Effects of EMG-Controlled Video Games on the Upper Limb Functionality in Patients with Multiple Sclerosis: A Feasibility Study and Development Description

Oña, Edwin Daniel; Marcos-Antón, Selena; Copaci, Dorin; Arias, Janeth; Cano‐de‐la‐Cuerda, Roberto; Jardón, Alberto

doi:10.1155/2022/3735979

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“…2 ). A comprehensive description of the video games was developed in a previous study [ 18 ]. However, the main features of each game are described below: MYO-Gesture : in this game, a set of coloured rings fall from the top of the screen, each associated with a random gesture that the patient has to imitate.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

sEMG-controlled forearm bracelet and serious game-based rehabilitation for training manual dexterity in people with multiple sclerosis: a randomised controlled trial

Marcos-Antón,

Jardón-Huete,

Oña-Simbaña

et al. 2023

J NeuroEngineering Rehabil

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Background Muscle strength and dexterity impairments are common among patients with multiple sclerosis (MS) producing limitations in activities of daily living related to the upper limb (UL). This study aimed to evaluate the effectiveness of serious games specifically developed for the MYO Armband® capture sensor in improving forearm and wrist mobility, UL muscle strength, dexterity, fatigue, functionality, quality of life, satisfaction, adverse effects and compliance. Methods A double-blinded (allocation concealment was performed by a blinded investigator and by blinding for assessors) randomised controlled trial was conducted. The sample was randomised into two groups: an experimental group that received treatment based on UL serious games designed by the research team and controlled by the MYO Armband® gesture capture sensor, along with conventional rehabilitation and a control group that received the same conventional rehabilitation for the UL. Both groups received two 60-min sessions per week over an eight-week period. Wrist range of motion (goniometry), grip muscle strength (Jamar® dynamometer), coordination and gross UL dexterity (Box and Block Test), fatigue (Fatigue Severity Scale), functionality (ABILHAND), quality of life (Multiple Sclerosis Impact Scale-29), adverse effects (Simulator Sickness Questionnaire, SSQ), perceived workload (NASA-Task load index), satisfaction (Client Satisfaction Questionnaire-8 (CSQ-8), Satisfaction with Technology Scale, System Usability Scale (SUS) and QUEST 2.0) and compliance (attendance) were assessed in both groups pre-treatment, post-treatment and during a follow-up period of 2 weeks without receiving any treatment. Results Significant differences were observed in the experimental group compared to the control group in the assessment of forearm supination (p = .004) and grip strength (p = .004). Adverse effects were minimal (SSQ: 7/100 points) and perceived workload was low (NASA-Task Load Index: 25/100 points) in the experimental group. The MYO Armband® technology proved to be useful for the participants (SUS: 80.66/100) and the satisfaction scales received high scores (QUEST 2.0: 59.4/70 points; Satisfaction with Technology: 84.36/100 points). There were significant differences between the groups in terms of attendance percentage (p = .029). Conclusions An experimental protocol using MYO Armband®-based serious games designed for UL rehabilitation showed improvements in active wrist range of motion and handgrip strength in patients with MS, with high satisfaction, minimal adverse effects and workload and excellent compliance. Trial registration number: This randomised controlled trial has been registered at ClinicalTrials.gov Identifier: NCT04171908.

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Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

sEMG-controlled forearm bracelet and serious game-based rehabilitation for training manual dexterity in people with multiple sclerosis: a randomised controlled trial

Marcos-Antón,

Jardón-Huete,

Oña-Simbaña

et al. 2023

J NeuroEngineering Rehabil

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“…Finalmente, Totty et al investigó con 10 personas sin discapacidades el monitoreo remoto de la actividad física utilizando MYO para evaluar la viabilidad de clasificar categorías de actividades de la vida diaria a partir de la Observación del comportamiento de la actividad del brazo funcional Escala del sistema (FAABOS) que utiliza datos de movimiento y activación muscular (Totty and Wade, 2017). Finally, previous work of the authors support the use of EMG-commanded video games as a rehabilitative tool in patients with MS, obtaining favorable outcomes related to upper limb functionality and satisfaction (Oña et al, 2022).…”

Section: Trabajos Relacionadosunclassified

EMG-Space Shooter: Integración de Sensor MindRove para Desarrollo de Serious Games Controlados por Activación Electromiográfica del Brazo

Oña,

Bandini,

Micera

et al. 2023

XLIV Jornadas De Automática: Libro De Actas: Universidad De Zaragoza, Escuela De Ingeniería Y Arquitectura, 6, 7 Y 8 De Septiem

