Kognitív számítógépes eljárás kidolgozása stroke betegek rehabilitációjára

Átírás

1 Kognitív számítógépes eljárás kidolgozása stroke betegek rehabilitációjára Szabó Julianna, Páll Attila, Sikné dr. Lányi Cecília Veszprémi Egyetem, Képfeldolgozás és Neuroszámítógépek Tanszék H-8200 Veszprém, Egyetem u. 10. Pataky Ilona OPNI Agyérbetegségek Országos Központja H Hűvösvölgyi út 116. Abstract. Ebben a cikkben bemutatjuk egy olyan kognitív számítógépes eljárás (HELp NEuropsychology=HELEN) kialakítását, amely a nemzetközi gyakorlatban elterjedt módszerekkel szemben alkalmas nemcsak a beteg neuropszichológiai diagnózisának fölállítására, hanem mérhetővé teszi a foglalkozások hatékonyságának megítélését is: Adatbázis létrehozása a betegekről, amely a személyi adatain kívül tartalmazza a vizsgálati tesztek eredményeit és a vizsgált személy rajzait, hangfelvételeit is. Terápiás interaktív teszt, és tanító programok kifejlesztése. Évente beteg adatait vizsgálati alkalmat feltételezve kívánjuk eltárolni. 1. Bevezetés: Kognitív számítógépes terápia Olyan számítógépvezérelt, flexibilis eljárás kidolgozása, amely a klinikai neuropszichológiai vizsgálat és terápiás eljárás szellemében készül. Az exponált feladatok döntési helyzeteket tartalmaznak, ehhez a rendszer segédanyagokat bocsát rendelkezésre. A beteg feladatmegoldása kirajzolja a gondolatmenetét, kudarc esetén az újabb próbálkozásokat. Mindez olyan interaktív eljárások kidolgozását teszi szükségessé, amelynek értelmében egy-egy feladatsor különböző elképzelések mentén is megoldható. Ez azonban a pontokban kifejezett teszteredményt nem, a rehabilitálhatóságot azonban messzemenően befolyásolja. Ezzel az eljárással a beteg számára kontrollálhatóvá tesszük saját megnyilatkozásait, problémakezelését. Mindez tehát a diagnosztikus fázis során felszínre került sikeres problémamegoldások transzferálhatósága, a megküzdési stratégiák mentén kezeli a rehabilitáció kérdését. Az eljárás szindróma analízissel dolgozik, tehát nem pusztán számítógépes tesztek mennyiségi gyűjteménye, hanem úgy van szerkesztve, hogy a beteg által nyújtott megoldásból lép tovább a következő feladat exponálásához. Eközben számokban fejezi ki az eredményességet. Mindez egyénre szabott diagnosztikai és terápiás program kialakítása mellett egzakt eredményeket, összehasonlítható adatokat tartalmaz. Mindez azt jelenti, hogy úgy vizsgáljuk a kognitív- és viselkedésdeficiteket, hogy az ép funkciókat aktivizáljuk. A rendszer tartalmaz az észlelésre, az emlékezésre, a figyelemre, az írásra, az olvasásra, a számolásra, a különböző modalitásokra feladatokat. Tekintettel arra, hogy a beteg saját produkciójával maga vezérli a folyamatot, saját aktivitása mentén rehabilitálódik, így az érdekeltté vált beteg gyógyulási tempója várhatóan fölgyorsul. Mindez egyben otthon végezhető, akár egyedül, akár a család bevonásával, ami gyakorlását hatékonyabbá teszi. Újdonságot jelent, hogy a technikai háttér lehetővé teszi, hogy a fentiekben vázolt rendszeren belül a felismerés nehézségi 1

2 foka színezéssel, lokális vagy globális intenzitás változtatással, zaj hozzáadásával változtatható. 2. A HELEN szoftver logikai rendszer specifikációja A program három részből áll (1. ábra): Az orvosok és betegek adatait kezelő, valamint a személyre szabható feladatsorok összeállítását végző keretprogram. Az orvosok és betegek adatait, és a betegek vizsgálati eredményeit tartalmazó adatbázis. A feladatok. 1. ábra: A program fő részei A programot úgy terveztük, hogy két számítógépen működjön. Az egyik számítógépet használja a páciens a feladatok megoldására, a másik számítógépet pedig a pszichológus használja. A pszichológus által használt számítógép képernyőjének egyik részén ugyanaz látható, mint a páciens számítógépének képernyőjén, másik részén pedig a feladat megoldáshoz fűzött megjegyzéseit írhatja a pszichológus. A szoftver adatbázisában a következő adatokat tároljuk: Személyi és elérhetőségi adatok: Név (leánykori név) Anyja neve Születési ideje TAJ szám Lakcím Telefonszám 2

