Sanal Prizma Adaptasyon Terapisi: Sağlıklı Yetişkinlerde Doğrulama Protokolü
Summary
Bu deneysel protokol, sağlıklı erişkinlerde sanal prizma adaptasyon terapisinin (VPAT) kullanımını ve VPAT ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi arasındaki ilişkiyi gösterilmiş olup VPAT’ın kortikal aktivasyon üzerindeki etkisini belirlemeyi gerektirir. Sonuçlar VPAT’ın uygulanabilir olabileceğini ve konvansiyonel prizma adaptasyon terapisigibi benzer davranışsal adaptasyona yol açabileceğini göstermektedir.
Abstract
Hemispatial ihmal inme sonrası sık görülen bir bozukluktur. Bu kötü fonksiyonel ve sosyal sonuçlar ile ilişkilidir. Bu nedenle, hemispatial ihmalin başarılı bir şekilde yönetilmesi için yeterli bir müdahale şarttır. Ancak, çeşitli müdahalelerin klinik kullanımı gerçek klinik uygulamada sınırlıdır. Prizma adaptasyon terapisi hemispatial ihmal tedavisinde en kanıta dayalı rehabilitasyon yöntemlerinden biridir. Prizma terapisi ile oluşabilecek olası eksikliklerin üstesinden gelmek için, sanal prizma adaptasyon terapisi (VPAT) oluşturmak için sürükleyici sanal gerçeklik ve derinlik algılama kamerası kullanarak yeni bir sistem geliştirdik. VPAT sistemini doğrulamak için, VPAT sistemi aracılığıyla kortikal aktivasyondaki davranış hatalarını ve değişiklikleri araştıran deneysel bir protokol tasarladık. Kortikal aktivasyon fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi (fNIRS) ile ölçüldü. Deney dört aşamadan oluşuyordu. Dördü de sağ elini kullanan sağlıklı kişilere uygulanan tıklama, işaret etme veya dinlenme yi içeriyordu. Brüt motor görevi ile ilgili kortikal bölgenin araştırılmasında ve VPAT’sız işaretlemede visuospatial algıile ilişkili kortikal bölgeyi araştırmak için tıklayarak işaret etmek kullanılmıştır. Dört sağlıklı katılımcının ilk sonuçları VPAT sistemi tarafından işaretleme hataları geleneksel prizma adaptasyon terapisi benzer olduğunu gösterdi. Daha fazla katılımcı ve fNIRS verileri ile daha fazla analiz, hem de inme olan hastalarda bir çalışma gerekebilir.
Introduction
Kontralateral hemispatial görme alanını algılama yeteneğini etkileyen hemispatial ihmal, inme sonrası sık görülen bir bozukluktur1,2. Hemispatial ihmal sonrası rehabilitasyon önemli olmasına rağmen, kötü fonksiyonel ve sosyal sonuçlar ile ilişkisi nedeniyle, rehabilitasyon genellikle gerçek klinik uygulamada underutilized3,4.
Hemispatial ihmal için önerilen çeşitli mevcut rehabilitasyon yaklaşımları arasında, prizma adaptasyon (PA) tedavisi subakut veya kronik inme olan hastalarda hemispatial ihmal iyileşme ve iyileşme için etkili olduğu kanıtlanmıştır5,6,7,8. Ancak, konvansiyonel PA çeşitli dezavantajları nedeniyle underutilized9,10. Bu 1) yüksek maliyet ve zaman gereksinimi prizma lens sapma derecesine ayarlamak için değiştirilmesi gereken nedeniyle içerir; 2) işaret edilecek ek malzemeler kurmak ve el yörüngesini maskelemek için ihtiyaç; ve 3) PA sadece oturup baş pozisyonunu kontrol edebilen hastalar tarafından kullanılabilir.
Sanal gerçeklik (VR) ortamında adaptasyon etkilerini yeniden üreten yeni bir çalışmada, sanal prizma adaptasyon terapisi (VPAT) ihmal11alt tiplerine bağlı olarak farklı etkileri olması mümkün olabileceğini bildirdi. Ayrıca PA için kortikal aktivasyon beyin lezyonları12göre değişebilir önerildi. Ancak VR’a bağlı PA’da görülen kortikal aktivasyon deseni hakkında çok az şey bilinmektedir.
Bu engelleri aşmak ve klinik ortamda PA kullanımını teşvik etmek için, bir derinlik algılama kamera kullanımı yoluyla, sanal prizma adaptasyon terapisi (VPAT) olarak adlandırılan sürükleyici bir VR teknolojisi kullanarak yeni bir PA tedavi sistemi geliştirdi. Biz mekansal yeniden hizalama teşvik etmek için sanal bir uzuv konumu hakkında görsel geribildirim sağlamak için yeteneği ile sürükleyici bir VR sistemitasarladı13. Geleneksel PA’nın etkisini taklit eden bu sürükleyici VR teknolojisini kullanarak, sağlıklı katılımcılarda VPAT sistemini doğrulamak için bir deney tasarladık.
Görselleştirilmiş deneysel protokolümüzü uygulayarak, yeni VPAT sisteminin geleneksel PA’ya benzer şekilde davranışsal adaptasyona neden olup olmadığını araştırdık. Ayrıca, VPAT sisteminin visuospatial algı veya inme sonrası hemispatial ihmal kurtarma ile ilişkili kortikal bölgelerde aktivasyonu neden olup olmadığını araştırmak istiyorum.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu çalışma, VR ortamında çevrilmiş bir el hareketi kullanılarak prizma adaptasyon terapisi uygulanmıştır. Uygulanan sapmanın, geleneksel prizma adaptasyon terapisinde olduğu gibi açı aşırı atışmasına ve davranışsal adaptasyona neden olup olmadığı araştırıldı.
