Zusammenfassung
Hintergrund Die Kontrolle einer myoelektrischen Prothese erfordert ein
umfangreiches rehabilitatives Training, welches auf repetitiven Übungen basiert,
angeleitet unter physiotherapeutischer Aufsicht. Doch zuhause fehlt vielen
Patienten die Motivation, die Übungen aus der Physiotherapie weiterzuführen.
Mobile Spiele auf dem Smartphone können zu einer Langzeit-Motivation beitragen,
das Heimtraining mit der notwendigen Intensität fortzuführen.
Patienten und Methodik Wir entwickelten ein Trainingssystem, welches aus
einer spielbasierten mobilen Rehabilitationsanwendung besteht, die mit dem
Muskelsignal des Patienten gesteuert wird, außerdem einem Tablett zum Spielen
der App, einem Elektrodenarmband und einem Handbuch. Bisher haben zwei Patienten
an dieser Studie teilgenommen. Sie wurden gebeten die App für 4 Wochen zu Hause,
5 Mal pro Woche, für 10 bis 15 Minuten zu benutzen. Gemäß eines Prä- und
Post-Test-Designs wurden die neuromuskulären Parameter der Patienten vor und
nach dem mobilen Training untersucht. Evaluiert wurden u. a. die maximale
Kontraktionskraft, Muskelseparation, proportionale Ansteuerung und
Muskelausdauer, sowie die Nutzerstatistiken während der App-Benutzung.
Resultate Nach dem Training mit der App konnte eine signifikante
Verbesserung (p < .01) aller untersuchten klinischen Parameter zur
myoelektrischen Steuerung einer Prothese erzielt werden. Die Nutzerstatistiken
ließen eine hohe Motivation zur Benutzung des Spiels und dem zusätzlichen
Ausführen eines diagnostischen EMG-Tests bei einem Patienten erkennen, der
andere teilnehmende Patient jedoch hatte zwar das Spiel gespielt, jedoch den
EMG-Test vernachlässigt und diesen nur zur Hälfte absolviert.
Conclusio Die Trainings-App „MyoBeatz“ bietet nicht nur Anleitung und
Feedback zur korrekten Ausführung von myoelektrischen Kommandos, sondern erhält
auch die Motivation des Patienten durch verschiedene Spielmodi und
Feedbackelemente. Durch eine Übersicht des Trainingsfortschritts in Form von
Nutzer-Statistiken und Highscores kann der Rehabilitationsprozess überwacht und
verglichen werden. Es konnte gezeigt werden, dass Patienten mit Amputation der
oberen Extremität nach der Nutzung der spielbasierten App ihre neuromuskuläre
Kontrolle, Kraft und Koordination signifikant verbessern konnten, so dass sie
das Potential einer myoelektrischen Prothese voll ausschöpfen können.
Abstract
Background Control of a myoelectric prostheses entails rehabilitative
training, based on repetitive exercises with a physiotherapist. However, many
patients lack the motivation to continue the exercises in their home
environment. Mobile games on the smartphone can provide patients with long-term
motivation to continue the repetitive exercises that prepare the muscles for
controlling a prosthesis at home. The aim of this study was to confirm the
feasibility of a myoelectrical controlled mobile application and the impact of
this game-based rehabilitation on the patient’s maximum voluntary contraction
strength, proportionally activated muscle contraction and ability to separate
muscle groups.
Patients and Methods We developed a training system that consisted of a
game-based mobile rehabilitation application that is controlled by the patient’s
muscle signal, a tablet to play on, an electrode armband and a manual. So far
two patients have participated in this study. They were asked to use the app for
4 weeks at home, 5 times a week, for 10 to 15 minutes. The intervention was
designed in a randomised controlled pre-test/post-test design and patients were
measured for neuromuscular parameters before the intervention and afterwards.
Evaluated parameters included maximum voluntary contraction force, muscle
separation, proportional control and muscle endurance, as well as user
statistics.
Results After training with the app, a significant improvement
(p < .01) in all examined clinical parameters for myoelectric control of a
prosthesis could be achieved. The user statistics showed a high motivation to
play the game and ran an additional diagnostic EMG-Test on one patient; the
other participating patient, however, had played the game but neglected the EMG
test and only completed half of it.
Conclusion The training app not only provides instruction and feedback on
the correct execution of myoelectric commands, but also maintains patient
motivation through various game modes and feedback elements. The rehabilitation
process could be monitored and compared through an overview of training progress
in the form of user statistics and high scores. It could be shown that patients
with upper extremity amputation could significantly improve their neuromuscular
control, strength and coordination after using the game-based app so that they
can fully benefit from the potential of a myoelectric prosthesis.
Schlüsselwörter
Prothese - Handchirurgie - Chirurgie der peripheren Nerven - Rehabilitation - Sonstige Aspekte - obere Extremität - Körperregion und Anatomie
Key words
EMG - Game-based Rehabilitation - Prosthesis Control - Mobile App - Upper Limb Amputee
