Background: It is anticipated that evolving demographics may precipitate a future surge in chronic health conditions. In Germany, adults aged 70 years and above experience the highest prevalence of chronic back pain (CBP) and two-thirds of those aged 65 and older have hypertension. Individuals with non-communicable diseases in Germany are less likely to adhere to the recommended minimum 150 minutes of physical activity per week than other adults. The appearance of consumer-oriented head-mounted display (HMD) virtual reality (VR) devices offers new possibilities for the application of adherence-enhancing exergames. The aim of this dissertation was to investigate the feasibility of the application of HMD-based immersion as a rehabilitation intervention in older adults with chronic conditions, using the examples of CBP and essential hypertension (EH). Methods: The investigation included three evaluations with older adults over 65 years of age. A qualitative analysis by conducting in-depth interviews with older adults with CBP (n = 10) and two focus groups involving physiotherapists and psychotherapists was applied to determine requirements. In the ViRST pilot study, we examined the preliminary efficacy and feasibility of immersive VR multimodal therapy over a period of four weeks in older adults with CBP (n = 22). This work focuses on the pain intensity, measured with the numeric rating scale (NRS), and the user experience, assessed with the user experience questionnaire (UEQ). The BewARe usability study compared the usability in older adults with EH (n = 22), evaluated with the usability subscale of the Technology Usage Inventory (TUI), of two exergame types: strength endurance and endurance training. Furthermore, frustration was measured with the National Aeronautics and Space Administration task load index. Results: The requirements analysis resulted in the identification of 104 requirements that formed the basis for the design of the prototype in the ViRST project. In the pilot study, both groups showed a reduction in pain intensity on the NRS. However, the decrease was not significant within the groups in either case (intervention group: mean difference [MD] = 0.64, p = .535; control group: MD = 1.27, p = .07). The system received an “excellent” rating on the attractiveness and perspicuity scales of the UEQ. In the BewARe usability study, the results of the TUI usability subscale revealed no significant differences between the groups (p = .656). However, frustration was rated significantly higher in endurance training than in strength endurance training (p = .038) by the older adults with EH. Conclusion: To investigate the effectiveness of immersive VR exergames in older adults with chronic back pain, studies with higher sample sizes are needed. The usability and user experience results indicated that evaluations involving active exercise therapy using immersive VR among older adults with chronic conditions would be feasible.
Hintergrund: Der demografische Wandel wird voraussichtlich in Zukunft zu einem Anstieg der chronischen Erkrankungen führen. In Deutschland ist die Prävalenz von chronischen Rückenschmerzen (CRS) bei Erwachsenen über 70 Jahren am höchsten und zwei Drittel der über 65-Jährigen sind von Bluthochdruck betroffen. Menschen mit nichtübertragbaren Krankheiten halten sich in Deutschland seltener an das empfohlene Minimum von 150 Minuten körperlicher Aktivität pro Woche als der Rest der Erwachsenen. Das Erscheinen kommerzieller Head-Mounted-Display (HMD) VR bietet neue Möglichkeiten für die Anwendung von adhärenzsteigernden Exergames. Ziel der Dissertation war es, die Machbarkeit der Anwendung von HMD-basierter Immersion als Rehabilitationsintervention bei älteren Erwachsenen mit chronischen Erkrankungen am Beispiel von CRS und essentieller Hypertonie (EH) zu untersuchen. Methoden: Die Analyse umfasste drei Studien mit älteren Erwachsenen im Alter von über 65 Jahren. Zur Ermittlung der Anforderungen wurde eine qualitative Analyse durch Interviews mit älteren Erwachsenen mit CRS (n = 10) und zwei Fokusgruppen mit Physiotherapeuten und Psychotherapeuten erhoben. In der ViRST-Pilotstudie wurde die vorläufige Wirksamkeit und Machbarkeit einer immersiven multimodalen VR-Therapie über vier Wochen mit älteren Erwachsenen mit CRS (n = 22) untersucht. In dieser Dissertation wurde die Schmerzintensität mittels Numeric Rating Scale (NRS), und die User experience mittels des User Experience Questionnaire (UEQ) gemessen. In der BewARe-Usability-Studie wurde bei älteren Erwachsenen mit EH (n = 22) die Benutzerfreundlichkeit von zwei Exergame-Typen (Kraftausdauer- und Ausdauertraining) verglichen, die mit der Usability-Subskala des Technology Usage Inventory (TUI) bewertet wurde. Außerdem wurde die Frustration mithilfe des National Aeronautics and Space Administration Task Load Index gemessen. Ergebnisse: Die Anforderungsanalyse führte zur Ermittlung von 104 Anforderungen, welche die Grundlage für das Design des ViRST-Prototyps bildeten. In der ViRST-Pilotstudie zeigten beide Gruppen eine Reduktion der Schmerzintensität auf der NRS, welche jedoch nicht signifikant war (Interventionsgruppe: MD = 0.64, p = .535; Kontrollgruppe: MD = 1.27, p = .07). Das System erhielt auf der Attraktivitäts- und Übersichtlichkeitsskala des UEQ die Bewertung „ausgezeichnet“. In der BewARe Usability Studie zeigten die Ergebnisse der TUI Usability Subskala keine signifikanten Unterschiede (p = .656). Die Frustration wurde jedoch von den älteren Erwachsenen mit EH beim Ausdauertraining signifikant höher eingeschätzt als beim Kraftausdauertraining (p = .038). Schlussfolgerung: Um die Wirksamkeit von immersiven VR-Exergames bei älteren Erwachsenen mit chronischen Rückenschmerzen zu untersuchen, sind Studien mit größerer Stichprobengröße erforderlich. Die Usability und die User Experience deuten darauf hin, dass Studien mit aktiver Bewegungstherapie in immersiver VR mit älteren Erwachsenen mit chronischen Erkrankungen durchführbar wären.
