Methodenartikel

De ontwikkeling van een virtual reality-simulatie om angst te verminderen bij pediatrische patiënten die magnetische resonantiebeeldvorming ondergaan

DOI:

10.3791/68609

⸱

8 augustus 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

In dit artikel

Samenvatting

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

Hier presenteren we een protocol om een virtual reality (VR) gamified simulatie te ontwikkelen om angst te verminderen bij pediatrische patiënten die MRI-scans ondergaan. Door de beelden en geluiden van de MRI-omgeving na te bootsen, helpt de VR-ervaring kinderen vertrouwd te raken met de procedure, met als doel het comfort en de samenwerking te verbeteren.

Samenvatting

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

Magnetic Resonance Imaging (MRI) is een waardevol diagnostisch hulpmiddel in de pediatrische zorg en biedt beelden met een hoge resolutie zonder ioniserende straling; De onbekende omgeving, de beperkte ruimte en harde geluiden kunnen echter angst, claustrofobie en angst veroorzaken. Dit kan leiden tot een verhoogde behoefte aan sedatie en langere beeldvormingstijden. In het Victoria Children's Hospital in Londen, Ontario, maakt het Child Life-programma momenteel gebruik van een pop en een MRI-model om angst bij pediatrische patiënten te verminderen door middel van een op leren gebaseerde benadering. Hoewel deze methoden effectief zijn, zijn ze beperkt in hun vermogen om een realistische weergave van de MRI-ervaring te bieden. Om dit aan te pakken, hebben we een gamified MRI-ervaring ontwikkeld die speciaal is ontworpen voor pediatrische patiënten in het Victoria Children's Hospital met behulp van virtual reality (VR), een door de computer gegenereerde 3D-omgeving die wordt ervaren via een headset. De simulatie repliceert de beelden, geluiden en ruimtelijke aspecten van de MRI-omgeving, waardoor kinderen vooraf vertrouwd raken met de ervaring. Hoewel onze VR-kamer een replica is van de echte MRI-kamer in het Victoria Children's Hospital, kan deze worden aangepast voor gebruik in andere faciliteiten door de omgevingsdetails aan te passen. Toekomstig werk zal de effectiviteit van de simulatie bij het verminderen van angst evalueren door middel van kwantitatieve en kwalitatieve beoordelingen.

Inleiding

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

Magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) is een niet-invasieve techniek die wordt gebruikt om driedimensionale beelden van zachte weefsels te produceren om te helpen bij de diagnose van ziekten en het monitoren van de behandeling1. MRI wordt beschouwd als een van de veiligste beeldvormingsmodaliteiten voor kinderen omdat er geen ioniserende straling bij betrokken is1; De procedure kan echter bijzonder uitdagend zijn voor jonge patiënten. Kinderen moeten maximaal een uur stil liggen in een afgesloten tunnel terwijl ze worden blootgesteld aan harde geluiden2, een ervaring die angst, angst, claustrofobie of een verhoogde angst voor de diagnose zelf kan veroorzaken 1,2,3,4,5. Dergelijke angst kan leiden tot fysieke rusteloosheid (kinderen van 5-10 jaar zijn bijzonder vatbaar voor beweging6), slechte therapietrouw of gedragsproblemen7. De MRI-procedure is sterk afhankelijk van de medewerking van de patiënt, aangezien kleine bewegingen op de schaal van millimeters de beelden kunnen vervormen, waardoor herhaalde scans nodig zijn. Dit kan verontrustend zijn voor gezinnen en financieel belastend voor ziekenhuizen8. Angst van ouders of verzorgers kan bijdragen aan de stress van een kind tijdens een MRI, aangezien kinderen vaak de emoties van volwassenen weerspiegelen9; daarom is aangetoond dat de betrokkenheid en volgzaamheid van ouderfiguren tijdens de procedure bijdraagt aan het succes van de MRI-scan van een kind10.

