מאמר שיטה

פיתוח סימולציה של מציאות מדומה להפחתת חרדה בילדים העוברים הדמיית תהודה מגנטית

DOI:

10.3791/68609

⸱

8 באוגוסט 2025

 ,  ,  ,  , 
1Biomedical Engineering, Faculty of Engineering, Western University, 2Michael G.DeGroote School of Medicine, McMaster University, 3Department of Clinical Neurological Sciences, Schulich School of Medicine and Dentistry, Western University

במאמר זה

סיכום

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לפיתוח סימולציה משוחקת של מציאות מדומה (VR) להפחתת חרדה בחולים ילדים שעוברים סריקות MRI. על ידי שכפול המראות והצלילים של סביבת ה-MRI, חווית ה-VR תעזור לילדים להכיר את ההליך, במטרה לשפר את הנוחות ושיתוף הפעולה.

תקציר

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא כלי אבחון רב ערך בטיפול בילדים, המציע תמונות ברזולוציה גבוהה ללא קרינה מייננת; עם זאת, הסביבה הלא מוכרת, המרחב הסגור והרעשים החזקים עלולים לגרום למצוקה, קלסטרופוביה וחרדה. זה עלול להוביל לצורך מוגבר בהרגעה, וזמני הדמיה ארוכים יותר. בבית החולים לילדים ויקטוריה בלונדון, אונטריו, תוכנית Child Life משתמשת כיום במודל בובה ו-MRI כדי לסייע בהפחתת חרדה אצל מטופלים ילדים באמצעות גישה מבוססת למידה. בעוד ששיטות אלו יעילות, הן מוגבלות ביכולתן לספק ייצוג מציאותי של חווית ה-MRI. כדי לטפל בכך, פיתחנו חווית MRI משוחקת שתוכננה במיוחד עבור מטופלים ילדים בבית החולים לילדים ויקטוריה באמצעות מציאות מדומה (VR), סביבת תלת מימד שנוצרה על ידי מחשב הנחווית באמצעות אוזניות. הסימולציה משכפלת את המראות, הצלילים וההיבטים המרחביים של סביבת ה-MRI, ועוזרת לילדים להכיר את החוויה מראש. בעוד שחדר ה-VR שלנו הוא העתק של חדר ה-MRI האמיתי בבית החולים לילדים ויקטוריה, ניתן להתאים אותו לשימוש במתקנים אחרים על ידי שינוי הפרטים הסביבתיים. עבודה עתידית תעריך את יעילות הסימולציה בהפחתת חרדה באמצעות הערכות כמותיות ואיכותניות.

מבוא

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הדמיית תהודה מגנטית (MRI) היא טכניקה לא פולשנית המשמשת להפקת תמונות תלת מימדיות של רקמות רכות כדי לסייע באבחון מחלות וניטור טיפול1. MRI נחשב לאחת משיטות ההדמיה הבטוחות ביותר לילדים מכיוון שהוא אינו כרוך בקרינה מייננת1; עם זאת, ההליך יכול להיות מאתגר במיוחד עבור מטופלים צעירים. ילדים חייבים לשכב במנהרה סגורה עד שעה כשהם חשופים לרעשים חזקים2, חוויה שעלולה לגרום לפחד, חרדה, קלסטרופוביה או פחד מוגבר מהאבחנה עצמה 1,2,3,4,5. חרדה כזו עלולה לגרום לאי שקט פיזי (ילדים בגילאי 5-10 נוטים במיוחד לתנועה6), היענות לקויה או קשיים התנהגותיים7. הליך ה-MRI תלוי מאוד בשיתוף הפעולה של המטופל, שכן תנועות קלות בקנה מידה של מילימטרים עלולות לעוות את התמונות ולגרום לצורך בסריקות חוזרות. זה יכול להיות מלחיץ למשפחות ולהכביד כלכלית על בתי החולים8. חרדת הורים או מטפלים יכולה לתרום ללחץ של הילד במהלך MRI, מכיוון שילדים משקפים לעתים קרובות רגשות מבוגרים9; לכן, הוכח כי מעורבות וציות של דמויות הורים במהלך ההליך תורמות להצלחת סריקת ה-MRI של הילד10.

מספר טכניקות משמשות לניהול חרדת ילדים לפני MRI, אך יעילותן מוגבלת. תרופות הרגעה או הרדמה עוזרות לשמור על ילדים דוממים במהלך הסריקה, אך הם נקשרו לשכיחות גבוהה יותר של תופעות לוואי, כולל קואורדינציה לקויה, סחרחורת ועצבנות מוגברת 8,11. כחלופה, הוכח כי הכנה פסיכולוגית מפחיתה את הלחץ של ילדים במסגרות רפואיות 12,13,14 ומפחיתה את הצורך בהרגעה והרדמה לפני MRI 10,15. הכנה פסיכולוגית כוללת שימוש בסרטונים אינטראקטיביים בטאבלט16,17, טכניקות חינוכיות והסחת דעת 6,7, טיפול במשחק7, אימון טיפול קוגניטיבי התנהגותי18 ו-MRI פיזי מדומה 19,20. עם זאת, לגישה זו יש מגבלות, כפי שהוכח בבית החולים לילדים ויקטוריה בלונדון, אונטריו, קנדה. מומחים לחיי הילד בתוכנית חיי הילד משתמשים בכלי הכנה פסיכולוגיים שונים כדי לטפל בחרדה או פחד אצל מטופלים ילדים לפני MRI; כתלות בגיל הילד, ברמת החרדה ובאישיות שלו, ההתערבויות עשויות לכלול ספר תמונות, סרטון אייפד, מודל העתק של צעצוע, העתק MRI בקנה מידה גדול או סיור לפני הסריקה (איור 1). במהלך הסריקה, ילדים יכולים גם להכניס צעצוע או שמיכה נוחים ל-MRI או לצפות בסרטונים על מסך. גישות אלו נועדו לחנך את הילד על תהליך ה-MRI תוך מתן הסחת דעת, נוחות והיכרות; עם זאת, להתערבויות אלה יש חסרונות: סיורים לרוב אינם זמינים מכיוון שהחדר נמצא בשימוש; ספרי תמונות, מודלים משוכפלים וסרטוני אייפד עשויים שלא להעסיק ילדים גדולים יותר או לספק תמונה מלאה של חווית ה-MRI; אף אחת מהשיטות הללו אינה משכפלת את הרעשים החזקים של ה-MRI; ואולי, הכי חשוב, הם לא מאפשרים לילדים לתרגל להישאר בשקט בחלל סגור. לכן, יש צורך בהתערבויות חדשות, מרתקות וסוחפות כדי להתמודד עם מגבלות אלה.