3 Hozzátartozó neve Elérhetősége: telefon/ Kezesség (jobb vagy balkezes-e) (Ezt egyes feladatok megoldási stratégiáinál fontos tudni.) Vizsgálati adatok: Feladatok eredményei Megoldási stratégiák A beteg által készített rajzok Hangfelvételek Neuropszichológus megjegyzései. Az adatbázisban eltároljuk a beteg összes feladatmegoldását, és a pszichológus megjegyzéseit dátummal ellátva, így minden feladat megoldás reprodukálható, és a páciens fejlődése nyomon követhető. 2. ábra: A beteg és a neuropszichológus adatainak bekérése 3

4 A HELEN terápiás interaktív teszt és tanító szoftverben a következő feladatokat tervezzük (1. táblázat): Internetes változat is Vizsgálatra Vizsgálatra készül 1. Hány ábrát lát? 9. Arcok felismerése 17. Logikai történetek 2. Hány fekete-fehér 10. Binet képekhez hasonló 18. Mese kockás ábrát lát? történetek 3. Hány kockát lát? 11. Érzelmek felismerése 19. Mondatok sorrendbe rakása 4. Hova 12. Forma szín szerinti rendezés 20. Olvasási gyakorlat 5. Labirintus 13. Ismerd fel! 21. Óra 6. Memória 14. Képek sorrendbe rakása 22. Szituációs gyakorlatok 7. Rejtett ábrák 15. Kép zaj háttéren 23. Vaktérkép 8. Puzzle 16. Logikai lapok 1. táblázat: Feladatok Internetről is letölthető feladatok: 2.1. Hány ábrát lát? A monitoron egymásra rajzolt 2D tárgyak láthatók, a beteg feladata megmondani, hány ábrát lát. Ha nem megy, könnyítésül a program kiszínezi a tárgyakat, ha ezután sem megy, akkor egy kiválasztottat elhalványít és így tovább. A program elmenti a próbálkozásokat, és a felkínált segítségeket Hány fekete-fehér kockás ábrát lát? Ez a feladat hasonló az előzőhöz, csupán nehezebb felismerni a tárgyakat, mert amint átlapolódnak egymásba, ott a negatívja látszik. Itt is a megoldási stratégia a következő: nevezze meg és írja be a tárgyakat, ha nem megy könnyítésül a program kiszínezi a tárgyakat, ha ezután sem megy, akkor egy kiválasztottat elhalványít és így tovább. A program elmenti a próbálkozásokat, és a felkínált segítségeket Hány kockát lát? A monitoron látható egy 3D alakzat, amelyik egybevágó kockákból van felépítve. A feladat megmondani, hogy összesen hány kockából áll. Ha a beteg ezt nem tudja megmondani, felkínálunk egy alaprajzot, amibe beírhatja, hogy pl. egy 3*3-as alaprajzon szerinte az adott helyen hány kocka van. Ha ez sem megy, akkor elforgathatja az alakzatot. Ezen segítségeket veheti igénybe a beteg a megoldáshoz. A program elmenti a próbálkozásokat, és a felkínált segítségeket. 4

