Будущее реабилитации рук и запястий – это веселые аркадные игры.

Когда кто-то думает о виртуальной реальности (VR) и видеоиграх, первое, что приходит на ум, — это развлекательные цифровые впечатления. Однако за последние несколько лет мы наблюдаем растущий интерес к тренировкам с использованием гарнитуры виртуальной реальности . Однако приложения выходят далеко за рамки. Ранее в этом году нейробиологи подробно описали платформу, которая может помочь в раннем выявлении болезни Альцгеймера .

Терапевтические программы на основе виртуальной реальности также используются, чтобы помочь людям справиться с послеоперационной болью. Врачи внедряют учебные программы VR для более захватывающего обучения и преподавания. Доктор Ясир Насим, эксперт в области лингвистики, недавно рассказал Digital Trends, что геймификация производит революцию в отрасли и широко распространяется на медицинскую науку.

Последняя подобная разработка принадлежит экспертам Университета Карлоса III в Мадриде, которые сотрудничают с больницами Барселоны и Мадрида, чтобы помочь людям с проблемами подвижности запястий и рук с помощью игр. Команда, в частности, полагается на концепцию exergames, сочетающую упражнения с видеоиграми.

С этой целью команда разработала две аркадные игры и специализированный контроллер с датчиками, которые могут измерять силу захвата человека, а также анализировать полный диапазон движений рук и запястий. Подключенная платформа впоследствии сможет регистрировать такие детали, как усталость и время реакции, создавая при этом целостный профиль их силы.

В медицинском лексиконе мы, по существу, имеем дело с реабилитацией, направленной на хватательные движения, пронацию-супинацию, сгибание-разгибание и локтево-лучевые девиации. По сравнению с предыдущими исследованиями эффективности спортивных игр, новая платформа eJamar помогает улучшить силу хвата, а также способствует восстановлению подвижности конечностей до здоровой степени.

По словам одного из экспертов проекта, всего лишь 30 минут регулярного занятия помогли улучшить силу захвата у пациентов на 100%, а также расширить диапазон движений запястья. Однако потенциал огромен.

Команда отмечает, что платформа eJamar может помочь в заживлении травм и переломов рук, а в ближайшем будущем также помочь пациентам, имеющим дело с неврологическими проблемами, такими как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и инсульт.

Еще одна крупная победа заключается в том, что этот подход может значительно облегчить логистические проблемы, связанные с записью на прием, поездкой и получением необходимого внимания в медицинских центрах и больницах.

Короче говоря, телереабилитация eJamar может сэкономить затраты, время и обеспечить доступность для каждого участника национальной экосистемы здравоохранения. «Игры Peter Jumper и Andromeda просты в использовании, и для того, чтобы насладиться игрой, не требуется никакого предыдущего опыта», — рассказала Digital Trends Онья Симбанья.

Самым важным элементом платформы eJamar является специальный контроллер, который фокусируется на силе захвата и способностях человека. «Система eJamar объединяет датчики силы, IMU и систему управления на базе Arduino для определения движений рук и измерения силы захвата», — рассказывает нам Эдвин Дэниел Она Симбанья, доцент кафедры системной инженерии и автоматизации (CC) UC3M института.

В основе платформы eJamar лежит специализированный беспроводной контроллер, который отвечает за движение и силу запястья. Контроллер включает в себя рукоятку с канавками, повторяющими форму пальцев, плотно удерживающих предмет, что-то вроде рукоятки.

Внутренние вибрационные приводы, встроенные в беспроводной контроллер, также обеспечивают игрокам тактильную обратную связь, соответствующую игровым действиям, таким как удары или этапы прогресса. Датчик инерциальной системы измерения (IMU) способен отслеживать девять степеней свободы по трем осям.

Также имеется кнопка, которая служит командой активации и деактивации внутриигровых возможностей, а также выводит контроллер из спящего режима. Бортовой вычислительный блок выборочно собирает и записывает данные о движениях рук в зависимости от игры, к которой он привязан.

Одним из важнейших элементов контроллера eJamar является тензодатчик, способный измерять усилие захвата до 100 кгс. Для максимального комфорта имеется встроенная ручка, которая позволяет регулировать положение рукоятки в зависимости от уникального размера руки и уровня комфорта каждого человека.

Что касается игр, то первым среди них является Питер Джампер. Действие игры разворачивается в трехмерном мире, где игроки перемещаются по городскому пейзажу, избегая препятствий. В зависимости от индивидуальных предпочтений можно регулировать такие аспекты, как уровень сложности, тактильную обратную связь, скорость и продолжительность. Прежде чем погрузиться в игру, пределы захвата калибруются в зависимости от того, какую силу человек может приложить к контроллеру.