Er worden verschillende technieken gebruikt om pediatrische angst te beheersen vóór een MRI, maar hun effectiviteit is beperkt. Kalmerende middelen of anesthetica helpen om kinderen stil te houden tijdens de scan, maar ze zijn in verband gebracht met een hogere incidentie van bijwerkingen, waaronder verminderde coördinatie, duizeligheid en verhoogde agitatie 8,11. Als alternatief is aangetoond dat psychologische voorbereiding de stress bij kinderen in medische omgevingen vermindert 12,13,14 en de behoefte aan sedatie en anesthesie vóór een MRI vermindert 10,15. Psychologische voorbereiding omvat het gebruik van interactieve video's op een tablet16,17, educatieve en afleidingstechnieken 6,7, speltherapie7, cognitieve gedragstherapietraining18 en fysieke nep-MRI's19,20. Deze aanpak heeft echter beperkingen, zoals blijkt uit het Victoria Children's Hospital in Londen, Ontario, Canada. Child Life Specialisten in het Child Life Program gebruiken verschillende psychologische voorbereidingshulpmiddelen om angst of angst bij pediatrische patiënten aan te pakken voorafgaand aan een MRI; afhankelijk van de leeftijd, het angstniveau en de persoonlijkheid van het kind, kunnen interventies bestaan uit een prentenboek, een iPad-video, een speelgoedreplica, een grootschalige MRI-replica of een pre-scantour (Figuur 1). Tijdens de scan kunnen kinderen ook een troostspeeltje of deken meenemen in de MRI of video's op een scherm bekijken. Deze benaderingen zijn bedoeld om het kind voor te lichten over het MRI-proces en tegelijkertijd afleiding, troost en vertrouwdheid te bieden; Deze ingrepen hebben echter nadelen: rondleidingen zijn vaak niet beschikbaar omdat de ruimte in gebruik is; prentenboeken, replica's en iPad-video's kunnen oudere kinderen mogelijk niet aanspreken of een volledig beeld geven van de MRI-ervaring; geen van deze methoden repliceert de harde geluiden van de MRI; En, misschien wel het belangrijkste, ze staan kinderen niet toe om te oefenen met stilstaan in een afgesloten ruimte. Er zijn daarom nieuwe interventies nodig die boeiend en meeslepend zijn om deze beperkingen aan te pakken.

Virtual Reality (VR) is een driedimensionale (3D) computergegenereerde omgeving die wordt bekeken via een op het hoofd gemonteerd display en dat steeds vaker wordt gebruikt in onderwijs, training en gezondheidszorg. VR creëert een interactieve en realistische simulatie van de echte wereld21, een waarop kinderen bijzonder reageren, aangezien deze technologie het gevoel van fysieke aanwezigheid in de virtuele wereld creëert22,23. Studies hebben aangetoond dat VR de angst bij kinderen in afwachting van het ziekenhuis effectief vermindert: uit een meta-analyse van Eijlers et al. bleek dat VR-interventies pijn en angst aanzienlijk verminderen bij kinderen die medische procedures ondergaan, vooral wanneer ze worden gebruikt als afleidingsmiddel24; evenzo, Chiu et al. toonde aan dat meeslepende VR preoperatieve angst bij kinderen effectief kan verminderen door vertrouwdheid door een virtuele ziekenhuistour aan te bieden25. Deze voordelen strekken zich uit tot pediatrische MRI-voorbereiding, waarvoor VR het potentieel heeft om de behoefte aan sedatie te verminderen; verschillende studies hebben VR onderzocht als een pre-MRI-interventiemiddel met positieve resultaten. Ashmore et al. ontwikkelden bijvoorbeeld een gratis VR-app die een 360°-video gebruikt om kinderen door de MRI te leiden, een techniek die door zowel het personeel als de patiënten hoog werd gewaardeerd vanwege het gebruiksgemak en de behulpzaamheid, terwijl het gebruik van algemene anesthesie bij vier van de vijf patiënten werd voorkomen26. Een gerandomiseerde gecontroleerde studie door Saliba et al. wees uit dat blootstelling aan zelfs 5 minuten van een VR MRI-ervaring de angst bij pediatrische patiënten aanzienlijk verminderde27. Bovendien bleek uit een aangepaste VR MRI-app met een standaardhandleiding en een Child Life-programma voor het ziekenhuis, gemaakt door Stunden et al. dat de VR-groep een hogere tevredenheid van de verzorger rapporteerde en significant minder angst bij de verzorger. Dit was een belangrijke bevinding, aangezien verwacht wordt dat het leed van de ouderlijke verzorger de reacties van kinderen tijdens medische procedures zal beïnvloeden28. Voortbouwend op deze bevindingen hebben recentere studies de impact van interactiviteit en gamification in VR MRI-voorbereidingstools geëvalueerd. Een studie van Yang et al. introduceerde een standalone head-mounted display (HMD)-gebaseerde VR MRI-simulator met meerdere modules, waaronder een hold-still-game, een 360°-video en een mindfulness-sectie. Hun pilotstudie toonde een significant hogere betrokkenheid, tevredenheid en waargenomen effectiviteit in vergelijking met standaard educatief materiaal29. Een andere studie uitgevoerd door Yang et al. vergeleek vier modaliteiten: 2D-video, 360°-video, passieve VR en gamified interactieve VR, waarbij de gamified VR-conditie de hoofdbeweging aanzienlijk verminderde en de zelfgerapporteerde paraatheid en betrokkenheid bij adolescenten verbeterde. De bevindingen van deze studie ondersteunden de hypothese dat gedragsrepetitie en onmiddellijke feedback de procedurele gereedheid kunnen verbeteren en scanfouten als gevolg van bewegingkunnen verminderen 30. Liszio en Masuch toonden op dezelfde manier aan dat een speelse, kindgerichte VR-toepassing met desensibilisatie en interactieve verhalen kan verminderen MRI-gerelateerde angst. Het ontwerp benadrukte de rol van gamification en geleidelijke blootstelling aan stress-inducerende stimuli, die aansluit bij moderne pediatrische kaders31. Ondanks deze succesvolle resultaten is de technologie echter nog niet volledig geïmplementeerd.

