Summary
뇌 부상 눈 및 체세포 모터 시스템을 손상 수 있습니다. 모터 제어 후 상해의 생체를 질병 탐지, 모니터링 및 예 후에 도움을 준다. 눈-손 운동 제어 건강 및 눈과 손 사이 조정 평가 보고 및 도달 패러다임 pathologic incoordination 측정 하는 방법을 검토 합니다.
Abstract
눈 움직임의 객관적인 분석 중요 한 역사를가지고 그리고 뇌 손상의 설정에서 중요 한 연구 도구로 오래 입증 되었습니다. 양적 녹음 강한 능력 진단 화면 있다. 눈과 상 지 움직임이 공유 기능 목표 (예를 들어, 눈 손 조화)으로 지시의 동시 시험 한 추가 강력한 biomarker 라덴 경로를 캡처하고 신경 상해, 취득 된 뇌 손상 (ABI를 포함 하 여 심문 역 ). 3 차원에서 양적 듀얼 이펙터 레코딩 감당할 ABI의 설정에서 안구 매뉴얼 모터 조사 내에서 충분 한 기회, 모두 눈과 손으로 대 한 이러한 듀얼 레코딩의 타당성은 도전 병 적인 설정에 특히 때 연구-학년 엄 함에 접근. 여기는 눈 추적 추적 시스템 주로 사지 제어 연구 자연적인 행동을 공부 하기 위한 것으로 시스템의 통합에 설명 합니다. 프로토콜 제한, 3 차원 (3D) 눈-손 조정 작업의 조사 수 있습니다. 좀 더 구체적으로, 우리는 만성 중간 대뇌 동맥 (MCA) 획 과목에 시각 가이드 saccade에 도달 작업에 눈 손 조화를 평가 하 고 건강 한 컨트롤에 그들을 비교 하는 방법을 검토 합니다. 특별 한 주의 참가자 후 부상에서 고품질 데이터를 얻기 위해 특정 눈 그리고 사지 추적 시스템 속성에 지급 됩니다. 샘플링 속도, 정확도, 허용 머리의 움직임 범위 예상된 관용과 사용의 타당성 눈 추적기와 접근을 선택할 때 고려 하는 중요 한 속성 중 몇 가지 했다. 사지 추적기 유사한 표제에 선정 되었습니다 하지만 녹음, 동적 상호 작용 및 소형된 물리적 공간 3 차원에 대 한 필요성을 포함 합니다. 양적 데이터가이 방법 및 전반적인 접근 방식을 제대로 실행 하는 경우에 엄청난 잠재력을 더 눈-컨트롤의 우리의 기계 이해를 수정 하 고 내에서 실현 가능한 진단 하 고 실리 적 개입을 알려 하는 데 도움이 신경 및 재활 실습입니다.
Introduction
신경 기능에 대 한 중요 한 요소는 눈 손 조화 또는 계획에 대 한 눈 및 수동 모터 시스템의 통합 그리고 목표를 향해 공유, 예를 들어 결합된 함수 실행 보고, 도달 원격 텔레비전의 잡아. 많은 목적이 작업에 도달, 파악, 개체 조작 및 도구 사용 하 여, 일시적으로 그리고 공간 결합 된 눈과 손 움직임에는 힌지와 같은 시각 가이드 작업에 따라 달라 집니다. 취득 된 뇌 손상 (ABI) 발생 사지 장애 뿐만 아니라 눈 장애; 더 최근에, 눈 손 조화1의 장애를 가리키는 증거 또한 있다. 모터 제어 프로그램 조정된 눈-손 혈관, 외상 성 및 퇴행 성 etiologies에서 신경 상해에 모욕을 따르게 됩니다. 이러한 모욕 간의 통합 및 신속한 모터 제어2,3,4,,56에 필요한 필수 관계의 쇠 약을 일으킬 수 있습니다. 수동 모터 기능에 대 한 많은 연구 완료 되 고 메서드 또는 안구의 움직임을 동시에 분석 하는 장소에서 프로토콜 없이 패러다임의 핵심 기둥으로 시각적 지침 활용.
