Virtual-Reality-Tools zur Bewertung einseitiger räumlicher Vernachlässigung: Eine neue Möglichkeit zur Datenerhebung

Peter J. Schwab; Alex Miller; Ann-Marie Raphail; Ari Levine; Christopher Haslam; H. Branch Coslett; Roy H. Hamilton

doi:10.3791/61951

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Methodenartikel

Virtual-Reality-Tools zur Bewertung einseitiger räumlicher Vernachlässigung: Eine neue Möglichkeit zur Datenerhebung

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DOI:

10.3791/61951

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10. März 2021

Peter J. Schwab¹^,² , Alex Miller² , Ann-Marie Raphail³ , Ari Levine² , Christopher Haslam² , H. Branch Coslett¹^,² , Roy H. Hamilton¹^,²^,⁴

¹Department of Neurology, University of Pennsylvania, ²Laboratory for Cognition and Neural Stimulation, University of Pennsylvania, ³Department of Psychology, Drexel University, ⁴Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Pennsylvania

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Ziel war es, eine neuartige Virtual-Reality-Aufgabe zu entwerfen, zu bauen und zu pilotieren, um einseitige räumliche Vernachlässigung zu erkennen und zu charakterisieren, ein Syndrom, das 23-46% der akuten Schlaganfallüberlebenden betrifft, und die Rolle der virtuellen Realität bei der Untersuchung und Behandlung neurologischer Erkrankungen zu erweitern.

Zusammenfassung

Einseitige räumliche Vernachlässigung (USN) ist ein Syndrom, das durch Unaufmerksamkeit oder Untätigkeit auf einer Seite des Raumes gekennzeichnet ist und zwischen 23-46% der akuten Schlaganfallüberlebenden betrifft. Die Diagnose und Charakterisierung dieser Symptome bei einzelnen Patienten kann eine Herausforderung darstellen und erfordert oft qualifiziertes klinisches Personal. Virtual Reality (VR) bietet die Möglichkeit, neuartige Bewertungsinstrumente für Patienten mit USN zu entwickeln.

Unser Ziel war es, ein VR-Tool zu entwerfen und zu bauen, um subtile USN-Symptome zu erkennen und zu charakterisieren und das Tool an Probanden zu testen, die mit hemmender repetitiver transkranieller Magnetstimulation (TMS) von kortikalen Regionen im Zusammenhang mit USN behandelt wurden.

Wir schufen drei experimentelle Bedingungen, indem wir TMS auf zwei verschiedene Regionen des Kortex anwendeten, die mit der visuell-räumlichen Verarbeitung assoziiert sind - den Gyrus temporalis superior (STG) und den gyrus supramarginalis (SMG) - und Schein-TMS als Kontrolle anwendeten. Wir platzierten die Probanden dann in einer Virtual-Reality-Umgebung, in der sie gebeten wurden, die Blüten mit lateralen Asymmetrien von Blumen zu identifizieren, die über Büsche in beiden Hemiräumen verteilt waren, mit dynamischer Schwierigkeitsanpassung basierend auf der Leistung jedes Subjekts.

Wir fanden signifikante Unterschiede in der durchschnittlichen Kopfgier zwischen Probanden, die an der STG stimuliert wurden, und denen, die an der SMG stimuliert wurden, und marginal signifikante Effekte in der durchschnittlichen Visuellen Achse.

Die VR-Technologie wird zugänglicher, erschwinglicher und robuster und bietet eine aufregende Gelegenheit, nützliche und neuartige spielähnliche Tools zu entwickeln. In Verbindung mit TMS könnten diese Werkzeuge verwendet werden, um spezifische, isolierte, künstliche neurologische Defizite bei gesunden Probanden zu untersuchen und die Entwicklung von VR-basierten Diagnosewerkzeugen für Patienten mit Defiziten aufgrund einer erworbenen Hirnverletzung zu informieren. Diese Studie ist die erste nach unserem Wissen, in der künstlich erzeugte USN-Symptome mit einer VR-Aufgabe ausgewertet wurden.

Einleitung

Einseitige räumliche Vernachlässigung (USN) ist ein Syndrom, das durch Unaufmerksamkeit oder Untätigkeit auf einer Seite des Raumes gekennzeichnet ist und zwischen 23-46% der überlebenden akuten Schlaganfälle betrifft, am häufigsten eine Verletzung der rechten Gehirnhälfte beinhaltet und zu einer Tendenz führt, die linke Seite des Raumes und / oder den Körper des Überlebenden zu ^{ignorieren1,2}. Obwohl die Mehrheit der Patienten mit USN kurzfristig eine signifikante Genesung erfährt, bleiben subtile USN-Symptome oft ^bestehen3. USN kann das Risiko für Stürze bei Patienten erhöhen und aktiv....