Name: כלי מציאות מדומה להערכת הזנחה מרחבית חד-צדדית: הזדמנות חדשנית לאיסוף נתונים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-03-10T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 4 s
Description: למד כיצד לעצב ולאמת כלי מציאות מדומה לאבחון הזנחה מרחבית חד-צדדית בניצולי שבץ. שיטה זו מספקת נתונים מקיפים לחקר התסמונת ומאפשרת טיפול ממוקד בחסרים עדינים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי קרן המחקר האוניברסיטאית (URF) מאוניברסיטת פנסילבניה, ומלגות הסטודנטים של איגוד הלב האמריקאי למחלות כלי דם ושבץ מוחי. תודה מיוחדת לחוקרים, לרופאים ולצוות המעבדה לקוגניציה וגירוי עצבי על תמיכתם המתמשכת.

מחקר זה אושר על ידי הוועדה המקומית לביקורת מוסדית ועומד בכל הקריטריונים שנקבעו על ידי הנחיות תרגול קליניות טובות. כל המשתתפים סיפקו הסכמה מדעת לפני שהחלו הליכי הלימוד. משתתפי המחקר היו אמורים להשתתף בשלושה מפגשים נפרדים (המתוארים בטבלה 1). האלמנטים של הניסוי מתוארים בצורה צעדית להלן. סדר ההפעלה היה אקראי.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="always" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="3">הפעלה א'</td>
			<td>משימת VR טרום-rTMA</td>
			<td>מנוחה מנוע Threshhold*</td>
			<td>rTMR ב STG או SMG</td>
			<td>משימה התנהגותית לאחר rTMS VR</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>5/10 פולסים מעוררים MEP o עווית אצבע (*הפעלה ראשונה בלבד)</td>
			<td>110% של RMT במשך 20 דקות ב 1 הרץ (1200 פולסים סה"כ)</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>15 דקות</td>
			<td>60 דקות</td>
			<td>20 דקות</td>
			<td>15 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">הפעלה ב'</td>
			<td>משימת VR טרום-rTMA</td>
			<td>מנוחה מנוע Threshhold*</td>
			<td>rTMR בקודקוד</td>
			<td>משימה התנהגותית לאחר rTMS VR</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td>5/10 פולסים מעוררים MEP o עווית אצבע (*הפעלה ראשונה בלבד)</td>
			<td>110% של RMT במשך 20 דקות ב 1 הרץ (1200 פולסים סה"כ)</td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>15 דקות</td>
			<td>60 דקות</td>
			<td>20 דקות</td>
			<td>15 דקות</td>
		</tr>
<tr>
<td rowspan="3">הפעלה ג'</td>
			<td>נייר טרום rTMS & משימה התנהגותית עיפרון</td>
			<td>מנוחה מנוע Threshhold*</td>
			<td>rTMR ב STG או SMG</td>
			<td>נייר לאחר rTMS & משימה התנהגותית עיפרון</td>
		</tr>
<tr>
<td>המבחן של בל; ביטול המעגל של אוטה; ביטול שהייה; פעילות bisection שורה</td>
			<td>5/10 פולסים מעוררים MEP o עווית אצבע (*הפעלה ראשונה בלבד)</td>
			<td>110% של RMT במשך 20 דקות ב 1 הרץ (1200 פולסים סה"כ)</td>
			<td>המבחן של בל; ביטול המעגל של אוטה; ביטול שהייה; פעילות bisection שורה</td>
		</tr>
<tr>
<td>10 דקות</td>
			<td>60 דקות</td>
			<td>20 דקות</td>
			<td>10 דקות</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1. מבנה עבור כל מפגש לימוד. סדר ההפעלה היה אקראי. זמן משוער עבור כל פריט בכתב נטוי. MEP = מנוע עורר פוטנציאל; rTMS =גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה; P&P = נייר ובדיקות אבחון שבץ עיפרון; RMT =סף מנוע מנוחה
1. נייר & משימות התנהגותיות עפרונות
<ol><li>בקש מהנושא להשלים את משימת bisection שורה (LBT).<ol>
<li>בקש מהנושא לשבת ליד שולחן ממש מול הבוחן. ספק לנושא כלי כתיבה. ספקו לנושא את גיליון הגירוי (איור 1), והבטיחו שהוא ממוקם ישירות מול הנושא. הערה: למרות שלא בוצע בניסוי זה, זה יהיה אידיאלי להציג כל שורה להיות חוצה בנפרד על גיליונות נייר נפרדים כדי למנוע נושא מוטה עם הקשר נוסף (ראה ריצ'י ו Chaterjee, 200142).</li>
		<li>להנחות את הנושא לחתוך (לחלק לחצי) כל שורה מודפסת על גיליון הגירוי ולהתקרב ככל האפשר לאמצע.</li>
		<li>אמור לנושא לשמור על הראש והכתפיים שלהם מרוכזים בצורה הטובה ביותר האפשרית, כדי להשלים את המשימה במהירות ובדייקנות ככל האפשר, ולהודיע לבודק כאשר הם מסיימים. לפקח על הנושא כדי להבטיח שהם לא נשענים או להטות את הראש שלהם יתר על המידה.</li>
		<li>לאסוף את הגיליון מהנושא כאשר הנבדקים אומרים שהם נעשים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>תדאג שהנושא ישלים את מבחן הפעמון.<ol>
<li>ספקו לנושא את גיליון גירויי הבדיקה של הפעמון (איור 2).</li>
		<li>הורה לנושא להקיף או למחוק את כל הפעמונים בגיליון הגירוי, לעשות זאת במהירות ובדייקנות ככל האפשר, לשמור על ראשם וכתפיו מרוכזים ככל האפשר, ולהודיע לבודק כאשר הם מסיימים.</li>
		<li>לפקח על הנושא כדי להבטיח שהם לא נשענים או להטות את הראש שלהם יתר על המידה. כאשר הנושא אומר שהם סיימו, שאל את הנושא אם הם בטוחים, ולאפשר להם לבדוק שוב את עבודתם.</li>