ABI에서 눈에 띄는 모터 적자 종종 머리 맡 임상 시험 기간 동안 검색 됩니다. 그러나, 동시 안구 운동 장애 및 감각 및 모터 시스템의 통합을 포함 하는 복잡 한 장애 수 subclinical 있으며 객관적인 기록 확인된7,,89, 할 거 10,11,12,13,14,,1516. 안구-수동 모터 조정 크고 상호 대뇌 네트워크 상세한 연구에 대 한 필요성을 강조에 따라 달라 집니다. 건강 한 컨트롤과 두뇌 부상의 역사 과목에 대 한 통찰력을 제공을 포함 하 여 여러 인구에 인식과 모터 기능을 시험 하는 기회를 제공 하는 듀얼 객관적인 녹음 눈 손 조화 평가 뇌 회로 기능3.
Saccades는 탄도 작업에 따라 진폭의 다양 한 움직임, 연구 시각 가이드 작업17,,1819, 중 saccade와 손 운동 간의 종속성 20. 사실, 최근 실험 증명 두 움직임에 대 한 제어 시스템 계획 리소스21,22공유. 눈 손 조화에 대 한 허브 계획 모터 후부 정수 리 피 질에 있다. 뇌졸중에 있는 유명한 적자 모터 제어; hemiparetic 환자 (contralateral) 영향을 받는 중 하나 더를 사용 하 여 시각적으로 가이드 손 행동을 수행 하도록 요청, 또는 더 적은 (동측) 사지23 신경 명령 집합이 주어진 부정확 한 예측을 생성 하기 위해 표시 되었습니다. ,2425,26,27,,2829. 또한, 눈 손 조화 및 관련된 모터 제어 프로그램 이펙터30사이 일시적으로 그리고 공간, 관계, 디 커플링 신경 상해 다음 모욕을 따르게 됩니다. 눈과 손을 제어의 객관적인 기록 파라마운트 incoordination 또는 조정 장애의 정도 특성화 하 고 기능적 맥락에서 눈으로 직접 모터 제어 메커니즘의 과학적 이해를 향상 시킵니다.
눈 손 조화 건강 한 컨트롤17,31,32,,3334의 많은 연구는, 비록 우리 그룹 고급 필드 신경 상해의 우리의 설정에 대 한 스트로크 회로 평가 하는 동안 인스턴스, 시각적으로 표시 된 공간 대상에 자주 손 움직임의 공간과 일시적인 조직 조사. 눈, 손 객관적인 특성화 확대 연구 거의 독점적으로 기록 두 이펙터 후 스트로크 또는 pathologic 설정; 성능 용량에 초점을 맞춘합니다 설명된 프로토콜 무제한 현실과 자연의 움직임에 눈 및 수동 모터 제어의 강력한 특성을 수 있습니다. 여기는 건강 한 컨트롤을 기준으로 만성 중간 대뇌 동맥 (MCA) 획 과목에 시각 가이드 saccade에 도달 움직임의 조사에서 기술에 설명합니다. Saccade와 도달 동시 녹음에 대 한 동시 눈과 손 동작 추적을 사용합니다.
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Protocol
1입니다. 참가자
- 신경 장애, 중요 한 눈 부상, 중요 한 불경기, 주요 장애 및 전기 임 플 란 트의 역사 없이 18 세 이상의 제어 참가자를 모집 합니다.
- 중간 대뇌 동맥 (MCA) 배포에 뇌 손상의 역사를 가진 18 년, Fugl-메이어 규모를 완료, 눈 움직임35,36의 전체 범위를 유지 하는 능력 보다 이전 스트로크 참가자를 모집 합니다 가리키는 수행할 수 작업, 그리고 추가 신경 기능 장애, 중요 한 눈 건강 comorbidity 중요 한 우울증의 역사 없이 주요 장애 및/또는 전기 임 플 란 트.
- 제도적 검토 보드의 뉴욕 대학의과 대학에 의해 승인 동의서에 서명 하는 참가자를 요구 하십시오.
- 참가자 심사 (대 한 자세한 제외 기준 Rizzo 외37참조)
- 역사 하 고 아래 설명 된 대로 임상 시험을 수행.
- 소형 정신 상태 검사 (MMSE)38참가자의 인지 상태를 평가 합니다.
- 신경학 적인 검사를 수행 합니다.
- 안구 근육 안구의 움직임을 검토.
- 한 위치에 그들의 머리를 유지 하는 동안 그들의 눈을 가진 연구원의 손가락을 따라 참가자를 요구 하십시오. 그들 앞에 상상의 H 문자를 그리기는 당신의 손가락 충분히 멀리 밖으로 및 업/다운, 평가 센터, 아래로, 왼쪽, 오른쪽, 아래쪽/왼쪽으로 이동 있는지 확인, 아래쪽/오른쪽, 위쪽/왼쪽, 그리고 위/우.
