Method Article

仮想プリズム適応療法:健康成人における検証のためのプロトコル

DOI:

10.3791/60639

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February 12th, 2020

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1Delvine Inc., 2Department of Rehabilitation Medicine, Seoul National University College of Medicine, Seoul National University Bundang Hospital

In This Article

Summary

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この実験的プロトコルは、健康な成人における仮想プリズム適応療法(VPAT)の使用と、VPATと機能的近赤外分光法との関連を示し、VPATが皮質活性化に及ぼす影響を決定する。結果は、VPATが実現可能であり、従来のプリズム適応療法と同様の行動適応を誘発する可能性があることを示唆している。

Abstract

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ヘミ空間無視は脳卒中後の一般的な障害である。これは、貧しい機能的および社会的成果に関連付けられている。したがって、ヘミ空間無視の管理を成功させるためには、適切な介入が不可欠である。しかし、様々な介入の臨床使用は、実際の臨床実践において制限されている。プリズム適応療法は、半空間無視を治療するための最もエビデンスに基づくリハビリテーションモダリティの1つです。プリズム療法で起こりうるあらゆる欠点を克服するために、没入型バーチャルリアリティと深度感知カメラを用いて、仮想プリズム適応療法(VPAT)を作成する新しいシステムを開発しました。VPATシステムを検証するために、我々は、VPATシステムを介して行動の誤りと皮質活性化の変化を調査する実験プロトコルを設計した。皮質活性化は機能的近赤外分光法(fNIRS)により測定した。実験は4つの段階で構成されていました。4つすべて、右利きの健康な人々に適用されたクリック、指差しまたは休息が含まれていました。クリック対ポインティングは、総運動タスクに関連する皮質領域を調査するために使用され、VPATとポイントを使用したポイントは、visuospatial知覚に関連する皮質領域を調査するために使用されました。4人の健康な参加者からの予備的な結果は、VPATシステムによる指摘誤差が従来のプリズム適応療法に類似していることを示した。より多くの参加者およびfNIRSデータとのさらなる分析、ならびに脳卒中患者の研究が必要であるかもしれない。

Introduction

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ヘミ空間無視は、対側のヘミ空間視野を知覚する能力に影響を与え、脳卒中1、2の後に一般的な障害である。半球空間無視後のリハビリテーションは重要ですが、機能や社会的転帰が悪いため、実際の臨床実習3,4ではリハビリテーションが十分に活用されていないことがよくあります。

ヘミ空間無視のために提案された様々な既存のリハビリテーションアプローチの中で、プリズム適応(PA)療法は、亜急性または慢性脳卒中の患者におけるヘミ空間無視の回復および改善に有効であることが証明されている5、6、7、8。しかし、従来のPAは、いくつかの欠点9、10のために十分に利用されていない。これらは、1)プリズムレンズに起因する高コストと時間要件を含み、偏差の程度に調整するために変更する必要があります。2)に向けら....

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Protocol

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すべての手続きは、ソウル国立大学ブンダン病院機関教育審査委員会(IRB)によって審査され、承認されました。健康な参加者を募集するために、ポスターを使って病院の周りを宣伝しました。

1. 実験的なセットアップ

  1. 参加者募集
    1. 次の包含基準を使用して被験者のスクリーニングプロセスを実行する:1)健康、18歳から50歳の間。2)右利き、エディンバラの利き手の在庫14によって評価される;3)VRのためのヘッドマウントディスプレイを着用し、VR内のオブジェクトを検出することができます。そして4)脳卒中、パーキンソン病、外傷性脳損傷など、脳に影響を与える疾患の歴史はない。
      注: これらの基準は、実験に参加する能力を持つ参加者をスクリーニングし、結果に影響を与える要因を調整するために設計されました。
    2. 参加者を募集し、研究全体と期待される臨床問題の詳細な説明を提供します。含まれる前に同意を得る必要があります。
  2. 実験システム
    注:没入型VRシステムと深度センシングカメラを使用したカスタマイズされたVPATシステムが使用されました。機能的な赤外分光法(fNIRS)を同時に使用して皮質活性化を調べた。実験のためにVPATとfNIRSを連結した(図1)。
    1. VPATシス....