		<li>לאסוף את הגיליון מהנושא כאשר הנבדקים אומרים שהם נעשים בפעם השנייה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>בקש מהנושא להשלים את משימת ביטול הכוכבים.<ol>
<li>הציגו לנושא את גיליון הגירוי (איור 3), והבטיחו שהוא נמצא ישירות מולם.</li>
		<li>הורה לנושא להקיף או למחוק את כל הכוכבים בגיליון הגירוי, לעשות זאת במהירות ובדייקנות ככל האפשר, לשמור על ראשם וכתפיו מרוכזים ככל האפשר, ולהודיע לבודק כאשר הם מסיימים.</li>
		<li>לפקח על הנושא כדי להבטיח שהם לא נשענים או להטות את הראש שלהם יתר על המידה.</li>
		<li>לאסוף את הגיליון מהנושא כאשר הנבדקים אומרים שהם נעשים.</li>
	</ol>
</li>
	<li>בקש מהנושא להשלים את משימת ביטול המעגל של אוטה.<ol>
<li>ספקו לנושא את גיליון הגירוי לביטול המעגל של ה-Ota (איור 4), והבטיחו שהוא יוצב ישירות מול הנושא.</li>
		<li>להנחות את הנבדק למחוק או להקיף את כל המעגלים הפתוחים/לא שלמים, לעשות זאת במהירות ובדייקנות ככל האפשר, לשמור על כתפיו מרוכזות ככל האפשר, ולהודיע לבודק בסיום.</li>
		<li>לפקח על הנושא כדי להבטיח שהם לא נשענים או להטות את הראש שלהם יתר על המידה.</li>
		<li>לאסוף את הגיליון מהנושא כאשר הנבדקים אומרים שהם נעשים.</li>
		<li>חזור על משימה זו (שלבים 1.4.1 עד 1.4.4) עם עותק נוסף של גיליון הגירוי, אך הפעם יש לסובב את גיליון הגירוי ב -180 מעלות מהכיוון שהוצג במקור.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. נהלי TMS
<ol><li>צור מודל עבור נוירונים לפני הפגישה הראשונה.<ol>
<li>השג את סריקת MRI 3T T1 של הנבדק בסוג קובץ NIFTI או dicom.</li>
		<li>העלה את סריקת ה-MRI לתוכנה הנוירונית כדי ליצור ייצוג תלת-ממדי של מוחו של הנבדק.<ol>
<li>בחר פרוייקט ריק חדש בתוך התוכנה. גרור את סריקת ה- MRI של הנושא אל השדה שכותרתו "קובץ:".</li>
			<li>עבור לכרטיסיה שחזורים .</li>
			<li>בחרו 'עור חדש' ובמסך הבא, גררו את קווי הגבול הירוקים כדי להקיף את כל התמונה של המוח. בחר חשב את העור. התאם את סף העור/אוויר בהתאם כדי לקבל שחזור אופטימלי.</li>
			<li>חזרו לכרטיסיה 'שחזורים ' ובחרו 'Curvilinear מוח מלא חדש ' וגררו את קווי הגבול הירוקים כדי להקיף את כל התמונה של המוח. הגדר את מרווח הפרוסות ל- 1 מ"מ והגדר את עומק הקצה ל- 18 מ"מ. בחר חשב Curvilinear.</li>
			<li>עבור לכרטיסיה ציוני דרך ובחר קביעת תצורה של ציוני דרך. בחר חדש כדי ליצור ציון דרך בשחזור. מקם ציוני דרך על קצה האף, גשר האף, טראגוס שמאלי וטרגוס ימני.</li>
			<li>עבור לכרטיסיה יעדים ובחר קביעת תצורה של יעדים. בחרו בתצוגה 'מוח Curvilinear ' & יעדים '. באמצעות המפקח, לקלף לעומק של 5-7 מ"מ.</li>
			<li>בצע את ההנחיות של שאה-Basak ואח ' (2018)14, Neggers et al. (2006)11 ו אוליברי ואלר (2009)39 כדי לאתר את gyrus הזמני העליון או gyrus supramarginal, ולהניח סמן באתרים אלה.</li>
			<li>מניחים סמן שבו שני sulci המרכזי נפגשים לאורך הסדק האורך החציוני לגירוי מזויף בקודקוד.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
	<li>במהלך הפגישה הראשונה, מצא את סף מנוע המנוחה של הנושא (עשוי להסתיים לפני או אחרי משימה התנהגותית).<ol>
<li>יש את הנושא יושב מול מצלמת מעקב אופטית ולהניח גשש על הנושא באמצעות סרט ראש או משקפיים.</li>
		<li>חבר שלוש אלקטרודות חד פעמיות על יד ימין ופרק כף היד של הנבדק.<ol>
<li>חבר אלקטרודת דיסק אחת לאינטרוספוזיה הגבית הראשונה של הנבדק. חבר אלקטרודת דיסק שנייה לפרק האצבע השני של הנבדק באצבע המצביע הימנית שלו. חבר אלקטרודה קרקעית לפרק כף היד הימנית של הנבדק.</li>
		</ol>
</li>
		<li>חבר אלקטרודות אלה למתאם אלקטרודה, אשר נכנס לתוך תוכנת מעקב MEP.</li>
		<li>פתח את הפרוייקט של הנושא בתוך תוכנת הנוירונים על-ידי בחירת הפעלה מקוונת חדשה.</li>
		<li>בחר את המטרות שיש לעורר בהפעלה זו (קודקוד, SMG, STG).</li>
		<li>עבור לכרטיסיה Polaris וודא שעוקב הנושא נמצא בטווח הראייה של המצלמה.</li>
		<li>עבור לכרטיסיה רישום .</li>
		<li>באמצעות מצביע הרשום על שם תוכנת הנוירונים, גע בפני הנבדקים באותם מיקומים שבהם הוצבו ציוני הדרך בשלב 2.1.2.5.<ol>
<li>לחץ על דוגמה ועבור אל ציון הדרך הבא כאשר המצביע ממוקם כראוי על ראשו של הנושא עבור כל ציון דרך.</li>
		</ol>
</li>
		<li>עבור לכרטיסיה אימות .</li>
		<li>באמצעות המצביע, לגעת בנושא בנקודות שונות על הראש שלהם ולהבטיח את הכוונת על המסך בשורה עם הנקודה להיות הצביע על הנושא.<ol>
<li>אם הם אינם מסתדרים בשורה, בצע שוב את שלב 2.2.8 וודא שהמצביע ממוקם בצורה מדויקת על ציוני הדרך ככל האפשר.</li>
		</ol>
</li>
		<li>עבור לכרטיסיה 'ביצוע ' וודא שהאפשרות 'תצוגה Curvilinear של המוח המלא' נבחרה כדי שהנסיין יוכל לאתר במדויק אזורי מוח לכיוון היעד.</li>