- 요청을 따라 천천히 부드러운 추구를 평가 하기 위해 그들의 시야를 통해 이동 하는 개체에 시선을 유지 참가자. 약 24 인치의 거리를 커버 하 고를 대상으로 연필을 사용 하 여 쓸 어 앞뒤로 천천히 수평 및 수직 방향으로 각각 세 번 반복.
- 2 목표 saccades를 평가 하기 위해 24 인치 떨어져 배치 하는 사이 최대한 빨리 보고 참가자를 요구 하십시오. 연필과 펜을 사용 하 여 대상과 직접 시선 다시 앞뒤로 대상에 방식으로 세 번 수평과 수직으로.
- 이동할 때 천천히 향해 그들의 눈에 집중, 대상, 연필, 자신의 코의 다리에 중심을 평가 하는 개체에 대해 흥분을 참가자를 요구 하십시오. 다음이 절차를 동일한 대상 코에서 가져와서 테스트 시작 위치 (발산)에 다시 반복.
- 한쪽 눈을 커버 하 고 연구원의 코를 보면 환자를 부탁 드립니다. 환자의 시야 밖으로 손을 이동 하 고 그것 안으로 흔든 다 손가락 천천히 가져오고 왼쪽 위, 오른쪽, 왼쪽 상단 및 하단 오른쪽 사분면이 반복 연구원 손 보기에 다시 올 때 알 수 있도록 환자에 게.
참고: 때 환자 자신의 오른쪽 눈 커버, 커버, 왼쪽된 눈과 반대로.
- 비주얼-모터 통합 테스트에서 시각 장애를 평가 합니다.
- Snellen 도표39,40여 시각 예민을 평가 합니다.
- 시야의 대립으로 평가 하 고, 질문 하는 경우에 수행 골드만 또는 험프리 시야 테스트41,42.
- 선 이등분 테스트 및 단일 문자 취소 테스트43통해 hemi 공간 태만 평가 합니다.
- 25 항목 국립 눈 연구소 시각 기능 설문 (네이-VFQ-25)와 10 항목 보완 조사44를 통해 장애의 정도 수량화 합니다.
- 역사 하 고 아래 설명 된 대로 임상 시험을 수행.
2. 실험 및 장비의 물리적 구성에 대 한 준비
- 장비:
- 눈 추적자 선택
- ()을 피하기 위해 도달 데스크 기반 움직임 방해 머리 장착 사용 가능 한 눈 추적자 선택 높은 공간 해상도 (≤o)와 높은 시간 해상도 (≥250 Hz).
- 250 Hz (샘플링 눈 위치 마다 4 ms)의 샘플링 레이트에서 눈 추적자 눈 눈 움직임을 기록 학생 및 각 막 반사를 추적.
- 사지 추적기의 선택
- X, y, z 위치, ³ 0.08 cm 정확도, 대기 시간 ³ 3.5 ms의 움직임을 매핑할 수 있는 사지 추적기를 선택 하십시오.
- 노트북 제어 데이터의 실시간 통합 인수 하 두 시스템에서 사용자 지정된 스크립트를 실행 하 고 공동 등록 실시간 (자료 테이블)에서 신호를 선택 합니다.
- 선택한 노트북과 통합의 디스플레이 모니터를 선택 하 고 그것은 모니터와 탁상 도달 공간 간의 일대일 대응을 지원 하기 위해 충분히 큰
- 실험적인 작품 기능 도달 공간으로 사용 하는 참가자와 디스플레이 모니터 사이 테이블 표면에 디스플레이 모니터에 크기에서 동일한 사각형을 정의 합니다.
- 눈 추적자 선택
- 준비 설정:
- 높이 조절의 자 테이블을 설정 합니다.
- 디스플레이 모니터를 (자료 테이블) 테이블의 맨 가장자리에서 40cm를 놓습니다.
- 디스플레이 모니터와 1-1 비율 차원 탁상 보드 (표면 도달)를 배치 합니다.
- (자료 테이블) 테이블에서 전자기 소스를 장착 하 여 사지 추적기를 설정 합니다.
- 눈 추적자, 호스트 PC (자료 테이블).
- 결박을 사용 하 여 모니터의 4 개의 구석에 4 개의 적외선 (IR) 조명 기를 연결 합니다.
- 눈 추적자 설치 옵션 화면에서 눈 추적 구성을 설정 합니다.
- 눈 추적의 사전 설정된 구성에서 13-포인트 보정을 선택 합니다.
- 높은 saccade 감도 작은 saccade 감지를 선택 합니다.
