연구팀, 뇌졸중 회복을 위한 운전 시뮬레이터 테스트

외상성 뇌 손상(TBI)은 가장 심각한 질병 중 하나일 수 있습니다. 파괴적인 부상 인간에게 일어날 수 있는 일이다. 왜냐하면 피해는 눈에 보이지 않는다, TBI 및 뇌졸중 환자들은 부상이 실제로 있다는 사실을 다른 사람들에게 확신시키는 데 어려움을 겪는 경우가 많으며, 다양한 증상으로 인해 효과적인 치료법을 설계하고 관리하기가 더 어려워집니다. 그러나 현재 로스앤젤레스에 있는 로욜라 메리마운트 대학의 한 연구원은 뇌졸중과 TBI 생존자들이 할 수 있는지 여부를 조사하고 있습니다. 자동차 경주용으로 설계된 운전 시뮬레이터를 사용하여 신경학적 결함을 테스트하고 생존자의 운전 재교육을 통해 이점을 얻을 수 있습니다. 안전하게.

“저는 다음과 같은 운전 시뮬레이터의 사용을 조사하는 연구 프로젝트의 초기 단계에 있습니다. 심기어 GT, 뇌졸중 회복을 위해. 연구의 목표는 동작 피드백을 제공하는 시뮬레이터를 이용한 훈련이 현재 임상보다 더 효과적인지 확인하는 것입니다. 고정 베이스 시뮬레이터를 자주 사용하는 표준입니다.”라고 Loyola Marymount의 기계 공학 조교수인 Brendan Smith는 Digital에 말했습니다. 동향.

레이싱 시뮬레이터가 다른 이유

최신 레이싱 시뮬레이터는 설계된 주행 설정보다 훨씬 더 복잡합니다. 홈 게임. 전체 레이싱 시뮬레이터는 G-force와 차량의 실제 움직임을 시뮬레이션하기 위해 전체 플랫폼을 움직이는 것을 포함하여 몰입형 가상 현실 경험을 생성하도록 설계되었습니다.

Keith Maher는 VR 시뮬레이션 기술 분야의 사고 리더입니다. 그는 회사라는 이름의 회사를 운영하고 있습니다. VR 모션 오리건 주 힐스보로에 본사를 두고 있습니다. Maher는 레이싱 시뮬레이터와 공공 도로 훈련 시스템을 모두 구축했기 때문에 둘 사이의 차이점을 누구보다 잘 알고 있습니다. “게임과 시뮬레이션의 차이점은 게임이 현실을 포기한다는 것입니다. 시뮬레이션은 현실 세계에서 무슨 일이 일어날지 정확하게 예측하는 반면, 즐겁습니다.”라고 그는 말했습니다. 설명했다.

현재의 레이싱 시뮬레이터 기술에는 운전자 앞과 옆에서 끊김 없이 볼 수 있는 랩어라운드 스크린과 오큘러스 리프트 시각 효과를 제공하는 고글. 폴 스타리(Paul Stary) 사장 겸 CEO 버츄얼GT 캘리포니아주 코스타메사에 위치한 가상 환경을 진정한 몰입감으로 만드는 전문가입니다.

“무의식과 의식이 서로 충돌하게 됩니다.”라고 Stary는 말했습니다. “의식적인 마음은 기꺼이 참여하며 환상이 현실이 되기를 원합니다. 시뮬레이터에 앉아 있으면 오디오, 진동, 모션, 생성된 시각적 이미지, 컨트롤의 진동, 강제 피드백 효과 등과 같은 효과 모음을 경험하게 됩니다. 이러한 모든 효과가 함께 모여 이러한 환상을 만들어냅니다. 잠재의식은 시뮬레이터에서 일어나는 일을 현실과 비교하여 그것이 진짜인지 아닌지를 판단합니다.”

Smith는 치료용으로 이동 시뮬레이터가 기본적인 고정 기반 운전 시뮬레이터보다 나은지 여부를 테스트하고 있습니다.

“현재 치료에 사용되는 대부분의 시뮬레이터는 고정형 종류입니다.”라고 그는 계속했습니다. “이러한 시뮬레이터는 시뮬레이션 레이싱 커뮤니티에서 표준이 되고 있는 모션 피드백을 제공하지 않습니다. 이러한 피드백이 없으면 운전은 시각적, 촉각 및 전정 감각의 풍부한 상호 작용에서 힘든 시각적 활동으로 축소됩니다. 따라서 고정형 시뮬레이터는 환자가 뇌졸중을 겪기 전에 의존했던 기본적인 운전 기술을 무시하기 때문에 부적절한 임상 실습이 될 수 있습니다.”