5 2.4. Hova A beteg 4-5 db 3D tárgyat lát és 4-5 db hozzájuk tartozó alaprajzot. A feladata a megfelelő tárgyat rátenni a megfelelő alaprajzra. Csak többszöri sikertelen próbálkozás után ad a program segítséget, esetleg elforgathatja a tárgyat, megnézheti milyen az "alja, tehát tudja hasonlítani a felkínált alaprajzokból melyik tartozik hozzá. A program elmenti a próbálkozásokat, és a felkínált segítségeket (1) Labirintus A labirintus program játszható szavakkal illetve számokkal. Ezt rögtön az indulás után megkérdezi, majd rákérdez a labirintus méretére ( min. 5*5, max. 20*20-as labirintussal játszhatunk ). Utána kirajzolja a labirintust, amibe a kirakandó szó betűi, illetve az összerakandó matematikai művelet számai és jelei kincsként vannak elrejtve. Ezeket a kincseket kell a labirintus kijáratához a lehető legrövidebb idő alatt kivinni. Ha az összeset sikerült kicipelni, akkor a program kiírja, hogy mennyi idő alatt oldottuk meg a labirintusban való bolyongást. Ezután a megtalált kincsekből kell egy mozgó keretbe a megfelelő helyre a megfelelő betűt, számot, vagy matematikai művelet jelét beilleszteni. Elmentjük a megoldásra szánt időt (1) Memória Hasonló a hagyományos memória játékhoz, csupán a képeket tematikusan válogatjuk. Egy-egy játékban különböző témakörökhöz tartozó képek szerepelhetnek: pl. gyümölcsök, növények, közlekedési eszközök, ruhadarabok stb. Max. 4*5-ös memória játszható. A beteg időkorlát és sokszori sikertelen próbálkozás után kap szóbeli segítséget. A program elmenti a próbálkozásait (1) Rejtett ábrák Ebben a feladatban egy életszerű 2D képen több ugyanazon kis ábra szerepel, de esetleg elforgatva, tükrözve. A feladat megmondani hány halat lát, pl. egy horgászó kisfiút ábrázoló képen. Azt kérjük a betegtől, hogy a képernyőn számozza be a megtalált halakat sorban. Ha kimaradtak, kérjük más-más színnel jelölje be (sorszámozza újból és újból 1-el kezdődően) a másodszori ill. harmadszori átnézéskor újonnan fölfedezett halakat A fölfedezési sorrendet (térképet) és a javításokat is elmentjük Puzzle játék A képernyő szélén szétszórva és elforgatva láthatók kiindulásként a kirakandó kép darabjai. A képernyőn a kirakandó kép szélén pedig láthatók a beillesztendő képrészlet körvonalai. A kirakandó kép egy keretbe van beillesztve, tehát folytatásként látszik a kép. A program a következőket menti el: a beteg kiválasztási sorrendjét, (Ezért fontos tudni, hogy bal vagy jobbkezes-e, mert máshonnan indul ki.) ha a kiválasztott darabot rossz helyre kívánja tenni, 5

6 ha feladja a kiválasztott rész beillesztését és újat választ. Csak vizsgálatra szánt feladatok: 2.9. Arcok felismerése Húsz sematizált (fekete-fehér) arc látható a képen ( 5*4-eselrendezésben ). A vizsgálati személy a monitor alján egymás mellett lát egyszerre ezekből kiválasztva ötöt. Feladata a megfelelő párt megtalálni. Addig kell próbálkozni, míg nem sikerül az összeset elhelyeznie. A gép elmenti a hibáit. Ezután egy következő képen lát 5*5-ös elrendezésben maszkos arcokat Majd mindig egy-egy arcot az előzőből sorrendben. Addig nézheti a maszkos arcképek alatt megjelenő eredeti arcot, míg meg nem jegyzi. Utána még 10 másodpercig látja zavarásként a maszkos arcokat, majd az eredeti 20 képből kell kiválasztania azt az egyet amit előzőleg látott. A gép elmenti a hibáit. (Az eredeti feladatot lehet csökkenteni 4*3-asra is.) Ugyanez a feladat elkészíthető nem sematizált képekkel, hanem eredeti arcképekkel is (4*4-es elrendezésben.) Binet képekhez hasonló történetek A beteg egy történetből kiragadott színes képet lát. Feladata elmesélni mit lát. A program a beteg hangját rögzíti, miként mondja el amit lát Érzelmek felismerése 4*4-es elrendezésben egy valós, ugyanazon személy arckifejezései láthatók: közömbös, öröm, mosolygós, szomorú, dühös, csodálkozó, rémült, stb. Feladat, a 4*4- es tabló alatt megjelenő képet érzelmet kifejező arckifejezése alapján azonosítani, illetve párosítani a tabló valamelyik (esetleg több) képéhez. A gép elmenti a próbálkozásokat. Utána megint egy zavaró ábrát látunk 4*4-es elrendezésben, és az előző tablóból egy képet. Feladat megjegyezni a képet, majd 10 másodpercig megint a zavaró ábra látható, és az eredeti tablón megkeresni a kérdéses képpel azonos arckifejezést (érzelmet) ábrázoló képeket. A gép elmenti a próbálkozásait Forma szín szerinti rendezés A feladat adott halmazból megadott kérdések alapján különböző halmazokba csoportosítani színes körlapokat, négyzeteket, háromszögeket. A program elmenti a beteg rendezési sorrendjét. Első fokozat, a halmazra nézve megfogalmazza a rendezés szempontjait eredményt hogy hány szempontot talált a lehetségesből, jegyezzük. Második fokozat, a képernyőn konkrétan rendezheti az elemeket utána adja meg a szempontok számát. Itt is a számot jegyezzük meg. 6

