Можно ли после инсульта играть в компьютерные игры
Компьютерные игры не обязательно должны быть вредны для вашего здоровья. Конечно, мы привыкли, что наши дети очень много времени проводят за компьютером и мы всегда стараемся ограничить их время пребывания за таким досугом. В свою очередь, они не сильно-то спешат нас послушать и быстренько стараются скачать Майнкрафт.
Но в этой статье речь пойдёт не о вреде компьютера для детей, а о пользе, которую он может принести для людей, перенесших инсульт.
Инсульт, как нам всем известно, может лишить человека жизни, а может оставить инвалидом. Инвалидность проявляется, чаще всего, в параличе рук, ног, тела и нарушении речевых функций.
Чтобы восстановить двигательные функции уходит очень много времени на их тренировку. Пострадавший, как младенец, заново начинает разучивать все движения с начала.
В США провели исследование, которое показало, что компьютерные игры могут ускорить восстановительные процессы у перенесших инсульт. Американские ученые обнаружили, что компьютерное моделирование и современные технологии для повторения действий, которые применяются в компьютерных играх, могут восстановить утраченные функции руки.
Ученые заявили, что текущие медицинские лечебные программы разделены на отдельные блоки и направлены для восстановления каждой отдельной функции. В то время как компьютерные игры и робототехнические обучающие средства помогают соединить их в единое целое. В исследовании, игры Plasma Pong и Hammer Task были использованы для улучшения координации, точности и скорости рук, в то время как игры Virtual Piano и Hummingbird Hunt были применены для восстановления точности захвата и для индивидуального движения пальцами.
Обучения по два-три часа в течение восьми дней привели к существенному улучшению функций у пациентов перенесших инсульт. Ученые отметили, что у всех исследуемых улучшилась координация повреждённых конечностей, появилось больше плавности и точности в их движениях. Более глубоких анализ также подтвердил, что улучшился контроль над своими пальцами и они показали увеличение скорости во всех задачах в тесте. Тем не менее, видеоигры не помогали улучшит моторику здоровой руки. Исследователи отметили этот факт.
Результаты этого исследования были опубликованы в журнале «Нейроинженерия и Реабилитация. π
Неврологическое отделение Республиканской клинической больницы им. Г.Г. Куватова
Синдром мании после инсульта
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2016;116(12‑2): 21‑24
Неврологическое отделение Республиканской клинической больницы им. Г.Г. Куватова
Аффективные расстройства широко распространены среди перенесших инсульт пациентов, и в основном представлены нарушениями депрессивного спектра. Мания встречается менее чем у 1% пациентов после инсульта. Она может развиваться после инсульта в любой сосудистой системе, но чаще — при поражении правого полушария. Предполагается, что ее развитие связано с нарушением активности корково-стриато-таламокорковых петель. Диагностика и лечение постинсультной мании проводится по общим принципам.
Неврологическое отделение Республиканской клинической больницы им. Г.Г. Куватова
Мания представляет собой синдром, который наряду с депрессией является основным проявлением биполярного аффективного расстройства. Мания характеризуется триадой симптомов: повышенным настроением (гипертимией), идеаторным и психическим возбуждением в виде ускорения мышления и речи, двигательным возбуждением. Для нее также характерны усиление инстинктивной деятельности, повышенная отвлекаемость, переоценка собственной личности [1].
Аффективные расстройства широко распространены при различных органических поражениях головного мозга [1, 2]. Например, частота депрессии после инсульта составляет около 30% [2]. Частота мании после инсульта точно не известна, но, по мнению некоторых авторов, составляет около 1% [3]. Случаи развития мании описаны и при других неврологических заболеваниях: рассеянном склерозе, посттравматической энцефалопатии, эпилепсии, болезни Паркинсона и др. [4]. C. Krauthammer и G. Klerman [5] предложили в 1978 г. концепцию вторичной мании, связанной с органическим поражением головного мозга, и ее диагностические критерии.
Диагностические критерии вторичной мании по C. Krauthammer и G. Klerman: а) длительность симптомов минимум 1 нед; b) приподнятое и раздражительное настроение; c) присутствуют 2 из перечисленных симптомов: d) гиперактивность, повышенная говорливость, ускорение течения мысли, идеи величия, снижение потребности во сне, отвлекаемость, безрассудное поведение; отсутствие в анамнезе маниакальных, депрессивных и других аффективных расстройств, а также симптомов спутанности сознания (например, делирия), сопутствующих мании.
D. Steffens и K. Krishnan [6] предложили определение постинсультной или сосудистой мании. Это мания, которая развивается в присутствии клинических (инсульт или транзиторная ишемическая атака (ТИА) в анамнезе и/или симптомы очагового поражения головного мозга), нейровизуализационных (измененный сигнал от белого вещества головного мозга, корковые или подкорковые инфаркты) или нейропсихологических (когнитивный дефицит в форме снижения регуляторных функций, памяти и скорости мыслительных операций) симптомов. Дополнительными критериями считаются начало в возрасте 50 лет и старше, отсутствие аффективных нарушений в семейном анамнезе и наличие выраженной инвалидизации [6]. Позже C. Wijeratne и G. Malhi [7] пересмотрели это определение. Сосудистая мания — это форма мании, которая начинается у пациентов 50 лет или старше, после острого нарушения мозгового кровообращения (ТИА или инсульт) или с не менее чем двумя сосудистыми факторами риска (артериальная гипертензия, гиперлипидемия, ишемическая болезнь сердца, сахарный диабет), а также с дополнительными критериями, включающими изменения по данным нейровизуализации и нейропсихологического исследования, выходящими за пределы возрастной нормы [7].
