Summary

Uma pista de obstáculos Padronizado para a Avaliação da função visual em Ultra Baixa Visão e Visão Artificial

Published: February 11, 2014
doi:

Summary

Nós descrevemos um curso interno, portátil, padronizado que pode ser usado para avaliar desvio de obstáculos em pessoas que têm visão ultrabaixa. O curso é relativamente barato e simples de administrar, e tem sido demonstrado que são fiáveis ​​e reprodutíveis.

Abstract

Nós descrevemos um curso interno, portátil, padronizado que pode ser usado para avaliar desvio de obstáculos em pessoas que têm visão ultrabaixa. Seis controles com visão e 36 completamente cego, mas de outra maneira saudável adulto masculino (n = 29) e feminino (n = 13) indivíduos (faixa etária 19-85 anos), estavam matriculados em um dos três estudos envolvendo testes do dispositivo de substituição sensorial BrainPort. Os participantes foram convidados a navegar o curso antes e depois, a formação BrainPort. Eles completaram um total de 837 cursos corridas em dois locais diferentes. Médias e desvios-padrão foram calculados através de tipos de controle, cursos, luzes e visitas. Foi utilizado um modelo linear de efeitos mistos para comparar diferentes categorias nas PPWS (cento velocidade de caminhada preferida) e dados por cento de erro para mostrar que as iterações do curso foram devidamente projetado. O curso é relativamente barato e simples de administrar, e foi demonstrado ser um meio viável para testar a função de mobilidade. A análise dos dados demonstrates que para o resultado da percentagem de erro, bem como para a percentagem preferida velocidade de marcha, de que cada um dos três cursos é diferente, e que dentro de cada nível, cada um dos três iterações forem iguais. Isto permite a randomização dos cursos durante a administração.

Abreviações:
velocidade de caminhada preferida (PWS)
Velocidade curso (CS)
percentual velocidade de caminhada preferida (PPWS)

Introduction

Avaliações de reabilitação de baixa visão deve determinar se os resultados da intervenção na melhoria da função. Métricas de desempenho normalmente envolvem leitura ou funcionais avaliações baseadas computador 1-9, bem como a qualidade de vida questionários 10-15. Ser capaz de avaliar também a capacidade do paciente de baixa visão a navegar ao redor de obstáculos também podem fornecer pistas para melhorias funcionais 18 particularmente no caso de dispositivos de visão artificial. Geruschat et al. Publicou recentemente os resultados de navegação com um chip de implante de retina, destacando a necessidade de uma métrica padrão nesta área 17. Atualmente não há amplamente aceita, objetivo, validados e normas abrangentes para determinar a capacidade de desvio de obstáculos.

Desenvolvimento de um teste funcional, que se correlacionam com o desempenho de navegação para pessoas com baixa visão ou "baixa visão extremista", como produced por visão artificial seria desejável, mas manteve-se uma meta distante. O campo emergente de dispositivos de visão artificial, tais como chips de implantes de retina 18-24 ou dispositivos de substituição sensorial, como a BrainPort 25 ea voz 26, necessita de um teste de desvio de obstáculos que possam correlacionar a um aumento da capacidade de navegação conferidos por esses dispositivos. Tal avaliação não só permitem que os voluntários para compreender suas próprias limitações, enquanto atravessam os seus arredores, mas pode fornecer um meio para medir a melhora com orientação e treinamento de mobilidade ou entre iterações de protótipos de melhoria da visão. Idealmente, pode haver alguma capacidade de avaliar o risco de um indivíduo para acidentes caem 27.

Nosso objetivo era criar um curso de obstáculo que poderia ser útil para a avaliação da capacidade de navegação em pacientes em uso de dispositivos de visão artificial e transferível para o campo da low visão em geral. Uma revisão da literatura publicada sobre cursos de obstáculo e deficiência visual foi realizada utilizando o banco de dados PubMed. Houve numerosas tentativas de criar percursos de obstáculos padronizados 16,17,28-31,34. A maior parte destes não são portáteis, no sentido de que seria difícil de reproduzir exactamente o ajuste, em particular para os cursos exteriores. Maguire et al. Descrever curso obstáculo que é usada para mostrar o desempenho de mobilidade em pacientes com amaurose congénita de Leber. Este curso tem a vantagem de ser portátil e pequeno, mas não é claro se diferentes iterações foram disponibilizados para evitar efeitos de memorização, nem existem quaisquer provisões para os obstáculos que não são no chão, mudanças de textura, ou stepovers. Leat fornece uma descrição incisiva das potenciais armadilhas na concepção de um curso e coloca diante de uma descrição de um curso ao ar livre que, infelizmente, não seria capaz de ser reproduzido exatamente em uma alternative localização 30. Velikay-Parel et al. Descreveu um teste de mobilidade para uso com chips de implantes de retina. Este projeto teve a vantagem de ser portátil e simples de executar. Embora este curso poderia ser reproduzida em um local alternativo, sem detalhes específicos sobre a construção curso são fornecidos. Além disso, e mais preocupante foi que eles mostraram o efeito de aprendizagem atingido níveis assintótica devido ao curso de familiaridade, portanto, ser capaz de evitar por completo curso de memorização pode eliminar a preocupação com a perda de aprender efeito ao longo do tempo 18. Nenhum dos cursos descritos até agora têm sido amplamente adotados pelas comunidades de baixa visão ou de reabilitação.