- 눈동자와 각 막 눈동자-CR 모드를 선택 합니다.
- 250 hz에서에서 샘플링 속도 선택 합니다.
- 참가자 물리적 준비
- 컴퓨터 디스플레이 테이블 높이 조절의 자에 앉아 참가자.
- 디스플레이 모니터 (자료 테이블)에서 60cm 참가자를 놓습니다.
- 모션 센서 (자료 테이블)의 손의 집게 손가락의 원심 부분에 수정는 테스트할 팔 (컨트롤, 지배적인 팔과 치기와 참가자에 두 팔)
- 참가자의 머리 띠에 눈 추적자를 놓고 머리 띠와 카메라 (자료 테이블)을 조정 합니다.
- 헤드 피팅
- 앞 패드는이 마와 참가자의 귀 위에 사이드 패드의 센터에 되도록 견고 및 헤드 밴드 (머리 띠 손잡이 사용 하 여)의 위치를 조정 합니다.
- 헤드 카메라 코의 다리는 마의 중심에 있는지 확인 합니다.
- 그들의 눈 썹을 마련 하기 위해 참가자 들에 게 하 고 헤드 이동, 그것은 더 높은 또는 낮은 마에 맞추기.
- 카메라와 각 막 조명 위치를 조정 합니다. 디스플레이 모니터 보고 참가자를 요구 하십시오.
- 카메라 화면에서 헤드 카메라 이미지 선택, IR 마커를 헤드 카메라 이미지의 중앙에 위치에서 4 개의 큰 관광 명소를 표시 되는지 확인 합니다. 그들은 중앙에 없는 경우, 그에 따라 조정 합니다.
- 카메라 설정 화면에서 시간에 한쪽 눈을 선택 합니다. 눈 카메라 높이 낮추고 여 카메라 처리까지 눈의 눈동자는 카메라 이미지의 중앙에 두 눈을 조정
- 눈 카메라 렌즈 홀더를 회전 하 여 초점.
- 카메라 설정 화면에서 자동 임계값 버튼을 누르면 학생 임계값을 설정 합니다.
- 다른 눈에 대 한 동일한 조정을 수행 합니다.
- 헤드 피팅
- 교정
- 출력 9 포인트 캘리브레이션을 사용 하 여 표면에 도달을 사지 추적기 보정 모니터 화면에 표시 된 표면 (탁상) 위치 도달에 그들의 센서 연결 된 손가락 장소 참가자 요청.
- 교정 대상 파란색 점으로 표시 되 고 다음 점 화면에 나타날 때까지 고정 유지 참가자 들에 게 눈 추적자 보정
참고: 교정 대상 화면에 13 무작위로 선택 된 위치에 표시 - 눈 추적자 실험의 시작에 그리고의 중간 지점에 첫 번째 세션 당 두 번 이상 보정.
3입니다. 실험
- 요청 손가락 표시기 점 (빨간 점)와 함께 화면에 시작 원 취재 시작 위치에 그들의 손가락을 이동 하는 참가자 편집증 (눈) 하면서 시작 위치는 화면에서.
참고: 시작 위치 (그림 1a) 화면 중앙에 고정 포인트 (파란색 점) 디스플레이의 특 파 원 위치 이다. 손가락의 위치는 화면에 4 m m 반지름 빨간색 점으로 표시 됩니다. - 참가자 대상 나타날 때까지 150 ms에 대 한 시작 원에 손가락 위치를 유지 하기 위해 필요 합니다.
- 그들은 듣고 경보음 ("이동 경고음") 때까지 참가자 시작 위치를 흥분 시키는 것을 확인 하십시오. (그림 1)
참고: 대상 사이의 기간 모양과 이동 신호는 무작위의 신호가 기대를 방지 하기 위해 250에 750 ms 사이. - 그들의 눈과 손가락 신속 하 고 정확 하 게 지정 된 대상으로 이동 경보음 (그림 1)을 듣고 그들은 참가자를 지시
- 지정 된 대상 1 ㎝ 반경 흰 원 표시
- 드는 손 및 손가락 및 손가락 및 테이블을 다시 연결 하 여 화면에 표시 된 대로 가상 대상의 위치에 탁상 위치를 터치 하는 참가자를 지시
- 참가자 탁상에 손 및 손가락을 드래그 하는 것 보다 드는 손 및 손가락 포인팅 운동 할 다는 것을 확인 하십시오.
- 빨간 점이으로 도달의 끝 위치를 표시, 다음 도달 완료.
