VR in der Rehabilitation

Virtuelle Realität – das Spiel, die Behandlung, das Leben. VR-Technologien im Dienste der Rehabilitationsmedizin

Viel mehr hängt von ihrem Erfolg im Spiel ab, als ein neues Level zu betreten oder ein bemaltes Artefakt zu besitzen. Für sie ist virtuelle Realität ein Simulator, der Lebensqualität, Komfort und manchmal auch Dauer bietet. Willkommen in der Welt der VR-Rehabilitation.

Die für moderne Computerspiele übliche Grafiktechnologie wird seit langem in der Medizin eingesetzt. Dies wird nicht oft geschrieben und gesagt, da der Umfang ihrer Anwendung für die Weltmedien nicht der beliebteste ist. Die Bedeutung solcher Entwicklungen wird dadurch jedoch nicht geringer.

Tausende Menschen im Land müssen mithilfe der Virtual-Reality-Technologie rehabilitiert werden. Hunderte von ihnen erhalten solche Unterstützung und bestätigen durch ihr Beispiel ihre Wirksamkeit. Mehrere inländische Startups und wissenschaftliche medizinische Zentren versuchen, die Nachfrage des Marktes nach Simulatoren und VR-Rehabilitationsprogrammen zu befriedigen. Aber während solche Unternehmen zu wenige sind, um eine Nische zu füllen, wird diese in den kommenden Jahren nur noch wachsen. Obwohl die erzielten Ergebnisse jetzt die Marktaussichten und natürlich den Wert für diejenigen, die eine Rehabilitation benötigen, belegen.

Die Firma „Motorika“ entwickelt und fertigt Technologien an der Schnittstelle von Medizin und Robotik. Das Hauptprodukt sind Handprothesen für Kinder und Erwachsene. Neben mechanischen Traktionsprothesen produziert Motorika erfolgreich komplexe und hochtechnologische bionische Geräte, deren Funktionalität den Besitzer tatsächlich in einen Cyborg verwandelt. Eine Person kann ein solches Gerät mit denselben Muskeln und Nervenenden wie ein lebender Arm steuern.

Um die bionische Prothese vollständig zu beherrschen und sicher zu verwenden, sind monatelanges Training und Rehabilitation erforderlich. Um diese Arbeit zu erleichtern und qualitativ zu verbessern, haben die Programmierer „Motorics“ die digitale Rehabilitationsplattform ATTILAN geschaffen. Im Kern handelt es sich um ein VR-Helm-Videospiel mit einer konsistenten Handlung. Die Spieler werden die Umlaufbahn des Mars in der internationalen Raumstation ATTILAN besuchen und sich auf die bevorstehende Kolonisierung des Planeten vorbereiten.

Aber die Aufgaben und Schwierigkeiten, die sie in der Nähe des Roten Planeten erwarten, sind darauf ausgelegt, den Umgang mit bionischen Prothesen zu lehren. Die Spieler hier laufen um den Bahnhof herum, erledigen kleine Haushaltsaufgaben, verwalten die Fracht und schießen. Für verschiedene Rehabilitationsmaßnahmen stehen verschiedene Spielfiguren zur Verfügung: Ingenieur, Wissenschaftler, Pilot eines Raumfahrzeugs.

Wird von den gleichen Muskeln gesteuert, die auch die bionischen Prothesen steuern. Spezielle Sensoren erfassen die Spannung in den Muskelfasern des Unterarms und übermitteln Daten an das Programm. Der Spieler sieht vor sich beispielsweise einen „lebenden“ Arm und eine futuristische Prothese, mit der er seine Handfläche bewegt, zusammendrückt und lockert, Gegenstände nimmt und trägt, weil die Muskeln des verbleibenden Teils der Muskeln korrekt arbeiten amputierter Arm. So wird der Spieler in Zukunft seine bionische Prothese in der realen Welt verwalten.

Im Spiel ATTILAN hat Motorika eine der innovativsten und modernsten Methoden zur Vorbereitung auf die Prothetik implementiert. In der medizinischen Rehabilitation werden Virtual-Reality-Technologien, wie oben erwähnt, schon seit langem in anderen Bereichen eingesetzt. Zum Beispiel, um Patienten mit motorischen Beeinträchtigungen aufgrund von Hirnschäden zu heilen. Eine solche Rehabilitation ist häufig für Menschen erforderlich, die einen Schlaganfall oder andere Gefäßerkrankungen erlitten haben, die das Gehirn geschädigt haben.

Die Istok-Audio-Unternehmensgruppe ist der russische Marktführer in der Herstellung und dem Vertrieb von Reha-Einrichtungen und Hilfsmitteln für Gehörlose. Das Tätigkeitsfeld des Unternehmens wächst jedoch stetig und erstreckt sich heute auf Menschen mit Behinderungen aller Nosologien. Eine der Neuentwicklungen von „Source-Audio“ ist das virtuelle Rehabilitationsprogramm „Devirta Delphi“.

„Devirta Delphi“ ist ein virtueller Cyberspace mit einer eigenen 3D-Welt zum Eintauchen, in den neben ATTILAN ein VR-Helm und sensorische Sensoren für biologisches Feedback (BFR) benötigt werden. Hier ist die Technologie noch interaktiver – der Computeravatar des Patienten wiederholt die Bewegungen einer Person in der virtuellen Welt, was den Anschein einer realen Interaktion mit dem umgebenden Raum erweckt und zusätzlich motiviert.

