일방적인 공간 방치 평가를 위한 가상 현실 도구: 데이터 수집을 위한 새로운 기회

요약

목표는 신경질환 연구 및 관리에 가상현실의 역할을 확대하는 것이 목표인 일방적인 공간 태만, 급성 뇌졸중 생존자의 23~46%에 영향을 미치는 증후군을 감지하고 특성화하는 새로운 가상현실 과제를 설계, 구축 및 시범운용하는 것이었다.

초록

일방적인 공간 방치(USN)는 공간의 한쪽에 부주의하거나 행동하지 않는 것을 특징으로 하는 증후군이며 급성 뇌졸중 생존자의 23-46%에 영향을 미칩니다. 개별적인 환자에 있는 이 현상의 진단 그리고 특성은 도전적일 수 있고 수시로 숙련된 임상 직원을 요구합니다. 가상 현실(VR)은 USN 환자를 위한 새로운 평가 도구를 개발할 수 있는 기회를 제공합니다.

우리는 미묘한 USN 증상을 감지하고 특성화하기 위해 VR 도구를 설계하고 구축하고 USN과 관련된 피질 영역의 억제 반복 성 경두개 자기 자극 (TMS)으로 치료 대상자에 대한 도구를 테스트하는 것을 목표로했습니다.

당사는 visuospatial 처리와 관련된 피질의 두 개의 뚜렷한 부위에 TMS를 적용하여 3개의 실험 조건을 만들었습니다- 우수한 측두엽 자이러스(STG)와 초라한계 자이러스(SMG)-및 대조군으로서 샴 TMS를 적용하였다. 그런 다음 가상 현실 환경에 피사체를 배치하여 두 헤미스페이스의 덤불에 분포된 꽃의 측면 비대칭으로 꽃을 식별하도록 요청받았으며, 각 피사체의 성능에 따라 동적 난이도 조정을 했습니다.

우리는 STG에서 자극된 과목과 SMG에서 자극된 과목 과목 사이 평균 머리 야우에 있는 중요한 다름 및 평균 시각 축에 있는 약간 중요한 효력을 찾아냈습니다.

VR 기술은 접근성이 높아지고 저렴하며 견고해지고 있으며, 유용하고 새로운 게임 과 같은 도구를 만들 수 있는 흥미로운 기회를 제공합니다. TMS와 함께, 이러한 도구는 건강한 과목에서 특정, 고립 된, 인공 신경 적자를 연구하는 데 사용할 수 있습니다, 인수 된 뇌 손상으로 인해 적자를 가진 환자를위한 VR 기반 진단 도구의 생성을 알리는. 이 연구는 인위적으로 생성된 USN 증상이 VR 작업으로 평가된 지식에 대한 첫 번째 연구입니다.

서론

일방적인 공간 방치(USN)는 급성 뇌졸중 생존자의 23-46%에 영향을 미치는 공간의 한쪽에 부주의하거나 행동하지 않는 것을 특징으로 하는 증후군으로, 가장 일반적으로 오른쪽 뇌반구에 부상을 입어 공간 및/또는 생존자의 신체를 무시하는 경향이 있다^1,2. USN을 가진 환자의 대다수는 단기적으로 중요한 복구를 경험하더라도, 미묘한 USN 현상은 수시로 지속³. USN은 일상 생활의 낙상 및 방해 활동에 대한 환자 위험을 증가시킬 수 ^{있습니다2,4} 그것은 또한 모터와 글로벌 기능 결과 모두에 부정적인 영향을 미치는 것으로 나타났다^5,6.

USN의 적자는 사람이 자신의 신체 (자기 중심)에 대해 공간의 한쪽을 무시하는지 또는 외부 자극 (동종)^7,8,9

프로토콜

이 연구는 지역 기관 검토 위원회에 의해 승인 되었고 좋은 임상 사례 지침에 의해 명시된 모든 기준을 충족합니다. 모든 참가자는 연구 절차가 시작되기 전에 정보에 입각한 동의를 제공했습니다. 연구 참가자는 세 개의 별도 세션(표 1에 설명된 세션)에 참여할 것으로 예상되었습니다. 실험의 요소는 아래의 단계적 방식으로 설명됩니다. 세션 순서가 무작위로 정렬되었습니다.

