Terapia de Adaptación de Prismas Virtuales: Protocolo para la Validación en Adultos Saludables
Summary
Este protocolo experimental demuestra el uso de la terapia de adaptación de prisma virtual (VPAT) en adultos sanos y la asociación entre VPAT y espectroscopia funcional de infrarrojo cercano para determinar el efecto de VPAT en la activación cortical. Los resultados sugieren que el VPAT puede ser factible y podría inducir una adaptación conductual similar a la terapia convencional de adaptación del prisma.
Abstract
El descuido hemispatial es un deterioro común después del accidente cerebrovascular. Se asocia con malos resultados funcionales y sociales. Por lo tanto, una intervención adecuada es imprescindible para el manejo exitoso de la negligencia hemispatial. Sin embargo, el uso clínico de varias intervenciones es limitado en la práctica clínica real. La terapia de adaptación prisma es una de las modalidades de rehabilitación más basadas en evidencia para tratar el abandono hemispatial. Para superar cualquier posible deficiencia que pueda ocurrir con la terapia de prisma, desarrollamos un nuevo sistema utilizando realidad virtual inmersiva y cámara de sensor de profundidad para crear una terapia de adaptación de prisma virtual (VPAT). Para validar el sistema VPAT, diseñamos un protocolo experimental que investiga los errores de comportamiento y los cambios en la activación cortical a través del sistema VPAT. La activación cortical se midió mediante espectroscopia infrarroja cercana funcional (fNIRS). El experimento consistió en cuatro fases. Los cuatro incluían hacer clic, señalar o descansar aplicado a personas sanas con la mano derecha. Hacer clic versus apuntar se utilizó para investigar la región cortical relacionada con la tarea motora bruta, y apuntar con VPAT versus apuntar sin VPAT se utilizó para investigar la región cortical asociada con la percepción visuospatial. Los resultados preliminares de cuatro participantes sanos mostraron que señalar errores por el sistema VPAT era similar a la terapia convencional de adaptación del prisma. Es posible que se requiera un análisis adicional con más participantes y datos de fNIRS, así como un estudio en pacientes con accidente cerebrovascular.
Introduction
El descuido hemispatial, que afecta la capacidad de percibir el campo visual hemiespacial contralateral, es un deterioro común después del accidente cerebrovascular1,2. Aunque la rehabilitación después del abandono hemispatial es importante, debido a su asociación con los malos resultados funcionales y sociales, la rehabilitación a menudo está infrautilizada en la práctica clínica real3,4.
Entre los diversos enfoques de rehabilitación existentes sugeridos para el abandono hemispatial, la terapia de adaptación de prismas (PA) ha demostrado ser eficaz para la recuperación y mejora de la negligencia hemispatial en pacientes con accidente cerebrovascular subagudo o crónico5,6,7,8. Sin embargo, PA convencional está infrautilizado debido a varios inconvenientes9,10. Estos incluyen 1) alto costo y requisito de tiempo debido a la lente prisma que necesita ser cambiado para ajustarse al grado de desviación; 2) la necesidad de configurar materiales adicionales que se apunten y enmascarar la trayectoria de la mano; y 3) PA sólo puede ser utilizado por pacientes que pueden sentarse y controlar su posición en la cabeza.
Un estudio reciente que reproduce los efectos de adaptación en el entorno de realidad virtual (VR) informó que puede ser posible que la terapia de adaptación de prisma virtual (VPAT) tenga diferentes efectos dependiendo de los subtipos de negligencia11. También se sugirió que la activación cortical para la PA puede variar según las lesiones cerebrales12. Sin embargo, poco se sabe sobre el patrón de activación cortical visto en PA inducido por VR.
Para superar estos obstáculos y promover el uso de PA en un entorno clínico, desarrollamos un nuevo sistema de terapia de megafonía utilizando una tecnología de realidad virtual inmersiva llamada terapia de adaptación de prisma virtual (VPAT), mediante el uso de una cámara de detección de profundidad. Diseñamos un sistema de realidad virtual inmersivo con la capacidad de proporcionar retroalimentación visual sobre la posición de una extremidad virtual para promover el realineamiento espacial13. Usando esta tecnología de realidad virtual inmersiva, que imitaba el efecto del PA convencional, diseñamos un experimento para validar el sistema VPAT en participantes sanos.
Al llevar a cabo nuestro protocolo experimental visualizado, investigamos si el nuevo sistema VPAT puede inducir la adaptación conductual, similar al PA convencional. Además, nos gustaría explorar si el sistema VPAT puede inducir la activación en las regiones corticales asociadas con la percepción visuospatial o la recuperación de negligencia hemispatial después del accidente cerebrovascular.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este estudio implementó la terapia de adaptación del prisma utilizando un movimiento de la mano traducido en un entorno de realidad virtual. Investigó si la desviación implementada estaba causando el exceso de ángulo y la adaptación conductual, como en la terapia de adaptación de prisma convencional.
En el resultado del error de apuntamiento de mediana (Figura 5) y el primer resultado de error señalador, el error señalador cambió significativamente cuand…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este estudio fue apoyado por el Fondo de Investigación Hospitalaria Bundang de la Universidad Nacional de Seúl (14-2015-022) y por el Ministerio de Industria y Energía Comercial (MOTIE, Corea), el Ministerio de Ciencia y TIC (MSIT, Corea) y el Ministerio de Salud y Bienestar (MOHW, Corea ) en el marco del Programa de Desarrollo Tecnológico para la Convergencia AI-Bio-Robot-Medicina (20001650). Nos gustaría agradecer a Su-Bin Park, Nu-Ri Kim y Ye-Lin Jang por ayudar a preparar y proceder con la grabación de vídeo.
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
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