Мания является крайне редким проявлением церебрального инсульта. По данным метаанализа C. Santos и соавт. [8], включавшего 49 исследований, за последние 50 лет в мировой литературе было описано лишь 74 случая. R. Robinson и соавт. [9] целенаправленно обследовали 700 пациентов после инсульта и выявили лишь 3 случая мании, такое же число пациентов отметили J. Dunne и соавт. [10], обследовав 661 пациента, и L. Caeiro и соавт. [11] — 188 пациентов. Другими словами, в приведенных исследованиях частота мании после инсульта колебалась от 0,4 до 1,6%. В некоторых случаях имела место мания в рамках постинсультного биполярного аффективного расстройства [12]. По времени мания развивалась в различные периоды инсульта: от острейшего до 2 лет после него [8].
Некоторые авторы сообщали о связи между развитием мании и подкорковой атрофией по данным нейровизуализации [14—17], генетическими факторами [15—17] и наличием психических заболеваний в анамнезе [16, 17]. Однако, метаанализ С. Santos и соавт. [8] не подтвердил этих данных.
Методы функциональной нейровизуализации позволили получить дополнительные данные по механизмам развития мании после инсульта. В литературе имеются два описания случаев мании после правополушарных инсультов с данными обследования методом однофотонной эмиссионной компьютерной томографии [18, 19]. В обоих случаях были продемонстрированы гипоперфузия в правом полушарии и гиперперфузия в левом полушарии, что указывает на важную роль межполушарного дисбаланса в ее развитии. В частности, A. Koreki и соавт. [19] было показано, что у пациента с кровоизлиянием в правую скорлупу явления мании отмечались на фоне гипоперфузии в правой височной и лобной областях и гиперперфузии в нижне-латеральной, префронтальной областях, височной доле, а также в медиальной и латеральной областях теменной доли левого полушария. Исследование, проведенное после разрешения симптомов мании, выявило уменьшение гипоперфузии в правой лобно-височной области и разрешение гиперперфузии в структурах левого полушария. Авторы предположили, что в основе развития постинсультной мании у описанного пациента лежал феномен контралатерального растормаживания [19]. В данном случае он проявлялся повышением активности структур левого полушария вследствие повреждения правого, в результате нарушения межполушарного торможения. В свою очередь повышение активности коры левой лобной доли относительно правой лобной доли было связано с развитием позитивного аффекта и повышением побудительной и двигательной активности и, как следствие, симптомов мании. Поражение коры левого островка может приводить к развитию повышенного настроения, тем самым внося свой вклад в развитие мании. В другом исследовании у 3 пациентов с манией после инсультов в правой подкорковой области с помощью метода позитронно-эмиссионной томографии было выявлено снижение уровня метаболизма в базальных отделах височных долей, вероятно, за счет явления диашиза. Эти данные подчеркивают роль нарушений лимбической системы в развитии мании [20].
Мания может развиваться в рамках поведенческих нарушений при редком наследственном цереброваскулярном заболевании — церебральной аутосомно-доминантной артериопатии с субкортикальными инфарктами и лейкоэнцефалопатией (CADASIL). Симптомы мании могут быть даже первым симптомом этого заболевания [30].
С клинической точки зрения симптомы первичной мании в рамках биполярного расстройства и вторичной мании после инсульта принципиально не отличаются [8, 17]. По данным метаанализа [8], самыми частыми симптомами постинсультной мании были повышенное настроение (91%), патологическая говорливость (71%), сниженная потребность во сне (69%), ажитация (63%). Описан случай изменения стиля рисования у художника с симптомами мании после инсульта в системе средней мозговой артерии [31]. Метаанализ позволил выявить наиболее характерные особенности пациентов с постинсультной манией. Типичным пациентом оказался мужчина без психических нарушений в прошлом и в семейном анамнезе, по крайней мере с одним сосудистым фактором риска, без явлений подкорковой атрофии и с правополушарным инсультом (в этот анализ включались пациенты с манией, которая развивалась до 2 лет после инсульта). Отдельный анализ пациентов с манией, которая развилась непосредственно после инсульта, дал сходный результат [8].
Манию после инсульта необходимо дифференцировать с синдромом растормаживания вследствие поражения орбитофронтальной коры и ее связей, для которого кроме повышенного настроения характерны дисфория, а также выраженные нарушения регуляторных когнитивных функций. Поведенческие нарушения в рамках постинсультной эпилепсии могут иметь черты мании. Для исключения эпилепсии как причины симптомов мании важен детальный сбор анамнеза, а также проведение электроэнцефалографического исследования. Симптомы, напоминающие манию, могут наблюдаться в рамках положительной психологической реакции на восстановление неврологического дефицита. Однако в таких случаях выраженность их значительно меньше, а продолжительность — короче.
