Eye-Tracking Control cognitieve functies bij patiënten beoordelen met Amyotrofische Lateraal Sclerose

Het algemene doel van dit eye-tracking paradigma is om een oculomotorische techniek te gebruiken om cognitieve functies te beoordelen bij patiënten met amyotrofische laterale sclerose of ALS die niet in staat zijn om te spreken en te schrijven. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen op het gebied van potentiële cognitieve tekorten bij patiënten met ernstige fysieke beperkingen, zoals ALS. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat oogbewegingen worden gebruikt om neuropsychologisch onderzoek uit te voeren bij ALS-patiënten, en daarom is deze methode geschikt voor patiënten die niet kunnen spreken of schrijven.

Hoewel deze methode is ontwikkeld voor patiënten met ALS, kan deze ook worden toegepast op andere patiëntensamples van personen die niet kunnen spreken of schrijven, maar wel over een intacte oculomotorische controle beschikken. Gebruik voor dit experiment een draagbaar apparaat voor het registreren van oogbewegingen met een bril. Optimaliseer de detectie van oogbewegingen door de camera's in alle zes vrijheidsgraden af te stellen.

Stel vervolgens een gestandaardiseerd oculomotorisch testparadigma op, zoals een reeks saccadische taken, om tekortkomingen in de controle van de oogbewegingen vast te stellen. Gebruik software om deze taken via een projector, die boven de zitplaats van de deelnemer is gemonteerd, op een hemicylindrisch scherm te presenteren. Controleer tot slot, ter voorbereiding op het tweede deel van het experiment, of een rode laserspot, die zal worden gebruikt voor de op eye-tracking gebaseerde versie van de D2-test, correct op het scherm verschijnt.

Begin met de deelnemer te vragen alle potentieel storende apparaten, zoals mobiele telefoons of pagers, uit te schakelen. Leid een deelnemer zonder substantiële visuele beperkingen naar de testruimte. Plaats hen op een verhoogde stoel voor een verstelbare kinsteun die zich op 150 centimeter van het computerscherm bevindt.

Vraag de deelnemer om hun hoofd op de kinsteun te plaatsen. Plaats vervolgens de video-oculografiebril op hun hoofd. Pas de bril aan zodat deze goed aansluit op de vorm en grootte van het hoofd.

Zorg ervoor dat beide ogen zichtbaar zijn op het scherm van de experimentator en stel de camera's in de bril zo in dat de beelden van elk oog gecentreerd op het scherm staan. Controleer vervolgens of het systeem de oogbewegingen continu registreert door de deelnemer opdracht te geven naar elke hoek van het hemicilindrische scherm te kijken. Start het gestandaardiseerde oculomotore testparadigma en laat de deelnemer een tweede kalibratie uitvoeren.

Vraag de deelnemer om een enkel punt op het scherm te volgen dat horizontaal en vervolgens verticaal oscilleert met een frequentie van 0,125 hertz, om de niet-gekalibreerde orthogonaliseerde ruwe gegevens van het oogbewegingsregistratieapparaat in kaart te brengen ten opzichte van de werkelijke orthogonaliseerde oogpositie. Controleer tot slot of de kalibratie acceptabel is, wat betekent dat de werkelijke oogbeweging en de ruwe gegevens ruimtelijk en temporeel gesynchroniseerd zijn. Indien dit het geval is, instrueer de deelnemer dan om het hoofd zo stil mogelijk te houden.

Voor het eerste deel van het experiment worden de Raven's colored progressive matrices, of de CPM-test, weergegeven als een reeks matrices op het scherm van 22 graden breed en 15 graden hoog, met een uitgesneden witruimte. Instrueer de deelnemer om het ontbrekende stuk onder elke matrix te identificeren. Laat de proefpersoon na het maken van een keuze de ogen gedurende ten minste 250 milliseconden sluiten om een groen kader te activeren dat de zes mogelijke alternatieven voor de ontbrekende stukken gedurende elk 1500 milliseconden omlijnt.

Vraag de deelnemer om het alternatief dat zij correct achten aan te wijzen door hun ogen gedurende ten minste 250 milliseconden te sluiten terwijl hun keuze zich binnen het groene kader bevindt. Projecteer de keuze van de deelnemer afzonderlijk op het hemicylindrische scherm; om dit te bevestigen, instrueer hen om hun ogen opnieuw gedurende ten minste 250 milliseconden te sluiten. Laat de deelnemer de verdere training voltooien door het ontbrekende deel in de volgende drie matrices te selecteren.

Beantwoord eventuele vragen die de deelnemer kan hebben over de procedure. Laat de deelnemer vervolgens de volledige CPM-taak voltooien. Vraag de deelnemer voor het tweede deel van het experiment, de D2-test, om hun blik op het midden van het scherm te richten.

Instrueer hen om elk van de 47 letters met een hoogte van 11 graden en een breedte van 2,5 graden na elkaar in het midden van het scherm te observeren, waarbij elke stimulus 2000 milliseconden duurt. Telkens wanneer de letter d met twee streepjes wordt gepresenteerd, moet de deelnemer worden geïnstrueerd om naar de rode laserspot boven de letter te kijken totdat de volgende stimulus verschijnt. Laat de deelnemer tenslotte, nadat de training is voltooid, de volledige D2-test afleggen, die bestaat uit vijf blokken van elk 47 stimuli.

Bij een steekproef van patiënten met amyotrofische laterale sclerose, of ALS, was er een goede congruentie tussen de eye-trackingversie en de standaardversie van de CPM-test. Bovendien zijn er significante groepsverschillen in de CPM-test en de D2-test, wat aantoont dat deze techniek betrouwbaar onderscheid maakt tussen ALS-patiënten met meer of minder cognitieve beperkingen. Eenmaal onder de knie, kan deze techniek in 25 minuten worden voltooid indien deze correct wordt uitgevoerd.

Voor ALS-patiënten met onvoldoende oculomotorische controle kunnen andere methoden, zoals de hersen-computerinterface, worden ingezet om hun cognitieve functioneren te beoordelen. Na het bekijken van deze video zou u een goed begrip moeten hebben van hoe u neuropsychologisch onderzoek op basis van oogbewegingen uitvoert bij ALS-patiënten.