$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
1. Przygotowanie pozycji do nauki
- Pozwól pacjentowi zająć miejsce, w odległości 2 m przed ekranem, (203 x 152 cm obejmujące 58,15 stopnia kąta widzenia na osi poziomej i 43,61 stopnia kąta widzenia na osi pionowej, rozdzielczość: 1400 x 1050), w foteliku symulacyjnym o stałej podstawie imitującym prawdziwy fotelik samochodowy. Pomóż pacjentowi dostosować odległość siedziska od pedału, mając uchwyt pod spodem. Pomoc w regulacji oparcia.
- Poinstruuj pacjenta, jak korzystać z gadżetów symulacyjnych samochodu (hamulce, kierunkowskaz, kierownica).
- Poinstruuj pacjenta o zadaniu: Jedź tak, jak w rzeczywistej, niesymulowanej sytuacji podczas jazdy. Droga jest jednokierunkową jednopasmową drogą z łukami (najmniejszy promień 500 m, największy promień 1 200 m) i bez ruchu. Uważaj na znaki drogowe i samochody awaryjne pojawiające się po obu stronach drogi. Na myśl o potencjalnie niebezpiecznych zdarzeniach, takich jak dziki lub kule zbliżające się do drogi, należy jak najszybciej zareagować poprzez naciśnięcie hamulca lub użycie kierunkowskazu lub obu tych elementów, co wydaje się być odpowiednie w danej sytuacji na drodze. Po naciśnięciu pedału samochód rozpędza się do stałej prędkości 70 km/h, chyba że użyto hamulca1. Przejazd trwa ok. 10 min.
- Poinformuj pacjenta o chorobie symulacyjnej. W przypadku wystąpienia złego samopoczucia, nudności lub pocenia się, przerwij sesję testową.
- Przeprowadzana jest jazda próbna o mniejszej gęstości zadań, aby przyzwyczaić się do sytuacji symulacyjnej i zapobiec chorobie symulacyjnej poprzez zapewnienie wystarczającej ilości czasu na dostosowanie2.
2. Kalibracja urządzenia Eye Tracker
- Podczas drugiej sesji testowej, po prawidłowym usadzeniu pacjenta i otrzymaniu wystarczającej ilości czasu na praktykę, umieść Eye-Tracker na głowie pacjenta i wyreguluj go, pociągając za elastyczne paski. Laser kamery czołowej powinien być skierowany na środek ekranu. Dostosuj ostrość kamery na głowie na źrenicy.
- Poinstruuj pacjenta, aby spojrzał na pięć kropek zgodnie z prowadzeniem strzałki myszy w celu kalibracji.
- Rozpocznij symulację.
- Zakończ kalibrację z dodaniem kalibracji poziomej: Pacjent fiksuje obraz nakładki (oka) na ekranie po lewej stronie, a następnie podąża za okiem poruszającym się po ekranie i ponownie fiksuje je po prawej stronie.
- Przetestuj kalibrację, prosząc pacjenta o skupienie się na określonych obiektach na ekranie i dopasowanie go do nakładkowego obrazu oka, który wskazuje pozycję spojrzenia obliczoną przez oprogramowanie. Kalibracja powiodła się, jeśli spojrzenie i obraz nakładki spotykają się w tym samym miejscu na ekranie. Podczas jazdy może wystąpić pionowy dryf ostrości wzroku urządzenia śledzącego. Oceń stopień dryftu poprzez oględziny na początku i na końcu jazdy, sprawdzając potrzebę ponownego testowania.
- Jeśli kalibracja przebiegła pomyślnie, wyłącz opcję Nakładaj zdjęcia. Jeśli nie, powtarzaj proces kalibracji, aż zakończy się pomyślnie.
- Aby szybko ocenić kompensacyjne zachowanie ruchów wzroku, włącz nakładane obrazy oczu.
3. Symulacja
- Kontynuuj symulację, prosząc pacjenta o rozpoczęcie jazdy.
- Pozwól pacjentowi pokonywać różne trasy (każda o długości 6 500 m na obszarach wiejskich i czas trwania około 10 minut) o różnym stopniu trudności zadania ze względu na poziom rozproszenia uwagi przez otaczające środowisko. Każdy pacjent pokonuje trzy trasy.
