基于可用性研究的手机支持物理治疗肩周炎的可行性评估

简介

肩膀僵硬是一种与主动和被动活动范围限制相关的情况。根据潜在的病理，各种情况被分类，可能是内在的(关节内的病理)，外在的(关节外的病理)，和全身性的(与全身性疾病有关)。所有这些情况都被总结为“继发性肩膀僵硬”。与此相反，原发性特发性肩膀僵硬，也称为冻结肩，发生没有任何明显的原因。据报道，在一般人群中，肩周炎的发病率为2%至3.5% [1，2];40至70岁年龄组的人更易受影响[1，2］．此外，10%至36%的糖尿病患者一生中至少会受到一次肩冻的影响[3.，4］．甲状腺疾病的发生也与患肩周炎的风险增加四倍有关[3.］．在诊断分类系统《国际疾病分类》第十版(ICD-10)和ICD-9-CM(第九版，临床修订)中，肩周炎被列入“粘连性囊炎”一类，不区分原发性、特发性和继发性原因。然而，术语“粘连性囊炎”并不能准确描述其病理过程[5]因此，“冻肩”一词在我们的工作中一直被用来指原发性特发性粘连性囊炎。肩周炎通常持续2 - 3年，但肩周炎的过程可能有很大差异，症状可能会持续[6］．冻肩的过程分为三个阶段。它开始于疼痛的冻结阶段，特征是肩关节滑膜和肩关节囊的炎症过程。冻结期之后是冻结期，疼痛会慢慢消退，但主动和被动行动能力会受到限制。外展和外旋是受影响最大的运动方向，其次是内旋和屈曲。这种情况会持续几个月甚至几年。在最后阶段，即解冻阶段，行动能力有所改善，但对多达一半的患者而言，行动能力仍存在一定程度的限制[7］．

受冻肩影响的病人每年的治疗费用估计为7000至8000元[3.］．这些治疗费用不包括因工作残疾和病假而丧失生产力的费用。患者生活质量降低的负面影响完全不考虑成本。虽然肩周炎是一种发病率很高的常见病，但仍缺乏成功治疗方法的高质量证据[1，8-15］．最常见的治疗方法是止痛药、物理疗法和手术[16］．

物理治疗，包括动员和力量练习，是早期疼痛阶段和缓解阶段的常用治疗方法[16］．在大多数情况下，由于财务和时间的限制，这些练习是在家里进行的，而不是在物理治疗师的持续监督下进行。在家锻炼给患者带来了两个难题:训练依从性和运动正确性。在家培训的频率和持续时间没有按预期保持。据报道，不合规率高达70% [17］．在之前的一项研究中，20名患者中只有8名在治疗期间完全依从物理疗法，20名患者中只有7名在治疗结束后完全依从[18］．依从性的一个主要因素是成功地将锻炼融入日常生活[18］．基于家庭锻炼的物理疗法的另一个主要问题是，大多数患者在接受最初指导2周后，并没有在家里正确地进行锻炼[19］．遵从性和正确的锻炼可以通过激励工具和在家就能获得的更好的指导来解决。手机已经变得很普遍，因此，一款旨在通过激励工具和改进的家庭指导来支持肩周炎患者的手机应用程序可以为这种疾病的治疗做出可行的贡献。

本研究的目的是开展一项试点研究，以评估基于手机的移动健康(mHealth)干预治疗肩周炎的可行性。

主要的研究问题是移动健康干预是否可行，也就是说，该应用程序能否成功地应用于实地研究。评估成功的标准是应用程序的可用性、训练符合性和练习正确性。

该研究的组织遵循卫生信息学评价研究准则[20.］．

方法

研究背景

组织设置

开发这个应用程序的倡议是由萨尔茨堡大学医院(Salzburger Landeskliniken, Universitätsklinikum Salzburg, SALK)的肩部外科主任发起的，该医院是萨尔茨堡巴塞勒苏斯医科大学的骨科和创伤外科，是一个一级创伤中心。该应用程序是在萨尔茨堡应用科学大学(SUAS)多媒体技术系开发和测试的。该研究是在SUAS物理治疗系的教育设施中进行的，它位于SALK的主要设施。

一款支持肩周炎患者的手机应用

这款针对肩周炎患者的应用程序是在一个共同创造的过程中开发的，其中包括一个关于运动行为的详细指导的训练模式、一个运动日历和一个基于手机传感器的移动能力测量(见多媒体附录1)．这些练习是通过三维(3D)化身演示的，它按预期执行了练习。

