بخشی از مقاله
چکیده
اختلال حرکتی یک بیماری دستگاه عصبی است که بیشتر در سنین پیری بروز میکند و مشخصههای اصلی آن اختلال درحرکت عادی، سفتی عضلانی، لرزش و از دست رفتن مهارتهای حرکتی است. راههای درمان این بیماری به روشهای مختلفی صورت میگیرد که یکی از این روشها کاردرمانی و توانبخشی بهصورت ورزش و حرکات فیزیکی است. بازیهای رایانهای و شبیهسازهای رایانهای بر اساس فناوری واقعیت مجازی، بهعنوان روشی مهم در جهت بهبود عملکرد این بیماران به شمار میآیند.
تحقیقات نشان داده است که این بازیهای جدی علاوه بر کاهش هزینههای توانبخشی، موجب افزایش انگیزه بیماران برای شرکت در تمرینهای توانبخشی و به دنبال آن باعث افزایش کارایی توانبخشی میشوند. در این مقاله، ضمن بررسی چگونگی تأثیر بازیهای رایانهای بر روند بهبود درمان، بازی رایانهای برای توانبخشی پای بیماران مبتلابه اختلال حرکتی طراحی و ساختهشده است. ویژگی بارز این بازی، شبیهسازی رفتار بیماران در قالب بازخورد دیداری و بازخورد لمسی بهصورت همزمان است. این مقاله نشان داده است که این روش راهکار مناسبی برای آگاه ساختن بیمار از دقت تمرینهای انجامشده و به دنبال آن راهنمای مناسبی برای اصلاح حرکتهای توانبخشی است.
-1مقدمه
احتمال ناتوانی حرکتی و بروز مشکلاتی چون اختلال حرکتی پارکینسون1 در دوره سالمندی بیشتر از دوران دیگر است.[1] انجام حرکات ورزشی و فعالیتهای جنبشی میتواند باعث بهبود توان ماهیچهها و درنتیجه کاهش ناتوانی ناشی از این مشکل شوند.[2] یکی از راههای درمان بیماریهای اختلال حرکتی که منشأ عصبی دارند، کاردرمانی، فیزیوتراپی و انجام حرکات ورزشی با دستگاههای توانبخشی مانند تردمیل است. ازآنجاییکه کار با این دستگاهها مستلزم فعالیتهای یکنواخت و خستهکننده است، استفاده از واقعیت مجازی و بازیهای رایانهای میتواند باعث ایجاد محیطی سرگرمکننده و تعاملی شود.
استفاده از چنین بازیهایی باعث ایجاد انگیزش بیشتر در بیماران شده و این امکان را فراهم میکند که حرکات توانبخشی در خانه و بدون نظارت مستقیم درمانگر در کلینیکها انجام شوند.[3] این نوع بازیها که در آن هدف اصلی درمان ناتوانی حرکات و اختلال حرکتی است در زمره بازیهای جدی محسوب میشوند. بااینحال، چنین بازیهایی میبایست به نحوی طراحی شوند که برای بیمار سرگرمکننده، انگیزشی و همراه با آموزش و کاردرمانی باشند. بهطوریکه بیمار با انجام دادن بازی و کسب امتیاز از طریق رویارویی با چالشها تشویق میشود تا بازی را ادامه داده و به بهبود خود در درمان بیماری کمک کند.[4]
در بازیهایی که برای بهبود اختلال حرکتی ارائه میشوند، تعامل میان بازیکن - بیمار - و سیستم از اهمیت ویژهای برخوردار است. نمایش بازخورد صحیح و متناسب با حرکت بیمار موجب آگاه ساختن بیمار از کیفیت حرکات انجامشده و بهتبع آن موجب یادگیری شناختی در جهت تصحیح اشتباهات و انجام صحیح حرکات میشود. این مقاله بر آن است تا نشان دهد که کیفیت و نحوه ارائه این بازخورد اهمیت والایی در کارایی فرآیند توانبخشی با استفاده از بازیهای رایانهای دارد. کیفیت و نحوه ارائه بازخورد در طراحی بازیهای توانبخشی از موضوعاتی است که کمتر موردتوجه قرارگرفته است.
هدف از این مقاله، ارائه یک بازی برای تصحیح حرکات توانبخشی انجامشده توسط بیمار با استفاده از بازخوردهای تصویری و لمسی همزمان و متناسب با نوع حرکت بیمار است. بدین منظور، یک بازی رایانهای برای دستگاه توانبخشی شرکت طراحان فناوریهای طبی متین که در شکل 1 نمایش داده است، طراحی و پیادهسازی شده است. این سیستم، اطلاعات حرکتی بیمار که توسط دستگاه تردمیل بهدقت محاسبه و ذخیره میشود را به شکل مناسبی مصور کرده و تعامل میان دستگاه و بیمار را در قالب یک بازی سرگرمکننده پیادهسازی کرده است.
