Summary

En standardiserad hinderbana för bedömning av synfunktion i Ultra Low Vision och Artificiell Vision

Published: February 11, 2014
doi:

Summary

Vi beskriver en inomhus, bärbar, standardiserad kurs som kan användas för att utvärdera hinder undvikande av personer som har ultralåg vision. Kursen är relativt billig, enkel att administrera, och har visat sig vara tillförlitliga och reproducerbara.

Abstract

Vi beskriver en inomhus, bärbar, standardiserad kurs som kan användas för att utvärdera hinder undvikande av personer som har ultralåg vision. Sex seende kontroller och 36 helt blind men annars friska vuxna manliga (n = 29) och kvinnor (n = 13) patienter (åldersintervall 19-85 år), skriva in sig i en av tre studier med testning av Brain sensoriska substitution enhet. Försökspersonerna ombads att navigera kursen före och efter, Brain träning. De avslutade sammanlagt 837 kurskörningar på två olika platser. Medelvärden och standardavvikelser beräknades över kontrolltyper, kurser, ljus, och besök. Vi använde en linjär blandade effekter modell för att jämföra olika kategorier i PPWS (procent önskad gånghastighet) och fel procentuppgifter som visar att kurs iterationer var rätt utformad. Kursen är relativt billig, enkel att administrera, och har visat sig vara en lämplig metod för att testa rörligheten funktion. Dataanalys demonstrates som för resultatet av procent fel samt för procentsats drog gånghastighet, att var och en av de tre kurserna är olika, och att det inom varje nivå, var och en av de tre iterationer är lika. Detta möjliggör för randomisering av kurserna under administreringen.

Förkortningar:
drog gånghastighet (PWS)
kurshastighet (CS)
procentsats drog gånghastighet (PPWS)

Introduction

Bedömningar synrehabiliteringen måste avgöra om interventions leder till förbättrad funktion. Prestationsmått innebär vanligtvis datorbaserade läs-eller funktionella bedömningar 1-9 samt livskvalitet enkäter 10-15. Att kunna också bedöma nedsatt syn patientens förmåga att navigera runt hinder kan också ge ledtrådar till funktionella förbättringar 18 i synnerhet när det gäller konstgjorda seende. Geruschat et al. Nyligen publicerade navigationsresultat med en retinal implantat chip, visar på behovet av en standard mått på detta område 17. För närvarande finns det inget allmänt accepterat, objektiv, en kontroll, och omfattande bestämmelser för att fastställa kapaciteten för hinder undvikande.

Utveckling av ett funktionstest som skulle korrelera till navigeringsprestanda för personer med nedsatt syn eller "ultra synnedsättning" som producerad av artificiell syn vore önskvärt, men har förblivit en gäckande mål. Den spirande området artificiella seende enheter såsom retinal implantat flis 18-24 eller sensoriska substitutions enheter som till exempel Brain 25 och rösten 26, kräver en prövning av hinder undvikande som kan korrelera till ökad navigations förmågor som är knutna till dessa enheter. En sådan bedömning skulle inte bara tillåter individer att förstå sina egna begränsningar som de korsa sin omgivning, men skulle kunna vara ett sätt för att mäta förbättringar med orientering och rörlighet utbildning eller mellan iterationer av siktförbättring prototyp enheter. Helst skulle det finnas någon möjlighet att bedöma en individs risk för fallolyckor 27.

Vårt mål var att skapa en hinderbana som skulle vara användbara för utvärdering av navigationsförmåga hos patienter som använder artificiella seende och överföras till området för low vision i allmänhet. En genomgång av den publicerade litteraturen om hinderbanor och synnedsättning fördes med hjälp av PubMed-databasen. Det har gjorts många försök att skapa standardiserade hinderbanor 16,17,28-31,34. De flesta av dessa är inte bärbara i den meningen att det skulle vara svårt att exakt reproducera den inställning, särskilt för utomhusbanor. Beskriva hinderbana som används för att visa rörlighet prestanda hos patienter med Leber s Medfödd Amaurosis Maguire et al.. Kursen har fördelen av att vara portabel och liten, men det är oklart om olika iterationer har gjorts tillgängliga för att förhindra memorering effekter, och inte heller finns det några bestämmelser för hinder som inte på golvet, textur förändringar eller ansättningar i sidled. Leat ger en skarp beskrivning av potentiella fallgropar i att utforma en kurs och lägger fram en beskrivning av en utomhus kurs som tyvärr inte skulle kunna återges exakt i ett alterntiva plats 30. Velikay-Parel et al. Beskrev en rörlighetstest för användning med retinal implantat marker. Denna konstruktion hade fördelen av att vara portabel och enkel att utföra. Även denna kurs kan reproduceras på en annan plats, finns inga specifika detaljer om kurs konstruktion tillhandahålls. Dessutom, och mer om var att de visade inlärningseffekt nådde asymptotiska nivåer på grund av kurs förtrogenhet, därför att kunna förhindra kurs memorering helt skulle eliminera oro för förlust av inlärning effekt över tiden 18. Ingen av de kurser som hittills beskrivits har fått stor spridning av nedsatt syn eller rehabiliterings samhällen.

