توانبخشی از راه دور با استفاده از واقعیت مجازی

امروزه واقعیت مجازی با استفاده از رایانه‌ها، برنامه‌های حركتی، بازی‌های ویدیویی فعال و در نهایت ایجاد محیط مجازی تاثیر چشمگیری در توانبخشی، فیزیوتراپی و كاردرمانی بیماران دچار آسیب‌های مغزی و نخاعی داشته است. از این رو این پژوهش با نگاهی كامل به كاركرد دستگاه كینكت ارائه شده توسط شركت مایكروسافت به عنوان یكی از این ابزارها به ارائه شیوه نوینی در شبیه سازی و انجام حركات توانبخشی پرداخته است. در این شیوه با استفاده از قابلیت‌های تشخیص چهره فرد آسیب دیده، تشخیص صدا، تشخیص مفاصل بدن، شبیه‌سازی حركات اجرایی، تجزیه و تحلیل حركات و ارزیابی نهایی توسط درمانگر راهكاری نوین جهت كاهش هزینه‌های كلینیكی و افزایش انگیزه‌های فردی ارائه می‌دهد كه امید می‌رود با استفاده از این فناوری موجود، شاهد توسعه ی هر چه بیشتر توانبخشی از راه دور، توسعه ی بازی‌های ویدیویی منحصر به حركات توانبخشی مرتبط با پاتولوژی موجود و در نهایت تجهیز دستگاه‌ها و امكانات توانبخشی به فناوری واقعیت مجازی و بهبود هر چه سریع‌تر بیمار باشیم.

توانبخشی مجازی فناوری نوینی  است كه با استفاده از رایانه، برنامه‌های كاربردی، ایجاد مـحـیــط‌هــای مـجــازی و شـبـیــه ســازی رفتـار و حـركـات فـعـالـیـت‌هـای فـرد آسیب دیده در آن محیط  به بازسازی اختلالات فیزیكی، روانی و حسی آن می‌پردازد. 

كاربردهای توانبخشی مجازی     

فیزیوتراپی: جسم درمانی (Physiotherapy ) ‌و  سایكوتراپی: روان درمانی (Psychotherapy )

 ‌تـــوانـبـخـشــی مـجــازی در واقــع اسـتـفــاده از برنامه‌های رایانه ای در محیط‌های مجازی به منظور كمك به درمان انواع اختلالات مختلف اسـت. از رایـج تـریـن اسـتـفاده های این روش درمان به عنوان بخشی از درمان فیزیكی بیمار، هـنـگـامـی اسـت كـه او دوره نـقاهت بعد از یك آسیب جدی به بدن یا مغز و یا یك سكته مغزی را گذرانده ‌باشد. بیماران مبتلا به ترس یا اختلال استرس پس از سانحه نیز می‌توانند توانبخشی مجازی را به عنوان یك راه برای ارتباط برقرار كردن با ترس‌های خود در یك محیط مجازی امن در نظر بگیرند. با توجه به گسترش فناوری‌های درمانی توانبخشی چندین نوع مختلف از این روش درمان در دسترس بیماران است كه در اكثر موارد، بیماران ترجیح می‌دهند برخی از درمان خود را از طریق واقعیت مجازی و برخی دیگر را از طریق روش‌های سنتی انجام دهند. توانبخشی مجازی ممكن است  همه جانبه صورت گیرد‌، به این معنی كه بیمار، جهان مجازی را از طریق استفاده از یك صفحه نمایش نصب شده روی كلاه و دستكش می‌بیند و احساس می‌كند كه نیروی بازخورد در اثر اعمال فشار به دست بیمار هنگامی كه یك شی مجازی را لمس می‌كند باعث این امر می‌شود. این سیستم‌ها نادر و گران قیمت است هم در امر راه اندازی و هم در امر نگهداری. با این وجود، بیشتر توانبخشی‌های مجازی از طریق استفاده از مانیتور رایانه و دستگاه‌های ورودی سنتی، مانند دسته‌ها، موشواره‌ها، و صفحه كلید‌ها انجام می‌شود كه روند كندی را پیش رو دارند. توانبخشی مجازی با استفاده از فناوری نوین واقعیت مجازی صورت می‌پذیرد. 

