Разработка метода мотивации детей во время прохождения упражнений по реабилитации в экзоскелете с использованием технологии виртуальной реальности

Киселев А.Д., Силакова Л.В.

Существует проблема недостатка мотивации среди детей во время прохождения реабилитации с экзоскелетом. Это связано с тем, что процесс реабилитации рутинный и требует большого количества усилий от пациентов. Ежедневная работа с экзоскелетом требует эмоциональной и физической концентрации от пациента. Недостаток мотивации приводит к тому, что порядка 30% пациентов не завершают программу реабилитации.

Цель: разработка метода и определение технических особенностей инструмента повышения мотивации детей во время упражнений с экзоскелетом с применением виртуальной реальности.

Материалы и методы: Проведен анализ потенциальных решений, способных повысить мотивацию пациентов (поиск сильных и слабых сторон решений и анализ цен среди выявленных вариантов). Для проведения анализа проблемы и поиска решений использовались открытые информационные источники, проводились опросы и интервью среди терапевтов и пациентов. На основе проведенного анализа и опросов были определены основные технические требования к инструменту (продукту) и ключевые характеристики метода. Проведенное исследование дает возможность создать концепцию продукта, который может в себя включать разные сущности (внешний вид приложения, сценарии игр, схема работы психолога и пр.).

Результаты: Выявлено четыре возможных решений повышения мотивации пациентов: дополнительные занятия с психологом, мотивационные ролики для пациентов, приложения для отслеживания прогресса, игровые VR приложения. В ходе исследования было опрошено 15 пациентов и их родителей и выявлено, что VR приложения являются наиболее предпочтительным решением для них. Было разработано два игровых сценария, которые удовлетворяют требованиям во время занятий с экзоскелетом: пациент должен двигать руками, не опускать голову и во время занятия не должно быть мелькающих объектов перед пациентом. Были выявлены оптимальные для реабилитационных центров VR очки — Oculus Quest 2.

Заключение: Разработанный метод, включающий игровые сценарии и выявленные требования к продукту, способствуют дальнейшему развитию исследования, а именно: разработка прототипа продукта (MVP), апробация его на пациентах во время занятий с экзоскелетом и дальнейшая интеграция новых сценариев в процесс реабилитации. Таким образом, данное исследование является промежуточным в общем исследовании эффективности VR приложений в процессе реабилитации с экзоскелетом.

1. Laver K, George S, Thomas S, Deutsch JE, Crotty M. Cochrane review: virtual reality for stroke rehabilitation. PubMed. 2015. doi: 10.1002/14651858.CD008349.pub2.

2. Rahman S, Rahman A, Shaheen AA. Virtual Reality Use in Motor Rehabilitation of Neurological Disorders: A Systematic Review. Middle-East Journal of Scientific Research. 2011; 7(1): 63–70.

3. Quan-cheng Peng, Ling Yin and Yi Cao. Effectiveness of Virtual Reality in the Rehabilitation of Motor Function of Patients With Subacute Stroke: A Meta-Analysis. Front. Neurol. 05 May 2021. doi: 10.3389/fneur.2021.639535.

4. Hausbeck CJ, Strong MJ, Tamkei LS, et al. The effect of additional hand contact on postural stability perturbed by a moving environment. Gait & Posture. 2009; 29: 509–513. doi: 10.1016/j.gaitpost.2008.11.014.

5. Cruz-Neira C, Sandin D, DeFanti T, Kenyon R, Hart J. The CAVE: audio visual experience automatic virtual environment. Communications of the ACM. 1992; 35(6): 64–72. doi: 10.1145/129888.129892.

6. Устинова К.И., Клочков А.С., Черникова Л.А. Виртуальная реальность в нейрореабилитации // Инновационные технологии в нейрореабилитации, 2016.

7. Описание оборудования Armeo spring. Магазин Бека Рус.

8. Российский рынок медицинских изделий. Итоги 2020 года // Исследование Meditex.

9. Российский рынок дополненной и виртуальной реальности (AR/VR) // Исследование ТМТ-Консалтинг.

10. Virtual Reality (VR) in Healthcare Market Size 2. Virtual Reality in Healthcare Market Size, Share Growth [2029]. Fortunebusinessinsights.com. https://www.fortunebusinessinsights.com/industry-reports/virtual-reality-vr-in-healthcare-market-101679. Published 2022. Accessed July 1, 2022.

11. LTD T. Global Medical Device Market 2020 Size To Increase Due To Rising Infectious And Chronic Disease Cases As Per The Business Research Company’s Medical Devices Global Market Opportunities And Strategies – Global Forecast To 2030. GlobeNewswire News Room.

12. Лесите Э.Ю., Стародубец О.Д. Значение психологического сопровождения процесса реабилитации при травмах опорно-двигательного аппарата // Вестник Амурского государственного университета. — 2022. — №96. — С.99–102.

13. Прейскурант услуг психолога для детей. Сайт Нейроцентра медико-психологической коррекции и реабилитации в Москве.

14. Прейскурант услуг психолога для детей. Сайт Медицинского центра XXI век в Санкт-Петербурге.

15. Психологи в Челябинске. Средняя стоимость сеанса. Биржа вакансий Profi.ru.

16. Клинические рекомендации по нейрохирургическому лечению детского церебрального паралича // Ассоциация нейрохирургов России.

17. Стоимость создания видеоконтента поминутно. Сайт RapidWeb.Me.

18. Стоимость создания видеоконтента 360 градусов поминутно. Сайт с описанием компании Pitertsev studio.

19. Карпов О.Э., Даминов В.Д., Новак Э.В., Мухаметова Д.А., Слепнева Н.И. Технологии виртуальной реальности в медицинской реабилитации, как пример современной информатизации здравоохранения // Вестник НМХЦ им. Н.И. Пирогова. — 2020. — Т.15. — №1. — С.89-98.

20. Сравнение VR очков: какую гарнитуру выбрать. Сайт VR студии.

21. Шушарина Е.В. Формирование социально-бытовых навыков у детей с ограниченными возможностями здоровья // Сборник материалов интернет-конференции. — Ставрополь: Бюро новостей, 2018. — 180 с.

22. Ferreira Dos Santos L, Christ O, Mate K, Schmidt H, Krüger J, Dohle C. Movement visualisation in virtual reality rehabilitation of the lower limb: a systematic review. Biomed Eng Online. 2016; 15(3): 144. doi:10.1186/ s12938-016-0289-4.

23. Собко Я. Технический обзор 9 популярных шлемов виртуальной реальности, 2018 // Блог Собко.