文摘

我们报告的可用性评估haptic-enhanced telerehabilitation系统按摩疗法的使用Vybe触觉游戏垫和姿态传感器跳跃运动控制器。的评估系统包括特性允许(i)管理在线治疗计划,(2)提供自动调节和安全治疗背部按摩使用虚拟环境,和(3)储蓄和重演按摩会议根据病人的治疗计划。可用性评估与25老年人和10专家表明,触觉telerehabilitation系统被认为具有高可用性和愉悦的用户体验,同时提供个性化的触觉治疗强度在监督,实时、安全的方法来治疗病人。此外,专家完全同意,系统设计特点,如保存并玩,和用于治疗区为背部按摩疗法是最重要的,而调节反馈强度和提供的功能/接收远程按摩也很重要。最后,基于他们的评论,5个设计见解旨在改善当前版本的系统生成。

1。介绍

由于人口结构的变化和缺乏资源在公共卫生领域的技术进步,开发新的康复实践似乎强制建立可持续的模式从临床康复,组织和经济观点(1]。近年来,触觉反馈证明来增强用户体验在telerehabilitation [2]。然而,当前telerehabilitation系统尚未利用触觉形态在其内容的丰富性。缺乏触觉方法,提供实时的康复指导和远程的方式抑制患者的注意,需要按摩治疗。按摩疗法已成为最流行的一种补充和替代医学(CAM)治疗背痛,凸轮的条件疗法是最常用的3]。按摩被定义为“一个机械操纵的身体组织有节奏的压力和抚摸的目的是促进健康和福祉”(4]。尽管小说机械支持工具的可用性背部按摩干预,例如,(5- - - - - -7),按摩治疗仍以传统的方式提供,患者和治疗师需要在同一个地方8]。

在[9),我们介绍了一种新型实时haptic-enhanced telerehabilitation按摩疗法系统由一个web应用程序和本地虚拟环境(VE)执行的交互使用跳跃运动控制器(LMC)姿态传感器(10)和Vybe触觉游戏垫(11]。系统,称为GoodVybesConnect,允许个性化治疗的输入参数和校准根据病人的特点。它还允许执行的治疗依赖于医生的手运动VE、多通道反馈(即。、视觉、声音和vibrotactile反馈)发送给患者根据实时的可用性治疗师。否则,病人可能在家玩按摩会议原定的专家。最后,治疗结果自动更新在病人的临床记录。

评估GoodVybesConnect目前的原型和识别一些设计见解,可能有助于改善当前版本的系统,我们进行了两个评价:第一次评估的目的是确定用户体验的潜在患者在按摩,而第二个旨在了解专家”(即。,医生和心理学家)意见他们的应用程序的可用性知觉和用户体验,参与患者和治疗师。

2。相关工作

根据文献,有各种形式的干预治疗,包括物理治疗、针灸、按摩治疗,和按摩疗法(12]。按摩疗法已被证明影响肌肉骨骼系统的结构和功能通过促进放松反应,减少肌肉紧张和减少强直性肌肉收缩13- - - - - -16]。近年来,机械工具的集成支持实施按摩疗法如按摩椅(5- - - - - -7),自动按摩系统(6),或机器人系统17- - - - - -21)治疗师和患者受益。

按摩椅允许不同的按摩技术,例如,压力点按摩,辊拉伸按摩,和击败按摩5]。在某些情况下,根据所测量病人的生理变量(例如,精神状态,血压、心率、和压力,等等),专业选择按摩技术,她/他认为最合适的22- - - - - -24]。也存在自动按摩系统,如医疗设备,结合机械按摩的基本原则,温热疗法,按摩,红外线疗法,艾灸。例如,描述的设备(6)能够释放调制和热机的精力后病人可编程控制和完全可再生的自动治疗项目选择算子。自动按摩系统的另一个例子是使用按摩模式的机器人系统,例如,机器人提供颌面部按摩(17),按摩后(20.,21,25),或脚按摩18]。然而,按摩疗法与这些机械工具的实现需要“硬连接”程序例程,当地监管的治疗师,和手动治疗管理计划(26]。此外,这些程序也需要在同一个地方病人治疗师,他们主要是在传统的方式进行使用nonmechanical仪器(3,12]。

