Z nenehnim razvojem tehnologije se v medicinsko industrijo uvajajo inovativne in učinkovite rešitve. Virtualna resničnost je primer uporabe tehnologije na različnih področjih medicine za pomoč bolnikom z različnimi boleznimi.
Ta naloga opisuje sistem, ki temelji na virtualni resničnosti in je bil razvit z namenom, da se bo nekoč uporabljal v procesu nevrorehabilitacije roke pacientov po možganski kapi ali poškodbi hrbtenjače. Tradicionalna rehabilitacija je lahko naporen proces, saj zahteva številne ponovitve določenih gibov rok. Bolniki lahko le redko ohranijo raven koncentracije in motivacije ves čas trajanja rehabilitacije, kar zmanjšuje učinkovitost in podaljšuje čas, potreben za popolno okrevanje. Večina bolnikov sploh ne pride do konca procesa rehabilitacije, zaradi česar mnogim od njih ostanejo posledice, ki bi jih z ustreznim procesom rehabilitacije zlahka odpravili.
Predlagani sistem izkorišča prednosti virtualne resničnosti s ciljem izboljšave učinkovitosti, motivacije in ravni zadovoljstva bolnikov ter zagotavljanja cenovno dostopnega sistema, ki se lahko uporablja tako na domovih bolnikov kot tudi v bolnišnicah in rehabilitacijskih centrih. Uporaba navidezne resničnosti pacientom lahko omogoči, da so del okolja, ki je po videzu in občutku podobno predmetom in dogodkom iz resničnega sveta. To pomeni, da so tudi cilji, ki naj bi jih pacient izpolnil med rehabilitacijo, običajno bolj dinamični, realistični in pomembni za vsakodnevne dejavnosti. Prednost uporabe tehnologij navidezne resničnosti je tudi v tem, da omogoča bolj individualne načrte zdravljenja, ki jih je mogoče prilagoditi vsakemu posameznemu bolniku in različnim fazam okrevanja. Vključitev navidezne resničnosti v proces okrevanja je dokazano vplivala na boljše funkcionalne rezultate, vključno z obnovo poškodovanega živčnega tkiva in kompenzacijo vseh funkcionalnih sprememb, ki so posledica poškodbe. Takšen sistem zagotavlja varno in nadzorovano okolje za zagotavljanje zanimivih in prilagodljivih rehabilitacijskih dejavnosti, ki podpirajo učenje motoričnih spretnosti.
Raziskovalni proces je obsegal dva večja sklopa – prvi je bil oblikovanje 3D modela roke, drugi pa programiranje igre, v kateri je bila oblikovana 3D roka najbolj pomemben del igre. Cilj je bil izdelati model roke, ki bi bil čim bolj podoben videzu prave roke in bi se gibal čim bolj podobno gibanju prave roke.
Prvi del naloge opisuje postopek oblikovanja modela roke, videz virtualnega okolja z dodatnimi elementi igre ter konfiguracijo gibanja roke v programu, pri čemer so bile upoštevane vse omejitve prave človeške roke. Postopek premikanja roke v realnem času je opisan v nadaljnjih poglavjih s podrobnim opisom metodologije, potrebne za doseganje upravljanja modela roke v realnem času z uporabo le ene kamere in nekaterih izračunov kotov. Prednost uporabe ene kamere je v tem, da je preprosta in poceni, vendar je povezana tudi z nekaterimi težavami – ena kamera ne more pridobiti 3D informacij iz resničnega sveta, kar pomeni, da mora biti roka postavljena pod določenim kotom pred kamero, da so rezultati čim bolj optimalni. Zato je bila preizkušena tudi robustnost sistema in potem določena najbolj optimalna orientacija roke.
Postopek validacije sistema je opisan v zadnjem delu naloge. V poskusih je sodelovalo osem merjencev, njihovi podatki pa so bili nato analizirani. Sklepna ugotovitev, ki temelji na analizi, je predstavljena v magistrski nalogi. Nekateri od parametrov, ki so bili spremljani in analizirani, so trajektorije gibanja rok merjencev, zanesljivost zaznavanja kotov sklepov, uspešna identifikacija nekaterih gibov rok, kot je recimo prijem z dvema prstoma, ter vpliv različnih orientacij zapestja in različnih okoljskih pogojev na končne rezultate poskusa.
