Tutkimusryhmä testaa ajo-simulaattorin aivohalvauksen toipumiseen

Traumaattinen aivovaurio (TBI) voi olla yksi suurimmista tuhoisia vammoja se voi tapahtua ihmiselle. Koska vahinko on näkymätön, TBI ja aivohalvaus kärsivillä on usein vaikeuksia vakuuttaa muita siitä, että vamma on todellinen, ja oireiden moninaisuus vaikeuttaa tehokkaiden hoitojen suunnittelua ja hallinnointia. Mutta nyt eräs Los Angelesin Loyola Marymount -yliopiston tutkija tutkii, voivatko aivohalvauksesta ja TBI: stä selviytyneet hyödynnä autokilpailuihin suunnitellun ajosimulaattorin käyttämistä neurologisten vajeiden testaamiseen ja selviytyneiden kouluttamiseen ajamaan turvallisesti.

”Olen alkuvaiheessa tutkimusprojektissa, jossa selvitetään ajosimulaattorien käyttöä, mm. SimGear GT, aivohalvauksen toipumiseen. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää, onko harjoittelu liikepalautetta antavilla simulaattoreilla tehokkaampaa kuin nykyinen kliininen standardi, joka käyttää usein kiinteäkantaisia ​​simulaattoreita”, Loyola Marymountin konetekniikan apulaisprofessori Brendan Smith kertoi Digitalille. Trendit.

Miksi kilpa-simulaattorit ovat erilaisia

Nykyaikaiset kilpa-simulaattorit ovat paljon monimutkaisempia kuin ajoasetukset, joihin on suunniteltu kotipelaaminen. Täysi kilpa-simulaattori on suunniteltu luomaan mukaansatempaava virtuaalitodellisuuskokemus, mukaan lukien koko alustan siirtäminen simuloimaan G-voimia ja ajoneuvon todellisia liikkeitä.

Keith Maher on ajatusjohtaja VR-simulaatiotekniikassa. Hän johtaa yritystä nimeltä VR Motion sijaitsee Hillsborossa, Oregonissa. Maher on rakentanut sekä kilpasimulaattoreita että yleisiä harjoitusjärjestelmiä, joten hän tietää näiden kahden eron paremmin kuin useimmat. ”Pelin ja simulaation ero on siinä, että peli luopuu todellisuudesta niin, että se on nautittavaa, kun taas simulaatio ennustaa tarkasti, mitä todellisessa maailmassa tapahtuu", hän selitti.

Nykyinen kilpasimulaattoritekniikka sisältää ympärillä olevat näytöt, jotka takaavat saumattoman näkymän kuljettajan eteen ja viereen, sekä VR-tekniikkaa, kuten Oculus Rift suojalasit visuaalisten tehosteiden tuottamiseksi. Paul Stary, toimitusjohtaja VirtualGT Costa Mesassa, Kaliforniassa, on asiantuntija, joka tekee virtuaaliympäristöstä todella mukaansatempaavan.

"Mitä tapahtuu, on tietoinen mieli ja tiedostamaton mieli ristiriidassa keskenään", Stary sanoi. "Tietoinen mieli on halukas osallistuja, se haluaa illuusion olevan todellinen. Kun istut simulaattorissa, koet kokoelman tehosteita, kuten ääntä, tärinää, liikettä, tuotettua visuaalista kuvaa, värähtelyä säätimissä, pakotettuja palautetehosteita ja niin edelleen. Kaikki nämä vaikutukset yhdistyvät luomaan tämän illuusion. Alitajunta vertaa simulaattorissa tapahtuvaa todellisuuteen määrittääkseen, onko se totta vai ei."

Smith testaa, onko liikkuva simulaattori parempi kuin kiinteäkantainen perusajosimulaattori terapeuttiseen käyttöön.

"Useimmat tällä hetkellä terapiassa käytetyt simulaattorit ovat kiinteäpohjaisia", hän jatkoi. "Nämä simulaattorit eivät tarjoa liikepalautetta, josta on tulossa kultainen standardi sim-ajoyhteisön keskuudessa. Ilman tätä palautetta ajaminen pelkistyy visuaalisten, haptisten ja vestibulaaristen tuntemusten rikkaasta vuorovaikutuksesta vaativaksi visuaaliseksi harjoitukseksi. Kiinteäkantaiset simulaattorit voivat siksi olla riittämätön kliininen käytäntö, koska ne laiminlyövät perustaidot, joihin potilaat luottivat ennen aivohalvausta."