- Natychmiastowa ocena zachowania okoruchowego: Włącz nakładane zdjęcia oczu i wizualizuj zachowanie wzroku pacjenta podczas sesji testowej: Eye-tracker w sposób ciągły wysyła współrzędne rzeczywistej pozycji wzroku do oprogramowania symulacyjnego SILAB. W zamian SILAB wyświetla na ekranie nakładkowy obraz oka, który jest obrazem oka, dokładnie w miejscu, w którym patrzy pacjent. Może to być wykorzystane nie tylko do udowodnienia jakości kalibracji, ale także do tego, aby zachowanie wzroku było natychmiast widoczne nie tylko dla Ciebie, ale także dla pacjenta.
4. Analiza
- Do rejestracji danych należy używać oprogramowania SILAB z częstotliwością próbkowania 100 Hz. Oprogramowania SILAB można również rejestrować prędkość, czasy reakcji (użycie kierunkowskazu, hamulca).
- Wykonuj analizę statystyczną parametrów ruchu głowy i gałek ocznych za pomocą Matlab (MathWorks Company, Natick, USA). Użyj następujących kryteriów:
- Zdefiniuj sakady jako odcinki trajektorii spojrzenia, w których prędkość spojrzenia przekracza 30° /s, a amplituda spojrzenia jest większa niż 1 ° (ponieważ ruchy gałek ocznych poniżej 1 ° należą do mikrosakad). Sakkady klastrowe występujące w ciągu 80 ms. Zdefiniuj sekcje między sakkadami jako fiksacje. Ruchy głowy należy zdefiniować jako ruchy przekraczające 6° /s 11 i amplitudę większą niż 3°. Wyklucz jednoczesne ruchy głowy i gałek ocznych z katalogiem w przeciwnym kierunku, ponieważ nie reprezentują one wzrostu amplitudy spojrzenia.
- Zdefiniuj fiksację obiektu jako fiksację na obiekcie, którego położenie wzroku jest oddalone maksymalnie o 1, 24° od obiektu na osi x i 1,66° na osi y. Obiekty nie są wyzwalane zgodnie z pozycją spojrzenia pacjenta, ale należy wziąć pod uwagę ekscentryczność pozycji obiektu do patrzenia, obliczając ją, gdy obiekt pojawia się3.
- Oblicz średnią długość fiksacji uczestników (średni czas trwania fiksacji) oraz rozpiętość poszukiwań w meridianach poziomych i pionowych (wariancja miejsc fiksacji).
- Mierz czas reakcji na dwa sposoby: Jako pierwszy tryb (pierwsze wykrycie) zmierz czas reakcji jako pierwsze wykrycie przez fiksację lub detekcję ręczną: Jeśli pacjent najpierw fiksuje obiekt, a następnie reaguje ręcznie (w większości przypadków), wybierz czas fiksacji jako czas reakcji jako pierwsze wykrycie. Jeśli pacjent najpierw używa kierunkowskazu lub pedału hamulca jako wskaźnika bez uprzedniego unieruchomienia obiektu, wybierz czas reakcji ręcznej jako pierwsze wykrycie. Jako drugi tryb (reakcja ręczna) mierz czas reakcji tylko za pomocą reakcji ręcznej (hamulec lub kierunkowskaz).
5. Reprezentatywne wyniki
Zrekrutowaliśmy 6 pacjentów w różnym wieku (35-71 lat) z niepełnym niedowidzeniem połowiczym po niedokrwiennym zawale PCA (4 na prawej półkuli i 2 na lewej półkuli) oraz 85 zdrowych osób z grupy kontrolnej w różnym wieku (20-75 lat, równomiernie rozłożone), aby określić związane z wiekiem zmiany w ruchach gałek ocznych i głowy, a także wydajności jazdy jako grupę odniesienia. Nie zgłaszali deficytów poznawczych, deficytów lub chorób neurologicznych lub psychiatrycznych, a ostrość wzroku była wyższa niż 0,5. Zebrano wywiad medyczny i zbadano doświadczenia z mediami wirtualnymi. Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z deklaracją helsińską i zostało zatwierdzone przez lokalną komisję etyczną. Uzyskano pisemną świadomą zgodę od wszystkich uczestników. Wszyscy badani nie byli świadomi celu eksperymentów.