		<li>הגדר את מנהל ההתקן כסליל TMS שישמש.</li>
		<li>חבר סליל TMS כף יד למכונת TMS.</li>
		<li>הפעל את מחשב TMS והגדר לפעימה אחת. הגדר עוצמת גירוי כראוי; בניסוי זה, 65% מפלט המכונה שימש כנקודת התחלה.</li>
		<li>מניחים את סליל TMS כף היד בצד שמאל של ראשו של הנושא ומעוררים בתוך קליפת המוח המוטורית באמצעות פולסים בודדים של TMS כדי לזהות את המיקום הממריץ את ה- FDI. זה עשוי להיות מועיל יש עוזר כדי לצפות באצבעו של הנושא כדי לזהות כאשר שריר FDI עוויתות עקב גירוי.</li>
		<li>לשנות את עוצמת הגירוי עד גירוי מעורר MEP של לפחות 50 mV בדיוק 5/10 פעמים, וזה יהיה סף המנוע המנוחה (rMT).</li>
	</ol></li>
	<li>גירוי בין משימות<ol>
<li>חזור על שלבים 2.2.1 עד 2.2.13, תוך החלפת סליל TMS מקורר אוויר בסליל כף היד.</li>
		<li>הגדר פרמטרי גירוי TMS חוזרים בקצב של 1 הרץ במשך 20 דקות (1200 פולסים בסך הכל) בעוצמה של 110% של rMT בהתאם לפרמטרים שנקבעו על ידי Shah-Basak ואח ' (2018)15.</li>
		<li>הניחו סליל TMS מקורר אוויר עם מערכת קירור מובנית על ראשו של הנבדק, המתמקדת ב-SMG או STG למפגשים פעילים או בקודקוד למפגשים מזויפים (איור 5).</li>
		<li>המשך עם גירוי.</li>
	</ol></li>
</ol>3. משימה התנהגותית VR
<ol><li>התקן תוכנה תומכת.<ol>
<li>הורד והתקן תוכנת ליבת אישון מאתר האינטרנט של מעבדות התלמידים.</li>
		<li>הורד והתקן את Unity 3D 2018.3 מאתר האינטרנט של Unity.</li>
		<li>הורד והתקן את כלי OpenVR באמצעות Unity Asset Store או באמצעות Steam.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הגדר את חומרת ה- VR (לדוגמה, HTC Vive Pro).<ol>
<li>מקם תחנות בסיס בצדדים מנוגדים של החדר, הבטחת קו ראייה ברור, ולחבר אותם.</li>
		<li>לחץ על לחצן ערוץ/מצב בגב כל חיישן כדי לעבור בין ערוצים עד שאחד מהם מוגדר לערוץ " b" ואחד מוגדר כ- " c." שתי נוריות המצב צריכות להיות לבנות.</li>
		<li>התקן את המחשב של מעבדות האישון בהכנסה דו-עינית ל- HTC Vive Pro. חבר את תיבת הקישור למחשב (הספק, USB-A ו- HDMI או Mini DisplayPort).</li>
		<li>חבר את האוזניות לתיבה קישור. כוונן את הרצועות העליונות והצדדיות באוזניות. התאם את מרחק העדשה.</li>
	</ol>
</li>
	<li>הפעל SteamVR.<ol>
<li>הפעל SteamVR על ידי לחיצה על סמל VR בפינה השמאלית העליונה של Steam.<ol>
<li>הפעל בקרים באמצעות לחצן ההפעלה.</li>
			<li>ב- SteamVR, לחץ על הגדרות | שייך התקן חדש לשיוך כל בקר על-ידי ביצוע ההוראות המופיעות על המסך.</li>
			<li>לחץ על הגדרת חדר מתפריט SteamVR ובצע את ההוראות המופיעות על המסך.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>הפעל תוכנת ליבת אישון.</li>
	<li>הניחו אוזניות על ראשו של הנבדק היושב ותנו לשניהם בקרים. ודא שהרצועות הדוקות אך נוחות. ודא ששתי העיניים גלויות על-ידי אישור חזותי שהן ממורכזות בהזנות המצלמה של תוכנת Core Pupil.</li>
	<li>פתח את משימת ה- VR בעורך האחדות ולחץ על לחצן הפעל .</li>
	<li>תריץ את הניסוי.<ol>
<li>בקש מהנושא להסתכל ישר קדימה ולחץ על לחצן Tare Camera על המסך.</li>
		<li>לחץ על לחצן התחל ערכת לימוד והמתן עד שהנושא ישלים את ערכת הלימוד. ההדרכה מורכבת מהוראת שמע על פעולת בקר מערכת VR, תיאורים ודוגמאות של פרחים סימטריים (דמה) וא-סימטריים (יעד), ותרגול של דקה אחת עם מספר קטן של פרחי פיתיון ויעד. ערכת הלימוד נמשכת 75-100 שניות ונתוני ביצועי הדרכה אינם נאספים.</li>
		<li>לאחר סיום הנושא, לחץ על לחצן כיול מעקב אחר העיניים .<ol>
<li>אם הכיול מצליח, הנושא יתחיל את המשימה באופן אוטומטי. אחרת, חזור על שלב 3.7.3.</li>
		</ol>
</li>
		<li>התחל את גירסת הניסיון הראשונה על-ידי לחיצה על לחצן הניסיון הבא . הערה: במהלך משימת ה-VR, נושאים ממוקמים ביער וירטואלי (איור 6). שלושה שיחי תיבה מעוקלים יצרו חצי עיגול במרחק נגיעה מול הנושא. כל ניסוי כלל מספר משתנה של פרחים, כל אחד עם 16 עלי כותרת, שחולקו בין השיחים בקו ראייה ישיר (איור 7). הנבדקים הונחו "לקטוף" (להחזיק את הבקר שלהם על פרח כך הפרח היה להדגיש, ואז לדכא את כפתור ההדק עם האצבע המורה שלהם) כל פרחים "היעד" א-סימטרי ולהשאיר לבד את כל פרחים "פיתיון" סימטרי. כל ניסוי יסתיים כאשר הנושא יבחר בהצלחה את כל פרחי היעד האסימטריים, אך גם יסתיים אם הזמן של הנושא אזל (מגבלת זמן של 2 דקות) או אם הנושא בחר בשוגג את כל פרח הפיתיון הסימטרי. בכל המקרים הללו הפרחים הנותרים על השיחים יפונו, והנסיין יתבקש להתחיל בניסוי הבא.</li>
		<li>המתן עד שהנושא לא ישלים עוד ניסוי באופן פעיל ולאחר מכן חזור על שלב 3.7.4 אלא אם כן הושלמו לפחות 12 ניסויים.</li>
		<li>לחץ שוב על לחצן הפעל כדי לסיים את המשימה.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