相比上述引用,我们实时haptic-enhanced telerehabilitation系统[9)是创新,因为它(我)提出了一种方法来提供实时的康复指导和远程的方式,(2)提供了一个web应用程序来管理治疗项目,(iii)结合新兴工具来执行疗法,包括VE、Vybe触觉游戏垫(11),LMC姿态传感器(10),(iv)为病人提供了一个安全的方式重复他们的按摩治疗计划。

3所示。系统的描述

图1显示实时的架构haptic-enhanced telerehabilitation系统。GoodVybesConnect系统设计后,治疗师的建议,通过上下文的一项研究在康复中心(9]。该系统是基于web的应用程序(图组成2)和地方(图3)。

基于网络的应用程序是一个治疗师的治疗管理系统可以管理他们的治疗计划和他们的病人以及相应的临床记录。此外,治疗师可以配置疗法通过调节视觉反馈,强度,和类型的音乐。web应用程序还显示过去的患者的治疗结果通过表格和图表(图2)。此外,病人能够安排治疗,查看自己的治疗记录,访问过去的治疗,通过和他们聊天交流治疗师。

已经是haptic-enhanced telerehabilitation系统开发使用统一5.3.4 Vybe触觉游戏垫(11,猎户座库LMC姿态传感器(10]。VE的主要目标是提供一个实时和远程背部按摩疗法的病人。LMC姿态传感器作为输入设备,而Vybe触觉游戏垫用作床上按摩(输出设备)执行治疗(图1)。Vybe触觉游戏垫vibro-tactile网格显示,有六个声音线圈驱动器位于上背和六个直流电机位于阀座和背部。声音线圈玩平稳振动(150 - 250赫兹),而直流电机玩的隆隆声好似效应(11]。

图3显示了配置屏幕的治疗师选择虚拟回来,她/他想可视化(即。,back muscles and surface or intermediate muscles), the intensity of the haptic feedback, and the music the patient will hear during therapy. The movements of the therapist’s hands are detected with the LMC gesture sensor and transmitted online in real time to both the VE and the Vybe haptic gaming pad. All parameters can be changed online during execution of the therapy. After concluding the massage, the therapist stores the session and shares it through the web application with the patient so that she/he can reproduce his/her therapy again if indicated by his/her therapy program.

4所示。用户体验评估与潜在的病人

4.1。过程

获得参与者的可用性和参与者的用户体验的感知当收到按摩后用我们的系统,我们进行了一项控制可用性测试在当地公立大学的研究实验室9]。我们使用了问卷调查和控制观察评估是否参与的用户体验是愉快的。,参与者有一个愉快的用户体验当他们感到放松和/或快乐的按摩会议期间,他们有一个不愉快的用户体验,如果他们感到紧张,害怕,或紧张。

潜在的患者25老年人(年龄:平均数±标准差:63.68±7.98年,11男性和14名女性),从32%接受物理治疗由于各种原因(例如,颈部或脊椎问题,帕金森症,或抑郁),60%是在医疗,72%经常使用电脑。所有参与者签署同意书,同意在背部按摩的执行视频(图4)。

系统可用性量表(SUS) (27),技术接受模型(TAM) [285分李克特量表问卷()应用于研究结束的。期间入境人口调查问卷和出境的问卷调查,参与者被问及他们的情绪状态的那一刻,例如,如果他们紧张,害怕,紧张,放松,开心,或中性。除此之外,在回答在退出时的问卷,参与者被要求在按摩中上述情绪占了上风以及他们通过Vybe触觉感知触觉反馈收到的游戏垫。之后,两个专家评估者意识到控制观察评价分析录像,进一步验证参与者的情绪。

4.2。初步结果

在退出时的问卷调查,我们得到了以下结果:8%参与者报告中性的感觉,放松,84%和8%的快乐。此外,在分析录像的按摩疗程,专家评估发现,参与者描述以下情绪:92%的快乐,放松,96%和12%紧张。然而,参与者的情绪并非常数在整个按摩课程,他们观察到在不同的时间,有时在一个组合形式,即专家选择按摩会话期间的情绪占据主导,因此确定参与者被观察到:92%的放松和8%的紧张。表1主要显示了参与者和观察报告的情绪在他们的专家。