Os autores consultados posteriormente com uma equipe de seis baixa visão terapeutas ocupacionais e orientação e especialistas de mobilidade do Oeste Escola Pensilvânia para Crianças Cegas (Pittsburgh, PA) e os Cegos e Visão Serviços de Reabilitação de Pittsburgh (Homestead, PA) regarding proposto o projeto do curso. Atributos desejáveis ​​de um curso de obstáculo funcional identificado incluído: Portabilidade para fácil montagem / desmontagem e armazenamento, a flexibilidade para testar sob condições de pouca luz e brilhantes, e para espelhar situações "vida real", incluindo os obstáculos que representam objetos no ambiente familiar de um paciente que são resistentes o suficiente para resistir a colisões repetidas ao ser dúctil, a fim de evitar danos ao paciente. Além disso, considerou-se necessário ter vários tipos de ambientes projetados de tal forma para que, quando administrado de forma aleatória impede curso memorização. Além disso, o curso deve demonstrar resultados reproduzíveis em várias configurações, tem forte confiabilidade inter e intra examinadores e ser uma medida objetiva de percepção espacial.

O ponto culminante deste esforço foi o desenvolvimento de um curso de obstáculo que pode ser razoavelmente esperado para ser reproduzido em um padrão institucionalcorredor. O curso destina-se a testar diferentes conjuntos de habilidades, todos importantes para a navegação. Cada nível do curso tenta focalizar vários tipos particulares de obstáculos encontrados nas atividades de navegação diárias. O primeiro curso avalia a capacidade de navegar através de metas relativamente alto contraste que são todos colocados no chão, mas requer um grande número de voltas. O segundo curso avalia a capacidade de navegar através de obstáculos que são de contraste alta e baixa, mudanças de textura chão e objetos suspensos no ar. O curso final avalia a capacidade de navegar obstáculos de isopor que são de baixo contraste, a superfície brilho mudanças no chão, a adição de obstáculos nonStyrofoam (tecido), mudanças de cor da telha de assoalho, os obstáculos que devem ser intensificadas ao longo, e os obstáculos que não estão na chão. Os campos são rotulados 1, 2, 3 e para a facilidade de rotulagem, mas esta designação não deve ser interpretado como um aumento do nível de dificuldade. Dentro de cada nível, há three versões do curso, que podem ser randomizados para evitar curso memorização.

Protocol

1. Construção da Pista Instalar piso claro. Dimensões do curso são 40 m de comprimento por 7 m de largura que consistem em 280 um pé de 2 pisos portáteis (ladrilhos evento bege). Coloque com guarnição preta em torno do perímetro apenas (Figura 1). Pintar as paredes adjacentes para combinar os ladrilhos do piso, criando um ambiente um pouco monocromática. Cores que usamos com os valores em escala de cinza são fornecidos (Tabela 5). Se as cores e…

Representative Results

Assuntos Seis olhos vendados avistado, avistado, e 36 completamente cego, mas de outra maneira saudável de adultos (faixa etária 19-85 anos), do sexo masculino (n = 29) e feminino (n = 13), cadastradas em um dos três estudos envolvendo testes do BrainPort sensorial dispositivo de substituição (Wicab, Madison WI). Todos os estudos foram aprovados pela Universidade de Pittsburgh IRB e todos os sujeitos assinaram um documento de consentimento informado aprovado. Todos os estudos foram um dent…

Discussion

Nós descrevemos um curso interno, portátil, de fácil reprodução, e relativamente barato que pode ser usado para avaliar desvio de obstáculos em pessoas cegas ou com baixa visão. A maioria dos projetos e testes (ie rebocadores) pista de obstáculos atuais são difíceis de comparar em sites e observadores, ou são injeções permanentes que não podem ser facilmente realizados em locais alternativos 16,17,30. Nosso objetivo era criar um curso que poderia ser padronizado para uso em diferentes l…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

