Using Capability Maps Tailored to Arm Range of Motion in VR Exergames for Rehabilitation

要約

脳卒中などの多くの神経学的症状は、患者に日常活動を妨げる上肢（UL）の運動障害を引き起こす可能性があります。
このような患者にとって、リハビリテーション療法は自律性を取り戻し、可動性を回復するための鍵となりますが、長期にわたる性質上、継続的に時間を費やす必要があり、多くの場合十分に魅力的ではありません。
仮想現実 (VR) は、リハビリテーション療法を、患者固有の活動に合わせて調整し、目標を設定し、リハビリテーションの評価を提供できる魅力的なゲームのようなタスクに変換できます。
しかし、ほとんどの VR システムには、時間の経過とともに進行状況を追跡し、それに応じてリハビリテーション プログラムを変更するための方法が組み込まれていません。
私たちは、腕の運動学モデリングと能力マップを使用して、VR システムがユーザーの身体能力と限界を理解できるようにすることを提案します。
次に、ユーザーの能力マップを利用してリハビリテーション プログラムを調整するための VR システムの 2 つの使用例を提案します。
最後に、1 つの使用例として、VR システムが特定の UL ジョイントの使用を強調して評価できることが示されています。

要約(オリジナル)

Many neurological conditions, e.g., a stroke, can cause patients to experience upper limb (UL) motor impairments that hinder their daily activities. For such patients, while rehabilitation therapy is key for regaining autonomy and restoring mobility, its long-term nature entails ongoing time commitment and it is often not sufficiently engaging. Virtual reality (VR) can transform rehabilitation therapy into engaging game-like tasks that can be tailored to patient-specific activities, set goals, and provide rehabilitation assessment. Yet, most VR systems lack built-in methods to track progress over time and alter rehabilitation programs accordingly. We propose using arm kinematic modeling and capability maps to allow a VR system to understand a user’s physical capability and limitation. Next, we suggest two use cases for the VR system to utilize the user’s capability map for tailoring rehabilitation programs. Finally, for one use case, it is shown that the VR system can emphasize and assess the use of specific UL joints.

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