Симптомы гиперактивного делирия могут напоминать манию, однако в отличие от последней они развиваются более остро, имеют флюктуирующий характер и сопровождаются глобальными когнитивными и поведенческими нарушениями. Симптомы мании и делирия могут сочетаться. В таких случаях речь идет о делириозной мании или мании Бэлла [32]. Некоторые авторы рассматривают делириозную манию как форму кататонического синдрома [33]. В литературе [34, 35] имеются описания делириозной мании после ишемического инсульта в области правого таламуса, области ствола и мозжечка.
Пациенты с манией после инсульта не могут проходить полноценную реабилитацию в связи с низкой приверженностью восстановительному лечению. Поэтому очень важно своевременное лечение мании после инсульта. В плане терапии, во-первых, необходимо исключить ятрогенные причины мании: отменить психостимулирующие препараты (например, стимулирующие антидепрессанты, назначенные в связи с депрессией), нормализовать цикл сон—бодрствование. В-вторых, подобрать психофармакотерапию. При постинсультной мании более предпочтительным является применение противоэпилептических препаратов, в то время как препараты лития назначать нежелательно в связи с потенциальными побочными эффектами и узким терапевтическим индексом [36]. Данные по лечению мании после инсульта были доложены в 47 из 74 (64%) случаев, включенных в систематический обзор С. Santos и соавт. [8]. В 62% случаев использовались препараты нормотимического действия (препараты лития, карбамазепин, вальпроаты), в 32% типичные нейролептики (галоперидол), в 19% атипичные нейролептики (оланзапин, рисперидон), в 13% бензодиазепиновые транквилизаторы (лоразепам, диазепам) [8].
Таким образом, мания представляет собой редкое нейропсихическое проявление инсульта. Его своевременная диагностика и коррекция важны для успешной реабилитации и требуют мультидисциплинарного подхода с привлечением психиатра/психотерапевта. Дальнейшее изучение случаев постинсультной мании может помочь выяснить нейроанатомический субстрат развития данного синдрома при биполярном расстройстве и других психических заболеваниях.
Кафедра нервных болезней, традиционной медицины Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, Красноярск, Россия;
ФГБУ «Федеральный Сибирский научно-клинический центр» ФМБА России, Красноярск, Россия
Кафедра нервных болезней, традиционной медицины Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, Красноярск, Россия;
ФГБУ «Федеральный Сибирский научно-клинический центр» ФМБА России, Красноярск, Россия
Эффективность компьютерного когнитивного тренинга у пациентов с постинсультными когнитивными нарушениями
Журнал: Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. Спецвыпуски. 2017;117(8‑2): 32‑36
Кафедра нервных болезней, традиционной медицины Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск
Цель исследования. Оценить эффективность нейропсихологических компьютерных программ в реабилитации постинсультных когнитивных нарушений в сравнении с развлекательными компьютерными играми. Материал и методы. В исследование были включены 68 пациентов в возрасте 40—65 лет, рандомизированные на три группы: основная (нейропсихологические компьютерные программы), активного контроля (развлекательные игры), пассивного контроля (стандартная реабилитация). Результаты. При анализе коэффициента эффективности обнаружены статистически значимые преимущества в основной группе по сравнению с группой пассивного контроля (МоСА, MMSE, Шульте), а также по сравнению с группой активного контроля (МоСА). Заключение. Нейропсихологические компьютерные программы подтвердили свою эффективность в восстановлении постинсультных когнитивных нарушений в сравнении с курсом стандартной реабилитации, а также развлекательными компьютерными играми.
Кафедра нервных болезней, традиционной медицины Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, Красноярск, Россия;
ФГБУ «Федеральный Сибирский научно-клинический центр» ФМБА России, Красноярск, Россия
Кафедра нервных болезней, традиционной медицины Красноярского государственного медицинского университета им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, Красноярск
ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого» Минздрава России, Красноярск, Россия;
ФГБУ «Федеральный Сибирский научно-клинический центр» ФМБА России, Красноярск, Россия
Инсульт является актуальной проблемой в связи со стойкими инвалидизирующими последствиями. Расстройства высших психических функций в той или иной мере могут испытывать до 80% людей, перенесших инсульт [1]. Постинсультная деменция возникает в 10% случаев впервые возникшего инсульта и увеличивается до 30% при повторных острых нарушениях мозгового кровообращения (ОНМК) [2]. Постинсультные, в том числе не достигающие степени деменции, когнитивные нарушения отрицательно влияют на результаты реабилитации, ухудшая исходы восстановления двигательных функций, повседневную активность, увеличивая вероятность повторного инсульта и преждевременной смерти [3]. Также показана корреляция между когнитивным статусом и возвращением к труду пациентов, перенесших легкий инсульт — по шкале инсульта Национального института здоровья (National Institutes of Health Stroke Scale — NIHSS) менее 5 баллов [4]. Лечение инсульта и когнитивных нарушений требует больших прямых и непрямых экономических затрат [5]. В связи с этим поиск простых и эффективных способов коррекции высших психических функций является актуальным.
По мнению K. Cicerone и соавт. [6], когнитивная реабилитация — лучшая доступная форма лечения для больных с когнитивными повреждениями и ограничениями функциональной активности после черепно-мозговой травмы и инсульта. Золотым стандартом нейропсихологической реабилитации являются специальные восстановительные занятия с нейропсихологом. Однако доступность такой индивидуальной работы в клинической практике ограничена.
