超低ビジョンと人工視覚における視覚機能の評価のための標準化された障害物コース
2014年2月11日
我々は超低ビジョンを持っている人では障害物回避を評価するために使用することができ、屋内、ポータブル、標準化されたコースを説明します。コースでは、投与が簡単で、比較的安価であり、信頼性と再現性であることが示されている。
この手順の全体的な目標は、視覚障害のある患者のナビゲーション能力を評価するためのポータブル障害物コースを組み立てて管理する方法についての詳細な指示を提供することです。これは、最初にコースを建設するのに適したスペースを特定し、必要なすべての機器を入手することによって達成されます。2番目のステップは、コースインフラストラクチャを作成することです。
これには、隣接する壁の塗装や床タイルの敷設、障害物の塗装や照明の設定などが含まれます。次に、テストエリアを使用する準備をします。照明は希望の照明に設定し、コースの実行後に発泡スチロールの障害物を配置する必要があります。
結果は、好ましい歩行速度の割合、衝突とエラーの数、および2つの視覚的識別タスクの結果を調べることで分析できます。最終的には、ロービジョンアプリケーション用のポータブル障害物コースを使用して、ロービジョンの人や人工視覚デバイスを使用している人のナビゲーションとモビリティの能力を評価することができます。私たちのコースの主な利点の1つは、非常に多くのバージョンがあるため、被験者がそれを暗記するのが非常に難しいことです。
また、ポータブルであるため、多施設共同研究であれば簡単に再現できます。この方法は、被験者がデバイスを使用して障害物を回避できるかなど、ロービジョンおよび人工視覚デバイスの分野での質問に答えるのに役立ちます。現在、この方法は、人工視覚デバイスの改良に関する情報を提供できます。
また、黄斑変性症や脳卒中を患った被験者の評価にも役立ちます。また、開業医や被験者に彼らの限界と治療の必要性を示すこともできます。建設を開始するには、まず、障害物コースに適した廊下を選択します。
寸法は、長さ40フィート、幅7フィートで、281フィート四方のベージュのポータブル床タイルで構成されている必要があります。コースの床を取り付け、コースの周囲に黒いトリムのタイルを配置します。また、隣接する壁をベージュの床タイルに合わせて塗装し、単色の試験環境を作り出します。
床の特定の色が利用できない場合は、床タイルを地元の金物店に持って行ってカラーマッチングを行うことができます。次に、ここに示すように、照明テンプレートに従って照明を取り付けます。ライトを調光スイッチに接続します。
次に、このビデオに添付されている原稿に含まれているペイント手順に従って障害物をペイントします。次に、実験用のテスト領域を準備します。照明を希望の条件に調整し、コースを含む廊下の開始、中央、および終了にある露出計で確認してください。
ビデオ カメラが録画するように設定されていること、およびカメラの配置が、コースを歩く被写体をキャプチャするのに適していることを確認します。天井マウントをお勧めしますが、カメラをハンドヘルドにすることもできます。コースの準備ができたら、被験者を連れてきて好みの歩行速度を記録するか、PWSで被験者を歩道の中央に配置して、つま先が歩道の境界の後ろにくるようにします。
次に、被験者への指示を読み、通常の歩行速度で廊下を歩くように指示します。ホールの端で指示されたら立ち止まり、その後、向きを変えて歩いて戻ります。ストップウォッチで録音を開始します。
被験者の足が黒い境界線を越えて通路に出たら、時間の記録を停止します。歩道の反対側にある黒い境界線を足が越えると、今回は優先歩行速度1またはPWS速度として記録します。次に、被験者に向きを変えてもらい、反対方向に手順を繰り返します。
今回もPWS2本も収録。次に、記録された 2 つの時間を平均し、これを無作為化スキームからの被験者の最終的な優先歩行速度として記録します。最初のコースを設定します。
障害物の正しいマッピングについては、提供されている図を参照してください。床タイルは、障害物をマッピングするグリッドとして使用する必要があります。垂直軸と水平軸に沿ってタイルに番号を付けると、障害物を簡単に配置できるように、消えないマーカーを付けると便利です。
また、目立たない場所に提供された図に従って障害物にラベルを付けることも役立ちます。今、40フィートの歩道の始まりに案内します。被験者は歩道の中央、列Dに配置し、つま先を境界線の後ろに置きます。
主題に対するコースの説明をもう一度読みます。ストップウォッチで録音を開始します。被験者の足が黒い境界線を越えて通路に出たら、タイミングを止めます。
歩道レコードのもう一方の端にある黒い境界線を足が越えると。今回は被験者のコアスピードとしてCsも記録します。障害物にぶつかった場合は、指示に従って各ヒットの重大度を3段階評価で評価します。
コースの走行は、後で独立したオブザーバーが確認できるようにビデオに録画する必要があります。コースナビゲーションタスクが完了したら、被験者をコースに向け、コースの中央に配置します。コースの終わりから正しい色を見るために再配置が必要な障害物が回転していることを確認してください。
次に、コースの指示を主題に読みます。このとき、最初のオブジェクト識別タスクが管理されます。被験者に振り向いて、30秒以内に識別できる物体の総数を研究助手に伝えてもらいます。
そして、この番号を今すぐ記録してください。被験者にコースを戻り、各障害物を指差すように指示します。彼らは見ることができます。
障害物にぶつかっても問題ありません。衝突が発生した場合は、衝撃の深刻度を評価しますが、被写体をリダイレクトしないでください。彼らが見ることができる障害物の数が記録されます。
彼らが検出できる障害物を記録すると便利です。これはタイミングが合っていません。次に、対象の障害物に対して実行される次のコースバージョンを設定します。コース。
ナビゲーションと障害物の特定は、実行されるコースの反復ごとに繰り返され、6人が目隠しで引用され、36人の完全に健康な視覚障害者の成人被験者がベースラインで障害物コース全体を完了し、その後、Brainportデバイスを使用した15〜20時間の構造化されたトレーニングプロトコルの後に再度完了する必要があります。ベースライン時とトレーニング後の歩行速度で好まれた割合は、ブレインポートを使用した被験者は、ブレインポートを使用しない場合よりもゆっくりと歩いたことを示しています。この図は、Brainportの被験者を使用した可能性のあるエラーの割合の結果に対するベースラインとBrainportの条件の結果を示しています。これは、Brainportを使用しない条件と比較して、障害物との衝突数が減少する傾向があったことを示しています。
コースに慣れたら、テクニックは約90分かかります。適切に行えば、コースの各レベルは薄暗い照明または明るい照明で実行できます。これにより、アンビエント照明がパフォーマンスに影響を与えるかどうかを判断できます。
しかし、盲目の被験者と仕事をしているとき、彼らは引用された被験者ほど自分の環境を知覚しないことを忘れないでください。ですから、彼らがつまずかないように、彼らが近くで後ろに落ちる目の見えるガイドを持つことが常に重要です。
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概要
この記事では、超低視力の人々の障害物回避を評価するために設計されたポータブルで標準化された障害物コースについて説明します。このコースはコスト効率が高く、セットアップが簡単で、ナビゲーション能力のテストにおける信頼性と再現性を示しています。
主要な研究要素
科学の分野
- 視覚障害
- 障害物ナビゲーション
- 行動評価
背景
- 視覚障害はナビゲーション能力に影響を与えます。
- 信頼性の高い評価には標準化されたテスト方法が不可欠です。
- ポータブルなソリューションは様々な環境でのテストを容易にします。
- 以前の方法は再現性やアクセシビリティに欠ける可能性があります。
研究の目的
- 低視力の人々のナビゲーションを評価するための信頼性の高い障害物コースを作成すること。
- コースの組み立てと実施に関する詳細な指示を提供すること。
- ナビゲーション評価のアクセシビリティを向上させること。
使用された方法
- 障害物コースに適したスペースを特定すること。
- コースの建設に必要な機器を集めること。
- 壁と障害物を塗装し、照明を設置すること。
- 適切な照明と障害物の配置でテストエリアを準備すること。
主要な結果
- コースは管理が容易でコスト効率が高い。
- 評価において信頼性が高く再現性があることが示されています。
- 参加者はコースを効果的にナビゲートできます。
- セットアップは一貫したテスト条件を可能にします。
結論
- ポータブルな障害物コースは視覚障害のある人々のナビゲーションを評価するための貴重なツールです。
- 標準化された方法は評価の信頼性を向上させます。
