Simulación de conducción en la clínica: Pruebas de Comportamiento Visual exploratoria en las Actividades de la vida diaria en pacientes con defectos del campo visual

Summary

Los pacientes con déficit visual después del informe de golpe sobre diferentes limitaciones en la vida diaria muy probablemente debido a las distintas estrategias de compensación, que son difíciles de diferenciar en la práctica clínica. Se presenta una clínica de configuración que permite la medición de la cabeza y diferentes compensatorio movimiento ocular-estrategias y evaluar sus efectos en la conducción.

Abstract

Los pacientes que sufren de hemianopsia homónima después de un infarto de la arteria cerebral posterior (ACP) reportan diferentes grados de restricción en la vida diaria, a pesar de los déficit visuales similares. Suponemos que esto podría ser debido a un desarrollo variable de estrategias compensatorias tales como alteraciones del comportamiento de exploración visual. Escaneo terapia compensatoria (SCT) se estudia como parte de la formación visual después de un infarto al lado de terapia restauración de la visión. SCT consiste en aprender a hacer grandes movimientos de los ojos en el campo ciego la ampliación del campo visual de búsqueda, que se ha demostrado ser la estrategia más útil ^1, no sólo en las tareas de búsqueda naturales, sino también en el dominio de las actividades de la vida diaria ^2. Sin embargo, en la práctica clínica es difícil identificar los distintos niveles de formación y efectos de la conducta compensatoria, ya que requiere la medición de los movimientos oculares en un estado sin límites cabeza. Los estudios demostraron que la cabeza de los movimientos sin restricciones alter el comportamiento exploratorio visual en comparación con una condición de laboratorio de cabeza moderado ^3. Martin et al. ⁴ y ⁵ Hayhoe et al. Demostraron que el comportamiento demostrado en el laboratorio no se puede asignar fácilmente a una condición natural. Por lo tanto, nuestro objetivo era desarrollar un estudio de puesta a punto que descubre diferentes estrategias compensatorias oculomotores rápidamente en una situación de prueba realista: Los pacientes son examinados en el entorno clínico en un simulador de conducción. SILAB software (Wuerzburg Instituto de Ciencias del Tráfico GmbH (WIVM)) se utiliza para programar escenarios de conducción de diversa complejidad y el registro de rendimiento del conductor. El software se combinó con una cabeza montada rastreador infrarrojo alumno de vídeo, grabación de cabeza y oculares (movimientos EyeSeeCam de la Universidad de Munich Hospital Clínico de Neurociencias).

El posicionamiento de la paciente en el simulador de conducción y la posición, ajuste y calibración de la cámara es demtrado. Actuaciones típicos de un paciente con y sin estrategia de compensación y un control sano se ilustran en este estudio piloto. Diferentes comportamientos oculomotora (frecuencia y amplitud de los ojos-y la cabeza-movimientos) se evalúan con gran rapidez durante la propia unidad de imágenes superpuestas dinámicos que indican donde la mirada sujetos se encuentran en la pantalla, y mediante el análisis de los datos. Mirada comportamiento compensatorio en un paciente conduce a un rendimiento de conducción comparable a un control sano, mientras que el rendimiento de un paciente sin un comportamiento compensatorio es significativamente peor. Los datos de los ojos y la cabeza, movimiento de comportamiento, así como el rendimiento de conducción se discuten con respecto a las estrategias oculomotores diferentes y en un contexto más amplio con respecto a los efectos posibles de formación durante toda la sesión de pruebas y sus implicaciones sobre el potencial de la rehabilitación.

Protocol

1. Preparación de la posición de Estudio

1. Deje que el paciente tome asiento, con una distancia de 2 m por delante de la pantalla (203 x 152 cm que cubren 58,15 grados del ángulo visual en el eje horizontal y 43,61 grados del ángulo visual en el eje vertical, la resolución: x 1400 1050), en un asiento de seguridad base fija simulación imita un asiento de coche real. Ayudar al paciente para ajustar la distancia del asiento al pedal con la parte inferior del mango. Ayuda para ajustar el respaldo.
2. Se enseña al paciente cómo utilizar los gadgets de coches de simulación (frenos, luces direccionales, volante).
3. Instruir al paciente en la tarea: Drive como lo haría en una situación real de conducción no simulado. El camino es un camino de ida solo carril con curvas de radio más pequeño (500 m, el mayor radio de 1.200 m) y sin tráfico. Esté atento a las señales de tráfico y romper-coches nuevos en ambos lados de la carretera. Reaccionar a la noción de eventos potencialmente peligrosos como el jabalí o las bolas se acercan a lacamino lo más pronto posible, ya sea presionando el freno o el uso de la señal de viraje o ambos, lo que parece ser adecuada en cada situación de conducción correspondiente. Mientras presiona el pedal, el coche acelera a una velocidad constante de 70 km / ha menos que el freno se utiliza ^1. El trayecto dura unos 10 minutos.
4. Informar al paciente sobre la enfermedad de simulación. En caso de malestar, náuseas o sudoración ocurre, interrumpir la sesión de pruebas.
5. A prueba de conducción con menos densidad tarea se lleva a cabo para acostumbrarse a la situación de la simulación y la simulación para prevenir la enfermedad, facilitándoles el tiempo suficiente para ajustar ^2.

