ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ В СОЧЕТАНИИ С ИНТЕРФЕЙСОМ «МОЗГ–КОМПЬЮТЕР» В ДВИГАТЕЛЬНОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность и цели. Целью данного обзора является определение перспектив использования технологий виртуальной реальности в сочетании с интерфейсом «мозг–компьютер» в двигательной реабилитации. Использование технологии виртуальной реальности (ВР) в медицине является актуальным направлением, откры вающим новые перспективы в диагностике, лечении и реабилитации пациентов. ВР охватывает все больше областей медицины и вскоре сможет стать ее неотъемлемой частью, помогающей врачам совершенствовать уже имеющиеся методы диагностики и лечения различных заболеваний. Материалы и методы. Представлены существующие разработки, инновационные проекты и исследования в области ВР, применяющиеся в медицинском образовании и на практике. Особое внимание уделено использованию технологий ВР в нейрореабилитации. Результаты и выводы. Приведенные ниже исследования отражают не только востребованность данной технологии в медицине, но и показывают эффективность и превосходство ВР над традиционными подходами, ВР является стремительно развивающимся трендом в обучении медицинского персонала, благодаря уникальной возможности моделировать реальные ситуации, требующие быстрого и точного реагирования. ВР позволяет создавать персонализированные программы реабилитации, например, после острого нарушения мозгового кровообращения и различных травм, обеспечивая пациентам максимальное вовлечение в процесс восстановления.

Об авторах

Дмитрий Александрович Самофалов

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmi.samofalov@gmail.com

аспирант

(Россия, г. Москва, Ленинский пр-т, 4, стр. 1)

Даниил Александрович Дегтерев

Московский клинический научный центр имени А. С. Логинова

Email: d.degterev@mknc.ru

кандидат медицинских наук, врач-невролог, заведующий отделением неврологии

(Россия, г. Москва, ул. Новогиреевская, 1 корп. 5)

Дарья Николаевна Печенина

Московский клинический научный центр имени А. С. Логинова

Email: darya.pechenina2017@yandex.ru

ординатор

(Россия, г. Москва, ул. Новогиреевская, 1 корп. 5)

