Biofeedback i grywalizacja w rehabilitacji – jak Smart PlayBall angażuje pacjenta w ćwiczenia?

 

Technologie wykorzystujące biofeedback w rehabilitacji nie są już rzadkością. Czujniki ruchu, platformy pomiarowe, systemy kamer, urządzenia robotyczne czy rozwiązania wykorzystujące wirtualną rzeczywistość pozwalają przekazywać pacjentowi informację zwrotną i coraz dokładniej monitorować przebieg ćwiczeń.

Smart PlayBall podchodzi do tego jednak trochę inaczej.

Punktem wyjścia jest jedno z najbardziej znanych i uniwersalnych narzędzi stosowanych w rehabilitacji – piłka terapeutyczna. Terapeuta nie musi uczyć pacjenta zupełnie nowej formy aktywności ani rezygnować ze znanych ćwiczeń. Różnica polega na tym, że ruch piłki oraz wywierany na nią nacisk zaczynają sterować tym, co dzieje się na ekranie.

• Pacjent przesuwa piłkę – porusza się element gry.
• Naciska ją – wykonuje zadanie.
• Zmienia kierunek lub siłę – system reaguje.

Znane ćwiczenie staje się dzięki temu interaktywną aktywnością z natychmiastową informacją zwrotną.

I właśnie to, a nie sam pomiar parametrów, stanowi najważniejszą ideę Smart PlayBall.

 

Czym jest biofeedback w rehabilitacji?

Biofeedback, czyli biologiczne sprzężenie zwrotne, pozwala przekazać ćwiczącej osobie informację dotyczącą wykonywanej aktywności.

Podczas tradycyjnego ćwiczenia pacjent opiera się przede wszystkim na własnych odczuciach, obserwacji ruchu oraz wskazówkach terapeuty. System wykorzystujący biofeedback może dołożyć do tego jeszcze jeden element – natychmiastową informację o tym, co właśnie zrobił pacjent.

Może być ona przedstawiona w postaci wartości liczbowej, wykresu, sygnału dźwiękowego, zmiany obrazu albo reakcji wirtualnego obiektu.

W Smart PlayBall informacja zwrotna została połączona z czymś jeszcze – interakcją.

Pacjent nie musi obserwować wyłącznie kolejnych rzeczy pojawiających się na ekranie. Jego ruch może stać się sposobem sterowania grą lub zadaniem. Smart PlayBall wykorzystuje czujniki ruchu i nacisku, a dane są przekazywane bezprzewodowo do aplikacji na tablecie.

To oznacza, że wykonywane ćwiczenie przestaje być jedynie serią poleceń i powtórzeń.

 

Od ćwiczenia do interaktywnego zadania – grywalizacja w rehabilitacji

Powtarzalność jest nieodłącznym elementem wielu procesów rehabilitacyjnych. Ten sam ruch trzeba często wykonać wielokrotnie, aby pracować nad siłą, zakresem ruchu, koordynacją czy kontrolą motoryczną.

Z perspektywy terapeuty jest to uzasadnione.

Z perspektywy pacjenta – kolejne powtórzenie może wyglądać dokładnie tak samo jak poprzednie.

Tutaj pojawia się grywalizacja w rehabilitacji.

Jej zadaniem nie jest zamiana terapii w rozrywkę ani zastąpienie terapeuty grą komputerową. Chodzi o wykorzystanie mechanizmów znanych z gier – celu, reakcji na działanie, wyniku, kolejnych prób czy wyzwań – aby zwiększyć zaangażowanie użytkownika w wykonywaną aktywność.

W Smart PlayBall kontrolerem nie jest joystick, mysz czy ekran dotykowy.

Kontrolerem jest piłka, a sposobem sterowania – ruch pacjenta.

Przesunięcie piłki może odpowiadać za zmianę położenia obiektu na ekranie. Nacisk może uruchamiać określoną akcję. Połączenie ruchu i odpowiedniej siły może być warunkiem prawidłowego wykonania zadania.

W jednym z ćwiczeń wykorzystanych w badaniu klinicznym pacjent sterował na przykład statkiem kosmicznym poprzez naprzemienne naciskanie i zwalnianie nacisku na PlayBall, próbując trafiać w gwiazdy i omijać asteroidy.

Z punktu widzenia pacjenta celem może być więc wykonanie zadania na ekranie.

Z punktu widzenia terapeuty nadal może to być konkretne ćwiczenie ruchowe lub siłowe.

To właśnie tutaj Smart PlayBall wykorzystuje największą zaletę grywalizacji: ćwiczenie nie musi się zmienić, aby zmienił się sposób, w jaki pacjent go odbiera.

 

 

Znane ćwiczenia – większe zaangażowanie

Wprowadzenie technologii do terapii często oznacza konieczność nauczenia się zupełnie nowego sposobu pracy.