Одним из направлений когнитивной реабилитации является компьютерный когнитивный тренинг. Методика имеет такие преимущества, как возможность индивидуальной реабилитации пациента в домашних условиях самостоятельно или с помощью ухаживающих. Кроме этого, появляется возможность продолжительной стимуляции нескольких когнитивных функций, автоматического изменения нагрузки и осуществления подсчета баллов. Игровая мотивация пациентов обеспечивает высокую комплаентность. Стоит отметить также, что данный подход при всех его преимуществах имеет низкую стоимость.
Компьютерный когнитивный тренинг после инсульта эффективен в тренировке отдельных когнитивных функций (внимание [6—8], память [7], речь [6]) и в улучшении выполнения нейропсихологических тестов в целом [9]. Однако до сих пор недостаточно данных о влиянии компьютерного тренинга на функциональную активность больных [7].
Сотрудниками кафедры нервных болезней Красноярского медицинского университета был создан первый в России комплекс компьютерных программ для нейропсихологической реабилитации. Была установлена эффективность его применения в остром периоде инсульта и спустя полгода после перенесенного заболевания [10—11]. Однако в этих исследованиях сравнение проводилось с группой пассивного контроля (пациенты проходили стандартный курс реабилитации).
Цель настоящего исследования — оценить эффективность авторских нейропсихологических программ в сравнении с группой активного контроля, в которой в качестве когнитивного тренинга использовались развлекательные компьютерные игры.
Результаты и обсуждения
Исходные значения оценочных шкал неврологического, когнитивного и функционального статусов до начала лечения не имели статистически значимых различий между основной и контрольными группами (р>0,05, U-критерий Манна—Уитни), группы были сопоставимы по полу и возрасту.
После занятий с нейропсихологическими программами в основной группе наблюдалось статистически достоверное улучшение показателей по всем когнитивным шкалам: MMSE (в среднем на 2 балла), FAB (на 1 балл), MoCA (на 4 балла), тест рисования часов (на 3 балла), таблицы Шульте (на 14 с) (табл.1).
В группе активного контроля после занятий с использованием развлекательных игр наблюдалось статистически достоверное улучшение по некоторым когнитивным шкалам: MMSE (в среднем на 2 балла), FAB (на 1,5 балла), MoCA (на 3 балла) (табл. 2).
Таблица 2. Результаты тестирования в группе активного контроля до и после занятий с развлекательными играми
В группе пассивного контроля статистически достоверное улучшение отмечалось только в выполнении таблиц Шульте (на 4,5 с) (табл. 3).
Таблица 3. Результаты тестирования в группе пассивного контроля в начале и в конце периода наблюдения
Во всех группах наблюдались статистически значимые улучшения в неврологическом статусе (NIHSS), ни в одной из групп не было обнаружено достоверных изменений уровня тревоги и депрессии, а также функционального статуса (HADS, IADL).
Сравнивая результаты между группами после лечения, обнаружили статистически достоверные различия между основной группой, где пациенты занимались с нейропсихологическими компьютерными программами, и группой пассивного контроля, где пациенты проходили стандартный курс двигательной реабилитации, по шкалам MoCA, MMSE, FAB.
Между группой активного контроля и группой пассивного контроля также выявлены различия по шкалам MMSE, MoCA. Статистически достоверных различий не обнаружено между группой активного контроля, где пациенты играли в развлекательные игры, и основной группой, в которой проводилась когнитивная реабилитация с помощью компьютерных нейропсихологических игр (рис. 3, 4, 5). Между всеми группами не обнаружено различий в тесте рисования часов. Время поиска в таблицах Шульте также статистически не отличалось (р>0,05, U-критерий Манна—Уитни).
Рис. 3. Данные шкалы MMSE в группах после курса реабилитации.
Рис. 4. Данные шкалы MoCA в группах после курса реабилитации.
Рис. 5. Данные шкалы FAB в группах после курса реабилитации.
Однако при оценке коэффициента эффективности r наблюдали статистически достоверные преимущества основной группы по шкале MoCA в сравнении с группой активного контроля (р=0,048, U-критерий Манна—Уитни), а также с группой пассивного контроля по шкалам MoCA (р=0,006), MMSE (р=0,016) и таблицам Шульте (р=0,035). В то же время при анализе коэффициента r в группе активного контроля в сравнении с группой пассивного контроля достоверных отличий не обнаружено.
При сравнении всех групп после реабилитации не наблюдалось статистически значимых отличий в аффективном, неврологическом и функциональном статусах, а также по шкалам общего впечатления клинициста и пациента (р>0,05, U-критерий Манна—Уитни).
Метод когнитивной реабилитации с использованием авторских компьютерных нейропсихологических программ подтвердил свою эффективность в улучшении когнитивного статуса в сравнении с группой контроля, в которой проводилась только двигательная реабилитация, у пациентов в восстановительном периоде ишемического полушарного инсульта и может быть рекомендован в качестве самостоятельного и дополнительного когнитивного тренинга в этой группе пациентов.
Развлекательные компьютерные игры также оказывают положительное влияние на выполнение некоторых нейропсихологических тестов и, возможно, могут быть использованы для стимуляции когнитивных функций. Однако эффективность их меньше в сравнении со специализированным компьютерным тренингом.