מציאות מדומה (VR) היא סביבה תלת מימדית (תלת מימדית) שנוצרה על ידי מחשב הנצפית דרך תצוגה המותקנת על הראש שנמצאת בשימוש הולך וגובר בחינוך, הדרכה ובריאות. VR יוצרת סימולציה אינטראקטיבית ומציאותית של העולם האמיתי21, כזו שילדים מגיבים אליה במיוחד, שכן טכנולוגיה זו יוצרת תחושה של נוכחות פיזית בעולם הווירטואלי 22,23. מחקרים הצביעו על כך ש-VR מפחית ביעילות חרדה טרום-אשפוזית בילדים: מטא-אנליזה של Eijlers et al. מצאה שהתערבויות VR מפחיתות משמעותית כאב וחרדה בילדים העוברים פרוצדורות רפואיות, במיוחד כאשר משתמשים בהן ככלי להסחת דעת24; באופן דומה, Chiu et al. הראו כי VR סוחף יכול להפחית ביעילות חרדה טרום ניתוחית אצל ילדים באמצעות היכרות על ידי הצעת סיור וירטואלי בבית חולים25. יתרונות אלה משתרעים על הכנת MRI לילדים, שעבורה ל-VR יש פוטנציאל להפחית את הצורך בהרגעה; מספר מחקרים חקרו את ה-VR ככלי התערבות לפני MRI עם תוצאות חיוביות. אשמור ועמיתיו, למשל, פיתחו אפליקציית VR חינמית המשתמשת בסרטון 360 מעלות כדי להדריך ילדים ב-MRI, טכניקה שזכתה לדירוג גבוה הן על ידי הצוות והן על ידי המטופלים על קלות השימוש והעזרה תוך מניעת שימוש בהרדמה כללית בארבעה מתוך חמישה מטופלים26. ניסוי אקראי מבוקר על ידי Saliba et al. מצא שחשיפה אפילו ל-5 דקות של MRI VR חווה הפחתת חרדה משמעותית אצל מטופלים ילדים27. יתר על כן, אפליקציית MRI VR מותאמת אישית עם מדריך סטנדרטי ותוכנית חיי ילד בבית חולים שנוצרה על ידי Stunden et al. מצאה שקבוצת ה-VR דיווחה על שביעות רצון גבוהה יותר של המטפלים וחרדה נמוכה משמעותית מהמטפלים. זה היה ממצא חשוב, שכן מצוקת ההורים המטפלים צפויה להשפיע על תגובות הילד במהלך הליכים רפואיים28. בהתבסס על ממצאים אלה, מחקרים עדכניים יותר העריכו את ההשפעה של אינטראקטיביות ומשחוק בכלי הכנת MRI VR. מחקר של יאנג ועמיתיו הציג סימולטור VR MRI עצמאי מבוסס תצוגה על הראש (HMD) עם מספר מודולים, כולל משחק החזקה, וידאו 360 מעלות וקטע מיינדפולנס. מחקר הפיילוט שלהם הראה מעורבות, שביעות רצון ויעילות נתפסת גבוהות משמעותית בהשוואה לחומרים חינוכיים סטנדרטיים29. מחקר אחר שנערך על ידי יאנג ועמיתיו השווה ארבע אופנים: וידאו דו-ממדי, וידאו 360°, VR פסיבי ו-VR אינטראקטיבי משוחק, כאשר מצב ה-VR המשחוק מפחית משמעותית את תנועת הראש ומשפר את המוכנות והמעורבות המדווחים על עצמם בקרב מתבגרים. ממצאי מחקר זה תמכו בהשערה כי חזרה התנהגותית ומשוב מיידי עשויים לשפר את המוכנות הפרוצדורלית ולהפחית כשלים בסריקה עקב תנועה30. ליזיו ומאסץ' הראו באופן דומה שאפליקציית VR משחקית וממוקדת בילד המשלבת דה-סנסיטיזציה וסיפור סיפורים אינטראקטיבי יכולה להפחית חרדה הקשורה ל-MRI. העיצוב הדגיש את תפקיד המשחוק והחשיפה ההדרגתית לגירויים מעוררי לחץ, התואם את מסגרות רפואת הילדים המודרניות31. למרות התוצאות המוצלחות הללו, הטכנולוגיה לא יושמה במלואה.

