascun paziente. 

      L'idea è affascinante e immensamente benefica, ma non è priva di sfide. In questo caso, coinvolgere un professionista sanitario certificato è fondamentale, a differenza della normale consultazione di telemedicina con un medico in una videochiamata. 

      "Nonostante la progettazione dei nostri sistemi focalizzata sull'auto-amministrazione, una delle sfide che stiamo affrontando ora è l'assistenza remota, perché è necessario includere metodi che consentano al terapeuta di interagire con il paziente se necessario, spiega Oña Simbaña. 

      Scienze applicate

      Entrando nel regno della realtà virtuale, il team dietro la piattaforma eJamar spera di sfruttare lo status mainstream, in particolare il prezzo più basso richiesto delle cuffie VR, per sviluppare strumenti di riabilitazione. Il lavoro è già in corso, a quanto pare.

      Le prospettive future 

      Lungo la strada, il team vuole fare affidamento sulla realtà aumentata e sulle piattaforme di realtà virtuale per sviluppare la loro piattaforma exergame per la riabilitazione assistita dal gioco. 

      "I nostri piani in corso sono l'uso della realtà aumentata per sviluppare exergames che consentono l'interazione con oggetti fisici utilizzati nella valutazione funzionale motoria, coprendo una vasta gamma di potenziali pazienti”, ha detto Oña Simbaña a Digital Trends. Le ambizioni non sono sconosciute. 

      Meta, ad esempio, ha esteso le sue piattaforme hardware e software XR interne a numerose istituzioni accademiche e laboratori di ricerca in tutto il mondo. In collaborazione con l'Università dell'Iowa, il progetto Aria AR smart glasses viene utilizzato per sviluppare la tecnologia degli apparecchi acustici con capacità di consapevolezza contestuale.

      Università Carlos III di Madrid

      Le persone dell'Università di Bristol stanno implementando la piattaforma smart glasses per sviluppare un sistema di tracciamento spaziale 3D, mentre i ricercatori della Carnegie Mellon University stanno utilizzando Project Aria per sviluppare soluzioni assistive di wayfinding per i non vedenti. A IIIT Hyderabad, i ricercatori stanno implementando gli occhiali Aria per costruire un sistema di rilevamento dello sguardo del conducente.

      "I nostri piani in corso sono l'uso della realtà aumentata per sviluppare exergames che consentono l'interazione con oggetti fisici utilizzati nella valutazione funzionale motoria, coprendo una vasta gamma di potenziali pazienti”, ha detto Oña Simbaña a Digital Trends. 

      Il gruppo ora è messo a fuoco sulla prova della piattaforma di eJamar fra la gente che vive con le circostanze neurologiche o patologiche per ampliare l'accettazione clinica. Stanno anche pianificando più exergames per soddisfare le esigenze specifiche delle persone in cerca di riabilitazione. 

      Finora, i test sono stati condotti in contesti clinici e hanno dato risultati “molto incoraggianti”. Finora, il sistema ha ricevuto l'approvazione da parte di medici e fornitori di servizi sanitari e i test tra i pazienti hanno dato risultati positivi.