Tutaj pokazujemy reprezentatywne wyniki badań dwóch pacjentów testowanych 7-9 miesięcy po incydencie udarowym z niepełnym niedowidzeniem połowiczym (Ryc. 1) po prawej stronie z zachowaniem kompensacyjnym i bez niego, a także zdrowego osobnika jako kontrolę. Zdrowa grupa kontrolna została wybrana ze względu na podobny wiek, doświadczenie w prowadzeniu samochodu i graniu w gry komputerowe.
Pacjent A wykazywał kompensacyjny ruch sakkadowy w stronę, gdzie zlokalizowana jest wada wzroku, co skutkowało normalną wydajnością w symulacji jazdy w porównaniu do zdrowej grupy kontrolnej z udanym wykryciem i reakcją na możliwe zagrożenia w sytuacji na drodze wiejskiej. Jednak pacjent B nie wykazywał kompensacyjnego ruchu sakkadowego i wykazywał słabe wyniki w symulacji jazdy, z pominięciem obiektów peryferyjnych w polu ślepym, co powodowało wydłużony czas reakcji lub kolizje. Niemniej jednak, podczas jazdy, pacjent B przyjął zachowanie kompensacyjne, powodując mniej kolizji, bez otrzymania instrukcji, aby to zrobić. Testy przeprowadzono bez skrępowania, co pozwoliło na realistyczne warunki i wykrycie możliwego wpływu ruchów głowy na zachowania kompensacyjne.
Pacjenci zostali poproszeni o prowadzenie toru tak, jak robiliby to w rzeczywistej, niesymulowanej sytuacji podczas jazdy. W porównaniu ze zdrowym pacjentem A wykonywał sakkady 1,7 razy częściej, które obejmowały głównie tę stronę ekranu, na której zlokalizowana była wada wzroku (63%). Amplitudy sakkad u pacjenta A i grupy kontrolnej były podobne (średnia amplituda: 5,5 stopnia u zdrowego osobnika w porównaniu z 5,3 stopnia u pacjenta). Czas fiksacji u pacjenta A był krótszy w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną (średni czas fiksacji wynosił 381 ms u pacjenta A w porównaniu z 483 ms w grupie kontrolnej).
Natomiast pacjent B i grupa kontrolna badali równie często po obu stronach ekranu. Rycina 2 ilustruje rozkład fiksacji na ekranie podczas pierwszego napędu pacjenta A, osoby zdrowej i pacjenta B. Pacjent B wykonywał o 3,4 mniej ruchów sakkadowych w porównaniu z pacjentem A, pokrywając połowę amplitudy pacjenta A (średnia amplituda: 5,5 pacjenta A w porównaniu z 2,9 stopnia u pacjenta B). Pacjent B wykazywał dłuższy czas fiksacji w porównaniu zarówno ze zdrową grupą kontrolną, jak i pacjentem A (średni czas fiksacji 1049 ms).
Pacjent A i pacjent B prawie nie wykonywali ruchów głową (1 do 2), podczas gdy zdrowa grupa kontrolna wykonywała kilka (5 do 10) ruchów głową podczas sesji jazdy, przyczyniając się do zwiększenia amplitudy spojrzenia.
Rysunek 3 pokazuje wpływ ekscentryczności położenia obiektu w stosunku do pozycji spojrzenia na czas reakcji, pokazany oddzielnie dla lewej i prawej strony pola widzenia. Rysunek ilustruje wydłużenie czasu reakcji spowodowane mimośródem u dwóch badanych zilustrowanych oddzielnie dla obu stron pola widzenia. Niektóre czasy reakcji przy bardzo małych mimośrodach są mniejsze niż 50 ms. Nie są to realistyczne czasy reakcji, ale raczej wynikające ze skanowania możliwych niebezpiecznych miejsc wzdłuż drogi lub obiektów pojawiających się w punkcie unieruchomienia pacjenta. Nie filtrowaliśmy tych zdarzeń, ponieważ reprezentuje to również pewien interesujący styl jazdy: rozpoznawanie i ustępowanie pierwszeństwa potencjalnym niebezpiecznym miejscom. (Grafika pokazuje również, że u pacjenta B odnotowano krótszy czas reakcji z powodu pominiętych obiektów w jego ślepym polu).
