УДК 004
Интеграция игровых технологий и механик в разработку мобильного приложения "Жизнь с диабетом" для пациентов с сахарным диабетом I, II типов и ожирения
Баева Наталия Владимировна – магистрант кафедры Интеллектуальных информационных технологий Уральского федерального университета
Научный руководитель Рабовская Мария Яковлевна – кандидат физико-математических наук, доцент кафедры Интеллектуальных информационных технологий Уральского федерального университета
Аннотация: В статье описываются технологии, используемые в разработке мобильного приложения для детей с сахарным диабетом I, II типа и ожирением на примере приложения «Жизнь с диабетом». Особое внимание уделяется решению проблемы систематизации показателей уровня компенсации и тренировки навыков самоконтроля. Пользовательские сценарии основаны на медицинских методах ведения пациентов с данными заболеваниями, игровых технологиях, применяемых в учебной и воспитательной работе с детьми и игровых механиках, используемых в мобильных играх. Статья рекомендуется специалистам в области разработки мобильных приложений и пользователям мобильных приложений в области здравоохранения, в частности эндокринологии.
Ключевые слова: мобильное здравоохранение, здоровье ребенка, компенсация, сахарный диабет, ожирение, игровые технологии; игровые механики.
Введение
Современные условия жизни во всем мире приводят к тому, что у детей развиваются неинфекционные хронические заболевания, ранее нехарактерные для детского возраста. Одними из таких заболеваний является сахарный диабет и ожирение [1]. Статистика за последние годы говорит о росте заболеваемости сахарным диабетом, в том числе, связанных с COVID-19 [2].
Создаются государственные программы по борьбе с диабетом и его профилактике, бюджеты государства на эти цели растут [3].
Распространенность сотовой связи способствует развитию мобильного здравоохранения (mHealth) [4], в связи с чем, реализация помощи детям с сахарным диабетом и ожирением была предложена в виде разработки мобильного приложения.
В ходе исследования были проведены мероприятия по систематизации показателей оценки уровня компенсации у детей с сахарным диабетом и развитию навыков ведения самоконтроля, что приводит в дальнейшем к снижению развития осложнения и улучшению качества жизни пациентов.
Материалы и методы исследования
Приложение разработано в кроссплатформенной среде Unity, позволяющей создавать как игры, так и неигровые приложения.
Внутри приложения реализована бизнес-логика, основанная на медицинских методах ведения детей с сахарным диабетом, которые закреплены в стандартах медицинской помощи детям с СД [5], таких как контроль гликированного гемоглобина, рекомендации по диете, обучение и оценка результатов самоконтроля.
Основным мероприятием, позволяющим добиться эффективной длительной компенсации углеводного обмена при сахарном диабете, является самоконтроль уровня гликемии [6]. Отсутствие навыков самоконтроля приводит к декомпенсации сахарного диабета, раннему появлению осложнений, ухудшению качества жизни и в дальнейшем к инвалидизации.
Дневник самоконтроля разработан с учетом данных требований позволяет получить график динамики уровня сахара крови, а также среднее значение которые используются при оценке уровня компенсации пациента.
Применены игровые технологии, используемые в учебной и воспитательной деятельности: имитационная, сюжетно-ролевая и проблемно-ситуационные. Игра в приложении имитирует жизнь ребенка с сахарным диабетом. Реализованы наиболее подходящие игровые механики, применяемые в мобильных играх, например «линейка состояний», визуализирующая состояния персонажа.
Игра-тренажер, адаптированная для детей при помощи применения указанных технологий и механик, помогает лучше усвоить основные принципы самоконтроля при сахарном диабете.
Сцены игры и не игрового блока созданы с помощью стандартных функций Unity. Для реализации функции дополненной реальности была применена библиотека Vuforia, интегрированная в проект. Данный элемент иммерсивного обучения добавляет привлекательности и повышает интерес пациента к процессу [7]. Благодаря визуализации объемных поверхностей как второго, так и более высокого порядков, можно видеть реалистичные объекты на экране устройства при наведении на мишень (рисунок 1).
Рисунок 1. Реализация дополненной реальности в Unity.
Для реализации возможности выбора продуктов питания и получения информации о питательной ценности применена встраиваемая реляционная система управления базой данных SQLite.
Результаты исследования
Мобильное приложение включает в себя функциональный комплекс, направленный на повышение эффективности самоконтроля.
