טיפול בפריזמה וירטואלית הסתגלות: פרוטוקול לאימות בוגרים בריאים
12 בפברואר 2020
פרוטוקול ניסיוני זה מדגים את השימוש בטיפול מנסרה וירטואלית הסתגלות (VPAT) בקרב מבוגרים בריאים הקשר בין VPAT ופונקציונלי הקרוב הספקטרוסקופית אינפרא אדום כדי לקבוע את ההשפעה של VPAT על הפעלה קורטיקלית. תוצאות מציעות כי VPAT עשוי להיות אפשרי והוא יכול לגרום לעיבוד התנהגותי דומה בתור טיפול קונבנציונאלי הסתגלות פריזמה.
הפרוטוקול הניסיוני שלנו יכול להתייחס לשאלה האם טיפול בהסתגלות למנסרה יעיל לחולים עם הזנחה ההמיספטיאלית והאם מערכת הטיפול הוירטואלית שלנו בהסתגלות למנסרה מקדמת יישור מחדש מרחבי והפעלה קליפתית. טיפול הסתגלות פריזמה וירטואלי פותח להיות פחות יקר, מהיר יותר להגדיר, וקל יותר להסתגל מאשר הסתגלות פריזמה קונבנציונלית. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להחליף טיפול פריזמה קונבנציונלי בחולים עם הזנחה hemispatial כי זה יכול לחקות את ההשפעות של הסתגלות פריזמה קונבנציונלית.
שיטה זו מרמזת על פוטנציאל לשימוש במציאות מדומה לטיפול בשבץ מוחי ועשויה לתת תובנה על שיקום הזנחה מימשית בתחום השיקום הווירטואלי. למרות שהמערכת מבוססת על מנוע גיימינג למציאות מדומה ולכן נעשה בה שימוש קל. הקפד לטפל בהכנה.
עבור פונקציונלי ליד הגדרת מדידת ספקטרוסקופיה אינפרא אדום, יש את המשתתף לשבת על כיסא עם גב ישר ולאשר כי ידו של המשתתף לא פגע בטבלה בעת הושטת יד. לאחר מכן, בחר את הפונקציונליות המתאימה ליד גודל ספקטרוסקופיית אינפרא אדום בהתאם להיקף הראש של המשתתף והצב את הכובע על ראשו של המשתתף, כך שהקודקוד ממוקם בצומת של נקודת האמצע בין האיון לנסיון ונקודת האמצע בין האזורים הקדם-אורקולריים השמאליים והימין. הצג את המונטאז' על המסך וחבר 15 מקורות ו-24 גלאים למונטאז'.
השתמש ג'ל מוליך כדי לשפר את הרווח ממקור האור אם קריטי לפני החדרת optode ולהמקם את מכסה שמירה על המשתתף. כדי להגדיר את התוכנה, הפעל את תוכנת מערכת הספקטרוסקופיה הפונקציונלית ליד אינפרא-אדום וטען את מונטאז' ההזנחה. כשהמונטאז' מוצג על המסך, קבעו 15 מקורות ו-24 גלאים לפי המונטאז' ולחצו על כיול.
כדי לכייל את מערכת הטיפול בהסתגלות פריזמה וירטואלית, תחילה הר את ראש המציאות המדומה רכוב על הצג מעל כובע ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פונקציונלית דואג כדי למנוע הפרעה הכובע. כאשר התצוגה נמצאת במקום, פתח את התוכנה הווירטואלית לטיפול בהסתגלות פריזמה והזן את פרטי המשתתפים. לחץ על התחל ואשר את הפריט החזותי של היד הווירטואלית בתצוגה.
ליזום את הכיול הדו-שלתי ולהורות למשתתף לצפות בסימן הצלב האדום במרכז המסך. לאחר מכן הקש על מקש R כדי לכייל את המסך. הורה למשתתף להצביע על המטרה ביד ימין.
לאחר מכן הקש על מקש O כדי לכייל את מיקום היד. יש לספק מספיק מקום לכיול בטווח היד ואין למתוח את היד רחוק מדי כדי לקבוע את מיקום היעד. בסוף הכיול, אשר את נכונותו של המשתתף להתחיל את הניסוי ולהתחיל את המערכת ללא מצב פריזמה.
לחץ על מקש ההתחלה כדי ליזום ניסוי עם ארבעה שלבים בו זמנית עם הקלטת ספקטרוסקופיה אינפרא אדום פונקציונלית ולהורות למשתתף להצביע או ללחוץ עם האצבע המורה הימנית שלהם בתוך שלוש שניות מהסמל המתאים המופיע או לנוח. במצב התאמת פריזמה וירטואלית, זווית הסטייה שנקבעה גורמת לסטיית יד וירטואלית. היד הירוקה היא העמדה המוכרת בפועל ביד אשר אינה מוצגת למשתמש.