למחברים אין מה לחשוף.

הצלחנו לגרום ולמדוד תסמיני USN עם TMS ו- VR, בהתאמה. אמנם לא היו לנו תוצאות משמעותיות בהשוואה לניסויים מזויפים, אך הצלחנו להשוות מדדים מרובים של הזנחה אגוצנטרית (זווית ראש ממוצעת, זמן שהוקדש להתבוננות בפרחים ב- STMISPACE) והזנחה אלוקנטרית (ביצועים בבחירת פרחים עם עלי כותרת אסימטריים בצד שמאל לעומת צד ימין) בין קבוצות הניסוי השונות, ומצאנו הבדלים משמעותיים בזווית הראש הממוצעת בין נבדקים המעוררים ב- STG לבין אלה המעוררים ב- SMG ואפקטים משמעותיים שוליים בציר החזותי הממוצע. מעניין, עדיין יש ויכוח לגבי התרומה היחסית של תרומה ...

הזנחה מרחבית חד-צדדית (USN) היא תסמונת המאופיינת בחוסר תשומת לב או חוסר מעש בצד אחד של החלל המשפיעה על בין 23-46% מניצולי השבץ החריף, לרוב כרוכה בפגיעה בחצי הכדור המוחי הימני וכתוצאה מכך נטייה להתעלם מהצד השמאלי של החלל ו/או מגופו של הניצול 1,2. למרות שרוב החולים עם USN חווים התאוששות משמעותית בטווח הקצר, תסמיני USN עדינים לעתים קרובות נמשכים3. USN יכול להגביר את הסיכון למטופל לנפילות ולעכב פעילויות של חיי היומיום2,4 הוכח גם להשפיע לרעה הן על תוצאות פונקציונליות מוטוריות והן גלובליות 5,6.
ניתן להמשיג ליקויים ב- USN כקיימים על פני ממדים מרובים, כגון אם אדם מתעלם מצד אחד של החלל ביחס לגופו (אגוצנטרי) או ביחס לגירוי חיצוני (אלוקנטי)7,8,9, או אם אדם אינו מסוגל להפנות את תשומת הלב שלו (תשומת לב) או פעולות (מכוונות) כלפי צד אחד של החלל10 . חולים לעתים קרובות להפגין קבוצת כוכבים מורכבת של סימפטומים שניתן לאפיין לאורך יותר מאחד הממדים האלה. שונות זו של תסמונות USN נחשבת לנבוע בדרגות שונות של פגיעה למבנים נוירואנטומיים ספציפיים ורשתות עצביות, שהם מורכבים11. הזנחה אלוקנטרית נקשרה לנגעים של gyrus זוויתי (AG) ו gyrus זמני מעולה (STG), בעוד קליפת המוח הקודקודית האחורית (PPC) כולל gyrus supramarginal (SMG) כבר מעורב בעיבוד אגוצנטרי12,13,14,15. הזנחה תשומת לב נחשבת כרוכה נגעים IPL16 הנכון, בעוד הזנחה מכוונת נחשב משנית לנזק של האונה הקדמית הימנית17 או הגרעינים הבסיסיים18.
הערכה קלינית של USN מסתמכת כיום על מכשירים נוירופסיכולוגיים עט ונייר. כלי הערכה קונבנציונליים אלה עשויים להיות פחות רגישים מכלים מתוחכמים יותר מבחינה טכנולוגית, וכתוצאה מכך אבחנה שגויה או אבחון חסר של חלק מהחולים עם USN19. אפיון טוב יותר של ליקויים שיורית יכול להקל על מתן טיפול לחולים עם USN מתון יותר ואולי לשפר את ההתאוששות הכוללת שלהם, אבל אפיון כזה ידרוש כלי אבחון רגישים מאוד. USN מציב אתגרים דומים בסביבת המעבדה, שם זה יכול להיות קשה לבודד מן הליקויים המוטוריים והרואיים המלווים בדרך כלל USN בקרב חולי שבץ.
מציאות מדומה (VR) מציגה הזדמנות ייחודית לפתח כלים חדשים לאבחון ואפיון של USN. VR היא סביבה תלת-ממדית רב-חושית המוצגת בגוף ראשון עם אינטראקציות בזמן אמת שבהן אנשים מסוגלים לבצע משימות הכוללות אובייקטים תקפים מבחינה אקולוגית20. זהו כלי מבטיח להערכת USN; היכולת לשלוט במדויק במה שהמשתמש רואה ושומע מאפשרת למפתחים להציג מגוון רחב של משימות וירטואליות למשתמש. בנוסף, חבילות החומרה והתוכנה המתוחכמות הזמינות כיום מאפשרות