Er is een VR-simulatie van de MRI-ervaring in het Victoria Children's Hospital ontwikkeld om de beperkingen van bestaande MRI-voorbereidingsinstrumenten voor kinderen aan te pakken. Het ontwerp van elk onderdeel werd geïnformeerd door overleg met Child Life Specialists, MRI-technici en directe observaties van de MRI-scanprocedure van het ziekenhuis. De ziekenhuisomgeving werd in eerste instantie nagebouwd met behulp van 3D-modellering om een gedetailleerde virtuele omgeving te vormen. Het 3D-model werd vervolgens geïntegreerd in een game-engine om een meeslepende VR-ervaring te creëren. In het ontwikkelingsproces werden verschillende tools gebruikt, waaronder: het "niveau", dat de fysieke MRI-kamer vertegenwoordigt die is gebouwd met behulp van 3D-modellering van de ziekenhuisomgeving; de "level sequencer", een op tijdlijnen gebaseerde animatietool die wordt gebruikt om objecten te animeren en beweging te synchroniseren; de geanimeerde "cine-camera-acteur" die het standpunt van de gebruiker simuleert om het gevoel te creëren dat hij in de virtuele boring glijdt; een audiotrack die het geluid van de MRI-machine repliceert, die wordt gesynchroniseerd met de glijdende animatie om de auditieve ervaring van een MRI na te bootsen; een schermsimulatie om het MRI-veilige afleidingsscherm te repliceren dat aan het bed is bevestigd, dat MRI-technici kunnen uploaden als een video voor kinderen om tijdens de scan te bekijken om kinderen te helpen stil te blijven; de VR-pion, die fungeert als gebruikersentiteit in de virtuele omgeving, aangezien deze hoofd- en handtracking omvat; en het 'grijpbare object', een handheld, interactieve kubus die wordt gebruikt om de MRI-simulatiereeks te starten en, wanneer deze wordt opgepakt, het begin van de animatietijdlijn activeert. Om de betrokkenheid van verzorgers en Child Life Specialists te ondersteunen, werd een multiplayer-systeem geïntegreerd om meerdere gebruikers (bijv. de technicus, ouder, verzorger of Child Life Specialist) in staat te stellen in dezelfde virtuele omgeving te communiceren via een client-servermodel met behulp van voicechat via microfoons om real-time communicatie tussen spelers te ondersteunen, waardoor het gevoel van isolatie van kinderen wordt verlicht.

