واقعیت افزوده و واقعیت مجازی در تجهیزات پزشکی: راهنمای رسمی سازمان غذا و دارو امریکا FDA
Augmented Reality and Virtual Reality in Medical Devices
محققان حوزه پزشکی از فناوریهای واقعیت افزوده (AR) و واقعیت مجازی ( VR ) برای بهبود تشخیص، درمان و توانبخشی بیماران استفاده میکنند. این فناوریها با شبیهسازی محیطهای واقعی یا افزوده، به پزشکان امکان میدهند جراحیها را دقیقتر انجام دهند، مراقبتهای از راه دور ارائه دهند، یا توانبخشی بیماران را مؤثرتر کنند.
بنابر راهنمای رسمی FDA، دستگاه های AR/ VR در حوزههای تشخیص و درمان کودکان، مدیریت درد، سلامت روان، اختلالات عصبی، برنامهریزی جراحی، اقدامات حین عمل، تشخیصهای چشم پزشکی، تله مدیسین و مراقبت مجازی، و توانبخشی بعد از عمل کاربرد دارد.
تاثیر واقعیت مجازی در سرعت پردازش و حافظه فعال افراد بیش فعال
The effect of a virtual reality based intervention on processing speed and working memory in individuals with ADHD—A pilot-study
مطالعهای با هدف ارزیابی اثربخشی یک مداخله مبتنی بر واقعیت مجازی در بهبود سرعت پردازش و حافظه کاری در دانشآموزان مبتلا به علائم ADHD انجام شد.
روشها:
این مطالعه به صورت تصادفی و آزمایشی با 25 شرکتکننده بزرگسال از مؤسسه عالی بهداشت پلیتکنیک پورتو انجام شد. شرکتکنندگان به دو گروه تقسیم شدند: گروه کنترل منفعل و گروه مداخله که 10 جلسه با بازیهای واقعیت مجازی انجام دادند. ارزیابیهای قبل و بعد از مداخله با استفاده از آزمونهای SWAPS و "ترتیب حروف و اعداد" و "مکانیابی فضایی" از مقیاس هوش بزرگسالان وکسلر - نسخه سوم (WAIS-III) انجام شد. برای تحلیل دادهها از آمار توصیفی و آنالیز واریانس ترکیبی (Mixed ANOVA) استفاده شد.
نتایج:
بهبود قابلتوجهی در سرعت پردازش گروه مداخله مشاهده شد (p < 0.001) و تعامل بین مداخله و زمان نیز معنادار بود (p = 0.004). اما در مورد حافظه کاری تفاوت معناداری مشاهده نشد، بهجز آزمون مکانیابی فضایی که در گروه مداخله نسبت به ارزیابی اولیه بهبود یافت (p = 0.034).
بحث:
مداخله شناختی مبتنی بر واقعیت مجازی منجر به بهبود سرعت پردازش شد، اما تأثیر مشابهی در حافظه کاری دیده نشد. با این حال، نتایج نشان میدهند که این مداخله ممکن است در بهبود تواناییهای شناختی گروه آزمایشی نقش داشته باشد و تحقیقات بیشتری با دورههای مداخله طولانیتر برای تأیید این نتایج لازم است.
استفاده محققان UCLA از بازی های واقعیت مجازی VR برای بیماران شیمی درمانی
UCLA researchers use Enhance VR games with chemotherapy patients
محققان UCLA از بازی های VR برای نظارت بر شناخت بیماران شیمی درمانی استفاده می کنند. با مقایسه نتایج بازیهای شناختی واقعیت مجازی با تستهای عصبروانشناختی سنتی، هدف این مطالعه درک بهتر چگونگی تأثیر شیمیدرمانی بر عملکرد شناختی و ارزیابی اثربخشی این ابزارهای دیجیتالی نوآورانه در کنار روشهای کلاسیک است. محققان دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس (UCLA) در حال انجام یک مطالعه نوآورانه با استفاده از بازیهای واقعیت مجازی هستند تا عملکرد شناختی گروههای مختلفی از جمله بیماران تحت شیمیدرمانی، افراد سالم و کسانی که دچار نقصهای شناختی خفیف هستند را بررسی کنند. این تحقیق اهمیت ویژهای دارد زیرا به بررسی تأثیر شیمیدرمانی بر عملکرد شناختی و همچنین مزایا و اثربخشی آموزشهای شناختی مبتنی بر واقعیت مجازی در محیطهای بهداشتی میپردازد.
