Exergaming cho đào tạo thăng bằng ở người cao tuổi: hiện trạng và phát triển trong tương lai

Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation - Tập 10 - Trang 1-12 - 2013
Mike van Diest1,2, Claudine JC Lamoth2, Jan Stegenga1, Gijsbertus J Verkerke3,4, Klaas Postema3
1INCAS, Dr. Nassaulaan 9, The Netherlands
2Center for Human Movement Sciences, University Medical Center Groningen, University of Groningen, Groningen, The Netherlands
3Center for Rehabilitation, University Medical Center Groningen, University of Groningen, Groningen, The Netherlands
4Department of Biomechanical Engineering, University of Twente, Enschede, The Netherlands

Tóm tắt

Chấn thương do ngã gây ra sự suy giảm thể chất, tàn tật nghiêm trọng và mất khả năng độc lập ở người cao tuổi. Kiểm soát tư thế kém được coi là một trong những yếu tố nguy cơ chính dẫn đến ngã, nhưng có thể được rèn luyện trong các chương trình phòng ngừa ngã. Tuy nhiên, vấn đề này gặp phải tình trạng tuân thủ liệu pháp thấp, đặc biệt khi mục tiêu chính là phòng ngừa. Để cung cấp một môi trường đào tạo thú vị và khuyến khích cho người cao tuổi, các trò chơi thể dục, hay còn gọi là exergames, đã được nghiên cứu như các công cụ đào tạo thăng bằng trong những năm qua. Bài báo hiện tại tổng hợp các hiệu ứng của các chương trình đào tạo exergame đối với kiểm soát tư thế ở người cao tuổi đã được báo cáo cho đến nay. Ngoài ra, chúng tôi cũng nhằm cung cấp một cuộc thảo luận sâu sắc về các công nghệ và biện pháp kết quả được sử dụng trong các nghiên cứu về exergame. Mười ba bài báo đã được đưa vào phân tích. Hầu hết các nghiên cứu được xem xét đã báo cáo những kết quả tích cực liên quan đến việc cải thiện khả năng thăng bằng sau một khoảng thời gian đào tạo, tuy nhiên chỉ có ít nghiên cứu đạt được các mức độ có ý nghĩa thống kê. Các biện pháp kết quả để định lượng kiểm soát tư thế đang trong tình trạng tranh luận liên tục và không có tiêu chuẩn vàng nào được áp dụng. Các biện pháp lâm sàng được sử dụng trong các nghiên cứu được xem xét đã được xác thực tốt nhưng chỉ cung cấp một chỉ số toàn cầu về khả năng thăng bằng. Các biện pháp bằng dụng cụ không thể phát hiện được những thay đổi nhỏ trong khả năng thăng bằng vì chúng chủ yếu dựa vào việc tính toán các thống kê tổng hợp, do đó bỏ qua cấu trúc thời gian biến đổi của các tín hiệu. Cả hai phương pháp chỉ cho phép đo lường thăng bằng sau chương trình can thiệp exergame. Các phát triển hiện tại trong công nghệ cảm biến cho phép ghi lại chính xác các chuyển động và phân tích nhanh các tín hiệu. Chúng tôi đề xuất định lượng cấu trúc thời gian biến đổi của kiểm soát tư thế trong quá trình chơi trò chơi bằng cách sử dụng các hệ thống cảm biến chi phí thấp. Việc giám sát liên tục khả năng thăng bằng sẽ giúp người dùng không nhận ra các phép đo và cho phép tạo ra các chương trình đào tạo exergame và phản hồi cụ thể cho từng người dùng, cả trong một trò chơi và trong khoảng thời gian từ tuần đến tháng. Cách tiếp cận này là độc đáo và mở ra tiềm năng chưa được khai thác của các trò chơi thể dục như là các công cụ đào tạo thăng bằng cho người cao tuổi sống ở cộng đồng.

