Застосування ігрових технологій в нейрореабілітації дітей з руховими порушеннями

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тернопільський національний медичний університет ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України

Застосування ігрових технологій в нейрореабілітації дітей з руховими порушеннями

Бакалюк Тетяна Григорівна, доктор медичних наук, професор кафедри медичної реабілітації,

Віцентович Марія Володимирівна - асистенка кафедри медичної реабілітації

Стельмах Галина Олегівна, кандидат медичних наук, асистент кафедри медичної реабілітації,

Макарчук Надія Романівна, кандидат медичних наук, асистент кафедри медичної реабілітації

Анотація

Поява ігрових технологій, таких як відеоігри та віртуальна реальність, надає широкий спектр можливостей для інтенсивного та захоплюючого проведення реабілітації дітей з неврологічними розладами. Деякі огляди демонструють успішне використання відеоігор у педіатричній нейрореабілітації, також в реабілітації застосовуються прототипи програмного та апаратного забезпечення, віртуальну реальність, комп'ютеризовані ігри, які використовуються в теле- та роботизованій реабілітації. Мета. Систематичний огляд наукової літератури щодо застосування ігрових технологій в реабілітації дітей з руховими порушеннями. Результати. Проведено аналіз літературних джерел із бази PubMed, які стосуються застосування ігрових технологій в педіатричній практиці, зокрема при проведенні реабілітації дітей з руховими порушеннями. Аналіз літератури показав, що більшість статей щодо доступних ігрових технологій для нейрореабілітації та їх використання в педіатричній практиці продемонстрували позитивні результати. Ігрова технологія виявилася корисною в роботизованій терапії для мотивації дітей під час навчання, як щодо рухових, так і когнітивних функцій. Незважаючи на те, що мотивація може бути збільшена в технологічно підтримуваній нейрореабілітації без гейміфікації завдань (наприклад, за допомогою використання сценаріїв в протоколах віртуальної реальності), ігри все ж таки є найбільш простим і привабливим рішенням для дітей, щоб підвищити їхню активну участь у реабілітації. Ігрова терапія приносить фізичні та психологічні переваги педіатричним пацієнтам, але для цього і надалі необхідні додаткові дослідження.

Висновки. Ігрові технології демонструють багатообіцяючі результати для досягнення цілей реабілітації при захворюваннях нервової системи. Використання ігрової терапії сприяє виконанню дітьми з руховими порушеннями інтенсивного та тривалого повторення рухів, щоб покращити рухову активність.

Ключові слова: нейрореабілітація в педіатрії, ігрові технології, рухові порушення.

Abstract

Bakaliuk Tetiana Hryhorivna, Doctor of Medicine, Professor at the Department of Medical Rehabilitation, I. Horbachevsky Ternopil National Medical University, Ministry of Health of Ukraine

Vitsentovych Maria Volodymyrivna - assistant of the department of medical rehabilitation of the Ternopil National Medical University named after

Ya. Gorbachevskiy, Ministry of Health of Ukraine

Stelmakh Halyna Olehivna, Candidate of Medical Sciences, assistant at the Department of Medical Rehabilitation, I. Horbachevsky Ternopil National Medical University, Ministry of Health of Ukraine

Makarchuk Nadiia Romanivna, Candidate of Medical Sciences, assistant at the Department of Medical Rehabilitation, I. Horbachevsky Ternopil National Medical University, Ministry of Health of Ukraine

APPLICATION OF GAME TECHNOLOGIES IN THE NEUROREHABILITATION OF CHILDREN WITH MOVEMENT DISORDERS

The emergence of game technologies, such as video games and virtual reality, provides a wide range of opportunities for intensive and exciting rehabilitation of children with neurological disorders. Some reviews demonstrate the successful use of video games in pediatric neurorehabilitation, as well as software and hardware prototypes, virtual reality, and computerized games used in tele- and robotic rehabilitation. Purpose. A systematic review of the scientific literature on the use of game technologies in the rehabilitation of children with movement disorders. The results. An analysis of literary sources from the PubMed database, which relate to the use of game technologies in pediatric practice, in particular in the rehabilitation of children with movement disorders, was carried out. The analysis of the literature showed that the majority of articles on available gaming technologies for neurorehabilitation and their use in pediatric practice demonstrated positive results. Game technology has proven useful in robotic therapy to motivate children during learning, both in terms of motor and cognitive functions. Although motivation can be increased in technologically supported neurorehabilitation without gamification of tasks (for example, by using scenarios in virtual reality protocols), games are still the most simple and attractive solution for children to increase their active participation in rehabilitation. Play therapy has physical and psychological benefits for pediatric patients, but more research is needed.

