Черепно-мозговая травма (ЧМТ) может быть одной из наиболее разрушительные травмы такое может случиться с человеком. Поскольку ущерб невидим, ЧМТ и гладить Больным часто трудно убедить других в том, что травма реальна, а разнообразие симптомов затрудняет разработку и применение эффективных методов лечения. Но теперь один исследователь из Университета Лойолы Мэримаунт в Лос-Анджелесе изучает, могут ли люди, пережившие инсульт или ЧМТ, получить выгоду от использования симулятора вождения, разработанного для автогонок, для проверки неврологических нарушений и переподготовки выживших к вождению. безопасно.
Содержание
- Чем гоночные симуляторы отличаются
- Когнитивная часть вождения
- Чем отличается технология полномасштабного VR-моделирования
- Производители симуляторов принимают участие
«Я нахожусь на ранней стадии исследовательского проекта, который будет изучать использование симуляторов вождения, таких как СимГеар ГТ, для восстановления после инсульта. Цель исследования — выяснить, является ли тренировка на тренажерах, обеспечивающих обратную связь при движении, более эффективной, чем нынешние клинические тренировки. Стандарт, в котором часто используются симуляторы с фиксированной базой», — рассказал Digital Брендан Смит, доцент кафедры машиностроения в Лойоле Мэримаунт. Тенденции.
Чем гоночные симуляторы отличаются
Современные гоночные симуляторы намного сложнее, чем системы вождения, предназначенные для домашние игры. Полноценный гоночный симулятор предназначен для создания захватывающего опыта виртуальной реальности, включая перемещение всей платформы для имитации перегрузок и реальных движений автомобиля.
Моделирование позволит с точностью предсказать, что произойдет в реальном мире.
Кит Махер — идейный лидер в области технологий моделирования виртуальной реальности. Он управляет компанией под названием VR-движение базируется в Хиллсборо, штат Орегон. Махер создал как гоночные симуляторы, так и системы обучения дорожному движении, поэтому он знает разницу между ними лучше, чем кто-либо другой. «Разница между игрой и симуляцией в том, что игра отказывается от реальности и становится доставляет удовольствие, в то время как симуляция будет с точностью предсказывать, что произойдет в реальном мире», — он объяснил.
Современная технология гоночных симуляторов включает в себя панорамные экраны, обеспечивающие плавный обзор как перед водителем, так и рядом с ним, а также технологии виртуальной реальности, такие как Oculus Rift очки для создания визуальных эффектов. Пол Стари, президент и генеральный директор ВиртуалГТ из Коста-Меса, штат Калифорния, является специалистом по созданию виртуальной среды с эффектом полного погружения.
«Происходит следующее: сознание и подсознание находятся в конфликте друг с другом», — сказал Стари. «Сознание — добровольный участник, оно хочет, чтобы иллюзия была реальной. Когда вы сидите в симуляторе, вы испытываете набор эффектов, таких как звук, вибрация, движение, создаваемое визуальное изображение, вибрация элементов управления, эффекты принудительной обратной связи и т. д. Все эти эффекты объединяются, чтобы создать эту иллюзию. Подсознание сравнивает происходящее в симуляторе с реальностью, чтобы определить, реально это или нет».
Подсознание сравнивает происходящее в симуляторе с реальностью, чтобы определить, реально это или нет.
Смит проверяет, лучше ли движущийся симулятор для терапевтического использования, чем базовый симулятор вождения с фиксированной базой.
«Большинство симуляторов, используемых в настоящее время в терапии, имеют фиксированную базу», — продолжил он. «Эти симуляторы не обеспечивают обратную связь при движении, которая становится золотым стандартом среди сообщества симуляторов гонок. Без этой обратной связи вождение превращается из богатого взаимодействия зрительных, тактильных и вестибулярных ощущений в утомительное зрительное упражнение. Таким образом, симуляторы с фиксированной базой могут оказаться неадекватной клинической практикой, поскольку они игнорируют фундаментальные навыки вождения, на которые пациенты полагались до того, как у них случился инсульт».
Когнитивная часть вождения
«Неврологические травмы, такие как инсульт, приводят к широкому спектру физических и когнитивных нарушений», — отметил Смит. «Существуют адаптивные технологии, такие как ручки рулевого колеса и крепления для педалей газа и тормоза, которые могут во многом помочь с физической точки зрения. Но с когнитивной точки зрения наша теория заключается в том, что многие рефлексы, на которые полагаются водители, могут быть нарушены инсультом».
Использование симулятора позволяет исследователям проверить эти когнитивные проблемы, не сажая пациента в настоящий автомобиль.
«Перед инсультом большинство водителей, вероятно, могут остановиться на перекрестке, уделяя минимальное внимание фактической остановке», — сказал Смит. «Вместо этого водители, скорее всего, думают о том, что делать дальше, ожидая, будет ли понятно, что делать дальше. сделать это и, возможно, оглянуться назад и по сторонам, чтобы убедиться, что никто ничего не делает извне. обычный. Требуется совсем немного визуального внимания, чтобы плавно остановиться в нужной точке. Водители используют множество других чувств для последовательного выполнения маневров. Сюда входит чувство равновесия человека и контактное давление с сиденьем, оба из которых зависят от скорости ускорения, торможения или поворота. Мы опасаемся, что неврологическая травма меняет ощущения этих органов во время вождения, и для их переобучения потребуется практика».
Поиск безопасного места, где пациенты могли бы попрактиковаться в вождении и продемонстрировать, на что они способны, является ключом к эффективному тестированию и терапии.