U pacjenta A i zdrowej grupy kontrolnej wykryto wszystkie obiekty i nie wystąpiły żadne kolizje. Jednak u pacjenta B czasy reakcji różniły się wyraźnie między polem prawym (ślepym) i lewym (widzącym): pacjent B wykrywał obiekty pojawiające się w polu ślepym 1,6 razy wolniej w porównaniu z polem widzącym i zderzył się 4 razy z obiektami występującymi w polu ślepym (mediana czasu reakcji: pole prawe (ślepe): 4411,66 ms kontra pole lewe (widzące): 2810 ms).
Stąd, pacjent A dobrze zrekompensował utratę prawego widzenia ekscentrycznego poprzez zwiększoną liczbę ruchów sakkadowych docierających do boku ubytku pola widzenia. Nadal nie jest jednak jasne, czy ta strategia kompensacyjna okaże się niewystarczająca przy większym obciążeniu pracą. Dowody na to sugerują wykresy dla lewego pola widzenia: Podczas gdy pacjent zdołał zareagować równie szybko po prawej stronie ze względu na lateralizację ruchów sakkadowych, wykazał dłuższy czas reakcji przy większych ekscentrycznościach po lewej stronie, co sugeruje możliwy koszt strategii w odniesieniu do wydajności. Jednak zdrowa grupa kontrolna wykazuje również niewielkie różnice w czasie reakcji porównując obie strony, co może również wynikać z faktu, że zdrowa grupa kontrolna wykonała o jeden przejazd mniej niż pacjenci. Aby sprawdzić, czy jest to stabilny efekt, potrzebne będą dalsze próby.
W przeciwieństwie do pacjenta A, pacjent B przedstawił reprezentatywny wynik pacjenta pozbawionego zachowania kompensacyjnego i jego wpływu na wydajność jazdy: brak kompensacyjnych ruchów sakkadowych w polu ślepym skutkował kolizją z obiektami pojawiającymi się w polu ślepym i wydłużonym czasem reakcji. Niemniej jednak w trakcie jazdy pacjent spontanicznie zaczął wykonywać więcej sakkad w prawe pole widzenia o większej amplitudzie, co skutkowało mniejszą częstością zderzeń.

Rysunek 1A. Pacjent A, zautomatyzowana perymetria progowa 30 °.

Rysunek 1B. Pacjent B, zautomatyzowana perymetria progowa 30 °.

Rysunek 2. Rozkład fiksacji na ekranie dla pacjenta A, pacjenta B i zdrowej grupy kontrolnej.

Rysunek 3. Czas reakcji na obiekty pojawiające się w różnych mimośrodach w polu widzenia, dla pacjenta A, pacjenta B i zdrowej grupy kontrolnej.
1Ten tempomat został wdrożony w celu zapewnienia porównywalności czasów reakcji między grupami wiekowymi, ponieważ wiadomo, że starsi kierowcy redukują prędkość jako możliwy mechanizm kompensacyjny 7.
2Choroba symulacyjna jest opisana jako nudności, pocenie się lub zawroty głowy utrzymujące się podczas sesji jazdy. Istnieją różne dane dotyczące częstości występowania od 9% do 37% w zależności od wieku, ponieważ występuje częściej u osób starszych 8, 9, 10. Dokładne przygotowanie z jazdami praktycznymi wystarczająco długimi, aby każda osoba mogła się odpowiednio dostosować, zmniejsza ryzyko choroby symulacyjnej.
3Na każdy przejazd są 4 dziki i 4 piłki zaprogramowane tak, aby zbliżały się z każdej strony drogi z dwoma różnymi mimośrodami, na prostych odcinkach pola i w różnych odstępach trasy, aby zapobiec nawykowi testowania. Pojawianie się obiektów jest wyzwalane przez podmiot przechodzący przez punkty przepływu na drodze.