To SilverFit είναι ένα καινοτόμο σύστημα θεραπευτικής και προληπτικής άσκησης μέσω αλληλεπίδρασης του ασκούμενου με περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας. Αναπτύχθηκε για να βοηθήσει άτομα για τα οποία η τακτική γυμναστική και οι επαναληπτικές ασκήσεις αποτελούν μέρος του προγράμματος αποκατάστασής τους. To SilverFit σχεδιάστηκε ειδικά για άτομα τρίτης ηλικίας αν και είναι οφέλιμο και για άλλες ηλικιακές ομάδες.
Η συχνή και επαναλαμβανόμενη γυμναστική μπορεί να γίνει βαρετή και ως αποτέλεσμα οι περισσότεροι άνθρωποι χάνουν το ενδιαφέρον τους, εξασκούνται για μικρό χρονικό διάστημα και μόνο κάτω από την εποπτεία του θεραπευτή. Το SilverFit έχει ενσωματώσει σε ένα εικονικό περιβάλλον τις πιο σημαντικές ασκήσεις που απαιτούνται για α) την εξάσκηση των αδρών κινήσεων, β) την βελτίωση της αερόβιας ικανότητας, και γ) την εκπαίδευση ισορροπίας.
Πώς Λειτουργεί
Το SilverFit αποτελείται από μία τρισδιάστατη υπέρυθρη κάμερα η οποία βάσει ειδικών αλγορίθμων μπορεί και αναγνωρίζει τις κινήσεις του κορμού και των άκρων. Αυτό καθιστά δυνατή την εκτέλεση ασκήσεων χωρίς να απαιτούνται χειριστήρια (όπως για παράδειγμα στο Wii), ειδικοί αισθητήρες (επιταχυνσιόμετρα, γυρισκόπια, κτλ), ειδικός ιματισμός (ανακλαστήρες, ρούχα με ειδικό χρωματισμό, κ.α.) ή άλλος εξοπλισμός (π.χ. βάσεις) που πρέπει να χρησιμοποιεί ο ασκούμενος. Στo SilverFit, ο ασκούμενος απλώς στέκεται όρθιος ή κάθεται σε καρέκλα μπροστά από μία οθόνη, ακολουθεί τις ασκήσεις που του παρουσιάζονται στο εικονικό περιβάλλον που δημιουργεί ο υπολογιστής και στη συνέχεια η κάμερα αναγνωρίζει τις κινήσεις του. Το σενάριο των ασκήσεων που εμφανίζεται στον εικονικό περιβάλλον μεταβάλλεται ανάλογα με τις κινήσεις του ασκούμενου.
Οι Ασκήσεις του SilverFit
Οι ασκήσεις που υλοποιήθηκαν στηρίζονται σε επιστημονικές βάσεις και είναι αυτές που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή κλινική πράξη. Η εξάσκηση που παρέχεται επικεντρώνεται σε ασκήσεις που πρέπει να επαναλαμβάνονται συχνά και κάτω από ελεγχόμενες συνθήκες, κυρίως μετά από αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια, στην ορθοπαιδική αποκατάσταση, στην πρόληψη πτώσεων και σε γηριατρικές παθήσεις όπως τη νόσο του Πάρκινσον, Alzheimer, κ.α.
Υπάρχουν 11 ασκήσεις σε μορφή παιχνιδιών οι οποίες ομαδοποιούνται σε 6 κατηγορίες (όρθια θέση & βάδιση, καθιστή θέση, ισορροπία, άνω άκρα, πλοήγηση αναπηρικού αμαξιδίου και καρδιολογική αποκατάσταση). Βασικό στοιχείο στην όλη φιλοσοφία του συστήματος είναι το γεγονός ότι ο θεραπευτής παραμένει αυτός που αποφασίζει και ελέγχει ποια άσκηση και σε ποιο επίπεδο ενδείκνυται για κάθε ασκούμενο. Το αρχικό επίπεδο μπορεί να ρυθμιστεί πολύ εύκολο και πολύ αργό ώστε οποιοσδήποτε είτε όρθιος ή σε καθιστή θέση να μπορεί να συμμετάσχει. Τη συνέχεια αναλαμβάνει ο υπολογιστής ο οποίος θα προσαρμόζει αυτόματα την ένταση και γνωστική δυσκολία της κάθε άσκησης σύμφωνα με την επίδοση του ασκούμενου.