- 将来の研究ではこのコースを利用してナビゲーション能力をさらに探求できます。
よくある質問
Executive Industry Relevance
This standardized obstacle course provides a reproducible, portable method for evaluating functional mobility in vision-impaired populations, supporting preclinical and translational assessment of sensory substitution and artificial vision technologies. By quantifying navigation performance through preferred walking speed and error rates, the assay enables objective comparison of device efficacy across study sites and lighting conditions. Its low cost and ease of deployment facilitate multicenter trials and iterative device optimization in early discovery phases.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses by measuring real-world navigation outcomes in ultralow vision models.
- Operational Value: Supports functional target validation through standardized, quantifiable mobility endpoints independent of visual acuity.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for downstream workflows by establishing reproducible obstacle avoidance metrics.
- Operational Value: Addresses assay standardization and scalability through portable, low-cost course design suitable for multicenter use.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Discusses disease relevance and translational biomarker alignment by linking device training to measurable mobility improvements in blind subjects.
- Operational Value: Describes continuity from discovery through preclinical validation by enabling repeated testing across course iterations to assess learning and adaptation.
Pipeline & Workflow Integration
The method fits within the discovery continuum from early target validation to lead identification, providing functional readouts that inform go/no-go decisions for sensory substitution and artificial vision programs.
- Discovery Biology: Explains how the method supports hypothesis testing by quantifying obstacle avoidance as a proxy for restored visual function.
- Screening: Describes assay readiness through standardized course layouts that ensure consistent performance metrics across subjects and sessions.
- Analytics: Highlights measurements like percent preferred walking speed and error percent that enable quantitative comparison of navigation performance.
- Translational Research: Connects the method to preclinical continuity by demonstrating how device training translates to improved mobility in a controlled, replicable environment.
- Enterprise Reuse: Frames the method as a reusable capability rather than a single-use technique due to its portability and multiple course versions preventing memorization effects.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Predictive confidence, target validation, reduction of mechanistic ambiguity in assessing artificial vision device functionality.
- Operational Value: Standardization, reproducibility, and scalability across sites due to portable design and standardized construction protocols.
- Strategic Value: Better go/no-go decisions, capital efficiency, and reduced late-stage biological risk by providing early functional mobility data.
- Portfolio Impact: Risk-adjusted prioritization and advancement decisions based on quantitative navigation outcomes across device iterations.
Implementation Considerations
- Required scientific expertise in low-vision assessment and mobility testing protocols.
- Instrumentation and analytical infrastructure needs including stopwatches, video recording, and light meters for standardized illumination.
- Cross-team standardization requirements for obstacle placement, lighting conditions, and scoring consistency across evaluators.
- Adaptation considerations across model systems, including adjustment of course dimensions for different subject populations or device form factors.
- Practical limitations supported by source material: reliance on sighted guides for subject safety during testing with blind participants.
