Rijden Simulatie in de kliniek: Het testen van Visual exploratief gedrag in het dagelijks leven activiteiten bij patiënten met Gezichtsvelddefecten

Het algemene doel van het volgende experiment is om compensatiestrategieën van visuele exploratie te differentiëren bij patiënten met visuele velddefecten na een infarct van de arteria cerebri posterior. Dit wordt bereikt door patiënten te positioneren en te instrueren in een rijsimulator om gedragingen in een realistische testsituatie te onderzoeken. Er wordt gebruikgemaakt van een op het hoofd gemonteerde eye-trackingcamera, waarbij de nauwkeurigheid wordt gewaarborgd door aanpassingen te maken en te kalibreren voor de individuele patiënt.

Vervolgens begint de rijsimulatie terwijl het blikgedrag en de rijprestaties worden geregistreerd; als alternatieve modus kunnen de overlay-beelden worden ingeschakeld om compenserend blikgedrag te visualiseren en een snelle beoordeling ervan mogelijk te maken. Door de evaluatie van saccade- en hoofdbewegingsparameters, zoals het aantal saccades, saccade-amplituden, fixatie, distributie en duur, evenals de reactietijden op perifere objecten, worden verschillende strategieën onthuld. Het belangrijkste voordeel van deze gesimuleerde rijopstelling is dat het een snelle en eenvoudige beoordeling van het visuele exploratieve gedrag binnen een klinische setting mogelijk maakt.

Nu kunnen we goed gedefinieerde parameters registreren, zoals oog- en hoofdbewegingen en reactietijden. De implicaties van deze techniek strekken zich uit tot rehabilitatie en therapie, aangezien onmiddellijke visualisatie van het kijkgedrag via de overlay-besturing een feedbackmechanisme kan bieden om de aandacht van de patiënt te verhogen en te helpen bij het aanleren van compensatiestrategieën. Het kan ook de efficiëntie van de rehabilitatie verbeteren door meer geïndividualiseerde rehabilitatieplannen aan te bieden, aangepast aan het huidige niveau van het compensatiegedrag van de patiënt.

Mijn collega, een doctoraatskandidaat uit ons laboratorium, zal de procedure demonstreren. Om dit protocol te starten, laat u de patiënt eerst plaatsnemen in een imitatieautostoel op twee meter afstand van het simulatiescherm; help de patiënt bij het aanpassen van de rugleuning en de afstand van de stoel tot het pedaal. Zodra de patiënt comfortabel zit, geeft u instructies over het gebruik van de simulatieauto, inclusief de remmen, de richtingaanwijzer en het stuur.

Geef vervolgens de instructies voor de taak. Instrueer de patiënt dat, net als in een echte rijomstandigheid, het rempedaal en/of het richtingaanwijssignaal naar behoren en passend bij de respectievelijke rijsituatie moeten worden gebruikt. Informeer de patiënt daarnaast over simulatieziekte en laat de patiënt weten dat de testsessie kan worden onderbroken indien er sprake is van onbehagen, misselijkheid of zweten.

Voer vervolgens een proefrit uit met een lage taakdichtheid, zodat de patiënt kan wennen aan de simulatieauto en de stimuli. Dit kan ook simulatieziekte voorkomen door tijd te bieden om in een tweede testsessie aan de simulator te wennen. Nadat de patiënt correct is gepositioneerd en voldoende tijd heeft gehad om te oefenen, plaatst u de eye tracker op het hoofd van de patiënt en stelt u deze af door aan de flexibele banden te trekken om de software en de patiënt voor te bereiden op de kalibratie.

De laser van de hoofdcamera moet op het midden van het simulatiescherm zijn gericht en de camera's moeten worden afgesteld om op de pupil te focussen. Instrueer de patiënt vervolgens om opeenvolgend naar vijf stippen op het scherm te kijken door de muispijl te volgen en start de kalibratie van de eye-trackingapparatuur. Voltooi daarna de horizontale kalibratie.

Instrueer de patiënt om te fixeren op een overlay-afbeelding van een oog op het linker scherm. Volg vervolgens de overlay terwijl deze over het scherm beweegt en fixeer er opnieuw op aan de rechterzijde. Test de kalibratie door de patiënt te vragen te fixeren op specifieke objecten op het scherm en match deze fixatie vervolgens met een overlay-oogafbeelding, die de door de software berekende blikpositie aangeeft.

De kalibratie is geslaagd als de blik van de patiënt en de overlay-afbeelding op hetzelfde punt op het scherm samenkomen. Herhaal de kalibratie indien nodig. Zet de overlay-afbeeldingen uit zodra de kalibratie is voltooid.

Zodra de patiënt comfortabel in de simulator zit en de eye tracker succesvol is gekalibreerd, kan de simulatie worden gestart. In dit voorbeeld rijdt de patiënt op een enkelbaansweg met éénrichtingsverkeer en obstakels. De patiënt moet zo snel mogelijk reageren op bewegende objecten die de weg op komen, zoals wilde zwijnen of ballen, maar ook op verkeersborden of pechvoertuigen die aan weerszijden van de weg verschijnen.