세션 A	프리 rTMA VR 작업	휴식 모터 트레쉬홀드*	STG 또는 SMG의 rTMR	rTMS 후 VR 행동 작업
		5/10 펄스는 MEP o 손가락 트위치를 유도합니다 (*첫 번째 세션만 해당)	1Hz에서 20분 동안 RMT의 110%(총 1200펄스)
	약 15분	약 60분

결과

상기에 설명된 프로토콜을 사용하여 건강한 개인들로부터 데이터를 수집하여 가상 현실 작업에서 추출할 수 있는 다양한 변수를 분석하여 그룹 간의 미묘한 차이를 감지하는 방법을 보여 줍니다.

이 연구에서는 평균 연령 이 25.6세, 평균 16.8년의 교육을 받은 7명의 개인(남성 2명)이 각각 3개의 TMS 세션을 거쳤습니다. 이 과목은 2개의 단으로 나뉘었고, 4명의 참가자는 초라한계 자이러스(SMG)에서 반복적인 TMS를 받았고, 다른 3명의 참가자는 우수한 측두엽 자이러스(STG)에서 TMS 자극을 받았습니다. 모든 참가자는 TMS에 대한 응답으로 개별 변동성을 설명하기 위해 분석에서 코바레로 사용 된 별도의 세션 동안 sham TMS를 받았습니다. 각 세션 동안 참가자들은 TMS 자극 전후에 가상 현실 작업을 관리하여 성능 변화를 검토했습니다.

토론

우리는 TMS와 VR로 USN 증상을 각각 성공적으로 유도하고 측정했습니다. 우리는 가짜 시험에 비해 중요한 결과를 하지 않았지만, 우리는 다른 실험 그룹 사이의 자기 중심 적소 (평균 머리 각도, 중간 공간에서 꽃을 보는 데 소요된 시간) 및 동문 성소 (왼쪽과 오른쪽에 비대칭 꽃잎을 가진 꽃을 선택하는 성능)의 여러 메트릭을 비교할 수 있었고, STG에서 자극 대상간의 평균 머리 각도에서 상당한 차이를 발견했습니다. 평균 적인 시각적 축에 약간 중요 한 효과. USN 관련 ^{공간 처리에} 대한 시간적(STG) 및 정수리(PPC) 기여도에 대한 관심이 여전히 존재^하며, SMG 자극단에서 검출된 우측 헤드앵글이 증가하여 USN의 자아중심적 다양성의 PPC의 연루에 대한 지원을 제공할 수 있다.

이 프로토콜에는 여러 가지 중요한 단계가 있었습니다. 이 방법은 rTMS.......

재료

이 논문에 사용된 재료 목록

이름	회사	카탈로그 번호	댓글
AirFilm Coil (AFC) Rapid Version	Magstim	N/A	공랭식 TMS 코일
Alienware 17 R4 노트북	Dell	N/A	NVIDIA GeForce GTX 1060 (전체 사양 https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)
BrainSight 2.0 TMS Neuronavigation Software	Rogue Research Inc	N/A	TMS 신경 표적화 소프트웨어
CED 1902 절연 프리 앰프	Cambridge Electronic Design Limted	N / A	EMG 프리 앰프
CED Micro 401 mkII	Cambridge Electronic Design Limted	N / A	다중 채널 파형 데이터 수집 장치
CED Signal 5	Cambridge Electronic Design Limted	N / A	스윕 기반 데이터 수집 및 분석 소프트웨어. TMS 유발 운동 반응을 측정하는 데 사용됩니다.
HTC Vive 쌍안 애드온	Pupil Labs	해당 사항 없음	HTC Vive, Vive Pro 또는 Vive Cosmos 시선 추적 애드온(2 x 200Hz 눈 카메라 포함).
Magstim D70 원격 코일	Magstim	N/A	휴대용 TMS 코일
Magstim Super Rapid 2 plus 1	Magstim	N/A	Transcranial Magnetic Stimulation Unit
Unity 2018	Unity	N/A	크로스 플랫폼 VR 게임 엔진
Vive Pro	HTC Vive	N/A	VR 하드웨어 시스템, 외부 모션 센서 포함; 1440x1600 픽셀/눈, 90 Hz 재생률, 110°C; 시야