根据表1,它可以观察到有一个巧合的80%(20例)的参与者之间自我感觉和观察到的专家。从这些20实例,19例一致,他们放松,因此专家们观察到盘中,在其余病例(参与者P23),据报道有一个中立的国家在按摩,批准的观察员(4 - 4)。在第一种情况下,结果表明,用户体验是愉快的,因为它实际上是由专家通过参与者和批准;在第二种情况下,由于缺乏足够的证据,用户体验的参与者是声明为不愉快的。

此外,差异中发现的其他参与者包括参与者P1(4 - 5)的情况下,参与者P5和P6的情况下(5 - 3),和参与者的情况下P7 P13 (6 - 5)。为参与者P1(4 - 5)的情况下,中性的自我认知与观察到的放松,在会议的开始,参与者报告,设备的一侧,她/他不觉得另一样;然而,一分钟后,参与者他/她闭上眼睛,他/她看上去很放松在其他会话;因此,观察员报道他/她放松;然而,它可能是设备存在的问题和经验不够愉快成为放松或感到快乐;参与者的自我感觉是中性的,我们得出的结论是,参与者没有什么愉快的经历。

两个参与者的元组(5 - 3),自我感觉放松和观察到的紧张,观察人士报道,在整个会话,参与者被观察到的不安;在P5,她观察到在整个会话与她的眼睛张开,快速闪烁,在没有时间,她看上去很放松;P6,类似的事情发生,他还不断地挤压的嘴唇和手指移动他的手,他显然是紧张的。这紧张可能是由于不了解设备工作的期望。P5和P6收到了某种类型的治疗或物理治疗在过去。在这两种情况下,我们的结论是,用户体验是不愉快的。

最后,两个参与者报告感到快乐在会话;然而,据观察,他们认为非常轻松(6 - 5)。可以说,他们享受着按摩很多,虽然他们放松,他们认为自己比轻松快乐。在这两种情况下,它被认为是他们的用户体验是愉快的。

作为结论,我们有84%的人有一个愉快的用户体验报告自己放松或快乐时按摩会议期间,剩余16%的参与者,没有证据表明他们有一个愉快的用户体验通过提供明确的证据在整个会话或紧张报告一个中立的情绪状态。

5。评估专家

5.1。过程

这项研究是进行运动康复专家参与system-extended可用性测试使用在退出时问卷检验技术。这个评估的目的是为了获得专家的知觉系统的可用性和用户体验,参与既是患者和治疗师。通过这种方式,我们的目标是评估当前的可用性提高系统原型和识别一些见解。

参与者被10女专家(7治疗师和3心理学家,平均年龄:29.9±8.00年)工作在两个不同的机构(7.25±5.95年平均经验)。专家提供运动或感觉疗法不同患者由于多种病因(如感觉解体,损伤由于身体活动,缺乏知识的身体,感觉筋疲力尽,压力,和高血压,等等)。所有年龄段的百分之七十的人照顾病人,其余仅为自闭症儿童提供保健、社会融合问题,和唐氏综合征等。百分之八十的专家使用常见的仪器进行治疗,例如,波动,吊床,纹理,床垫,和球用手和膝盖,和其他使用视频、歌曲和故事来激励病人。最后,100%的人认为,计算机系统可以用作支持工具在治疗病人的诊断和治疗。

所有参与者签署同意书,同意被录影期间的执行评估。进行了评估每个工作中心的专家。VE应用程序是安装在电脑上,而Vybe触觉装置被用作按摩床(图5)。

在这个评估,专家参与了两个条件:(a) C1,作为患者和(b) C2,作为治疗师,这样他们可以有真正的视角和经验丰富的感知系统。我们假设使用的系统如下:(H1) GoodVybesConnect系统更高的可用性知觉条件C1比条件C2和(H2)的用户体验参与条件C1比条件更愉快的C2。

评估过程是一个受欢迎的消息,最初的解释,和问卷调查相关的人口数据。成对,专家系统用于4分钟作为4分钟的病人(C1)和作为一个医生(C2)(图6)。角色分配(即。,therapist or patient) was randomly controlled to avoid bias. The intensity of the haptic feedback of the provided massage was also set randomly (i.e., ¼, ½, ¾, and 1). All participants experienced the same auditory feedback during the massage.