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Results

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4人の健常者(男性1名、女性3名)のデータが代表的な結果として用いられた。ポインティングエラーは図5Aに示され、各ポインティングタスクのサブフェーズにおける10試行の中央値の平均は30 s続きます。 各フェーズの最初のブロックの中央値ポインティング誤差の平均値は、0.45 ± 0.92(プレVPAT)、4.69 ±3.08(VPAT 10°)、5.43±2.22(VPAT 20°)、-5.17 ±1.60(ポストVPAT)でした。ポインティング誤差変化の傾向は、反復測定ANOVAを介して統計的に有意であった(p = 0.001)。各被験者のポインティング誤差は図5Bに示され、VPAT段階および後プリズム適応(陰性ポインティング誤差)の適応を示す。

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Discussion

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本研究ではVR環境で翻訳された手の動きを用いたプリズム適応療法を実施した。従来のプリズム適応療法のように、実施された偏差が角度オーバーシュートと行動適応を引き起こしているかどうかを調べた。

中央値のポインティングエラー結果(図5)と最初のポインティングエラーの結果では、位相を切り替えるとポインティングエラーが大きく変化しました。いくつかの手認識エラーは除去されましたが、誤検出が依然として存在する可能性があります。誤った追跡などの体系的な誤差を排除するために中央値を使用すると、平均ポインティングエラーの結果が予想よりも低いことがわかった。後プリズム適応は、各被験者に常に示された(図5B)。これらの結果は、従来のプリズム適応療法と同様の行動適応を示した。

実験にはいくつかの問題がありました。手の誤検出は、ポインティング タスクで頻繁に発生しました。場合によっては、指差し中に手が目標に達しても、Leap モーション.......

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Disclosures

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ウォンソク・キム、スンミン・チョー、ナムジョン・パイクは、この作品に関連する「仮想モデルを用いて視覚刺激を作成する方法、システム、読み取り可能な記録媒体」と題する特許を持っています。

Acknowledgements

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本研究は、ソウル大学校大盆唐病院研究基金(14-2015-022)、貿易産業エネルギー省(韓国・MOTIE)、韓国科学ICT(MSIT)、厚生省(MOHW、韓国)が支援した。)AI-バイオ-ロボット-医学コンバージェンスのための技術開発プログラム(20001650)ビデオ撮影の準備と進め方を手伝ってくれたスービンパーク、ヌリ・キム、イェリン・チャンに感謝します。

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
EASYCAPEasycapC-SAMSfNIRSオプトに対応するプラットフォーム
Leap Motion 3DモーションコントローラーUltrahapticsFBA_LM-C01-US手検出デバイス付き HMD
Leap Motion VR開発者マウント VRヘッドセット用UltrahapticsVR-UAZ
Matlab R2015aNIRStar
NIRScoutMedical Technology LLCNSC-COREfNIRSシステム
nirsLAB v201605Medical Technology LLCNIRScoutで収集したデータを分析するためのソフトウェア
NIRScout NIRStar 14.1Medical Technology LLCNIRScout取得ソフトウェア
Occulus Rift DK2OcculusVR HMD
PowerMate USBマルチメディアコントローラーグリフィンタスクのプッシュボタンNA16029
SuperLab 5.0セドラス株式会社NIRScoutに関連する刺激プレゼンテーションを同期
で動作するプログラミング言語技術します

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Appelros, P., Karlsson, G. M., Seiger, A., Nydevik, I. Neglect and anosognosia after first-ever stroke: incidence and relationship to disability. Journal of Rehabilitation Medicine. 34 (5), 215-220 (2002).
  2. Buxbaum, L., et al. Hemispatia....

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