Từ khóa

#exergame #đào tạo thăng bằng #người cao tuổi #công nghệ cảm biến #phòng ngừa ngã

Tài liệu tham khảo

Tinetti ME, Speechley M, Ginter SF: Risk factors for falls among elderly persons living in the community. N Engl J Med 1988, 319: 1701-1707. 10.1056/NEJM198812293192604

Sterling DA, O’Connor JA, Bonadies J: Geriatric falls: injury severity is high and disproportionate to mechanism. J Trauma 2001, 50: 116-119. 10.1097/00005373-200101000-00021

Tinetti ME, Williams CS: Falls, injuries due to falls, and the risk of admission to a nursing home. N Engl J Med 1997, 337: 1279-1284. 10.1056/NEJM199710303371806

Delbaere K, Close JCT, Heim J, Sachdev PS, Brodaty H, Slavin MJ, Kochan NA, Lord SR: A multifactorial approach to understanding fall risk in older people. J Am Geriatr Soc 2010, 58: 1679-1685. 10.1111/j.1532-5415.2010.03017.x

Pollock AS, Durward BR, Rowe PJ, Paul JP: What is balance? Clin Rehabil 2000, 14: 402-406. 10.1191/0269215500cr342oa

Laughton CA, Slavin M, Katdare K, Nolan L, Bean JF, Kerrigan DC, Phillips E, Lipsitz LA, Collins JJ: Aging, muscle activity, and balance control: physiologic changes associated with balance impairment. Gait Posture 2003, 18: 101-108. 10.1016/S0966-6362(02)00200-X

Horak FB, Shupert CL, Mirka A: Components of postural dyscontrol in the elderly: a review. Neurobiol Aging 1989, 10: 727-738. 10.1016/0197-4580(89)90010-9

Brown LA, Shumway-Cook A, Woollacott MH: Attentional demands and postural recovery: the effects of aging. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 1999, 54: 165-171. 10.1093/gerona/54.4.M165

Teasdale N, Simoneau M: Attentional demands for postural control: the effects of aging and sensory reintegration. Gait & posture 2001, 14: 203-210. 10.1016/S0966-6362(01)00134-5

Lamoth CJ, van Deudekom FJ, van Campen JP, van Campen JP, van Appels BA, de Pijnappels M: Gait stability and variability measures show effects of impaired cognition and dual tasking in frail people. J Neuroeng Rehabil 2011, 8: 2. 10.1186/1743-0003-8-2

Sherrington C, Whitney JC, Lord SR, Herbert RD, Cumming RG, Close JCT: Effective exercise for the prevention of falls: a systematic review and meta-analysis. J Am Geriatr Soc 2008, 56: 2234-2243. 10.1111/j.1532-5415.2008.02014.x

Fitzgerald D, Trakarnratanakul N, Smyth B, Caulfield B: Effects of a wobble board-based therapeutic exergaming system for balance training on dynamic postural stability and intrinsic motivation levels. J Orthop Sports Phys Ther 2010, 40: 11-19. 10.2519/jospt.2010.3121

Lamoth CJC, Alingh R, Caljouw S: Exergaming for elderly: Effects of different types of game feedback on performance of a balance task. Stud Health Technol Inform 2012. in press

Smith ST, Sherrington C, Studenski S, Schoene D, Lord SR: A novel Dance Dance Revolution (DDR) system for in-home training of stepping ability: basic parameters of system use by older adults. Br J Sports Med 2011, 45: 441-445. 10.1136/bjsm.2009.066845

Kosse N, Caljouw S, Vuijk P, CJC L: Exergaming: interactive balance training in healthy community-dwelling elderly. Journal of Cyber Therapy & Rehabilitation 2011, 4: 399-407.

Saposnik G, Teasell R, Mamdani M, Hall J, McIlroy W, Cheung D, Thorpe KE, Cohen LG, Bayley M: Effectiveness of Virtual Reality Using Wii Gaming Technology in Stroke Rehabilitation. A Pilot Randomized Clinical Trial and Proof of Principle. Stroke 2010, 41: 1477-1484. 10.1161/STROKEAHA.110.584979

Analog Devices Inc: Small, Low Power, 3-axis ±3 g iMEMS ® Accelerometer. Norwood: Analog Devices Inc; 2007.

Billis AS, Konstantinidis EI, Mouzakidis C, Tsolaki MN, Pappas C, Bamidis PD: A Game-Like Interface for Training Seniors ’ Dynamic Balance and Coordination. IFMBE Proc 2010, 29: 691-694. 10.1007/978-3-642-13039-7_174

Bisson E, Contant B, Sveistrup H, Lajoie Y: Functional balance and dual-task reaction times in older adults are improved by virtual reality and biofeedback training. Cyberpsychol Behav 2007, 10: 16-23. 10.1089/cpb.2006.9997

Lange B, Flynn S, Proffitt R, Chang C-Y, Rizzo AS: Development of an interactive game-based rehabilitation tool for dynamic balance training. Top Stroke Rehabil 2010, 17: 345-352. 10.1310/tsr1705-345