סימולציית VR של חווית ה-MRI בבית החולים לילדים ויקטוריה פותחה כדי להתמודד עם המגבלות של כלי ההכנה הקיימים ל-MRI לילדים. התכנון של כל רכיב התבסס על התייעצויות עם מומחים לחיי הילד, טכנאי MRI ותצפיות ישירות על הליך סריקת ה-MRI של בית החולים. סביבת בית החולים נוצרה מחדש בתחילה באמצעות מודלים תלת מימדיים ליצירת סביבה וירטואלית מפורטת. לאחר מכן שולב מודל התלת מימד במנוע משחק כדי ליצור חווית VR סוחפת. בתהליך הפיתוח נעשה שימוש במספר כלים, ביניהם: ה"רמה", המייצגת את חדר ה-MRI הפיזי שנבנה באמצעות מודלים תלת מימדיים של סביבת בית החולים; "רצף הרמות", שהוא כלי אנימציה מבוסס ציר זמן המשמש להנפשת אובייקטים וסנכרון תנועה; "שחקן מצלמת הקולנוע" המונפש המדמה את נקודת המבט של המשתמש כדי ליצור תחושה של גלישה לתוך השעמום הווירטואלי; רצועת שמע המשחזרת את הרעש של מכשיר ה-MRI, המסונכרנת עם אנימציית ההזזה כדי לחקות את החוויה השמיעתית של MRI; סימולציית מסך לשכפול מסך הסחת הדעת הבטוח ל-MRI המחובר למיטה, שטכנאי MRI יכולים להעלות כסרטון לילדים לצפייה במהלך הסריקה כדי לעזור לילדים להישאר דוממים; רגלי ה-VR, המשמש כישות של משתמשים בסביבה הווירטואלית, מכיוון שהוא כולל מעקב אחר ראש וידיים; ו"האובייקט הניתן לתפיסה", קובייה כף יד אינטראקטיבית המשמשת להתחלת רצף הדמיית ה-MRI, וכאשר היא נאספת, היא מפעילה את תחילת ציר הזמן של האנימציה. כדי לתמוך במעורבות של מטפלים ומומחים לחיי הילד, שולבה מערכת מרובת משתתפים כדי לאפשר למשתמשים מרובים (למשל, הטכנאי, ההורה, המטפל או המומחה לחיי הילד) לקיים אינטראקציה באותה סביבה וירטואלית באמצעות מודל שרת-לקוח באמצעות צ'אט קולי באמצעות מיקרופונים כדי לתמוך בתקשורת בזמן אמת בין השחקנים, ולהפחית את תחושת הבידוד של הילדים.

מטרת מחקר זה הייתה לפתח סימולציה וירטואלית משוחקת של חווית ה-MRI בבית החולים לילדים ויקטוריה בלונדון, אונטריו, לשימוש על ידי תוכנית חיי הילד כהתערבות חרדה עבור מטופלים ילדים לפני MRI. הסימולציה, הנצפית דרך תצוגת מציאות מדומה (VR) המותקנת על הראש, נועדה להכיר לילדים את סורק ה-MRI והסביבה הסובבת אותו, ולהפחית את החרדה על ידי מתן ייצוג מדויק וסוחף של חווית החיים האמיתיים. מצב מרובה המשתתפים מאפשר למטופלים צעירים יותר לעסוק בסימולציה, ומקדם קלות שימוש במגוון רחב של קבוצות גיל. למרות שסימולציית ה-VR שפותחה במחקר זה עוצבה במיוחד על פי בית החולים ויקטוריה, השיטות ניתנות להתאמה וניתן ליישם אותן כדי לשחזר כל סביבה רפואית שבה היכרות סביבתית עשויה לעזור להקל על חרדת המטופלים. זהו המחקר הידוע הראשון שדיווח על חווית MRI וירטואלית המשלבת את התכונות האינטראקטיביות הנוספות של פונקציונליות מרובת משתתפים, כלי כף יד ליציאה מהחוויה, מסך וידאו בתוך ה-MRI ומצב צ'אט קולי. בעזרת מחקר זה, אנו מקווים לפתח כלי שישמש בעתיד מומחים לחיי הילד בבית החולים לילדים ויקטוריה כדי לשפר את חייהם של מטופלים ילדים.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אישור אתי למחקר זה התקבל מוועדת האתיקה של מחקר מדעי הבריאות של אוניברסיטת ווסטרן (HSREB) (מזהה פרויקט: 116749). הסכמה מדעת בכתב התקבלה מהמשתתפים האנושיים. הריאגנטים והציוד הדרוש מפורטים בטבלת החומרים.

1. 3D מידול של נכסים

הערה: צור מודל תלת מימד מציאותי בקנה מידה של מכונת ה-MRI והסביבה הסובבת אותה באמצעות תוכנת מידול תלת מימד.

