Черепно-мозкова травма (ЧМТ) може бути однією з найбільш нищівні травми що може статися з людиною. Тому що пошкодження непомітні, ЧМТ і інсульт постраждалим часто важко переконати інших, що травма справжня, а різноманітність симптомів ускладнює розробку та застосування ефективної терапії. Але тепер один дослідник з Університету Лойоли Мерімаунт у Лос-Анджелесі досліджує, чи можуть люди, які перенесли інсульт і ЧМТ, вигода від використання симулятора водіння, розробленого для автоперегонів, для перевірки неврологічних розладів і перенавчання тих, хто вижив, водінню безпечно.
Зміст
- Чому гоночні симулятори відрізняються
- Пізнавальна частина водіння
- Чому технологія симуляції повного руху VR відрізняється
- Виробники симуляторів беруть участь
«Я перебуваю на ранніх стадіях дослідницького проекту, який досліджуватиме використання симуляторів водіння, таких як SimGear GT, для відновлення після інсульту. Мета дослідження полягає в тому, щоб побачити, чи навчання на тренажерах, які забезпечують руховий зворотний зв’язок, є більш ефективним, ніж поточне клінічне стандарт, який часто використовує симулятори з фіксованою базою», – сказав Брендан Сміт, доцент кафедри машинобудування Loyola Marymount, Digital. Тенденції.
Чому гоночні симулятори відрізняються
Сучасні гоночні симулятори набагато складніші, ніж розроблені установки водіння домашні ігри. Повноцінний симулятор гонок створений для створення захоплюючого досвіду віртуальної реальності, включаючи переміщення всієї платформи для імітації G-сил і реальних рухів транспортного засобу.
Симуляція з точністю передбачить, що станеться в реальному світі.
Кіт Махер є лідером думок у технології моделювання VR. Він керує компанією ім VR рух базується в Хіллсборо, штат Орегон. Махер створив як симулятори перегонів, так і системи тренування на громадських дорогах, тож він знає різницю між ними краще за інших. «Різниця між грою та симуляцією полягає в тому, що гра відмовляється від реальності, щоб вона була приємно, а симуляція з точністю передбачить, що станеться в реальному світі», – він пояснив.
Сучасна технологія гоночного симулятора включає в себе охоплюючі екрани для безперебійного перегляду як попереду, так і поруч із водієм, а також технологію VR, таку як Окулус Ріфт окуляри для створення візуальних ефектів. Пол Старі, президент і генеральний директор VirtualGT у Коста-Месі, штат Каліфорнія, є фахівцем у створенні віртуального середовища справжнього ефекту занурення.
«Те, що відбувається, полягає в тому, що свідомий і несвідомий розум конфліктують один з одним», — сказав Старі. «Свідомість є добровільним учасником, вона хоче, щоб ілюзія була реальною. Коли ви сидите в симуляторі, ви відчуваєте набір ефектів, таких як звук, вібрація, рух, створюване візуальне зображення, вібрація в елементах керування, ефекти примусового зворотного зв’язку тощо. Усі ці ефекти поєднуються, щоб створити цю ілюзію. Підсвідомість порівнює те, що відбувається в симуляторі, з реальністю, щоб визначити, реальне це чи ні».
Підсвідомість порівнює те, що відбувається в симуляторі, з реальністю, щоб визначити, чи це реально чи ні.
Сміт перевіряє, чи рухомий симулятор є кращим за базовий симулятор водіння з фіксованою базою для терапевтичного використання.
«Більшість симуляторів, які зараз використовуються для терапії, мають фіксовану базу», — продовжив він. «Ці симулятори не забезпечують зворотного зв’язку при русі, який стає золотим стандартом серед спільноти симуляторів. Без цього зворотного зв’язку керування автомобілем перетворюється з багатої взаємодії зорових, тактильних і вестибулярних відчуттів на важку зорову вправу. Тому симулятори з фіксованою базою можуть бути невідповідними для клінічної практики, оскільки вони нехтують основними навичками водіння, на які пацієнти покладалися до інсульту».
Пізнавальна частина водіння
«Неврологічні травми, такі як інсульт, призводять до широкого спектру фізичних і когнітивних порушень», — зазначив Сміт. «Існують такі адаптивні технології, як ручки на кермі та ручки для педалей газу та гальма, які можуть значною мірою допомогти з фізичною стороною. Але з когнітивного боку наша теорія полягає в тому, що багато рефлексів, на які покладаються водії, можуть бути перервані інсультом».
Використання симулятора дозволяє дослідникам перевіряти ці когнітивні проблеми, не садячи пацієнта в справжній транспортний засіб.
«Перед інсультом більшість водіїв можуть зупинитися на перехресті, приділяючи мінімальну увагу самій зупинці», — сказав Сміт. «Натомість водії, швидше за все, думають про те, що робити далі, дивлячись, чи буде це зрозуміло зробіть це й, ймовірно, озирнувшись назад і навколо, щоб переконатися, що ніхто нічого не робить звичайний. Щоб плавно зупинитися в потрібній точці, потрібно дуже мало візуальної уваги. Водії використовують різноманітні інші органи чуття, щоб виконувати маневри так послідовно. Це включає почуття рівноваги людини та контактний тиск із сидінням, обидва з яких залежать від швидкості прискорення, гальмування чи повороту. Ми боїмося, що неврологічне ушкодження змінює відчуття цих органів чуття під час водіння, і їм потрібна практика, щоб навчитися заново».
Ключем до ефективного тестування та терапії є пошук безпечного місця для пацієнтів, де вони зможуть практикувати водіння та демонструвати свої вміння.