Nitz JC, Kuys S, Isles R, Fu S: Is the Wii Fit a new-generation tool for improving balance, health and well-being? A pilot study. Climacteric 2010, 13: 487-491. 10.3109/13697130903395193

Flynn S, Palma P, Bender A: Feasibility of using the Sony PlayStation 2 gaming platform for an individual poststroke: a case report. J Neurol Phys Ther 2007, 31: 180-189. 10.1097/NPT.0b013e31815d00d5

Lange B, Flynn S, Rizzo A: Initial usability assessment of off-the-shelf video game consoles for clinical game-based motor rehabilitation. Phys Ther Rev 2009, 14: 355-363. 10.1179/108331909X12488667117258

Rand D, Kizony R, Weiss PTL: The Sony PlayStation II EyeToy: low-cost virtual reality for use in rehabilitation. J Neurol Phys Ther 2008, 32: 155-163. 10.1097/NPT.0b013e31818ee779

Khoshelham K, Elberink SO: Accuracy and Resolution of Kinect Depth Data for Indoor Mapping Applications. Sensors 2012, 12: 1437-1454. 10.3390/s120201437

Steffen TM, Hacker TA, Mollinger L: Age- and gender-related test performance in community-dwelling elderly people: Six-Minute Walk Test, Berg Balance Scale, Timed Up & Go Test, and gait speeds. Physical therapy 2002, 82: 128-137.

Tyson SF, DeSouza LH: Development of the Brunel Balance Assessment: a new measure of balance disability post stroke. Clin Rehabil 2004, 18: 801-810. 10.1191/0269215504cr744oa

Perron M, Malouin F, Moffet H: Assessing advanced locomotor recovery after total hip arthroplasty with the timed stair test. Clin Rehabil 2003, 17: 780-786. 10.1191/0269215503cr696oa

Hill KD: A New Test of Dynamic Standing Balance for Stroke Patients: Reliability, Validity and Comparison with Healthy Elderly. Physiother Can 1996, 48: 257-262. 10.3138/ptc.48.4.257

McDowell BC, Kerr C, Parkes J, Cosgrove A: Validity of a 1 minute walk test for children with cerebral palsy. Dev Med Child Neurol 2005, 47: 744-748. 10.1017/S0012162205001568

Van Hedel HJ, Wirz M, Dietz V: Assessing walking ability in subjects with spinal cord injury: validity and reliability of 3 walking tests. Arch Phys Med Rehabil 2005, 86: 190-196. 10.1016/j.apmr.2004.02.010

Kinzey SJ, Armstrong CW: The reliability of the star-excursion test in assessing dynamic balance. J Orthop Sports Phys Ther 1998, 27: 356-360. 10.2519/jospt.1998.27.5.356

Hess RJ, Brach JS, Piva SR, VanSwearingen JM: Walking skill can be assessed in older adults: validity of the Figure-of-8 Walk Test. Phys Ther 2010, 90: 89-99. 10.2522/ptj.20080121

Ware JE, Sherbourne CD: The MOS 36-item short-form health survey (SF-36). I. Conceptual framework and item selection. Med Care 1992, 30: 473-483. 10.1097/00005650-199206000-00002

Yardley L, Beyer N, Hauer K, Kempen G, Piot-Ziegler C, Todd C: Development and initial validation of the Falls Efficacy Scale-International (FES-I). Age ageing 2005, 34: 614-619. 10.1093/ageing/afi196

Lange B, Koenig S, Chang C-Y, McConnell E, Suma E, Bolas M, Rizzo A: Designing informed game-based rehabilitation tasks leveraging advances in virtual reality. Disabil Rehabil 2012, 34: 1863-1870. 10.3109/09638288.2012.670029

Blum L, Korner-Bitensky N: Usefulness of the Berg Balance Scale in stroke rehabilitation: a systematic review. Phys Ther 2008, 88: 559-566. 10.2522/ptj.20070205

Riley MA, Balasubramaniam R, Turvey MT: Recurrence quantification analysis of postural fluctuations. Gait & posture 1999, 9: 65-78. 10.1016/S0966-6362(98)00044-7

Peng CK, Havlin S, Stanley HE, Goldberger AL: Quantification of scaling exponents and crossover phenomena in nonstationary heartbeat time series. Chaos (Woodbury, N.Y.) 1995, 5: 82-87. 10.1063/1.166141

Bilodeau E: Motor-skills learning. Annu Rev Psychol 1961, 12: 243-280. 10.1146/annurev.ps.12.020161.001331