- 낮은 속도의 조합에 의해 도달 완료 확인 (< 5% 피크)와 3 m m z-비행기 임계값.
- 데이터 수집을 시작 하기 전에 팸 시험의 시리즈를 수행 하는 참가자를 요구 하십시오.
- 참가자 성공적으로 마지막 10 대상의 5를만 진 후에 데이터 수집을 시작 합니다.
- 시리즈를 수행 하 고 그들은 팸 실험 지시 했다 재판에 도달 하는 참가자를 요구 하십시오.
- 총 76 실험을 수행 하는 참가자를 있다.
- 그들의 지배적인 손 가진 실험을 수행 하는 제어 참가자를 있다.
- 그것은 가능한, 때마다 참가자 스트로크는 양손으로, 그리고 더 영향을 덜 영향을 실험을 수행 있다.
- 참가자 들은 적어도 한 손으로 전체 실험 완료.
그림 1입니다. 설치 및 실험의 회로도 보기입니다. (a) 디스플레이 모니터와는 재판 중 표면에 도달의 도식 대표. 시각 기반 범위 내에서 동작의 시퀀싱을 ((b)) . 첫 번째 고정 (F) 나타납니다. 대상 (T) 무작위 기간 후 나타납니다. '이동' 신호 대상 외모로는 예측할 수 없는 시간 간격 (F의 동시 오프셋) 다음 후 청각 비프음 소리 (밝은 회색 세로 막대에 의해 의미)로 발생 합니다. (H) 손과 눈 (E) 움직임 따라 이동 신호. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Representative Results
참가자 30 연구에 참가 했다. 17 참가자 제어 일대에 선 일대에 13 참가자 했다. 그래서 자신의 데이터는 분석에서 제외 된 두 참가자 전체 실험을 완료 수 없습니다.
인구 통계 및 설문 평가
표 1 대표 선 코 호트의 임상 및 인구 통계 학적 특성을 보여 줍니다.
평균 unweighted VFQ 점수 획 참가자에서 91.33 ± 13.01 94.87 ± 4.87 건강 한 컨트롤에 대 했다 (p = 0.203, ns). 점수 10 항목 보충의 이었다 건강 한 컨트롤 96.27 ± 6.64 대 선 참가자에 95 ± 11.57 의미 (p = 0.375, ns). 복합 및 10 항목 보완에 대 한 점수 이었다 건강 한 컨트롤 95.12 ± 4.65 대 스트로크 참가자에서 92.36 ± 12.18 의미 (p = 0.244, ns). 선 참가자 30-66의 범위와 55.54 ± 13.33, 평균 Fugl-메이어 점수를 했다.
눈과 손 운동 기간 및 대기 시간
그림 2에서 측정 신호가 운동 개시 사이 기간으로 saccade와 도달 대기 그려집니다. 뇌졸중 참가자 덜 영향을 둘 다 크게 이전에 초기 (주) saccades 및 더 영향을 받는 측면 건강 한 제어 참가자를 비교 (p <.05) (더 영향을 받는 손: 0.082 s, CI: [0.052 0.112]; 덜 영향을 받는 손: 0.106 s, CI: [0.08 0.132]; saccade 낭비할 제어: 0.529 s, CI: [0.514 0.543]). 제어를 비교, 선 참가자 만든 너무나 이른 초기 saccade 제어 사이 상당한 차이가 있었다 하지만 대상 도달 낭비할 그리고 덜 영향을 또는 더 영향을 선 참가자에 낭비할 (덜 영향을 받는 손: 0.545 s, CI: [0.521 0.568]; 더 영향을 받는 손: 0.60 s, CI: [0.567 0.632]; 컨트롤 도달 낭비할: 0.556 s, CI: [0.544 0.568]). 초기 saccade와 나타내는 스트로크 참가자에 임시 디 커플링, 도달 발병 사이의 대기 시간 모두 그리고 더 영향을 덜 영향을 손에, 519 ms에서 컸다 (CI: [476 562])와 439 ms (CI: [404 474])에 각각 분리 획, 27 ms의 최소한의 분리 대 (CI: [8.5 45]) 컨트롤에 (모든 p <.05. 그들의 더 영향을 받는 쪽으로 참가자 뿐만 아니라 긴 기간에 도달 하면 (운동 개시와 종료의 차이로 계산)를 만든 스트로크 (604 ms, CI: [587 622]) 또한 증가 평균 도달 시간에 덜 영향을 (546 ms, 하지만 CI: [537 555] 대 352 ms CI: [348 356]) (모든 p <.05.