Het doel van deze studie was het ontwikkelen van een gamified virtuele simulatie van de MRI-ervaring in het Victoria Children's Hospital in Londen, Ontario, voor gebruik door het Child Life Program als angstinterventie voor pre-MRI pediatrische patiënten. De simulatie, bekeken via een virtual reality (VR) head-mounted display, is bedoeld om kinderen vertrouwd te maken met de MRI-scanner en de omgeving, waardoor angst wordt verminderd door een nauwkeurige en meeslepende weergave van de real-life ervaring te bieden. De multiplayer-modus stelt jongere patiënten in staat om deel te nemen aan de simulatie, wat het gebruiksgemak in een breed scala van leeftijdsgroepen bevordert. Hoewel de VR-simulatie die in deze studie is ontwikkeld, specifiek is gemodelleerd naar het Victoria Hospital, zijn de methoden aanpasbaar en kunnen ze worden toegepast om elke zorgomgeving na te bootsen waar vertrouwdheid met de omgeving kan helpen de angst van de patiënt te verminderen. Dit is de eerste bekende studie die melding maakt van een virtuele MRI-ervaring met de extra interactieve functies van multiplayer-functionaliteit, een handheld-tool om de ervaring te verlaten, een videoscherm in de MRI en een voicechat-modus. Met dit onderzoek hopen we een tool te ontwikkelen die in de toekomst zal worden gebruikt door Child Life Specialists in het Victoria Children's Hospital om het leven van pediatrische patiënten te verbeteren.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

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

Ethische goedkeuring voor deze studie werd verkregen van de Western University Health Sciences Research Ethics Board (HSREB) (Project ID: 116749). Schriftelijke geïnformeerde toestemming werd verkregen van de menselijke deelnemers. De benodigde reagentia en de benodigde apparatuur staan vermeld in de materiaaltabel.

1. 3D modellering van activa

OPMERKING: Maak een realistisch 3D-model op schaal van de MRI-machine en de omgeving met behulp van 3D-modelleringssoftware.

  1. Fotografische documentatie
    1. Leg fotografische documentatie vast van de echte MRI-kamer vanuit meerdere hoeken. Zorg ervoor dat alle muren, apparatuur, meubels en architecturale kenmerken zichtbaar zijn om nauwkeurig referentiemateriaal te bieden.
  2. 3D-vorm modelleren
    1. Start de 3D-modelleringssoftware.
    2. Importeer de referentieafbeeldingen in de werkruimte.
    3. Creëer de vormen die de basis van de MRI-kamer vormen met behulp van geometrische primitieven, zoals kubussen, cilinders en vlakken.
    4. Pas de afmetingen van de vloer, het plafond, de muren en de kasten aan zodat ze overeenkomen met de proporties in de echte wereld op basis van de referentieafbeeldingen.
    5. Bouw de MRI-machine en het videoscherm door cilinders, bollen en gebogen oppervlakken in lagen te leggen en aan te passen om de boring van de scanner en de buitenarchitectuur na te bootsen.
    6. Pas onderverdelings- en afschuiningsmodificatoren toe op gladde randen en creëer realistische contouren.
    7. Gebruik de hoekpuntmodus om gebogen elementen te verfijnen en structurele details aan het model toe te voegen.
  3. Ruimtelijke kalibratie
    1. Gebruik een hulpmiddel voor het matchen van camera's om een driedimensionale as over de referentieafbeeldingen te leggen.
    2. Lijn het perspectief van de virtuele camera uit met de originele foto's om ruimtelijke nauwkeurigheid en evenredigheid te garanderen.
    3. Positioneer en schaal alle 3D-objecten op basis van gekalibreerde cameraweergaven en bevestig hun uitlijning met referentiebeelden om de juiste diepte, rotatie en plaatsing te garanderen.
  4. Texturing
    1. Breng materialen en texturen aan op elk oppervlak van het model. Selecteer kleuren die overeenkomen met de echte MRI-ruimteomgeving.
    2. Wikkel waar nodig textuurafbeeldingen over objecten met behulp van UV-bewerkingstools.
    3. Pas oppervlakte-eigenschappen aan, waaronder ruwheid, reflectiviteit en metaaleigenschappen, om realistische lichtinteracties te simuleren.
  5. Gezamenlijke ontwikkeling
    1. Configureer een privénetwerk ter ondersteuning van real-time bewerking door meerdere gebruikers binnen de modelleringssoftware.
    2. Maak gelijktijdige samenwerking mogelijk door meerdere inzenders toe te staan assets samen in hetzelfde bestand te bouwen en te plaatsen.
      OPMERKING: Het voltooide 3D-model moet zowel ruimtelijk als visueel sterk lijken op de echte ruimte, waarbij de afmetingen, lay-out en belangrijkste componenten nauwkeurig worden vastgelegd (Afbeelding 2 en Afbeelding 3). Zodra het model klaar is, kan het worden geïmporteerd in een game-engine om de functionele elementen toe te voegen die nodig zijn voor gebruik met VR.