تعیین و شناسایی کاهش عملکرد مرتبط با سن توسط نرم افزارهای مبتنی بر واقعیت مجازی
Age-related Performance Decline Detected by a Virtual Reality Multidomain Cognitive Training Solution
سیستمهای آموزش شناختی به منظور بهبود عملکرد در حوزههای خاص یا شناخت عمومی طراحی شدهاند و کاربران را با انجام فعالیتهای پیچیده شناختی درگیر میکنند.
در حالی که برنامههای مبتنی بر صفحهنمایش میتوانند عملکرد تواناییهای شناختی آموزشدیده را بهبود بخشند، معمولاً انتقال این بهبود به فعالیتهای روزمره ضعیف است، زیرا این سیستمها از بدن و مهارتهای حرکتی کاربر استفاده نمیکنند. در مقابل، سیستمهای واقعیت مجازی (I VR ) اطلاعات مرتبط با بدن مانند حس موقعیت بدن و هماهنگی بصری-حرکتی را ارائه میدهند و تجربهای غوطهور و درگیرکننده از محیط به کاربر میدهند.
این ویژگی واقعیت مجازی را به ابزاری جذاب برای آموزش شناختی و کاربردهای توانمندسازی عصبی تبدیل کرده است.
بازیهای این برنامه به منظور آموزش و پایش حوزههای شناختی خاص طراحی شدهاند (حافظه، انعطافپذیری وظایف، پردازش اطلاعات، جهتیابی، توجه، حل مسئله و کنترل حرکتی). VR امکان جمعآوری دادههای رفتاری گسترده و متنوعی را فراهم میکند. تحلیلها نشان دادند که سن، عاملی تعیینکننده در عملکرد است، بهطوری که امتیاز بازیها با افزایش سن کاهش مییابد. این یافتهها نشان میدهند که اپلیکیشن VR میتواند دادههای مفیدی را برای پیشبینی متغیرهای شناختی فردی جمعآوری کند.
ارزیابی عملکرد شناختی با استفاده از تمرینات بازیگونه واقعیت مجازی
Evaluating cognitive performance using virtual reality gamified exercises
محیطهای واقعیت مجازی ( VR ) در ارزیابی حافظه مفید بودهاند و نسبت به آزمونهای سنتی کاغذ و قلم در ارزیابی حافظه آیندهنگر حساسیت بیشتری نشان دادهاند. این تکنیکها این مزیت را دارند که ارزیابیهای روانشناختی را به صورت کنترلشده، معتبر از نظر محیطی و ایمن ارائه میدهند.
عملکرد کاربران با استفاده از سیستم امتیازدهی درونبازی ارزیابی شد. هدف اصلی این مطالعه مقایسه امتیازات بازیهای VR با آزمونهای ارزیابی شناختی معتبر و موجود بود.
هدف ثانویه مطالعه، ارزیابی تحملپذیری و قابلیت استفاده از این سیستم بود. در این مطالعه 41 فرد مسن شرکت داشتند (میانگین سن = 62.8 سال). هر شرکتکننده با مجموعهای از ابزارهای ارزیابی شناختی سنتی کاغذ و قلم مورد ارزیابی قرار گرفت و چهار بازی واقعیت مجازی را انجام داد.
ما نتوانستیم تأثیر مثبت قابلتوجهی در توضیح تفاوتهای امتیازات بازیهای VR بر اساس روشهای سنتی کاغذ و قلم که همان توانایی شناختی را مورد بررسی قرار میدهند، پیدا کنیم. این عدم تأثیر ممکن است به محیط بازیگونه VR مربوط باشد، جایی که بازیکنان بر اساس عملکردشان امتیاز دریافت یا از دست میدهند که با سیستم امتیازدهی روشهای سنتی تفاوت دارد. علاوه بر این، اگرچه بازیها از روشهای ارزیابی سنتی الهام گرفته بودند، ارائه آنها در محیط واقعیت مجازی ممکن است نحوه پردازش اطلاعات توسط شرکتکنندگان را تغییر دهد. سختافزار و بازیهای VR بسیار قابل تحمل، شهودی و حتی برای کسانی که تجربهای نداشتند، قابل استفاده بودند.