איסוף בזמן אמת של שפע של נתונים על פעולות המשתמש, כולל תנועות עיניים, ראש וגפיים, העולות בהרבה על המדדים המוצעים על ידי בדיקות אבחון מסורתיות21. זרמי נתונים אלה זמינים באופן מיידי, מה שפותח את האפשרות להתאמה בזמן אמת של משימות אבחון המבוססות על ביצועי המשתמש (לדוגמה, מיקוד רמת הקושי האידיאלית עבור משימה נתונה). תכונה זו יכולה להקל על הסתגלות המשימה למגוון הרחב של חומרה לראות ב- USN, אשר נחשב לעדיפות בפיתוח של כלי אבחון חדשים עבור USN22. בנוסף, משימות VR סוחפות עשויות להטיל נטל מוגבר על משאבי הקשב של המטופלים23,24, וכתוצאה מכך שגיאות מוגברות אשר יכול להקל על זיהוי של תסמיני הזנחה; ואכן, כמה משימות VR הוכחו כרגישות מוגברת בהשוואה למדידות נייר ועפרונות קונבנציונליות של USN24,25.
במחקר זה, המטרה הייתה ליצור כלי הערכה שאינו דורש מומחיות בנוירולוגיה כדי לפעול וכי יכול לזהות ולאפיין באופן אמין אפילו מקרים עדינים של USN. בנינו משימה מבוססת מציאות מדומה, דמוית משחק. לאחר מכן אנו מושרים תסמונת דמוית USN בנושאים בריאים עם גירוי מגנטי transcranial (TMS), טכניקת גירוי מוחי לא פולשנית המשתמשת פולסים אלקטרומגנטיים הנפלטים סליל גירוי כף יד, אשר עוברים דרך הקרקפת והגולגולת של הנושא ולגרום זרמים חשמליים במוחו של הנבדק הממריצים נוירונים26,27. טכניקה זו נוצלה במחקר של USN על ידי אחרים13,17,28,29,30, אם כי למיטב ידיעתנו מעולם לא בשילוב עם כלי הערכה מבוסס VR.
חוקרים רבים כבר עובדים על יישומים אבחוניים וטיפוליים של מערכות VR. ביקורות אחרונות31,32 בחנו מספר פרויקטים שמטרתם הערכה של USN עם טכניקות מבוססות VR, ומספר מחקרים אחרים במטרה זו פורסמו 33,34,34,35,36,36,37,38,39,40,41 . רוב המחקרים הללו אינם מנצלים את ההשלמה המלאה של טכנולוגיית VR הזמינה כיום לשוק הצרכני (למשל, תצוגה המותקנת על הראש (HMD) ותוספות למעקב אחר העיניים), ומגבילים את ערכות הנתונים שלהם למספר קטן יותר של מדדים הניתנים לכימות בקלות. בנוסף, כל המחקרים הללו בוצעו על חולים עם פגיעה מוחית נרכשת המובילה ל- USN, הדורשים שיטות סינון כדי להבטיח כי חולים יכולים לפחות להשתתף במשימות ההערכה (למשל, למעט חולים עם ליקויים גדולים בשדה הראייה או ליקוי קוגניטיבי). ייתכן כי ליקויים קוגניטיביים, מוטוריים או חזותיים עדינים יותר עברו מתחת לסף של שיטות סינון אלה, ואולי מבלבלים את התוצאות של מחקרים אלה. ייתכן גם כי הקרנה כזו מוטה את הדגימות של המשתתפים במחקרים אלה כלפי תת סוג מסוים של USN.
כדי למנוע את הטיות הסינון של מחקרים קודמים, גייסנו נושאים בריאים וסימני USN מדומים באופן מלאכותי עם פרוטוקול TMS סטנדרטי המתואר היטב בכתב יד האחרון15, במטרה לגרום לתסמינים דמויי USN אלוקנטריים על ידי מיקוד STG ותסמינים דמויי USN אגוצנטריים על ידי מיקוד SMG. עיצבנו את המשימה כדי להתאים באופן פעיל את ניסוי הקושי שלה לניסוי ולהבדיל בין תת-סוגים שונים של USN, במיוחד סימפטומים אלוקנטריים לעומת אגוצנטריים. השתמשנו גם בנייר סטנדרטי & הערכות עפרונות של USN כדי להוכיח באופן רשמי כי הגירעונות שגרמנו עם rTMS הם כמו USN. אנו מאמינים שהשיטה תהיה שימושית לחוקרים אחרים שרוצים לבחון כלי VR חדשניים להערכה ושיקום של USN.