7 2.14. Ismerd fel! Hétköznapi tárgyak 2D fél képe látható, feladat felismerni a tárgyakat. Ha nem megy segítségül a program felajánl a tárgyakhoz hasonló tárgyakat, elforgatva. Ha ez sem megy az eredeti tárgyak képeit mutatja meg elforgatva, más méretben. A helyes felismerések számát mentjük el, illetve az igénybevett segítség nyomán mennyit változott a produkció. Fontos, hogy maga a beteg legyen képes szabályozni, hogy melyik segítséget veszi igénybe a kínálatból Képek sorrendbe rakása Nehézségi fokozat szerint történetből álló képek láthatók. Feladat a képeket a felfedezhető történet szerint sorrendbe tenni. Ha kész a vélt sorrend a beteg mondja el a történetet. Ha a történet elmesélése közben rájön, hogy másként kellett volna sorrendbe tenni, javíthat, tehát újból sorrendbe rakhatja a képeket. Ha nem megy, akkor a képekhez a gép felkínál mondatokat is és a mondatok segítségével rendezheti a beteg a megfelelő sorrendbe a képeket. A gép elmenti a próbálkozásait, és a történet elmesélését is (2) Kép zaj háttéren Fekete-fehér erősen zajos háttéren láthatók hétköznapi tárgyak. A feladat megnevezni a tárgyakat. Ha nem megy, segítségül a program fokozatosan elhalványítja a zajt. A helyes felismerések számát mentjük el, illetve az igénybevett segítség nyomán mennyit változott a produkció. Megint fontos lenne az, hogy maga a beteg legyen képes szabályozni, hogy a zaj háttér mennyit halványuljon Logikai lapok Általános iskola 1. osztályából ismert logikai lapokkal végzett teszt. 1. kérdés: Milyen szempontok szerint lehet csoportosítani, írja be a gépbe. Ahány szempontot mond, annyiféleképpen engedje a gép csoportosítani a felkínált logikai lapokat. A gép elmenti a csoportosítás sorrendjét és eredményét. 2. kérdés: Kitaláltunk egy szabályt: (kicsi és sárga, háromszög és piros, lyukas körök) ezek alapján a gép kirak egy logikai lapot, utána a beteg választ, és a gép megmondja, hogy jó-e vagy sem. Ha jó, a gép ott hagyja, ha nem, a beteg által választottat kicsit távolabb teszi, hogy emlékeztesse mit választott már, vagy bekeveri a többihez és újból választ mindaddig amíg ki nem találja a szabályt. A gép elmenti a beteg próbálkozásait Logikai történetek Ebben a feladatban logikai történetek olvashatók a képernyőn. Feladat megmondani, hogy az állítás igaz, vagy hamis. A másik típusú logikai feladatban pedig relációs összefüggések fedezhetők fel. Feladat megmondani a feltett kérdésre a választ. Segítségül lehet a kérdésben szereplő neveket (esetleg piktogramokkal helyettesítve), és relációs jeleket használni. 7

