Wii Fit: wat kun je observeren en trainen bij kinderen met balansproblemen? 25 januari 2014, Ede Dorothee Jelsma Ernst Smit
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Doel workshop Wii Fit Promotie onderzoek D. Jelsma, promotor Prof dr. B. Smits-Engelsman (AVANS+ en KU Leuven) en Prof dr. O. Tucha (RUG), co-promotor Dr. R. Geuze (RUG)
• Balans en houdingscontrole. • Welke verschillende balansstrategieën laten kinderen zien tijdens het spelen van een Wii Fit spel. • Video observatie protocol. • Welke bewegingsstrategie is effectief en welke niet? • Praktijk: inzicht in verschil ski slalom game versus soccer heading. • Resultaten van het Wii interventie onderzoek
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Balansontwikkeling tijdens de kinderjaren “The coordination of movement is the process of mastering redundant degrees of freedom of the moving organ into a controlable system” (Bernstein 1967) Houdings controle is een dynamisch proces: • Oriëntatie en relatie van lichaamsdelen met omgeving of taak • Lichaamszwaartepunt binnen steunvlak houden = balans • Anticipatie op beweging/ balans verstoring (APA’s) • Reactie op een interne of externe balansverstoring 25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Balansontwikkeling tijdens de kinderjaren • Accurate tuning en integratie van sensorische input via visuele, proprioceptieve en vestibulaire bronnen (Forssberg & Nashner, 1982; Peterka, 2002). • Verschuiving in dominantie: visuele controle -> somatosensorische controle van balans bij 3 jaar • Anticipatie: snelle veranderingen in spier activatie geinitieerd door sensorische input • Op latere leeftijd voorgeprogrammeerde mechanismen met een snelle en automatische reaktie • Ontwikkeling van houdingscontrole is op volwassen niveau op de leeftijd van 16-18 jaar • Tijdens de kinderleeftijd: motorisch leren essentieel voor ontwikkeling houdingscontrole en balansvaardigheden 25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Balansontwikkeling tijdens de kinderjaren • • • •
Sensorische en motorische cortex ->bij 2 jaar Cerebellum -> bij 4 jaar Verbetering van motorische vaardigheden: door oefening Fitts en Posner (1967) drie fases van motorisch leren: Cognitieve fase: exploreren, variabel, trial en error, bevriezing van vrijheidsgraden Associatieve fase: feedback en feedforward. Meer vrijheidsgraden met variabele uitvoeringen. Fine tuning motorunits: efficientië, accuraatheid en timing Autonome fase: gecoördineerde uitvoering van de taak, constante en vloeiende manier van uitvoering en meer efficiënt gebruik van motor units (Bernstein 1967, Fitts& Posner 1967, Hadders-Algra & Carlberg, 2008)
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Balansstrategieën bij kinderen Vroege fase: romp ‘en bloc’ met armen in middel- of hoogstand Balans strategieën; enkel-, heup- en stapstrategie Video Emiel balans circuit (video openen) Emiel video parcours
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Kinderen met Developmental Coordination Disorder (DCD) en/of balansproblemen • Kinderen met DCD 70%: balansproblemen dankzij vertraagde respons op balansverstoringen (Geuze, 2005, Johnston et. al., 2002) • Kinderen met DCD leren anders vergeleken met kinderen die zich motorisch normaal ontwikkelen: met name autonome fase (Visser 2003) • Intensieve training is nodig om hetzelfde niveau van motorische taken te bereiken (Kirby, Sugden, & Edwards 2010) • Verschil in aanpassing van sensorische systemen: • Balans taak in stand onder verschillende omstandigheden: • Gebruik van alle sensorische systemen (vestibulair,visueel en somatosensorische input) geen verschil • Alleen gebruik van hun vestibulaire of visuele systeem: grotere zwaai in stand (Fong 2012) • moeilijker taken (stand op 1 been met gesloten ogen): grotere zwaai (Geuze 2003) 25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Wii Fit balance board • 21 spelletjes, waarvan er 19 geschikt zijn om mee te oefenen
• Ski slalom game • Soccer heading 25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Video Observation Tool-balance (VOT-B) Start van beweging: Hoofd, heup, romp, arm of knie Rapport cijfer voor en na de scores tussen 1-10 Kwantitatieve score 1. Hoofd 2. Heup 3. Romp 4. Voet 5. Arm Observaties: A. Rotatie B. Heupen bewegen tegengesteld aan de zijde van de bedoelde gewichtsverplaatsing C. Armen draaien tegengesteld aan de rotatie van de romp D. Verkrampt patroon of bijzondere bijbewegingen E. Associatie bewegingen in gelaat