В настоящем исследовании не выявлено изменений функционального статуса пациентов. Это может быть связано с коротким периодом наблюдения и небольшим размером выборок.
Фото: Unsplash
Шведские ученые отмечают, что двигательными нарушениями часто страдают люди, перенесшие инсульт. В исследовании участвовали семь пациентов, способных управлять контроллером и не имевших в анамнезе повышенной светочувствительности или установленных кардиостимуляторов.
В течение двух с половиной месяцев испытуемые играли в виртуальные игры. Им было предложено пять игр, самой популярной из которых в итоге стала Beat Saber. Смысл ее прост: в каждой руке пользователь держит по световому мечу, которыми под ритмичную музыку разрубает летящие на него блоки. Процесс не требует нажатия кнопок, позволяя играть людям с тяжелыми нарушениями моторики рук. Beat Saber разработана для игры стоя, но то же самое можно делать и сидя.
Авторы эксперимента подчеркнули, что сложность игры могла варьироваться от «незначительной» до «предела человеческих возможностей». При этом они отмечают риск сенсорной перегрузки организма даже в самом простом игровом режиме. Смягчить воздействие игры на пациента помогало убавление громкости и снижение количества спецэффектов. Побочных явлений не зафиксировано ни в процессе, ни по окончании исследования, за исключением падения одного из участников во время игры.
Между тем за время эксперимента игроки достигли множества положительных результатов. Например, у шести участников зафиксировано улучшение выполнения теста на функционирование рук (Action Research Arm Test), который подразумевает выполнение заданий на использование крупной и мелкой моторики. Наиболее успешные пациенты за все время исследования играли от 361 до 935 минут. Два самых заядлых игрока, время которых в виртуальном мире превысило 900 минут, смогли выполнить «питьевое задание»: плавно и без посторонней помощи дотянуться до стакана с водой, взять его, поднести ко рту, сделать глоток, поставить стакан обратно на стол и положить руку на край стола.
Фото: iStock
Ученые считают, что высокий эффект для восстановления функций верхних конечностей может дать график реабилитации, при котором пациенты трижды в неделю в течение 10 недель проходят 30-минутные игровые сеансы.
Один из авторов исследования Маттиас Эрхардссон назвал одной из проблем VR-реабилитации то, что для ее применения требуется относительная сохранность функций рук. В идеале нужны системы, которые бы отслеживали движение каждой мышцы в теле, и пользователь мог бы стараться активнее задействовать именно те из них, что нуждаются в восстановлении, говорит шведский эксперт. Ученый мечтает о том, как VR-технологии, которые постепенно дешевеют, станут максимально доступными для нуждающихся пациентов.
«Каждый сможет иметь дома реабилитационную систему и получать помощь по цифровой связи от медицинского работника. В виртуальной среде можно будет встречаться с реабилитологами и другими людьми, которые проходят восстановление. Таким образом снизится порог для получения реабилитации при нормальных обстоятельствах», — говорит он.
Реабилитация должна быть веселой
В 2019 году компания «Кинестетика» разработала, а в 2020 году запустила в продажу компьютерную игру PlantyGo. Она предназначена для детей от 5 до 18 лет с легкими и умеренными двигательными и координаторными нарушениями, в том числе с детским церебральным параличом, а также после инсульта и черепно-мозговых травм. PlantyGo скачивается на смартфон, он крепится на специальный жилет, и с помощью наклонов тела ребенок начинает управлять персонажем в виде листочка, выполняя те или иные задачи. В многопользовательском режиме с детьми могут играть и родители.
«Есть огромный выбор игр, но не каждая из них адаптирована для людей с ограниченными возможностями здоровья, и это касается не только игр на основе VR-технологий. Я думаю, что запрос мирового медицинского сообщества на создание видеоигр для тренировок и реабилитации не останется незамеченным для разработчиков. Поэтому на стыке медицины и игровой индустрии будут появляться действительно полезные инструменты для пациентов и врачей», — признает Николай Сыромятников.
В феврале 2020 года стало известно о разработке Союзом реабилитологов России клинических рекомендаций по использованию дополненной и виртуальной реальности в медицине. Клинические испытания этих технологий для помощи людям с неврологическими заболеваниями взяли на себя специалисты Национального медико-хирургического центра имени Н. И. Пирогова. Тогда же на экспертном круглом столе было отмечено, что в целях безопасности пациентов нужно ограничить время их пребывания в виртуальном пространстве. По разным оценкам, длительность сеансов может составлять от 12 до 30 минут.
Инсульт занимает второе место среди ведущих причин смертности в мире (после ишемической болезни сердца). Крайне тяжелы социальные последствия заболевания: 70-80% всех тех, кто перенес инсульт, становятся инвалидами. Как вернуть их к нормальной жизни – острейшая проблема современной медицины. На помощь приходят современные технологии: 3D-моделирование, виртуальная реальность, искусственный интеллект – все то, что мы обычно относим к индустрии компьютерных игр. Пример такой «игры» – программа «Визуальная медицина», которую придумали физики из МГУ и МГТУ имени Баумана: с ней можно проходить курс реабилитации не выходя из дома. Корреспондент «Научной России» пообщался с создателями программы и выяснил, как она работает.