使用Unity3D游戏引擎来实现应用程序。练习首先用3D捕获系统(OptiTrack)记录，并以视频形式记录。3D建模师使用OptiTrack记录和视频来创建练习的精确动画。作者和他们的同事对几个接口概念进行了测试和评估(见致谢)。应用开发是在焦点小组中进行分析、概念化和原型制作的迭代过程。该原型在一个由8个潜在的典型目标组患者和5名物理治疗师组成的焦点小组中进行评估。试验研究的最终原型将在以下部分详细说明。

在试点研究中，患者的冻肩应用程序的主屏幕有4个按钮，可以访问4个功能(见图1)：

1. 训练模式
2. 流动性的评估
3. 日历
4. 信息

训练模式包括四种练习的指导(由一组物理治疗师和医生选择)，见图2．在第一个练习中，肩膀上下移动(见第一张屏幕)图2)．在第二个练习中，受累的手臂在桌子上移动图2)．在第三个练习中，患者躺下并横向移动患肢，而另一只手臂用于支撑(见第三个屏幕图2)．第四项练习包括使用门框进行外部旋转拉伸(见第四幕)图2)．该应用程序推荐三组，每组重复20次。

活动能力评估有助于监测肩周炎治疗效果的进展。对于活动能力评估，实施了两种选择，患者可以自由选择每种活动能力评估(见图3)．一种模式采用滑块手动输入运动范围，而另一种模式采用现代移动电话的内置传感器。移动能力评估有四种方式:侧举臂，正面举臂，外侧外旋和背部旋转/划伤图4)．对于基于传感器的测量，患者使用腕带将手机固定在上臂上，用于侧臂和前臂抬起，在前臂上用于外侧外旋和后旋。然后，用户按下“测量”按钮在任意位置(见图5)．病人将手臂置于中立(悬挂)位置。3秒后，测量开始(由可听到的哔哔声指示)，患者尽可能移动手臂，测量平面上没有任何疼痛。如果用户移动回初始位置，测量将自动停止。到中点位置的最大角度是自动计算的，不需要任何用户输入。在达到最大体位后，患者可以将他或她的手臂移动到任何舒适的位置，并检查测量结果，这也在化身上有说明(参见图6)．病人可以通过按“重试”按钮来重复测量。按下“ok”按钮，测量结果被保存。建议每周进行一次流动性测量。概述屏幕显示每月日历和进度概述。如果在某一天画一个笑脸，就表示已经进行了训练。测量结果以柱状图的百分比显示为最大可能的运动范围。图7显示了试点研究中包括的患者的总体筛查结果。

信息屏幕给出了肩周炎的简单定义，并提到了常见的治疗方案，止痛药物和动员练习。此外，简要说明了应用程序的最重要的功能，并给出了监督研究的医生的联系信息。

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研究设计

该研究旨在收集基于手机的移动健康干预治疗肩周炎的可行性数据。因此，主要关注的是应用程序的可用性和患者对技术的接受程度。干预措施的可行性需要良好的可用性和较高的技术接受度。由于可用患者数量有限，我们选择了不设对照组的准实验设计。由于该应用程序在家中的实际使用情况与干预的可行性最为相关，因此纳入了对应用程序使用情况的动态评估，并收集了应用程序使用数据。除了可用性、技术验收和应用程序使用分析之外，我们还包括了对演习行为正确性的评估。我们还评估了其他几个结果指标(如疼痛)，以提供解释结果的背景，并深入了解它们在未来研究中的适用性。

本研究设计不改变冰冻肩的标准物理疗法(由医生作为治疗指令给出)。在这项研究中，该应用程序被用于帮助患者在家进行锻炼，相当于改进的纸质小册子。因此，奥地利法律不要求获得联邦道德委员会的正式批准。这项研究符合《赫尔辛基宣言》的规定[21]，但§35条款除外，该条款规定，在招募第一个受试者之前，该研究必须在公共数据库中注册。

参与者

纳入标准为诊断为“二期”肩周炎(冻结期)和自愿参与研究的意愿。参与者由内科医生和肩部手术专家NM招募。

研究流

研究时间为3周。患者通过签署患者信息表(包括研究目标和细节、自愿参与情况、应用程序收集的数据)和隐私声明表示知情同意，隐私声明告知患者在研究过程中只收集假名信息。