눈 운동 주파수
우리는 초기 saccade 발병 사이의 간격을 검사 하 고 건강 한 컨트롤에서 최소화 되었고 크게 덜-그리고 더 많은 영향을 받는 쪽에 선 참가자에 더 이상 발병에 도달. 우리는이 기간 동안 만들어진 saccades의 수에 차이가 나타났습니다. 그들이 사용 하는 다리에 선 참가자에 의해 생산 하는 saccades의 수 건강 한 컨트롤 보다 더 했다. 우리는 히스토그램 (그림 3)에서 참가자 만든 보조 saccades 수 플롯. 재판의 90%에 건강 한 컨트롤 했다 단일 saccade와 지속적인된 고정 목표에 그들은 도달 완료 될 때까지. 예리한 대조에서는,이 패턴 시험의 50%에서 생성 된 (z 32.2, p = <.05) 치기와 나머지 사람들을 위해 만든 여러 saccades. (그림 3)입니다. 그림 4 는 이러한 saccade 추적의 예가 나와 있습니다.
눈과 손 움직임의 공간 오류
대상 센터 (운동 오류) 운동 끝점에서 진폭, 관련 선 참가자 손에 모두 덜 하 고 더 많은 영향을 받는 건강 한 컨트롤을 기준으로 범위 오류 증가 했다 (제어: 9.3 m m, CI: [9.0 9.5]; 덜 영향을 받는 팔: 19.2 m m, CI: [ 18.4 20.0]; 더 영향을 받는 팔: 21.4 m m, CI: [20.5 21.4]) (그림 5, 모든 p <.05. 범위 오류 증가, 함께 saccade 끝점 오류 증가 크게에 표시 된 그림 5 (제어: 18.3 m m, CI: [17.9 18.7]; 덜 영향을 받는 팔: 36.4 m m, CI: [35.2 37.6]; 더 영향을 받는 팔: 41.6 m m, CI: [40.3 43.0]; 모든 p <.05.
모터 및 상관 관계를 디 커플링 하는 눈-손 대기 시간 팔
Fugl-메이어 점수 팔 모터 장애를 평가 하기 위해 사용 되었다. 그것은 팔 모터 장애 심각도와 상관 것 선 참가자에 일시적인 분리 하지만 우리의 결과 그것이 덜에 대 한 통계적 시연으로 예상 (r =-0.64, ns) 더 영향을 (r =-0.34, ns) 무기.
| ID | 나이 | 섹스 | H / H는 는 | 스트로크 | Chronicity (세) | Fugl-메이어 점수 c |
| (세) | 특성 b | |||||
| 1 | 78 | M | R/L | R MCA 배포 | 2 | 66 |
| 2 | 61 | F | R/L | R MCA 배포 | 7 | 66 |
| 3 | 34 | M | R/R | L MCA 배포 | 1.7 | 66 |
| 4 | 39 | F | R/R | L MCA 배포 | 1.4 | 45 |
| 5 | 70 | M | R/R | L MCA 배포 | 2.8 | 58 |
| 6 | 60 | F | R/L | R MCA 배포 | 2.6 | 30 |
| 7 | 73 | M | R/L | R MCA 배포 | 6 | 58 |
| 8 | 51 | F | R/L | R MCA 배포 | 12.2 | 30 |
| 9 | 60 | M | R/R | L MCA 배포 | 4.4 | 63 |
| 10 | 39 | M | R/L | R MCA 배포 | 4.7 | 47 |
| 11 | 70 | M | R/L | R MCA 배포 | 2 | 66 |
| 12 | 47 | F | R/R | L MCA 배포 | 1.5 | 61 |
| 13 | 65 | F | R/R | L MCA 배포 | 0.7 | 66 |
| 평균 | 57.5 | 3.8 | 55.5 | |||
| (SD) | -14.3 | -3.2 | -13.3 |
표 1 . 뇌졸중 임상 특성.
"H/H" = Handedness / Hemiparesis: Handedness (에 딘 버 러 재고를 통해 평가) / Hemiparesis 치러야
b "스트로크 기능": 참가자 및 가족 역사;으로 봉사와 의료 역사에서 얻은 병 변 위치 지역 및 치러야 시험 결과와 일관성에 대 한 교차 유효성 검사
c "Fugl-메이어 점수": 위 말단 점수 [총 가능한 66] 후 스트로크 모터 손상의 정도 반영 하의 합계.