Если вы не можете оценить замедление на ощупь, вам внезапно нужно сосредоточиться на темпе, с которым сокращается расстояние до остановки.
«Сесть за руль и попрактиковаться, вероятно, приведет к быстрейшему выздоровлению, но это может быть довольно опасно», - заявил Смит. «Может показаться, что симуляторы с фиксированной базой помогут. После инсульта может возникнуть ощущение, что все на дороге происходит слишком быстро, и легко подумать, что любая симуляция будет хорошей практикой. Однако моя исследовательская группа ожидает, что вождение становится настолько утомительным главным образом потому, что потеря нескольких ключевых рефлексов внезапно означает, что все нужно делать с помощью зрения. Если вы не можете оценить замедление на ощупь, вам внезапно нужно сосредоточиться на темпе, с которым сокращается расстояние до остановки. Внезапно все остальные требования, связанные с вождением, отходят на второй план, и шансы не увидеть неожиданную опасность возрастают. Симуляция с фиксированной базой не будет переучивать эти рефлексы, а вместо этого должна тренировать новые навыки, которые могут оказаться слишком требовательными после инсульта».
Чем отличается технология полномасштабного VR-моделирования
Мотивацией использования симуляторов с обратной связью по движению является переобучение этих ключевых рефлексов у людей, переживших инсульт или ЧМТ. Позволяя каждому пациенту практиковать навыки, развивать рефлексы и уверенность в вождении, симулятор дает им возможность использовать все ощущения, движения и когнитивные способности, которые они сохраняют, чтобы вернуться за пределы колесо безопасно.
«В настоящее время мы проводим предварительные эксперименты, чтобы определить, как ощущение движения влияет на производительность водителя, не имеющего инвалидности, во время симуляции вождения», — объяснил Смит. «Если они справятся с обратной связью по движению лучше, чем в режиме с фиксированной базой, это будет хорошим доказательством того, что симуляторы с поддержкой движения задействуют рефлексы, которые имеют решающее значение для вождения. Затем мы начнем проверять, улучшают ли люди, пережившие инсульт, свои навыки вождения благодаря ощущению движения. в конечном итоге проверить, приводит ли это к повышению пригодности к вождению на дороге, как это определено профессиональным вождением. оценщики. Мы также рассматриваем возможность распространения этого исследования на людей, переживших черепно-мозговую травму (ЧМТ), например, на многих наших ветеранов, перенесших сотрясение мозга или травмы, связанные с ударом».
Использование полнофункциональных симуляторов может помочь выявить недостатки в реалистичной симуляции, а также помочь в восстановлении.
«Какое это имеет отношение к реабилитации?» — спросил Смит. «Во-первых, после инсульта повседневные переживания часто кажутся другими. Например, торможение может внезапно ощущаться как поворот направо, и многие рефлексы, выработанные за годы вождения, могут начать давать неверную информацию. К счастью, наш мозг хорошо адаптируется к подобным изменениям, мы делаем это каждый раз, когда чему-то учимся, независимо от того, был ли у нас инсульт или нет. Но эта адаптация требует практики. И если терапия, опосредованная симулятором, не задействует ощущение движения, эта важная часть их выздоровления не произойдет».
Производители симуляторов принимают участие
Производители гоночных симуляторов занялись исследованием терапевтического применения своей продукции. Зак Дэвис бежит Симуляторы SimGear в Шаумбурге, штат Иллинойс. SimGear предоставила симуляторы, используемые в Лойоле Мэримаунт.
«У меня есть несколько членов семьи, перенесших инсульт. Удивительно быть частью этого проекта, зная, что он может помочь другим в будущем и лучше понять последствия инсульта», — сказал Дэвис. «Теперь, когда у них есть симулятор, я с нетерпением жду возможности увидеть, для каких еще исследований они его используют, потому что теперь каждый имеет к нему доступ в своем учреждении».
Крис Консидайн – инициатор CXC-моделирование в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, и еще одним лидером в использовании гоночных симуляторов в медицинских исследованиях и терапии.
«Теперь, когда у них есть симулятор, я с нетерпением жду возможности увидеть, для каких еще исследований они его используют, потому что теперь каждый имеет к нему доступ в своем учреждении».
«Начиная с 15 лет назад я говорил об этом с людьми, но никто нам не верил», — вспоминает Консидайн. «Из-за особенностей автоспорта и того, как мы тренируемся с помощью симуляций, он действительно может распространяться на многие другие дисциплины. В автоспорте все происходит так быстро, что приходится больше полагаться на мышечную память. У вас нет времени обдумывать свои действия; вы должны отреагировать. Для этого существует множество применений, и, очевидно, восстановление после инсульта — одно из них. Мы также много слышим о ЧМТ от НФЛ. Существует так много приложений; это никогда не прекращается».
Как инженер-механик, Смит имеет четкий план своей работы.
«В нашем исследовании мы проверим гипотезу о том, что ощущение движения действительно является основным источником обратной связи водителя, независимо от инсульта или возраста», — сказал он. «Затем мы выясним, может ли расширенная тренировка с использованием симулятора с поддержкой движения, такого как SimGear GT, помочь пережившим инсульт заново научиться ощущению торможения, поворота и ускорения. Мы ожидаем, что это восстановит рефлексы, которые облегчат маневрирование при вождении и позволят людям, пережившим инсульт, сосредоточить свое внимание на тонкостях безопасного вождения».