Ajon kognitiivinen osa

"Neurologiset vammat, kuten aivohalvaus, johtavat monenlaisiin fyysisiin ja kognitiivisiin häiriöihin", Smith huomautti. "On olemassa mukautuvia teknologioita, kuten ohjauspyörän nupit ja kahvakiinnikkeet kaasu- ja jarrupolkimiin, jotka voivat auttaa suuresti fyysisessä puolella. Mutta kognitiivisella puolella teoriamme on, että monet kuljettajien refleksit voivat keskeyttää aivohalvauksen."

Simulaattorin avulla tutkijat voivat testata näitä kognitiivisia ongelmia laittamatta potilasta todelliseen ajoneuvoon.

"Ennen aivohalvausta useimmat kuljettajat voivat todennäköisesti pysähtyä risteyksessä kiinnittäen vain vähän huomiota varsinaiseen pysähtymiseen", Smith sanoi. "Sen sijaan kuljettajat ajattelevat todennäköisemmin mitä tehdä seuraavaksi ja katsovat, tuleeko se selväksi tee niin ja luultavasti vilkaise taaksesi ja ympäriinsä varmistaaksesi, ettei kukaan tee mitään tavallinen. Vaatii hyvin vähän visuaalista huomiota, jotta se pysähtyy tasaisesti oikeaan kohtaan. Kuljettajat käyttävät monia muita aisteja suorittaakseen liikkeitä niin johdonmukaisesti. Tämä sisältää henkilön tasapainon tunteen ja kosketuspaineen istuimeen, jotka molemmat riippuvat kiihdytys-, jarrutus- tai kääntymisnopeudesta. Pelkäämme, että neurologiset vammat muuttavat näiden aistien tuntemuksia ajon aikana ja ne vaativat harjoittelua oppiakseen uudelleen."

Tehokkaan testauksen ja hoidon avain on löytää turvallinen paikka, jossa potilaat voivat harjoitella ajoaan ja osoittaa, mitä he osaavat tehdä.

"Rattiin istuminen ja harjoitteleminen johtaisi luultavasti nopeimpaan palautumiseen, mutta se voi olla melko vaarallista", Smith totesi. ”Kiinteän kannan simulaattorit saattavat näyttää auttavan. Aivohalvauksen jälkeen voi alkaa tuntua siltä, ​​että kaikki tiellä tapahtuu liian nopeasti, ja olisi helppoa ajatella, että mikä tahansa simulaatio olisi hyvä käytäntö. Tutkimusryhmäni kuitenkin odottaa, että ajamisesta tulee niin ylivoimaista lähinnä siksi, että muutaman avainrefleksin menettäminen yhtäkkiä tarkoittaa, että kaikki on tehtävä näön avulla. Jos et voi mitata hidastuvuutta tunteella, sinun on yhtäkkiä kiinnitettävä vauhtia, jolla etäisyys pysäkille on sulkeutumassa. Yhtäkkiä kaikista muista ajon vaatimuksista tulee toissijaisia, ja mahdollisuudet olla huomaamatta odottamatonta vaaraa kasvavat. Kiinteäpohjainen simulointi ei kouluta näitä refleksejä uudelleen, vaan sen sijaan on harjoitettava uusia taitoja, jotka voivat olla liian vaativia aivohalvauksen jälkeen.

Miksi täyden liikkeen VR-simulointitekniikka on erilainen

Motiivi käyttää simulaattoreita liikepalautteen kanssa on kouluttaa avainrefleksit uudelleen aivohalvauksen tai TBI: n jälkeen. Antamalla jokaisen potilaan harjoitella taitojaan ja kehittää refleksejä ja itseluottamusta ajaa, simulaattori antaa heille mahdollisuuden hyödyntää kaikkia säilyttämiään tuntemuksia, liikettä ja kognitiivisia kykyjä päästäkseen takaisin pyörä turvallisesti.