研究开始时，每位患者与一名物理治疗师和一名计算机科学家进行了个人会面。该练习由一名理疗师解释，应用程序的使用由一名计算机科学家解释。这些患者要么在自己的手机上，要么在提供给他们的手机上使用该应用程序。准备了三部手机，预装了应用程序。预计该应用程序可以安装在至少2名患者的手机上。由物理治疗师评估疼痛和运动障碍。

患者被要求每天使用该应用程序记录训练，每周至少进行一次移动能力评估。训练和测量是在家里完成的，没有物理治疗师的指导。医生指示患者在出现疼痛时停止训练和活动能力评估。

三周后，安排了第二次私人会议。再次评估疼痛和运动障碍。在第二次会议中，患者完成了可用性问卷。从患者的角度来看，也询问了与应用程序交互的技术方面的问题和研究优化。所有德文和英文问卷载于多媒体附录2．收集应用程序使用日志文件。

结果测量和评价标准

结果测量和评估标准包括应用程序的可用性和接受度问卷、关于干预和应用程序技术方面的附加问题、对练习正确性的评估、疼痛评估和移动评估。

可用性和验收评估

对于应用程序的可用性和接受性评估，采用了若干标准化问卷，其中包括修订后的技术接受模型(TAM-2)的选定部分(使用意图、感知有用性、感知易用性)[22，23]，系统可用性量表[24]，以及USE(可用性、满意度和易用性)问卷，这些问卷在之前的研究中使用过[25］．关于SUS得分的解释，可参考班戈等人(2008)的研究[26］．

应用程序使用数据

应用程序自动收集使用数据，即应用程序启动和结束的时间和日期，与应用程序的时间和日期和交互类型(按按钮)，移动量测量的结果。

在这些数据的基础上计算单一训练集(单一练习重复20次)的持续时间。

干预和应用程序的技术方面

此外，每个患者都被问及他们喜欢和不喜欢该应用程序的地方。用户交互的技术方面的问题也被问及，即他们是否从不同的角度和距离观看练习，他们是否阅读说明，他们是否听音频说明。这些问题是由人机交互(HCI)专家设计的，并由其他作者进行了理解性测试。

关于进一步改进研究的整体实施以及如何使用该应用程序的初始个人指导是否必要的问题被提出。

练习正确性评估

在第二次会议上，物理治疗师重新评估了练习的正确性。患者在一名物理治疗师的监督下进行练习，正确性按照1到5的等级进行评分:

1. 不记得练习了
2. 重大错误，没有任何效果的演习是可以预期的
3. 错误，锻炼效果有限
4. 小错误，假定的运动效果
5. 完美的执行

感知疼痛评估

记录第一次会议(介绍练习和应用程序)和第二次会议(采访和评估)的疼痛感。疼痛记录在数字分级表(NRS)上，0表示没有疼痛，10表示最高疼痛水平。最小的疼痛程度(你在最后几天有没有经历过没有疼痛的情况?)，最大的疼痛程度(你在最后几天最严重的疼痛是什么?)，以及在面试时的当前疼痛程度(你现在的疼痛程度是什么?)夜间疼痛的发生也被记录下来。

流动性的评估

除了应用程序中的移动能力评估，在研究开始和结束时，一名物理治疗师还对执行两项运动任务的能力进行了定性评估:

1. 手臂向颈部的移动
2. 手臂向下背部的运动

物理治疗师解释并演示了这个动作，并记录了患者执行该任务的能力(“能够”、“几乎不能”、“不能”)。

结果

下面，我们对5名患肩周炎的患者进行了为期3周的初步研究。原始数据载于多媒体附录3- - - - - -5．用于分析的R脚本包含在多媒体附件6．

人口统计和患者特征

本研究纳入5例患者，其中4例女性，1例男性。该应用程序安装在他(她)的手机上。所有患者均被诊断为“二期”肩周炎。它们的基本特征概述载于表1．冻肩累及左肩3例，累及右肩2例。4名患者在第一次会面时已经接受了物理治疗。患者的参与是自愿的。

5名患者中有4名是手机用户;其中一名患者没有手机，也没有使用手机，但他的伴侣帮助他使用了手机。合作伙伴参加了第一次和第二次会议，并被包含在可用性结果中，因为他们一起使用了应用程序。5名患者中有2名是iPhone用户。5名患者中有4人表示，他们使用手机打电话和发短信。5名患者中有4人表示，他们使用手机进行社交媒体或短信服务。5名患者中有1名还使用手机上网、使用其他应用程序和健康应用程序。