系统可用性量表(SUS)和技术接受模型(TAM)问卷5分李克特量表()应用于研究结束的。期间入境人口调查问卷和出境的问卷调查,参与者被问及他们的情绪状态的那一刻,例如,如果他们紧张,害怕,紧张,放松,开心,或中性。除此之外,在回答在退出时问卷,参与者被要求5分李克特量表(使用),上述情绪盛行在按摩(作为治疗师和病人)和感知的触觉反馈收到通过Vybe触觉游戏垫。此外,参与者被要求对系统功能和触觉设备特征和评论或建议的系统。最后,主要分析正常(使用一个输入分析器工具)表示,结果变量并不是正态分布。因此,分析假设,应用非参数统计分析使用双尾非参数Wilcoxon测试(29日]。

6。结果

6.1。可用性的看法

表2介绍了可用性的总结参与者的看法关于系统使用它作为一个病人时(C1)和使用它作为一个医生(C2)。见表2在两种情况下,感知可用性高:作为病人(4.20/5)中位数和治疗师(4.30/5)中位数。此外,统计测试表明,知觉的差异不显著(见H1表3);因此,H1是拒绝。此外,图7表明,尽管GoodVybesConnect系统的可用性观念的差异并不显著,70%的专家完全同意,该系统是可用的支持工具在按摩治疗,病人和他们的观点不同,那里只有20%的人完全同意,系统是可用的,其中60%的人同意。

所有参与者的病人(C1)表示,如果他们可用的系统,他们会使用它:20%表示,他们会用它一周一次或两次,30%的人说他们会使用它三或四次一个星期,30%的人说他们会用它每周5次,而且20%的人说他们会使用6次或更多。关于时间的使用,50%宣称他们会用它来10分钟,40%的人说他们会用它来15分钟,10%表示,他们将使用它15分钟或者更多。

此外,100%的参与者是治疗师(C2)表示,如果他们将有可用的系统,他们会使用它:10%表示,他们会用它一周一次或两次,40%的人说他们会使用它三或四次一个星期,40%的人说他们会用它每周5次,而且10%的人说他们会使用6次或更多。关于时间的使用,10%宣称他们会用它来5分钟,60%的人说他们会用它来10分钟,30%表示,他们将使用它15分钟或者更多。

此外,关于使用VE,专家表示,他们完全同意的最重要特征已经是保存和复制疗法(5/5)中值,以及专注于特定领域的治疗根据治疗计划(5/5)。专家还认为,重要的是,按摩可以执行远程(4/5)中位数和触觉反馈强度的水平可以调整(4/5)中位数。最后,实时改变音乐特征被视为更重要(3/5)中值(图8)。

关于感知触觉反馈的系统根据专家(图9),一个好的感知触觉反馈得到的(4.18/5)中位数。图9显示了平均得分被专家。根据这些结果,专家认为首先安全功能(4.6/5)中位数;第二,他们喜欢安慰提供的床垫(4.4/5)中位数;第三,他们喜欢触觉装置的设计;最后,愉快的功能感知(3.6/5)中值最低。

最后,一些专家指出,系统如GoodVybesConnect可能非常有用的参加的孩子不知道自己的身体,不要让自己被感动,或任何受伤等等。成人患者,此外,它可以用于治疗,例如,压力,焦虑,紧张,肌肉疼痛,或者放松前列腺的病人由于疾病。

6.2。用户体验

表4显示了总结专家的用户体验在接收按摩(C1)和提供按摩(C2)条件(H2假说)。此外,表5提出了分析的结果提供的情感专家。如表所示5结果显示,证据表明接受治疗期间情绪之间的差异(C1)或提供(C2)治疗不显著,因此,H2被丢弃。然而,平均而言,用户体验在条件C1(接受按摩)比条件稍微愉快C2(提供按摩)。