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Verschillende strategieën • Heup/been strategie: • Romp strategie: • Romp strategie met rotatie:
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Cluster analyse • • • • •
43 kinderen -> 970 video’s (30 excluded) 5 kwantitatieve scores en 2 kwalitatieve scores Two step cluster analysis Elke cluster representeert een balans strategie Aantal clusters is bepaald op 6
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
rank
Name, number
Missed gates Characteristics (mean; median)
1
Lower leg strategy n=178
5.6; 4
Hip movements, no trunk or head movements, supportive and relaxed arm movements, lifting of the heel
2
Upper body strategy n=287
6.5; 6
Trunk and head movements with fixed hips and legs, large arm movements, lifting of the heel
3
Hip/arm strategy n=130 Trunk strategy n=100
6.8; 6
Hip movements, minimal trunk movements, large arm movements, lifting of the heel and rotation
7.3; 7
Trunk and head movements with fixed hips and legs, supportive arm movements, lifting of the heel and rotation
Opposite hip 8.2; 8 strategy n=124
Trunk and large head movements with opposite hip movements, large and corrective arm movements, lifting of the foot and rotation
4
5
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
35
Frequency distribution of ranks
30
DCD 25
Percentage %
Control 20
15
10
5
0 Rank1
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Rank2
Rank3
Rank4
Ranks of cluster
Rank5
Rank6
Oefenen in de praktijk • Elk spel kost ongeveer 30-40 seconden • Elke proefpersoon speelt zowel soccer heading als ski slalom Opdracht: 1. welke strategie wordt gebruikt tijdens welk spel. - Welk spel lokt heup/beenstrategie uit? - Welk spel lokt rompstrategie uit? 2. Is er verschil in de groep tussen geoefende en ongeoefende spelers 25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Terugkoppeling •Ski slalom: feedforward strategie om de bewegingen van de Mii/avatar te controleren •Soccer heading: reactie op een visuele prikkel •
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Effect van interventie
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Resultaten 1 Verschil tussen 2 groepen: kinderen met balansproblemen (BP) en kinderen met een normale motorische ontwikkeling (TD) TD group (n=20) Mean (SD) Wii z-score
1.4
F
9.6
p-value
ηp2
Group*Wii experience (p-value)
.18 .74
.242 .402
19.4 (1.8)
10.1 (3.3)
128.4
.003* <.001*
BOT2 balance
20.3 (2.9)
7.6 (2.8)
225.6
<.001*
.83
.127
BOT2 running speed & agility
16.4 (2.9)
8.9 (3.1)
73.4
<.001*
.62
.192
BOT2 bilateral
0
BP group (n=28) Mean (SD)
coordination
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Resultaten 2 voor en na interventie Test
Pre intervention Mean (SD)
Post intervention Mean (SD)
F
p-value
ηp2
MABC 2 total standard score (SD)
2.6 (1.6)
4.2 (3.0)
14.0
.001
.35
Wii z-score
1.3(2.1)
-.02 (1.5)
18.7
<.001
.42
MABC2 Balance Standard Score BOT2 Bilateral Coordination scale
3.3 (2.0)
6.1 (2.8)
27.8
<.001
.52
9.8 (2.8)
12.3 (4.5)
40.0
<.001
.61
BOT2 Balance scale
7.4 (2.9)
10.6 (4.5)
22.9
<.001
.47
BOT2 Running speed & Agility scale
8.9 (3.0)
12.8 (3.8)
30.7
<.001
.54
MABC2 Manual Dexterity MABC2 Aiming & Catching
4.9 (2.8)
5.3 (3.0)
1.6
.219
.06
5.0 (2.5)
5.4 (3.3)
0.8
.376
.03
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Resultaten 3 Verandering na 6 wk geen interventie versus verandering na 6 wk interventie
Mean difference (99% CI) n=14
T1-T0
T2-T1
F
p-value
ηp2
Time*Wii experience (p-value)
MABC2 total
.36 (-.26;.98) 2.1 (-.15;4.4)
7.3
.020*
.38
.635
MABC2 balance
.14 (-.88;1.2) 3.9 (1.7;6.2)
14.2
.003**
.54
.926
BOT2 bilateral
-.50 (-
3.0 (.81;5.2)
10.6
.007**
.47
.242
coordination
2.4;1.4)
BOT2 balance
-.43 (-
3.9 (.39;7.5)
8.8
.012
.42
.454
2.2;1.4) .07 (-1.7;1.8) 4.6 (2.2;7.1)
21.2
.001**
.64
.317
BOT2 running speed & agility
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Tot slot 1. Zijn Wii Fit/alternatieve bewegingsgestuurde game computers een zinvolle aanvulling voor kinderfysiotherapie bij kinderen met DCD/balansproblemen? 2. Protocol; observatie en kwalitatieve score van bewegingsstrategieën bij het spelen van de ski slalom game: is dit werkbaar in de praktijk? Meer info: The impact of Wii Fit intervention on dynamic balance control in children with probable Developmental Coordination Disorder and balance problems Hum Mov Sci. 2014 Jan 17. pii: S0167-9457(13)00181-4. doi: 10.1016/j.humov.2013.12.007
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit
Bedankt voor uw aandacht!
25 januari 2014 balansproblemen en Wii Fit