הידיים הכחולות הן ידיים סוטות המוצגות למשתמש. במצב סטייה, ידו של המשתמש משתרעת בכיוון שמאל על מנת לשמור על ידו של המשתמש קרובה יותר ויותר ליעד. עבור בלוק הלחיצה, הנחה את המשתתף ללחוץ על לחצן.
כל שלב יכלול בלוקים להצביע, ללחוץ או לנוח. בגרף מייצג זה, שגיאת הצבעה עבור ארבעה משתתפים בריאים מוצגת עם הממוצע של הערך החציוני מ 10 ניסויים ב subphase של כל משימת הצבעה נמשך 30 שניות. כאן מוצגת שגיאת ההצביעה של כל נושא המדגימה הסתגלות בשלבי הטיפול בהסתגלות הפריזמה הווירטואלית ובהסתגלות הפוסט-מנסמטית.
השתמש בכיול מסך כדי למקם את המרחב הווירטואלי לפני הטווח החזותי של המשתמש ולהשתמש בכיול מרחק היעד כדי למקם את היעד בהישג ידו של המשתמש. למדנו מתנדבים מבוגרים בריאים, אבל הטכנולוגיה יכולה לשמש עם חולים קליניים. בנוסף, השוואת הנתונים עם שיעורי פריזמה אמיתיים יכולה להיות משמעותית.
צפו בתמליל המלא וקבלו גישה לאלפי סרטונים מדעיים
סקירה כללית
פרוטוקול ניסיוני זה מדגים את השימוש בטיפול בהתאמת פריזמה וירטואלית (VPAT) במבוגרים בריאים ואת הפוטנציאל שלו לחקות טיפול קונבנציונלי בהתאמת פריזמה. המחקר בוחן את הקשר בין VPAT לבין ספקטרוסקופיה פונקציונלית בשימוש באינפרא-אדום קרוב כדי להעריך את השפעותיו על הפעילות הקורטיקלית.
מרכיבי מפתח של המחקר
תחום המדע
- מדעי המוח
- שיקום
- מציאות מדומה
רקע
- טיפול באמצעות התאמה לפריזמה משמש עבור מטופלים עם הזנחה חצי מרחבית.
- טיפול באמצעות התאמה לפריזמה וירטואלית שואף להיות יעיל יותר מבחינה כלכלית וקל יותר ליישום.
- טכניקה זו עשויה לספק תובנות לגבי אסטרטגיות שיקום עבור חולי שבץ מוחי.
- עושה שימוש במנוע משחקים של מציאות מדומה לצורך נגישות.
מטרת המחקר
- להערכת היעילות של VPAT עבור יישור מחדש מרחבי.
- לקביעת ההשפעה של VPAT על הפעלה קורטיקלית.
- לבחינת ההיתכנות של שימוש ב-VPAT כתחליף לטיפול קונבנציונלי.
שיטות שנעשה בהן שימוש
- יישום של טיפול במיטב התאמה באמצעות מנסרה וירטואלית.
- ספקטרוסקופיה תפקודית בשימוש באינפרא-אדום קרוב למדידת הפעלה קורטיקלית.
- השוואה של התאמות התנהגותיות בין VPAT לטיפול קונבנציונלי.
- הערכה של הגדרות המערכת וחוויית המשתמש.
תוצאות עיקריות
- VPAT עשוי להוביל להתאמות התנהגותיות דומות לאלו של טיפול קונבנציונלי.
- ההיתכנות של VPAT הוכחה במבוגרים בריאים.
- ראיות לשינויים בהפעלה קורטיקלית הקשורים ל-VPAT.
- פוטנציאל לשימוש ב-VPAT במסגרות קליניות לצורכי שיקום.
מסקנות
- VPAT מהווה חלופה מבטיחה לטיפול קונבנציונלי באדפטציה לפריזמה.
- נדרש מחקר נוסף כדי לתקף את יעילותו באוכלויות קליניות.
- שיטה זו עשויה לשפר גישות שיקום להזנחה המרחבית החד-צדדית (hemispatial neglect).
שאלות נפוצות
רלוונטיות תעשייתית ניהולית
טיפול בadaptation של פריזמה וירטואלית (VPAT) מציע גישה יעילה כלכלית וניתנת להרחבה להערכת יישור מחדש מרחבי (spatial realignment) ואקטיבציה קורטיקלית במחקרי שיקום עצבי. באמצעות שימוש במציאות מדומה וב-fNIRS, ה-VPAT מאפשר הפחתת סיכונים מכנית של היפותזות טיפוליות הקשורות לאינטגרציה מוטורית-חזותית-מרחבית. הדבר תומך בתיקוף של מטרות ובביטחון תחзоאי בשלבי גילוי מוקדמים של גירעונות קוגניטיביים הקשורים לשבץ מוחי.
יישומים אסטרטגיים במחקר ופיתוח בביופארמה
גילוי מוקדם ותיקוף מטרה
- ערך מדעי: בוחן היפותזות טיפוליות על מנגנונים של ארגון מחדש מרחבי במודלים של הזנחה חצי-מרחבית (hemispatial neglect).