Зелимхан, которому нет еще и 35-ти, недавно перенес инсульт. Он проходит курс реабилитации в Центре неврологии доктора Шахновича (ЦНДШ). И таких потерпевших от инсульта в России – 450 тысяч человек. Ежегодно. Даже если все неврологи государственных больниц будут работать 24 часа в сутки, времени на всех не хватит. Сегодня специалисты способны оказывать помощь лишь 12% нуждающимся пациентам. Остальные либо занимаются самолечением, либо как Зелимхан – обращаются в частную клинику.
Доктор запускает компьютерную программу, садится вместе с пациентом перед монитором. Зелимхан кладет руку на стол – и повторяет движения, которые появляются на экране: то сжимает ладонь в кулак, то ставит ее на ребро.
– Что-то это упражнение не очень выходит. Пальцы плохо сгибаются, – сетует пациент, глядя в монитор.
– Нет-нет, у вас все хорошо получается, – успокаивает доктор.
Из динамиков доносится «клик» – сигнал о том, что жест засчитан. Web-камера «увидела», что пациент правильно его показал. Или близко к тому, что нужно.
На первый взгляд может показаться, что мужчина просто сидит за компьютерной игрой, которая проверяет ловкость рук. Но Зелимхан не играет, он участвует в тестировании новой программы – «Визуальная медицина», которую разработали молодые физики, выпускники МГУ и "Бауманки". С ее помощью проходит тренинг для восстановлении моторных функций. Это один из необходимых этапов реабилитации, так как в большинстве случаев при инсульте поражаются именно те участки коры головного мозга, которые отвечают за движение. Программа помогает пройти этап проще и эффективнее.
Тренинг под присмотром компьютера
* Восстановительное обучение – обучение, направленное на восстановление функций, нарушенных в результате какого-либо заболевания.
«Визуальная медицина» – ноу-хау в восстановительном обучении*. В ней сочетаются проверенные временем нейропсихологические методики с современными компьютерными технологиями.
* Нейро-проба на исследование праксиса позы – специальный жест, который проверяет способность пациента выполнить то или иное движение.
Составляя базу упражнений, авторы программы обращались к «Основам нейропсихологии» советского ученого Александра Лурии. В его работе они нашли примеры нейро-проб* (специальных жестов, движений), которые были оцифрованы и вошли в программу. Позже к ним добавились разработки специалистов из Курского медицинского университета и университета имени Н. И. Пирогова.
– Раньше такие нейро-пробы использовались только для диагностики, – рассказывает сооснователь проекта Игорь Никишин. – Врач проверял, может пациент сделать тот или иной жест или нет – и в соответствии с этим ставил диагноз. Мы же считаем, что эти упражнения имеют терапевтический эффект: если их часто повторять, можно восстановить моторику.
Фото из архива команды ООО "Визми"
* Компьютерное зрение (computer vision) – быстро развивающийся раздел программирования, связанный искусственным интеллектом. Это технология, с помощью которой человек «учит» компьютер видеть объекты реального мира и интерпретировать увиденное. Область применения computer vision разнообразна: от считывания штрих-кодов в супермаркете до управления беспилотниками и применения дополненной реальности в медицине.
Тренинг должен проходить под присмотром врача. Или компьютера. Последнее возможно благодаря компьютерному зрению* - стремительно развивающейся технологии, которая используется в «Визуальной медицине».
Каким образом программа понимает, что ей показывают? Сначала она получает с камеры изображение с контуром рук. Далее анализирует, как этот контур выглядит. Человек видит его на экране в виде желтой обтекаемой линии, как будто ладонь обвели маркером. Машина же получает информацию о контуре в виде некоторых чисел – «вектора признаков» определенного жеста. Именно его она сравнивает с базой других векторов, записанных в программу: каждый соответствует конкретному положению руки. Проще говоря, подбирает более-менее похожее «лекало».
Рис. 1. Так работает программа. Из архива команды ООО "Визми"
– Я могу показать жест примерно так,– поясняет Даниил Лысухин, один из разработчиков проекта, и чуть-чуть сгибает все пальцы, кроме указательного и мизинца, намеренно не вытягивая их до конца. – Он неточен, но больше всех похож на жест «коза». Показан он не очень хорошо, поэтому вероятность будет не единица, а 0,7, может 0,5. И это тоже мы оцениваем. То есть важен не просто сам факт попытки показать жест, а то, насколько хорошо он был показан.
Рис. 2. Проба на исследование праксиса позы.
Александр Лурия. "Основы нейропсихологии"
Рис. 3. Проба на смену поз руки.
Александр Лурия. "Основы нейропсихологии"
Рис. 4. Примеры нейропроб в программе "Визуальная медицина".
Из архива команды ООО"Визми"
Типичные ошибки уже зашиты в алгоритм. Кроме того, лояльность программы можно настроить. Врач определяет, какая степень неточности допустима – в зависимости от осложнений после инсульта, от того, какой день пациент работает с программой. Кому-то даже самые простые упражнения даются с трудом – поэтому нужно установить порог точности пониже, чтобы у них не пропадала мотивация работать дальше. Результат тренинга можно увидеть на графиках точности и темпа выполнения, которые программа составляет для каждого упражнения.
Как показали клинические испытания программы «Визуальная медицина» в санаториях и больницах Москвы, Белгорода и Курска, невролог, который разделяет свою работу с программой, может принять в 2-2,5 раза больше пациентов. И помочь еще большему числу больных, делающих упражнения дома.