Houd er rekening mee dat de auto, terwijl het gaspedaal wordt ingedrukt, kan versnellen tot een constante snelheid van 70 kilometer per uur, tenzij de rem wordt gebruikt. Laat de patiënt over verschillende routes rijden, elk van 6.500 meter en ongeveer 10 minuten duur, met een variërende taakmoeilijkheid afhankelijk van de mate van afleiding door de omgeving. Schakel als alternatieve testmodus de overlay van oogbeelden in, waarbij de ene de blikpositie aangeeft en de andere de hoofdpositie van de patiënt.

Dit maakt een snelle beoordeling van het compensatiegedrag van de blikbewegingen tijdens het testen mogelijk door de blikpositie via de software te visualiseren. Hier zien we een typische rijprestatie van een patiënt met hemiopie aan de rechterzijde met compenserend blikgedrag. Het blikgedrag wordt gevisualiseerd door de overlay-oogbeelden, die een snelle beoordeling van de positie van de hoofd- en oogbewegingen mogelijk maken; er is sprake van een compenserende psychomotorische beweging naar de zijde waar het visuele defect zich bevindt, wat resulteert in de detectie van objecten die in het blinde veld verschijnen.

Let op de voorbeeldprestatie van de patiënt met hemianopie aan de rechterzijde; hier zien we de typische rijprestatie met gevisualiseerd kijkgedrag van een patiënt met hemianopie aan de rechterzijde zonder compensatiegedrag, wat leidt tot botsingen met objecten die in het blinde veld verschijnen. Let op de voorbeeldprestatie van de patiënt met hemianopie aan de rechterzijde zonder compensatie. MATLAB-software kan worden gebruikt om de experimentele gegevens uit de simulatie te analyseren.

Definieer secs als secties van het bliktraject waarbij de bliksnelheid 30 graden per seconde overschreed en de blikamplitude groter was dan één graad. Secties tussen de secs moeten worden gedefinieerd als fixaties, en hoofdbewegingen als bewegingen die zes graden per seconden overschrijden met een amplitude van meer dan drie graden. Slab-software kan tijdens het experiment worden gebruikt om reactiesnelheden bij het gebruik van de richtingaanwijzer en de rem te registreren; lane position object fixaties moeten worden gedefinieerd als fixaties op een object waarbij de blikpositie maximaal 1,24 graden afwijkt van het object op de x-as en 1,66 graden op de y-as.

Hier zijn de resultaten voor twee patiënten met een incomplete hemianopsie aan de rechterzijde, die reden met en zonder compensatiegedrag. Patiënt A vertoonde compensatoire saccadische bewegingen naar de zijde waar het visuele defect zich bevindt, wat resulteerde in een normale prestatie in de rijsimulatie vergeleken met een gezonde controlepersoon. Patiënt B vertoonde echter geen compensatoire saccadische bewegingen en liet een slechte prestatie zien in de rijsimulatie door perifere prikkels in het blinde veld te missen, wat leidde tot verlengde reactietijden of botsingen. Hier zien we de distributie van fixaties op het scherm tijdens de eerste rit van patiënt A, patiënt B en een gezond subject; patiënt A vertoonde compensatoire saccadische bewegingen naar de zijde waar het visuele defect zich bevindt, terwijl patiënt B minder exploreerde.

Patiënt B vertoonde 3,4 keer minder psychotische bewegingen vergeleken met patiënt A, waarbij de helft van de amplitude van patiënt A werd beslagen. Patiënt B vertoonde daarnaast langere fixatieduurten vergeleken met zowel de gezonde controle als patiënt A. Deze figuur demonstreert de invloed van de excentriciteit van de objectpositie ten opzichte van de positie van de GA op de reactietijd, afzonderlijk weergegeven voor de linker- en rechterzijde van het gezichtsveld. Voor patiënt A en de gezonde controle was er geen significant verschil tussen de reactietijden bij naderende objecten door middel van handmatige detectie of fixatie van het object in het linker- of rechtergezichtsveld. Bij patiënt B verschilden de reactietijden echter duidelijk tussen het blinde en het ziende veld.

Tijdens het uitvoeren van deze procedure moet de patiënt worden geïnformeerd dat op basis van dit experiment niet kan worden geconcludeerd of hij of zij fit is om te rijden; het doel van dit experiment is namelijk om te verduidelijken of compenserend gedrag wegvalt wanneer men overgaat van een veilige gesimuleerde situatie naar een werkelijke rijomgeving. Hiervoor moeten echte rijonderzoeken worden uitgevoerd. Bij een correcte uitvoering kan deze stimulatie binnen 10 minuten worden voltooid.

Het kan een eerste indruk geven van het visuele exploratieve gedrag, en na het bekijken van deze video zult u een goed inzicht hebben in hoe deze techniek snel en gemakkelijk visueel exploratief gedrag in een naturalistische situatie onthult.