  1. תיעוד מצולם
    1. צלם תיעוד מצולם של חדר ה-MRI האמיתי מזוויות מרובות. ודא שכל הקירות, הציוד, הרהיטים והמאפיינים האדריכליים גלויים כדי לספק חומר התייחסות מדויק.
  2. מידול צורות תלת מימד
    1. הפעל את תוכנת המידול התלת מימדי.
    2. ייבא את תמונות ההפניה לסביבת העבודה.
    3. צרו את הצורות שמרכיבות את הבסיס של חדר ה-MRI באמצעות פרימיטיבים גיאומטריים, כמו קוביות, גלילים ומישורים.
    4. התאם את מידות הרצפה, התקרה, הקירות והארונות כך שיתאימו לפרופורציות בעולם האמיתי על סמך תמונות הייחוס.
    5. בנה את מכונת ה-MRI ומסך הווידאו על ידי שכבות ושינוי של צילינדרים, כדורים ומשטחים מעוקלים כדי לשכפל את קידוח הסורק ואת הארכיטקטורה החיצונית.
    6. החל צירופי חלוקה ושיפוע כדי להחליק קצוות וליצור קווי מתאר מציאותיים.
    7. השתמש במצב קודקוד כדי לחדד רכיבים מעוקלים ולהוסיף פרטים מבניים לדגם.
  3. כיול מרחבי
    1. השתמשו בכלי התאמת מצלמה לכיסוי ציר תלת-ממדי בתמונות הייחוס.
    2. התאם את נקודת המבט של המצלמה הווירטואלית לתמונות המקוריות כדי להבטיח דיוק מרחבי ופרופורציונליות.
    3. מקם ושנה את קנה המידה של כל האובייקטים התלת-ממדיים על סמך תצוגות מצלמה מכוילות, ואשר את היישור שלהם לתמונות ייחוס כדי להבטיח עומק, סיבוב ומיקום נכונים.
  4. יצירת מרקמים
    1. החל חומרים ומרקמים על כל משטח של הדגם. בחר צבעים התואמים את סביבת חדר ה-MRI האמיתית.
    2. גלישת תמונות מרקם על אובייקטים במידת הצורך בעזרת כלי עריכת UV.
    3. התאם את תכונות פני השטח, כולל חספוס, רפלקטיביות ומאפיינים מתכתיים, כדי לדמות אינטראקציות תאורה מציאותיות.
  5. פיתוח שיתופי
    1. הגדר רשת פרטית לתמיכה בעריכה מרובת משתמשים בזמן אמת בתוך תוכנת המידול.
    2. אפשר שיתוף פעולה בו-זמני על-ידי מתן אפשרות לתורמים מרובים לבנות ולמקם נכסים יחד באותו קובץ.
      הערה: המודל התלת-ממדי המושלם צריך להידמות מאוד לחדר האמיתי הן מבחינה מרחבית והן מבחינה ויזואלית, וללכוד במדויק את הממדים, הפריסה ורכיבי המפתח שלו (איור 2 ואיור 3). לאחר השלמת הדגם, ניתן לייבא אותו למנוע משחק כדי להוסיף את האלמנטים הפונקציונליים הנדרשים לשימוש עם VR.