2. Ontwikkeling van functionele simulatie

  1. Levels maken
    1. Creëer een basisniveau in de game-engine of importeer een kant-en-klaar 3D-model32.
    2. Importeer de eerder gemodelleerde virtuele 3D-activa in het nieuwe level om ze aan te passen aan de echte scène (Afbeelding 4).
    3. Plaats verlichtingselementen zoals richtlicht en puntlicht.
    4. Nadat de scène is gebouwd, configureert u de wereldinstellingen.
      1. Stel de gamemodus in op de standaard VR-gamemodus om ervoor te zorgen dat wanneer de speler de game opent, de VR-modus automatisch wordt ingeschakeld.
      2. Stel de standaard pionnenklasse in op VR-pion om ervoor te zorgen dat de VR-pion wordt gegenereerd op de PlayerStart-positie.
  2. Niveau sequencer
    1. Maak een levelsequencer door naar Cinematics te navigeren en selecteer vervolgens Niveaureeks toevoegen in de hoofdviewport van het level in Unreal Engine. Hernoem en sla de reeks op{Engine, #4}.
    2. Zodra het sequencervenster automatisch is geopend, importeert u de vereiste acteurs uit de uitbijter (bijv. lichten, statische meshes) en sleept u de acteurs naar de tijdlijn van de sequencer of laadt u ze in door op Track en vervolgens op Actor33 te klikken.
    3. Bewerk de transformaties in de reeks, zoals locatie, rotatie en schaal.
  3. Audio-integratie
    1. Neem het MRI-geluid op van een 3T-scanner met een patiënt op de tafel via de microfoon van de MRI-acquisitieconsole. Neem het MP-bereik, de diffusie en de EPI-sequenties op.
      OPMERKING: Er is geen stille parameter geactiveerd op de opgenomen MRI-scanner. Vooraf opgenomen MRI-geluiden bereikten een maximum van 75db wanneer ze werden afgespeeld via de VR-headset.
    2. Voeg een .wav audiotrack van het MRI-geluid toe. Klik op track en vervolgens op audiotrack in het sequencervenster om de MRI-audio te vinden.
    3. Selecteer en plaats het MRI-audiobestand op de tijdlijn.
    4. Synchroniseer de audio met het afspelen van animaties, zodat deze begint wanneer de gebruiker gaat liggen en in de MRI-machine schuift.
  4. Camera-animatie
    1. Voeg een cinecamera-acteur toe door te navigeren naar track, acteur naar sequencer en cine-camera-acteur in het sequencervenster.
    2. Selecteer de cinecamera-acteur, volg en transformeer vervolgens in de sequencer.
    3. Voeg een keyframe toe aan het begin van de tijdlijn. Beweeg naar het einde, pas de transformatie van de camera aan en voeg een tweede keyframe toe om camerabewegingen te animeren.
    4. Voeg de cinecamera-acteur, virtuele benen, MRI-geluid, videoweergave en scherm toe aan de hendelsequencerbaan en plaats het keyframe. Synchroniseer alle mazen in de animatie zodat het hele lichaam beweegt met de cinecamera (aanvullende afbeelding 1).
    5. Bekijk een voorbeeld van de animatie met behulp van de afspeelknop in de sequencer (Afbeelding 5).
  5. Scherm simulatie
    1. Begin met het importeren van een MP4-videobestand van elke video die in de MRI kan worden gebruikt.
    2. Gebruik de mediaspeler om de video te laden en materiaal te genereren.
    3. Breng het materiaal aan op een standaard statisch net (bijvoorbeeld een afgeplatte kubus) om als scherm te fungeren.
    4. Pas de eerder gemodelleerde 3D-buitenkant toe van het standaard statische gaas dat is ingevoegd op de plaats waar de lobby zich zal bevinden.
    5. Speel de video af met behulp van het triggerknooppunt van de mediaspeler om afleidingsinhoud op het scherm weer te geven (Afbeelding 6 en Afbeelding 7).