2. Calibración del seguidor de ojos

1. En la segunda sesión de pruebas, después de que el paciente está colocado correctamente y ha recibido el tiempo suficiente para la práctica, colocar el Eye-Tracker en la cabeza del paciente y ajustar tirando de las correas flexibles. La cámara láser de cabeza debe estar apuntando hacia el centro de la pantalla. Ajuste el cabezal de la cámara se centra en el alumno.
2. Indique al paciente que mire a los cinco puntos de acuerdo con la iniciativa de la flecha del ratón para la calibración.
3. Inicie la simulación.
4. Calibración completa con la adición de la calibración horizontal: Paciente imagen de superposición obsesiona (de un ojo) en la pantalla de la izquierda, a continuación, sigue el ojo se mueva a través de la pantalla y fija de nuevo en el lado derecho.
5. Pruebe la calibración pidiendo al paciente que se fije en objetos específicos de la pantalla, y ajustarla a los ojos de la imagen de superposición, lo que indica la posición de la mirada calculada por el software. La calibración es exitosa, si la mirada y la superposición de imagen se encuentran en el mismo punto en la pantalla. Un desplazamiento vertical de la agudeza rastreador ocular puede ocurrir durante el accionamiento. Evaluar la cantidad de deriva por inspección visual, al principio y al final de la unidad, el control de la necesidad de volver a probar.
6. Si la calibración se ha realizado correctamente, desactive las imágenes de superposición. Si no repita el proceso de calibración hasta que lo consigue.
Para la evaluación rápida de la conducta compensatoria de la mirada-movimientos a su vez en las imágenes del ojo de superposición.

3. Simulación

1. Proceda con la simulación por pedir al paciente que inicie la marcha.
2. Deje que los pacientes diversas rutas de unidad (cada una 6.500 m en las zonas rurales y aproximadamente 10 minutos de duración) con diferente dificultad de la tarea debido a un nivel de distracción por el entorno. Cada paciente lleva tres rutas.
3. Evaluación inmediata de la conducta oculomotora: Encienda las imágenes de superposición de los ojos y visualizar el comportamiento de la mirada de un paciente durante la prueba de la sesión El ojo-tracker envía continuamente las coordenadas de la posición de la mirada real al software de simulación SILAB. A cambio SILAB proyecta la imagen de ojo de superposición, que es una imagen de un ojo, en la pantalla exactamente en el lugar donde el paciente mira. Esto no sólo puede ser utilizado para probar la calidad de la calibración, sino también para hacer que el comportamiento mirada inmediatamente visible no sólo para usted sino unlso al paciente.

4. Análisis

1. Para la grabación de los datos de uso del software SILAB una frecuencia de muestreo de 100 Hz. Utilice el software SILAB también para registrar la velocidad, los tiempos de reacción (el uso de los intermitentes, freno).
2. Realizar análisis estadístico de los parámetros de la cabeza-y el movimiento ocular-con Matlab (Mathworks Company, Natick, EE.UU.). Utilice los siguientes criterios:
   1. Definir saccades como secciones de la trayectoria mirada en donde la velocidad mirada excede 30 ° / s y amplitud de mirada es mayor que 1 ° (como los movimientos del ojo por debajo de 1 ° pertenecen a microsacadas). Sacadas de racimo que ocurre dentro de 80 ms. Definir secciones entre las sacadas como fijaciones. Definir los movimientos de cabeza como movimientos superiores a 6 ° / seg ¹¹ y una amplitud de más de 3 °. Excluir simultáneo de cabeza y los ojos-con movimientos directorio en la dirección opuesta, ya que representan ninguna ganancia en amplitud mirada.
   2. Definir las fijaciones de objetos como la fijación de un objeto con la posición de la mirada de máximo 1, 24 & dpor ejemplo, aparte del objeto sobre el eje x y 1, 66 ° en el eje y. Los objetos no se activan en función de los pacientes miran posición, pero tenga en cuenta la excentricidad de objeto para contemplar posición calculando cuando el objeto aparece ^3.
   3. Cálculo de la duración media de las fijaciones de los participantes (media de duración de la fijación) y la propagación de búsqueda en los meridianos horizontal y vertical (la varianza de los lugares de fijación).
3. Miden los tiempos de reacción en dos formas: como un primer modo (primera detección) el tiempo de reacción medida como primera detección por cualquiera de fijación o de detección manual: Si el paciente fija la primer objeto y responde manualmente después (en la mayoría de los casos), después eligió la fijación de tiempo como el tiempo de reacción como la primera detección. Si el paciente utiliza la señal de giro o el pedal de freno por primera vez como un indicador sin antes fijando el objeto, a continuación, elija el tiempo de reacción manual como primera detección. Como un segundo modo (reacción manual), medir reaccionarion tiempo de reacción manual (señal de freno o de vuelta) solamente.