Οι ασκήσεις με τον τρόπο που παρουσιάζονται ως παιχνίδια μέσα σε ένα εικονικό κόσμο δίνουν μεγαλύτερο κίνητρο για προσπάθεια από ότι οι παραδοσιακές ασκήσεις. Αυτό παρακινεί τους ασκούμενους διατηρώντας το ενδιαφέρον τους ζωηρό και επιτρέποντας τους να εξασκούνται περισσότερο με αποτέλεσμα να καταφέρνουν πράγματα τα οποία δεν πίστευαν ότι μπορούσαν να κάνουν. Επίσης, ο ασκούμενος επικεντρώνεται στο παιχνίδι αντί να προσέχει ποια είναι η επόμενη κίνηση,
γεγονός που εξασφαλίζει μία πιο φυσική και λιγότερο συνειδητή εκτέλεση της άσκησης. Τέλος, η οπτικο-ακουστική βιοανάδραση (biofeeback) που λαμβάνεται βοηθά τον ασκούμενο να αντιληφθεί την σωστή κίνηση και να επανεκπαιδεύσει τις κινητικές του ικανότητες τόσο στα κάτω όσο και στα άνω άκρα.
Επιστημονικό υπόβαθρο
Τα συστήματα αποκατάστασης μέσω αλληλεπίδρασης με εικονικό περιβάλλον, ή όπως αλλιώς ονομάζονται συστήματα εικονικής αποκατάστασης (virtual rehabilitation systems) ή αποκατάστασης υποστηριζόμενη από υπολογιστές, χρησιμοποιούνται για περισσότερο από 15 χρόνια. Εισήχθησαν για πρώτη φορά από τους Wann and Turnbull το 1993, οι οποίοι συμπέραναν ότι οι παραδοσιακές προσεγγίσεις παροχής βιοανάδρασης έχουν περιορισμένη επίδραση και δεν αντικατοπτρίζουν ικανοποιητικά λειτουργικές δραστηριότητες. Η αρχή πάνω στην οποία στηρίζονται τα συστήματα αυτά είναι ξεκάθαρη: να προσφέρουν στους ασθενείς ένα περιβάλλον, όπως ο εικονικός κόσμος που δημιουργείται από υπολογιστή όπου ο ασθενής μπορεί να βλέπει τον εαυτό του ή τα αποτελέσματα των ενεργειών του καθώς εκτελεί λειτουργικές δραστηριότητες.
Είναι πολλαπλά τα παραδείγματα χρήσης εικονικής πραγματικότητας σε διάφορους τομείς, όπως οι εξομοιωτές πτήσης και οι χειρουργικές επεμβάσεις με χρήση απτικών διεπαφών (haptic interfaces) και ρομποτικών εργαλείων ενσωματωμένα σε εικονικό κόσμο. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι αυτή η μέθοδος εκπαίδευσης μεταφέρει σε μεγάλο βαθμό τον εκπαιδευόμενο σε πραγματικές συνθήκες με τρόπο ρεαλιστικό. Επιπρόσθετα, τα προγράμματα εικονικής αποκατάστασης είναι εμφανώς πιο ψυχαγωγικά και παρέχουν εντονότερο κίνητρο στον ασθενή, ενώ παράλληλα συχνά γλιτώνουν χρόνο από το θεραπευτή.
Παρέχει αυτός ο τύπος θεραπείας ικανοποιητικότερα αποτελέσματα;
Η βιβλιογραφία αναφέρει θετικά ευρήματα ως προς την αποτελεσματικότητα των συστημάτων εικονικής πραγματικότητας ιδιαίτερα στις περιπτώσεις όπου ο ασθενής πρέπει να εκτελεί επαναληπτικές ασκήσεις για ένα μεγάλο διάστημα. Οι ασθενείς βρίσκουν συχνά τις παραδοσιακές θεραπευτικές ασκήσεις που απαιτούν επανάληψη, βαρετές, χωρίς κίνητρο και χρηστικότητα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το εικονικό περιβάλλον που δημιουργεί ο υπολογιστής σε συνδυασμό με ειδικά σχεδιασμένο λογισμικό μπορεί να βοηθήσει στο να ξεπεραστούν αυτά τα ζητήματα. Η βιβλιογραφία αναφέρει ότι ευεργετικά αποτελέσματα έχουν καταγραφεί στην καρδιολογική αποκατάσταση (Chuang et. al., 2006), σε ασθενείς μετά από αγγειακό εγκεφαλικό (Carmeli et. al., 2010), στη σκλήρυνση κατά πλάκας (Fulk, 2005), τη νόσο του Πάρκινσον (Albani et. al., 2002) και στην εκπαίδευση της ισορροπίας (Boniver, 2006).