Приложение содержит стартовую сцену, 5 сцен не игрового блока (меню дневника, дневник, график, статистика, настройки), 5 игровых сцен (кухня, детская комната, игровая комната, улица, сцена мини-игры) и сцена дополненной реальности.
Возможные действия игрока зависят от состояния его здоровья. Например, при низком уровне сахара персонаж в игре может только принять пищу и измерить сахар крови, тогда как при нормальном уровне сахара персонаж может пойти на прогулку или поиграть в игру. В игре присутствуют три линейки состояний, которые имеют по три позиции – норма, ниже нормы и выше нормы (рисунок 2).
Рисунок 2. Схема логики состояний.
Действия персонажа в игре влияют на его состояние и могут повышать или понижать его уровень.
Игровой блок помогает через многократное повторение необходимых для самоконтроля действий и системы напоминаний тренировать данные навыки.
Функция дополненной реальности позволяет сглаживать негативные эмоции от процесса измерения уровня сахара крови.
Заключение
В результате взаимодействия пользователя с мобильным приложением по информации о результатах измерения сахара крови пациента строится график и рассчитывается среднее значение. Это позволяет провести предварительную оценку компенсации заболевания. В соответствии с медицинскими требованиями уровень сахара крови в течение дня не должен выходить за пределы нормы и выполнять резкие колебания [8]. Эффективность методик компенсации можно отследить по изменению вида графика, который становится более сглаженным. Также можно увидеть снижение среднего уровня значения сахара крови и индекса массы тела (рисунок 3).
Рисунок 3. Изменение среднего уровня показателей компенсации.
Список литературы
- Земскова С.Е. Методологические аспекты оценки социально-экономической эффективности диагностики и раннего лечения сахарного диабета. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/metodologicheskie-aspekty-otsenki-sotsialno-ekonomicheskoy-effektivnosti-diagnostiki-i-rannego-lecheniya-saharnogo-diabeta (дата обращения 15.07.2023).
- Kamlesh Khunti COVID-19, Hyperglycemia, and New-Onset Diabetes. – [Электронный ресурс] // Diabetes Care 1 December 2021; 44 (12): 2645–2655. – URL: https://doi.org/10.2337/dc21-1318 (дата обращения07.2023).
- Дедов И. И. Сахарный диабет как экономическая проблема в Российской Федерации [Электронный ресурс] // Сахарный диабет. 2016. № 1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/saharnyy-diabet-kak-ekonomicheskaya-problema-v-rossiyskoy-federatsii (дата обращения: 12.08.2023).
- Честнов О.П., Бойцов С.А., Куликов А.А., Международного союза электросвязи Батурин Д.Т. Мобильное здравоохранение: мировой опыт и перспективы [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.mediasphera.ru/issues/profilakticheskaya-meditsina/2014/4/downloads/ru/031726-6130201441 (дата обращения 10.08.2023).
- Стандарт медицинской помощи детям при сахарном диабете 1 типа (диагностика и лечение) Приложение к приказу Министерства здравоохранения Российской Федерации от 22 января 2021 г. № 22н [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://base.garant.ru/400342119/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/ (дата обращения 08.08.2023).
- Самойлова Ю.Г. Осознанный самоконтроль гликемии в реальной клинической практике как доступный инструмент для достижения компенсации сахарного диабета: пилотное исследование [Электронный ресурс] // МС. 2023. № 1. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osoznannyy-samokontrol-glikemii-v-realnoy-klinicheskoy-praktike-kak-dostupnyy-instrument-dlya-dostizheniya-kompensatsii-saharnogo (дата обращения: 10.08.2023).
- Корнеева Н.Ю., Уварина Н.В. Иммерсивные технологии в современном профессиональном образовании [Электронный ресурс] // Современное педагогическое образование. 2022. № 6. – URL: https://cyberleninka.ru/article/n/immersivnye-tehnologii-v-sovremennom-professionalnom-obrazovanii (дата обращения: 11.08.2023).
- Майоров А.Ю., Мельникова О.Г., Суркова Е.В. Сахарный диабет 1 типа. Руководство для пациентов [Электронный ресурс] // Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2021. – 176 с.: ил. – DOI: 10.33029/9704-6249-2-DMT1-2021-1-176. ISBN 978-5-9704-6249-2 – URL: https://www.endocrincentr.ru/sites/default/files/all/shkola_diabeta/saharnyj_diabet_1_tipa_rukovodstvo_dlya_pacientov.pdf (дата обращения: 11.08.2023).