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Los trastornos neurológicos como la enfermedad de Parkinson (PD), esclerosis múltiple, ictus, entre otros, son la causa más común de problemas sensori-motores en adultos jóvenes, con una alta prevalencia en todo el mundo. Para ayudar en el tratamiento de este tipo de afectaciones, el uso de herramientas basadas en “serious games” y realidad virtual (RV) en el proceso de rehabilitación cognitiva y motora ha ido creciendo progresivamente en los últimos años. Este artículo presenta la integración de un dispositivo comercial tipo brazalete, para la detección de la actividad muscular electromiográfica (EMG) en la extremidad superior, en un entorno de videojuego que fomenta la actividad motora. El dispositivo utilizado es el sensor MindRove. El artículo también presenta el desarrollo de un serious game con una temática arcade, denominado EMG-Space Shooter, donde las acciones del juego (mover una nave o disparar) se comandan por medio de gestos que son detectados por medio del sensor MindRove. Para reconocer los gestos se utiliza un clasificador tipo Support Vector Machine (SVM) implementado en Python. Trabajos previos sobre el uso de serious games controlados por señales EMG del brazo han mostrado resultados prometedores en la recuperación funcional motora usando el brazalete MYO Armband, que ya no se encuentra comercialmente disponible. Así, este trabajo busca dar continuidad a dicha línea de investigación, haciendo uso de un nuevo sensor que permita potenciar las lecciones aprendidas en trabajos previos.

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“…En los trabajos previos del grupo de investigación se usó el Myo Armband para la clasificación de gestos de la mano en el control de vídeo juegos [6] y en el control de un guante actuado [7]. Por intermedio de la interfaz desarrollada en Matlab, se pueden adquirir nuevas muestras de señales EMG y extraer sus características temporales.…”

Section: Comparación En La Clasificación De Gestosunclassified

“…Con las muestras adquiridas se creó una base de datos, con la cual fue entrenada la red neuronal presentada en [6].…”

Section: Comparación En La Clasificación De Gestosunclassified

“…En los últimos años, los dispositivos inalámbricos de adquisición de señales EMG de tipo brazalete, han despertado un gran interés para los investigadores por su fácil uso, simplicidad y viabilidad de integración con diferentes dispositivos. Estos fueron usados para control de brazos robóticos [5], control de vídeo juegos [6], control de exoesqueletos [7] y reconocimiento de signos [8]. Uno de los brazaletes más usado por los centros de investigación es el Myo Armband desarrollado por Thalmic Labs Inc. hasta el año 2018, siendo men-cionado en más de 3000 publicaciones en Google Scholar.…”

Section: Introductionunclassified

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Evaluación y desempeño de los sensores Myo Armband y MindRove

Blanco¹,

Moreno²,

Arias³

et al. 2022

XLIII Jornadas De Automática: Libro De Actas: 7, 8 Y 9 De Septiembre De 2022, Logroño (La Rioja)

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Los últimos avances en las tecnologías vestibles han tenido un impacto muy positivo en los seres humanos mejorando su calidad de vida, habilidades y confort. Los sensores vestibles, como por ejemplo, los sensores de electromiografía superficial permiten una mejor adaptación a la forma del cuerpo humano, menos complejidad en su uso y menos notable estéticamente, siendo usados hoy en día en diferentes dispositivos protésicos o de rehabilitación permitiendo a los usuarios una mayor autonomía. Entre los sensores de electromiografía más usados por los centros de investigación, es el brazalete Myo Armband que dejó de fabricarse en el año 2018. Basándose en esta limitación, se propone evaluar la respuesta del brazalete Myo Armband frente al sensor MindRove, con el objetivo de poder elegir un sustituto del Myo Armband. En este trabajo se presentan las principales características de las señales de electromiografía, la adquisición y procesamiento para el uso en la clasificación de gestos. Los resultados preliminares obtenidos sobre el mismo algoritmo de clasificación, presentado anteriormente por el grupo de investigación, demuestran que las señales adquiridas con MindRove fueron clasificadas con una precisión de 70.3% frente a las señales adquiridas con Myo Armband donde la precisión fue de 92.7%. Cabe mencionar, que no se utilizaron filtros adicionales, únicamente se hizo uso de los API de Matlab para adquirir las señales, posteriormente fueron rectificadas y segmentadas para su clasificación.

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Effects of EMG-Controlled Video Games on the Upper Limb Functionality in Patients with Multiple Sclerosis: A Feasibility Study and Development Description

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sEMG-controlled forearm bracelet and serious game-based rehabilitation for training manual dexterity in people with multiple sclerosis: a randomised controlled trial

sEMG-controlled forearm bracelet and serious game-based rehabilitation for training manual dexterity in people with multiple sclerosis: a randomised controlled trial

EMG-Space Shooter: Integración de Sensor MindRove para Desarrollo de Serious Games Controlados por Activación Electromiográfica del Brazo

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