Γιατί είναι αποτελεσματικά;
Οι ερευνητές αναφέρουν πολλαπλούς λόγους σχετικά με τη χρήση συστημάτων εικονικής πραγματικότητας ως μέσω βελτίωσης του θεραπευτικού αποτελέσματος. Ο Holden ισχυρίζεται ότι το εικονικό περιβάλλον δίνει κίνητρο στους ασθενείς με αποτέλεσμα να εξασκούνται πιο συχνά και για περισσότερο χρονικό διάστημα χωρίς να χάνουν το ενδιαφέρον τους (Holden, 2005). Η συνεχής και άμεση παροχή ανάδρασης από το εικονικό περιβάλλον του θεραπευτικού προγράμματος οικοδομεί και ενισχύει το κίνητρο τους για συνεχή προσπάθεια. Σωστά σχεδιασμένα προγράμματα παρέχουν τόσο ανάδραση στις τρέχουσες ενέργειες του ασθενή όσο και αξιολόγηση της μεσο-μακροπρόθεσμης πορείας τους. Το να βλέπει κανείς τον εαυτό του να βελτιώνεται με το χρόνο βάσει ποσοτικών κριτηρίων συντελεί σημαντικά στο να θέτει ολοένα και υψηλότερους στόχους και να βιώνει την πρόοδο.
Οι ασκήσεις με τον τρόπου που παρουσιάζονται ως παιχνίδια μέσα σε ένα εικονικό κόσμο δίνουν μεγαλύτερο κίνητρο για προσπάθεια από ότι οι παραδοσιακές ασκήσεις. Αυτό παρακινεί τους ασκούμενους διατηρώντας το ενδιαφέρον τους ζωηρό και επιτρέποντας τους να εξασκούνται περισσότερο με αποτέλεσμα να καταφέρνουν πράγματα τα οποία δεν πίστευαν ότι μπορούσαν να κάνουν. Επίσης, ο ασκούμενος επικεντρώνεται στο παιχνίδι αντί να προσέχει ποια είναι η επόμενη κίνηση, γεγονός που εξασφαλίζει μία πιο φυσική και λιγότερο συνειδητή εκτέλεση της άσκησης. Τέλος, η οπτικο-ακουστική βιοανάδραση (biofeeback) που λαμβάνεται βοηθά τον ασκούμενο να αντιληφθεί την σωστή κίνηση και να επανεκπαιδεύσει τις κινητικές του ικανότητες τόσο στα κάτω όσο και στα άνω άκρα.
Επιστημονικό υπόβαθρο
Τα συστήματα αποκατάστασης μέσω αλληλεπίδρασης με εικονικό περιβάλλον, ή όπως αλλιώς ονομάζονται συστήματα εικονικής αποκατάστασης (virtual rehabilitation systems) ή αποκατάστασης υποστηριζόμενη από υπολογιστές, χρησιμοποιούνται για περισσότερο από 15 χρόνια. Εισήχθησαν για πρώτη φορά από τους Wann and Turnbull το 1993, οι οποίοι συμπέραναν ότι οι παραδοσιακές προσεγγίσεις παροχής βιοανάδρασης έχουν περιορισμένη επίδραση και δεν αντικατοπτρίζουν ικανοποιητικά λειτουργικές δραστηριότητες. Η αρχή πάνω στην οποία στηρίζονται τα συστήματα αυτά είναι ξεκάθαρη: να προσφέρουν στους ασθενείς ένα περιβάλλον, όπως ο εικονικός κόσμος που δημιουργείται από υπολογιστή όπου ο ασθενής μπορεί να βλέπει τον εαυτό του ή τα αποτελέσματα των ενεργειών του καθώς εκτελεί λειτουργικές δραστηριότητες.
Είναι πολλαπλά τα παραδείγματα χρήσης εικονικής πραγματικότητας σε διάφορους τομείς, όπως οι εξομοιωτές πτήσης και οι χειρουργικές επεμβάσεις με χρήση απτικών διεπαφών (haptic interfaces) και ρομποτικών εργαλείων ενσωματωμένα σε εικονικό κόσμο. Είναι ευρέως αποδεκτό ότι αυτή η μέθοδος εκπαίδευσης μεταφέρει σε μεγάλο βαθμό τον εκπαιδευόμενο σε πραγματικές συνθήκες με τρόπο ρεαλιστικό. Επιπρόσθετα, τα προγράμματα εικονικής αποκατάστασης είναι εμφανώς πιο ψυχαγωγικά και παρέχουν εντονότερο κίνητρο στον ασθενή, ενώ παράλληλα συχνά γλιτώνουν χρόνο από το θεραπευτή.
