Summary

A Стандартный полосу препятствий для оценки зрительной функции в сверхнизким Видение и искусственного зрения

Published: February 11, 2014
doi:

Summary

Мы описываем закрытый, портативный, стандартизированный курс, который может быть использован для оценки обход препятствий в лиц, имеющих сверхнизким видение. Курс является относительно недорогим, простым в управлении, и было показано, чтобы быть надежным и воспроизводимым.

Abstract

Мы описываем закрытый, портативный, стандартизированный курс, который может быть использован для оценки обход препятствий в лиц, имеющих сверхнизким видение. Шесть зрячие управления и 36 полностью ослеп, но в остальном здоровый взрослый мужчина (п = 29) и женщин (N = 13) субъекты (возраст 19-85 лет), были зачислены в одну из трех исследований с участием тестирование Brainport сенсорного замещения устройства. Испытуемых просили ориентироваться на ход до, и после, BrainPort обучение. Они завершили в общей сложности 837 курсов работает в двух разных местах. Средства и стандартные отклонения были рассчитаны для разных типов управления, курсы, огни и визитов. Мы использовали линейную модель смешанных эффектов для сравнения различных категорий в PPWS (процентов предпочтительным скорость ходьбы) и процент ошибок данных, чтобы показать, что итерации курс были должным образом разработана. Курс является относительно недорогим, простым в администрировании, и было показано, что это возможно способ проверить функцию мобильности. Анализ данных демонстрируяES, что для результата процентов ошибки, а также за процентного предпочтительным скорости ходьбы, что каждый из трех курсов разные, и что в пределах каждого уровня, каждый из трех итераций равны. Это позволяет рандомизации курсов во время администрации.

Сокращения:
предпочли скорость ходьбы (PWS)
крейсерская скорость (CS)
процент предпочли скорость ходьбы (PPWS)

Introduction

Оценки слабым зрением реабилитации должны определить, является ли вмешательство приводит к улучшению функции. Показатели производительности обычно включают чтение или функциональные оценки компьютерных основе 1-9, а также качество жизни вопросники 10-15. Будучи в состоянии также оценить способность низкие пациента видение, чтобы перемещаться вокруг препятствий может также дать ключ к функциональным улучшениям 18 особенно в случае искусственных приборами наблюдения. Geruschat соавт. Недавно опубликовал результаты навигации с сетчатки чип имплантата, что подчеркивает необходимость для стандартной метрики в этой области 17. В настоящее время существует не широко не принято, цель, подтверждено, и всеобъемлющие стандарты для определения потенциала для обхода препятствий.

Разработка функционального теста, который бы коррелировать к навигационным для лиц с ослабленным зрением или "ультра плохим зрением", как рroduced искусственным зрением хочется, но продолжает оставаться трудно. Растущей области искусственного зрения устройств, таких как сетчатки имплантатов чипов 18-24 или сенсорных замещения устройств, таких как Brainport 25 и 26 голос, требует испытание обхода препятствий, которые могли бы соотнести к увеличению навигационные способности, возложенных этими устройствами. Такая оценка не только позволит предметы, чтобы понять свои собственные ограничения, как они проходят свое окружение, но может служить средством для измерения улучшение с ориентации и обучении мобильности или между итераций прототипов устройств улучшения зрения. В идеале, там могут быть некоторые способность оценивать риск человека для падения аварий 27.