VR : A Multisensory Approach to Cognitive Training and Monitoring
کاهش شناختی به معنای زوال تدریجی تواناییها و عملکردهای شناختی است که با افزایش سن پیشرفت میکند و در افرادی که در معرض خطر بیماریهای نورودژنراتیو هستند، شدیدتر میشود. این کاهش شناختی تأثیر مستقیمی بر انجام فعالیتهای روزمره دارد و بهطور منفی بر خودمختاری و سلامت فرد تأثیر میگذارد.
با توجه به افزایش امید به زندگی، پیشبینی میشود که تعداد سالمندان و به دنبال آن شیوع اختلالات شناختی افزایش یابد. برای کند کردن روند کاهش شناختی، ترکیبی از رژیم غذایی سالم، ورزش متعادل و تحریک شناختی به عنوان راهبردهایی پیشنهاد شدهاند.
در این میان، سیستمهای آموزش شناختی مانند VR با تمرینات ساختارمند در حوزههای مختلف شناختی سعی در حفظ عملکرد مؤثر شناختی دارند. یکی از مزایای این سیستمها زمانی نمایان میشود که تمرینات بهصورت دیجیتال ارائه شوند؛ در این حالت، دشواری تمرینها میتواند با توجه به عملکرد فرد تنظیم شود که نسبت به روشهای سنتی کاغذ و قلم برتری دارد.
Virtual Reality as a Cognitive Rehabilitation Method For Students With Specefic Learning Disoder
این تحقیق توسط دانشگاه خوارزمی و مرکز توانبخشی وصال با کد اخلاق IR.KHU.REC.1403.054 در حال انجام است.
تاثیر تمرینات واقعیت مجازی بر حافظه دیداری
Virtual reality-based training may improve visual memory and some aspects of sustained attention
مطالعه ای که توسط دانشگاه Medical University of Lodz لهستان در سال 2024 روی 72 سالمند سالم انجام شد، نشان داد تمرینات شناختی در واقعیت مجازی (با تمرکز بر وظایف حافظه کاری) میتواند حافظه دیداری و برخی جنبههای توجه پایدار را نسبت به گروه کنترل (تماشای ویدئوهای طبیعت در VR ) بهطور معنی داری بهبود دهد.
استفاده از بازیهای پازلی واقعیت مجازی برای بهبود شناخت در سالمندان پس از سکته مغزی
Application of Immersive Virtual-Reality-Based Puzzle Games in Elderly Patients with Post-Stroke Cognitive Impairment
در مقاله ای که در سال 2022 در brain science منتشر شده است، 30 بیمار سالمند با اختلال شناختی خفیف پس از سکته مغزی را در دو گروه تمرینات شناختی سنتی و تمرینات پازل واقعیت مجازی مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج نشان از بهبود عملکرد شناختی پس از سکته، بهویژه عملکرد اجرایی و توجه دیداری-فضایی در سالمندان، توسط تمرین های واقعیت مجازی دارند.
بررسی اثر بازیهای پازلی واقعیت مجازی بر تحریک شناختی مغز با استفاده از تحلیل EEG
Implications for Serious Game Design: Quantification of Cognitive Stimulation in Virtual Reality Puzzle Games through MSC and SpEn EEG Analysis
مقاله ای که در سال 2024 و در ژورنال Electronics به چاپ رسیده است نشان می دهد که در تمرین های پازل گونه واقعیت مجازی، فعالیت مغزی و پردازش شناختی بیشتر فعال میشود. تحلیل EEG با معیارهای MSC و SpEn نشان داد که این بازی ها در VR هماهنگی بین نواحی پیشانی و گیجگاهی و پیچیدگی عصبی بیشتری ایجاد میکند، که با بهبود پردازش فضایی و حل مسئله مرتبط است.