学习过程中的意外事件

在第一次会议上，为患者提供了该应用，并为没有合适安卓手机的用户准备了3部预装了该应用的手机。我们预计至少有2名患者拥有合适的手机。然而，该应用程序不能安装在2个Android设备上，因为设备不满足最低的系统要求(足够的空闲空间和合适的图形硬件)。此外，2名患者是iPhone用户，当时只提供了Android版本的应用程序。因此，一名患者不能从第一次会面开始直接使用该应用程序。该患者开始使用app的时间较晚，研究时间仅为10天。这些数据包括在分析中。

研究结果和结果数据

以下是感知疼痛、应用程序使用和依从性变化的结果;练习行为的正确性;应用程序的技术方面;并提出了可用性问卷。

可用性调查问卷

可用性问卷的结果总结在表2．tam2的答案采用李克特5分制，从1(否定/不同意)到5(肯定/非常同意)。TAM-2的结果总结在表2．用户(5例患者和1例患者的伴侣)有较强的继续使用意愿(平均4.2例);只有1名患者反映，她/他完全不喜欢经常使用手机，她/他不喜欢使用此类应用程序。用户认为这款应用很有用。感知有用性的平均得分是3.9分。用户认为这款应用很容易使用。感知易用性的平均得分是4.3分。

USE问卷的问题也按5级李克特量表进行评分。用户认为这款应用很容易学习。学习容易度的平均分数是4.2分。用户对该应用程序很满意，满意度平均为4.7分。

这款应用的SUS平均得分为88分(从0分到100分)，这表明它是一个非常可用的系统[26］．

遵从性和定量使用数据

所有患者报告他们使用了该应用程序。患者的陈述通过该应用程序的日志文件进行验证;病人的概况屏幕如图所示图8-12．绿色笑脸代表培训。蓝色条形图表示活动能力评估的结果(条形图越高，患者肩关节的活动能力越强)。这些患者在研究的每一天都进行训练(绿色笑脸)，但有一位患者开始训练的较晚(见图11)．除1例外，所有患者在研究期间至少每周评估一次活动能力(日历中的条形图表示活动能力评估)。

在对定量使用数据的进一步分析中，第一天(教学日)和最后一天(研究结束)被排除在外，以便忽略应用程序的指导和报告使用案例。特别有趣的是对应用程序的移动性测量的更深入调查。图13显示每个患者的所有测量结果;每个圆表示一个不同的流动性测量值。我们排除了一位患者(PID 02)，他在第一次会议后没有记录任何活动能力测量。一位患者(PID 03)多次重复活动度测量直到她/他满意。总的来说，139个移动能力评估成功完成，32个移动能力评估被中断(例如，通过按“home”键，一个传入的电话)，21个移动能力评估，滑块根本没有碰。

另一个有趣的问题是如何使用应用程序的训练模式。换句话说，患者只是快速地将练习标记为完成，还是使用训练模式来指导他们完成练习?

虚拟角色在3.5秒内重复一次练习，也就是说，20次重复练习需要70秒，而两组练习之间的放松阶段没有指定。根据研究团队的实际测试，在锻炼过程中使用该应用程序时，一组锻炼组的最短合理时间是20秒，因为重复一次锻炼至少需要1秒。在锻炼过程中使用该应用程序的合理最长时间被设置为200秒，也就是说，重复20次和放松阶段约为3分钟。

我们的分析显示，在超过一半的时间里(1145例中有624例)，患者在训练过程中使用该应用程序，而不仅仅是在练习题上打勾。图14显示一组练习的持续时间的直方图。单个集合的许多持续时间都接近于零;在这些案例中，患者使用该应用程序通常只是为了勾出锻炼项目。在125秒时可以观察到一个较小的峰值，这与建议的设定时间(70秒)相对应，两组之间的放松时间不到一分钟。

患者被指导每天进行4个练习，每个练习3组(4个患者20个研究日，1个患者9个研究日)，也就是说，为达到完全依从性，期望1068组练习。共记录1260组训练，训练依从性极好。在这1260组运动中，有78组持续时间超过200秒，因此被排除在外。37组运动被打断(例如，按下“home”键、关机或接电话)，因此也被排除在外。