Нашей целью было создать полосу препятствий, которые будут полезны для оценки навигационной способности у больных с использованием искусственных устройств со зрением и воспроизведению в области лой видение в целом. Обзор опубликованной литературе на препятствие курсов и нарушения зрения была предпринята с использованием базы данных PubMed. Там были многочисленные попытки на создание стандартизированных курсы препятствие 16,17,28-31,34. Большинство из них не являются переносимыми в том смысле, что было бы трудно точно воспроизвести настройку, в частности для наружных курсов. Магуайр и др.. Описать препятствий, которая используется, чтобы показать производительность мобильности у пациентов с Лебера врожденной слепота. Этот курс имеет преимущество, заключающееся в портативный и небольшой, но это не ясно, будет ли разные итерации были сделаны доступными для предотвращения последствий запоминания, и нет никаких положения о препятствиях, которые не являются на полу, изменения текстуры, или врезаний. Лист дает острый описание потенциальных ловушек в разработке курса и пускают описание открытый курс, который, к сожалению, не сможет быть воспроизведена в точности в АльтерAtive место 30. Velikay-Парел соавт. Описал тест мобильности для использования с сетчатки имплантатов чипов. Эта конструкция была преимущество, заключающееся в портативный и простой для выполнения. В то время как этот курс может быть воспроизведена на альтернативной площадке, никаких конкретных сведения о курсовой строительства не предусмотрены. Более того, и более в отношении было то, что они показали эффект обучения достигается асимптотические уровня из-за курсовой знакомство, поэтому в состоянии предотвратить курс запоминание вообще может устранить озабоченность в связи с потерей обучения эффект со временем 18. Ни один из курсов, описанных до сих пор не были широко приняты с ослабленным зрением или реабилитационных общин.

Авторы впоследствии консультировались с командой из шести слабым зрением трудотерапии и ориентации и специалистов мобильности из Западной Пенсильвании школы для слепых детей (Питтсбург, Пенсильвания) и слабовидящих и услуг по реабилитации Питтсбурга (Homestead, PA) облarding предложил дизайн блюд. Желательно атрибуты функционального препятствий определены включены: портативность для легкого монтажа / демонтажа и хранения, гибкость, чтобы проверить в рамках обеих тусклыми и ярком освещении, а также зеркало "реальной жизни" ситуаций, включив препятствий, которые представляют объекты в домашних условиях пациента, что являются достаточно крепкими, чтобы выдерживать повторяющиеся столкновения будучи пластичным, чтобы предотвратить травмы пациента. Кроме того, было признано необходимым иметь несколько типов сред, предназначенных в таких как таким образом, чтобы при введении в случайном порядке препятствует курс запоминание. Кроме того, курс должен продемонстрировать воспроизводимость результатов в различных условиях, имеют сильные среди и внутри надежность оценщик и быть объективной мерой пространственной осведомленности.

Кульминацией этих усилий стала разработка полосу препятствий, которые могли бы разумно ожидать быть воспроизведена в стандартный институциональнаяприхожая. Курс предназначен для тестирования различных навыками, все важные для навигации. Каждый уровень курса пытается сосредоточиться несколько конкретных типов препятствий, с которыми сталкиваются в повседневной судоходства. Первый курс оценивает возможность перемещаться по относительно высоких целей контрастных, которые все положили на пол, но требует большого количества витков. Второй курс оценивает способность ориентироваться через препятствия, которые являются одновременно высокого и низкого контраста, изменения пола текстуры и объекты, взвешенных в воздухе. Окончательный Конечно оценивает способность ориентироваться пенополистирола препятствия, которые низкая контрастность, поверхность блики изменения на этаже, добавление nonStyrofoam препятствий (ткань), напольная плитка изменения цвета, препятствия, которые должны быть перешагнул и препятствий, которые не на этаж. Курсы помечены 1, 2 и 3 для простоты маркировки, но это обозначение не должно быть истолковано как повышение уровня сложности. В каждом уровне, есть ЧетEE версии ходе, которые могут быть случайным образом для предотвращения курс запоминание.

Protocol

1. Курс Строительство Установите курс пол. Размеры курса являются 40 футов в длину и 7 футов в ширину, состоящий из 280 1 фут 2 портативные плитки этаж (бежевый пол событие плитки). Место с черной отделкой вокруг периметра только (рис. 1). Краска соседние стены, чтобы с?…

Representative Results

Тематика Шесть зрячий с завязанными глазами, увидели, и 36 полностью ослеп, но в остальном здоровый взрослый (возрастной диапазон 19-85 лет), мужчины (п = 29) и женщин (п = 13) субъекты были зачислены в одну из трех исследований с участием тестирование BrainPort сенсорные замещение устр…

Discussion

Мы описываем закрытый, портативный, легко воспроизводимый и относительно недорогой курс, который может быть использован для оценки обход препятствий людьми, которые являются слепыми или с ослабленным зрением. Большинство современных конструкций препятствием курс и тесты (т.е. бу…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

DCED штат Пенсильвания

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