<table><tbody><tr><td>סליל AirFilm (AFC) גרסה מהירה</td><td>Magstim</td><td>N / A</td><td>סליל TMS מקורר אוויר</td></tr><tr><td>מחשב נייד Alienware 17 R4 מחשב נייד</td><td>Dell</td><td>N/A</td><td>NVIDIA GeForce GTX 1060 (מפרט מלא ב https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)</td></tr><tr><td>BrainSight 2.0 TMS תוכנת ניווט עצבי</td><td>Rogue Research Inc</td><td>N/A</td><td>TMS תוכנת מיקוד עצבי</td></tr><tr><td>CED 1902 מבודד מגבר מקדים</td><td>קיימברידג' עיצוב אלקטרוני Limted</td><td>N/A</td><td>EMG קדם מגבר</td></tr><tr><td>CED Micro 401 mkII</td><td>קיימברידג' עיצוב אלקטרוני Limted</td><td>N/A</td><td>יחידת רכישת נתונים בצורת גל רב-ערוצית</td></tr><tr><td>CED Signal 5</td><td>Cambridge Electronic Design Limted</td><td>N/A</td><td>תוכנת איסוף וניתוח נתונים מבוססת Sweep. משמש למדידת תגובות מוטוריות מעוררות TMS.</td></tr><tr><td>תוסף משקפת HTC Vive</td><td>Pupil Labs</td><td>N/A</td><td>HTC Vive, Vive Pro או תוסף מעקב עיניים Vive Cosmos עם 2 מצלמות עיניים של 200 הרץ.</td></tr><tr><td>Magstim D70 סליל מרחוק</td><td>Magstim</td><td>N / A</td><td>סליל TMS כף יד</td></tr><tr><td>Magstim סופר מהיר 2 פלוס 1</td><td>Magstim</td><td>N / A</td><td>יחידת גירוי מגנטי טרנסגולגולתי</td></tr><tr><td>Unity 2018</td><td>Unity</td><td>N / A</td><td>מנוע משחק VR חוצה פלטפורמות</td></tr><tr><td>Vive Pro</td><td>HTC Vive Vive</td><td>N / A</td><td>VR מערכת חומרה עם חיישני תנועה חיצוניים; 1440x1600 פיקסלים לעין, קצב רענון של 90 הרץ, 110& מעלות; פוב</td></tr></tbody></table>

כלי מציאות מדומה להערכת הזנחה מרחבית חד-צדדית: הזדמנות חדשנית לאיסוף נתונים

Virtual Reality Tools for Assessing Unilateral Spatial Neglect: A Novel Opportunity for Data Collection

הזנחה מרחבית חד-צדדית (USN) היא תסמונת המאופיינת בחוסר תשומת לב או חוסר מעש בצד אחד של החלל ומשפיעה בין 23-46% מניצולי השבץ החריף. האבחון והאפיון של תסמינים אלה בחולים בודדים יכול להיות מאתגר ולעתים קרובות דורש צוות קליני מיומן. מציאות מדומה (VR) מהווה הזדמנות לפתח כלי הערכה חדשניים עבור חולים עם USN.
מטרתנו לעצב ולבנות כלי VR כדי לזהות ולאפיין תסמיני USN עדינים, ולבדוק את הכלי על נושאים שטופלו בגירוי מגנטי טרנס-גולגולתי מעכב (TMS) של אזורים בקליפת המוח הקשורים ל- USN.
יצרנו שלושה תנאים ניסיוניים על ידי החלת TMS על שני אזורים שונים של קליפת המוח הקשורים לעיבוד visuospatial - gyrus הטמפורלי מעולה (STG) ואת gyrus supramarginal (SMG) - ויישמנו TMS מזויף כפקד. לאחר מכן הצבנו את הנבדקים בסביבת מציאות מדומה שבה התבקשו לזהות את הפרחים עם אסימטריות רוחביות של פרחים המופצים על פני שיחים בשני המיים, עם קושי דינמי להתאים בהתבסס על הביצועים של כל נושא. 
מצאנו הבדלים משמעותיים בפטפוט הראש הממוצע בין נושאים מגורה ב STG ואלה מגורה ב SMG ואפקטים משמעותיים שוליים בציר החזותי הממוצע.
טכנולוגיית VR הופכת לנגישה יותר, זולה וחזקה יותר, ומציגה הזדמנות מרגשת ליצור כלים שימושיים וחדשניים דמויי משחק. בשילוב עם TMS, כלים אלה יכולים לשמש כדי ללמוד ליקויים נוירולוגיים ספציפיים, מבודדים, מלאכותיים בנושאים בריאים, ליידע את יצירת כלי אבחון מבוססי VR עבור חולים עם ליקויים עקב פגיעה מוחית נרכשת. מחקר זה הוא הראשון לידע שלנו שבו נוצר באופן מלאכותי תסמיני USN הוערכו עם משימת VR.

נתונים נאספו מאנשים בריאים באמצעות הפרוטוקול המתואר לעיל כדי להדגים כיצד ניתן לנתח את המשתנים השונים שניתן לחלץ ממשימת המציאות המדומה כדי לזהות הבדלים עדינים בין קבוצות.
במחקר זה, 7 אנשים (2 גברים) עם גיל ממוצע של 25.6 וממוצע של 16.8 שנות חינוך כל אחד עבר שלושה מפגשים נפרדים של TMS. נושאים אלה חולקו לשתי קבוצות: ארבעה משתתפים קיבלו TMS חוזר על עצמו ב- supramarginal gyrus (SMG), בעוד שלושה משתתפים אחרים קיבלו גירוי TMS ב gyrus הט...

המטרה הייתה לעצב, לבנות ולנהל משימת מציאות מדומה חדשנית כדי לזהות ולאפיין הזנחה מרחבית חד-צדדית, תסמונת המשפיעה על 23-46% מניצולי שבץ חריף, הרחבת תפקידה של המציאות המדומה במחקר וניהול של מחלות נוירולוגיות.

Unilateral spatial neglect (USN) is a syndrome characterized by inattention to or inaction in one side of space and affects between 23-46% of acute stroke ...