Conclusions. Game technologies show promising results for achieving the goals of rehabilitation in diseases of the nervous system. The use of play therapy helps children with movement disorders perform intensive and long-term repetition of movements to improve motor activity.

Key words: neurorehabilitation in pediatrics, game technologies, movement disorders.

Постановка проблеми

Реабілітація дітей представляє особливі клінічні виклики, яких немає у дорослому світі, але також унікальні можливості використання інноваційних технологій для їх вирішення. Спеціалісти з реабілітації в педіатрії завжди працювали з використанням різноманітних готових або виготовлених на замовлення предметів і пристроїв, включаючи комп'ютерні системи. Рішення цих інформаційно-комунікаційних технологій дуже різняться за складністю: від простих у використанні інтерактивних відеоігрових консолей, спочатку призначених для розваг, до складних систем, спеціально розроблених для реабілітації [0]. неврологічний реабілітація ігровий

Ігри є найбільш простим і привабливим рішенням для дітей, щоб підвищити їхню активну участь у реабілітації.

Можливості ігрових технологій на сьогоднішній день включають залучення пацієнтів як у спортзалах, так і вдома, у поєднанні з іншими методами реабілітації. Крім того, ігрова технологія дозволяє об'єднувати людей, сприяє соціальній взаємодії з однолітками та членами сім'ї та уникає ізоляції, водночас надаючи дітям можливість попрактикуватися в певний час, коли немає фізичної терапії.

На сьогоднішній день є велика кількість клінічних доказів щодо використання ігрових технологій у дітей та відбувається постійне впровадження ігрової терапії в нейрореабілітацію.

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Поява ігрових технологій, таких як відеоігри та віртуальна реальність, надає широкий спектр можливостей для інтенсивного та захоплюючого проведення реабілітації дітей з неврологічними розладами [0].

Деякі огляди демонструють успішне використання відеоігор у педіатричній нейрореабілітації, також в реабілітації застосовуються прототипи програмного та апаратного забезпечення, віртуальну реальність, а також комп'ютеризовані ігри, що використовуються в теле - та роботизованій реабілітації.

Численні дослідження показують, що відеоігри корисні для навчання когнітивних і моторних навичок як у реабілітаційній науці, так і в експериментальних дослідженнях із здоровими суб'єктами і можуть бути ефективним доповненням до традиційної терапії [0].

Багатьом дітям з церебральним паралічем потрібна довгострокова щоденна фізична терапія, а відеоігри є перспективним інструментом для підвищення мотивації в реабілітації [0].

Мета. Систематичний огляд наукової літератури щодо застосування ігрових технологій в реабілітації дітей з руховими порушеннями.

Виклад основного матеріалу

Проведено аналіз літературних джерел із бази PubMed, які стосуються застосування ігрових технологій в педіатричній практиці, зокрема при проведенні реабілітації дітей з руховими порушеннями.

Аналіз літератури показав, що більшість статей щодо доступних ігрових технологій для нейрореабілітації та їх використання в педіатричній практиці продемонстрували позитивні результати. Ігрова технологія виявилася корисною в роботизованій терапії для мотивації дітей під час навчання, як щодо рухових, так і когнітивних функцій.

Найбільш використовуваними ігровими інструментами є комерційні консолі з іграми, не розробленими спеціально для нейрореабілітації. Це може бути пов'язано з тим, що комерційні пристрої є більш надійними та привабливішими, ніж прототипи, розроблені для досліджень. Однак слід зазначити, що обнадійливі докази походять від ігор, спеціально розроблених для моніторингу та реабілітації, які застосовуються для лікування неврологічних захворювань у домашніх умовах: ці пристрої спеціально створені, щоб уникнути перешкод у повсякденній діяльності пацієнтів та щоб отримати явні переваги як для пацієнтів, так і для опікунів [0].