Menschen mit Hirnschäden wird eine medizinische Rehabilitation in Form von einfachen täglichen Übungen verschrieben. Devirta Delphi kontrolliert ihren Prozess und ermöglicht es dem Patienten, das Ergebnis ihrer Bemühungen zu sehen und sich als Hauptfigur in jeder Aktivität zu fühlen.

Der Service Rehabunculus, der heute von den Spezialisten des Wissenschaftlichen Zentrums für Neurologie und Intellekt und Innovation angeboten wird, funktioniert auf ähnliche Weise. Bei der Erstellung dieses Simulators beschränkten sich die Entwickler auf den virtuellen Raum ohne Biofeedback. Im Gegensatz zu „Devirta Delphi“ benötigt Rehabunculus keine Berührungssensoren, ist einfacher zu bedienen, dient aber demselben Zweck – es bietet die notwendige Menge an körperlicher Aktivität für jeden Tag.

„Die Möglichkeiten, die die virtuelle Realität bietet, ermöglichen es, bestimmte Merkmale des menschlichen Körpers zu nutzen, insbesondere die Neuroplastizität des Gehirns“, erklärt Yegor Tokunov, Generaldirektor von Intellect and Innovations, LLC und Projektmanager Rehabunculus. – „Speziell ausgewählte Technologien und Algorithmen verbessern die Wiederherstellungsmechanismen und bewirken, dass der Körper des Patienten richtig arbeitet. Eine virtuelle Realität inspiriert also einen Menschen mit eingeschränkter Motorik dazu, mehr als er tatsächlich kann, und erhöht die Motivation für Rehabilitationsmaßnahmen. „

Die Ärzte und Entwickler der Samara State Medical University gingen jedoch noch viel weiter und übertrugen die übliche VR-Rehabilitation auf die Ebene der Neurorehabilitation. Ihr ReviVR-Neurotrener stellt sie im wörtlichen und im übertragenen Sinne auf die Beine. In der virtuellen Welt, die von den Programmierern der Samara State Medical University geschaffen wurde, gehen Menschen mit schweren motorischen Behinderungen wieder, sehen ihre Füße, hören Schritte und fühlen sogar jeden von ihnen. Zusätzlich zu Bild und Ton bietet der Simulator eine taktile Verfolgung.

Während der Rehabilitationssitzung wird eine Virtual-Reality-Brille auf den Kopf des Patienten aufgesetzt, und spezielle pneumatische Karten, die den Druck der Erdoberfläche auf die Füße beim Gehen nachahmen, werden auf die Beine aufgesetzt. In einem VR-Helm sieht sich der Patient als Ego aufrecht und bewegt sich selbstständig. Die Illusion von Bewegung aktiviert bestimmte Muskelgruppen, die die Gehirnaktivität stimulieren.

Die Erfahrung der medizinischen Rehabilitation zeigt, dass neuronale Verbindungen wiederhergestellt werden, wenn das Spielen die Gehirnaktivität stimuliert. Eine solche Wiederherstellung ist dank des gleichen Mechanismus der Neuroplastizität des Gehirns möglich. ReviVR soll der Schlüssel zum Start dieses Mechanismus sein.

Das gleiche Team von SamSMU hat einen anderen Neurodrainer mit einer völlig anderen Aufgabe entwickelt, der jedoch immer noch die gleiche Mission hat: Menschen mit Behinderungen zu helfen. Das Programm ReviMOTION ist für Kinder mit Zerebralparese oder anderen Störungen der körperlichen Aktivität konzipiert.

Rehabilitation mit dem Neurotrener ReviMOTION noch mehr wie ein Computerspiel. Mit ihrer Hilfe führen die Patienten einen Übungskurs in einer einfachen Spielform durch. Bei korrekt ausgeführter Bewegung bewegt sich der virtuelle Charakter und geht Level für Level weiter.

Gleichzeitig kann der behandelnde Arzt mithilfe des im Simulator enthaltenen optischen Verfolgungs- und Bewegungsanalysesystems den Fortschritt verfolgen, und das eingebettete Informations- und Analysesystem hilft ihm, den Patienten während des gesamten Rehabilitationskurses von Sitzung zu Sitzung zu „führen“.

„Wir haben die Wirksamkeit der Anwendung als Ergebnis der ersten klinischen Studie an einem der Zentren bewiesen“, teilt Alexander Zakharov, Associate Professor an der Abteilung für Neurologie und Neurochirurgie der SamSMU, mit. „Jetzt haben wir Dutzende solcher medizinischen Zentren in Russland miteinander verbunden. Untersuchungen zur Wirksamkeit des Einsatzes von Technologie zur Wiederherstellung der Bewegung der unteren Extremitäten dieser Skala in der Welt wurden bisher noch nicht durchgeführt. Wir planen, die Wirksamkeit des Einsatzes von VR-Rehabilitation bei anderen Pathologien zu rechtfertigen. „

Die Erfahrungen mit in- und ausländischen Rehabilitationspraktiken zeigen, dass auf Virtual-Reality-Technologie basierende Lösungen Menschen mit Behinderungen dabei helfen können, sich zu erholen und anzupassen, ihre Koordinations-, Gleichgewichts- und Körperführungsfähigkeiten zu verbessern. Es ist zuverlässig bekannt, dass die Eigenschaften von Bewegungen, die im realen Raum ausgeführt werden, keinen signifikanten Unterschied zu Bewegungen in einer virtuellen Umgebung aufweisen. Dank dessen gewinnt eine Person bereits im frühen Rehabilitationskurs das Vertrauen in ihre Handlungen und Stärken zurück, und die in der VR-Welt erworbenen Fähigkeiten können in der realen Welt viel einfacher entwickelt werden.

Kommentare sind geschlossen.