그림 2. Saccade 및 도달 대기 시간 Saccade 낭비할 (파란색 원형으로 표시) 크게 이전 스트로크 참가자에, 거기 더 중대 했다 하는 동안 컨트롤의 차이점 도달 낭비할 (녹색 동그라미 표시) (참가자 (녹색 동그라미 표시) 뇌졸중 약간의 지연 더 영향을 받는 측에). 초기 saccade 도달 발병 사이의 지연이 빛 회색 막대와 함께 표시 됩니다. (낭비할: 서클, 종단: 사각형) (오차 막대: 95% 신뢰 구간) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 3. 기본 saccade 이외 saccades의 수의 히스토그램. 위의 히스토그램 표시, 제어 참가자는 압도적으로 기본 saccade만 확인 됩니다. 기본 saccade 넘어 중 아무 추가 saccades 있었다 약 96% 재판에서 단일 보조 saccade를 포함. 낮은 히스토그램 스트로크 참가자, 재판의 동일한 96%에서 최대 5 개의 보조 saccades를 확인 합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4. 그림, 두 명의 제어 참가자에서 임의의 원시 saccade 추적 하 고 두 참가자 뇌졸중. 두 개의 샘플 (필터링 되지 않은, 원시) 눈 (파란색)와 손 (녹색) 트레이스 제어 참가자 (왼쪽된 열), 그리고 선 참가자 (오른쪽 열)에서 눈과 손을 흔적의 동시 표시 수 있도록 m m 화면에에서 그려집니다. 두 스트로크 참가자 실험, 여러 눈 움직임 제어 참가자 실험에서 단일 saccade 하거나 도달 시간을 반대로 도달 완료 하기 전에 만들어집니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 5. 참가자 그룹 또는 팔으로 평균 끝점 오류 녹색 막대 표시 평균 오류를 도달 하 고 파란색 막대는 평균 saccade (주) 오류를 나타냅니다. 두 표본 t-테스트가 수행 되었습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
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Discussion
눈과 손으로 미묘한 수 있도록 연구 결과 가속 안구 매뉴얼 모터 시스템의 특성을 객관적으로 탐험을 위해 사용 가능한 도구로 추적 시스템의 출현-일상 활동에 필수적인 작업에 대 한 접근을 기록 눈 손 조화입니다. 많은 자연 액션 종속 작업 시각적으로 유도 하 고 기본 감각 입력으로 비전에 따라 달라 집니다. 시선은 키 공간 대상;에서 중앙 비전을 가리키는 눈 모터 명령을 통해 프로그래밍 이 정보는은 하 고 손을 목표를 인수 하는 데 도움이. 열쇠는 효율적이 고 정확 하 게 조정된 눈-손 동작에 실행 해야 합니다. 예를 들어 커피 컵을 움 켜 잡기 위하여 결정 됩니다 빠른 안구 운동 핸들, 터미널 고정, 검지 손가락 배치 및 prehension 일시적으로 동기화 된 시리즈에서 모두에 대 한 중추적인 환경 정보 수집. 운동 시작, 다음 위 사지의 시각적 피드백은 온라인 오류 모니터링 및 수정에 대 한 중요 합니다.
우리의 독특한 방법론으로 눈 손 조화에 대 한 평가 스트로크 눈-손 운동 제어의 조정 저해 나타냅니다. MCA-부상으로 스트로크 참가자 모두 덜 정확한 saccades를 계시 하 고 건강 한 컨트롤;을 기준으로 (덜/더 영향을 양쪽)에 도달 거기 또한 측 스타크 기본 saccade 발병 사이 두 덜-도달 발병 커플링 / 더 영향을 받는 것을 나타납니다. 동안 눈과 손 운동의 장애 기능 타협을 별도로 기여, 것 처럼 보인다 수 있습니다 도달 오류를 증폭 하 고 더 손상 neurologic 기능; 눈 손 조화에 특정 적자 이러한 별도 이펙터 시스템 단일 동기 동작으로 조정 하지 못할 때 발생 합니다. 1 개의 잠재적인 설명 듀얼 눈-손 움직임과 관련된 간섭 효과46,47,,4849실행의 추가 계산 중에 누워 있습니다. 눈-손 운동 공동 등록을 필요로 하는 실험 패러다임 듀얼 작업;를 체계적으로 조사 하는 과학자를 허용 이것은 특히 등의 작업과, 조합 (인지-모터, 모터-모터, 등)50,,5152에 어려움을 알고 있다 pathologic 인구에 관련 된.