2. פיתוח סימולציה פונקציונלית

  1. יצירת שלבים
    1. צור רמה בסיסית במנוע המשחק או ייבא דגם תלת-ממד32 שנבנה מראש.
    2. ייבא את הנכסים הווירטואליים התלת-ממדיים שמודלו בעבר לרמה החדשה כדי להתאים לסצנה בעולם האמיתי (איור 4).
    3. מקם אלמנטים של תאורה כגון אור כיווני ואור נקודתי.
    4. לאחר בניית הסצנה, הגדר את הגדרות העולם.
      1. הגדירו את מצב המשחק למצב ברירת המחדל של משחק VR כדי להבטיח שכאשר השחקן נכנס למשחק, מצב ה-VR יופעל אוטומטית.
      2. הגדירו את מחלקת הרגליים המוגדרת כברירת מחדל ל-VR pawn כדי להבטיח שרגלי ה-VR ייווצר בעמדת PlayerStart.
  2. רצף רמות
    1. צרו רצף שלבים על ידי ניווט אל 'קולנועיים', ולאחר מכן בחרו ' הוסף רצף שלבים ' באזור התצוגה הראשי של השלב ב-Unreal Engine. שנה את השם ושמור את הרצף{מנוע, #4}.
    2. לאחר שחלון הסיקוונסר נפתח אוטומטית, ייבא את השחקנים הנדרשים מהחריג (למשל, אורות, רשתות סטטיות) וגרור את השחקנים לציר הזמן של הסיקוונסר או טען אותם על ידי לחיצה על מסלול, ואז על שחקן33.
    3. ערכו את שינויי הצורה ברצף, כגון מיקום, סיבוב וקנה מידה.
  3. שילוב אודיו
    1. הקלט את צליל ה-MRI מסורק 3T עם מטופל על השולחן מהמיקרופון של קונסולת הרכישה של ה-MRI. הקלט את טווח ה-MP, הדיפוזיה ורצפי ה-EPI.
      הערה: לא הופעל פרמטר שקט בסורק ה-MRI המוקלט. צלילי MRI שהוקלטו מראש הגיעו למקסימום של 75db כאשר הושמעו דרך אוזניות ה-VR.
    2. הוסף רצועת שמע .wav של צליל ה-MRI. לחץ על הרצועה ולאחר מכן על רצועת השמע בחלון הרצף כדי למצוא את שמע ה-MRI.
    3. בחר ומקם את קובץ השמע MRI על ציר הזמן.
    4. סנכרן את האודיו עם השמעת אנימציה כך שהוא יתחיל כאשר המשתמש ישכב ויחליק לתוך מכשיר ה-MRI.
  4. אנימציית מצלמה
    1. הוסף שחקן מצלמת קולנוע על ידי ניווט למסלול, שחקן לסיקוונסר ושחקן מצלמת קולנוע בחלון הסיקוונס.
    2. בחר את שחקן מצלמת הקולנוע, ולאחר מכן עקוב ושנה בסיקוונסר.
    3. הוסף מסגרת ראשית בתחילת ציר הזמן. עברו לסוף, התאימו את שינוי הצורה של המצלמה והוסיפו מסגרת ראשית שנייה כדי להנפיש את תנועת המצלמה.
    4. הוסף את שחקן מצלמת הקולנוע, הרגליים הווירטואליות, צליל ה-MRI, תצוגת הווידאו והמסך לרצועת רצף הידית והנח את מסגרת המפתח. סנכרנו את כל רשתות השינוי באנימציה כך שכל הגוף ינוע עם מצלמת הקולנוע (איור משלים 1).
    5. תצוגה מקדימה של ההנפשה באמצעות כפתור ההפעלה בסיקוונסר (איור 5).
  5. הדמיית מסך
    1. התחל בייבוא קובץ וידאו MP4 של כל סרטון שניתן להשתמש בו ב- MRI.
    2. השתמש בנגן המדיה כדי לטעון את הסרטון וליצור חומר.
    3. החל את החומר על רשת סטטית המוגדרת כברירת מחדל (למשל, קובייה שטוחה) כדי לשמש כמסך.
    4. החל את החלק החיצוני התלת-ממדי שעוצב בעבר של רשת החשמל הסטטית המוגדרת כברירת מחדל שמוכנסת במקום שבו יהיה הלובי.
    5. הפעל את הווידאו באמצעות צומת ההדק של נגן המדיה כדי להציג תוכן הסחת דעת על המסך (איור 6 ואיור 7).
  6. אובייקט הניתן לאחיזה וגורם מפעיל של הנפשה
    1. הוסף את רכיב האחיזה לקוביית ברירת מחדל כדי לאפשר אינטראקציה בין אדם למחשב34 (איור 8).
    2. יישם אינטראקציה עם הידיים באמצעות כפתור האחיזה של בקר התנועה על ידי יצירת עקבות כדור סביב מיקום האחיזה.
      1. חבר את השחקן לבקר עם כניסת האחיזה.
      2. נתק את השחקן עם שחרור כפתור האחיזה של הבקר.
    3. הגדר את רכיב האחיזה להפעלת הנפשות, כגון התחלת סריקת ה-MRI.
    4. השתמש בלוגיקת שרטוט כדי לפתוח את הגבלת השער לאחר תפיסת האובייקט. כאשר החפץ אינו נתפס, סגור את ערוץ הקלט כדי למנוע נגיעות מקריות (איור משלים 2).
    5. הפעל את ההנפשה על ידי לחיצה על מקש ההדק של הבקר הימני. קראו לפונקציית אנימציית המשחק ברגלי ה-VR.
    6. ודא שהתוכנית יכולה למצוא את נגן הרצף המתאים ברמה הנוכחית ואת שחקן הרצף ברמה התואמת (איור משלים 3).
  7. יצירת ממשק מבוסס ווידג'ט
    1. צור שרטוט ווידג'ט משתמש חדש.
    2. הוסף לחצנים וירטואליים כחלק מרשימה נפתחת שכותרתה: איפוס כיוון, הפעלה מחדש, יצירת הפעלה והצטרפות להפעלה (איור 9).
    3. אגד את "צור הפעלה" ללוגיקה שמפעילה את השרת וטוענת את הרמה הנכונה (איור משלים 4).
      הערה: השתמשו בלחצני ווידג'טים במקום בקלט בקר בשל המספר המוגבל של אפשרויות קלט בבקרי VR. כפתור איפוס הכיוון ירכז מחדש את תצוגת המשתמש אם המעקב יהיה לא מיושר; הפעלה מחדש תעביר את רגלי ה-VR בחזרה ל-"PlayerStart"; יצירת הפעלה תיצור הפעלה ושרת מרובי משתתפים חדשים; Find Server יחפש הפעלות זמינות להצטרפות.
  8. יצירת הדמיה מרובת משתתפים35
    1. שנה את קובץ התצורה כדי לאפשר פונקציונליות מקוונת.
      1. התקן ושלב את התוסף Advanced Session .
      2. הפעל את התוספים הבאים עבור צ'אט קולי ומצב מרובה משתתפים: כלי עזר מקוונים של תת-מערכת, הפעלות Steam מתקדמות והפעלות מתקדמות.
      3. הוסיפו שנאי לחצנים כדי לחבר את קלט הבקר של Meta Quest לאירועי Unreal Engine על ידי פתיחת הגדרות הפרויקט וניווט למקטע קלט. הגדר את מיפוי הפעולות עבור RightTrigger ל-Oculus Touch (R) Trigger, LeftTrigger ל-Oculus Touch (L) Trigger ו-LeftXForQuit ל-Oculus Touch (L) X Press. השתמש במיפויים אלה כדי להפעיל צ'אט קולי ולאפשר אינטראקציות בתפריט דרך בקרי ה-VR.
    2. השתמש בלחצן Create a session בממשק המבוסס על רכיב widget כדי להתחיל הפעלה ולאפשר לשרת להצטרף לרמה הנכונה.
      1. השתמש ברשימה נפתחת כדי להציג שמות שרתים שאוחזרו מתוצאות חיפוש הפעלה.
      2. אחזר שמות שרתים זמינים מתוצאות החיפוש של ההפעלה באמצעות פונקציית חיפוש הפעלה.
      3. העבר כל שם שרת לפריט רכיב גרפי והוסף אותו לרשימה הנפתחת.
      4. אפשר למשתמשים לבחור הפעלה מהרשימה ולהצטרף לשרת המתאים.
    3. הגדר תפקידי ברירת מחדל כגון שרת (טכנאי או הורה) ומטופל או לקוח (צאצא או משתמשים נוספים).
      1. מקם את שחקני PlayerStart בשלב וסמן כל אחד מהם בשם תצוגה המבוסס על תפקידים שהוקצו כדי להבדיל בין משתמשים במצב מרובה משתתפים: שחקן 1: טכנאי או מטפל; שחקן 2: מטופל או לקוח (איור משלים 5).
      2. השתמשו בלוגיקת Blueprint כדי להקצות תגי PlayerStart באמצעות מונה שחקנים.
      3. אם יש צורך בשחקנים נוספים, צור PlayerStart נוסף בשלב ושנה את תג השם כדי לייצג את מספר הלקוח או המטופל.
    4. יישם סנכרון ראש ויד לאינטראקציה טובה יותר עם המשתמש.
      1. הוסיפו רכיבי מעקב עבור האוזניות ובקרי היד לרגלי ה-VR.
      2. בסימון האירוע, אסוף נתוני המרה מקומיים מהאוזניות ומבקרי היד.
      3. אם הבקר שייך לנגן המקומי, שלח נתוני המרה לשרת באמצעות קריאה לפרוצדורה מרוחקת. אם הבקר שייך לנגן מרוחק, קבל את נתוני ההמרה מהשרת והחל אותם על שחקן הרשת או המצלמה (איור 10).
    5. השתמש במודל שרת-לקוח (מצב CS) כדי לסנכרן פעולות בין משתמשים ולהעביר את כל המידע לשרת (איור משלים 6).
      הערה: יש להעביר מידע לשרת כך שהפעולות הבאות יופצו לכל יציאה, מה שיאפשר לבצע סנכרון. בעת שימוש במצב מרובה משתתפים, יש לשנות את הווידג'ט מ"בלחיצה" ל"בלחיצה" (איור משלים 7).
  9. שילוב צ'אט קולי36
    1. פתחו את שרטוט ה-VR Pawn.
    2. הוסף רכיב לכידת קול ל-VR Pawn כדי לאפשר את פונקציית ההקלטה הקולית.
    3. הגדירו את הרכיב להפעלה בעת כניסה להפעלה מרובת משתתפים.
    4. הגדר את המערכת הקולית כך שתקשר למצב ההפעלה ותופעל רק כאשר היא מחוברת לשרת
    5. מגדירים את רכיב VoiceThread להפעלת צ'אט קולי. בדקו צ'אט קולי על ידי הפעלת שני PlayerStarts ואישור שידור שמע דו-כיווני במהלך הפעלה מרובת משתתפים.
  10. פונקציות יציאה ואיפוס
    1. צור אנימציית יציאה וטען אותה לרמה.
    2. השתמש בלוגיקת שרטוט כדי לעצור את ההנפשה הנוכחית לפני הפעלת אנימציית היציאה (איור משלים 8).
    3. הוסף פונקציית איפוס המשגרת משתמשים בחזרה למצב ההתחלה אם הם לא מיושרים (איור משלים 9 ואיור משלים 10).
  11. בדיקה מקדימה עם מתנדבים בריאים
    1. בדוק את הסימולציה על 5 מתנדבים בריאים לתואר שני שהתנסו בעבר בסריקת MRI כבדיקה מוקדמת.
    2. השתמש בסקר בקנה מידה של 5 נקודות כדי לאפשר למתנדבים בריאים לדרג את הדמיון של ה-VR MRI לניסיון הקודם שלהם עם MRI אמיתי. השתמש ב-8 שאלות המשקפות את המראה הפיזי של מכשיר ה-MRI והחדר, הרעש, הוויזואליה במהלך תהליך הסריקה, תחושת היותך מוגבל או סגור, תחושת שכיבה ללא תנועה והרושם הכללי מהסביבה.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