הפרוטוקול שלנו, החוקרים יכולים לעצב ולאמת כלי מציאות מדומה חדשניים כדי לסייע באבחון ואפיון של הזנחה מרחבית חד-צדדית. טכניקה זו מספקת מגוון רחב של ערכות נתונים לחקר הזנחה מרחבית חד-צדדית. זה גם נמנע השפעות מבלבלות אפשריות לראות במחקרים של חולים עם פגיעה מוחית שנרכשה.אפיון טוב יותר של הזנחה מרחבית חד-צדדית יכול להקל על מתן טיפול לחולים עם ליקויים עדינים אך עדיין מתישה ואולי לשפר את ההתאוששות הכוללת שלהם. מי שידגימו את ההליך יהיו סאם קאסון ופיטר שוואב, חוקרים מהמעבדה שלי. כדי לבצע את מבחן קו Bisection יש את הנושא לשבת ליד שולחן ישירות מול הבוחן ולספק את הנושא עם כלי כתיבה ואת גיליון הגירוי להבטיח כי הגיליון ממוקם ישירות מול הנושא.להנחות את הנושא לחתוך במהירות ובדייקנות כל שורה המודפסת על גיליון הגירוי קרוב ככל האפשר לאמצע כל קו תוך שמירה על הראש והכתפיים במרכז ככל האפשר. כדי לבצע את מבחן הפעמונים לספק את הנושא עם גיליון גירויים מבחן פעמונים ולהורות לנושא להקיף או למחוק את כל הפעמונים על הסדין במהירות ובדייקנות ככל האפשר תוך שמירה על הראש והכתפיים שלהם כמו מרוכז. כדי לבצע את בדיקת ביטול הכוכבים להציג את הנושא עם גיליון הגירוי המבטיח כי הוא ממוקם ישירות מולם ולהורות לנושא להקיף או למחוק את כל הכוכבים על גיליון הגירוי במהירות ומדויקת ככל האפשר עם הראש והכתפיים שלהם מרוכזים.כדי לבצע את בדיקת ביטול מעגל Otas לספק את הנושא עם גיליון גירוי ביטול מעגל Otas ולהורות לנושא למחוק או להקיף את כל המעגלים הפתוחים לא שלמים במהירות ומדויק ככל האפשר עם הראש והכתפיים שלהם מרוכזים. לפני מושב TMS הראשון להעלות את סריקת MRI 3TT1 של הנושא לתוך תוכנת הניווט הנוירולוגי וליצור ייצוג 3D של המוח של הנושא. במהלך הפגישה הראשונה, יש את הנושא לשבת מול מצלמת מעקב אופטית ולהשתמש סרט ראש או משקפיים למקם גשש בנושא.חבר אלקטרודת דיסק חד פעמית אחת על האדם הגב הימני של הנבדק, אלקטרודת דיסק אחת לפרק האצבע השני של הנבדק באצבע המצביע הימנית ואלקטרודה קרקעית אחת לפרק כף היד הימנית, יד ימין ופרק כף היד הימנית של הנבדק. חבר את האלקטרודות למתאם אלקטרודה שנכנס לתוכנת מעקב MEP ובחר, הפעלה מקוונת חדשה כדי לפתוח את הפרויקט של הנושא בתוך תוכנת הניווט הנוירולוגית. בחר את המטרות שיש לעורר בהפעלה זו ובאמצעות מצביע הרשום לתוכנת הניווט הנוירולוגית נגע בפניו של הנבדק באותם מיקומים שבהם הוצבו ציוני הדרך.פתח את כרטיסיית האימות בתוכנה והשתמש במצביע כדי לגעת בנושא בנקודות שונות על הראש, כדי להבטיח שהשערות הצולבות על המסך יתיישרו עם הנקודה שעליה מצביעים בנושא. חבר סליל TMS כף יד למחשב TMS והפעל את מחשב ה- TMS. הגדר את המכשיר לדופק יחיד והגדר עוצמת גירוי מתאימה.הצבת סליל TMS כף היד בצד שמאל של ראשו של הנבדק, לספק גירויים לקליפת המוח המוטורית באמצעות פולסים בודדים TMS. כדי לזהות את המיקום שמעורר את הבין-חברתי הגבי הראשון. לשנות את עוצמת הגירוי עד הגירוי מעורר MEP של לפחות 50 מיליוולט בדיוק חמש מתוך 10 פעמים.עוצמה זו נחשבת לסף מנוע המנוחה. החלף את סליל כף היד בסליל TMS מקורר אוויר במערכת קירור מובנית המיועדת ל- SMG או STG למפגשים פעילים או הקודקוד לפגישות מזויפות והגדר את פרמטרי הגירוי ל- TMS חוזרים בקצב של הרץ אחד למשך 20 דקות בעוצמה של 110% מסף המנוע המנוחה. ואז להתחיל גירוי של היעד של עניין.כדי לבצע את בדיקת ההתנהגות של המציאות המדומה, הניחו את אוזניות ה-VR על ראשו של הנבדק היושב עם הרצועות המאובטחות בחוזקה אך בנוחות. תן לנושא את שני הבקרים וודא ששתי העיניים גלויות על-ידי אישור חזותי שהן ממורכזות בהזנות המצלמה של ליבת האישון. בעורך האחדות, פתח את משימת המציאות המדומה ולחץ על לחצן ההפעלה.בקש מהנושא להסתכל ישר קדימה וללחוץ על כפתור מצלמת הדמעות. לחץ על לחצן התחל ערכת לימוד והמתן שהנושא ישלים את ערכת הלימוד. לאחר סיום הנושא, לחץ על לחצן כיול מעקב אחר העיניים ולחץ על גירסת הניסיון הבאה כדי להתחיל בניסוי הראשון.לאחר סיום הניסוי, לחץ שוב על לחצן ההפעלה כדי לסיים את המשימה. בניתוח זה נבדקה זווית הראש הממוצעת כדי לקבוע אם משימת המציאות המדומה הייתה רגישה מספיק כדי לזהות הבדל בין קבוצות SMG ו- STG. ניתוח ANCOVA של הבדלי זווית הראש בין קבוצות גילה הבדל משמעותי בציוני שינוי זווית הראש בין קבוצות טרום ו- TMS לאחר.ממצא זה ממשימת המציאות המדומה עולה בקנה אחד עם התוצאות של משימת הנייר והעיפרון המסורתית שכן שניהם הדגימו דפוס שבו ייתכן שקבוצת SMG סבלה מהזנחה עדינה והסתכלה יותר לכיוון ימין בהשוואה לקבוצת STG. כדי להעריך באופן ספציפי סימנים של הזנחה אלוקנטרית ברמת היעד הפרט פרחים ניתן להפריד על ידי איזה צד של הפרח מכיל את עלי הכותרת הפגומים. בניתוח זה, המשתתפים בקבוצת SMG הייתה נטייה להסתכל רחוק יותר ימינה בזווית גבוהה יותר של פרח לראש בעת חיפוש עלי הכותרת הקצרים בצד ימין של הפרח לעומת הזווית שנצפתה כאשר עלי הכותרת הקצרים היו בצד שמאל של הפרח.כאשר מספר השניות הממוצע שהמשתתפים הסתכלו על כל פרח נותחו, לא נצפה הבדל משמעותי בציון שינוי זווית הראש הממוצע בין קבוצות SMG ו- STG. שיטה זו מוגבלת על ידי ההשפעות הקליניות העדינות שהושגו עם גירוי מגנטי טרנס-גולגולתי חוזר ונשנה. אז פרמטרי גירוי נאותים במיקוד אזור קליפת המוח הם קריטיים.

