Výzkumný tým testuje simulátor řízení pro zotavení po mrtvici

Traumatické poranění mozku (TBI) může být jedním z nejvíce devastující zranění co se může stát lidské bytosti. Protože poškození je neviditelné, TBI a mrtvice postižení mají často problém přesvědčit ostatní, že zranění je skutečné, a rozmanitost příznaků ztěžuje navrhování a podávání účinných terapií. Nyní však jeden výzkumník z Loyola Marymount University v Los Angeles zkoumá, zda mohou přeživší mrtvici a TBI využít řidičský simulátor určený pro automobilové závody k testování neurologických deficitů a přeškolení přeživších na řízení bezpečně.

„Jsem v rané fázi výzkumného projektu, který bude zkoumat použití simulátorů řízení, jako je např SimGear GT, pro zotavení z mrtvice. Cílem výzkumu je zjistit, zda je trénink se simulátory, které poskytují zpětnou vazbu pohybu, efektivnější než současný klinický standard, který často používá simulátory s pevnou základnou,“ řekl společnosti Digital Brendan Smith, odborný asistent strojního inženýrství na Loyola Marymount. Trendy.

Proč jsou závodní simulátory jiné

Moderní závodní simulátory jsou mnohem složitější než jízdní nastavení domácí hraní. Úplný závodní simulátor je navržen tak, aby vytvořil pohlcující zážitek z virtuální reality, včetně pohybu celé platformy pro simulaci G-síly a skutečných pohybů vozidla.

Keith Maher je myšlenkovým lídrem v technologii simulace VR. Vede společnost s názvem VR Motion se sídlem v Hillsboro, Oregon. Maher postavil jak závodní simulátory, tak veřejné silniční tréninkové systémy, takže zná rozdíl mezi nimi lépe než většina ostatních. „Rozdíl mezi hrou a simulací je v tom, že hra se vzdá reality, takže je příjemné, zatímco simulace s přesností předpoví, co se stane v reálném světě,“ řekl vysvětlil.

Současná technologie závodních simulátorů zahrnuje zavinovací obrazovky pro bezproblémový výhled před řidiče i vedle něj a technologii VR, jako je např. Oculus Rift brýle poskytující vizuální efekty. Paul Stary, prezident a generální ředitel společnosti VirtualGT v Costa Mesa, Kalifornie, je specialistou na to, aby virtuální prostředí bylo skutečně pohlcující.

"Co se stane, je, že máte vědomou a nevědomou mysl ve vzájemném konfliktu," řekl Stary. „Vědomá mysl je ochotným účastníkem, chce, aby iluze byla skutečná. Když sedíte v simulátoru, zažijete sbírku efektů, jako je zvuk, vibrace, pohyb, vytvářený vizuální obraz, vibrace v ovládacích prvcích, efekty nucené zpětné vazby a tak dále. Všechny tyto efekty se spojí, aby vytvořily tuto iluzi. Podvědomí porovnává to, co se děje v simulátoru, s realitou, aby zjistilo, zda je to skutečné nebo ne.“

Smith testuje, zda je pohyblivý simulátor pro terapeutické použití lepší než základní simulátor jízdy s pevnou základnou.

„Většina simulátorů, které se v současné době k terapii používají, je typu s pevnou bází,“ pokračoval. „Tyto simulátory neposkytují pohybovou zpětnou vazbu, která se stává zlatým standardem mezi komunitou simulátorů. Bez této zpětné vazby je řízení zredukováno z bohaté souhry vizuálních, haptických a vestibulárních vjemů na náročné vizuální cvičení. Pevné simulátory proto mohou být neadekvátní klinickou praxí, protože zanedbávají základní řidičské dovednosti, na které se pacienti spoléhali před mrtvicí.“

Kognitivní část řízení

"Neurologické zranění, jako je mrtvice, vede k široké škále fyzických a kognitivních poruch," poznamenal Smith. „Existují adaptivní technologie, jako jsou knoflíky na volantu a nástavce rukojetí pro plynový a brzdový pedál, které mohou do značné míry pomoci s fyzickou stránkou. Ale na kognitivní stránce je naše teorie taková, že mnoho reflexů, na které řidiči spoléhají, může být přerušeno mrtvicí.

Použití simulátoru umožňuje výzkumníkům testovat tyto kognitivní problémy, aniž by pacienta nasadili do skutečného vozidla.

"Před mrtvicí může většina řidičů pravděpodobně zastavit na křižovatce s minimální pozorností věnovanou skutečnému zastavení," řekl Smith. „Namísto toho řidiči spíše přemýšlejí o tom, co dělat dál, a hledají, jestli to bude jasné udělejte to a pravděpodobně se rozhlížejte zezadu a všude kolem, abyste se ujistili, že z toho nikdo nic nedělá obyčejný. K tomu, abyste se plynule zastavili ve správném bodě, je potřeba velmi málo vizuální pozornosti. Řidiči používají různé další smysly, aby prováděli manévry tak konzistentně. To zahrnuje smysl pro rovnováhu a kontaktní tlak se sedadlem, přičemž obojí závisí na rychlosti zrychlování, brzdění nebo zatáčení. Obáváme se, že neurologické poškození změní to, jak se tyto smysly cítí během jízdy, a vyžadují praxi, aby se znovu naučily.“

Klíčem k efektivnímu testování a terapii je nalezení bezpečného místa, kde si pacienti mohou procvičit jízdu a předvést, co umí.