DCED Estado da Pensilvânia

Materials

Event Floor Tiles, beige Snaplock Industries, Salt Lake City UT Beige
Event Floor Tiles, black trim Snaplock Industries, Salt Lake City UT Male loop
Event Floor Tiles, black trim Snaplock Industries, Salt Lake City UT Female loop
Event Floor Tiles, Edging Snaplock Industries, Salt Lake City UT Black
Wall Paint: Satin Premium Plus Internal Satin Enamel Custom Color Match Behr, Inc Santa Ana CA custom Greyscale value = 45
Obstacle paint Valspar Paints, Wheeling, IL DuJour (#70002-6) DuJour Greyscale value = 15
Obstacle paint Valspar Paints, Wheeling, IL Fired Earth (#6011-1) Fired Earth Greyscale value = 95
Styrofoam obstacles Universal Foam Products, Orlando CA custom
Con-Tact Brand Contact Paper Lowe's Home Improvement 639982 Solid Black
Con-Tact Brand Contact Paper Lowe's Home Improvement 615542 Stainless Steel
Con-Tact Brand Contact Paper Lowe's Home Improvement 614416 Solid White
3 ft x 6 ft Standard tuff Olefin Floor Mat Commercial Mats and Rubber A Division of Georgia Mills Direct Saratoga Springs, NY Charcoal
3 ft x 6 ft Standard tuff Olefin Floor Mat Commercial Mats and Rubber A Division of Georgia Mills Direct Saratoga Springs, NY Smoke
Fisher Scientific Traceable Dual Range Light Meter Fisher Scientific 06-662-63 International Light, Newburyport MA, USA
5 1/2 in clamp light Lowe's Home Improvement 203198
GE 65-Watt indoor incandescent flood light bulb Lowe's Home Improvement 163209

