Immersive virtual reality serious game adaptation for upper limb rehabilitation after stroke

स्ट्रोक के बाद रिकवरी अक्सर ऐसी महसूस होती है जैसे आप अपने शरीर को फिर से सिखा रहे हों जिसने अपनी ही भाषा भुला दी है। जब मस्तिष्क में रक्त का प्रवाह बाधित होता है, तो वे कनेक्शन टूट सकते हैं जो एक हाथ को पहुँचने या पकड़ने का निर्देश देते हैं। दशकों से, डॉक्टर उन कनेक्शनों को फिर से बनाने के लिए दोहराव वाले शारीरिक अभ्यासों पर निर्भर रहे हैं, जिसे न्यूरोरिहैबिलिटेशन (तंत्रिका पुनर्वास) के रूप में जाना जाता है। हाल के वर्षों में, क्लिनिक में एक नया उपकरण आया है: वर्चुअल रियलिटी (आभासी वास्तविकता)। रोगी को एक कंप्यूटर-जनित दुनिया के भीतर रखकर, चिकित्सक सुरक्षित, नियंत्रित वातावरण बना सकते हैं जहाँ रोगी वास्तविक दुनिया के जोखिमों के बिना गतिविधियों का अभ्यास कर सकते हैं। हालाँकि, एक महत्वपूर्ण अंतर अभी भी बना हुआ है। वर्तमान में उपलब्ध कई वीडियो गेम मनोरंजन या मस्तिष्क को प्रशिक्षित करने के लिए बनाए गए थे, न कि एक लकवाग्रस्त हाथ को पुनर्जीवित करने की विशिष्ट, कठोर मांगों के लिए। उनमें अक्सर वह सटीक गति सीमा या संरचित प्रगति का अभाव होता है जो किसी व्यक्ति को कार्यक्षमता बहाल करने में मदद करने के लिए आवश्यक है।

यही वह चुनौती है जिसे ब्राजील और संयुक्त राज्य अमेरिका के विश्वविद्यालयों के शोधकर्ताओं की एक टीम ने हल करने का संकल्प लिया। उन्होंने एक नया गेम बनाने के लिए शून्य से शुरुआत नहीं की। इसके बजाय, उन्होंने एक मौजूदा वर्चुअल रियलिटी अनुभव जिसे "वर्चुअल मेंटे" (Virtual Mente) कहा जाता है, जिसे मूल रूप से वृद्ध वयस्कों की याददाश्त और ध्यान को तेज करने के लिए डिज़ाइन किया गया था, उसे स्ट्रोक से उबरने वाले लोगों के लिए पूरी तरह से नया रूप दिया। उनका कार्य, जो एक हालिया अध्ययन में वर्णित है, यह विवरण देता है कि कैसे उन्होंने एक संज्ञानात्मक पहेली को एक शारीरिक चिकित्सा उपकरण में बदल दिया। परिणाम एक ऐसा प्रोटोटाइप है जो मूल अनुभव के इमर्सिव (तल्लीन करने वाले) अहसास को बनाए रखता है लेकिन खेल के नियमों को हाथ की यांत्रिकी (mechanics) पर ध्यान केंद्रित करने के लिए बदल देता है, जिससे एक डिजिटल मनोरंजन एक शारीरिक रिकवरी के संरचित पथ में बदल जाता है।

मूल "वर्चुअल मेंटे" गेम एक शांत, आभासी डाइनिंग रूम में होता है। इसके प्रारंभिक रूप में, एक उपयोगकर्ता एक मेज पर बैठता है और अपने हाथ का उपयोग करके ट्रे से आभासी फल और सब्जियां उठाकर उन्हें विशिष्ट प्लेटों पर रखता है। इसका लक्ष्य स्मृति और ध्यान का परीक्षण करना था; मेज के ऊपर एक तैरता हुआ पैनल प्रदर्शित करता था कि किस वस्तु को रखना है, और उपयोगकर्ता को याद रखना होता था कि वह कहाँ थी और उसे सही ढंग से ले जाना होता था। हालाँकि इसमें कुछ हलचल की आवश्यकता थी, लेकिन शोधकर्ताओं ने पाया कि यह खेल स्ट्रोक पुनर्वास की जटिल आवश्यकताओं के लिए बहुत सरल था। गतिविधियाँ छोटी, दोहराव वाली और विविधता रहित थीं। स्ट्रोक से उबर रहे व्यक्ति को मस्तिष्क और मांसपेशियों को प्रभावी ढंग से पुनरप्रशिक्षित करने के लिए कई अलग-अलग दिशाओं में, विभिन्न स्तरों की कठिनाई के साथ पहुँचने का अभ्यास करने की आवश्यकता होती है। मूल गेम में इस तरह की पर्याप्त विविधता नहीं थी, और न ही इसने वह विशिष्ट फीडबैक प्रदान किया जिसकी एक चिकित्सक को प्रगति को ट्रैक करने के लिए आवश्यकता होती है।

