威斯康星大学本科生的研究导致远程康复技术的发明

雍融达
导读 六年前,在怀俄明大学的一个实验室工作,Baggs 的本科计算机科学专业学生 Russell Todd 试图将最先进的虚拟现实系统与尖端的动作捕捉系

六年前,在怀俄明大学的一个实验室工作,Baggs 的本科计算机科学专业学生 Russell Todd 试图将最先进的虚拟现实系统与尖端的动作捕捉系统相结合,以理解人机相互作用。

托德当时并不知道,但他和他在感知-行动-大脑-执行 (PACE) 实验室的同事不仅将帮助创造一项突破性的远程康复技术——该技术可用于远程治疗和康复患者——而且托德本人将与人共同创立一家初创公司,在怀俄明州的不同卫生部门推广这项技术。

从 2017 年开始,由怀俄明州建立的刺激竞争研究计划 (EPSCoR)、怀俄明州 IDeA 生物医学研究卓越网络 (INBRE) 和怀俄明州 NASA 空间拨款联盟提供的研究支持使托德能够与教授秦“亚瑟”朱合作在健康科学学院的 UW 运动学和健康部,探索将基于电磁的运动捕捉系统与虚拟现实 (VR) 系统集成的可能性。目标是渲染具有实时运动跟踪能力的 VR 交互,以研究 3D 视觉错觉对沉浸式 VR 环境中的伸手可及运动的影响。

他们的努力使一个软件程序获得了注册版权,标题为“在虚拟现实中使用贴身传感器的软件渲染实时运动跟踪”,以及刚刚通过华盛顿大学获得的专利“虚拟现实空间中的运动跟踪同步”。技术转移办公室。

怀俄明州和其他农村州的许多医疗保健提供者及其患者发现,使用远程医疗来评估和治疗患者可以替代或减少长途旅行,尤其是在冬季。托德和他的研究团队创造的技术带来了远程康复的机会。治疗师现在拥有虚拟检查和监测患者的工具——与患者实时互动,同时接收有关患者运动质量和功能的增强信息。

“对于计算机科学专业的本科生 Russell 来说,走出他的舒适区并与我(一名运动机能学教员)一起开展一项跨学科且对人类健康有意义的研究项目是不寻常和非凡的,”朱说. “我喜欢与同时也是合作者的学生一起工作,因为伟大的想法往往伴随着共同的兴趣和共同努力而出现。”

2018 年,MoVE LLC 成立,朱为总裁兼联合创始人,Todd 为首席技术官兼联合创始人。一年后,运动机能学与健康部副教授兼主任 Derek Smith 也加入 MoVE 担任首席执行官。

“与朱博士合作是一次变革性的经历,我当然将 MoVE 的爆炸式增长归功于他令人难以置信的职业道德,”托德说。“对我来说,将几种新兴技术结合在一起创造出新奇的东西是一回事,但正是朱博士的一道闪电将这个创造变为现实。”

创建和实施远程康复系统的过程——评估和治疗受伤或其他身体运动障碍的患者——是一个在大学以及地区和国家资助机构的支持下参与的过程。一系列研究项目及其导致最终产品的资金来源包括:

-- 2018 年:一个名为“远程康复的 3D 沉浸式虚拟现实中的实时运动跟踪”的项目由怀俄明州小型企业发展中心资助。

-- 2019 年:一个名为“Validating a Novel System with Real-time Interaction and Motion Tracking in Immersive VR for Telerehabilitation”的项目由 Wyoming INBRE 和 CTR-IN:Developmental Translational Team Grant 资助。

-- 2020:一个名为“为远程康复开发沉浸式虚拟现实中的实时交互和运动跟踪”的项目由国立卫生研究院的国家少数民族和健康差异研究所通过小企业技术转让赠款资助。

两个人拿着设备站着

Baggs 的威斯康星大学学生 Russell Todd 和运动机能学与健康系教授 Qin “Arthur” Zhu 展示了他们的虚拟现实项目。

-- 2020 年:财政部通过怀俄明州健康和生物科学创新中心资助了一个名为“加速远程康复基础设施和临床可行性”的项目。

-- 2021: 2017-18 项目的研究结果发表在 Proceedings of IEEE VR, 2021 IEEE Con​​ference on Virtual Reality and 3D User Interfaces 上,标题为“Temporal Availability of Ebbinghaus Illusions on Perception and Interacting with 3D Objects in a Contextual Virtual Environment。 ”

虽然远程康复系统对怀俄明州的物理治疗师及其患者的商业可用性还有很长的路要走,但托德、朱和史密斯相信,随着进展的继续,这种远程康复系统的应用模型将很快可供公众传播. 这将更接近为怀俄明州各地的物理治疗师提供先进的康复治疗工具,为他们在诊所的面对面访问提供护理。

现在,作为一名博士生,由电气工程和计算机科学副教授 Amy Banic 和运动机能学和健康专业的朱教授共同指导,Todd 正在继续他的研究,探索将 VR 与其他传感器技术相结合的方法,以便开发出的技术可以广泛服务于远程医疗的那些利益相关者。相应地,MoVE LLC正在进行第二轮融资,用于持续研发以及产品的商业化。

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