Författarna därefter konsult med ett team av sex låg seende arbetsterapeuter och orientering och specialister rörlighet från västra Pennsylvania skola för blinda barn (Pittsburgh, PA) och blinda och Vision Tjänster Rehabilitering av Pittsburgh (Homestead, PA) orgarding föreslagna utformningen. Önskvärda egenskaper hos en funktionell hinderbana identifierat ingår: Bärbar för enkel montering / demontering och lagring, flexibilitet att testa under både mörka och ljusa ljusförhållanden, och för att spegla "verkliga livet" situationer genom att bland annat hinder som utgör föremål i patientens hemmiljö som är robust nog att tåla upprepad kollision samtidigt som det är formbart för att undvika patientskador. Dessutom ansågs det nödvändigt att ha flera olika typer av miljöer utformade på ett sådant sätt så att när det ges i en randomiserad ordning förhindrar kurs memorering. Dessutom skall kursen visa reproducerbara resultat i flera inställningar, har en stark inter-och intra rater reliability och vara ett objektivt mått på rumsuppfattning.

Kulmen på denna insats var utvecklingen av en hinderbana som rimligen kan förväntas för att återges i en vanlig institutionellhall. Kursen är utformad för att testa olika ämneskategorier, alla viktiga för navigering. Varje nivå av kursen försöker fokusera flera särskilda typer av hinder stöter på i vardagen navigeringsverksamheten. Den första kursen utvärderar möjligheten att navigera genom relativt hög kontrast mål som alla är placerade på golvet, men kräver ett stort antal varv. Den andra kursen utvärderar möjligheten att navigera genom hinder som är både hög och låg kontrast, förändringar golv textur och objekt svävande i luften. Den sista kursen utvärderar möjligheten att navigera frigolit hinder som låg kontrast, yta bländning ändringar på golvet, tillägg av nonStyrofoam hinder (tyg), förändringar golv kakel färg, hinder som måste intensifieras över, och hinder som inte finns på golvet. Kurserna är märkta 1, 2 och 3 för att underlätta märkning, men denna beteckning bör inte tolkas som ökar i svårighetsgrad. Inom varje nivå finns three versioner av kursen, vilket kan randomiserade att förhindra kurs memorering.

Protocol

1. Kurs Konstruktion Montera kursgolvet. Kurs mått är 40 fot lång och 7 meter bred, bestående av 280 1 ft 2 bärbara golvplattor (beige händelse golvplattor). Placera med svart trim runt Skalskydd (Figur 1). Måla de intilliggande väggar för att matcha golvplattor skapar en något monokromatisk miljö. Färger som vi använt med gråskalevärden tillhandahålls (tabell 5). Om de specifika färgerna inte är tillgängliga, rekommenderar vi att ta en…

Representative Results

Ämnen Sex seende ögonbindel, siktade, och 36 helt blind men annars friska vuxna (ålder 19-85 år), män (n = 29) och kvinnor (n = 13) patienter inkluderades i en av tre studier med testning av Brain sensoriska substitution anordning (Wicab, Madison WI). Alla studier godkändes av University of Pittsburgh IRB och alla ämnen tecknat ett godkänt informerat samtycke dokument. Alla studier var inom ämnen, upprepade åtgärder konstruktion så att varje ämne agerade som sin egen kontroll. Sikt…

Discussion

Vi beskriver en inomhus, portabel, lätt reproducerbar, och relativt billig kurs som kan användas för att utvärdera hinder undvikande av personer som är blinda eller har nedsatt syn. De flesta av dagens hinderbana design och tester (dvs. Bogserbåtar) är svåra att jämföra mellan olika platser och observatörer, eller är permanent instillationer som inte lätt kan utföras på alternativa platser 16,17,30. Vårt mål var att skapa en kurs som kan standardiseras för att användas på olika pl…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Dced staten Pennsylvania

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