Играя в игру в режиме сжатия захвата, пользователи должны сжимать захват контроллера, чтобы прыгнуть. Вторая игра называется Andromeda, это космический 2D-шутер, в котором игроки управляют космическим кораблем и стреляют по врагам. и собирайте при этом ценные предметы.

Основная цель этой игры — помочь пользователям улучшить хват и освободить движения запястий. «Цель этих функций управления игрой — повторить упражнения, обычно выполняемые во время сеансов реабилитации рук и запястий», — говорится в исследовательской статье, опубликованной в журнале Applied Sciences .

Интересно, что системные требования для запуска этих игр довольно скромные, и они работают как на macOS, так и на Windows. Что касается аппаратного обеспечения, вам понадобится процессор Intel Core i3-2100, 4 ГБ оперативной памяти, 1 ГБ встроенной памяти и экран с разрешением 1280 x 720 пикселей.

Интересно, что контроллер eJamar совместим не только с двумя вышеупомянутыми играми, но и с другими играми, основанными на движке разработки Unity. Во время тестов участники высоко оценили весь опыт и его доступное исполнение.

«Эти методы лечения особенно необходимы пациентам с неврологическими заболеваниями, которые сталкиваются с трудностями при посещении медицинских центров для реабилитации», — отмечается в исследовательской статье.

Важнейшим элементом всего упражнения являются игры и то, как они предлагают захватывающий и увлекательный путь к реабилитации, которая часто может быть утомительной как морально, так и физически. Кажется, с самого начала целью было сделать весь процесс увлекательным для участников без ущерба для терапевтической эффективности.

"Одной из проблем при разработке серьезных игр для здоровья является вовлечение. Использование аркадного дизайна было полезно для содействия вовлечению пациентов и, следовательно, приверженности лечению", – рассказала Digital Trends Она Симбанья, доцент кафедры системной инженерии и автоматизации (CC) UC3M института.

Интересно, что эти две игры — это не просто интерактивное и веселое занятие. Фактически они записывают все данные о движениях конечностей, которые впоследствии импортируются в электронный профиль здоровья каждого пациента.

Идея увлекательная и чрезвычайно полезная, но она не лишена своих проблем. В этом случае решающее значение имеет привлечение сертифицированного медицинского работника, в отличие от обычной телемедицинской консультации с врачом по видеосвязи.

«Несмотря на то, что конструкция наших систем ориентирована на самоуправление, одной из проблем, с которой мы сталкиваемся сейчас, является дистанционная помощь, поскольку необходимо включать методы, которые позволяют терапевту взаимодействовать с пациентом при необходимости», — объясняет Она Симбанья.

Переходя к сфере виртуальной реальности, команда платформы eJamar надеется использовать статус мейнстрима, особенно более низкую запрашиваемую цену VR-гарнитур, для разработки инструментов реабилитации. Работа, кажется, уже идет.

В будущем команда хочет использовать дополненную реальность, а также платформы виртуальной реальности для разработки своей игровой платформы для реабилитации с помощью игр.

«В наши текущие планы входит использование дополненной реальности для разработки игр-тренажёров, которые позволят взаимодействовать с физическими объектами, используемыми при оценке двигательных функций, охватывая широкий круг потенциальных пациентов», — рассказала Онья Симбанья Digital Trends. Амбиции не являются чем-то необычным.

Meta, например, распространила свои собственные аппаратные и программные платформы XR на многочисленные академические учреждения и исследовательские лаборатории по всему миру. В партнерстве с Университетом Айовы умные очки Project Aria AR используются для разработки технологии слуховых аппаратов с возможностями контекстной осведомленности.

Ребята из Бристольского университета развертывают платформу умных очков для разработки системы трехмерного пространственного слежения, а исследователи из Университета Карнеги-Меллона используют Project Aria для разработки вспомогательных решений для навигации для слабовидящих. В IIT Хайдарабаде исследователи используют очки Aria для создания системы обнаружения взгляда водителя.

«В наши текущие планы входит использование дополненной реальности для разработки игр-тренажёров, которые позволят взаимодействовать с физическими объектами, используемыми при оценке двигательных функций, охватывая широкий круг потенциальных пациентов», — рассказала Онья Симбанья Digital Trends.

Сейчас команда сосредоточена на тестировании платформы eJamar среди людей, живущих с неврологическими или патологическими заболеваниями, чтобы расширить клиническое признание. Они также планируют больше упражнений для удовлетворения конкретных потребностей людей, нуждающихся в реабилитации.

До сих пор испытания проводились в клинических условиях и дали «очень обнадеживающие» результаты. На данный момент система получила одобрение врачей и поставщиков медицинских услуг, а испытания среди пациентов дали положительные результаты.