5. Los resultados representativos

Hemos contratado a 6 pacientes de diferentes edades (35-71 años de edad) con hemianopsia incompleta después de un infarto isquémico PCA (4 a la derecha y 2 en el hemisferio izquierdo) y 85 controles sanos de diferentes edades (20 a 75 años de edad, igualmente distribuida) para determinar los cambios relacionados con la edad en los ojos y la cabeza-movimientos rendimiento, así como conducir como un grupo de referencia. No informaron déficits cognitivos, déficits neurológicos o psiquiátricos o enfermedades y la agudeza visual fue mayor que 0,5. La historia clínica fue tomada y exploró las experiencias con los medios virtuales. El estudio se realizó de conformidad con la Declaración de Helsinki y fue aprobado por el comité de ética local. Por escrito el consentimiento informado se obtuvo de todos los participantes. Todos los sujetos eran conscientes de la finalidad de los experimentos.

Aquí, demostramos representativos resultados de prueba de dos pacientes probados 7 a 9 meses después de accidente cerebrovascular incidente con hemianopsia incompleto (Figura 1) en el lado derecho con y sin comportamiento compensatorio así como un sujeto sano como control. El control sano fue elegido debido a la misma edad, experiencia de conducción y juego de ordenador.

Paciente A exhibió movimiento sacádico compensatoria al lado donde se encuentra el defecto visual resultante en el rendimiento normal de simulación de conducción en comparación con un control sano con detección exitosa de reacción y de los posibles peligros en una situación de conducción rural. Sin embargo, el paciente B no mostró movimiento sacádico compensatorio y reveló los malos resultados en simulación de conducción con falta hacia fuera en los objetos periféricos en el campo ciego causando tiempos de reacción prolongados o colisiones. Sin embargo, a lo largo de las unidades, el paciente B adoptado conductas compensatorias causando menos colisiones, sin que se le indique. Las pruebasSe llevó a cabo sin restricciones de cabeza que permite condiciones reales y para detectar la posible influencia de los movimientos de la cabeza en la conducta compensatoria.

A los pacientes se les pidió que conducir el curso como lo harían en una situación de conducción real no simulado. En comparación con el paciente sujeto sano A. Realiza movimientos sacádicos 1,7 veces más frecuentemente, que predominantemente cubiertos el lado de la pantalla en la que se encuentra el defecto visual (63%) Las amplitudes de los movimientos sacádicos en el paciente A y el control fueron similares (media de amplitud: 5,5 grado en el sujeto sano versus 5,3 grado en el paciente). La duración de la fijación del paciente A fue más corto en comparación con el control sano (duración media de fijación de 381 ms en el paciente A versus 483 ms en el control).

En contraste B de paciente y control de la exploró igualmente frecuentes ambos lados de la pantalla. Figura 2 ilustra la distribución de las fijaciones en la pantalla durante la primera unidad de patient A, el sujeto sano y el paciente B. Paciente B realiza 3,4 movimientos sacádicos menos en comparación con el paciente A que cubre la mitad del tamaño de la amplitud del paciente A (amplitud media: 5,5 paciente A versus 2,9 grado en el paciente B). Paciente B mostró ya fijación duración en comparación tanto con el control sano y un paciente. (Duración media de fijación 1049 ms)

Paciente B Una paciente y realiza casi sin movimientos de cabeza (1 a 2), mientras que el control sano ejecutado unos pocos (5 a 10) de cabeza por los movimientos de conducción sesión contribuyendo a mirar amplitud.