Спеціальні комп'ютерні ігри, розроблені для реабілітації хворих на церебральний параліч, мають ряд переваг, у тому числі можливість націлювати фізичні реабілітаційні вправи та можливість налаштовувати ігри відповідно до потреб пацієнтів [0].

Дані дослідження Lohse et al. свідчать про те, що ігровий процес може викликати нейропластичну реорганізацію, що призводить до тривалого збереження та передачі навичок, однак необхідні додаткові клінічні дослідження в цій галузі. Існують міждисциплінарні дані, які свідчать про те, що ключові фактори в дизайні гри, включаючи вибір, винагороду та цілі, призводять до підвищення мотивації та залучення. Контролери руху можна використовувати для відпрацювання рухів, пов'язаних з реабілітацією, а добре розроблена ігрова механіка може підвищити залученість пацієнта та мотивацію до реабілітації [0].

Дослідження Johansen T et al розглядали відеоігри як втручання в різні порушення, зокрема: рівновагу, рухливість, когнітивні функції та функції верхніх кінцівок. Терапія відеоіграми є новою сферою нейрореабілітації, і останні дослідження показали, що ефективність ігор для неврологічної реабілітації верхніх кінцівок є багатообіцяючою. Систематичний огляд і мета- аналіз свідчать про позитивний вплив тренувань за допомогою комерційних відеоігор з керуванням рухом на функції кінцівок у молодих людей різного віку з церебральним паралічем [0].

Golomb MR et al. [0] провели експериментальне дослідження дітей з діагнозом паретичний церебральний параліч і виявили, що використання терапевтичних стратегій за допомогою комп'ютерних ігор може призвести до значного посилення активності при геміплегії верхніх кінцівок. Крім того, Preston C та Ehrsson HH [0] підкреслили, що віртуальна реальність є корисною технікою для збільшення рухових завдань верхніх кінцівок, і її можна використовувати в обох умовах, як вдома, так і в навчальних закладах. Програми віртуальної реальності продемонстрували здатність змінювати вправність рук серед дітей з геміплегічним церебральним паралічем [0].

Jurdi et al. [0] показали, що найпоширенішим підходом до використання ігрових технологій у педіатричних лікарнях є використання ігор із традиційними комп'ютерами або відеоконсолями на моніторі, які служать відволікаючим фактором для болючих втручань або мотивацією для фізичної реабілітації. Цікаво, що вони запропонували включити в ігровий підхід деякі функції для сприяння соціалізації, подолання негативних емоцій або сприяння фізичній мобільності.

Незважаючи на те, що мотивація може бути збільшена в технологічно підтримуваній нейрореабілітації без гейміфікації завдань (наприклад, за допомогою використання сценаріїв в протоколах віртуальної реальності [0]), ігри все ж таки є найбільш простим і привабливим рішенням для дітей, щоб підвищити їхню активну участь у реабілітації.

Lai, B. Et al. [0] проаналізували позитивні ефекти фізичної активності у вільний час у дітей і дорослих з церебральним паралічем, повідомляючи про покращення здоров'я, фізичної форми та функціонального стану, які були досягнуті за допомогою втручань, включаючи фізичні вправи, активні відеоігри, розважальні заходи, коучинг з поведінки та тренування рухових навичок, з технологіями телемедицини та ресурсами спільноти.

Спірним питанням були довгострокові наслідки ігрових технологій у нейрореабілітації. Decavele et al. [0] показали, що комбінований підхід фізичної терапії та відеоігор, спеціально розроблених для реабілітації, продемонстрував значний вплив на індивідуально визначені цілі терапії, динамічну рівновагу сидячи та вправи стоячи. Однак ці відмінності були втрачені під час 3-місячного спостереження, тому автори припустили, що, враховуючи відсутність стійкого ефекту, потрібна постійна індивідуальна цілеспрямована фізіотерапія з додаванням ігор.

