Polvinivelen liike sekä painonjakautuminen alaraajojen välillä polven tekonivelkuntoutukseen kehitettyjen liikeohjattujen pelien aikana

Abstract

Polvinivelrikko on yksi maailman yleisin nivelsairaus ja se koskettaa erityisesti ikääntynyttä väestönosaa. Polven tekonivelleikkauksen jälkeinen kuntoutus on vaihtelevaa, mutta yleisimmin se keskittyy polvinivelen liikelaajuuden kasvattamiseen sekä reiden etuosan lihaksiston voiman lisäämiseen. Perinteisten paperille painettujen ohjeiden sijaan kotiharjoittelu voidaan toteuttaa tai sitä voidaan täydentää erilaisia kuntoutuspelejä pelaamalla. Kuntoutuspelien vaikuttavuudesta on kuitenkin ristiriitaista tietoa, eikä vaikuttavuustutkimuksissa ole tarkasti otettu huomioon kuntoutuspelin aikaansaamaa liikettä ja harjoitusta, kun niitä verrataan tavanomaiseen harjoitteluun.

Tämän tutkielman tarkoituksena on tuottaa tietoa kuntoutukseen kehitetyistä peleistä. Tavoitteena on selvittää polven tekonivelkuntoutukseen kehitettyjen pelien aikana tapahtuva liike polvinivelen näkökulmasta (Squat pong ja Pick up -pelit) sekä painon jakautuminen alaraajojen välillä (Bubble runner ja Hattrick -pelit). Polven tekonivelleikatut henkilöt (n=7) rekrytoitiin tutkimukseen Keksi-Suomen keskussairaalasta. He osallistuivat kuormittavuusmittauksiin, missä tutkitta-vat pelasivat kuntoutuspelejä. Pelien aikaisesta tutkimusdatasta on määritelty toistot, peliaika, työ-leposuhde, polvinivelen kulmanopeus, kulmakertymä sekä kehonpainon jakautuminen alaraajojen välillä. Pienen tutkimusjoukon vuoksi kaikki tulokset on esitetty mediaanina ja hajonta on esitetty interkvartiilivälinä (IQR).

Tutkittavat olivat keskimäärin 66 (vaihteluväli 60–73) -vuotiaita ja polven tekonivelleikkauksesta oli kulunut keskimäärin 98 (24–110) vuorokautta. Kyykistymispelien osalta Pick up -pelissä toistoissa ja peliajassa ei ollut pelaajien välillä juurikaan eroa, kun taas Squat pong -pelissä pelaajien välinen hajonta oli suurta. Työ-leposuhde sekä kulmanopeus olivat kyykistymispeleissä samankaltaisia ja hajonta oli suurta. Pick up -pelin kulmakertymä oli 1618 (IQR 1168) °/min ja Squat pong -pelissä 1389 (IQR 837) °/min, ero ei ole tilastollisesti merkitsevä (p=0,063). Pelaajan kehonpaino oli leikatun alaraajan varassa Pick up -pelissä 44 %, Squat pong -pelissä 47 % ja paikallaan seisten 47 %, erot eivät ole tilastollisesti merkitseviä (p=0,051). Painosiirtopeleistä Bubble runner -peli näyttäisi tarjoavan kuormitusta tasaisemmin molemmille alaraajoille verrattuna Hattrick-peliin. Useassa muuttujassa hajontaluku (IQR) oli yli puolet muuttujan mediaaniarvosta ja joissakin muuttujissa hajontaluku (IQR) oli lähes yhtä suurta kuin muuttujan mediaaniarvo. Tilastollisia eroja pelien välillä ei löytynyt, mutta muuttujien tarkastelu yksilötasolla antaa viitteitä siitä, että samankaltaiset pelit saattavat olla kliinisesti erilaisia keskenään.

Kuntoutuspeleissä polvinivelen liike ja painonsiirto vaihtelevat suuresti samassa pelissä eri pelaajien välillä sekä eri peleissä samalla pelaajalla. Kuntoutujalle pelillistettyä kuntoutusta suunniteltaessa on otettava huomioon pelin aikana tapahtuvien toistojen määrä ja luonne sekä huomioitava pelaajan yksilöllinen tapa suorittaa toistoja pelissä, eli pelata tiettyä kuntoutuspeliä.

Knee osteoarthritis is one of the most common joint diseases in the world and affects the older adults in particular. Rehabilitation after total knee replacement (TKR) is variable, but most commonly it focuses on increasing the range of motion of the knee joint and increasing the strength of the quadriceps. Instead of traditional paper-based instructions, home rehabilitation can be implemented or supplemented by playing an exergames. However, there is contradictory evidence about the effectiveness of exergames, and the effectiveness studies have not accurately taken into account the movement and exercise produced by the exergame when compared it to conventional training.

The purpose of this master’s thesis is to provide information on games developed for rehabilitation. The aim is to investigate the movement of the knee joint (Squat pong and Pick up games) and the center of mass distribution between the lower limbs (Bubble runner and Hattrick games) during the exergames. Study participants (n = 7) were recruited from Central Finland Central Hospital. They participated in measurements where they played exergames. Repetitions, game time, work-rest ratio, knee joint angular velocity, angular accumulation, and center of mass distribution between the lower limbs have been defined from research data. Due to the small number of subjects, all results are presented as median and the variability is presented as the inter-quartile interval range (IQR).

The participants were 66 (range 60–73) years old and 98 (24–110) days had elapsed since the TKR. In Pick up game there was almost no difference in repetitions and playing time between players while in Squat pong, the deviation between players was large. The work-rest ratio and angular velocity were similar in squatting games and the deviation was large. The angular accumulation was 1618 (IQR 1168) °/min in the Pick up game, and 1389 (IQR 837) °/min in the Squat pong game, the difference is not statistically significant (p = 0.063). The body weight of subjects is on the operated lower limb in the Pick up game 44%, in the Squat pong game 47%, and standing still 47%, the difference is not statistically significant (p = 0.051). Of the weight transfer games, Bubble runner seems to provide a more even load on both lower limbs compared to Hattrick. In several variables, the deviation (IQR) was more than half of the median value of the variable, and in some variables, the deviation (IQR) was almost equal to the median value of the variable. No statistical differences were found between the games, but an examination of the variables at the individual level suggests that similar games may be clinically different for players.

In exergames, knee joint movement and center of mass distribution vary greatly between subjects in the same game, and between games in the same subject. When physiotherapist is planning exergame intervention for the rehabilitee, the number and nature of repetitions during the game must be taken into account, as well as the subject’s individual way of performing repetitions in the exergame.