- ערך תפעולי: מאפשר תיקוף של מטרות תפקודיות באמצעות הפחתה כמותית של שגיאות התנהגותיות ותבניות הפעלה קורטיקליות.
- ערך ניבוי: תומך במיון תיקי פיתוח על ידי אספקת סמנים ביולוגיים מדידים של הסתגלות חזותית-מרחבית לפני השקעה קלינית.
סינון ופיתוח בדיקה
- מוכנות הבדיקה: הכנה של מדדי קריאה נוירו-התנהגותיים ח validated (טעות כיוון, זווית סטייה) לסריקה בנפח גבוה של תרכובות או התערבויות.
- שחזוריות: פרוטוקולי כיול סטנדרטיים (מיקום המסך והיד) מבטיחים פלטים כמותיים עקביים בין מפעילים ואתרים שונים.
- מדרגיות: מערכת מבוססת VR מאפשרת פריסה והתאמה מהירות למאגרי משתתפים מגוונים ללא מגבלות של חומרה פיזית של פריזמות.
מחקר תרגומי ופרה-קליני
- המשכיות תרגומית: מגשרת בין תובנות מכניסטיות משלב הגילוי לבין תקפיות פרה-קלינית באמצעות מדידת אקטיבציה קורטיקלית ב-fNIRS באזורים פרה-פרונטליים דורסולטרליים ופריאטליים.
- קידום מותאם סיכונים: מאפשרת קבלת החלטות go/no-go בהתבסס על ספי סף התאמה התנהגותיים ונוירופיזיולוגיים קונברגנטיים.
- מערכת רלוונטית למחלה: מדמה תפקוד לקוי חזותי-מרחבי הרלוונטי להזנחה חצי-מרחבית (hemispatial neglect) המושרה על ידי שבץ, ובכך תומכת בתיקוף פרה-קליני המותאם לסממנים ביולוגיים.
שילוב תהליכי עבודה וקווי עיבוד
VPAT משתלב ברצף שבין הגילוי לשלב הפרה-קליני על ידי כך שהוא מאפשר הערכה מונחית-היפותזה של מנגנוני תיקון עצבי לפני אופטימיזציה של המועמד המוביל.
- ביולוגיה של הגילוי: בודק היפותזות ספציפיות למסלולים המערבים אינטגרציה ויסואו-מוטורית ורשתות של התמצאות קשבית מחדש.
- סריקה: מספק מדדי התנהגות כמותיים וסטנדרטיים (חציון שגיאת הצבעה) המתאימים להשוואת התערבויות.
- אנליטיקה: מייצר מפות אקטיבציה קורטיקלית המופקות מ-fNIRS, המספקות מידע על מעורבות המטרה והפחתת סיכונים מנגנונית.
- מחקר תרגומי: משנה עם תוקף פרה-קליני באמצעות דפוסי אקטיבציה קורטיקלית הומולוגיים במודלים בריאים המנבאים תגובת חולה.
- שימוש חוזר ארגוני: מסגרת VR/fNIRS שאינה תלויה בפלטפורמה תומכת בשימוש חוזר בתחומי מוטוריקה קוגניטיבית מעבר להזנחה (neglect).
השפעה תפעולית וארגונית
- ערך מדעי: מפחית עמימות מכניסטית על ידי קישור התאמה התנהגותית להפעלה קורטיקלית פרה-פרונטלית-פריאטלית.
- ערך תפעולי: מבטל מגבלות פיזיות של פריזמות, מה שמאפשר הקמה מהירה יותר, עלות נמוכה יותר והתאמה קלה יותר של פרמטרים.
- ערך אסטרטגי: משפר את הביטחון בהחלטות go/no-go באמצעות תיקוף רב-מודאלי (התנהגותי + הדמיה עצבית), ובכך מפחית את הסיכון לכישלון בשלבים מאוחרים.
- השפעה על הפורטפוליו: מקל על תיעדוף מותאם-סיכון של מועמדים לשיקום עצבי באמצעות ספי פסיגומטריים-עצביים אובייקטיביים.
שיקולי יישום
- נדרשת מומחיות בכיול מערכות VR, מיקום מונטאז' fNIRS ותכנון משימות נוירו-התנהגותיות.
- תלוי בחומרה של ספקטרוסקופיה פונקציונלית באינפרה-אדום קרוב, בתצוגה עם רכיבה על הראש של VR ובשילוב מצלמה עם חיישני עומק.
- מחייב סטנדרטיזציה חוצת-צוותים של פרוטוקולי כיול (מיקום המסך והיד) לצורך פריסה הניתנת לשחזור במספר אתרים.
- שיקולי התאמה כוללים התאמה של זוויות סטייה ומרחקי מטרה עבור יכולות מוטוריות ושדות ראייה משתנים.
- מגבלה מעשית: התקיפות הנוכחית מוגבלת למבוגרים בריאים; יישום קליני דורש נתונים מחולי שבץ מוחי.