Janssen, J. et al. в своєму дослідженні показали, який потенціал має ігрова терапія для підвищення мотивації та залученості учасників до терапії завдяки залученню пов'язаних із винагородою дофамінергічних систем у мозку, які, як відомо, полегшують навчання протягом тривалого часу, сприяючи потенціюванню нейронних зв'язків [0]. Вдосконалення знань про ігри серед фізичних терапевтів і покращення спілкування між терапевтами та дизайнерами ігор може призвести до нового шляху в розробці прикладних ігор із специфічним терапевтичним внеском, таким чином зробивши гейміфікацію в терапії реалістичним і багатообіцяючим майбутнім, яке може оптимізувати клінічну практику.

Ігрові технології, приносять фізичні та психологічні переваги педіатричним пацієнтам, але для цього і надалі необхідні додаткові дослідження. З іншого боку, майбутні розробники ігор для педіатричної реабілітації повинні звернути увагу на цілі, відмінні від відволікання, такі як соціалізація, подолання негативних емоцій або сприяння фізичній мобільності. Також необхідно залучати батьків/опікунів і персонал до ігрової діяльності та використовувати нові ігрові технології, такі як роботи та матеріальні інтерактивні елементи, щоб стимулювати внутрішню мотивацію [0].

Висновок

Ігрові технології демонструють багатообіцяючі результати для досягнення цілей реабілітації при захворюваннях нервової системи.

Використання ігрової терапії сприяє виконанню дітьми з руховими порушеннями інтенсивного та тривалого повторення рухів, щоб покращити рухову активність.

Література

1. Computer Assisted REhabilitation (CARE) Lab: A novel approach towards Pediatric Rehabilitation 2.0. / I. Olivieri, P. Meriggi, P. Fedeli et al./ Journal of pediatric rehabilitation medicine/ - 2018. - Vol. 11(1). - P. 43-51.

2. Gaming Technology for Pediatric Neurorehabilitation: A Systematic Review. / M. Iosa, CM Verrelli, AE Gentile [et al]// Front Pediatr. - 2022. - Vol. 28;10:775356.

3. Gerber CN Preparing a neuropediatric upper limb exergame rehabilitation system for home-use: a feasibility study. / CN Gerber, B. Kunz, HJ van Hedel // J Neuroeng Rehabil. - 2016. - Vol.13:33.

4. Video games and rehabilitation: using design principles to enhance engagement in physical therapy. / K. Lohse, N. Shirzad, Verster et al.//'Journal of neurologic physical therapy : JNPT. 2013. - Vol.37(4). - P. 166-175.

5. The Effect of a Rehabilitation Specific Gaming Software Platform to Achieve Individual Physiotherapy Goals in Children with Severe Spastic Cerebral Palsy: A Randomized Crossover Trial. / S. Decavele, E. Ortibus, Van Campenhout et al. // Games for health journal/ - 2020. - 10.1089/g4h.2019.0097. Advance online publication.

6. A Game-Based Rehabilitation System for Upper-Limb Cerebral Palsy: A Feasibility Study. /M. Daoud, A. Alhusseini, M.Z.Ali, & R. Alazrai // Sensors (Basel, Switzerland). - 2020. - Vol.20(8), 2416

7. Effectiveness of training with motion-controlled commercial video games on hand and arm function in young people with cerebral palsy: A systematic review and metaanalysis. /T.Johansen, V. Strom, J. Simic, PO Rike //Journal of rehabilitation medicine. - 2019. - Vol.3.

8. 8.In-home virtual reality videogame telerehabilitation in adolescents with hemiplegic cerebral palsy. / MR Golomb, BC McDonald, SJ Warden [et al] //Arch Phys Med Rehabil. - 2010. - Vol. 91:1-8.e1.

9. Preston C Illusory changes in body size modulate body satisfaction in a way that is related to non-clinical eating disorder psychopathology. / C. Preston, HH Ehrsson// PLoS One. - 2014. - Vol.9: e85773.

10. The effects of virtual reality-based bilateral arm training on hemiplegic children's upper limb motor skills. /JH Do, EY Yoo, MY Jung [et al] //NeuroRehabilitation - 2016. - Vol.3. - P.115-127.

11. A systematic review of game technologies for pediatric patients. / S. Jurdi, S., J. Montaner, F. Garcia-Sanjuan et al.//Computers in biology and medicine. 2018. - Vol. 97. - P. 89-112.