8 Példa: Kovács olyan gazdag, mint Faragó, de szegényebb, mint Nagy. Akkor Nagy vagyona van-e akkora, mint Faragóé, vagy kisebb, vagy nagyobb-e annál? Ernő nagyobb, mint Ferenc, Ferenc éppen olyan nagy, mint János. Akkor János nagyobb-e mint Ernő, kisebb-e, mint Ernő, vagy éppen akkora.? Ma olvastam, hogy az a vihar, amely kitört a tengeren, 3 napig tartott. Lehetséges ez? Egy társaság volt együtt. Fele kiment a kertbe, fele bent marad a házban, fele hazament. Lehetséges ez? Egy társaságban egyszer mindenki egyszerre beszélt, aztán hirtelen elhallgattak, mert megijedtek a dermesztő csendtől. Lehetséges ez? Mese Ismert meséket dolgozunk fel (idegen nyelven, nem lehet magyar szövegű). A képernyőn, mintha egy mesekönyvben lapozgatnánk úgy nézhetünk végig egy történetet. A vizsgált személy feladata végiglapozni a mesét, és megmondani mennyi időre van szüksége, hogy elmondja a látott történetet. A gép ezután elmenti a vizsgált személy történet mondását Mondatok sorrendbe rakása Ez a feladat az előző Képek sorrendbe rakása feladat inverze. Azaz, nehézségi szinttől függően mondatból álló történetet kell sorrendbe tenni. Ha nem megy, a gép felkínál a mondatokhoz képeket, és ezek segítségével lehessen sorrendbe tenni a mondatokat. A gép elmenti a próbálkozások sorrendjét Olvasási gyakorlat Az olvasási gyakorlatban a vizsgált személy a monitorról olvas, egy szöveg részletet hangosan, mintha újságot olvasna. Feladata az olvasás után elmondani mit olvasott. Ha nem tudja elmondani, újból elolvashatja, most már magában, és utána mondja el mit olvasott. A gép elmenti a szóbeli elmondását Óra A gép szóban utasítja a felhasználót, hogy egy képzeletbeli órán (körlapon) jelölje be a szóban hallatszódó időpontot. Pl.: negyed négy múlt 5 perccel. Ha nem megy, akkor a gép berajzolja az egész, fél, negyed vonalakat, majd a többi beosztását az órának, és ekkor kell a megfelelő helyre rámutatni. A gép elmenti a próbálkozásokat Szituációs gyakorlatok Ezzel a programmal az afáziásokat tanítanánk újból beszélni. A program főmenüje alapvető élethelyzet szituációk szerint indul, mivel a program célja az adott ismert élethelyzethez kötött szavak (főnevek és igék) megtanítása. Pl. ivás: a beteg látja az ivás cselekedetét, és a program rákérdez a cselekedetre. Miből iszunk? Ekkor ki kell 8

9 választani a felkínált tárgyak közül a poharat. A program ekkor megerősíti: Igen, a pohárból iszunk. Az élethelyzetet mindenki felismeri a hétköznapi mindennapos cselekedetei alapján. Ebben a programban 500 legszükségesebb (későbbi tapasztalatok alapján bővítenénk) szó feldolgozását tervezzük animációkkal illusztrálva. Esetlegesen használható HMD (virtuális sisakban) is Vaktérkép A monitoron egy vaktérképen látható a Duna vonala, rajta Budapest és az északi irány bejelölve. A vizsgált személy szóban hallja, hogy jelölje és a kezdőbetűket is írja oda a következő földrajzi helyeknek: Balaton, Pécs, Győr, Miskolc, Szeged. A gép elmenti a bejelöléseit. A HELEN program főmenüjét úgy tervezzük, hogy bármikor újabb tesztet, illetve gyakorló feladattal lehessen bővíteni. 3. A memória feladat részletezése Ez a feladat hasonló a közismert memória játékhoz, de a képeket tematikusan válogatjuk. Különböző témához tartozó képek vannak egy-egy játékban: gyümölcsök, növények, járművek, ruhák, stb. Maximum 4*5-ös memória játék játszható. A páciens időkorlát után vagy többszöri sikertelen próbálkozás után szóbeli segítséget kap a pszichológustól. A program eltárolja a képek eredeti kiosztását, majd minden felfordított párt. Ezáltal a feladat megoldása bármikor rekonstruálható, így könnyen kielemezhető. Továbbá a program elmenti a feladat megoldásához szükséges időt. A pszichológus a megoldás közben jegyzetet készíthet, amit a feladat megoldással együtt tárolunk az adatbázisban. 3. ábra: Memória feladat 9