Список литературы

  1. Bernardo A. Virtual Reality and Simulation in Neurosurgical Training // World Neurosurgery. 2017. Vol. 106. P. 1015–1029.
  2. Dang B. K., Palicte J. S., Valdez A., O’Leary-Kelley C. Assessing Simulation, Virtual Reality, and Television Modalities in Clinical Training // Clinical Simulation in Nursing. 2018. Vol. 19. P. 30–37.
  3. Moro C., Stromberga Z., Raikos A., Stirling A. The effectiveness of virtual and augmented reality in health sciences and medical anatomy // Anatomical Sciences Education. 2017. Vol. 10, № 6. P. 549–559.
  4. Chytas D., Johnson E. O., Piagkou M. [et al.]. The role of augmented reality in Anatomical education: An overview // Annals of Anatomy – Anatomischer Anzeiger. 2020. Vol. 229. P. 151463.
  5. Kurniawan M. H., Suharjito D., Witjaksono G. Human Anatomy Learning Systems Using Augmented Reality on Mobile Application // Procedia Computer Science. 2018. Vol. 135. P. 80–88.
  6. Duarte M. L., Santos L. R., Guimarгes Junior J. B., Peccin M. S. Learning anatomy by virtual reality and augmented reality. A scope review // Morphologie: Bulletin De l’Association Des Anatomistes. 2020. Vol. 104, № 347. P. 254–266.
  7. Kempton S. J., Salyapongse A. N., Israel J. S., Mandel B. A. Surgical Education Module Improves Operative Proficiency in Endoscopic Carpal Tunnel Release: A Blinded Randomized Controlled Trial of Trainees // Journal of Surgical Education. 2018. Vol. 75, № 2. P. 442–449.
  8. Heinrich F., Huettl F., Schmidt G. [et al.]. HoloPointer: a virtual augmented reality pointer for laparoscopic surgery training // International Journal of Computer Assisted Radiology and Surgery. 2021. Т. 16. № 1. P. 161–168.
  9. Labovitz J., Hubbard C. The Use of Virtual Reality in Podiatric Medical Education // Clinics in Podiatric Medicine and Surgery. 2020. Vol. 37, № 2. P. 409–420.
  10. Duren van B. H., Sugand K., Wescott R. [et al.]. Augmented reality fluoroscopy simulation of the guidewire insertion in DHS surgery: A proof of concept study // Medical Engineering & Physics. 2018. Vol. 55. P. 52–59.
  11. Alaraj A., Lemole M. G., Finkle J. H. [et al.]. Virtual reality training in neurosurgery: Review of current status and future applications // Surgical Neurology International. 2011. Vol. 2. P. 52.
  12. Rahul K., Raj V. P. D., Srinivasan K. [et al.]. A Study on Virtual and Augmented Reality in Real-Time Surgery // IEEE International Conference on Consumer Electronics – Taiwan (ICCE-TW) 2019 IEEE International Conference on Consumer Electronics – Taiwan (ICCE-TW). 2019. P. 1–2.
  13. Ghaednia H., Fourman M. S., Lans A. [et al.]. Augmented and virtual reality in spine surgery, current applications and future potentials // The Spine Journal: Official Journal of the North American Spine Society. 2021. Vol. 21, № 10. P. 1617–1625.
  14. Intra-operative augmented reality in distal locking | Semantic Scholar. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Intra-operative-augmented-reality-in-distal-locking-Londei- Esposito/968985e4c3976494598c091dffa283e1fa845a3d (дата обращения: 14.12.2023).
  15. Tsukada S., Ogawa H., Nishino M. [et al.]. Augmented reality-based navigation system applied to tibial bone resection in total knee arthroplasty // Journal of Experimental Orthopaedics. 2019. Vol. 6. P. 44.
  16. Goh G. S., Lohre R., Parvizi J., Goel D. P. Virtual and augmented reality for surgical training and simulation in knee arthroplasty // Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 2021. Vol. 141, № 12. P. 2303–2312.
  17. Virtual Human Interaction Lab. URL: https://vhil.stanford.edu/ (дата обращения: 15.12.2023).
  18. Virtual Reality for Surgery | Precison XR. URL: https://surgicaltheater.com/ (дата обращения: 14.12.2023).
  19. Робот да Винчи: хирурги, клиники, отзывы, преимущества, лечение. URL: https://robot-davinci.ru/ (дата обращения: 14.12.2023).
  20. Мурашко А. А. Возможности применения виртуальной реальности в психиатрии // Социальная и клиническая психиатрия. 2021. Т. 31, № 2. С. 101–105.
  21. Virtually Better | Emory University | Atlanta GA. URL: https://ott.emory.edu/about/success/virtuallybetter.html (дата обращения: 14.12.2023).
  22. VR Software for Mental Health Professionals’ Therapy. URL: https://ameliavirtualcare.com/ (дата обращения: 14.12.2023).
  23. Zhang W., Paudel D., Shi R. [et al.]. Virtual Reality Exposure Therapy (VRET) for Anxiety Due to Fear of COVID-19 Infection: A Case Series // Neuropsychiatric Disease and Treatment. 2020. Vol. 16. P. 2669–2675.
  24. Программа виртуальной нейрореабилитации для восстановления функций верхних и нижних конечностей «Девирта – Делфи» – купить по выгодной цене в Москве в ГК «Исток-Аудио». URL: https://www.istok-audio.com/catalog/product/virtualnaya_reabilitatsiya_devirta (дата обращения: 14.12.2023).
  25. Тренажер для пассивной реабилитации ReviVR. URL: https://revi.life/products/revivr/ (дата обращения: 15.12.2023).
  26. VR GO – O нас. URL: https://vrgo.team/about (дата обращения: 14.12.2023).