12. The michelangelo effect: art improves the performance in a virtual reality task developed for upper limb neurorehabilitation. / M. Iosa, M. Aydin, C. Candelise [et al]// Front Psychol. - 2021. - Vol. 11:611956.

13. Leisure-time physical activity interventions for children and adults with cerebral palsy: a scoping review. / B. Lai, E. Lee, Y. Kim, et al.// Developmental medicine and child neurology.- 2021. - Vol. 63(2), 162-171.

14. Gamification in Physical Therapy: More Than Using Games. / J. Janssen, O. Verschuren, W.J. Renger et al.// Pediatric physical therapy: the official publication of the Section on Pediatrics of the American Physical Therapy Association. - 2017. - Vol. 29(1). - P. 95-99.

References

1. Computer Assisted REhabilitation (CARE) Lab: A novel approach towards Pediatric Rehabilitation 2.0. / I. Olivieri, P. Meriggi, P. Fedeli et al./ Journal of pediatric rehabilitation medicine/ - 2018. - Vol. 11(1). - P. 43-51.

2. Gaming Technology for Pediatric Neurorehabilitation: A Systematic Review. / M. losa, CM Verrelli, AE Gentile [et al]// Front Pediatr. - 2022. - Vol. 28;10:775356.

3. Gerber CN Preparing a neuropediatric upper limb exergame rehabilitation system for home-use: a feasibility study. / CN Gerber, B. Kunz, HJ van Hedel // JNeuroengRehabil. - 2016. - Vol.13:33.

4. Video games and rehabilitation: using design principles to enhance engagement in physical therapy. / K. Lohse, N. Shirzad, Verster et al./'/Journal of neurologic physical therapy : JNPT. 2013. - Vol.37(4). - P. 166-175.

5. The Effect of a Rehabilitation Specific Gaming Software Platform to Achieve Individual Physiotherapy Goals in Children with Severe Spastic Cerebral Palsy: A Randomized Crossover Trial. / S. Decavele, E. Ortibus, Van Campenhout et al. // Games for health journal/ - 2020.

6. A Game-Based Rehabilitation System for Upper-Limb Cerebral Palsy: A Feasibility Study. /M. Daoud, A. Alhusseini, M.Z.Ali, & R. Alazrai // Sensors (Basel, Switzerland). - 2020. - Vol.20(8), 2416.

7. Effectiveness of training with motion-controlled commercial video games on hand and arm function in young people with cerebral palsy: A systematic review and meta-analysis./ T.Johansen, V. Strom, J. Simic, PO Rike //Journal of rehabilitation medicine. - 2019. - Vol.3.

8. 8.In-home virtual reality videogame telerehabilitation in adolescents with hemiplegic cerebral palsy. / MR Golomb, BC McDonald, SJ Warden [et al] //Arch Phys Med Rehabil. - 2010. - Vol. 91:1-8.e1.

9. Preston C Illusory changes in body size modulate body satisfaction in a way that is related to non-clinical eating disorder psychopathology. / C. Preston, HH Ehrsson// PLoS One. - 2014. - Vol.9

10. The effects of virtual reality-based bilateral arm training on hemiplegic children's upper limb motor skills. /JH Do, EY Yoo, MY Jung [et al] //NeuroRehabilitation - 2016. - Vol.3. - P.115-127.

11. A systematic review of game technologies for pediatric patients. / S. Jurdi, S., J. Montaner, F. Garcia-Sanjuan et al.//Computers in biology and medicine. 2018. - Vol. 97. - P. 89-112.

12. The michelangelo effect: art improves the performance in a virtual reality task developed for upper limb neurorehabilitation. / M. Iosa, M. Aydin, C. Candelise [et al]// Front Psychol. - 2021. - Vol. 11:611956.

13. Leisure-time physical activity interventions for children and adults with cerebral palsy: a scoping review. / B. Lai, E. Lee, Y. Kim, et al.// Developmental medicine and child neurology.- 2021. - Vol. 63(2), 162-171.

14. Gamification in Physical Therapy: More Than Using Games. / J. Janssen, O. Verschuren, W.J. Renger et al.// Pediatric physical therapy: the official publication of the Section on Pediatrics of the American Physical Therapy Association. - 2017. - Vol. 29(1). - P. 95-99.

Размещено на Allbest.ru