  6. Grijpbaar object en animatietrigger
    1. Voeg de grijpcomponent toe aan een standaardkubus om interactie tussen mens en computer mogelijk te maken34 (Afbeelding 8).
    2. Implementeer handinteractie met behulp van de grijpknop van de bewegingscontroller door een bolspoor rond de greeplocatie te maken.
      1. Bevestig de actor aan de controller bij het invoeren van de grip.
      2. Maak de actor los wanneer u de greepknop van de controller loslaat.
    3. Configureer de grijpcomponent om animaties te activeren, zoals het starten van de MRI-scan.
    4. Gebruik blauwdruklogica om de poortbeperking te openen nadat het object is gepakt. Als het object niet wordt vastgepakt, sluit u het invoerkanaal om onbedoelde aanrakingen te voorkomen (aanvullende afbeelding 2).
    5. Activeer de animatie door op de triggertoets van de rechtercontroller te drukken. Roep de speelanimatiefunctie in de VR-pion aan.
    6. Zorg ervoor dat de blauwdruk de bijbehorende sequentiespeler op het huidige niveau en de overeenkomende niveausequentieactor kan vinden (aanvullende afbeelding 3).
  7. Creatie van een op widgets gebaseerde interface
    1. Maak een nieuwe blauwdruk voor de gebruikerswidget.
    2. Voeg virtuele knoppen toe als onderdeel van een vervolgkeuzelijst met het label: Oriëntatie opnieuw instellen, Opnieuw opstarten, Een sessie maken en Deelnemen aan een sessie (Afbeelding 9).
    3. Bind de "Maak een sessie" aan logica die de server start en het juiste niveau laadt (aanvullende afbeelding 4).
      OPMERKING: Gebruik widgetknoppen in plaats van controllerinvoer vanwege het beperkte aantal invoeropties op VR-controllers. De reset-oriëntatieknop zal de weergave van de gebruiker opnieuw centreren als de tracking niet goed is uitgelijnd; herstart zal de VR-pion terugbrengen naar "PlayerStart"; een sessie maken maakt een nieuwe multiplayer-sessie en -server; Find Server zoekt naar beschikbare sessies om deel te nemen.
  8. Maak een multiplayer-simulatie35
    1. Wijzig het configuratiebestand om online functionaliteit in te schakelen.
      1. Installeer en integreer de plug-in Advanced Session .
      2. Schakel de volgende plug-ins in voor voicechat en multiplayer-modus: Online Subsystem Utils, Advanced Steam Sessions en Advanced Sessions.
      3. Voeg knoptransformatoren toe om Meta Quest-controllerinvoer te verbinden met Unreal Engine-gebeurtenissen door de projectinstellingen te openen en naar het gedeelte Invoer te navigeren. Stel de actietoewijzing voor RightTrigger in op Oculus Touch (R) Trigger, LeftTrigger op Oculus Touch (L) Trigger en LeftXForQuit op Oculus Touch (L) X Press. Gebruik deze toewijzingen om voicechat te activeren en menu-interacties mogelijk te maken via de VR-controllers.
    2. Gebruik de knop Een sessie maken in de op widgets gebaseerde interface om een sessie te starten en de server op het juiste niveau te laten deelnemen.
      1. Gebruik een vervolgkeuzelijst om servernamen weer te geven die zijn opgehaald uit de zoekresultaten voor sessies.
      2. Haal de beschikbare servernamen op uit de zoekresultaten van de sessie met behulp van een functie voor het vinden van sessies.
      3. Geef elke servernaam door aan een widget-item en voeg het toe aan de vervolgkeuzelijst.
      4. Sta gebruikers toe een sessie uit de lijst te selecteren en lid te worden van de bijbehorende server.