इसे ठीक करने के लिए, पुनर्वास विशेषज्ञों और सॉफ्टवेयर डेवलपर्स की टीम ने परीक्षण और सुधार के चक्र में मिलकर काम किया। उन्होंने सबसे पहले विश्लेषण किया कि मूल गेम हाथ से वास्तव में क्या करने को कहता है। उन्होंने कंधे, कोहनी, कलाई और उंगलियों की गतिविधियों का मानचित्र तैयार किया, और नोट किया कि मूल कार्य बहुत सीमित थे। फल बहुत पास-पास थे, गतिविधियाँ बहुत अनुमानित थीं, और दृश्य वातावरण कभी-कभी बहुत चमकीला या शोर वाला था, जो संवेदनशील तंत्रिका तंत्र वाले रोगी को अभिभूत कर सकता था। उन्होंने तीन मुख्य क्षेत्रों की पहचान की जिनमें परिवर्तन की आवश्यकता थी: गति की शारीरिक मांगें, कौशल सीखने के सिद्धांतों के तरीके, और आभासी दुनिया के भीतर उपयोगकर्ता का आराम।

पहला बड़ा बदलाव गेम के भौतिक लेआउट में किया गया था। शोधकर्ताओं ने प्रशिक्षण में एक दूसरा चरण जोड़ा। इस नए संस्करण में, आभासी मेज बड़ी हो गई, और फलों की ट्रे को विपरीत दिशाओं में स्थानांतरित कर दिया गया। इसने उपयोगकर्ता को बहुत दूर तक और अपने शरीर के आर-पार पहुँचने के लिए मजबूर किया, जिससे कंधे और हाथ को उन तरीकों से शामिल किया गया जो मूल गेम में नहीं थे। उन्होंने अतिरिक्त लक्ष्य पेश किए और फलों को बेतरतीब ढंग से बिखेर दिया। इसका मतलब था कि उपयोगकर्ता यह अनुमान नहीं लगा सकता था कि अगला आइटम कहाँ होगा; उन्हें लगातार अपनी पहुँच को समायोजित करना पड़ता था, जिससे विभिन्न कोणों और दूरियों का अभ्यास हो सके। यह विविधता महत्वपूर्ण है क्योंकि मस्तिष्क तब सबसे अच्छा सीखता है जब वह बार-बार एक ही गति को दोहराने के बजाय नई चुनौतियों का सामना करता है।

दूसकर बदलाव इस बात पर केंद्रित था कि गेम उपयोगकर्ता को कैसे सिखाता है। शारीरिक चिकित्सा में, सफलता क्रमिक प्रगति पर टिकी होती है। शोधकर्ताओं ने गेम को इस तरह से पुनर्गठित किया कि कठिनाई स्वाभाविक रूप से बढ़ सके। कुछ लक्ष्यों को उपयोगकर्ता के करीब रखा गया, जबकि अन्य को दूर या मेज के दूसरी ओर रखा गया। इसने गेम को आसान कार्यों के साथ शुरू करने और जैसे-जैसे उपयोगकर्ता में सुधार हो, धीरे-धीरे कठिन कार्यों को पेश करने की अनुमति दी। उन्होंने एक नया दृश्य तंत्र भी जोड़ा ताकि उपयोगकर्ता समझ सके कि क्या करना है। परिष्कृत संस्करण में, प्रत्येक प्लेट के ऊपर पारभासी संदर्भ चित्र रखे गए थे ताकि यह दिखाया जा सके कि कौन सा फल वहां होना चाहिए, जो मूल तैरते हुए पैनल का पूरक था जो लक्ष्य वस्तु को इंगित करता था। यह तत्काल दृश्य संकेत मस्तिष्क को वस्तु के विचार को पहुँचने की शारीरिक क्रिया के साथ जोड़ने में मदद करता है।