در این سیستم فرد بیمار متناسب با انجام حرکات توانبخشی، بازخوردهای مناسب را از روی صفحهنمایش - بازخورد تصویری - و همچنین دستبند لرزشی طراحیشده - بازخورد لمسی - دریافت میکند. اطلاعات حرکتی بیمار ازجمله نیروی واردشده از هر پا بر روی تردمیل و همچنین مختصات قرارگیری پا پس از حرکت بیمار بر روی تردمیل ازجمله اطلاعاتی است که بازخورد داده میشود. در صورت انجام اشتباه یک حرکت، بازخورد تصویری و لمسی حرکات که توسط مغز دریافت میشود منجر به یادگیری شناختی و اصلاح آن حرکت در بلندمدت میشود.
-2بازیهای توانبخشی
امروزه بازیهای جدی بهعنوان ابزاری قدرتمند در جهت آموزش و یادگیری بهحساب میآیند[5]، [6]، .[7] در این نوع از بازیها، علاوه بر جنبه سرگرمی و یا تجاری، اهدافی نظیر آموزش، درمان و یادگیری اهمیت بیشتری پیدا میکنند [8]، .[9] آلدریچ بازی جدی را نوعی تجربه تعاملی معرفی میکند که انجام آن علاوه بر آموزش و آگاهی دارای جنبههای سرگرمی است .[7] آموزش دربازیهای جدی بدون کمکمربی و حتی کمک شفاهی بلکه با انجام دادن بازی توسط افراد و لذت بردن از انجام بازی صورت میگیرد. آماتو بازی جدی را نوعی بازی ویدئویی میداند که برای بازیکنندگان جنبههایی مانند آموزش مهارت، درمان ترس و درک یک پیام را به همراه دارد.[10]
در سالهای اخیر بازیهایی برای توانبخشی فیزیکی افراد دچار اختلال حرکتی ارائهشده است که این بازیها در زمره بازیهای جدی قرار میگیرند. تشویق افراد به انجام حرکات فیزیکی در قالب یک بازی سرگرمکننده ازجمله اهداف این بازیها است. اختلال حرکتیمعمولاً بر اساس اختلال در بخش نورونهای مغزی به وجود میآید که در آن نورونهای حرکتی فرد تحت تأثیر قرارگرفته و باعث بروز اختلال درحرکت فرد میشود. سکته مغزی و پارکینسون از بیماریهای سیستم عصبی هستند که میتوانند باعث اختلال در انجام حرکات میشود [11]، .[12] یکی دیگر از بیماریهای اختلال حرکتی، بیماری فلج مغزی است که از رایجترین اختلال مادرزادی دستگاه عصبی بهحساب میآید و باعث اختلال درحرکت میشود. از هر هزار نوزاد در کشورهای توسعهیافته 2 کودک به این بیماری مبتلا میشوند.[13]
یکی از راههای درمان اینگونه از اختلالات، توانبخشی و انجام حرکات ورزشی است [14]، .[15] در سالهای اخیر سیستمهای واقعیت مجازی و بازیهای رایانهای زیادی برای ترغیب بیماران به انجام حرکات ورزشی ارائهشده است. جانگ و همکارانش [16]، تأثیر روند بهبود بیماران اختلال حرکتی را بر روی سیستم واقعیت مجازی آیریکس بررسی کردند. نتیجه بررسی آنها روند بهبود بیماران تحت پژوهش را گزارش میدهد. در [17]، یک برنامه کاربردی تلفن همراه برای بیماران مبتلابه سکته مغزی ارائهشده است که با کمک آن، بیماران سکته مغزی میتوانند تمرینات توانبخشی را در هر مکان و زمانی انجام دهند. در[18]، [19]، [20]، [21] از فناوری واقعیت مجازی و بازیهای رایانهای که دارای رابط کاربری متناسب با نوع بیماری برای توانبخشی و روند بهبود ناتوانی درراه رفتن است استفادهشده است.
-3سیستم پیشنهادی
آنچه در سیستمهای توانبخشی فیزیکی بر اساس بازیهای رایانهای کمتر موردتوجه قرارگرفته است، دریافت بازخورد از سیستم و اصلاح حرکت بیمار بر اساس این بازخورد است. در این مقاله سیستمی برای انجام هر چهبهتر حرکات توانبخشی مربوط به اختلالات حرکتی پا با ایجاد یک محیط سرگرمکننده با استفاده از بازی رایانهای طراحی و پیادهسازی شده است. سیستم ارائهشده در این مقاله برای دستگاه توانبخشی شرکت دانشبنیان طراحان فناوریهای طبی متین1 ارائهشده است که یکی از پیشرفتهترین دستگاههای داخلی برای انجام حرکات توانبخشی است. معماری کلی سیستم ارائهشده در شکل 1 نشان دادهشده است.
با قرارگیری پای بیمار بر روی تردمیل، اطلاعات مربوط به موقعیت پای بیمار و همچنین نیروی واردشده بهوسیله حسگر موجود در قسمت متحرک تردمیل محاسبهشده و به موتور بازی ارسال میشوند تا اطلاعات بهصورت بازخوردهایی به بیمار برای فهمیدن دقت حرکت انجامشده تبدیل شوند. حرکات پا، موقعیت قرارگیری پا و نیروی واردشده پس از قرارگیری بهطور دقیق محاسبه و شناسایی میشود تا از این اطلاعات در بازی استفادهشده و با پردازش آنها روند توانبخشی بیماران موردبررسی قرار گیرد.
