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Publication
Multi-user Touch Surfaces to Promote Social Participation and Self-efficacy in Upper-limb Stroke Rehabilitation
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 12.11 MB | Adobe PDF |
Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
This thesis addresses the growing incidence of stroke and its impact on long-term
disability, emphasizing the importance of post-stroke rehabilitation. Predicting a 34%
increase in stroke cases by 2025, this work focuses on factors affecting post-stroke motor
rehabilitation, such as depressive symptoms, while recognizing the role of social
participation and self-efficacy in modulating these outcomes.
To tackle these challenges, we propose the use of a multi-user interactive table for
upper limb rehabilitation. This innovative approach involves detecting objects of various
sizes and shapes as interfaces for serious games, fostering collective therapeutic activities
targeting motor rehabilitation, depressive symptoms, social participation, and self-efficacy.
Four exploratory studies informed the development of the interactive table. The
studies determined game mechanics, object types, and game features. Three game
modes (competitive, co-active, and collaborative) were explored, with the collaborative
mode showing higher social engagement and more positive outcomes. Subsequent
studies involving stroke survivors confirmed the effectiveness of collaborative gameplay.
Feasibility, engagement, and usability were tested using objects of different sizes and
shapes, revealing insights into task performance, grasping, and task complexity
adjustments.
The developed interactive table accommodates up to four participants, using top down object shape tracking and a multi-touch panel. Four serious games were designed
to target specific upper limb skills, played in collaborative mode with incorporated features
to enhance the overall experience. A pilot study with 12 stroke survivors over four weeks
demonstrated significant improvements in motor outcomes, including range of motion,
dexterity, strength, and coordination. The participants reported high enjoyment and
interest in the system, with good usability scores. The study suggests that a group-based
holistic motor rehabilitation approach, as presented, holds potential for enhancing motor
outcomes by promoting social interaction and self-efficacy. These results indicate the
viability of the proposed system as a promising solution for stroke rehabilitation.
Esta tese aborda a crescente incidência do AVC e o seu impacto na funcionalidade a longo prazo, realçando a importância da reabilitação pós-AVC. Prevendo-se um aumento de 34% nos casos de AVC até 2025, este trabalho foca-se em fatores que afetam a reabilitação motora pós-AVC, como os sintomas depressivos, reconhecendo o papel da participação social e do sentimento de auto-eficácia na nestes sintomas. Para enfrentar esses desafios, propomos o uso de uma mesa interativa multi utilizador para reabilitação dos membros superiores. Esta abordagem inovadora envolve a deteção de objetos de vários tamanhos e formas como interfaces para os jogos sérios, permitindo atividades terapêuticas em grupo direcionadas à reabilitação motora, sintomas depressivos, participação social e autoeficácia. Quatro estudos exploratórios suportaram o desenvolvimento da mesa interativa, determinando mecânicas de jogo, tipos de objetos e recursos do jogo. Três modos de jogo (competitivo, co-ativo e colaborativo) foram investigados, com o modo colaborativo mostrando maior envolvimento social e resultados mais positivos. Estudos subsequentes envolvendo sobreviventes de AVC confirmaram a eficácia do jogo colaborativo. Viabilidade, envolvimento e usabilidade foram testados usando objetos de diferentes tamanhos e formas, revelando insights importantes relativos ao desempenho nas tarefas, preensões e ajustes de complexidade da tarefa. A mesa interativa desenvolvida acomoda até quatro participantes, e permite a deteção de objectos para serem usados como interfaces e um painel multi-toque. Quatro jogos sérios foram projetados para reabilitar competências específicas dos membros superiores, desenhados para serem jogados em modo colaborativo e com recursos incorporados para potenciar o processo de reabilitação e a experiência do utilizador. Um estudo piloto com 12 sobreviventes de AVC ao longo de quatro semanas, demonstrou melhorias significativas nos resultados motores, nomeadamente amplitude de movimento, destreza, força e coordenação. Os participantes reportaram níveis altos de prazer e interesse no sistema, e pontuações de usabilidade promissoras. Este trabalho sugere que uma abordagem de reabilitação motora holística e em grupo, como apresentada, tem potencial para melhorar os resultados motores promovendo a interação social e o sentimento de auto-eficácia. Estes resultados sugerem a viabilidade do sistema proposto como uma solução promissora para a reabilitação motora no AVC.
Esta tese aborda a crescente incidência do AVC e o seu impacto na funcionalidade a longo prazo, realçando a importância da reabilitação pós-AVC. Prevendo-se um aumento de 34% nos casos de AVC até 2025, este trabalho foca-se em fatores que afetam a reabilitação motora pós-AVC, como os sintomas depressivos, reconhecendo o papel da participação social e do sentimento de auto-eficácia na nestes sintomas. Para enfrentar esses desafios, propomos o uso de uma mesa interativa multi utilizador para reabilitação dos membros superiores. Esta abordagem inovadora envolve a deteção de objetos de vários tamanhos e formas como interfaces para os jogos sérios, permitindo atividades terapêuticas em grupo direcionadas à reabilitação motora, sintomas depressivos, participação social e autoeficácia. Quatro estudos exploratórios suportaram o desenvolvimento da mesa interativa, determinando mecânicas de jogo, tipos de objetos e recursos do jogo. Três modos de jogo (competitivo, co-ativo e colaborativo) foram investigados, com o modo colaborativo mostrando maior envolvimento social e resultados mais positivos. Estudos subsequentes envolvendo sobreviventes de AVC confirmaram a eficácia do jogo colaborativo. Viabilidade, envolvimento e usabilidade foram testados usando objetos de diferentes tamanhos e formas, revelando insights importantes relativos ao desempenho nas tarefas, preensões e ajustes de complexidade da tarefa. A mesa interativa desenvolvida acomoda até quatro participantes, e permite a deteção de objectos para serem usados como interfaces e um painel multi-toque. Quatro jogos sérios foram projetados para reabilitar competências específicas dos membros superiores, desenhados para serem jogados em modo colaborativo e com recursos incorporados para potenciar o processo de reabilitação e a experiência do utilizador. Um estudo piloto com 12 sobreviventes de AVC ao longo de quatro semanas, demonstrou melhorias significativas nos resultados motores, nomeadamente amplitude de movimento, destreza, força e coordenação. Os participantes reportaram níveis altos de prazer e interesse no sistema, e pontuações de usabilidade promissoras. Este trabalho sugere que uma abordagem de reabilitação motora holística e em grupo, como apresentada, tem potencial para melhorar os resultados motores promovendo a interação social e o sentimento de auto-eficácia. Estes resultados sugerem a viabilidade do sistema proposto como uma solução promissora para a reabilitação motora no AVC.
Description
Keywords
Stroke motor rehabilitation Interactive table Tangible interfaces Self-efficacy Social interaction Depressive symptoms Informatics Engineering specialization: Human-Computer Interaction . Faculdade de Ciências Exatas e da Enenharia