Mål Denna serie studier genomfördes för att utveckla och fastställa egenskaper för motion videospelspel hos äldre vuxna. Videospelet var en modifierad version av den populära dansrevolutionen (DDR; Konomi). Metoder Deltagare i åldern ≥70 ombads att göra enkla stegrörelser som svar på vertikalt drivande pilar presenteras på en videoskärm. Stegsvaren upptäcktes av en modifid USB DDR-matta, och egenskaper hos stegprestanda såsom stegtid, procentandel av missade målsteg och procentandel av korrekta steg spelades in med hjälp av specialbyggd programvara. Drivhastighet och steghastighet av visuell stimuli var modified för att öka aktiviteten diffi kulty. Resultat Signifi kant linjära samband mellan steg prestanda och stimulans egenskaper observerades. Prestanda hos äldre vuxna minskade i takt med att stimulanshastigheten och steghastigheten ökade. Optimal stegprestanda inträffade för en stimulanshastighet på 17° visuell vinkel per sekund och en steghastighet på ett steg varannan sekund. Vid snabba drifthastigheter (upp till 35°/s) var deltagarna mer än 200 ms för långsamma med att samordna sina steg med den visuella stimulansen. Yngre vuxna var bättre i stånd att utföra språnguppgiften över ett bredare spektrum av drifthastigheter än äldre vuxna. Slutsats Findings tyder på att äldre vuxna kan interagera med videospel baserat på DDR men att stegprestanda bestäms av egenskaper hos spel såsom pil drift hastighet och steghastighet. Dessa nya "exergames" föreslår en lågkostnadsmetod med vilken äldre vuxna kan delta i övningar som utmanar balans och som kan genomföras i sina egna hem. Förmågan att göra välskötta, lämpligt riktade steg förstärker vår förmåga att upprätthålla vår balans och röra sig obehjälpt genom vår miljö. 1 Det finns bevis för att tidpunkten för frivilligt steg 2 3 och genomförandet av framgångsrika steg för återhämtning av balansen efter en inducerad glid 4 kan avsevärt förbättras hos äldre vuxna efter repetitiv träning av steg svar. Randomiserade kontrollprövningar som inkluderar muskelförstärkning och balansträning visar också att risken för fall kan minskas avsevärt; 5 överensstämmelse med fallförebyggande åtgärder är dock ofta en besvikelse, 6 7 tyder på viss motvilja hos äldre vuxna att delta i sådana program. En möjlig metod för att förbättra överensstämmelsen med träningsprogram är att använda interaktiva motionsvideospel (exergames) som kombinerar spelares rörelse, engagerande rekreation, omedelbar feedback och social uppkoppling via konkurrens. [8] [9] [10] [11] [12] [13] Dance Dance Revolution (DDR; Konami) är ett exempel på ett exergame som innebär att deltagarna gör snabba steg svar från båda benen till en målplats som svar på en slumpmässigt presenterad visuell stimulans. Sådana spel innebär kontrollerade kroppsvikt överföringar som liknar de steg svar som krävs för att undvika många fall. Vi har utvecklat ett nytt stegträningssystem för äldre vuxna baserat på DDR och presenterar här en serie studier som fastställer parametrar för systemanvändning hos vuxna ≥70 år. METODER Deltagarna rekryterades från en pool på 44 äldre vuxna > 70 år (medelålder 78,9) som bodde självständigt i samhället och deltog i pågående studier vid Prince of Wales Medical Research Institute eller var frivilliga från lokala äldre grupper i samhället. Alla deltagare var utan kognitiv funktionsnedsättning (dvs. mini-mental tillstånd undersökning poäng ≥24) eller synnedsättning inte kan korrigeras med glasögon och kunde kliva utan hjälp. Systemet består av en modified Universal Serial Bus (USB) videospel dansmatta (fig 1A), som mäter ca 1 m 2 och har fyra steg känsliga målpaneler, två vänster och två höger pekar. Varje stegpanel mätte 30 cm och placerades 20 cm från närmaste fot. Spelare står i mitten av mattan hela tiden och gör vänster eller höger steg svar på en av de fyra mål platser. Mattan och en flytande kristallskärm (LCD) bildskärm (displayupplösning 1280×1024 pixlar, 60 Hz uppdateringshastighet) var anslutna till en Apple PowerMac kör OS X 10.5, med mattan placerad ungefär 1 m från skärmen. Presentation av ett anpassat DDR-spel på LCD-skärmen och inspelning av deltagarnas stegsvar kontrollerades av anpassad programvara skriven i MATLAB med hjälp av Psychophysics Toolbox-tillägg. 