V študiji so sodelovale različne starostne skupine in skupine po spolu, kar je prispevalo k raznolikosti rezultatov in boljšemu razumevanju potreb in zmožnosti različnih skupin, kar nam je dalo dragocen vpogled za nadaljevanje projekta. Merjence smo prosili tudi za povratne informacije v zvezi z izvedenim eksperimentom in 100% testiranih oseb je navedlo, da je bila raven njihovega zadovoljstva med izvedenim eksperimentom zelo visoka, medtem ko je enostavnost samega eksperimenta nizka do srednja. Zaradi preprostosti, opisana igra v virtualni resničnosti je primerna za starejše paciente in paciente, ki so poleg fizične paralize utrpeli tudi nekaj možganskih poškodb, koncept igranja igre pa bi jim pomagal ohranjati visoko raven motivacije, kar na koncu prispeva k večji vključenosti, boljši učinkovitosti in s tem morda krajšemu in učinkovitejšemu procesu rehabilitacije.
Poskusi in končni rezultati so pokazali, da so vsi zdravi udeleženci uspešno opravili celoten eksperiment, čeprav jih je 50% izjavilo, da še nikoli niso imeli izkušenj z navidezno resničnostjo. Pri nadaljnjem delu bi bilo treba za bolj optimalen sistem preizkusiti uporabo več kot ene kamere. Prav tako bi bilo treba prilagoditi okolje v skladu z rezultati, predstavljenimi v zadnjih poglavjih naloge. Sistem je treba preizkusiti tudi na bolnikih po možganski kapi ali po poškodbah hrbtenjače z nekaterimi patološkimi gibalnimi stanji ter ga prilagoditi njihovim posebnim razmeram in potrebam. Oba starejša merjenca, ki sta sodelovala v študiji, imata kronični bolezni, povezani s temo raziskave, kljub temu pa sta poskus uspešno opravila, kar je pokazatelj, da obstaja velika verjetnost, da bo predlagani sistem primeren tudi za bolnike s patološkimi gibalnimi stanji, čeprav bi bilo treba poskus izvesti tudi z njimi, da se hipoteza potrdi.
Predstavljeni sistem je mogoče prilagoditi individualnim potrebam in napredku vsakega bolnika, kar bi lahko omogočilo učinkovitejše in uspešnejše rezultate rehabilitacije. Napredek bolnikov je tudi mogoče spremljati in uporabiti za izboljšanje njihovega napredka in motivacije.
Študija je pokazala, da starejši udeleženci brez težav vstopijo v svet navidezne resničnosti in razumejo njegova načela. Poleg tega se jim je zdel zelo zanimiv in inovativen ter so z veseljem ponavljali vaje tolikokrat, kolikor je bilo potrebno, ne da bi se pri tem počutili utrujeno ali izgubili koncentracijo. Iz njihovih rezultatov je razvidno, da so s časom in vadbo izboljšali svoje gibalne sposobnosti, kar kaže, da bi uporabo virtualne resničnosti morda lahko uvedli tudi pri zdravih starejših osebah, da bi jim pomagali ostati čim dlje gibljivi in prožni.
Predlagani sistem je cenovno dostopen in ne predstavlja velikega tveganja, ponuja številne možne alternative in možnosti za prilagajanje, hkrati pa ustvarja zanimivo vzdušje, ki bolnikom pomaga, da ostanejo predani, zbrani in osredotočeni na svojo nalogo. Cilj raziskave je bil prispevati k temu področju in pokazati možnost uporabe navidezne resničnosti v procesu rehabilitacije posameznikov, ki trpijo za nekaterimi kroničnimi boleznimi, z dodatno ugotovitvijo, da bi jo lahko izkoristili tudi zdravi posamezniki, ki želijo zgolj izboljšati svoje motorične sposobnosti.
|