La Figura 3 demuestra la influencia de la excentricidad de la posición del objeto con respecto a la posición de la mirada en el tiempo de reacción, demostrado por separado para el lado izquierdo y derecho del campo visual. La figura ilustra el aumento del tiempo de reacción debido a la excentricidad en los dos sujetos ilustrados por separado para ambos lados del campo visual. Algunos tiempos de reacción en muy pequeña ecc entricities están a menos de 50 ms. Estos no son tiempos de reacción realistas, sino más bien debido a la exploración de posibles lugares peligrosos a lo largo de la carretera, o los objetos que aparecen en el punto de fijación del paciente. No filtrar estos eventos porque esto también representa un comportamiento de conducción de cierto interés: reconociendo y dando a los posibles lugares peligrosos. (El gráfico también muestra que hay menos tiempos de reacción indicados para el paciente B debido a los objetos perdidos en su campo ciego.)

En el paciente A y el control sano todos los objetos fueron detectados y no se produjeron colisiones. En el paciente B, sin embargo, los tiempos de reacción difieren claramente entre el bien (ciego) y la izquierda (visión de futuro) sobre el terreno: los objetos detectados paciente B se producen en el campo ciego 1,6 veces más lento en comparación con el campo de visión de futuro y colisionó 4 veces con objetos que ocurren en el campo ciego ( mediana del tiempo de reacción: a la derecha (ciego) sobre el terreno: 4.411,66 ms versus izquierda (visión de futuro) sobre el terreno: 2810 ms).

"> Por lo tanto, el paciente A Evidencia compensa su pérdida de visión excéntrica derecha bien por un mayor número de movimientos sacádicos alcanzar el lado del defecto del campo visual. Todavía no está claro, aunque si esta estrategia de compensación llega a ser insuficiente con una mayor carga de trabajo. Para esto se sugiere en el gráfico de la izquierda del campo visual: mientras el paciente se logró reaccionar igualmente rápido en el lado derecho debido a la lateralización de los movimientos sacádicos, mostró tiempos de reacción más largos a mayores excentricidades en el lado izquierdo, lo que sugiere un posible costo de la estrategia con respecto con el rendimiento. Sin embargo, el control sano también muestra ligeras diferencias de tiempos de reacción que comparan ambos lados, que también podría ser debido al hecho de que el control sano realiza una unidad menos de los pacientes. Para probar si esto representa un efecto estable, más ensayos sería necesario.

En contraste con el paciente Un paciente B, presenta un resultado representativo de un paciente carece de compensación deatory comportamiento y su efecto sobre el rendimiento de conducción: la falta de movimientos sacádicos compensatorios en el campo ciego resultó en colisión con los objetos que aparecen en el campo ciego y los tiempos de reacción prolongados. Sin embargo, a lo largo de las unidades, el paciente espontáneamente comenzaron a realizar más movimientos sacádicos en el campo visual derecho con mayor amplitud, lo que resulta en menor incidencia de colisiones.

Figura 1A. Paciente A automatizado, 30 ° perimetría de umbral.

La Figura 1B. Paciente B, 30 ° perimetría automatizada umbral.

Figura 2.

Figura 3. Los tiempos de reacción a los objetos que aparecen en diversas excentricidades en el campo visual, para el paciente A control, B paciente, y saludable.

¹ Este tempomat fue implementado para asegurar la comparabilidad de los tiempos de reacción entre los grupos de edad, ya que se sabe que los conductores mayores reducir la velocidad como un posible mecanismo compensatorio ^7.

² Simulación enfermedad se describe como náuseas, sudoración o mareos persistentes durante una sesión de conducción. Hay diferentes datos sobre la frecuencia de aparición que van desde 9% a 37% dependiendo de la edad, ya que se produce más probable en los ancianos ^{8, 9, 10.} La preparación concienzuda con la práctica lleva tiempo suficiente para que cada individuo para ajus adecuadostamento reducir la probabilidad de enfermedad de simulación.

³ por unidad hay 4 jabalí y 4 bolas programados para acercarse a cada lado de la carretera en dos excentricidades diferentes, en las partes rectas del curso y en diferentes intervalos del curso para prevenir el hábito de pruebas. Apariencia de los objetos se desencadena por los puntos de sujeción de flujo que pasan por la carretera.