Smart PlayBall nie próbuje „wymyślać ćwiczeń od nowa”.

System bazuje na pracy z piłką terapeutyczną – narzędziem stosowanym od lat w fizjoterapii, terapii zajęciowej, treningu funkcjonalnym czy rehabilitacji neurologicznej. Interaktywna warstwa jest nakładana na ruchy, które terapeuci i pacjenci już znają.

Może to być naciskanie piłki, jej przesuwanie, toczenie po powierzchni, przenoszenie ciężaru, wykonywanie ruchu kończyną górną czy praca z większą piłką angażująca kończyny dolne i tułów.

Zmienia się natomiast doświadczenie pacjenta.

Zamiast informacji:

„wykonaj jeszcze dziesięć powtórzeń”

może pojawić się:

„spróbuj osiągnąć cel na ekranie”.

Ruch pozostaje elementem terapii, ale otrzymuje dodatkowy kontekst, widoczny efekt i cel.

Ma to znaczenie szczególnie tam, gdzie potrzebna jest duża liczba powtórzeń albo utrzymanie koncentracji i zaangażowania podczas kolejnych sesji.

 

Nie tylko gra – sprzężony system pomiarowy

Interaktywność jest najbardziej widoczną częścią Smart PlayBall, ale pod nią działa system pomiarowy.

W piłkach znajdują się czujniki ciśnienia oraz akcelerometry, dzięki którym system może rejestrować nacisk oraz ruch. Informacje są przesyłane przez Bluetooth do aplikacji działającej na tablecie.

Dzięki temu ten sam sygnał może pełnić dwie funkcje.

Z jednej strony pozwala pacjentowi sterować zadaniem na ekranie.

Z drugiej dostarcza informacji o wykonywanej aktywności.

Możliwe jest więc prowadzenie ćwiczeń siłowych, ruchowych i mieszanych, wykonywanie testów funkcjonalnych, zapisywanie rezultatów oraz dostosowywanie poziomu trudności zadania.

Pomiar nie musi jednak oznaczać ciągłego patrzenia na tabelę czy wykres.

Dla pacjenta informacją zwrotną może być po prostu reakcja gry.

Jeżeli zadanie wymaga odpowiedniego nacisku, jego prawidłowe wykonanie wywołuje oczekiwany efekt na ekranie. Jeżeli ruch jest niewystarczający albo wykonywany w niewłaściwy sposób, efekt będzie inny.

Pomiar staje się więc częścią interakcji, a nie jej celem samym w sobie.

To istotna różnica między systemem, który jedynie rejestruje wykonanie ćwiczenia, a rozwiązaniem, w którym dane w czasie rzeczywistym wpływają na przebieg wykonywanego zadania.

 

Cztery rozmiary Smart PlayBall – różne części ciała, różne możliwości terapii

Piłka terapeutyczna nie jest jednym, uniwersalnym narzędziem w jednym rozmiarze.

Podobnie skonstruowana została rodzina Smart PlayBall.

System dostępny jest w czterech rozmiarach: 19 cm, 30 cm, 40 cm oraz 65 cm. Każdy z nich pozwala wykorzystać tę samą ideę interaktywnego biofeedbacku w innym rodzaju aktywności.

Smart PlayBall 19 cm – dłoń i kończyna górna

Najmniejsza piłka dobrze sprawdza się w zadaniach wymagających pracy dłoni, palców i nadgarstka, ćwiczeniach chwytu, koordynacji ręka–oko oraz aktywnościach funkcjonalnych. Producent wskazuje ją m.in. do treningu kontroli motorycznej i ćwiczeń kończyny górnej.

Smart PlayBall 30 cm – większy zakres ruchu kończyny górnej

Średni rozmiar pozwala rozszerzyć pracę m.in. o bark, łokieć i ruchy wymagające większego zakresu. Piłka może być wykorzystywana na przykład podczas ćwiczeń przy ścianie, pracy nad zakresem ruchu czy wzmacniania kończyny górnej.

Smart PlayBall 40 cm – kończyny dolne, równowaga i tułów

Większa piłka pozwala wykorzystać system w ćwiczeniach angażujących kończyny dolne, mięśnie tułowia, równowagę i kontrolę postawy. Producent pokazuje jej zastosowanie między innymi w ćwiczeniach związanych z obciążaniem, przysiadami, zmianą pozycji czy treningiem równowagi.

Smart PlayBall 65 cm – ćwiczenia całego ciała

Największa wersja rozszerza możliwości systemu o ćwiczenia charakterystyczne dla dużych piłek terapeutycznych: trening tułowia, równowagi i kończyn dolnych, przysiady, podpory czy inne aktywności angażujące większą część ciała.

W praktyce oznacza to, że ta sama technologia może towarzyszyć bardzo różnym ćwiczeniom – od pracy dłoni po aktywności angażujące całe ciało.