    3. Definieer standaardrollen zoals Server (technicus of ouder) en Patiënt of Klant (kind of extra gebruikers).
      1. Plaats PlayerStart-acteurs in het level en label ze allemaal met een weergavenaam op basis van toegewezen rollen om gebruikers in de multiplayer-modus te onderscheiden: Player1: Technicus of Verzorger; Speler2: Patiënt of cliënt (aanvullende figuur 5).
      2. Gebruik Blueprint-logica om PlayerStart-tags toe te wijzen met behulp van een spelerteller.
      3. Als er meer spelers nodig zijn, maak dan een andere PlayerStart aan in het level en verander het naamplaatje zodat het het cliënt- of patiëntnummer vertegenwoordigt.
    4. Implementeer hoofd- en handsynchronisatie voor een betere gebruikersinteractie.
      1. Voeg volgcomponenten voor de headset en handcontrollers toe aan de VR-pion.
      2. Verzamel in de Event Tick lokale transformatiegegevens van de headset en handcontrollers.
      3. Als de controller bij de lokale speler hoort, verzendt u transformatiegegevens naar de server met behulp van een externe procedureaanroep. Als de controller toebehoort aan een externe speler, ontvangt u de transformatiegegevens van de server en past u deze toe op de mesh- of camera-actor (Afbeelding 10).
    5. Gebruik een client-servermodel (CS-modus) om acties tussen gebruikers te synchroniseren en alle informatie door te geven aan de server (aanvullende afbeelding 6).
      OPMERKING: Informatie moet worden doorgegeven aan de server, zodat volgende bewerkingen naar elke poort worden gedistribueerd, zodat synchronisatie kan worden uitgevoerd. Wanneer u de multiplayer-modus gebruikt, moet de widget worden gewijzigd van "aan geklikt" in "aan ingedrukt" (aanvullende afbeelding 7).
  9. Voicechat-integratie36
    1. Open de VR Pawn-blauwdruk.
    2. Voeg een spraakopnamecomponent toe aan de VR-pion om de spraakopnamefunctie in te schakelen.
    3. Stel het onderdeel in om te activeren bij het openen van een multiplayer-sessie.
    4. Configureer het spraaksysteem om te koppelen aan de sessiestatus en alleen te activeren wanneer deze is verbonden met een server
    5. Configureer de component VoiceThread om voicechat te activeren. Test voicechat door twee PlayerStarts te starten en bidirectionele audiotransmissie te bevestigen tijdens een multiplayer-sessie.
  10. Functies afsluiten en resetten
    1. Maak een uitgangsanimatie en laad deze in het level.
    2. Gebruik blauwdruklogica om de huidige animatie te stoppen voordat de exit-animatie wordt geactiveerd (aanvullende afbeelding 8).
    3. Voeg een resetfunctie toe die gebruikers terugteleporteert naar de startpositie als ze niet goed zijn uitgelijnd (aanvullende afbeelding 9 en aanvullende afbeelding 10).
  11. Pre-testen met gezonde vrijwilligers
    1. Test de simulatie op 5 gezonde afgestudeerde studentvrijwilligers die eerder een MRI-scan hebben ondergaan als pre-test.
    2. Gebruik een 5-punts Likertschaal-enquête om gezonde vrijwilligers in staat te stellen de gelijkenis van de VR-MRI met hun eerdere ervaring met een echte MRI te beoordelen. Gebruik 8 vragen die de fysieke verschijning van de MRI-machine en -ruimte, het geluid, de beelden tijdens het scanproces, het gevoel van opgesloten of ingesloten zijn, het gevoel van stilliggen en de algehele indruk van de omgeving weerspiegelen.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