  27. Долганов М. В., Карпова М. И. Эффективность применения технологий виртуальной реальности при постинсультном парезе верхней конечности // Пермский медицинский журнал. 2018. Т. 35, № 1. С. 60–67. doi: 10.17816/pmj35160-67
  28. Хижникова А. Е., Клочков А. С., Котовсмоленский А. М. [и др.]. Виртуальная реальность как метод восстановления двигательной функции руки // Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2016. № 3. C. 5–11.
  29. Chen J., Or C. K., Chen T. Effectiveness of Using Virtual Reality-Supported Exercise Therapy for Upper Extremity Motor Rehabilitation in Patients With Stroke: Systematic Review and Meta-analysis of Randomized Controlled Trials // Journal of Medical Internet Research. 2022. Vol. 24, № 6, Р. e24111.
  30. Mane R., Wu Z., Wang D. Poststroke motor, cognitive and speech rehabilitation with brain-computer interface: a perspective review // Stroke and Vascular Neurology. 2022. Vol. 7. № 6. P. 541–549.
  31. Повереннова И. Е., Захаров А. В., Хивинцева Е. В. [и др.]. Предварительные результаты исследования эффективности использования методики виртуальной реальности для восстановления двигательной функции нижних конечностей у пациентов в остром периоде инсульта // Саратовский научно-медицинский журнал. 2019. № 15. C. 172–176.
  32. Aramaki A. L., Sampaio R. F., Cavalcanti A. Dutra FCMSE. Use of client-centered virtual reality in rehabilitation after stroke: a feasibility study // Arquivos de Neuro-Psiquiatria. 2019. Vol. 77, № 9. P. 622–631. doi: 10.1590/0004-282X20190103
  33. Zhang B., Li D., Liu Y. [et al.]. Virtual reality for limb motor function, balance, gait, cognition and daily function of stroke patients: A systematic review and meta-analysis // Journal of Advanced Nursing. 2021. Vol. 77, № 8. P. 3255–3273. doi: 10.1111/jan.14800
  34. Rutkowski S., Kiper P., Cacciante L. [et al.]. Use of virtual reality-based training in different fields of rehabilitation: A systematic review and meta-analysis // Journal of Rehabilitation Medicine. 2020. Vol. 52, № 11. Р. jrm00121.
  35. Некрасова Ю. Ю., Воронцова В. С., Канарский М. М. [и др.]. Применение технологии виртуальной реальности в комплексной медицинской реабилитации. Медико-биологические, клинические и социальные вопросы здоровья и патологии человека : VII Всерос. науч. конф. студентов и молодых ученых с международным участием (г. Иваново, 6 апреля 2021 г.). Иваново : Ивановская государственная медицинская академия, 2021. С. 60–62.
  36. Гунделах Ф. В., Станкевич Л. А., Сонькин К. М. Применение интерфейсов «мозг-компьютер» в ассистивных технологиях // Труды СПИИРАН. 2020. Т. 19, № 2. С. 277–301. doi: 10.15622/ sp.2020.19.2.2
  37. Петриков С. С., Гречко А. В., Щелкунова И. Г. [и др.]. Новые перспективы двигательной реабилитации пациентов после очагового поражения головного мозга // Вопросы нейрохирургии имени Н. Н. Бурденко. 2019. № 83. C. 90–99. doi: 10.17116/neiro20198306190
  38. Крючков Ю. А., Щуковский Н. В., Шоломов И. И. Применение интерфейса «МОЗГ-КОМПЬЮТЕР» в реабилитации пациентов с моторными нарушениями после перенесенного инсульта // Ульяновский медико-биологический журнал. 2019. № 33. C. 8–16.
  39. Погонченкова И. В., Костенко Е. В., Петрова Л. В. Интерфейс мозг-компьютер с экзоскелетом кисти: новые возможности реабилитации // Московская медицина. 2022. № 4. С. 20–25.
  40. Ларина Н. В., Корсунская Л. Л., Власенко С. В. Комплекс «Экзокисть-2» в реабилитации верхней конечности при детском церебральном параличе с использованием неинвазивного интерфейса «мозг-компьютер» // Нервно-мышечные болезни. 2019. № 9. С. 44–50.
  41. Карякин Н. Н., Шейко Г. Е., Воловик М. Г., Белова А. Н. Технологии виртуальной реальности в комплексной медицинской реабилитации пациентов с детским церебральным параличом // Бюллетень сибирской медицины. 2020. № 19 (2). С. 142–152. doi: 10.20538/1682-0363-2020-2-142–152
  42. Massetti T, da Silva T. D., Crocetta T. B. [et al.]. The Clinical Utility of Virtual Reality in Neurorehabilitation: A Systematic Review // Journal of Central Nervous System Disease. 2018. Vol. 10. doi: 10.1177/1179573518813541
  43. Сорокина В. С., Некрасова Ю. Ю., Штерн М. В. [и др.]. Применение технологии виртуальной реальности для психологической реабилитации пациентов после повреждений головного мозга // Виртуальные технологии в медицине. 2022. № 1. C. 26–30.
  44. Люкманов Р. Х., Черникова Л. А., Мокиенко О. А. Интерфейс мозг–компьютер: первый опыт клинического применения в России // Физиология человека. 2016. Т. 42, № 1. С. 31–39. doi: 10.7868/ S0131164616010136
  45. Flesher S. N., Downey J. E., Weiss J. M. [et al.]. A brain-computer interface that evokes tactile sensations improves robotic arm control // Science. 2021. Vol. 372, № 6544. P. 831–836.
  46. Канарский М. М., Некрасова Ю. Ю., Борисов И. В. [и др.]. VR-технологии в нейрореабилитации // Вестник Всероссийского общества специалистов по медико-социальной экспертизе, реабилитации и реабилитационной индустрии. 2021. № 1. С. 59–70. doi: 10.17238/issn1999-2351.2021.1.59-70

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».