ارزیابی اولیه یک برنامه واقعیت مجازی برای حافظه تداعی گر و توانبخشی شناختی A Preliminary Evaluation of a VR Application for Associative Memory and Cognitive Rehabilitation
مقاله ای که در سال 2025 در Studies in Health Technology and Informatics به چاپ رسید، به ارزیابی یک مداخله واقعیت مجازی برای بهبود حافظه پرداخته و نشان داده است که دقت و سرعت پاسخ با تمرین در محیط VR بهطور قابل توجهی بهبود مییابد.
توسعه و اعتبارسنجی آزمون یادگیری کلامی شنیداری ری (Rey) مبتنی بر واقعیت مجازی
Development and validation of virtual reality-based Rey Auditory Verbal Learning Test
مطالعه ای در سال 2022 در Frontiers in Aging Neuroscience به چاپ رسیده است که به طراحی و اعتبارسنجی تمرین های شنیداری در واقعیت مجازی پرداخته است. این مطالعه نشان از تاثیر مثبت واقعیت مجازی در تمرین های شنیداری داشت.
چگونه ورزشهای تعاملی (Exergaming) با واقعیت مجازی باعث تقویت تواناییهای شناختی و بینایی–حرکتیِ خاص میشوند
How Exergaming with Virtual Reality Enhances Specific Cognitive and Visuo-Motor Abilities
در مطالعه ای که در سال 2023 در مجله Cognitive Science منتشر شده است تاثیر تمرین های هماهنگی چشم و دست در محیط واقعیت مجازی VR و تمرین با ویدئوهای SBV مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج این بررسی نشان از بهبود توجه انتخابی و بازداری پاسخ و بهبود هماهنگی های حرکتی در تمرین های واقعیت مجازی نسبت به SBV داشت.
بررسی تأثیر تمرینهای تنفس هدایتشده در محیط واقعیت مجازی برای کاهش استرس کودکان هنگام درمان
Effects of Using Guided Deep Breathing Exercises in a Virtual Natural Environment to Reduce Stress during Pediatric Treatment
در مطالعه ای که در سال 2023 در فنلاند انجام شد و در Healthcare به چاپ رسید، تأثیر تمرین های تنفس عمیق هدایت شده در یک محیط واقعیت مجازی VR برای کاهش استرس در طول درمان های کودکان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که تمرینهای تنفسی در محیط واقعیت مجازی VR ، به شکل مؤثر استرس و اضطراب کودکان را کاهش داده اند.
بررسی میزان درگیری و تلاش شناختی هنگام حل مسائل دیداری–فضایی در سه محیط: دنیای واقعی، کامپیوتر و واقعیت مجازی
Cognitive Effort during Visuospatial Problem Solving in Physical Real World, on Computer Screen, and in Virtual Reality
در پژوهشی که در سال 2024 و در Sensors به چاپ رسید، نشان داد که حل مسائل دیداری-فضایی در واقعیت مجازی VR نسبت به دنیای واقعی و صفحه نمایش کامپیوتر با کارایی عصبی بیشتر در قشر پیشپیشانی انجام میشود. بنابراین، VR ابزاری مؤثر برای آموزش و تقویت مهارتهای فضایی است.
شرکت Virtuleap یکی از چهار شرکتی است که برای آزمایش پلتفرم ارزیابی و آموزش شناختی مبتنی بر واقعیت مجازی خود در برنامه "Building Together Tomorrow" انتخاب شده است. این برنامه جدید توسط شرکت Roche راهاندازی شده و هدف آن بهبود کیفیت زندگی افراد مبتلا به زوال عقل و مراقبان آنها است.
این همکاری جدید بخشی از روند رو به رشد همکاریهای شرکتهای داروسازی با استارتاپهای واقعیت مجازی است که در حوزه درمان اختلالات و بیماریهای روانی به عنوان درمان دیجیتالی (DTx) فعالیت میکنند. یکی از این همکاریها، قرارداد شرکت Sumitomo Dainippon Pharma با Beha VR در اکتبر سال گذشته بود که تا 140 میلیون دلار ارزش داشت.