四百六十组的持续时间少于7秒，也就是说，在这些情况下，应用程序只被用来标记完成的练习。此外，61个设置持续时间对于检查练习集是否完成来说太长了，而对于正确地进行练习集来说又太短了。一种解释可能是病人把练习展示给别人看。

图15显示每个病人的固定时间和每天的研究。1例患者(PID 05)在训练期间停止使用该应用，一周后才开始使用该应用进行确认。

图16显示应用程序随时间的使用模式。绿条表示可能在练习过程中使用应用程序完成的动作(时间设置在20到200秒之间)，而蓝条表示使用应用程序只是为了勾出练习(确认，时间设置在7秒以下)的动作的百分比。灰色条(标签“未知”)表示设定的持续时间超过7秒，低于19秒。总体而言，在研究期间，依从性保持在较高水平。为了达到完美的依从性，每个患者每天必须进行12组运动，也就是说，研究的前11天，4名患者进行48组运动，其余的研究中，5名患者进行60组运动。

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干预和应用程序的技术方面

以下是对应用程序技术方面的每个问题的反馈总结。为了保护病人的隐私，所有的信息都尽可能的普遍。

Q1:你喜欢这个应用程序和干预措施的哪一点?

一位患者说，他/她喜欢这个应用程序激励她定期和正确地进行锻炼。一位病人说他/她特别喜欢某种运动(在门口伸懒腰)。一位患者的伴侣报告说，他们一起进行了手动移动评估(没有传感器)，共同使用该应用程序很愉快。一位患者表示，她/他喜欢这个程序的简单性，甚至连没有手机使用经验的人都可以使用这个程序。还介绍了应用的介绍和第一次会议的练习。此外，在试验期间联系医生的可能性也得到了肯定的评价。

Q2:你不喜欢这个应用程序和干预措施的哪一点?

两名患者和一名患者的伴侣报告说，他们没有不喜欢的东西。一名患者认为活动能力评估的说明不够充分。一位患者表示，尽管有手机，但她/他不喜欢使用它，也不喜欢每天报告。一位患者报告说，应该考虑选择不同的腕带，因为分布式腕带的设计，必须根据上臂和下臂的尺寸进行繁琐的调整。一名患者表示，目前的手动移动评估需要另一个人。

Q3:你改变了化身的视角吗?

所有患者和伴侣都报告说他们改变了视角，以便从不同的角度观察练习，更好地控制自己的练习。

Q4:你阅读练习文本说明了吗?

只有2名患者报告说他们根本没有阅读说明;3例患者和1例患者的搭档使用文字说明。

Q5:练习的音频讲解有帮助吗?

三名患者表示，音频很有帮助。两名患者和一名患者的伴侣不认为音频指导有帮助。

问6:您是否使用移动电话传感器的移动能力评估?

三名患者使用传感器进行评估。一个不知道如何进行测量，一个手机不支持传感器测量。有1例患者对测量过程有轻微的误解，认为自己必须以最大的运动角度按下“接受测量”按钮，使测量过程更加繁琐。

Q7:你想在移动能力评估中记录疼痛吗?

三个病人和一个病人的伴侣不喜欢记录疼痛。有两名患者想要记录疼痛，但对如何记录没有建议。

Q8:研究组织者在哪些方面可以做得更好?

两名患者报告说，在第一次会议和应用程序中更好的指导将有利于基于传感器的移动能力评估。一名患者建议在第一次会议中至少由患者进行一次测量。此外，一位患者建议进行更多的锻炼(也是针对背痛)，并根据患者的具体情况和损伤选择一些锻炼项目。

Q9:你需要应用程序的个人说明吗?

三名患者和伴侣报告说他们需要指导。一位患者表示，只有行动能力评估需要指导，应该鼓励患者在最初的指导期间进行自我测量。一位病人说，没有必要亲自指导。

练习正确性评估

所有患者报告说，不需要改进运动指导。所有人都认为自己正确地进行了练习(4,4,5,5,5;1人不记得如何做练习，5人完全正确)。5例患者中有4例可以亲自参加第二次会议;一位病人生病了，接受了电话采访。因此，仅对4例患者的正确行为进行了评估。理疗师的评估证实了练习的正确性。与最佳运动行为相比，只有微小的差异表3详细的评论)。