14 15 I DDR-spel, spelare är skyldiga att svara på en sekvens av steg instruktioner som presenteras som drivande pilar som stiger långsamt från botten till toppen av skärmen. När varje pil glider uppåt, skär den platsen för en av fyra motsvarande målpilar ordnade i en linjär konfirmering högst upp på presentationsskärmen (fi g 1B). När den drivande pilen korsar en målpil, måste spelaren samordna ett lämpligt steg på motsvarande dansmatta mål. Prestanda i spelet var quantified genom att övervaka om steg gjordes eller inte och om de var korrekt riktade som svar på den drivande pilen. Ett mått på steg timing fel härleddes också (fig 1C) och perfekt prestanda på uppgiften, där steg på pilar på mattan sammanföll i tid med samlokalisering av drivande och mål pilar på skärmen, resulterade i ett steg timing värde på 0 ms. Det är viktigt att notera att steg timing inte är ett mått på steg reaktionstid; det är snarare ett mått på hur väl deltagarna kan samordna sina steg i tid med en visuell signal. I denna studie undersökte vi effekten av ökade drifthastigheter på stegprestanda hos en grupp på 26 äldre vuxna (medelålder 78,9 år, 17 kvinnor, 9 män). Fem lika separerade drifthastigheter mellan 11,5 och 34,5°/s användes. På ett visningsavstånd av 1 m, den LCD-skärmen subtated 13,4° av visuell vinkel; därför, på den långsammaste av drifthastigheter, varje pil tog strax över 1 s för att driva från botten till toppen av skärmen; med den snabbaste hastigheten, varje pil tog strax under 400 ms. Fem upprepningar av varje drift hastighet på var och en av fyra målpil platser presenterades slumpmässigt för deltagarna. Varje försök skildes åt med ett 2-s intervall. Den tid det tog för alla 20 drivande pil stimuli att visas var 4 min. I en pilotstudie föreslogs att prestanda skulle kunna infiltreras av hur väl deltagarna kunde förutsäga hastigheten och platsen för glidande pilar. En presentationstypsfaktor inkluderades därför i denna studie med två nivåer, randomiserade (oförutsägbara) jämfört med blockerad (prediktabel) presentation. I de blockerade försöken ökades pildriftshastigheterna systematiskt från den långsammaste till snabbaste hastigheten efter fem upprepningar av varje ny drifthastighet. Block av alla drift hastigheter upprepades på var och en av de fyra målpil platser, systematiskt från vänster, fram vänster, fram höger och fi nally höger. Hälften av deltagarna fick de blockerade före randomiserade studier. Deltagarna fick en kort (1 min) förtrogenhetsprövning innan de exponerades för antingen randomiserade eller blockerade prövningar. Studie 2: Effekterna av praxis på stegtidpunkten och procentandelen missade mål Eftersom data från studie 1 samlades in efter endast en mycket kort period av förtrogenhet, motiverades det att stegprestanda skulle kunna infiltreras av praxis. I denna studie undersöktes därför effekten på stegprestandan av de fem försöken inom en timme. Genom att använda samma intervall av pildriftshastigheter i den slumpmässiga kontra blockstudien (11,5-34,5°/s), var stegprestandan hos 20 äldre vuxna (genomsnittsålder 79,6, 12 kvinnor, 8 män) quantifid för steg timing och procentandelen missade mål som funktion av pildriftshastigheten. Presentationen av drivande pilar var densamma som för det randomiserade tillståndet i studie 1. Efter varje övningsförsök gav man deltagarna upp till 5 minuter före nästa försök med hela uppsättningen övningsförsök som tog mellan 45 och 60 minuter. För att undersöka ökade prestandaskillnader mellan äldre och yngre vuxna i DDR-uppgifter deltog 20 yngre vuxna (medelålder 28,4, 13 kvinnor, 7 män) också i denna studie. I den slutliga studien undersöktes andelen missade mål och andelen korrekt gjorda steg som en funktion av steghastigheten. I studierna 1 och 2 presenterades en enda drivande pil på skärmen samtidigt med minst ett 2-s intervall innan en ny pil dök upp längst ner på skärmen. Genom att manipulera tidpunkten för pilen utseende i studie 3, var det möjligt