امیر بزرگزاده، مدیرعامل Virtuleap، در این باره گفت: «تقاطع داروسازی و واقعیت مجازی به دلیل قدرت ویژه VR ، که بدن را به باور تجربهای واقعی وادار میکند، احتمالاً یکی از سودآورترین و قویترین تعاملات است. واقعیت مجازی سیستم عصبی خودکار، سیستم تعادل و حس موقعیت بدن را فریب میدهد تا واقعیتهای شبیهسازیشده را واقعی تلقی کند و این امر کاربردهای درمانی متنوعی ایجاد میکند.»
پروتکل بالینی توسط گروه بیمارستانهای Lusíadas، شریک Roche، اجرا میشود و کتابخانه 15 بازی شناختی Enhance VR به مدت 5 ماه به عنوان ابزاری برای نظارت شناختی از راه دور در خانه بیماران به کار گرفته خواهد شد. یک بخش کلیدی این مطالعه استفاده از ابزار "کنترل از راه دور" Virtuleap است که به مراقبان اجازه میدهد با استفاده از تبلت، گوشی هوشمند یا لپتاپ از راه دور به محیط VR دسترسی داشته باشند.
حسین جلالی، مدیر فناوری Virtuleap، افزود: «شرکای ما از ابتدا نیاز به ابزارهای مدیریتی را که به آنها در اجرای راهحلهای VR کمک کند، مشخص کردند. ابزار کنترل از راه دور امکان ناوبری بلادرنگ را فراهم میکند و موتور پرسشنامه ما امکان اجرای نظرسنجیها قبل و بعد از جلسات را فراهم میسازد. ما هر دو ابزار را برای مطالعات بالینی و اقتصادی در حوزه سلامت ضروری میدانیم.»
در پایان این پروژه آزمایشی، Roche و شرکای مراقبتهای بهداشتی آن نتایج را ارزیابی خواهند کرد و احتمال اجرای دائمی این فناوریها را به عنوان بخشی از سیستمهای بهداشتی برای مقابله بهتر با نیازهای جمعیت رو به رشد سالمند، که دچار اختلالات مرتبط با کاهش شناختی هستند، بررسی خواهند کرد.
Virtuleap برنده بخش سلامت دیجیتال در مسابقات XTC 2022 شد.
مسابقه Extreme Tech Challenge (XTC)، بزرگترین رقابت استارتاپی جهان با تمرکز بر نوآوریهای هدفمحور، اعلام کرد که Virtuleap برنده دسته سلامت دیجیتال شده است
Virtuleap به همراه سایر برندگان دستهها و دو برنده جایزه ویژه، در فینال جهانی XTC 2022 در مقابل چهرههای برجسته فناوری مانند بیل گیتس در صحنه TechCrunch در سانفرانسیسکو در تاریخ 14 ژوئن 2022 به معرفی ایدههای خود پرداخت.
تاثیر آموزش شناختی مبتنی بر واقعیت مجازی VR بر حافظه فعال و کنترل بازدارنده در جوانان با ناتوانی های ذهنی
Impact of VR -Based Cognitive Training on Working Memory and Inhibitory Control in IDD Young Adults
استفاده از واقعیت مجازی ( VR ) به عنوان رویکردی درمانی برای افراد با ناتوانیهای توسعهای ذهنی هنوز نادر است و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. این مطالعه نتایج امیدوارکنندهای را نشان میدهد که مداخلات VR میتوانند عملکرد شناختی این گروه را بهبود بخشند. با این حال، مهم است که به این نکته توجه شود که هدف هر مداخله درمانی، انتقال مهارتهای جدید به کاربردهای واقعی در زندگی روزمره و مشارکت اجتماعی است.
با توجه به ماهیت پیچیده ناتوانیهای رشدی فکری و محدودیتهای متعدد آنها، VR ابزاری نوآورانه برای آموزش غوطهور و کاملاً قابل تنظیم ارائه میدهد. این روش پتانسیل ایجاد مداخلات بیسابقه مبتنی بر شبیهسازی در یک محیط امن و کنترل شده را دارد. برای تأیید کامل یافتههای اولیه این مطالعه و بررسی تأثیرات بلندمدت و پیادهسازی عملی مداخلات مبتنی بر VR ، مطالعات بزرگمقیاس با گروههای بالینی ضروری است.