疼痛和活动能力评估

疼痛等级的结果总结在表4．减轻的疼痛程度用绿色表示;疼痛程度增加用红色和水平条纹表示。最小疼痛水平(NRS最小表4)在PID为02的患者中略有增加(从0到1.5)。患者PID 05的最小疼痛从3.5下降到2。最大疼痛水平(NRS max in表4)降低4例(分别降低2.5、0.5、1和0.5)，PID 05升高0.5。所有患者均报告当前疼痛程度减轻。所有患者的夜间疼痛都保持不变(3名患者受到夜间疼痛的影响，2名没有)。

此外，还测试了两项运动任务，即把手移到颈部和把手移到下背部(表5)．其中一个病人，第一个动作的改善被记录下来(从几乎不可能到可能)，而另一个病人，第二个动作的改善是明显的(从不可能到几乎不可能)。

意想不到的观察

两名患者报告称，他们和伴侣一起使用该应用程序。其中一名患者不使用手机，并在伴侣的设备上与伴侣一起使用该应用程序。一名患者报告说，伴侣在行动能力评估中提供了帮助。

讨论

回答研究问题

本研究的主要研究问题是基于手机app的移动健康干预是否可行。考虑到可用性评估的令人满意的结果，以及患者实际在家里使用该应用程序并能够正确地进行锻炼的事实，可以为移动健康干预的可行性提供一个强有力的案例。通过对app使用量化数据的分析，得出培训模式和移动性评估的符合性都很好。设计的应用程序被证明是一个合适的支持工具，被大多数小规模研究人群接受。运动指导工作良好，3D交互是一个有益的和经常使用的功能。不确定如何进行运动的问题(避免运动的一个常见原因[27)的问题得到了解决。

总体而言，该应用程序通过可理解和易于访问的运动指导、依从性、运动正确性和进展监测，解决了家庭理疗的重要障碍[28，29］．

研究的优势和劣势

我们的可用性评估是基于一项为期3周的门诊评估，参与者是在真实的家中使用该应用的真实患者，而不是在受控的实验室环境中，这可能会引发许多在实验室或假想环境中没有阐明的问题[30.］．因此，我们认为我们的评估和体系更接近家庭理疗的实际需求[28，29］．然而，只有5名患者参加了试点研究，研究设计可能引入了某种积极的偏倚。

与先前工作相关的结果

研究界和工业界对康复、健康和健身的技术援助非常感兴趣。

除了已成为谷歌(谷歌Fit)和Apple (Apple health)等大公司主题的一般健康和健身外，HCI和医疗界还处理了几个具体的医疗和康复问题。这些问题包括中风康复[31，帕金森病[32]，脑瘫[33自闭症),(34]，最重要的是，肌肉骨骼疾病(MSDs)是本研究的重点[28，29]，包括膝盖的紊乱[35和肩膀[36，37］．

以前关于康复和健康及健身技术援助的研究可根据所使用的技术和硬件进行分类，范围从专业跟踪硬件的应用[38超过虚拟和增强现实hmd(头戴式显示器)[39和主流游戏硬件[40到日常使用的移动电话[41-43］．

非移动电话系统

专业的跟踪系统能够精确地跟踪病人在运动过程中的运动，并使用这些数据提供反馈。使用Vicon跟踪系统实现家庭物理治疗的原型[44，38］．

虚拟现实(VR) hmd提供了对训练环境的高效模拟。虚拟现实系统被用来模拟日常生活的情景(如虚拟厨房)，认知障碍患者可以在那里重新学习日常生活技能[45］．虚拟现实运动游戏(VR exercise -game)也被提出，在游戏中，用户用一个测力计控制角色的运动[46］．但是，与手机应用程序相比，VR系统不适合家庭锻炼和广泛部署，因为它需要在患者的家里安装昂贵的硬件。

带有hmd的增强现实(AR)系统(如微软HoloLens)允许图形化地覆盖附加信息的视觉感知，这将非常适合为患者提供关于运动表现的反馈。研究针对上肢运动功能障碍的AR游戏设计[47]并在后续研究中，评估了一款用于HMD系统的AR游戏[39］．然而，与手机相比，AR hmd价格昂贵，目前还没有广泛使用。