Ortanca işaretleme hatası sonucu(Şekil 5) ve ilk işaretleme hatası sonucu, aşama değiştirildiğinde işaretleme hatası önemli ölçüde değişti. Bazı el tanıma hatal…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Seul Ulusal Üniversitesi Bundang Hastanesi Araştırma Fonu (14-2015-022) ve Ticaret Sanayi ve Enerji Bakanlığı (MOTIE, Kore), Bilim ve BİT Bakanlığı (MSIT, Kore) ve Sağlık ve Refah Bakanlığı (MOHW, Kore) tarafından desteklenmiştir. ) AI-Bio-Robot-Tıp Yakınsama Teknolojisi Geliştirme Programı kapsamında (20001650). Su-Bin Park, Nu-Ri Kim ve Ye-Lin Jang’a video çekiminin hazırlanmasına ve devam ına yardımcı olan lara teşekkür ederiz.
Materials
| EASYCAP | Easycap | C-SAMS | Platform to accommodate fNIRS optodes |
| Leap Motion 3D Motion Controller | Ultrahaptics | FBA_LM-C01-US | Hand detection device attached HMD |
| Leap Motion VR Developer Mount for VR Headset | Ultrahaptics | VR-UAZ | |
| Matlab R2015a | Mathworks | Programming language running with NIRStar | |
| NIRScout | Medical Technology LLC | NSC-CORE | fNIRS system |
| nirsLAB v201605 | Medical Technology LLC | Software for analyzing data collected with NIRScout | |
| NIRStar 14.1 | Medical Technology LLC | NIRScout Acquisition Software | |
| Occulus Rift DK2 | Occulus | VR HMD | |
| PowerMate USB Multimedia Controller | Griffin Technology | NA16029 | Push Button in task |
| SuperLab 5.0 | Cedrus Corp. | Synchronize the stimulus presentations allied to NIRScout |
References
- Appelros, P., Karlsson, G. M., Seiger, A., Nydevik, I. Neglect and anosognosia after first-ever stroke: incidence and relationship to disability. Journal of Rehabilitation Medicine. 34 (5), 215-220 (2002).
- Buxbaum, L., et al. Hemispatial neglect subtypes, neuroanatomy, and disability. Neurology. 62 (5), 749-756 (2004).
- Jehkonen, M., et al. Visual neglect as a predictor of functional outcome one year after stroke. Acta Neurologica Scandinavica. 101 (3), 195-201 (2000).
- Jehkonen, M., Laihosalo, M., Kettunen, J. Impact of neglect on functional outcome after stroke–a review of methodological issues and recent research findings. Restorative Neurology and Neuroscience. 24 (4-6), 209-215 (2006).
- Mizuno, K., et al. Prism adaptation therapy enhances rehabilitation of stroke patients with unilateral spatial neglect: a randomized, controlled trial. Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (8), 711-720 (2011).
- Shiraishi, H., Yamakawa, Y., Itou, A., Muraki, T., Asada, T. Long-term effects of prism adaptation on chronic neglect after stroke. NeuroRehabilitation. 23 (2), 137-151 (2008).
- Yang, N. Y., Zhou, D., Chung, R. C., Li-Tsang, C. W., Fong, K. N. . Rehabilitation interventions for unilateral neglect after stroke: a systematic review from 1997 through 2012. , (2013).
- Rossetti, Y., et al. Prism adaptation to a rightward optical deviation rehabilitates left hemispatial neglect. Nature. 395 (6698), 166-169 (1998).
- Barrett, A., Goedert, K. M., Basso, J. C. Prism adaptation for spatial neglect after stroke: translational practice gaps. Nature Reviews Neurology. 8 (10), 567-577 (2012).
- Maxton, C., Dineen, R., Padamsey, R., Munshi, S. Don’t neglect ‘neglect’-an update on post stroke neglect. International Journal of Clinical Practice. 67 (4), 369-378 (2013).
- Gammeri, R., Turri, F., Ricci, R., Ptak, R. Adaptation to virtual prisms and its relevance for neglect rehabilitation: a single-blind dose-response study with healthy participants. Neuropsychol Rehabilitation. , 1-14 (2018).
- Saj, A., Cojan, Y., Assal, F., Vuilleumier, P. Prism adaptation effect on neural activity and spatial neglect depend on brain lesion site. Cortex. 119, 301-311 (2019).
- Redding, G. M., Wallace, B. Generalization of prism adaptation. Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 32 (4), 1006-1022 (2006).
- Caplan, B., Mendoza, J. E. . Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. , 928 (2011).
- Kim, W. S., Paik, N. J., Cho, S. . 2017 International Conference on Virtual Rehabilitation (ICVR). , 1-2 (2017).
- Munafo, J., Diedrick, M., Stoffregen, T. A. The virtual reality head-mounted display Oculus Rift induces motion sickness and is sexist in its effects. Experimental Brain Research. 235 (3), 889-901 (2017).
- Merhi, O. . Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting. , 2618-2622 (2018).
- Duh, H. B. L., Parker, D. E., Furness, T. A. . Proceedings of 9th International Conference on Human-Computer Interaction. , 5-10 (2018).
- Prothero, J. D., Draper, M. H., Parker, D., Wells, M. The use of an independent visual background to reduce simulator side-effects. Aviation, Space, and Environmental Medicine. 70, 277-283 (1999).