virtual-reality-tools-for-assessing-unilateral-spatial-neglect-novel

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

אתגר להוכחת יעילות טיפול בליקויים קוגניטיביים בסכיזופרניה הוא למצוא את מדידת אופטימיזציה של מיומנויות הקשורות לתפקוד יומיומי. הכלי הוירטואלי המציאות פונקציונלי הערכת קיבולת (VRFCAT) הוא משחקים אינטראקטיביים המבוססים מידה ממוחשבת שמטרתם כישורים הקשורים בתפקוד יומיומי, כוללים ליקויים בסיסיים ושינויי טיפול בנושא.

פיתוח של הערכת מציאות מדומה של מיומנויות חיי היומיום

תיכננו בדיקת מציאות מדומה כדי להעריך פלייבק פעולות יומיומיות (IADL) עם מערכת לכידת תנועה. אנו מציעים ניתוח מפורט קנטית לפרש של המשתתף תנועות שונות, כולל מסלול, נע מרחק וזמן סיום כדי להעריך את היכולות IADL.

מדידה קינמטיקה של תנועות החיים יומי עם מערכות לכידת תנועה במציאות וירטואלית

מאמר זה מתאר שיטה עבור ניסויים מרובת משתמשים על קבלת החלטות, ניווט באמצעות מעבדה מחשב מרושת.

מלכודת ברשת מציאות מדומה של שולחן העבודה עבור ההחלטה מדע, ניסויים ניווט עם משתתפים מרובים

מציאות וירטואלית (VR) ניסויים יכול להיות קשה ליישם, דורש תכנון קפדני. פרוטוקול זה מתאר שיטה לצורך העיצוב והיישום של ניסויים VR שאוספות נתונים פיזיולוגיים ממשתתפים אנושי. הניסויים במסגרת סביבות וירטואליות (ערב) הוא מועסק כדי להאיץ תהליך זה.

מציאות מדומה בין ניסויים פיסיולוגיים

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.

טיפול בפריזמה וירטואלית הסתגלות: פרוטוקול לאימות בוגרים בריאים

מציאות מדומה (VR) היא גישה רבת עוצמה אך לא מנוצלת לקידום האבחון והטיפול במחלות נוירולוגיות. פלטפורמת הקניות מציאות מדומה של קליבלנד קליניק משלבת תוכן VR משוכלל עם הליכון רב-כיווני כדי לכמת פעילויות אינסטרומנטליות של חיי היומיום - סמן פרודרומלי מוצע של מחלות נוירולוגיות.

פלטפורמת קניות המציאות המדומה Immersive של קליבלנד קליניק להערכת פעילויות אינסטרומנטליות של חיי היומיום

כאן, אנו מציגים הגדרת חומרה ותוכנה פשוטה בקוד פתוח לחקר למידה מרחבית של עכברים באמצעות מציאות מדומה (VR). מערכת זו מציגה מסלול ליניארי וירטואלי לעכבר מרוסן ראש הפועל על גלגל באמצעות רשת של מיקרו-בקרים ומחשב לוח יחיד המריץ חבילת תוכנה גרפית קלה לשימוש של Python.

מערכת מציאות מדומה בקוד פתוח למדידת למידה מרחבית בעכברים מרוסני ראש

כאן אנו מציגים מטלת ניווט מרחבית חדשנית, קצרה ופעילה המעריכה הן את יכולת הניווט המרחבי והן את יכולת הזיכרון האפיזודי. חשוב לציין שניווט מרחבי וזיכרון אפיזודי היו קשורים זה לזה, ומשימה זו הפגינה רגישות לפעילות גופנית.

הערכת ניווט מרחבי אנושי במרחב וירטואלי ורגישותו לפעילות גופנית

אנו מציגים פיתוח של מסגרת תצוגה מותנית מבט המיועדת למחקר תפיסתי ואוקולומוטורי המדמה אובדן ראייה מרכזי. מסגרת זו ניתנת להתאמה במיוחד לחקר אסטרטגיות התנהגותיות ואוקולומוטוריות מפצות אצל אנשים החווים אובדן ראייה מרכזי מדומה ופתולוגי כאחד.

מסגרת תצוגה מותנית מבט למחקר למידה תפיסתית עם אובדן ראייה מרכזי מדומה

אנו מתארים טכניקה כדי לשמור על חמצון ואוורור באמצעות צינור endotracheal מוכנס מאנפף לרמה של הלוע, נשא בעת סגירת הפה nares לאוורור מוצלח לחץ חיובי.

הצלה רומן טכניקה אינטובציה קשה אוורור קשה

למד כיצד לעצב ולאמת כלי מציאות מדומה לאבחון הזנחה מרחבית חד-צדדית בניצולי שבץ. שיטה זו מספקת נתונים מקיפים לחקר התסמונת ומאפשרת טיפול ממוקד בחסרים עדינים.

כלי מציאות מדומה להערכת הזנחה מרחבית חד-צדדית: הזדמנות חדשנית לאיסוף נתונים

גלה סרטונים נוספים