Παρέχει αυτός ο τύπος θεραπείας ικανοποιητικότερα αποτελέσματα;
Η βιβλιογραφία αναφέρει θετικά ευρήματα ως προς την αποτελεσματικότητα των συστημάτων εικονικής πραγματικότητας ιδιαίτερα στις περιπτώσεις όπου ο ασθενής πρέπει να εκτελεί επαναληπτικές ασκήσεις για ένα μεγάλο διάστημα. Οι ασθενείς βρίσκουν συχνά τις παραδοσιακές θεραπευτικές ασκήσεις που απαιτούν επανάληψη, βαρετές, χωρίς κίνητρο και χρηστικότητα. Σε αυτές τις περιπτώσεις, το εικονικό περιβάλλον που δημιουργεί ο υπολογιστής σε συνδυασμό με ειδικά σχεδιασμένο λογισμικό μπορεί να βοηθήσει στο να ξεπεραστούν αυτά τα ζητήματα. Η βιβλιογραφία αναφέρει ότι ευεργετικά αποτελέσματα έχουν καταγραφεί στην καρδιολογική αποκατάσταση (Chuang et. al., 2006), σε ασθενείς μετά από αγγειακό εγκεφαλικό (Carmeli et. al., 2010), στη σκλήρυνση κατά πλάκας (Fulk, 2005), τη νόσο του Πάρκινσον (Albani et. al., 2002) και στην εκπαίδευση της ισορροπίας (Boniver, 2006).
Γιατί είναι αποτελεσματικά;
Οι ερευνητές αναφέρουν πολλαπλούς λόγους σχετικά με τη χρήση συστημάτων εικονικής πραγματικότητας ως μέσω βελτίωσης του θεραπευτικού αποτελέσματος. Ο Holden ισχυρίζεται ότι το εικονικό περιβάλλον δίνει κίνητρο στους ασθενείς με αποτέλεσμα να εξασκούνται πιο συχνά και για περισσότερο χρονικό διάστημα χωρίς να χάνουν το ενδιαφέρον τους (Holden, 2005). Η συνεχής και άμεση παροχή ανάδρασης από το εικονικό περιβάλλον του θεραπευτικού προγράμματος οικοδομεί και ενισχύει το κίνητρο τους για συνεχή προσπάθεια. Σωστά σχεδιασμένα προγράμματα παρέχουν τόσο ανάδραση στις τρέχουσες ενέργειες του ασθενή όσο και αξιολόγηση της μεσο-μακροπρόθεσμης πορείας τους. Το να βλέπει κανείς τον εαυτό του να βελτιώνεται με το χρόνο βάσει ποσοτικών κριτηρίων συντελεί σημαντικά στο να θέτει ολοένα και υψηλότερους στόχους και να βιώνει την πρόοδο.
Ένα δεύτερο σημαντικό όφελος που προκύπτει από τη χρήση ενός εικονικού περιβάλλοντος είναι το γεγονός ότι ο ασθενής είναι πλήρως επικεντρωμένος στην εικονική ενέργεια (virtual task) που πρέπει να εκτελέσει και όχι στις απαιτούμενες κινήσεις. Η εικονική αποκατάσταση συχνά εμπλέκει πολλαπλές ενέργειες που πρέπει να λαμβάνουν χώρα ταυτόχρονα και οι οποίες είναι πιο κοντά σε αυτό που συμβαίνει στην πραγματικότητα από στις θεραπευτικές ασκήσεις οι οποίες απλά επικεντρώνονται σε μεμονωμένες κινητικές λειτουργίες. Ο ασθενής προσπαθεί να επιτύχει ένα θεραπευτικό στόχο στο παιχνίδι και ως αποτέλεσμα αναπτύσσει στρατηγικές στις κινήσεις του με σκοπό να τον επιτύχει. Πρώτα αποτελέσματα έχουν δείξει ότι οι ασκήσεις που εμπεριέχουν δύο ενέργειες έχουν καλύτερα αποτελέσματα, π.χ. στην αποφυγή πτώσεων (Zijlstra, 2008).