att införa en, två eller flera drivande pilar på skärmen på en gång, vilket motsvarar närmare de typer av stimuli typiska för standard DDR-spel. Antalet steg per sekund ökades systematiskt från 1 steg varannan sekund (0,5 steg/s) till 1,5 steg/s i lika steg om 0,25 steg/s. En relativt långsam pildriftshastighet på 4,2°/s valdes som en avvägning mellan den hastighet med vilken äldre vuxna optimalt kunde samordna sin stegtid och det största antalet drivande pilar som kunde placeras på skärmen samtidigt. Försök avslutades om deltagarna inte kunde fortsätta en framgångsrik interaktion med spelet. Ouppnåelig interaktion defied som genomsnittliga steg timing poäng > 200 ms efter att den drivande pilen hade passerat målet pilen plats eller en minskning i procent av korrekta steg under 50%. Genomsnittlig stegtid, procentandel missade mål eller procent korrekt gjorda steg (genomsnitt (SEM) som rapporterats i hela) beräknades som resultatmått för stegresultat för de olika studierna. Dessa parametrar för stegprestanda analyserades med hjälp av SPSS Statistics 17,0 i en analys av varians med pil drifthastighet, presentationstyp, praxis försöksnummer eller steghastighet som inom-personer faktorer. Där Mauchleys test tydde på att antagandet om variansens sfäricitet hade överträtts, korrigerades graderna av frihet för F-tester med hjälp av växthus-Geissers uppskattningar av frihetsgraderna. Linjär trend och Helmert kontraster användes för att undersöka eventuella betydande huvudsakliga effekter eller interaktioner. Visa USB-dansmatta ansluten till dator- och skärmbild; (B) skärmdump från ett typiskt spel med stationära målpilar (vita) och drivande pil (grå) som anger det svarssteg som krävs. Under alla försök ersattes bilden med en blank vit bakgrund, och drivande pilar var gulvita och ändra färg när ett svar väl hade gjorts; (C) schema som visar beräkning av steg timing parameter av quantifi katjon av prestanda.  RESULTAT Medelstegstid (fig 2A) och procent missade mål (fig 2B) som funktion av pilens drifthastighet och presentationstyp visas i fig 2. Det fanns en signifikant interaktion (F(2.4.52.9)=46.1, p <0.05) mellan presentationstyp och pil drifthastighet. Det linjära förhållandet mellan stegtid och drifthastighet var större för det randomiserade presentationstillståndet än som svar på blockerade presentationsförhållanden (F(1,22)=97,9, p <0.0001). För den långsammaste drifthastigheten var ett tidigt steg i blockerade studier (40,0 (14,1) ms) hälften av det i randomiserade studier (86,6 (17,5) ms). Vid den snabbaste drifthastigheten var storleken på stegtiden som svar på de blockerade studierna (-66,4 (13) ms) nästan en tredjedel av det värde som erhölls som svar på randomiserade prövningar (-190,3 (13,7) ms), och alla steg inträffade efter det att pilen hade passerat bortom målpilens placering. Optimal timing av steg för båda förhållandena inträffade vid en drifthastighet på 17,25°/s. En signifikant interaktion mellan stimulans typ och pil drift hastighet observerades också för procent missade mål (F(2.1,46,2)=35,7, p <0.05), med andelen missade mål ökar linjärt från 7% till 40% som drifthastighet ökade för randomiserade studier. För blockerade försök ökade dock inte andelen missade mål avsevärt i takt med att avdriftshastigheten ökade. I det randomiserade tillståndet ökade andelen missade mål snabbt för drifthastigheter >17,25°/s. Genomsnittlig stegtid (fig 3A) och procentandel missade mål (fig 3B) som en funktion av pil drifthastighet och övning visas i fig 3. Ett signifikant linjärt samband mellan stegtidpunkten och drifthastigheten (F(1,19)=127.7, p <0.0001) och stegtidpunkten och procentuella missade mål (F(1,19)=34,3, p <0.001) observerades (som för studie 1). Helmert kontrastanalys på den viktigaste effekten av övningsprövningen på stegtidpunkten (F(1.46,27.8)=5.59, p <0.02) och procentandelen missade mål (F(2.3,44.3)=7.3, p <0.005) visade en signifikant skillnad mellan den första övningsstudien och den återstående för både stegtidpunkten (F(1,19)=6.7, p=0,018) och procentandelen missade mål (F(1.19)=13.5, p=0,002). Genomsnittligt stegtillfälle