– После стационара реабилитационный процесс должен продолжаться, – объясняет Игорь Никишин. – Пациент устанавливает программу на свой компьютер – и готово, он может проходить всю процедуру дома. Недавно мы добавили «голосового помощника» – он подскажет, что делать, так что с программой справится любой.
* Ишемия головного мозга – состояние, которое развивается в ответ на кислородное голодание вследствие недостаточного мозгового кровообращения. Выделяют острую и хроническую ишемию.
– И ее могут использовать пациенты с хронической ишемией головного мозга, – добавляет Иван Орехов, медицинский психолог в ЦНДШ. – Кроме того, она развивает не только двигательные функции, но и память.
От студенческого проекта – к бизнесу
Первый вариант программы появился в комнатенке студенческого общежития Главного задания МГУ. Игорь учился на втором курсе магистратуры по направлению биофизика. Работая над курсовыми, проводя исследования, он общался с врачами, часто посещал клиники, где лечились пациенты с неврологическими отклонениями - большинство из них перенесли инсульт.
- Я видел, что этим людям сложно вновь приспособиться к жизни, к социальной среде, - вспоминает Игорь. - Они не могли сопоставлять какие-то явления с реальностью. Им неудобно было обслуживать себя в быту – элементарно, взять кружку со стола. Мой дядя тоже перенес инсульт – я наблюдал за тем, как проходит его реабилитация. Эффекта не было спустя месяц, два. Программа восстановления не работала. Тогда «Визуальной медицины» еще не было – она могла бы ему помочь.
Своими наблюдениями физик поделился со знакомыми неврологами – и вместе они придумали оригинальное решение, ускоряющее реабилитацию и не затратное для пациента. Сперва появилась программа, которая снимала, как больной выполняет пробы до и после курса. По этим видеозаписям можно было оценить прогресс восстановления.
К работе подключились Даниил Лысухин и Дмитрий Пейсахович. Оба занимались медицинской физикой: один – в МГУ, другой – в МГТУ им.Баумана. Вместе ребята расширили функционал программы, научились собирать и распознавать статистику нейро-проб, проработали базу упражнений. Однако соединить свои наработки воедино не могли: нужен был человек, который умеет работать с технологией computer vision (компьютерное зрения). В команде появился программист Рулан Дулимов и собрал все детали в единый продукт, с которым уже можно было выходить на рынок.
– С самого начала мы даже не думали о бизнесе. Просто хотели сделать что-то полезное. А участие в конкурсах помогало заработать немного на студенческую жизнь, – улыбается Игорь.
И тем не менее «Визуальная медицина» из студенческого проекта превратилась в стартап. Ребята заняли третье место в конкурсе проектов, который проводит фонд Олега Дерипаски «Вольное дело», стали единственными участниками из России в конкурсе крупного финского бизнес-акселератора healthcare-стартапов Vertical. И слетали на международную конференцию VivaTechnology в Париж, где встретились с потенциальными партнерами – французскими фармацевтическими компаниями Servier и Sanofi-Aventis.
Фото из архива ООО "Визми"
Web-камера против кинекта
Сегодня «Визуальная медицина» постепенно выходит на рынок. В этом стартаперам помогает французский акселератор NUMA (в России у них свой филиал): компания советует, как грамотно составить бизнес-план, дает помещение для работы. Самое сложное – найти свою нишу среди конкурентов.
В той же области, что и «Визуальная медицина», работает швейцарский стартап MindMaze. Он запустил программу MindMotion Pro, которая помогает восстановить работу верхних конечностей после инсульта. В России тоже есть игроки на этом рынке. Пример – компания Habilect, производитель современного медицинского оборудования для реабилитации после травм разного характера (в том числе и после инсульта). Качество продуктов – высокое, и за него – соответствующая цена. Не каждая клиника (не говоря об отдельных пациентах) сможет позволить себе таких помощников. MindMaze использует 3D-камеры для улавливания движений, чтобы управлять виртуальной рукой на экране. Habilect – большой телевизор и сенсорный кинект, который используется также для приставки Xbox. В то время как для работы с программой «Визуальная медицина» достаточно самой простой web-камеры и компьютера. А последний найдется и у доктора в кабинете, и у больного дома.
Дешевая (но не менее эффективная) альтернатива дорогим медицинским комплексам – преимущество «Визуальной медицины», которое позволит стартапу найти своего клиента. Пока готовилась эта статья, в Центре неврологии доктора Шахновича закончили тестирование программы и подписали с ее разработчиками контракт.
*AR-технология (от англ. augmented reality – «расширенная реальность») – технология дополненной реальности, которая позволяет переносить цифровую информацию в реальный мир. Сделать это можно с помощью камеры смартфона, веб-камеры или прочего устройства, которое может обрабатывать видео-сигнал.
*VR-технология (от англ. virtual reality – «искусственная реальность») – технология, которая, в отличие от AR, не дополняет реальный, а создает новый – искусственный мир. Для этого используеются специальные технические устройства – шлемов, очков, перчаток виртуальной реальности. VR воздействует на основные органы чувств человека: зрение, слух, обоняние, осязание. Искусственная реальность позволяет человеку сделать то, что невозможно в обычной жизни: например, самому преодолеть гравитацию и взлететь.