Ένας τρίτος παράγοντας είναι ότι ένας εικονικός κόσμος είναι πιο αποτελεσματικός στο να δημιουργεί απρόβλεπτες καταστάσεις. Μελέτες έχουν δείξει ότι η δημιουργία απρόβλεπτων προκλήσεων κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης αποφυγής πτώσεων μεταφέρει καλύτερα τις συνθήκες που συναντά κανείς στην πραγματική ζωή και εξασκεί καλύτερα τις κατάλληλες επιδεξιότητες.
Τρέχουσα έρευνα πάνω στο SilverFit, η οποία βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη, σχετικά με την εκπαίδευση της ισορροπίας μετά από ολική αρθροπλαστική ισχίου έχει δείξει ότι οι ασθενείς κατά τη διάρκεια της χρήσης του SilverFit αλλάζουν κατεύθυνση δύο φορές πιο συχνά από ότι κατά τη διάρκεια συμβατικής θεραπείας. Οι ασθενείς σε παραδοσιακή θεραπεία αναγκάζονται να κοιτούν τα πόδια τους και το πάτωμα, ενώ κατά τη διάρκεια του SilverFit εστιάζουν την προσοχή τους στις ενέργειες που πρέπει να εκτελέσουν σύμφωνα με το σενάριο στο εικονικό περιβάλλον. Επίσης, οι ασθενείς στο SilverFit κάνουν περισσότερα πλάγια βήματα και βαζίδουν συχνότερα προς τα πίσω, σε αντίθεση με τους ασθενείς κατά τη διάρκεια συμβατικών ασκήσεων όπου κάνουν βήματα κυρίως προς τα εμπρός. Τέλος, οι ασθενείς αναφέρουν ότι απολαμβάνουν την εξάσκηση με το SilverFit και πιστεύουν ότι τους δίνει μεγαλύτερη πρόκληση.
Ενδείξεις & Περιβάλλοντα Χρήσης
Το SilverFit περιέχει ασκήσεις που ενδείκνυνται σε:
- Νευρολογικές παθήσεις (αγγειακά εγκεφαλικά, σκλήρυνση κατά πλάκας, Πάρκινσον, κ.α.)
- Ορθοπαιδική αποκατάσταση (π.χ. αρθροπλαστική γόνατος και ισχίου)
- Νέους χρήστες προσθετικών μελών κάτω άκρων
- Χρόνιες ασθένειες (Χ.Α.Π, καρδιακές παθήσεις, οστεοπόρωση, κ.α.)
- Alzheimer, άνοιες, και άλλα γηριατρικά προβλήματα
Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κέντρα αποκατάστασης, φυσιοθεραπευτήρια, εξειδικευμένα γυμναστήρια και μονάδες φροντίδας ηλικιωμένων.
- Το SilverFit είναι προϊόν της ομώνυμης ολλανδικής εταιρείας και αντιπροσωπεύεται αποκλειστικά σε Ελλάδα και Κύπρο από την Ostracon. Περισσότερες πληροφορίες και βίντεο με παραδείγματα μπορούν να βρεθούν στην ιστοσελίδα του προϊόντος www.ostraconmed.com/silverfit
Αναφορές
Albani, G. et. al. Common daily activities in the virtual environment: a preliminary study in parkinsonian patients. Neurol Sci 23 Suppl 2, S49-50 (2002).
Boniver, R. Virtual vestibular re-education. A new technology. B-ENT 2, 147-50 (2006).
Carmeli, E., Peleg, S., Bartur, G., Elbo, E. and Vatine, J.-J. , HandTutorTM enhanced hand rehabilitation after stroke — a pilot study. Physiotherapy Research International, n/a. doi: 10.1002/pri.485 (2010).
Chuang, T., Sung, W., Chang, H. & Wang, R. Effect of a virtual reality-enhanced exercise protocol after coronary artery bypass grafting. Phys Ther 86, 1369-77 (2006).
Fulk, G.D. Locomotor training and virtual reality-based balance training for an individual with multiple sclerosis: a case report. J Neurol Phys Ther 29, 34-42 (2005).
Holden, M.K. Virtual environments for motor rehabilitation: review. Cyberpsychol Behav 8, 187-211; discussion 212-9 (2005).
Wann, J.P. & Turnbull, J.D. Motor skill learning in cerebral palsy: movement, action and computer-enhanced therapy. Baillieres Clin Neurol 2, 15-28 (1993).
Zijlstra, A., Ufkes, T., Skelton, D.A., Lundin-Olsson, L. & Zijlstra, W. Do dual tasks have an added value over single tasks for balance assessment in fall prevention programs? A mini-review. Gerontology 54, 40-49 (2008).