"Tällä hetkellä suoritamme alustavia kokeita selvittääksemme, kuinka liiketunnistukset vaikuttavat ei-vammaisen kuljettajan suorituskykyyn simuloidun ajon aikana", Smith selitti. "Jos ne pärjäävät paremmin liikkeen palautteen kanssa kuin kiinteässä tilassa, tämä on hyvä todiste siitä, että liiketoiminnalliset simulaattorit aktivoivat ajamisen kannalta kriittisiä refleksejä. Sitten alamme testata, parantavatko aivohalvauksesta selviytyneet ajokykyään enemmän liiketunnistuksen avulla, viime kädessä testaamalla, johtaako tämä parempaan maantieajon kuntoon ammattiajon määrittämänä arvioijat. Harkitsemme myös tämän tutkimuksen laajentamista traumaattisista aivovaurioista (TBI) selviytyneisiin, kuten moniin veteraaneihin, jotka ovat kärsineet aivotärähdyksestä tai törmäyksestä aiheutuneista vammoista.

Täysliikkeen simulaattoreiden käyttö voi testata puutteita realistisessa simulaatiossa ja auttaa myös palautumisessa.

"Mitä tekemistä tällä on kuntoutuksen kanssa?" Smith kysyi. ”Ensinnäkin aivohalvauksen jälkeen arjen kokemukset tuntuvat usein erilaisilta. Esimerkiksi jarruttaminen voi yhtäkkiä tuntua oikealle kääntymiseltä ja monet vuosien ajon aikana kehittyneet refleksit voivat alkaa antaa vääriä tietoja. Onneksi aivomme ovat hyviä sopeutumaan tällaisiin muutoksiin, teemme sen joka kerta, kun opimme jotain, olipa meillä aivohalvaus tai ei. Mutta tämä sopeutuminen vaatii harjoittelua. Ja jos simulaattorivälitteiseen terapiaan ei liity liiketunnistusta, tämä tärkeä osa heidän toipumistaan ​​ei tapahdu."

Simulaattorivalmistajat ovat mukana

Kilpasimulaattorien valmistajat ovat omaksuneet tuotteidensa terapeuttisten sovellusten tutkimuksen. Zach Davis juoksee SimGear-simulaattorit Schaumburgissa Illinoisissa. SimGear toimitti Loyola Marymountin käytössä olevat simulaattorit.

”Minulla on muutama perheenjäsen, joilla on ollut aivohalvaus. On mahtavaa saada olla osa tätä projektia tietäen, että se voi auttaa muita tulevaisuudessa ja ymmärtää enemmän aivohalvauksen jälkivaikutuksista", Davis sanoi. "Nyt kun heillä on simulaattori, odotan innolla, mihin muihin tutkimuksiin he käyttävät sitä, koska nyt kaikilla on pääsy siihen omassa laitoksessaan."

Chris Considine on takana CXC-simulaatiot Los Angelesissa, Kaliforniassa, ja toinen johtaja kilpa-simulaatioiden tuomisessa lääketieteelliseen tutkimukseen ja terapiaan.

"15 vuotta sitten puhuin ihmisille tästä, mutta kukaan ei uskonut meitä", Considine muisteli. ”Moottoriurheilun luonteen ja harjoittelutavan vuoksi simulaatioiden avulla se voi todella ulottua monille muille lajeille. Moottoriurheilussa kaikki tapahtuu niin nopeasti, että lihasmuistia joutuu lisäämään. Sinulla ei ole aikaa ajatella tekojasi; sinun on reagoitava. Siihen on niin monia sovelluksia, ja ilmeisesti aivohalvauksen palautuminen on yksi niistä. Kuulemme myös paljon TBI: stä NFL. Sovelluksia on niin monia; se ei lopu koskaan."

Mekaanisena insinöörinä Smithillä on selkeä suunnitelma työlleen.

"Tutkimustamme varten testaamme hypoteesia, jonka mukaan liiketunnit ovat todellakin ensisijainen kuljettajan palautteen lähde aivohalvauksesta tai iästä riippumatta", hän sanoi. "Sitten tutkimme, voiko pidennetty harjoittelu liiketoimintoja tukevalla simulaattorilla, kuten SimGear GT: llä, auttaa aivohalvauksesta selviytyneitä oppimaan uudelleen jarrutuksen, kääntymisen ja kiihdytyksen tunteen. Odotamme tämän palauttavan refleksit, jotka helpottavat ajoliikkeitä ja antavat aivohalvauksesta selviytyneiden keskittyä turvallisen ajon hienompiin kohtiin."