References

  1. Applegate, W. B., Miller, S. T., Elam, J. T., Freeman, J. M., Wood, T. O., Gettlefinger, T. C. Impact of cataract surgery with lens implantation on vision and physical function in elderly patients. JAMA. 257 (8), 1064-1066 (1987).
  2. Ebert, E. M., Fine, A. M., Markowitz, J., Maguire, M. G., Starr, J. S., Fine, S. L. Functional vision in patients with neovascular maculopathy and poor visual acuity. Arch. Ophthalmol. 104 (7), 1009-1012 (1986).
  3. Dougherty, B. E., Martin, S. R., Kelly, C. B., Jones, L. A., Raasch, T. W., Bullimore, M. A. Development of a battery of functional tests for low vision. Optom. Vis. Sci. 86 (8), 955-963 (2009).
  4. Alexander, M. F., Maguire, M. G., Lietman, T. M., Snyder, J. R., Elman, M. J., Fine, S. L. Assessment of visual function in patients with age-related macular degeneration and low visual acuity. Arch. Ophthalmol. 106 (11), 1543-1547 (1988).
  5. Ross, C. K., Stelmack, J. A., Stelmack, T. R., Fraim, M. Preliminary examination of the reliability and relation to clinical state of a measure of low vision patient functional status. Optom. Vis. Sci. 68 (12), 918-923 (1991).
  6. Bullimore, M. A., Bailey, I. L., Wacker, R. T. Face recognition in age-related maculopathy. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 32 (7), 2020-2029 (1991).
  7. Turco, P. D., Connolly, J., McCabe, P., Glynn, R. J. Assessment of functional vision performance: a new test for low vision patients. Ophthalmic. Epidemiol. 1 (1), 15-25 (1994).
  8. Bittner, A. K., Jeter, P., Dagnelie, G. Grating acuity and contrast tests for clinical trials of severe vision loss. Optom. Vis. Sci. 88 (10), 1153-1163 (2011).
  9. West, S. K., Rubin, G. S., Munoz, B., Abraham, D., Fried, L. P. Assessing functional status: correlation between performance on tasks conducted in a clinic setting and performance on the same task conducted at home. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 52 (4), 209-217 (1997).
  10. Owsley, C., McGwin, G., Sloane, M. E., Stalvey, B. T., Wells, J. Timed instrumental activities of daily living tasks: relationship to visual function in older adults. Optom. Vis. Sci. 78 (5), 350-359 (2001).
  11. Mangione, C. M., Lee, P. P., Gutierrez, P. R., Spritzer, K., Berry, S., Hays, R. D. National Eye Institute Visual Function Questionnaire Field Test Investigators. Development of the 25-item National Eye Institute Visual Function Questionnaire. Arch. Ophthalmol. 119 (7), 1050-1058 (2001).
  12. Massof, R. W., Rubin, G. S. Visual function assessment questionnaires. Surv. Ophthalmology. 45 (6), 531-548 (2001).
  13. Massof, R. W., Fletcher, D. C. Evaluation of the NEI visual functioning questionnaire as an interval measure of visual ability in low vision. Vision Res. 41, 397-413 (2001).
  14. Stelmack, J. A., Stelmack, T. R., Massof, R. W. Measuring low-vision rehabilitation outcomes with the NEI VFQ-25. Invest. Ophthalmol Vis Sci. 43 (9), 2859-2868 (2002).
  15. Stelmack, J. A., Szlyk, J. P., Stelmack, T. R., Demers-Turco, P., Williams, R. T., Moran, D., Massof, R. W. Psychometric properties of the Veterans Affairs Low-Vision Visual Functioning Questionnaire. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 45 (11), 3919-3928 (2004).
  16. Velikay-Parel, M., Ivastinovic, D., Koch, M., Hornig, R., Dagnelie, G., Richard, G., Langmann, A. Repeated mobility testing for later artificial visual function evaluation. J. Neural. Eng. 4 (1), 102-107 (2007).
  17. Geruschat, D. R., Bittner, A. K., Dagnelie, G. Orientation and mobility assessment in retinal prosthetic clinical trials. Optom. Vis. Sci. 89 (9), 1308-1315 (2012).
  18. Chader, G. J., Weiland, J., Humayun, M. S. Artificial vision: needs, functioning, and testing of a retinal electronic prosthesis. Prog. Brain Res. 175, 317-332 (2009).
  19. Sachs, H. G., Veit-Peter, G. Retinal replacement–the development of microelectronic retinal prostheses–experience with subretinal implants and new aspects. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 242 (8), 717-723 (2004).
  20. Alteheld, N., Roessler, G., Walter, P. Towards the bionic eye–the retina implant: surgical, opthalmological and histopathological perspectives. Acta Neurochir. Suppl. 97 (2), 487-493 (2007).
  21. Benav, H., et al. Restoration of useful vision up to letter recognition capabilities using subretinal microphotodiodes). Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 5919-5922 (2010).
  22. Rizzo, J. F., Wyatt, J., Loewenstein, J., Kelly, S., Shire, D. Perceptual efficacy of electrical stimulation of human retina with a microelectrode array during short-term surgical trials. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44 (12), 5362-5369 (2003).
  23. Rizzo, J. F., Wyatt, J., Loewenstein, J., Kelly, S., Shire, D. Methods and perceptual thresholds for short-term electrical stimulation of human retina with microelectrode arrays. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44 (12), 5355-5361 (2003).
  24. Humayun, M. S., et al. Argus II Study Group. Interim results from the international trial of Second Sight’s visual prosthesis. Ophthalmology. 119 (4), 779-788 (2012).
  25. Danilov, Y., Tyler, M. Brainport: an alternative input to the brain. J. Integr. Neurosci. 4 (4), 537-550 (2005).
  26. Merabet, L. B., Battelli, L., Obretenova, S., Maguire, S., Meijer, P., Pascual-Leone, A. Functional recruitment of visual cortex for sound encoded object identification in the blind. Neuroreport. 20 (2), 132-138 (2009).
  27. Arfken, C. L., Lach, H. W., McGee, S., Birge, S. J., Miller, J. P. Visual Acuity, Visual Disabilities and Falling in the Elderly. J. Aging Health. 6 (38), 38-50 (1994).
  28. Lovie-Kitchin, J., Mainstone, J. C., Robinson, J., Brown, B. What areas of the visual field are most important for mobility in low vision patients. Clin. Vis. Sci. 5 (3), 249-263 (1990).
  29. Hassan, S. E., Lovie-Kitchin, J., Woods, R. L. Vision and mobility performance of subjects with age-related macular degeneration. Optom. Vis. Sci. 79 (11), 697-707 (2002).
  30. Leat, S., Lovie-Kitchin, J. E. Measureing mobility performance: experience gained in designing a mobility course. Clin. Exp. Optom. 89 (4), 215-228 (2006).
  31. Marron, J. A., Bailey, I. Visual factors and orientation-mobility performance. Am. J. Optom. Physiol. Opt. 59 (5), 413-426 (1982).
  32. Clark-Carter, D. D., Heyes, A. D., Howarth, C. I. The efficiency and walking speed of visually impaired people. Ergonomics. 29 (6), 779-789 (1986).
  33. Fryan, C. D., Gu, Q., Ogden, C. L. Division of Health and Nutrition Examination Surveys. Anthropometric Reference Data for Children and Adults United States 2007-2010. Vital and Health Statistics Series. 11 (252), 20-22 (2012).
  34. Maguire, A. M., et al. Age-dependent effects of RPE65 gene therapy for Leber’s congenital amaurosis: a phase 1 dose-escalation trial. Lancet. 374 (9701), 1597-1605 (2009).
check_url/51205?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Nau, A. C., Pintar, C., Fisher, C., Jeong, J., Jeong, K. A Standardized Obstacle Course for Assessment of Visual Function in Ultra Low Vision and Artificial Vision. J. Vis. Exp. (84), e51205, doi:10.3791/51205 (2014).

View Video