Выпускная квалификационная работа «Внедрение технологий виртуальной реальности для подавления боли в лечебно-диагностический процесс» (стр. 4 )

Helix Coaster – американские горки; Sea Hunter – ловля рыб; Air Drift – полет в воздухе.

4.3 Проведение тестирования

4.3.1 Тестирование подавления болевых ощущений

В проведении исследования принимали участие 28 испытуемых, в возрасте от 20 до 24 лет, не страдающие никакими заболеваниями и не имеющие хронических болей.

Суть проводимого эксперимента заключалась в том, что все испытуемые были вынуждены окунуть пальцы рук в ледяную воду и оставить их там до того момента, пока болезненные ощущения станут невыносимыми.

При проведении эксперимента половина испытуемых (14 человек) играли в игру «Helix Coaster» через шлем виртуальной реальности, суть игры заключалась в том, что пользователь погружается в симуляцию американских горок. Игра была выбрана в связи с тем, что она не требует от испытуемых каких-либо действий, и является фактором отвлечения.

Результаты тестов показали, что тот ряд испытуемых, которые были в очках виртуальной реальности, дольше сопротивлялись болевым ощущениям. Общее время нахождения пальцев рук в ледяной воде, среди всех испытуемых эксперимента составляло приблизительно 67 секунд. Среди испытуемых в очках виртуальной реальности – 93 секунды, испытуемых без очков – 41 секунда. Можно увидеть, что группа испытуемые в очках виртуальной реальности продержались более чем два раза дольше группы без очков. Однако это еще не доказывает то, что мы хотели выяснить.

Целью эксперимента было определить может ли технология виртуальной реальности поддавить или же полностью устранить болевые ощущения. Так, по словам, девять из 14 испытуемых, которые проходили эксперимент в очках виртуальной реальности, заявили, что, как только они погрузились в виртуальный мир и симулятор американских горок запустился, болевые ощущения от нахождения пальцев рук в ледяной воде, полностью прошли. По их мнению, симулятор американских горок переключал их внимание, и заставлял испытывать скорее легкое волнение от происходящего процесса, нежели боль. А, по словам остальных шести испытуемых, болевые ощущения ушли на задний план, но небольшой дискомфорт оставался, однако он не приносил неудобств.

Несмотря на то, что болевой фактор у каждого испытуемого различается друг от друга, кто-то испытывает боль чуть сильнее остальных или наоборот, статистические данные, собранные экспериментально, могут с уверенностью сказать, что технология виртуальной реальности способна подавлять боль при проведении болезненных процедур.

Но стоит учитывать, что тестирование проводилось на здоровых людях, без хронических заболеваний и каких-либо жалоб. Проведенное тестирование является лишь базой под более значимое исследование, которое будет описано ниже, и не может рекомендовать себя как методика лечения или подавления боли у реальных больных.

Однако данная часть проведенного исследования может утверждать, что будущее применение технологий виртуальной реальности в лечебно-диагностическом процессе может быть осуществимо, особенно при проведении болезненных медицинских процедур у детей.

4.3.2 Тестирование пациентов с тазовой и хронической болями

Данная часть исследования направлена на то, чтобы определить возможность использования технологий виртуальной реальности для лечения и подавления боли у реальных пациентов.

Проведение исследование проходило на базе отделения клинической неврологии и клинической лингвистики университетской клиники Казани. В исследовании принимали участие 15 пациентов, страдающих хроническими болями, в том числе тазовой болью.

Для начала проведения тестирования необходимо было составить исчерпывающую оценку боли, включающую как субъективные, так и объективные данные. В связи с этим перед началом тестирования каждого пациента проводилось очное собеседование, в котором особое внимание уделялось описанию боли.

Интенсивность и остроту боли определяют, используя одну из имеющихся в наличии стандартизованных шкал, способных облегчить оценку описываемых пациентом ощущений и определить эффект проводимого лечения.

В качестве способа определения боли была выбрана 10-балльная описательная шкала интенсивности боли (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Описательная и аналоговая шкалы интенсивности боли

Все участники исследования разделились на три группы, чтобы протестировать разные игры и определить наилучший игровой терапевтический контент.

Первая контрольная группа состояла из женщин в возрасте 40-50 лет, страдающих хронической тазовой болью, со средним уровнем боли в 5,4 балла (сильная боль). Вторая группа состояла как из женщин, так и мужчин в возрасте 30-55 лет с послеоперационной болью, со средним уровнем боли в 4,0 балла (умеренная боль). Третья группа, так же, как и вторая, была смешанной и состояла из людей в возрасте 30-40 лет, страдающих головными болями, со средним уровнем боли в 2,2 балла (слабая боль).