운전의 인지적인 부분

Smith는 “뇌졸중과 같은 신경학적 손상은 광범위한 신체적, 인지적 손상을 초래합니다.”라고 말했습니다. “육체적 측면에 크게 도움이 될 수 있는 핸들 손잡이, 가속 페달 및 브레이크 페달용 핸들 부착물과 같은 적응형 기술이 있습니다. 그러나 인지적 측면에서 우리의 이론은 운전자가 의존하는 많은 반사 신경이 뇌졸중으로 인해 중단될 수 있다는 것입니다.”

시뮬레이터를 사용하면 연구자는 환자를 실제 차량에 탑승시키지 않고도 이러한 인지 문제를 테스트할 수 있습니다.

“뇌졸중이 발생하기 전에 대부분의 운전자는 실제 정지에 최소한의 주의를 기울인 채 교차로에서 정지할 수 있습니다.”라고 Smith는 말했습니다. “대신에 운전자들은 다음에 무엇을 해야 할지 생각하고, 그렇게 하고, 아마도 뒤에서 아무도 아무것도 하지 않는지 확인하기 위해 뒤를 돌아볼 것입니다. 평범한. 올바른 지점에서 지속적으로 원활하게 정지하려면 시각적인 주의가 거의 필요하지 않습니다. 운전자는 일관되게 운전을 수행하기 위해 다양한 다른 감각을 사용합니다. 여기에는 사람의 균형 감각과 시트와의 접촉 압력이 포함되며, 둘 다 가속, 제동 또는 회전 속도에 따라 달라집니다. 우리는 신경학적 부상이 운전 중 이러한 감각의 느낌을 변화시키고 다시 학습하려면 연습이 필요할 것을 우려합니다.”

환자가 운전을 연습하고 무엇을 할 수 있는지 보여줄 수 있는 안전한 장소를 찾는 것이 효과적인 테스트와 치료의 핵심입니다.

Smith는 "운전대를 잡고 실제로 연습하는 것이 아마도 가장 빠른 회복으로 이어질 것이지만 꽤 위험할 수 있습니다"라고 말했습니다. “고정 베이스 시뮬레이터가 도움이 될 것 같습니다. 뇌졸중 후에는 도로 위의 모든 일이 너무 빠르게 진행되는 것처럼 느껴지기 시작할 수 있으며 어떤 시뮬레이션이라도 좋은 습관이 될 것이라고 생각하기 쉽습니다. 그러나 우리 연구팀은 갑자기 몇 가지 주요 반사 신경을 잃으면 모든 것이 시각에 의해 이루어져야 한다는 것을 의미하기 때문에 운전이 너무 압도적일 것으로 예상합니다. 느낌으로 감속도를 측정할 수 없다면 갑자기 정지점까지의 거리가 가까워지는 속도에 집중해야 합니다. 갑자기 운전에 필요한 다른 모든 요구사항이 부차적인 것이 되고 예상치 못한 위험을 보지 못할 가능성이 높아집니다. 고정 기반 시뮬레이션은 이러한 반사 신경을 재훈련하지 않고 대신 뇌졸중 후 너무 까다로울 수 있는 새로운 기술을 훈련해야 합니다."

풀모션 VR 시뮬레이션 기술이 다른 이유

모션 피드백이 있는 시뮬레이터를 사용하는 동기는 뇌졸중이나 TBI 생존자의 주요 반사 신경을 재훈련시키는 것입니다. 각 환자가 기술을 연습하고 반사 신경과 운전 자신감을 개발할 수 있도록 함으로써 시뮬레이터는 그들이 과거로 돌아가기 위해 보유하고 있는 모든 감각, 움직임, 인지 능력을 활용할 수 있도록 힘을 실어줍니다. 안전하게 운전하세요.