för den första övningsstudien var −126.3 (5,7) ms, medan genomsnittet för de återstående fyra övningsspåren var nästan hälften (‐77.4 (2,9) ms). Vid den snabbaste drifthastigheten missades 45,5 (5,9) % av målen i den första övningsstudien, medan 30,3 (5,4) % av målen missades i övningsstudie 5. Yngre vuxna presterar bättre (mindre steg timing poäng, lägre procentandel missade mål) på DDR-uppgiften över ett bredare spektrum av drifthastigheter än äldre vuxna. Figur 4 visar genomsnittlig stegtid (fig 4A) och procentuella missade mål (fig 4B) kollapsade i alla fem övningsförsök som en funktion av pil drifthastighet för yngre och äldre deltagare. Studie 3: effekten av steghastigheten Andelen deltagare som framgångsrikt kunde interagera med stegträningssystemet påverkades avsevärt av att stegfrekvensen χ 2 ökade (5, n=21)=20,0, p>0,05. Endast två kunde slutföra alla fem nivåer av steghastighetsvariabeln, och endast 14 kunde slutföra upp till 1,25 steg/s (fi g 5A). Efterföljande analys begränsades därför till de deltagare som fullföljde alla steghastigheter upp till 1,25 steg/s. Genomsnittlig stegtid (fig 5B), procentandel missade mål (fig 5C) och procentandelen korrekt gjorda steg (fig 5D) som funktion av steghastighet visas i fig 5. Det fanns ett betydande linjärt samband mellan stegtid och steghastighet (F(1,13) =115,5, p <0,05) så att äldre vuxna blev betydligt långsammare i sin timing av stegsvar när steghastigheten ökade. Andelen missade mål (försök som inte gav något svar) ökade också linjärt i takt med att steghastigheten ökade (F(1,13)=9,33, p=0,009) från 1 (0,5%) till 8 (2) %. Vid den långsammaste steghastigheten var 89 (2) % av alla steg korrekta, och prestandan minskade linjärt (F(1,13)=61,3, p < 0,005) som steghastigheten ökade så att vid 1,25 steg/s, den genomsnittliga procentandelen korrekta steg sjönk till 58 (4) %. Detta är den första studien för att systematiskt kvantifiera och utvärdera DDR-prestanda hos personer i åldern ≥70 år. Prestanda, som kvantified by step timing, procent missade mål och procent korrekt steg, har visat sig vara systematiskt relaterade till pil drift hastighet och hastigheten med vilken nya pilar visas på skärmen. Optimal timing av steg verkar ske för pil drift hastigheter runt 17°/s. Pil drift hastigheter större än så och steghastigheter > 1 steg varje 1,3 s (0,75 steg / s) resulterar i steg prestanda som är > 100 ms och upp till 200 ms för sent för framgångsrik (väl-tids och korrekt riktade steg) interaktion med spelet. Äldre vuxna kunde inte heller framgångsrikt interagera med DDR-systemet för steghastigheter > 1,25 steg/s. Resultaten från våra studier tyder också på att stegprestandan kan ändras genom praktik under korta tidsperioder och att äldre vuxna utför betydligt sämre än yngre vuxna på DDR-uppgiften. Resultaten från studie 1 visar att stegprestanda är en signifikant funktion av pil drift hastighet med sämre prestanda vid högre drift hastigheter. Det noterades också att en väsentlig skillnad i hur steg svar gjordes beror på förutsägbarheten i drift pil placering och hastighet. När den sekvens av steg som krävdes var förutsägbar (blockerade förhållanden), äldre vuxna var helt klart bättre på att samordna sina steg svar över hela intervallet av pil drift hastigheter. Genomsnittligt steg timing för blockerade försök var mellan hälften och en tredjedel graden av steg timing svar på oförutsägbara (randomiserade) prövningar, vilket tyder på att deltagarna kunde tid genomförandet av sina steg mer exakt när de kunde förutsäga hastigheten och platsen för nästa drivande pil. Den relativt längre fördröjningen av det stigningssvar som observerats i randomiserade över blockerade studier överensstämmer med de resultat som observerats i ett uppehållsförsök 16 där yngre vuxna ombads vidta korrigerande åtgärder som svar på oförutsägbara kontra förutsägbara tillstånd. I sin studie konstaterade Jacobs och Horak 16 att början av ett kompensatoriskt steg var betydligt längre i det oförutsägbara tillståndet, och det var motiverat att denna försening var ett resultat av ytterligare online-behandling av uppdaterad