Каждая контрольная группа в течение десяти минут, с помощью очков виртуальной реальности, играла в одну из предоставленных игр, результаты тестирования представлены в Таблицах 1 и 2.

Таблица 1.

Уровни снижения боли в баллах

Контрольная группа	Начальный уровень (в баллах)	«Helix Coaster» – американские горки	«Sea Hunter» – ловля рыб	«Air Drift» – полет в воздухе
I	5,4	4,6	4,3	4,5
II	4,0	2,8	2,5	3,0
III	2,2	2	1,8	1,5

Таблица 2.

Процент снижения боли

Контрольная группа	«Helix Coaster»	«Sea Hunter»	«Air Drift»	Показатель группы
I	15%	20%	17%	17%
II	30%	37%	25%	31%
III	10%	18%	32%	20%
Показатель по игре	18%	25%	25%

Измерения показали, что у пациентов из второй контрольной группы, с послеоперационной болью, показатели снижения боли были наиболее высоки – 31%. Одинаково эффективно себя зарекомендовали игры «Sea Hunter» и «Air Drift», их средний показатель подавления боли – 25%. Для группы пациентов с головными болями, игра, являющаяся симулятором американских горок, подходит не слишком эффективно. Резкие повороты, активность действий вызывали у данной группы дискомфорт. По их мнению, подобный тип игры наоборот может вызвать и усугубить уже имеющуюся боль, вместо того, чтобы заглушить ее.

Первая контрольная группа, у которой начальный показатель боли был самым высоким, меньше всего подались снижению боли, причины могут быть связаны с тем, что лечение хронической тазовой боли является долгим процессом, и требует комплексного подхода.

Несмотря на то, что не все виды боли были снижены более чем на 20%, по данным исследования можно с точностью уверять, что технологии виртуальной реальности достаточно эффективно подходят для лечения и подавления боли. Полученные результаты говорят о возможностях дальнейшего применения технологий виртуальной реальности в медицине. Быстрые темпы развития технологий виртуальной реальности в дальнейшем способствуют их широкому внедрению в лечебно-диагностический процесс.

5 СОЗДАНИЕ КОНЦЕПЦИИ ИГРЫ

5.1 Причины создания игры

Проведенное исследование, описанное в предыдущей главе, позволило определить нам то, что технологии виртуальной реальности можно применять для подавления боли в лечебно-диагностическом процессе. Однако для подобного применения необходимо подобрать единый игровой терапевтический контент. По результатам исследования было определено, что игры «Sea Hunter» и «Air Drift» эффективно справились со своей задачей.

Таким образом, можно утверждать, что игры, основанные на плавном сюжете, не требующие от испытуемого большого количества действий, погружающие в комфорт и спокойствие, идеально подходят для применения в лечебно-диагностическом процессе. В связи с этим было предпринято разработать единую концепцию игры, которая будет способна подойти для подавления любого типа боли. Разработка будет происходить на платформе Unity3D.

5.2 Реализация концепции игры

Платформа Unity – это мультиплатформенный инструмент, с помощью которого можно разрабатывать двух - и трехмерные приложения и игры, способные работать под операционными системами Microsoft Windows, Linux и Mac OS X [16].

На сегодняшний день существуют готовые виртуальные 3D-миры, написанные на Unity. Обычные компьютеры позволяют лишь заглянуть в них через окно дисплея, но чтобы погрузится в виртуальную реальность необходимо поменять точку зрения и использовать две камеры вместо одной, работающие синхронно, как пара глаз. Таким образом, получается стереоскопическое изображение и круговой обзор. Небольшие изменения в проекте Unity способны преобразовать обычную игру в VR-игру.

Несмотря на то, мы не наблюдаем то, что магазины приложений переполнены играми в формате VR. Датчики, с помощью которых программа отслеживает положение головы и направления взгляда, дают ошибки, которые имеют свойства накапливаться и нуждаются в исправлениях. В связи с этим при разработке VR-приложений необходимо использовать специализированные фреймворки, такие как ALPS-VR. Данный плагин способен отслеживать положение головы, формировать стереоскопическое изображение, берет на себя все тонкости при создании VR-приложения.

Концепция игры строится на том, что будут обеспечены короткие (около 15 минут) и комфортные игровые сессии. Игра не будет сложной, пользователям предоставляется простое управление, чтобы можно было получать удовольствие от процесса и не перегружать себя, взгляд будет сосредоточен на переднем плане (см. Рисунок 2).