Usage of VR in progress-driven rehabilitation of CP patients

Abstract

Tässä opinnäyte työssä suunniteltiin terapeuttien ja asiakkaiden käyttöön motivointityökalu, jolla seurataan ja arvioidaan asiakkaan kuntoutuksen kehitystä. Opinnäytetyön tavoitteena on kehittää virtuaalitodellisuus (VR-peli), joka seuraa ja tallentaa CP-vammaisen henkilön taitoa ja kehitystä nojaamisen osalta. Peli tallettaa asiakkaan liikeradan (maksimikallistuskulman vasemmalle ja oikealle) sekä kestävyyden (peräkkäisten kallistusten määrän) jokaisen asiakkaan suorituskyvyn mukaisesti. Työn tavoitteena on selvittää VR-pelin ja sen tuottaman tiedon hyväksyttävyys antamalla terapeuttien pelata peliä. Tämän jälkeen terapeuteille annettiin visuaalinen esitys tallennetusta datasta, ja heitä pyydettiin antamaan mielipiteensä datan käytettävyydestä. Jotta data voitiin validoida ja sen tulevaisuuden käyttö perustella, suoritettiin sarja testejä. Kolmen viikon aikana kaksi osallistujaa pelasivat peliä. Näistä pelikerroista peli tallensi 10 tietoainestoa. Pelikerrat kestivät noin 4,5 minuuttia. Tämän jälkeen tiedot siirrettiin Exceliin ja lajiteltiin. Tiedoista luotiin pylväsdiagrammeja ja viivadiagrammeja. Diagrammit esiteltiin kahdelle fysioterapeutille, jotka työskentelevät CP-vammaisten parissa. Terapeutit vahvistivat ensimmäisen kehitysvaiheen tietoaineistoista, että peli pystyy havainnollistamaan kolme tärkeää asiaa pelaajan kyvykkyydestä nojata pelin aikana: (a) maksimikallistuskulma voidaan selkeästi havaita, (b) asiakkaan vahvemman ja heikomman puolen ero on selkeä ja (c) ja asiakkaan kestävyys voidaan selvittää datasta. Täten voidaan todeta, että työssä esitelty konsepti on hyväksyttävä ja sen jatkokehitystä voidaan jatkaa prototyyppi vaiheeseen. Jatkovalidointi ja kliininen testaus on kuitenkin tarpeen.

This thesis presents a motivational tool to be used by therapists and patients for evaluating and tracking the rehabilitation progress. The thesis goal was to make a virtual reality (VR) game that tracks and records a Cerebral Palsy (CP) patient’s ability to lean. The data records the range of motion and endurance (number of consecutive successful leans) of a patient’s leaning capacity. The objective was to determine the face validity of the VR game and the data it generates by presenting the recorded data in a visual manner to physiotherapists and asking them for their opinions on the usefulness of the game. In order to validate the data and justify its further usage, a series of tests were carried out. Within the time span of three weeks, two participants played the game and generated 10 data sets of 4,5 minutes each. The data was exported to Excel where it was organized and summarized in the form of bar charts and line graphs that were presented to 2 physiotherapists who actively work with CP patients. The physiotherapists confirmed that from these first-iteration development data sets, the game is able to indicate three different key factors concerning the patient’s leaning ability during gameplay: (a) maximum leaning angle is clearly visible; (b) the left-right preference is apparent; and (c) the endurance of the patient can be determined. Therefore, the thesis concludes that this type of system has face validity and can be further developed into a working prototype for further validation and clinical testing.