واقعیت مجازی تكنیك نوینی  است كه با استفاده از فناوری‌های پیشرفته از جمله رایانه و لوازم جانبی آن و ابزارهای چند رسانه ای مختلف برای ایجاد یك محیط مجازی شبیه سازی شده است. در این محیط كاربر اجسام، حوادث و رخداد های مجازی قابل مقایسه با دنیای واقعی را با استفاده از مبدل های طراحی شده و سنسور های خاص به طور تعاملی در دست می گیرد و تصاویر نمایشی و حركتی را مشاهده می كند، طوری كه فرد گمان كند در محیط واقعی قرار گرفته است. واقعیت مجازی در واقع تكنیك جدید شبیه‌سازی اجسام و محیط در فضای مجازی برای القای فضای واقعی است. در این حالت به كمك طراحی سه بعدی اجسام و فضا شخص احساس سه بعدی از محیط مربوطه می كند. با پیشرفت فناوری و افزایش قدرت پردازنده‌های رایانه‌ ای امكان پیاده‌سازی تكنیك‌ های واقعیت مجازی به وجود آمده است و به تبع آن كاربردهای متنوعی  برای آن پدید آمد :

شبیـه سـازی حـركات مهم‌ترین نوع كاربرد واقــعــیـــــت مــجـــــازی در تـــــوانــبــخــشــــی اســــت بــــه‌طـــوری‌كـــه فـــرد بـــا اسـتـفـــاده از ابـــزار‌هـــا و بـرنـامـه‌هـای كـاربـردی مـرتـبـط شـروع بـه انجام حركات توانبخشی در محیط مجازی می‌كند. این پژوهش نیز نگاهی كلی به این بخش از شبیه سـازی یـعـنـی شـبـیـه سازی حركات توانبخشی توسط یكی از این ابزار‌ها به نام كینكت می‌كند.  كینكت یك دستگاه محیطی است كه توسط مـایـكروسافت برای استفاده با پلت فرم ایكس باكس 360‌بازی ‌ها طراحی و عرضه شده است. كینكت با استفاده از عمق، تصویر و سنسور‌های صوتی به افراد اجازه می‌دهد بازی‌ها را تنها با استفاده از بدن خود كنترل كند به جای بازی‌های ویدئویی دستی معمولی كه با استفاده از كنترل كـنـنـده، فـرد مـی‌تـوانـسـت حـركـات بازی‌ها را كـنـتـرل نـمـایـد . ایـن قـابـلـیت‌ها كینكت را قادر مـی‌سـازد تـا بـا جـنـبش افراد، چهره، صوت و مفاصل بدن فرد را ردیابی و شناسایی نماید و موقعیت مفاصل بدن فرد را در فضای سه بعدی از طـریـق سنسورهای دستگاه ترسیم نماید. با وجود این كه دستگاه كینكت تنها به عنوان یك ابزار بازی توسعه داده شده است، این پژوهش بـا اسـتـفـاده از قـابـلـیـت‌های مذكور به بررسی كـاربـرد‌هـای ایـن دسـتگاه در علوم توانبخشی بـه‌ خـصـوص شـبـیـه سـازی حـركات، طراحی بـازی‌های ویدیویی فعال مختص به حركات توانبخشی و توسعه فناوری توانبخشی از راه دور سـعـی در تـسـریـع  رونـد بـهـبـودی بـیمار، كـاهـش هـزیـنـه‌هـای مربوطه و افزایش انگیزه فردی نماید.