已有现成的游戏机硬件被提议支持物理疗法。定量评估了用于康复目的的微软Kinect身体跟踪的准确性[48］．基于kinect的物理治疗系统已被提出[40，49］．基于kinect的肩部撞击治疗系统也被提出[36］．任天堂Wii系统包括一个游戏控制器，允许指向屏幕的位置，并包含一个加速计。研究了在任天堂Wii上运行的系统对脑瘫的康复[33］．使用现成的任天堂Wii Fit游戏，评估帕金森病患者运动技能的保留情况[32］．

然而，与手机相比，即便是游戏机也没有被广泛使用，特别是在40到70岁的人群中。此外，用现成的硬件设备很难跟踪冰冻肩膀的小动作。即使是用专业动作捕捉系统(OptiTrack)录制的练习，也需要3D动画师的手动修正。

加速度计和陀螺仪，即惯性测量单元(imu)在以往的技术辅助康复研究中得到了广泛的应用。提出一套基于imu传感器的系统，为长者提供平衡和力量训练[50］．提出由imu支持的膝关节康复[35，51］．提出并评估了一种带有IMU (Sense-Cap)的帽子以监测平衡练习[30.］．此外，亦提出一种更复杂的基于imu的系统，以提供运动指引[52］．与我们的系统相比，需要为患者分配额外的硬件(imu)。

移动电话系统

用于一般健康和健身的手机应用程序已经从研究转向了实践。手机应用程序在医疗和康复环境中的应用目前被大量研究。

早期研究[41，53]提出了一个情境感知和用户自适应的移动健身训练系统。一个3D化身被用作移动训练师并展示练习。有人指出，使用3D化身可以让用户更准确地进行练习。

讨论了为健康和健身伙伴使用对话界面的问题[54］．检讨为用户量身定制的活动辅导系统[55］．研究人员调查了用于理疗的手机应用程序[43］．为中风病人推出提醒应用程序[56］．评估了一款鼓励慢性阻塞性肺疾病患者活动的手机应用程序[25］．

有大量的商业健身和训练应用程序。在这些应用程序中，练习是用动画视频呈现的(不可能改变视角)。没有一个商用手机应用程序使用我们的系统提供的交互式3D化身。

讨论并评估了通过视频通信进行的物理治疗[57］．强调了二维视频中身体线索信息的有限性。

与之前学术界的大部分贡献相比，我们的建议只需要一个标准的手机，而这些贡献主要集中在特殊的、没有广泛使用的硬件上(特别是在40到70岁的年龄组)。

以往的研究表明，许多老年患者很难接受新技术[58尤其是必须安装在家里的硬件是有问题的。31］．

虽然我们的应用程序不是第一个针对MSDs的应用程序，但它是第一个专门解决肩周炎的应用程序，并在试点研究的基础上提出了评估。

本研究的意义与可推广性

到目前为止，冰冻肩的治疗方案还没有得到结论性的评估，我们的贡献也无法提供这一评估。然而，我们的研究结果表明，冻结肩应用程序可以在患者激励、运动指导和肩膀活动进展评估方面发挥重要作用。因此，肩周炎app也可用于其他肩周炎治疗方案的评估过程中(活动监测)。提出的应用程序可以被认为是一个系统的第一部分，全面和标准化的评估基于家庭锻炼的物理治疗肩周炎。该系统可以为肩周炎的治疗方案提供高质量的证据汇编。

新问题和未来的研究/改进

总的来说，积极的患者反馈和结果证明了进一步的应用程序工作，以支持治疗肩周炎。在研究过程中，理疗师提出了训练计划模式的整合，提供更多的练习，并适应训练组数和每组迭代次数。培训计划模式也使应用程序更能适应单个患者的特定需求。此外，物理治疗师建议为患者添加个性化信息(文本、音频、视频)的可能性。由于2例患者报告与伴侣共同使用app，可以进一步研究将社交联系人(伴侣、朋友)融入到app的使用和训练中。

我们的分析还强调，移动度测量的说明需要改进，患者自我测量过程的可重复性和可靠性需要仔细研究。没有移动限制的用户几乎获得了完美的测量重复性。考虑到在超过50%的练习集合中，应用程序是在训练时使用的，但设置的持续时间变化很大，应该考虑包含明确的计时信息(计数器)。

结论

一款支持肩周炎患者治疗的手机应用被开发出来。总的来说，提出的基于手机的移动健康干预被证明是可行的。基于家庭的物理治疗的主要障碍可以解决，因为手机支持的干预导致正确的运动行为和高依从性。患者报告了高技术接受度和非常好的可用性。