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

Een functionele, meeslepende en realistische VR MRI-simulatie is met succes ontwikkeld om pediatrische patiënten in het Victoria Children's Hospital te helpen zich voor te bereiden op MRI-procedures. De aanvullende functies van de simulatie werken betrouwbaar en tonen aan dat deze klaar is voor klinische tests. Het eerste succesvolle resultaat was het nauwkeurig nabootsen van de MRI-scanner en de omgeving met behulp van 3D-modelleringstechnieken. Aangezien referentiefoto's werden gebruik...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

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

De ontwikkeling van de virtuele MRI-simulatie werd gevormd door ontwerpbeslissingen die van invloed waren op de bruikbaarheid ervan in een pediatrische omgeving. Input van Child Life Specialists en MRI-technici speelde een belangrijke rol bij het virtueel repliceren van real-world procedures. De opname van een video-MRI-display boven het bed, dat vaak wordt gebruikt in echte scans als afleidingsinstrument, werd bijvoorbeeld geïmplementeerd in de virtuele MRI op basis van de aanbevelingen...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Dankbetuigingen

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

Veel dank aan de Child Life Specialists en MRI-technici van het Victoria Children's Hospital in Londen, Ontario, voor hun bijdragen en inzichten, die hebben bijgedragen aan de ontwikkeling van dit protocol. Dit werk werd gedaan door middel van fondsen van de National Sciences and Engineering Research Council of Canada, Epic Games, evenals het London Health Sciences Centre en Children's Health Foundation Endowed Research Chair in Pediatric Neurosurgery and Neuroscience.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Advanced Sessions PluginCommunity Pluginhttps://vreue4.com/generated-node-documentation?section=advanced-sessions-pluginMaakt Steam-multiplayerfuncties mogelijk in Unreal Engine
Blender SoftwareBlender Foundationhttps://www.blender.org/Wordt gebruikt om 3D virtuele MRI-omgeving en -assets te modelleren
FspyFspy Project (GitHub)https://fspy.io/Wordt gebruikt voor camera-aanpassing en perspectiefkalibratie
HamachiLogMeInhttps://vpn.net/Wordt gebruikt om een virtueel LAN te maken voor multiplayer-sessies tijdens de ontwikkeling
Meta Quest 3 en 3S HeadsetsMetahttps://www.meta.com/ca/quest/?srsltid=AfmBOooSwFweWKye9LY
HHsSsuGhZgdZZxi-m7xAFtC
ecIK2ekZnTAhGr		VR-headsets gebruikt voor het testen en implementeren van de simulatie
Multi User PluginUnreal Engine Marketplacehttps://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/multi-user-editing-in-unreal-engineMaakt realtime samenwerkende bewerking mogelijk in Unreal Engine
SteamValve Corporationhttps://store.steampowered.com/Online serviceplatform dat vereist is voor multiplayer-verbinding (via Steam Online Subsystem)
Unreal EngineEpic Gameshttps://www.unrealengine.com/en-USGame-engine die wordt gebruikt voor het ontwikkelen van de VR-simulatie
Voice Chat Plugin / VOIP TalkerUnreal Enginehttps://dev.epicgames.com/documentation/en-us/unreal-engine/voice-chat-with-epic-online-servicesMaakt spraakchat mogelijk in een VR-multiplayeromgeving
Windows PCMicrosoftZelf geassembleerdOntwikkelings- en testplatform voor het bouwen van het VR-project. AMD Ryzen 9 5900X CPU, Nvidia RTX 3080Ti GPU, 32GB RAM en een 2 TB SSD 4TB harde schijf

Referenties

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

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Pediatrische MRIMRI angstMRI voorbereidingChild Life programmagegamificeerde MRI ervaringreplica van MRI ruimteangstverminderingbeeldvorming zonder sedatie
Video binnenkort beschikbaar

Gerelateerde artikelen