游戏化物理康复系统设计指南:聚焦治疗师需求与效能提升的焦点小组研究

【字体: 时间:2025年10月12日 来源:JMIR Human Factors 3

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  为解决传统物理康复中患者参与度低、治疗师缺乏定制化工具的问题,研究人员开展游戏化物理康复系统设计研究。通过焦点小组(27名跨领域专家)评估商业游戏和原型,提出涵盖游戏设计、治疗控制、数据管理的系统性指南,为开发兼具治疗效能与患者参与度的康复游戏提供实践依据,推动康复医学与信息技术的深度融合。

  
在传统物理康复领域,患者常常需要重复进行枯燥的训练动作,导致治疗依从性低、效果受限。而随着信息技术的发展,将严肃游戏(Serious Games)和虚拟现实(VR)技术融入康复过程,被认为能显著提升康复的趣味性和有效性。然而,现有游戏化干预措施大多缺乏对治疗师及患者实际需求的深入理解,也缺乏系统化的设计指导,使得很多游戏难以在临床实践中有效应用。为此,来自文莱达鲁萨兰国 Universiti Teknologi Brunei 的研究团队开展了一项焦点小组研究,旨在探索治疗师和其他康复实践者对游戏化物理康复系统的真实需求,并制定科学的设计指南。该研究发表于《JMIR Human Factors》,为未来康复游戏系统的开发提供了重要依据。
为深入理解康复游戏的设计需求,研究团队采用了设计科学研究方法论,开展了包含27名参与者的焦点小组研究。参与者涵盖职业治疗师、物理治疗师、游戏设计师、软件工程师、特殊教育者、心理学家等多领域专家。研究分为两个环节:首先测试了《Kinect Adventures》和《Motionsports Ad adrenaline》两款商业游戏,以评估其可用性与局限性;随后评估了16款低保真纸质游戏原型,这些原型由研究团队基于文献回顾和头脑风暴设计而成,覆盖多种康复动作和认知任务。通过小组讨论、问卷调查及影音记录,研究人员系统收集了专家反馈,进而归纳出关键设计原则与技术需求。
研究结果通过多个维度呈现,具体如下:
游戏原型设计示例
研究团队提出了16种游戏原型,每种均针对特定康复目标设计。例如,“Rabbit Hunting”(打地鼠式游戏)旨在改善肩、肘、腕部运动与手眼协调;“Picking the Balls”通过拾球任务训练认知耐力与上肢活动范围(Range of Motion, ROM);“Reaping the Oranges”则支持单人和多人模式,可促进社交互动与双侧肢体训练。这些原型均强调通过动作传感设备(如Kinect)将患者动作映射到虚拟角色(Avatar),并提供实时反馈与难度调节功能。
商业游戏的潜力与局限
焦点小组发现,商业游戏如Kinect系列虽能激发患者运动兴趣,但并非为临床设计,存在缺乏个性化调整、反馈机制不适宜康复、视觉过于复杂等问题。治疗师指出,这类游戏需经过大幅修改才能满足不同损伤程度患者的需求,例如应支持调节速度、难度和运动范围,并避免因失败带来的负面反馈。
治疗师的核心需求
参与者一致认为,游戏化康复系统必须支持治疗师的核心职能:包括定制化训练方案、实时监控患者表现、调节游戏参数(如难度、反馈模式)、以及记录运动数据(如运动幅度、方向变化、肌电活动等)。此外,系统应提供 therapist-friendly 的控制界面(如平板电脑端),便于治疗过程中快速调整设置。
主题与视觉设计的适应性
研究表明,游戏主题应避免引发负面情绪(如赛车游戏不适合车祸幸存者),而农场生活等中性主题更易被广泛接受。视觉风格需灵活可调:简化2D或卡通风格有助于认知障碍患者理解,而高真实感图形可能更适合年轻群体。 avatar(虚拟化身)定制与双 avatar 示范系统(患者镜像+指导示范)也被认为能提升训练效果。
设备整合与数据管理
专家建议将传统康复设备(如肩轮、滑轮训练器)与游戏控制器结合,使患者在实体设备操作时同步控制虚拟游戏,提升训练动机。系统还应集成运动捕捉、EMG(肌电图)等生物反馈技术,量化运动质量,补偿性行为等指标,并支持远程访问与多站点的数据共享,以满足康复团队协作需求。
通过上述发现,研究团队最终形成了五类设计指南:
  1. 1.
    游戏设计与可用性:包括简化操作、多模式引导、自适应难度机制;
  2. 2.
    游戏主题与场景:注重主题安全性、日常生活活动(ADLs)整合、 avatar 定制;
  3. 3.
    治疗控制:强调治疗师对参数(速度、ROM、难度)的实时调控能力;
  4. 4.
    运动质量与数据管理:集成多维度指标跟踪与AI辅助补偿动作监测;
  5. 5.
    技术整合:支持VR/AR、EMG 生物反馈与传统设备游戏化改造。
该研究的结论部分指出,游戏化康复系统的成功依赖于治疗师与技术的紧密配合。系统需兼具治疗精准性与患者参与度,同时保持高可配置性以适应不同康复阶段。未来研究将基于这些指南开发原型系统,并纳入患者群体进行验证。这一成果不仅为康复游戏设计提供了实践框架,也推动了康复医学迈向个性化、数字化与跨学科协作的新阶段。
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