 ‌قابلیت ردیابی مشترك، می‌تواند تشخیص و درمان را به طور قابل ملاحظه ای بالا ببرد. پزشكان و فیزیوتراپیست‌ها می‌توانند از نرم افزار توسعه یافته با كینكت برای ارزیابی عملكرد بیماران خود و نیز برای پیگیری بهبود بیماران خود استفاده نمایند. كینكت نیز می‌تواند یك ابزار مفید برای درمان در خانه باشد به این معنا كه درمان در خانه انعطاف پذیر و راحت تر برای بیمار است و اجازه می‌دهد فرد بیمارتمرینات و حركات را مكررا انجام دهد. در حالی كه جلسات درمانی به تنهایی اغلب می‌تواند فركانس مورد نیاز از عمل را كاهش دهد.

دستگاه كینكت دارای بدنه ای مشكی و بسیار براق است كه در نمای رو به رو، یك چراغ LED سبز وجود دارد كه وقتی دستگاه فعال است روشن می‌شود و سه دوربین كه رزولوشن دوربین‌ها به اندازه  480‌ - 640 ‌با عمق رنگ 32 بیت و 30 ‌فریم بر ثانیه اسـت. دوربـیـن‌های دو طرف دوربین فوق سنسورهای عمق نامیده می‌شوند كه تركیب سنسورهای مادون قرمزند تا كینكت  بتواند در نورهای مختلف به درستی عمل نماید. همچنین چهار عدد میكروفن در پایین دستگاه تعبیه شده است كه بتواند دستورات صوتی كاربر را تشخیص دهد. این حسگر دارای نرم افزاری است كه تمام این اطلاعات دریافتی از سوی حسگرها و میكروفون‌ها را گرفته و برای تجزیه و تـحـلـیـل جـهـت نـقشه برداری اسكلتی، تشخیص صورت و صدای كاربر استفاده می‌شود وبا استفاده از سنسورهای عمقی ابتدا چهره و مفاصل بدن فرد بیمار را شناسایی می‌كند سپس با استفاده سنسورهای صوتی تعبیه شده در دستگاه صدای فرد بیمار را شناسایی می‌نماید. دستگاه پس از تشخیص فرد بیمار پروفایل شخصی مربوط به او را ایجاد می‌نماید. مزیت این حالت بر این است كه فرد بـیـمـار در مـراجـعـات بـعـدی خـود جهت انجام تمرینات توانبخشی نیازی به مراحل شناسایی نخواهد داشت و می‌تواند به محض روشن نمودن دستگاه شروع به انجام تـمرینات كند. با گسترش بازی‌های ویدیویی فعال در عرصه فناوری‌های بازی به نسبت، بازی‌های كمتری تنها منحصر به تمرینات توانبخشی طراحی و عرضه شده است  بدین معنا كه دستگاه كینكت قابلیت این را دارد كه بازی‌های ویدیویی فعال Active video games) )كه تنها به منظور بیماری‌های خاص ، تعبیه شده اند  ارائه كند. در این صورت فرد بیمار می‌تواند با مشاهده حركت مربوطه و تمرینات مرتبط به‌صورت گام به گام به انجام این تمارین بپردازد پس از اجرای حركات فرد بیمار مرحله به مرحله با كسب امتیاز لازم جهت انجام صحیـح حـركـت پیـش مـی‌رود تـا بـه انتهـای حـركـات برسد در این زمان درمانگر و یا فیزیوتراپ با ارزیابی داده‌های حاصل از این شبیه سازی كه با قابلیت ضبط  حركات بیمار امكان پذیر است شروع به تجزیه و تحلیل نموداری و پزشكی آن می‌نماید و در نهایت پیشرفت فرد بیمار را در مدت زمان‌های از پیش تعیین شده ارزیابی می‌نماید . با توجه به اینكه یكی از اهداف این پژوهش ارائه شیوه ای نوین جهت توسعه توانبخشی از راه دور و كاهش هزینه‌ها و افزایش انگیزه‌های فردی است، از این رو قابلیت به اشتراك گذاری و انتقال فیلم شبیه سازی حركات به كلینك مربوطه در این دستگاه وجود دارد كه فرد بیمار را تشویق به انجام این تمرینات بدون نیاز به فیزیوتراپ و با هزینه‌های كمتر می‌نماید.

بالا