Smith는 “현재 우리는 시뮬레이션된 운전 중에 동작 감각이 비장애인 운전자의 성능에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 예비 실험을 진행하고 있습니다.”라고 설명했습니다. “고정 베이스 모드보다 모션 피드백을 더 잘 활용한다면 이는 모션 지원 시뮬레이터가 운전에 중요한 반사 신경을 사용한다는 좋은 증거가 될 것입니다. 그런 다음 뇌졸중 생존자들도 모션 감각을 통해 운전 능력을 더 향상시킬 수 있는지 테스트를 시작할 것입니다. 궁극적으로 이것이 전문 운전에 의해 결정된 대로 도로 주행 체력이 더 좋아지는지 여부를 테스트합니다. 평가자. 우리는 또한 뇌진탕이나 충격 관련 부상을 견뎌온 많은 재향군인 등 외상성 뇌손상(TBI) 생존자로 이 연구를 확대하는 것을 고려하고 있습니다.”

풀모션 시뮬레이터를 사용하면 현실적인 시뮬레이션에서 결함을 테스트하고 복구에도 도움이 될 수 있습니다.

“이것이 재활과 무슨 관련이 있나요?” 스미스가 물었다. “첫째, 뇌졸중 후에는 일상의 경험이 다르게 느껴지는 경우가 많습니다. 예를 들어, 제동을 하면 갑자기 오른쪽으로 회전하는 것처럼 느껴질 수 있으며, 수년간 운전하면서 발달한 많은 반사 신경이 잘못된 정보를 제공하기 시작할 수 있습니다. 운 좋게도 우리의 뇌는 이런 변화에 잘 적응합니다. 뇌졸중이 있든 없든 우리는 무엇이든 배울 때마다 그렇게 합니다. 그러나 이러한 적응에는 연습이 필요합니다. 그리고 시뮬레이터 중재 치료에 운동 감각이 포함되지 않으면 회복에 있어 이 중요한 부분은 일어나지 않을 것입니다.”

시뮬레이터 제조업체가 참여하고 있습니다.

레이싱 시뮬레이터 제조업체는 자사 제품의 치료 적용에 대한 연구를 수용했습니다. 잭 데이비스가 달린다 SimGear 시뮬레이터 일리노이 주 샴버그에서. SimGear는 Loyola Marymount에서 사용 중인 시뮬레이터를 제공했습니다.

“제 가족 중에는 뇌졸중을 앓은 사람이 몇 명 있습니다. 미래에 다른 사람들에게 도움이 될 수 있고 뇌졸중의 후유증에 대해 더 많이 이해할 수 있다는 것을 알고 이 프로젝트에 참여할 수 있다는 것은 놀라운 일입니다.”라고 Davis는 말했습니다. "이제 시뮬레이터가 생겼으니 이제 모든 사람이 시설에서 이 시뮬레이터에 접근할 수 있기 때문에 그들이 어떤 다른 연구에 이를 사용할지 기대됩니다."

Chris Considine이 뒤를 잇고 있습니다. CXC 시뮬레이션 캘리포니아주 로스앤젤레스에 있으며 레이싱 시뮬레이션을 의료 연구 및 치료에 도입하는 또 다른 리더입니다.

Considine은 “15년 전부터 사람들에게 이 문제에 대해 이야기했지만 아무도 우리를 믿지 않았습니다.”라고 회상했습니다. “모터스포츠의 특성과 시뮬레이션을 통한 훈련 방식으로 인해 이는 실제로 다른 많은 분야로 확장될 수 있습니다. 모터스포츠에서는 모든 일이 너무 빨리 일어나기 때문에 근육 기억에 더 의존해야 합니다. 자신의 행동에 대해 생각할 시간이 없습니다. 당신은 반응해야합니다. 이를 위한 응용 분야는 매우 많습니다. 뇌졸중 회복은 분명히 그 중 하나입니다. 우리는 또한 TBI에 관해 많은 것을 듣습니다. NFL. 응용 프로그램이 너무 많습니다. 결코 멈추지 않습니다.”

기계 엔지니어로서 Smith는 자신의 작업에 대한 명확한 계획을 가지고 있습니다.

“우리 연구를 위해 우리는 운동 감각이 실제로 뇌졸중이나 연령에 관계없이 운전자 피드백의 주요 원천이라는 가설을 테스트할 것입니다.”라고 그는 말했습니다. “그런 다음 SimGear GT와 같은 모션 지원 시뮬레이터를 사용한 확장 훈련이 뇌졸중 생존자가 제동, 회전 및 가속의 감각을 다시 배우는 데 도움이 될 수 있는지 조사할 것입니다. 우리는 이것이 운전 조작을 더 쉽게 만들고 뇌졸중 생존자들이 안전한 운전의 더 미세한 부분에 주의를 집중할 수 있도록 하는 반사 신경을 회복할 것으로 기대합니다.”