Discussion

El nuevo método establecido permite el examen visual del comportamiento exploratorio de los pacientes con defectos del campo visual causada por un accidente cerebrovascular. El diseño de la prueba también ofrece un enfoque inmediato para evaluar el comportamiento mirada compensatoria: Al girar en las imágenes de superposición de los ojos del examinador puede visualizar el comportamiento de la mirada de un paciente durante la sesión de prueba. Por lo tanto, permite una evaluación muy rápida e inmediata de si el paciente ha adoptado un comportamiento compensatorio mirada. También permite a los pacientes a tomar conciencia de ello mediante la visualización de los movimientos de la mirada de un ojo de superposición de imagen en movimiento a través de la pantalla como una mirada que indica herramienta de retroalimentación. El papel de los movimientos de cabeza en el comportamiento compensatorio mirada sigue siendo poco clara. En nuestro grupo de control de movimientos de cabeza son más comunes entre las personas mayores. El control realizado más sano cabeza-movimientos de los pacientes. Head-movimientos pueden jugar un papel más importante en el campo de visión más amplio que es probado en nuestra puesta a punto. Por lo tanto no podíamos identify los movimientos de cabeza como parte de la conducta compensatoria mirada en nuestro paciente. Sin embargo, más pacientes necesitan ser examinados para aclarar el papel de los movimientos de cabeza en la conducta compensatoria.

Las limitaciones del estudio son los siguientes: Repetición hace necesario en algunas personas debido a la deriva vertical del rastreador de ojo en toda la unidad. Los objetos aparecen de forma natural a lo largo de la carretera y no en una excentricidad fija disparada por la posición mirada. No obstante posición mirada actual en relación con el objeto se considera la hora de interpretar los tiempos de reacción.

Los pacientes con defectos del campo visual se ha probado antes en situaciones de conducción simuladas y reales:.. Bowers et al ¹² y Cockelbergh et al ¹³ realizaron estudios en un simulador de conducción y demostró un desempeño más deficiente manejo de los pacientes en comparación con los controles sanos. Sin embargo, no ha registrado los ojos y la cabeza-movimientos y las diferencias individuales podría not estar relacionado con el comportamiento exploratorio visual. Wood et al. ⁶ probado en una situación de la vida real y establecido una evaluación del rendimiento de la conducción de los pacientes con defectos del campo visual. Cabeza y movimientos oculares fueron analizados a través de vídeo y la puntuación después de la prueba por dos investigadores independientes, por lo que trata de entre los calificadores fiabilidad. Sin embargo no proporcionaron un análisis cuantitativo de las duraciones de fijación, sacadas, y los movimientos de la cabeza y evaluación dependían de un especialista en manejo de rehabilitación certificada. La ventaja de nuestra puesta a punto con la conducción simulada es la evaluación rápida y sencilla en un entorno clínico, el registro de parámetros bien definidos de ojo-cabeza-y movimientos, así como los tiempos de reacción. Es posible controlar el nivel de distracción y exponer cada conductor a una situación de conducción similar con rutas normalizadas y las condiciones que permiten la comparabilidad. Roth ² se ha demostrado que la SCT mejora el comportamiento de búsqueda de la vista ciega en natural search tareas. Al ajustar el nivel de distracción en los cursos de conducción, será posible probar si, y en qué nivel, el comportamiento compensatorio falla con mayor carga de trabajo. Comparando simulado a los estudios de conducción real, parece apropiado para enseñar conductas compensatorias en un entorno simulado y expone al paciente a una situación de conducción real como un segundo paso. Sobre todo porque este último permite evaluar la seguridad de la conducción.

En el futuro tenemos la intención de incluir la caracterización de los diferentes niveles de conductas compensatorias mediante el análisis sacadas, amplitudes y distribución. Esto podría ayudar a ofrecer rehabilitación más planes individuales de ajustarse al nivel actual del paciente de la conducta compensatoria. En segundo lugar, el paciente B revela adopción espontánea de una estrategia compensatoria, nos gusta probar el diseño como una posible herramienta para la rehabilitación: Conducir simulación no sólo como un diseño de la prueba de diagnóstico, sino también para la formación específica, instruyendo ªpaciente e para realizar el comportamiento sacada compensatoria. En combinación con la visualización inmediata de la conducta mirada por la mirada del ojo de superposición de imágenes que indican que esto podría proporcionar un mecanismo de retroalimentación que surja la atención sobre una estrategia compensatoria.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nombre	Empresa	Catálogo	Comentario
Simulador de Conducción Software SILAB	Wuerzburg Instituto de Ciencias del Tráfico GmbH (WIVM)		http://www.wivw.de/index.php.en
EyeSeeCam	Hospital de la Universidad de Munich Neurociencias Clínicas		http://eyeseecam.com
			Estimación de costos y de tiempo para el establecimiento 20.000 euros, 3 meses.