图10显示的情感专家在使用GoodVybesConnect (H2)系统。一方面,虽然感觉触觉反馈的床垫和接收按摩(C1),每个人都否认感觉压力(100%),和大多数参与者否认感到恐惧(90%)或被紧张(80%)。同样,它可以强调,他们中的大多数肯定感到放松,(90%)和所有的肯定感到高兴(100%)。另一方面,当使用系统并提供按摩(C2),他们中的大多数否认感到紧张(90%)或感到恐惧(80%);虽然一些报道感到紧张(30%)或中性(60%)。最后,关于感觉放松,30%反对,40%同意或完全同意;而他们中的大多数(70%)表示,他们感到高兴。

7所示。讨论

7.1。可用性的看法

可用性的主要结果表明,感知GoodVybesConnect系统的高,都在使用它作为一个病人(C1)(4.20/5)中位数和治疗师(C2)(4.30/5)中位数。百分之六十的专家在使用系统提供的按摩(C2)条件(即完整的协议。,中间5/5)系统是有用的,易于使用,易于学习,高意图使用(图7)。没有发现显著差异的可用性知觉GoodVybesConnect系统在两种条件下(C1和C2),因为在这两种情况下的感知有用性很高,考虑到所有的专家表示,他们愿意使用这个系统一旦可用。

此外,专家评估当前系统的设计特点,表明以下是最重要的:(a)保存和复制一个疗程(中位5/5),(b)靶向治疗领域根据程序(图8),(c),按摩可以执行远程(中位4/5),(d),触觉反馈的强度可以调整,(e),音乐可以在实时变化,后者被认为是不太重要(3/5)中位数。这些结果证明了这一点,平均而言,系统的设计特点被认为是重要的专家。

感知触觉反馈的主要结果表明,50%的专家在接受按摩完全同意的强度是足够的(4.18/5)中值(图9)。然而,其他专家表示,有必要增加并专注于按摩反馈的强度产生更令人愉悦的使用体验。另一方面,虽然设备的设计的感知是足够的(4.3/5)中位数,他们表明它可以有更大的维度覆盖其他按摩区域,包括颈部、躯干,颈背和腿。

7.2。用户体验

分析专家的情绪收到按摩(C1)和提供按摩(C2)表示,大多数专家不有一个负面的经验(即使用。压力或恐惧),差异不显著。然而,P1在他的治疗师的角色(C2)表示,他感到害怕,这可以解释根据他最后的评论“我害怕一个不正确的运动时给按摩”(P1)。此外,在治疗师的角色,专家P1, P7,票数回答,他们紧张在使用系统时,可以解释基于他们的一些评论:“(有必要)伴随系统用户手册,或者一个视频教程,因为并不是所有的治疗师都用来与虚拟环境交互”(P7),“我发现一切都很好,只会让我紧张不正确”(P9)(图10)。这也可以解释为使用GoodVybesConnect系统期间,专家表示感觉更放松当收到按摩(88%)比给按摩(50%)(图10)。此外,在他们的知觉而接受按摩(C1), 90%感到放松,100%的员工感到快乐。这个比例更高的积极经验使用可能解释为什么结束的时候按摩参与者P2, P4, P5, P6、P7, P8,票数,P10要求继续按摩;他们的一些言论是“为什么它结束了”(P4、P5 P8, P10),“我是睡着了”(P2,票数,P10),“感觉很好,什么时候可以?”(P6),“我在哪里可以买到它?”(P5,票数,P10)。最后,提到的几个专家,他们认为更好的触觉反馈的强度大时,表示它将是明智的增加改善其愉悦的特性。

根据评估的结果,有证据表明,一方面,GoodVybesConnect系统也被潜在用户,并生成主要是愉快的用户体验。另一方面,在其高可用性专家同意从两个角度(C1和C2),以及它产生愉快的用户体验从病人的角度来看。专家也分享不同的提案旨在改善VE和按摩垫的设计。