miljöinformation som kanske eller kanske inte var förenlig med ett förvalt steg svar. I våra studier visade respons från många deltagare att de ofta försökte gissa nästa hastighet och plats för att driva pilar i den randomiserade studien, ofta i ett försök att "slaga systemet". Om en förvald steglem var oförenlig med den uppdaterade visuella signalen, skulle ytterligare onlinebehandling för att korrigera och återvälja ett lämpligt stegsvar kunna leda till en ökad fördröjning i samordningen av stegsvaren med det visuella målet. En ytterligare observation relaterad till effekten av pil drift hastighet på steg timing, oavsett om drift pilen sekvens var förutsägbar eller inte, är att äldre vuxna tenderar att stiga för tidigt som svar på den långsammaste av drift hastigheter. När äldre vuxna lärde sig att spela DDR-spelet, kan de ha antagit en strategi för att svara så snabbt de kunde när de väl hade fattat ett beslut om vilket ben de skulle använda för att kliva. En färsk rapport om strategier för att undvika hinder som antagits av äldre kvinnor 17 tyder på att beroendet av förebyggande visuomotoriska svar avsevärt kan minskas genom visuell återkopplingsutbildning. Data från vår studie visar dock att, åtminstone på kort sikt, praxis på den randomiserade versionen av vårt DDR-system inte signifikant minskar förutsebara steg svar med den långsammaste drifthastigheten. Vi gjorde dock en betydande skillnad i prestanda mellan den första och alla återstående övningsförsök för både steg timing och antalet missade mål. Äldre vuxna verkar lära sig hur man använder systemet efter en enda 3-5-min övning men förbättrar inte avsevärt resultatet därefter. En begränsning i studiet var den relativt korta träningstiden hos våra äldre deltagare. Det är möjligt att väsentliga förbättringar i prestanda kan observeras med långsiktig (över veckor, månader) praxis. Frågor som rör effekten av DDR-praxis på stegprestanda på både kort och lång sikt är för närvarande under utredning i vårt laboratorium. Medan alla deltagare framgångsrikt kunde slutföra försök med en steghastighet på 1 steg varannan sekund, kunde endast två tredjedelar av dem slutföra uppgiften när steghastigheten ökades till 1,25 steg/s. Färre än 10% av deltagarna kunde sedan framgångsrikt slutföra 1,5 steg / s tillstånd, vilket tyder på en dramatisk förändring i karaktären av uppgiften när man flyttar till högre steghastighet. Det är möjligt att, eftersom steghastigheten åtföljdes av en samtidig ökning av antalet drivande pilar på skärmen (uppåt fyra i steg hastigheter på 1,25°/s), dessa resultat kan reflect en ökning av den kognitiva utmaning som systemet utgör. Vi har tidigare visat 18 att, jämfört med yngre vuxna, äldre vuxna, särskilt de som löper hög risk att falla, har en nedsatt förmåga att initiera och utföra snabba, exakta steg, särskilt när en kognitiv belastning är närvarande. DDR-systemet ger därför ett antal parametrar genom vilka effekten av kognitiv belastning på stegprestanda kan mätas och spåras över tiden. Vi har utvecklat ett nytt system för att träna språngsvar hos äldre vuxna som bygger på ett populärt videospel som kopplar språngrörelser till visuella signaler. Prestandaparametrar relaterade till samordnade steg och fel i beslut är systematiskt relaterade till egenskaperna hos spel. Systemet ger en lågkostnadsteknik med vilken äldre vuxna kan delta i den typ av balans utmanande övningar som rapporterats för att minska risken för fall. Dessutom gör systemet det också möjligt att övervaka prestanda dagligen så att hembaserad uppskattning av stegförmåga är möjlig. Som sådan, Detta är en av de första demonstrationerna av ett exergame system som kan användas som en telehealth enhet.
Denna fysiska övning tillämpades av Smith et al. REF för att verifiera effekten av en version av DDR på en regelbunden steg övningsprogram.
A novel Dance Dance Revolution (DDR) system for in-home training of stepping ability: basic parameters of system use by older adults
{'venue': 'British journal of sports medicine', 'journal': 'British journal of sports medicine', 'mag_field_of_study': ['Medicine']}