Якщо ви не можете оцінити уповільнення на дотик, вам раптом потрібно зосередитися на темпі, з яким відстань до зупинки скорочується.
«Сісти за кермо й потренуватися, ймовірно, призведе до якнайшвидшого одужання, але це може бути досить небезпечно», — заявив Сміт. «Може здатися, що симулятори з фіксованою базою допоможуть. Після інсульту може початися відчуття, що все на дорозі відбувається надто швидко, і легко подумати, що будь-яка симуляція буде хорошою практикою. Проте моя дослідницька група очікує, що керування автомобілем стане таким непереборним головним чином тому, що раптова втрата кількох ключових рефлексів означає, що все потрібно робити за допомогою зору. Якщо ви не можете оцінити уповільнення на дотик, вам раптом потрібно зосередитися на темпі, з яким відстань до зупинки скорочується. Раптом усі інші вимоги водіння стають другорядними, а ймовірність не побачити несподіваної небезпеки зростає. Симуляція з фіксованою основою не перенавчить ці рефлекси, натомість має тренувати нові навички, що може бути надто вимогливим після інсульту».
Чому технологія симуляції повного руху VR відрізняється
Мотивація для використання симуляторів із зворотним зв’язком за рухом полягає в тому, щоб перетренувати ці ключові рефлекси у постраждалих від інсульту чи ЧМТ. Дозволяючи кожному пацієнту практикувати навички та розвивати рефлекси та впевненість у керуванні, тренажер дає їм змогу використовувати всі відчуття, рухи та когнітивні здібності, які вони зберігають, щоб повернутися за керувати безпечно.
«Зараз ми проводимо попередні експерименти, щоб визначити, як відчуття руху впливають на роботу водія без обмежень під час симуляції водіння», — пояснив Сміт. «Якщо вони краще справляються із зворотним зв’язком руху, ніж у режимі фіксованої бази, це буде хорошим доказом того, що симулятори з підтримкою руху залучають рефлекси, які є критично важливими для водіння. Потім ми почнемо перевіряти, чи люди, які перенесли інсульт, також покращують свою здатність керувати автомобілем завдяки відчуттям руху, остаточно перевірити, чи це призводить до кращої придатності до водіння на дорозі, як це визначено професійним водінням оцінювачі. Ми також розглядаємо можливість поширити це дослідження на тих, хто пережив черепно-мозкову травму (ЧМТ), наприклад багатьох наших ветеранів, які перенесли струс мозку або травми, пов’язані з ударом».
Використання симуляторів повного руху може перевірити недоліки в реалістичній симуляції, а також допомогти у відновленні.
«Яке це має відношення до реабілітації?» — запитав Сміт. «По-перше, після інсульту повсякденні відчуття часто відрізняються. Наприклад, гальмування може раптово здатися поворотом праворуч, і багато рефлексів, вироблених роками водіння, можуть почати видавати невірну інформацію. На щастя, наш мозок добре пристосовується до таких змін, ми робимо це кожного разу, коли щось дізнаємося, незалежно від того, чи був у нас інсульт чи ні. Але ця адаптація вимагає практики. І якщо терапія за допомогою симулятора не передбачає відчуття руху, ця важлива частина їхнього одужання не відбудеться».
Виробники симуляторів беруть участь
Виробники гоночних симуляторів почали досліджувати терапевтичне застосування своїх продуктів. Зак Девіс біжить Симулятори SimGear в Шаумбурзі, штат Іллінойс. SimGear надав симулятори, які використовуються в Loyola Marymount.
«Є кілька членів моєї родини, які перенесли інсульт. Дивовижно бути частиною цього проекту, знаючи, що він може допомогти іншим у майбутньому та зрозуміти більше про наслідки інсульту», – сказав Девіс. «Тепер, коли у них є симулятор, я з нетерпінням чекаю побачити, для яких інших досліджень вони його використовують, тому що тепер кожен має доступ до нього у своєму закладі».
Кріс Консідайн є рушієм позаду Симуляції CXC в Лос-Анджелесі, штат Каліфорнія, і ще один лідер у застосуванні симуляції перегонів у медичних дослідженнях і терапії.
«Тепер, коли у них є симулятор, я з нетерпінням чекаю побачити, для яких інших досліджень вони його використовують, тому що тепер кожен має доступ до нього у своєму закладі».
«Починаючи з 15 років тому, я говорив з людьми про це, але ніхто нам не повірив», - згадує Консідайн. «Через природу автоспорту та те, як ми тренуємося за допомогою симуляції, він дійсно може поширюватися на багато інших дисциплін. У автоспорті все відбувається так швидко, що доводиться більше спиратися на м’язову пам’ять. Ви не маєте часу обмірковувати свої дії; ти повинен реагувати. Для цього існує так багато застосувань, і, очевидно, відновлення після інсульту є одним із них. Ми також багато чуємо про ЧМТ від НФЛ. Є так багато програм; це ніколи не зупиняється».
Як інженер-механік, Сміт має чіткий план своєї роботи.
«Для нашого дослідження ми перевіримо гіпотезу про те, що відчуття руху справді є основним джерелом зворотного зв’язку водія, незалежно від інсульту чи віку», — сказав він. «Потім ми досліджуємо, чи може розширене навчання за допомогою симулятора з підтримкою руху, такого як SimGear GT, допомогти тим, хто переніс інсульт, заново навчитися відчувати гальмування, поворот і прискорення. Ми очікуємо, що це відновить рефлекси, які полегшують маневри за кермом, і дозволить тим, хто переніс інсульт, зосередити свою увагу на тонкощах безпечного водіння».