눈 및 위 사지 움직임은 대뇌 상해의 민감한 마커 및 진단, prognostically, 그리고 치료로 존재 하는 무수 한 응용 프로그램53,54,,5556,57 ,,5859. 안구 운동 및 다리의 움직임의 관계 이전에 생각 보다 뇌에는 더 큰 '창' 만들. 직접 눈 운동 기능 장애, 외 눈 움직임 보상 운동 장애를 응답에서에 적자는 새로운 영역 과학적인 기회와 rife입니다. 일단 추가 특징, 눈-손 것입니다 여러 응용 프로그램에 수 조정과 기능 운동 제어, 임상으로 기계적 통찰력을 번역에 대 한 그것의 전체 의미를 이해 하는 연구를 더 동기 부여 지식입니다. 눈-손 제어 연구의 핵심은 강력한 방법론 및 활발 한 프로토콜을 동시에 하 고 높은 충실도 같은 생리학 시험 수 있게.
여기 delineated 혜택에도 불구 하 고 여전히 방법론 한계가 존재 있다. 방법 섹션에 설명 된 대로 참가자는 디스플레이 모니터에 표시 되는 대상 흥분 하 고 즉시 워크스테이션 앞에 배치 하는 탁상에 동시 범위를 지시 했다. 이 탁상에 모니터에서 공간 정보의 변화를 요구 하 고는 추가 인지 단계를 추가. 이 인지 문제 동일 컴퓨터 작업 중 하 게 변환 하는 동안 워크 스테이션 또는 키보드 마우스 '공간', 화면에서 정보를 번역 보다 자연 작업 사용할 것입니다 번역 무료 패러다임. 관계 없이, 강력한 3 차원 손 추적 객관적으로 특징이 눈 녹음 멀티 이펙터 조정으로 돌아가지 통합된 모터 컨트롤을 하나의 수 있습니다. 또한, 현재 접근 실시간으로 컴퓨터 인터페이스와의 상호 작용에 중요 한 눈으로 직접 제어 측면을 평가 하는 기회를 준다.
3 차원에서 양적 듀얼 이펙터 레코딩 감당할 ABI, 설정에서 안구 매뉴얼 모터 조사 내에서 강력한 기회 모두 눈과 손으로 대 한 이러한 듀얼 레코딩의 타당성은 도전 병 적인 설정에 특히 때 실행 연구-학년 엄 함. 노력 눈을 결합 하려고 했습니다 그리고 눈과 손을 생리학, 하지만 데이터 출력을 평가 하기 위해 손을 추적기는 종종 불안정 한 60. 건강 한 인구에 있는 본이 불안 고려 되 고 기술 교정 및 녹음 문제 병리학 참가자에 juxtaposed, 데이터 적게 유용 됩니다. 그러므로, 여기에 설명 된 대로 메서드 및 패러다임을 활용 하 여 실용적 이다. 따라서, 눈 위치 교정 관심의 깊이 비행기에, 눈 전용 자극이 단일 거리에서 표시 되 고 시선을 측정 정확도 이후 강력한. 다른 거리에서 눈의 보기 정렬 이상 하 고 특성화 손 위치61,62의 3 차원 녹음 제한 됩니다. 눈과 손을 pathologic 속에서의 전형적인 연구 멀티 깊이 교정, 통합된 하드웨어, 신호 공동 등록, 중앙 컴퓨터 또는 호스트 시스템 및 유사한 프로토콜을 허용 하는 사용자 지정 소프트웨어와 잘 달성 될 것 이다 상기 1입니다.
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Disclosures
저자는 연구 잠재적인 상충으로 해석 될 수 있는 어떤 상업적 또는 금융 관계의 부재에서 실시 되었다 선언 합니다.
Acknowledgments
우리는 박사 타 라 Bushnik와 그들의 생각, 제안, 및 기여에 대 한 NYULMC Rusk 연구 팀을 감사 하 고 싶습니다. 이 연구는 5 k 12 HD001097 (J-RR, MSL, PR)를 지원 했다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 27.0" Dell LED-Lit monitor | Dell | S2716DG | QHD resolution (2560 x 1440) |
| ASUS ROG G750JM 17-Inch | AsusTek Computer Inc | ||
| Eye Link II | SR-Research | 500 Hz binocular eye monitoring 0.01 º RMS resolutions |
|
| Matlab | MathWorks | ||
| Polhemus MicroSensor 1.8 | Polhemus | 240 Hz, 0.08 cm accuracy |
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