סימולציית MRI VR פונקציונלית, סוחפת ומציאותית פותחה בהצלחה כדי לעזור למטופלים ילדים בבית החולים לילדים ויקטוריה להתכונן להליכי MRI. התכונות המשלימות של הסימולציה פועלות בצורה אמינה, ומדגימות את מוכנותה לניסויים קליניים. התוצאה המוצלחת הראשונה הייתה שחזור מדויק של סורק ה-MRI והסביבה הסובבת אותו באמצעות טכניקות מידול תלת מימדיות. מכיוון שתצלומי ייחוס שימשו לכיול נכסים וירטואליים כך שיתאימו לממדים מרחביים בעולם האמיתי, הסביבה הסופית השיגה רמה גבוהה של נאמנות חזותית ומרחבית המשחזרת באופן הדוק את מה שילדים ייתקלו בו במהלך הסר...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

הפיתוח של סימולציית ה-MRI הווירטואלית עוצב על ידי החלטות עיצוב שהשפיעו על השימושיות שלה בסביבה של ילדים. קלט ממומחים לחיי הילד וטכנאי MRI מילא תפקיד חשוב בשכפול נהלים בעולם האמיתי באופן וירטואלי. לדוגמה, הכללת תצוגת MRI וידאו מעל המיטה, המשמשת בדרך כלל בסריקות אמיתיות ככלי להסחת דעת, יושמה ב-MRI הווירטואלי על סמך ההמלצות שניתנו על ידי מומחים לחיי הילד. באופן דומה, התוספת של כפתור "סימולציה לעזוב" נוצרה בהשראת כדור הלחיצה בעולם האמיתי המשמש במהלך הליכי MRI כשיטה לילדים לתקשר מצוקה. החלטות...

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תודות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

תודה רבה למומחי חיי הילד וטכנאי ה-MRI בבית החולים לילדים ויקטוריה בלונדון, אונטריו, על תרומתם ותובנותיהם, שעזרו ליידע את פיתוח פרוטוקול זה. עבודה זו נעשתה באמצעות כספים שהגיעו מהמועצה הלאומית למחקר מדעי והנדסי של קנדה, Epic Games, כמו גם מרכז מדעי הבריאות של לונדון וקתדרת המחקר של קרן בריאות הילדים בנוירוכירורגיה ילדים ומדעי המוח.

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
תוסף קהילת הפעלות מתקדמותhttps://vreue4.com/generated-node-documentation?section=advanced-sessions-pluginמאפשר תכונות מרובות משתתפים של Steam ב-Unreal Engine
Blender SoftwareBlender Foundationhttps://www.blender.org/משמש למידול סביבת MRI וירטואלית תלת מימדית ונכסים
FspyFspy Project (GitHub)https://fspy.io/משמש להתאמת מצלמה וכיול פרספקטיבה:
HamachiLogMeInhttps://vpn.net/משמש ליצירת LAN וירטואלי להפעלות מרובות משתתפים במהלך הפיתוח
Meta Quest 3 ו-3S אוזניותMetahttps://www.meta.com/ca/quest/?srsltid=AfmBOooSwFweWKye9LY
אוזניות HHsSsuGhZgdZZxi-m7xAFtC
ecIK2ekZnTAhGr		VR אוזניות VR המשמשות לבדיקה ופריסה של הסימולציה
תוסף מרובה משתמשיםUnreal Engine Marketplacehttps://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/multi-user-editing-in-unreal-engineמאפשר עריכה שיתופית בזמן אמת בתוך Unreal
Engine SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/נדרשת פלטפורמת שירות מקוון לחיבור מרובה משתתפים (באמצעות תת-מערכת מקוונת של Steam)
Unreal EngineEpic Gameshttps://www.unrealengine.com/en-USמנוע משחק המשמש לפיתוח סימולציית VR
תוסף צ'אט קולי / VOIP TalkerUnreal Enginehttps://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/voice-chat-with-epic-online-servicesמאפשר צ'אט קולי בסביבה מרובת משתתפים של VR
Windows PCMicrosoft Self הרכבהעצמית פלטפורמת פיתוח ובדיקה לבניית פרויקט VR. מעבד AMD Ryzen 9 5900X, Nvidia RTX 3080Ti GPU, 32GB RAM וכונן קשיח SSD בנפח 2 TB 4TB

מקורות

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Magnetic resonance imaging (MRI). , National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering. https://www.nibib.nih.gov/science-education/science-topics/magnetic-resonance-imaging-mri (2025).
  2. De Amorim E Silva, C. J., Mackenzie, A., Hallowell, L. M., Stewart, S. E., Ditchfield, M. R. Practice MRI: Reducing the need for sedation and general anaesthesia in children undergoing mri. Australas Radiol. 50 (4), 319-323 (2006).
  3. Grey, S. J., Price, G., Mathews, A. Reduction of anxiety during MR imaging: A controlled trial. Magn Reson Imaging. 18 (3), 351-355 (2000).
  4. Munn, Z., Jordan, Z. Interventions to reduce anxiety, distress and the need for sedation in adult patients undergoing magnetic resonance imaging: A systematic review. Int J Evid Based Healthc. 11 (4), 265-274 (2013).
  5. Munn, Z., Jordan, Z. The patient experience of high technology medical imaging: A systematic review of the qualitative evidence. JBI Libr Syst Rev. 9 (19), 631-678 (2011).
  6. Greene, D. J., et al. Behavioral interventions for reducing head motion during MRI scans in children. Neuroimage. 171, 234-245 (2018).
  7. Anwar, I., Mccabe, B., Simcock, C., Harvey-Lloyd, J., Malamateniou, C. Paediatric magnetic resonance imaging adaptations without the use of sedation or anaesthesia: A narrative review. J Med Imaging Radiat Sci. 53 (3), 505-514 (2022).
  8. Dial, S., Silver, P., Bock, K., Sagy, M. Pediatric sedation for procedures titrated to a desired degree of immobility results in unpredictable depth of sedation. Pediatr Emerg Care. 17 (6), 414-420 (2001).
  9. Perlman, S. B., Lunkenheimer, E., Panlilio, C., Perez-Edgar, K. Parent-to-child anxiety transmission through dyadic social dynamics: A dynamic developmental model. Clin Child Fam Psychol Rev. 25 (1), 110-129 (2022).
  10. Rothman, S., Gonen, A., Vodonos, A., Novack, V., Shelef, I. Does preparation of children before MRI reduce the need for anesthesia? Prospective randomized control trial. Pediatr Radiol. 46 (11), 1599-1605 (2016).
  11. Kaila, R., Chen, X., Kannikeswaran, N. Postdischarge adverse events related to sedation for diagnostic imaging in children. Pediatr Emerg Care. 28 (8), 796-801 (2012).
  12. National Clinical Guideline Centre (UK). Sedation in children and young people: Sedation for diagnostic and therapeutic procedures in children and young people. , Royal College of Physicians (UK). (2010).
  13. Lerwick, J. L. Minimizing pediatric healthcare-induced anxiety and trauma. World J Clin Pediatr. 5 (2), 143-150 (2016).
  14. Meletti, D. P., Meletti, J. F. A., Camargo, R. P. S., Silva, L. M., Modolo, N. S. P. Psychological preparation reduces preoperative anxiety in children. Randomized and double-blind trial. J Pediatr (Rio J). 95 (5), 545-551 (2019).
  15. Edwards, A. D., Arthurs, O. J. Paediatric MRI under sedation: Is it necessary? What is the evidence for the alternatives. Pediatr Radiol. 41 (11), 1353-1364 (2011).
  16. Ozdemir, S., Ayyildiz, T. K. The effect of video-based education program applied before children's pediatric magnetic resonance imaging (MRI) on anxiety in Turkey: A randomized controlled study. J Pediatr Nurs. 77, e81-e89 (2024).
  17. Utama, E. G., Saffari, S. E., Tang, P. H. Improving children's cooperativeness during magnetic resonance imaging using interactive educational animated videos: A prospective, randomised, non-inferiority trial. Singapore Med J. 65 (1), 9-15 (2024).
  18. Kachoyeanos, M. K., Friedhoff, M. Cognitive and behavioral strategies to reduce children's pain. MCN Am J Matern Child Nurs. 18 (1), 14-19 (1993).
  19. Carter, A. J., Greer, M. L., Gray, S. E., Ware, R. S. Mock MRI: Reducing the need for anaesthesia in children. Pediatr Radiol. 40 (8), 1368-1374 (2010).
  20. Rosenberg, D. R., et al. Magnetic resonance imaging of children without sedation: Preparation with simulation. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 36 (6), 853-859 (1997).
  21. Kouijzer, M., Kip, H., Bouman, Y. H. A., Kelders, S. M. Implementation of virtual reality in healthcare: A scoping review on the implementation process of virtual reality in various healthcare settings. Implement Sci Commun. 4 (1), 67(2023).
  22. De Ribaupierre, S., Armstrong, R., Noltie, D., Kramers, M., Eagleson, R. VR and AR simulator for neurosurgical training. IEEE Virtual Reality (VR). 147, 1482015(2015).
  23. Cederved, C., Ljungman, G., Back, J., Angstrom-Brannstrom, C., Engvall, G. Acceptability of a serious game about proton radiotherapy designed for children aged 5 to 14 years and its potential impact on perceived anxiety: Feasibility and randomized controlled pilot trial. JMIR Serious Games. 12, e54082(2024).
  24. Eijlers, R., et al. Systematic review and meta-analysis of virtual reality in pediatrics: Effects on pain and anxiety. Anesth Analg. 129 (5), 1344-1353 (2019).
  25. Chiu, P. L., et al. Virtual reality-based intervention to reduce preoperative anxiety in adults undergoing elective surgery: A randomized clinical trial. JAMA Netw Open. 6 (10), e2340588(2023).
  26. Ashmore, J., et al. A free virtual reality experience to prepare pediatric patients for magnetic resonance imaging: Cross-sectional questionnaire study. JMIR Pediatr Parent. 2 (1), e11684(2019).
  27. Saliba, T., et al. Virtual reality simulations to alleviate fear and anxiety in children awaiting MRI: A small-scale randomized controlled trial. J Clin Monit Comput. 39 (1), 183-192 (2025).
  28. Stunden, C., Stratton, K., Zakani, S., Jacob, J. Comparing a virtual reality-based simulation app (VR-MRI) with a standard preparatory manual and child life program for improving success and reducing anxiety during pediatric medical imaging: Randomized clinical trial. J Med Internet Res. 23 (9), e22942(2021).
  29. Can a novel virtual reality simulator, developed for standalone HMDs, effectively prepare patients for an MRI examination. Yang, Y., et al. IEEE Conference on Virtual Reality and 3D User Interfaces Abstracts and Workshops (VRW), , 1037-1038 (2024).
  30. Yang, Y., et al. VR MRI training for adolescents: A comparative study of gamified VR, passive VR, 360 video, and traditional educational video. arXiv. , (2025).
  31. Liszio, S., et al. Virtual reality MRI: Playful reduction of children's anxiety in MRI exams. , Association for Computing Machinery. (2017).
  32. Working with levels. , Unreal Engine. https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/working-with-levels-in-unreal-engine (2025).
  33. Sequencer overview. , Unreal Engine. https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/unreal-engine-sequencer-movie-tool-overview (2025).
  34. Vr template. , Unreal Engine. https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/vr-template-in-unreal-engine?application_version=5.5 (2025).
  35. Online subsystem steam. , Unreal Engine. https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/online-subsystem-steam?application_version=4.27 (2025).
  36. Voice chat / voip not working in shipped build. , Unreal Engine. https://forums.unrealengine.com/t/voice-chat-voip-not-working-in-shipped-build/667038/3 (2025).
  37. Kuang, W., Yang, E. J., Truong, R., Woo, B. K. P. Bringing virtual reality to mainstream pediatric care. J Patient Cent Res Rev. 11 (2), 107-111 (2024).
  38. Bruno, R. R., et al. Virtual and augmented reality in critical care medicine: The patient's, clinician's, and researcher's perspective. Crit Care. 26 (1), 326(2022).
  39. Barros Padilha, D. X., Veiga, N. J., Mello-Moura, A. C. V., Nunes Correia, P. Virtual reality and behaviour management in paediatric dentistry: A systematic review. BMC Oral Health. 23 (1), 995(2023).
  40. Ali, S., et al. Family caregivers' emotional and communication needs in canadian pediatric emergency departments. PLoS One. 18 (11), e0294597(2023).
  41. Park, J. W., et al. The effect of mirroring display of virtual reality tour of the operating theatre on preoperative anxiety: A randomized controlled trial. IEEE J Biomed Health Inform. 23 (6), 2655-2660 (2019).
  42. Ryu, J. H. Randomized clinical trial of immersive virtual reality tour of the operating theatre in children before anaesthesia. Br J Surg. 104 (12), 1628-1633 (2017).

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

MRIMRIMRIMRIMRI
הסרטון יגיע בקרוב

מאמרים קשורים