तीसरा सेट परिवर्तनों ने उपयोगकर्ता के आराम को संबोधित किया। स्ट्रोक से उबर रहे लोग आभासी वातावरण में चमकीली रोशनी और तेज आवाजों से चक्कर या अभिभूत महसूस कर सकते हैं। टीम ने आभासी कमरे में प्रकाश व्यवस्था को समायोजित किया, बैकग्राउंड को धीमा किया और प्रकाश को केवल मेज पर केंद्रित किया जहाँ क्रिया हो रही थी। उन्होंने ध्वनियों की आवाज़ कम कर दी और रंगों को कोमल बनाया। ये छोटे समायोजन थकान को कम करने और अनुभव को कम तनावपूर्ण बनाने के लिए डिज़ाइन किए गए थे, जिससे उपयोगकर्ता अपने हाथ की गति पर पूरी तरह से ध्यान केंद्रित कर सके। उन्होंने तकनीकी खामियों को भी ठीक किया, जैसे कि एक बग जहाँ आभासी हाथ कभी-कभी खुद को दोहरा देता था, यह सुनिश्चित करते हुए कि हाथ का डिजिटल प्रतिनिधित्व बिल्कुल वास्तविक हाथ की तरह ही चले।

अंतिम उत्पाद एक प्रोटोटाइप है जिसका वर्तमान में कंप्यूटर विज्ञान और पुनर्वास के विशेषज्ञों द्वारा सुरक्षा और उपयोगिता के लिए परीक्षण किया जा रहा है। शोधकर्ताओं ने अभी तक मरीजों पर इस गेम का परीक्षण नहीं किया है, इसलिए वे अभी यह नहीं कह सकते कि क्या यह निश्चित रूप से रिकवरी के परिणामों में सुधार करेगा। हालाँकि, अनुकूलन की प्रक्रिया स्वयं एक स्पष्ट मार्ग प्रदर्शित करती है। मौजूदा तकनीक को लेकर और उसे मानव शरीर की विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप सावधानीपूर्वक ढालकर, टीम ने एक ऐसा उपकरण बनाया है जो आकर्षक और नैदानिक रूप से प्रासंगिक दोनों है। गेम में अब एक प्रणाली शामिल है जो रिकॉर्ड करती है कि एक कार्य में कितना समय लगता है, कितनी गलतियाँ होती हैं, और हाथ कितनी तेजी से चलता है, जिससे चिकित्सकों को समय के साथ प्रगति को ट्रैक करने का एक तरीका मिलता है।

यह कार्य चिकित्सा प्रौद्योगिकी के एक बढ़ते रुझान को उजागर करता है: यह विचार कि हमें किसी समस्या को हल करने के लिए हमेशा कुछ पूरी तरह से नया आविष्कार करने की आवश्यकता नहीं होती है। कभी-कभी, समाधान जो पहले से मौजूद है उसे अनुकूलित करने में निहित होता है। "वर्चुअल मेंटे" गेम मन के लिए बनाया गया था, लेकिन शारीरिक चिकित्सा के सिद्धांतों को लागू करके, शोधकर्ताओं ने इसे शरीर के लिए एक उपकरण में बदल दिया है। टीम के अगले चरणों में विशेषज्ञों के साथ सामग्री को मान्य करना और फिर सिस्टम का परीक्षण मरीजों के साथ करना शामिल है ताकि यह देखा जा सके कि क्या यह वास्तव में उनके हाथों का उपयोग वापस पाने में मदद कर सकता है। तब तक, यह प्रोटोटाइप इस बात का एक आशाजनक उदाहरण बना हुआ है कि कैसे आभासी दुनिया को उपचार के कठिन, दोहराव वाले और आवश्यक कार्य का समर्थन करने के लिए तैयार किया जा सकता है।