Nie chodzi przy tym o zastąpienie znanych sposobów pracy nowymi, stworzonymi specjalnie dla urządzenia ćwiczeniami.

Piłkę nadal można przesuwać, dociskać, toczyć, utrzymywać, wykorzystywać przy ścianie czy podczas ćwiczeń równoważnych.

Różnica polega na tym, że teraz wykonywany ruch może jednocześnie sterować zadaniem, dostarczać biofeedbacku i generować dane dotyczące wykonania ćwiczenia.

 

Czy większe zaangażowanie przekłada się na rehabilitację? Smart PlayBall w badaniach

Jedną z najważniejszych kwestii przy ocenie rozwiązań wykorzystujących gry i nowe technologie jest pytanie, czy atrakcyjna forma nie przysłania rzeczywistego celu terapii.

Smart PlayBall był przedmiotem randomizowanego badania klinicznego opublikowanego w 2023 roku w Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.

W badaniu uczestniczyło 22 dorosłych pacjentów z problemami w obrębie barku. Jedna grupa realizowała program z wykorzystaniem PlayBall i interaktywnych ćwiczeń z wizualnym biofeedbackiem, natomiast druga wykonywała odpowiadający mu program rehabilitacji bez warstwy cyfrowej.

Najważniejszy wniosek był bardzo konkretny: rehabilitacja wykorzystująca PlayBall okazała się równie skuteczna jak odpowiadający jej program niedigitalny. W obu grupach obserwowano poprawę w zakresie ocenianych parametrów funkcjonalnych.

Badacze analizowali jednak nie tylko efekt terapeutyczny, ale również zaangażowanie pacjentów.

I właśnie tutaj wyniki są szczególnie interesujące w kontekście idei Smart PlayBall.

W grupie korzystającej z PlayBall większa przyjemność czerpana z ćwiczeń była istotnie związana z większym poczuciem własnej skuteczności oraz silniejszą deklarowaną intencją kontynuowania ćwiczeń w domu. Takich zależności nie zaobserwowano w grupie kontrolnej.

Nie oznacza to, że gra automatycznie sprawi, że każdy pacjent będzie bardziej systematyczny. Autorzy badania sami wskazują na niewielką liczebność grupy oraz brak długoterminowej oceny przestrzegania programu ćwiczeń.

Wyniki pokazują jednak coś istotnego: cyfrowa forma terapii może zachować wartość klasycznego ćwiczenia, jednocześnie tworząc środowisko sprzyjające większemu zaangażowaniu pacjenta.

 

Piłka pozostaje piłką. Zmienia się to, co dzieje się wokół ćwiczenia

Smart PlayBall jest dobrym przykładem technologii, która nie próbuje zastąpić dobrze znanych metod terapii.

Pacjent nadal wykonuje ruch.

Nadal naciska, przesuwa, toczy lub stabilizuje piłkę.

Terapeuta nadal dobiera ćwiczenie do celu terapii i możliwości pacjenta.

Technologia dodaje natomiast do tej aktywności kolejne elementy:

reakcję na ekranie, interaktywne zadanie, biofeedback, możliwość pomiaru oraz zapis wyników.

Dzięki temu znane ćwiczenie może stać się bardziej angażujące, a pacjent otrzymuje widoczny rezultat własnego działania już podczas jego wykonywania.

I być może właśnie w tej prostocie kryje się największa zaleta Smart PlayBall.

Nie trzeba wymyślać koła na nowo.

Wystarczy sprawić, żeby piłka zaczęła reagować na każdy ruch pacjenta.

 

„Gdzie Smart PlayBall może znaleźć zastosowanie?”

Rehabilitacja
Znane ćwiczenia z piłką można połączyć z interaktywnym zadaniem, biofeedbackiem i pomiarem. Pacjent steruje grą poprzez wykonywany ruch i nacisk, a terapeuta nadal realizuje zaplanowany cel ćwiczenia.

Oświata i terapia dzieci
Smart PlayBall pozwala połączyć ruch z obserwacją, reakcją i zadaniem na ekranie. Dziecko nie jest biernym odbiorcą treści — żeby wpływać na przebieg gry, musi wykonać określoną aktywność z piłką.

DPS-y i sanatoria
Interaktywna forma może uatrakcyjnić zarówno ćwiczenia rehabilitacyjne, jak i zajęcia ruchowe czy aktywizujące. Zamiast kolejnego powtórzenia użytkownik otrzymuje widoczny cel, reakcję na swoje działanie i możliwość podjęcia kolejnej próby.

Ćwiczenia indywidualne
Smart PlayBall może również nadać interaktywną formę ćwiczeniom wykonywanym poza placówką. Użytkownik wykonuje ruch, obserwuje jego efekt na ekranie i realizuje kolejne zadania, zamiast ograniczać się wyłącznie do liczenia powtórzeń.