10 4. Alkalmazott kutatás megoldásának lépései Az interaktív számítógépes rehabilitációs programcsomag lehetővé teszi, hogy a megváltozott képességek kompenzálásának egyéni útjait tárjuk föl, s ezzel a kognitív működésről az adott betegnél, betegcsoportnál, de általában véve is, újabb információkat nyerjünk. Lényegében a számítógép adatbázisában rögzített információk az egyéni utakon túl, tipikus sajátosságokat is fölszínre hozhatnak, s ezzel a megismerő folyamatok szerveződésének sokszínűségéről kaphatunk képet. 5. A HELEN szoftvercsomag használata A terápiás interaktív szoftvercsomagot úgy tervezzük, hogy a vizsgálati részt a beteg a pszichológus jelenlétében használja. Az Internetről letölthető gyakorló feladatokkal pedig a saját otthonában családtagjai segítségével, vagy később egyedül is tud tanulni, képességeit fejleszteni. Mivel a tesztek és gyakorló feladatok nagy része multimédiás, ezért szükséges viszonylag jó minőségű multimédiás számítógép, valamint Internet hozzáférés. 6. Várható eredmények és további tervek A pályázat keretében elkészülő HELEN szoftvert elsődlegesen az OPNI számára fejlesztjük, de a végleges verzió elkészülte után (2004 júniusa) minden bizonnyal hozzáférhető lesz az ország más intézményeiben is. A munka utolsó félévében már gyűjteni fogjuk a vizsgálati eredményeket is, ami hosszú távon mérhetővé teszi az adott beteg fejlődésének ütemét. Ezek a tapasztalatok és vizsgálati eredmények hasznosíthatók lesznek más klinikai osztályokon is. 7. Összefoglalás Egy olyan interaktív multimédiás teszt és oktatószoftvert terveztünk, amely segíti az agyérbetegekkel való vizsgálatot, és rehabilitációjukat. 10

11 References 1. C. Sik-Lányi, Development of computer teaching programs for special treatment of backward children in Hungary, Knowledge Transfer-'96 International Conference, London July 22-26, 1996 pp (1996) 2. C. Sik-Lányi, Á. Molnár-Lányi, Psychological and pedagogic testing of handicapped children with locomotion disorder using multimedia programs, The 3 rd International Conference on Disability, Virtual Reality and Associated Technologies ICDVRAT 2000, Sardinia, September 2000., pp (2000) 3. Pataky I.: (1998.) Neuropszichológiai rehabilitáció a pszichiátriában kognitív rehabilitáció. In.: A pszichiátria magyar kézikönyve. Szerk.: Füredi J. Medicina, Osmanné dr.sági J., dr.pataky I., dr.szombathelyi É., dr.verseghi A.: (1998.) A neuropszichológiai ellátás szakmai protokollja. In: A klinikai pszichológia és a mentálhigiéné szakmai protokollja. Szerk.: Dr.Bagdy E. Budapest, o. 5. Pataky I., Nagy Z.: (1999.) Stroke betegek kognitiv rehabilitációja. In.: Stroke kézikönyv. Szer.: Nagy Z. Springer, o. 6. Pataky I., Kiss K.: (1999.) A kognitiv rehabilitáció alapjai. Háziorvos Továbbképzõ Szemle IV.2 Promenade, o. 7. Pataky I.: (1999.) Kognitiv rehabilitáció post-stroke állapotokban. Hyppocr. I/ Pataky I. (1999.) Kognitív terápia kognitív rehabilitáció neuropszichológus szemmel. In.: Pszichoterápia és klinikai kutatás. Szerk.: Unoka Zs. Budapest o. 9. Pataky I. (2000) Mesefeldolgozás neuropszichológiai intervenciós lehetőségek Magyar Pszichológiai Szemle, XL Bagdy E., Pataky I. szerk.: (2000) Szakképzések a klinikai pszichológia területén Semmelweis Egyetem ETK Klinikai Pszichológia Tanszék OPNI, Budapest 11. Pataky I.(2001) Neuropszichológiai rehabilitáció a pszichiátriában kognitív rehabilitáció. In.: A pszichiátria magyar kézikönyve. Szerk.: Füredi J. Medicina,