Сегодняшняя версия «Визуальной медицины» - далеко не финальный этап работы. В планах у ребят– проводить реабилитацию с помощью AR- и VR-технологий*. На основе первой создана игра «Pokemon Go», вторая используется в компьютерных 3D-играх и играх-симуляторах (например, авиасимулятор).
- Представьте, - поясняет Игорь Никишин, - Пациент надевает шлем дополненной реальности – и попадает в ту среду, где он может позволить себе перемесить руку. Из-за визуализации действия у пациента формируется устойчивые нейронные связи – и у него получается то же движение в реальной жизни.
И главное для ребят – даже с такими современными дополнениями сделать свой продукт доступным для своей аудитории.
Материал и методы
В исследование были включены 68 пациентов, рандомизированных на 3 группы: основную (1-ю), активного контроля (2-ю) и пассивного контроля (3-ю).
В основную группу вошли 23 пациента (13 мужчин и 10 женщин, средний возраст 59 [54,9; 66,5] лет), которые в дополнение к комплексному восстановительному лечению в центре нейрореабилитации проходили курс занятий с использованием нейропсихологических компьютерных стимулирующих программ.
Группу активного контроля составили 19 пациентов (12 мужчин, 8 женщин, средний возраст 58 [52,9; 67,9] лет), которым помимо стандартной реабилитации в качестве когнитивного тренинга предлагали использовать развлекательные компьютерные игры.
В группе пассивного контроля, представленной 26 пациентами (19 мужчин и 7 женщин, средний возраст 60,5 [55,8; 68,8] лет, проводилась только двигательная реабилитация.
Исследование осуществлялось на базе Федерального Сибирского научно-клинического центра в Красноярске.
Критерии включения пациентов в исследование: возраст 40—65 лет, ранний и поздний восстановительный период первого полушарного ишемического инсульта, когнитивные нарушения в стадии легких и умеренных расстройств, информированное согласие. Критерии исключения: соматические и неврологические заболевания в стадии декомпенсации, наличие эпилептических приступов или эпилептической активности на электроэнцефалограмме, возраст за рамками заявленного, грубые когнитивные или афатические нарушения, наличие патологии зрения и слуха, препятствующих проведению занятий. Оценка неврологического статуса проводилась с использованием шкалы NIHSS. Для исследования когнитивного статуса применялись следующие шкалы: краткая шкала оценки психического статуса (Mini-mental state examination — MMSE), батарея лобных тестов (Frontal assessment battery — FAB), Монреальская шкала оценки когнитивного статуса (Montreal cognitive assessmen — MoCA), тест рисования часов (Clock drawing test — CDT), таблицы Шульте. Функциональный статус оценивался по шкале ежедневного инструментального функционирования (Instrumental activities of daily living — IADL). Обследование эмоциональной сферы проводилось по госпитальной шкале тревоги и депрессии (Ноspital anxiety аnd depression scale — HADS). Оценка пациентов проводилась до и после лечения. По окончании курса также регистрировалось общее впечатление врача (Clinical global impression scale — CGIS) и пациента (Patient global impression of severi-ty — PGIS).
Таблица 1. Результаты тестирования в основной группе до и после занятий с нейропсихологическими компьютерными программами
Комплекс авторских компьютерных стимулирующих программ включал: тренировку оптико-пространственного гнозиса с использованием компьютерного варианта пробы «фигура-фон» (рис. 1); тренировку зрительно-пространственной памяти с использованием проб на запоминание положения картинки (рис. 2); тренировку внимания с использованием компьютеризированных таблиц Шульте, тренировку зрительной памяти с использованием проб на запоминание последовательности трудно вербализуемых символов, тренировку оптико-пространственного гнозиса с помощью теста расстановки стрелок на часах, программу коррекции импульсивности и концентрации внимания, программу для тренировки счета. Занятия пациентов с нейропсихологическими компьютерными программами проводились ежедневно в течение 10 дней по 30—40 мин.
Рис. 1. Тренировка оптико-пространственного гнозиса с использованием компьютерного варианта пробы «фигура-фон».
Рис. 2. Тренировка зрительно-пространственной памяти с использованием проб на запоминание положения картинки.
Пациенты из группы активного контроля играли в развлекательные компьютерные игры в таком же режиме. Использовались компьютерные игры из группы аркад и арканоидов, такие как «Zuma», «Aquaball», «Thrashers of Montezuma».
Анализ данных проводился с помощью пакета прикладных программ Статистика 7. Тип распределения оценивался с помощью критерия Шапиро—Уилка. В соответствии с типом распределения использовались непараметрические статистические методы. Количественные данные представлены в виде медианы ± доверительный интервал (ДИ) медианы [‒95%ДИ; +95%ДИ], качественные — в виде доли ± ДИ доли. Для оценки достоверности изменений в каждой группе после лечения использовали тест Вилкоксона, при pU-критерий Манна—Уитни (р<0,05). Для сравнения групп по качественным признакам (пол) применяли χ 2 (р<0,05). Также рассчитывали коэффициент эффективности — модуль отношения разности значения до и после к максимальному значению r = [(Nпосле ‒ Nдо)/Nмакс] (наибольшая эффективность — при r ближе к 1).
Читайте также: