Lo sviluppo di una simulazione di realtà virtuale per ridurre l'ansia nei pazienti pediatrici sottoposti a risonanza magnetica

Sommario

Qui, presentiamo un protocollo per sviluppare una simulazione gamificata di realtà virtuale (VR) per ridurre l'ansia nei pazienti pediatrici sottoposti a scansioni MRI. Replicando le immagini e i suoni dell'ambiente MRI, l'esperienza VR aiuterà i bambini a familiarizzare con la procedura, con l'obiettivo di migliorare il comfort e la cooperazione.

Abstract

La Risonanza Magnetica (MRI) è un prezioso strumento diagnostico in ambito pediatrico, in grado di offrire immagini ad alta risoluzione senza radiazioni ionizzanti; Tuttavia, l'ambiente sconosciuto, lo spazio ristretto e i rumori forti possono causare angoscia, claustrofobia e ansia. Ciò può portare a un aumento della necessità di sedazione e a tempi di imaging più lunghi. Al Victoria Children's Hospital di Londra, Ontario, il programma Child Life utilizza attualmente una bambola e un modello di risonanza magnetica per aiutare a ridurre l'ansia nei pazienti pediatrici attraverso un approccio basato sull'apprendimento. Sebbene questi metodi siano efficaci, sono limitati nella loro capacità di fornire una rappresentazione realistica dell'esperienza di risonanza magnetica. Per risolvere questo problema, abbiamo sviluppato un'esperienza di risonanza magnetica gamificata progettata specificamente per i pazienti pediatrici del Victoria Children's Hospital utilizzando la realtà virtuale (VR), un ambiente 3D generato al computer e sperimentato attraverso un visore. La simulazione replica le immagini, i suoni e gli aspetti spaziali dell'ambiente MRI, aiutando i bambini a familiarizzare con l'esperienza in anticipo. Sebbene la nostra sala VR sia una replica della vera sala per la risonanza magnetica del Victoria Children's Hospital, potrebbe essere adattata per l'uso in altre strutture modificando i dettagli ambientali. Il lavoro futuro valuterà l'efficacia della simulazione nel ridurre l'ansia attraverso valutazioni quantitative e qualitative.

Introduzione

La risonanza magnetica per immagini (MRI) è una tecnica non invasiva utilizzata per produrre immagini tridimensionali dei tessuti molli per facilitare la diagnosi della malattia e il monitoraggio del trattamento¹. La risonanza magnetica è considerata una delle modalità di imaging più sicure per i bambini perché non coinvolge radiazioni ionizzanti¹; Tuttavia, la procedura può essere particolarmente impegnativa per i pazienti giovani. I bambini devono rimanere sdraiati in un tunnel confinato per un massimo di un'ora mentre sono esposti a rumori forti², un'esperienza che può causare paura, ansia, claustrofobia o un maggiore terrore della diagnosi stessa 1,2,3,4,5. Tale ansia può provocare irrequietezza fisica (i bambini di età compresa tra 5 e 10 anni sono particolarmente inclini al movimento⁶), scarsa compliance o difficoltà comportamentali⁷. La procedura di risonanza magnetica dipende fortemente dalla collaborazione del paziente, poiché lievi movimenti sulla scala dei millimetri possono distorcere le immagini, causando la necessità di ripetere le scansioni. Questo può essere angosciante per le famiglie e finanziariamente oneroso per gli ospedali⁸. L'ansia dei genitori o del caregiver può contribuire allo stress di un bambino durante una risonanza magnetica, poiché i bambini spesso rispecchiano le emozioni degli adulti⁹; pertanto, è stato dimostrato che il coinvolgimento e la compliance delle figure genitoriali durante la procedura contribuiscono al successo della risonanza magnetica di un bambino¹⁰.

Diverse tecniche vengono utilizzate per gestire l'ansia pediatrica prima di una risonanza magnetica, ma la loro efficacia è limitata. I sedativi o gli anestetici aiutano a mantenere i bambini fermi durante la scansione, ma sono stati associati a una maggiore incidenza di eventi avversi, tra cui coordinazione compromessa, vertigini e aumento dell'agitazione ^8,11. In alternativa, è stato dimostrato che la preparazione psicologica riduce lo stress pediatrico in ambito medico 12,13,14 e riduce la necessità di sedazione e anestesia prima di una risonanza magnetica^10,15. La preparazione psicologica comprende l'uso di video interattivi su tablet^16,17, tecniche educative e di distrazione ^6,7, terapia del gioco⁷, formazione in terapia cognitivo comportamentale¹⁸ e simulazioni magnetiche fisiche ^19,20. Questo approccio, tuttavia, ha dei limiti, come evidenziato al Victoria Children's Hospital di Londra, Ontario, Canada. Gli specialisti della vita infantile nel programma Child Life utilizzano vari strumenti di preparazione psicologica per affrontare l'ansia o la paura nei pazienti pediatrici prima di una risonanza magnetica; a seconda dell'età, del livello di ansia e della personalità del bambino, gli interventi possono includere un libro illustrato, un video per iPad, una replica di un giocattolo, una replica di una risonanza magnetica su larga scala o un tour pre-scansione (Figura 1). Durante la scansione, i bambini possono anche portare un giocattolo di conforto o una coperta nella risonanza magnetica o guardare video su uno schermo. Questi approcci mirano a educare il bambino sul processo di risonanza magnetica fornendo distrazione, conforto e familiarizzazione; Tuttavia, questi interventi hanno degli svantaggi: i tour spesso non sono disponibili perché la sala è in uso; i libri illustrati, le repliche dei modelli e i video dell'iPad potrebbero non coinvolgere i bambini più grandi o fornire un quadro completo dell'esperienza di risonanza magnetica; nessuno di questi metodi replica i forti rumori della risonanza magnetica; E, forse, la cosa più importante, non permettono ai bambini di esercitarsi a stare fermi in uno spazio chiuso. Sono quindi necessari nuovi interventi, che siano coinvolgenti e coinvolgenti per affrontare queste limitazioni.

La realtà virtuale (VR) è un ambiente tridimensionale (3D) generato dal computer visualizzato attraverso un display montato sulla testa che è stato sempre più utilizzato nell'istruzione, nella formazione e nell'assistenza sanitaria. La realtà virtuale crea una simulazione interattiva e realistica del mondo reale²¹, a cui i bambini sono particolarmente reattivi, poiché questa tecnologia crea il senso di una presenza fisica nel mondo virtuale^22,23. Gli studi hanno indicato che la realtà virtuale riduce efficacemente l'ansia pre-ospedaliera pediatrica: una meta-analisi di Eijlers et al. ha rilevato che gli interventi di realtà virtuale riducono significativamente il dolore e l'ansia nei bambini sottoposti a procedure mediche, soprattutto se utilizzati come strumento di distrazione²⁴; allo stesso modo, Chiu et al. hanno dimostrato che la realtà virtuale immersiva potrebbe ridurre efficacemente l'ansia preoperatoria nei bambini attraverso la familiarizzazione, offrendo un tour virtuale dell'ospedale²⁵. Questi benefici si estendono alla preparazione della risonanza magnetica pediatrica, per la quale la realtà virtuale ha il potenziale per ridurre la necessità di sedazione; diversi studi hanno esplorato la realtà virtuale come strumento di intervento pre-risonanza magnetica con risultati positivi. Ashmore et al., ad esempio, hanno sviluppato un'app VR gratuita che utilizza un video a 360° per guidare i bambini attraverso la risonanza magnetica, una tecnica che è stata molto apprezzata sia dal personale che dai pazienti per la facilità d'uso e l'utilità, impedendo al contempo l'uso dell'anestesia generale in quattro pazienti su cinque²⁶. Uno studio randomizzato controllato di Saliba et al. ha rilevato che l'esposizione anche a 5 minuti di un'esperienza di risonanza magnetica VR ha ridotto significativamente l'ansia nei pazienti pediatrici²⁷. Inoltre, un'app di risonanza magnetica VR personalizzata con un manuale standard e un programma di vita infantile ospedaliero creato da Stunden et al. ha rilevato che il gruppo VR ha riportato una maggiore soddisfazione del caregiver e un'ansia del caregiver significativamente inferiore. Questa è stata una scoperta importante, poiché si prevede che il disagio del caregiver parentale influenzi le risposte dei bambini durante le procedure mediche²⁸. Sulla base di questi risultati, studi più recenti hanno valutato l'impatto dell'interattività e della gamification negli strumenti di preparazione della risonanza magnetica VR. Uno studio di Yang et al. ha introdotto un simulatore di risonanza magnetica VR autonomo basato su display montato sulla testa (HMD) con più moduli, tra cui un gioco di attesa, un video a 360° e una sezione di consapevolezza. Il loro studio pilota ha mostrato un coinvolgimento, una soddisfazione e un'efficacia percepita significativamente più elevati rispetto ai materiali educativi standard²⁹. Un altro studio condotto da Yang et al. ha confrontato quattro modalità: video 2D, video a 360°, VR passivo e VR interattivo gamificato, con la condizione di VR gamificata che riduce significativamente il movimento della testa e migliora la preparazione e il coinvolgimento auto-riferiti tra gli adolescenti. I risultati di questo studio hanno supportato l'ipotesi che le prove comportamentali e il feedback immediato possano migliorare la prontezza procedurale e ridurre i fallimenti della scansione dovuti al movimento³⁰. Allo stesso modo, Liszio e Masuch hanno dimostrato che un'applicazione VR giocosa e incentrata sul bambino che incorpora la desensibilizzazione e la narrazione interattiva può ridurre l'ansia correlata alla risonanza magnetica. Il design ha enfatizzato il ruolo della gamification e dell'esposizione graduale a stimoli che inducono stress, che si allinea con i moderni quadri pediatrici³¹. Nonostante questi risultati positivi, tuttavia, la tecnologia non è stata completamente implementata.

È stata sviluppata una simulazione VR dell'esperienza di risonanza magnetica presso il Victoria Children's Hospital per affrontare i limiti degli strumenti di preparazione della risonanza magnetica pediatrica esistenti. La progettazione di ciascun componente è stata informata da consultazioni con specialisti della vita infantile, tecnici di risonanza magnetica e osservazioni dirette della procedura di scansione MRI dell'ospedale. L'ambiente ospedaliero è stato inizialmente ricreato utilizzando la modellazione 3D per formare un ambiente virtuale dettagliato. Il modello 3D è stato poi integrato in un motore di gioco per creare un'esperienza VR immersiva. Nel processo di sviluppo sono stati utilizzati diversi strumenti, tra cui: il "livello", che rappresenta la sala fisica di risonanza magnetica realizzata utilizzando la modellazione 3D dell'ambiente ospedaliero; il "Level Sequencer", che è uno strumento di animazione basato sulla timeline utilizzato per animare gli oggetti e sincronizzare il movimento; il "cine-camera actortor" animato che simula il punto di vista dell'utente per creare la sensazione di scivolare nella canna virtuale; una traccia audio che replica il rumore della macchina per la risonanza magnetica, che è sincronizzata con l'animazione di scorrimento per imitare l'esperienza uditiva di una risonanza magnetica; una simulazione dello schermo per replicare lo schermo di distrazione sicuro per la risonanza magnetica attaccato al letto, che i tecnici della risonanza magnetica possono caricare come video per i bambini da guardare durante la scansione per aiutare i bambini a rimanere fermi; la pedina VR, che funge da entità degli utenti nell'ambiente virtuale, in quanto include il tracciamento della testa e delle mani; e l'"oggetto afferrabile", un cubo interattivo portatile che viene utilizzato per iniziare la sequenza di simulazione della risonanza magnetica e, una volta raccolto, attiva l'inizio della sequenza temporale dell'animazione. Per supportare il coinvolgimento dei caregiver e dei Child Life Specialist, è stato integrato un sistema multiplayer per consentire a più utenti (ad esempio, il tecnico, il genitore, il caregiver o il Child Life Specialist) di interagire nello stesso ambiente virtuale attraverso un modello client-server che utilizza la chat vocale attraverso microfoni per supportare la comunicazione in tempo reale tra i giocatori, mitigando i sentimenti di isolamento dei bambini.

Lo scopo di questo studio è stato quello di sviluppare una simulazione virtuale gamificata dell'esperienza di risonanza magnetica presso il Victoria Children's Hospital di Londra, Ontario, per l'uso da parte del Child Life Program come intervento di ansia per i pazienti pediatrici pre-risonanza magnetica. La simulazione, visualizzata attraverso un display montato sulla testa per la realtà virtuale (VR), mira a familiarizzare i bambini con lo scanner MRI e l'ambiente circostante, riducendo l'ansia fornendo una rappresentazione accurata e immersiva dell'esperienza di vita reale. La modalità multiplayer consente ai pazienti più giovani di interagire con la simulazione, promuovendo la facilità d'uso in un'ampia gamma di fasce d'età. Sebbene la simulazione VR sviluppata in questo studio sia stata specificamente modellata sul Victoria Hospital, i metodi sono adattabili e possono essere applicati per ricreare qualsiasi ambiente sanitario in cui la familiarizzazione ambientale può aiutare ad alleviare l'ansia del paziente. Questo è il primo studio noto a riportare un'esperienza di risonanza magnetica virtuale che incorpora le funzionalità interattive aggiuntive della funzionalità multiplayer, uno strumento portatile per uscire dall'esperienza, uno schermo video all'interno della risonanza magnetica e una modalità di chat vocale. Con questa ricerca, speriamo di sviluppare uno strumento che verrà utilizzato in futuro dagli specialisti della vita infantile presso il Victoria Children's Hospital per migliorare la vita dei pazienti pediatrici.

Protocollo

L'approvazione etica per questo studio è stata ottenuta dal Western University Health Sciences Research Ethics Board (HSREB) (ID progetto: 116749). Il consenso informato scritto è stato ottenuto dai partecipanti umani. I reagenti e l'attrezzatura necessaria sono elencati nella Tabella dei Materiali.

1. 3D modellazione degli asset

NOTA: Crea un modello 3D realistico e in scala della macchina per la risonanza magnetica e dell'ambiente circostante utilizzando il software di modellazione 3D.

1. Documentazione fotografica
   1. Cattura la documentazione fotografica della vera sala MRI da più angolazioni. Assicurati che tutte le pareti, le attrezzature, i mobili e le caratteristiche architettoniche siano visibili per fornire materiale di riferimento accurato.
2. Modellazione di forme 3D
   1. Avvia il software di modellazione 3D.
   2. Importare le immagini di riferimento nell'area di lavoro.
   3. Crea le forme che costituiscono le fondamenta della sala MRI utilizzando primitive geometriche, come cubi, cilindri e piani.
   4. Regola le dimensioni del pavimento, del soffitto, delle pareti e dei mobili in modo che corrispondano alle proporzioni del mondo reale in base alle immagini di riferimento.
   5. Costruisci la macchina per la risonanza magnetica e lo schermo video stratificando e modificando cilindri, sfere e superfici curve per replicare il foro dello scanner e l'architettura esterna.
   6. Applica modificatori di suddivisione e smusso per smussare i bordi e creare contorni realistici.
   7. Utilizzare la modalità vertice per rifinire gli elementi curvi e aggiungere dettagli strutturali al modello.
3. Calibrazione spaziale
   1. Utilizzare uno strumento di corrispondenza della fotocamera per sovrapporre un asse tridimensionale alle immagini di riferimento.
   2. Allinea la prospettiva della fotocamera virtuale con le fotografie originali per garantire l'accuratezza spaziale e la proporzionalità.
   3. Posiziona e ridimensiona tutti gli oggetti 3D in base alle viste calibrate della telecamera, confermando il loro allineamento con le immagini di riferimento per garantire profondità, rotazione e posizionamento corretti.
4. Texturing
   1. Applicare materiali e texture a ciascuna superficie del modello. Seleziona i colori che si abbinano all'ambiente reale della sala MRI.
   2. Avvolgi le immagini delle texture sugli oggetti dove necessario utilizzando gli strumenti di modifica UV.
   3. Regola le proprietà della superficie, tra cui rugosità, riflettività e caratteristiche metalliche, per simulare interazioni di illuminazione realistiche.
5. Sviluppo collaborativo
   1. Configura una rete privata per supportare l'editing multiutente in tempo reale all'interno del software di modellazione.
   2. Abilita la collaborazione simultanea consentendo a più collaboratori di creare e inserire risorse insieme nello stesso file.
      NOTA: Il modello 3D completato dovrebbe assomigliare molto alla stanza reale sia spazialmente che visivamente, catturandone accuratamente le dimensioni, la disposizione e i componenti chiave (Figura 2 e Figura 3). Una volta completato il modello, può essere importato in un motore di gioco per aggiungere gli elementi funzionali necessari per l'uso con la realtà virtuale.

2. Sviluppo di simulazioni funzionali

1. Creazione del livello
   1. Crea un livello base nel motore di gioco o importa un modello^{3D 32} precostruito.
   2. Importare le risorse virtuali 3D modellate in precedenza nel nuovo livello in modo che corrispondano alla scena del mondo reale (Figura 4).
   3. Posizionare elementi di illuminazione come la luce direzionale e la luce puntiforme.
   4. Una volta creata la scena, configurare le impostazioni del mondo.
      1. Imposta la modalità di gioco sulla modalità di gioco VR predefinita per assicurarti che quando il giocatore entra nel gioco, la modalità VR verrà abilitata automaticamente.
      2. Imposta la classe del pedone predefinita su Pedina VR per assicurarti che la pedina VR venga generata nella posizione PlayerStart.
2. Sequenziatore di livello
   1. Crea un sequencer di livelli navigando su Cinematics, quindi seleziona Aggiungi sequenza di livelli nella finestra principale del livello in Unreal Engine. Rinomina e salva la sequenza{Engine, #4}.
   2. Una volta che la finestra del sequencer si è aperta automaticamente, importa gli attori richiesti dall'outlier (ad esempio, luci, mesh statiche) e trascina gli attori sulla timeline del sequencer o caricali facendo clic su Traccia, quindi su Attore³³.
   3. Modificate le trasformazioni nella sequenza, ad esempio la posizione, la rotazione e la scala.
3. Integrazione audio
   1. Registra il suono della risonanza magnetica da uno scanner 3T con un paziente sul tavolo dal microfono della console di acquisizione MRI. Registra la gamma MP, la diffusione e le sequenze EPI.
      NOTA: Non è stato attivato alcun parametro silenzioso sullo scanner MRI registrato. I suoni MRI preregistrati hanno raggiunto un massimo di 75 dB se riprodotti tramite il visore VR.
   2. Aggiungi una traccia audio .wav del suono MRI. Fare clic sulla traccia, quindi sulla traccia audio nella finestra del sequencer per trovare l'audio MRI.
   3. Seleziona e posiziona il file audio MRI sulla timeline.
   4. Sincronizza l'audio con la riproduzione dell'animazione in modo che inizi quando l'utente si sdraia e scivola nella macchina per la risonanza magnetica.
4. Animazione della telecamera
   1. Aggiungi un attore cinecamera navigando su traccia, attore su sequencer e attore cinecamera nella finestra del sequencer.
   2. Seleziona l'attore della cinepresa, quindi traccia e trasforma nel sequencer.
   3. Aggiungi un fotogramma chiave all'inizio della timeline. Spostati fino alla fine, regola la trasformazione della videocamera e aggiungi un secondo fotogramma chiave per animare il movimento della videocamera.
   4. Aggiungi l'attore della cinepresa, le gambe virtuali, l'audio MRI, la visualizzazione video e lo schermo alla traccia del sequencer a leva e posiziona il fotogramma chiave. Sincronizza tutte le mesh nell'animazione in modo che l'intero corpo si muova con la cinepresa (Figura 1 supplementare).
   5. Visualizzare l'anteprima dell'animazione utilizzando il pulsante di riproduzione nel sequencer (Figura 5).
5. Simulazione dello schermo
   1. Inizia importando un file video MP4 di qualsiasi video che potrebbe essere utilizzato nella risonanza magnetica.
   2. Usa il lettore multimediale per caricare il video e generare un materiale.
   3. Applicare il materiale a una mesh statica predefinita (ad esempio, un cubo appiattito) per fungere da schermo.
   4. Applicare l'esterno 3D modellato in precedenza della mesh statica predefinita inserita nel punto in cui si troverà l'area di attesa.
   5. Riproduci il video utilizzando il nodo di attivazione del lettore multimediale per visualizzare i contenuti di distrazione sullo schermo (Figura 6 e Figura 7).
6. Trigger di oggetto e animazione grabbabile
   1. Aggiungere il componente grab a un cubo predefinito per abilitare l'interazione uomo-computer³⁴ (Figura 8).
   2. Implementa l'interazione con la mano utilizzando il pulsante di presa del controller di movimento creando una traccia di sfera attorno alla posizione dell'impugnatura.
      1. Collegare l'attore al controller al momento dell'input dell'impugnatura.
      2. Staccare l'attore quando si rilascia il pulsante di presa del controller.
   3. Configura il componente di acquisizione per attivare le animazioni, ad esempio l'inizio della scansione MRI.
   4. Utilizzare la logica del progetto per aprire la restrizione del gate dopo che l'oggetto è stato afferrato. Quando l'oggetto non viene afferrato, chiudere il canale di ingresso per evitare tocchi accidentali (Figura 2 supplementare).
   5. Attiva l'animazione premendo il tasto di attivazione del controller destro. Richiama la funzione di animazione di gioco nella pedina VR.
   6. Assicurarsi che il progetto sia in grado di trovare il giocatore di sequenza corrispondente al livello corrente e l'attore di sequenza del livello corrispondente (Figura 3 supplementare).
7. Creazione di un'interfaccia basata su widget
   1. Crea un nuovo blueprint del widget utente.
   2. Aggiungere pulsanti virtuali come parte di un elenco a discesa con l'etichetta: Reimposta orientamento, Riavvia, Crea una sessione e Partecipa a una sessione (Figura 9).
   3. Associare la funzione "Crea una sessione" alla logica che avvia il server e carica il livello corretto (Figura 4 supplementare).
      NOTA: utilizza i pulsanti del widget invece dell'input del controller a causa del numero limitato di opzioni di input sui controller VR. Il pulsante di ripristino dell'orientamento ricentrerà la vista dell'utente se il tracciamento diventa disallineato; il riavvio trasporterà la pedina VR a "PlayerStart"; Crea una sessione creerà una nuova sessione multiplayer e un nuovo server; Trova server cercherà le sessioni disponibili a cui partecipare.
8. Crea una simulazione multigiocatore³⁵
   1. Modificare il file di configurazione per abilitare la funzionalità online.
      1. Installa e integra il plug-in Advanced Session .
      2. Abilita i seguenti plug-in per la chat vocale e la modalità multiplayer: Utilità del sottosistema online, Sessioni avanzate di Steam e Sessioni avanzate.
      3. Aggiungi trasformatori di pulsanti per collegare l'input del controller Meta Quest con gli eventi Unreal Engine aprendo le Impostazioni progetto e navigando nella sezione Input. Imposta la mappatura delle azioni per RightTrigger su Oculus Touch (R) Trigger, LeftTrigger su Oculus Touch (L) Trigger e LeftXForQuit su Oculus Touch (L) X Press. Usa queste mappature per attivare la chat vocale e abilitare le interazioni con i menu tramite i controller VR.
   2. Utilizzare il pulsante Crea una sessione nell'interfaccia basata su widget per avviare una sessione e consentire al server di unirsi al livello corretto.
      1. Utilizzare un elenco a discesa per visualizzare i nomi dei server recuperati dai risultati della ricerca della sessione.
      2. Recupera i nomi dei server disponibili dai risultati della ricerca della sessione utilizzando una funzione di ricerca della sessione.
      3. Passa ogni nome del server a un elemento del widget e aggiungilo all'elenco a discesa.
      4. Consenti agli utenti di selezionare una sessione dall'elenco e di unirsi al server corrispondente.
   3. Definire i ruoli predefiniti, ad esempio Server (tecnico o padre) e Paziente o Client (utenti secondari o aggiuntivi).
      1. Posiziona gli attori di PlayerStart nel livello ed etichetta ciascuno con un nome visualizzato in base ai ruoli assegnati per differenziare gli utenti in modalità multiplayer: Giocatore1: Tecnico o Caregiver; Giocatore2: Paziente o cliente (Figura supplementare 5).
      2. Utilizza la logica Blueprint per assegnare i tag PlayerStart utilizzando un contatore giocatore.
      3. Se sono necessari più giocatori, crea un altro PlayerStart nel livello e cambia la targhetta con il nome in modo che rappresenti il numero del cliente o del paziente.
   4. Implementa la sincronizzazione della testa e della mano per una migliore interazione con l'utente.
      1. Aggiungi i componenti di tracciamento per il visore e i controller manuali alla pedina VR.
      2. Nel segno di spunta dell'evento, raccogli i dati di trasformazione locale dal visore VR e dai controller manuali.
      3. Se il controller appartiene al player locale, inviare i dati di trasformazione al server utilizzando una chiamata di procedura remota. Se il controller appartiene a un lettore remoto, ricevere i dati di trasformazione dal server e applicarli alla mesh o all'attore della fotocamera (Figura 10).
   5. Utilizzare un modello client-server (modalità CS) per sincronizzare le azioni tra gli utenti e passare tutte le informazioni al server (Figura 6 supplementare).
      NOTA: le informazioni devono essere passate al server in modo che le operazioni successive vengano distribuite a ciascuna porta, consentendo l'esecuzione della sincronizzazione. Quando si utilizza la modalità multiplayer, il widget deve essere modificato da "on clicked" a "on pressed" (Figura 7 supplementare).
9. Integrazione della chat vocale³⁶
   1. Apri il progetto Pedina VR.
   2. Aggiungi un componente di acquisizione vocale alla pedina VR per abilitare la funzione di registrazione vocale.
   3. Imposta il componente in modo che si attivi all'ingresso in una sessione multiplayer.
   4. Configurare il sistema vocale in modo che si colleghi allo stato della sessione e si attivi solo quando si è connessi a un server
   5. Configurare il componente VoiceThread per attivare la chat vocale. Testa la chat vocale avviando due PlayerStart e confermando la trasmissione audio bidirezionale durante una sessione multiplayer.
10. Funzioni di uscita e ripristino
    1. Crea un'animazione di uscita e caricala nel livello.
    2. Utilizzare la logica del progetto per interrompere l'animazione corrente prima di attivare l'animazione di uscita (Figura 8 supplementare).
    3. Aggiungere una funzione di ripristino che teletrasporta gli utenti nella posizione di partenza se disallineati (Figura 9 e Figura 10).
11. Pre-test con volontari sani
    1. Testa la simulazione su 5 volontari studenti laureati sani che hanno precedentemente sperimentato una risonanza magnetica come pre-test.
    2. Utilizza un sondaggio su scala Likert a 5 punti per consentire ai volontari sani di valutare la somiglianza della risonanza magnetica VR con la loro precedente esperienza con una vera risonanza magnetica. Usa 8 domande che riflettano l'aspetto fisico della macchina e della stanza per la risonanza magnetica, il rumore, le immagini durante il processo di scansione, la sensazione di essere confinato o chiuso, la sensazione di stare sdraiato e l'impressione generale dell'ambiente.

Risultati

Una simulazione di risonanza magnetica VR funzionale, immersiva e realistica è stata sviluppata con successo per aiutare i pazienti pediatrici del Victoria Children's Hospital a prepararsi per le procedure di risonanza magnetica. Le funzionalità supplementari della simulazione funzionano in modo affidabile, dimostrando la sua prontezza per i test clinici. Il primo risultato positivo è stata la ricreazione accurata dello scanner MRI e dell'ambiente circostante utilizzando tecniche di modellazione 3D. Poiché le fotografie ...

Discussione

Lo sviluppo della simulazione di risonanza magnetica virtuale è stato plasmato da decisioni di progettazione che ne hanno influenzato l'usabilità in un ambiente pediatrico. Il contributo degli specialisti della vita infantile e dei tecnici di risonanza magnetica ha svolto un ruolo importante nella replica virtuale delle procedure del mondo reale. Ad esempio, l'inclusione di un display video per la risonanza magnetica sopra il letto, che viene comunemente utilizzato nelle scansioni reali ...

Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo

Nome	Azienda	Numero di catalogo	Commenti
Plugin Advanced Sessions Community	Plugin	https://vreue4.com/generated-node-documentation?section=advanced-sessions-plugin	Abilita le funzionalità multiplayer di Steam in Unreal Engine
Blender Software	Blender Foundation	https://www.blender.org/	Utilizzato per modellare l'ambiente e le risorse della risonanza magnetica virtuale 3D
Fspy Fspy	Project (GitHub	)https://fspy.io/	Utilizzato per la corrispondenza della fotocamera e la calibrazione della prospettiva
Hamachi	LogMeIn	https://vpn.net/	Utilizzato per creare una LAN virtuale per sessioni multiplayer durante lo sviluppo
Cuffie Meta Quest 3 e 3S	Meta	https://www.meta.com/ca/quest/?srsltid=AfmBOooSwFweWKye9LY HHsSsuGhZgdZZxi-m7xAFtC ecIK2ekZnTAhGr	Visori VR utilizzati per testare e distribuire la simulazione
Multi User Plugin	Unreal Engine Marketplace	https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/multi-user-editing-in-unreal-engine	Consente l'editing collaborativo in tempo reale all'interno di Unreal Engine
Steam	Valve Corporation	https://store.steampowered.com/	Piattaforma di servizi online necessaria per la connessione multiplayer (tramite il sottosistema Steam Online)
Unreal Engine	Epic Games	https://www.unrealengine.com/en-US	Motore di gioco utilizzato per lo sviluppo della simulazione VR
Voice Chat Plugin / VOIP Talker	Unreal Engine	https://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/voice-chat-with-epic-online-services	Abilita la chat vocale in ambiente multiplayer VR
PC Windows Microsoft		autoassemblata	per la creazione del progetto VR. CPU AMD Ryzen 9 5900X, GPU Nvidia RTX 3080Ti, 32 GB di RAM e un disco rigido SSD da 2 TB da 4 TB