8。设计的见解

基于康复专家的意见和建议,以下系统设计主题出现了:(我)调整治疗策略。专家建议,这将是有趣的,如果病人可以提供按摩在缺乏治疗师,甚至有患者和治疗师能够选择不同的预设治疗技术治疗病人。的一些评论:“如果能在任何时候有选择自己能够直接(按摩)当您没有访问到一个治疗师”(P6)”,系统可以控制接收按摩”(P8),和“生成一个预先录好的按摩使用它与其他病人”(第七页)。(2)选择、界定和调整按摩区。专家表示,有必要关注按摩区域,以避免接触病人的敏感地区。他们还指出,这将是重要的面积增加头部,颈部,后颈,树干,和腿。他们还建议,可以确定区域的界定取决于肥胖的人,他们的年龄,例如,孩子或成人。的一些评论:“询问受灾地区提供更多的强调“(P1),“隔离刺激被施加的压力”(P2),“少施加强度在中央区域(列)”(P7),和“考虑肩胛骨”(P8)。(3)适当的校准和按摩装置的大小。专家建议,触觉设备是更宽、更长。此外,他们提到,一旦设备较大,不同的维度可以配置为适应治疗根据病人和添加[支持]颈部、躯干,肩膀,和腿。的一些评论:“我想添加一个附件的脖子”(P2),“有必要考虑超重的人(肥胖),因为(在其当前版本)可能不会掩盖他们期望治疗”(P3),“尺寸适合标准的人”(P3),“它需要一个更广泛和更长的床垫”(P4, P5),“也许添加[支持]和肩膀”(P6),“增加维度(触觉设备)”(P10),“床垫能为了更大的利益的人”(P10),和“[它]可以覆盖的面积腿”(P10)。(iv)增加温度和增加的触觉反馈的强度按摩。专家表明,刺激对患者更好的更高强度的按摩;此外,他们建议增加温度加强病人的放松。同时,他们认为有必要数值量化触觉反馈的强度。的一些评论:“[要求]强度水平的反馈,认为他们是更广泛的数值范围内而不是低,中,高”(P3),“更高的反馈强度的床垫”(P1, P2, P8),“我想添加温度加强放松”(P2),“我觉得更好的按摩的强度最高时”(P3、P5和P9)和上部的“放松”(P8)。(v)添加触觉反馈的运动治疗师提供支持和改善VE的可视化表示。专家的恐惧和紧张的情绪在使用的VE GoodVybesConnect表明有必要整合触觉反馈,同时提供按摩,这样医生就知道她/他的强度是接触病人。此外,触觉反馈的强度必须符合病人的可视化表示的虚拟身体VE。的一些评论:“我害怕做运动时错误地给按摩”(P1)和“我发现一切都很好,我只是感到紧张不做正确”(票数)。

9。结论

按摩疗法是一个实时haptic-enhanced telerehabilitation系统评估与潜在用户和专家。评估与潜在用户,使用得到的经验,在与专家除了使用的经验,系统的可用性的感知,以及一些建议,以提高其设计。

我们所知,GoodVybesConnect是第一个系统,允许治疗师进行背部按摩疗法和远程实时。虽然我们评估系统与一小群样本,即25潜在患者和10专家,我们想要指出,在临床文献领域中,有些作品,类似的应用统计检验同样数量的参与者,例如[5,17,19]。此外,HCI文献表明,包含五个专家在评估阶段可以检测到85%到80的可用性问题的设计方案(30.]。

此外,评估的结果提供高可用性的看法的证据,积极的用户体验(即。、放松和欢乐),和良好的触觉反馈(即。,安全,愉快的,和安慰able) provided by the system. In addition, the comments suggest that the specialists perceived the current design features as important, and they generated new design insights focused primarily on improving massage feedback. Finally, as future work, it is necessary to further include the emerged design insights to enhance the current system. First, we will strengthen the design of the system to improve the experience of use and its clinical impact. Second, we are going to evaluate the proposed tool with more specialists (i.e., clinicians and therapists), and potential patients, to confirm the observed trends. Third, we will use the system for a longer period of time to better establish the scope and impact of these results.

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢恩塞纳达港两个康复中心的治疗师,墨西哥,参加这项研究。这项工作是由下加利福尼亚大学授予212年四面八方de Servicio社会2016年和344565年CONACYT奖学金数量提供给第一作者。