"Sednout za volant a skutečně trénovat by pravděpodobně vedlo k nejrychlejšímu zotavení, ale mohlo by to být docela nebezpečné," uvedl Smith. „Mohlo by se zdát, že simulátory s pevnou základnou by mohly pomoci. Po mrtvici může začít mít pocit, že se vše na silnici děje příliš rychle, a bylo by snadné si myslet, že jakákoli simulace by byla dobrá praxe. Můj výzkumný tým však očekává, že řízení se stane tak ohromujícím především proto, že ztráta několika klíčových reflexů náhle znamená, že vše je třeba dělat zrakem. Pokud nemůžete změřit zpomalení hmatem, musíte se najednou zafixovat na tempo, kterým se vzdálenost k zastávce blíží. Najednou se všechny ostatní požadavky na řízení stanou druhořadými a šance, že neuvidíte neočekávané nebezpečí, roste. Pevná simulace tyto reflexy nepřetrénuje a musí místo toho trénovat nové dovednosti, které mohou být po mrtvici příliš náročné.“

Proč je technologie full-motion VR simulace jiná

Motivací pro používání simulátorů s pohybovou zpětnou vazbou je přetrénování těchto klíčových reflexů u lidí, kteří přežili mrtvici nebo TBI. Tím, že umožňuje každému pacientovi cvičit dovednosti a rozvíjet reflexy a sebedůvěru v řízení, simulátor umožňuje jim využít všechny vjemy, pohyb a kognitivní schopnosti, které si uchovávají, k tomu, aby se dostali zpět za sebe kolo bezpečně.

„V současné době provádíme předběžné experimenty, abychom zjistili, jak vjemy pohybu ovlivňují výkon řidiče bez postižení během simulované jízdy,“ vysvětlil Smith. „Pokud si vedou lépe s pohybovou zpětnou vazbou než v režimu s pevnou základnou, bude to dobrý důkaz, že simulátory s podporou pohybu aktivují reflexy, které jsou pro řízení kritické. Poté začneme testovat, zda osoby, které přežily mrtvici, také více zlepšují své řidičské schopnosti díky pocitu pohybu, v konečném důsledku testování, zda to vede k lepší jízdní způsobilosti na silnici, jak je určeno profesionálním řízením hodnotitelé. Zvažujeme také rozšíření této studie na osoby, které přežily traumatické poranění mozku (TBI), jako je mnoho našich veteránů, kteří utrpěli otřes mozku nebo zranění související s nárazem.

Použití simulátorů plného pohybu může otestovat nedostatky v realistické simulaci a také pomoci s obnovou.

"Co to má společného s rehabilitací?" zeptal se Smith. „Za prvé, po mrtvici se každodenní zážitky často cítí jinak. Například brzdění může náhle připomínat zatáčení doprava a mnoho reflexů vyvinutých během let řízení může začít poskytovat nesprávné informace. Naštěstí se náš mozek umí dobře přizpůsobit změnám, jako je tato, děláme to pokaždé, když se něco učíme, ať už jsme měli mrtvici nebo ne. Ale tato adaptace vyžaduje praxi. A pokud terapie zprostředkovaná simulátorem nezahrnuje vjemy pohybu, k této důležité části jejich zotavení nedojde.“

Výrobci simulátorů jsou na palubě

Výrobci závodních simulátorů přijali výzkum terapeutických aplikací svých produktů. Zach Davis běží Simulátory SimGear v Schaumburg, Illinois. SimGear poskytl simulátory používané v Loyola Marymount.

„Mám několik členů rodiny, kteří měli mrtvici. Je úžasné být součástí tohoto projektu s vědomím, že by to mohlo v budoucnu pomoci ostatním a pochopit více o následcích mrtvice,“ řekl Davis. "Teď, když mají simulátor, těším se, až uvidím, k jakým dalším studiím jej používají, protože nyní k němu má každý přístup v jejich zařízení."

Chris Considine je hybatelem CXC simulace v Los Angeles, Kalifornie, a další lídr v zavádění závodní simulace do lékařského výzkumu a terapie.

"Před 15 lety jsem o tom mluvila s lidmi, ale nikdo nám nevěřil," vzpomněla si Considine. „Vzhledem k povaze motoristického sportu a způsobu, jakým trénujeme prostřednictvím simulace, se může skutečně rozšířit do mnoha dalších disciplín. V motoristickém sportu se všechno děje tak rychle, že se musíte více soustředit na svalovou paměť. Nemáte čas přemýšlet o svých činech; musíte reagovat. Na to existuje tolik aplikací a jednou z nich je zjevně zotavení po mrtvici. Také hodně slyšíme o TBI od NFL. Existuje tolik aplikací; nikdy to nepřestane."

Jako strojní inženýr má Smith pro svou práci jasný plán.

"Pro náš výzkum budeme testovat hypotézu, že pohybový pocit je skutečně primárním zdrojem zpětné vazby řidiče bez ohledu na mrtvici nebo věk," řekl. „Poté prozkoumáme, zda rozšířený trénink s pohybovým simulátorem, jako je SimGear GT, může pomoci lidem, kteří přežili mozkovou mrtvici, znovu se naučit brzdit, zatáčet a zrychlovat. Očekáváme, že to obnoví reflexy, které usnadňují řidičské manévry, a umožní lidem, kteří přežili mozkovou mrtvici, zaměřit svou pozornost na jemnější body bezpečného řízení.“