Symulacja jazdy w klinice: testowanie wizualnych zachowań eksploracyjnych w codziennych czynnościach życiowych u pacjentów z wadami pola widzenia

Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zróżnicowanie kompensacyjnych strategii eksploracji wzrokowej u pacjentów z ubytkami pola widzenia po zawale tętnicy mózgowej tylnej. Osiąga się to poprzez pozycjonowanie i instruowanie pacjentów w symulatorze jazdy w celu zbadania zachowań w realistycznej sytuacji testowej. Kamera śledząca ruch gałek ocznych montowana na głowie jest używana z dokładnością gwarantowaną poprzez dokonywanie regulacji i kalibrację dla indywidualnego pacjenta.

Następnie rozpoczyna się symulacja jazdy, podczas gdy zachowanie wzroku i wydajność jazdy są rejestrowane jako tryb alternatywny, można włączyć zdjęcia nakładkowe w celu wizualizacji i umożliwienia szybkiej oceny kompensacyjnego zachowania wzroku. Różne strategie ujawniają się poprzez ocenę parametrów ruchu sekundy i głowy, takich jak liczba sekund, amplitudy sekund, fiksacja, rozkład i czas trwania, a także czasy reakcji na obiekty peryferyjne. Główną zaletą tej symulowanej konfiguracji jazdy jest to, że pozwala ona na szybką i łatwą ocenę wizualnych zachowań eksploracyjnych w warunkach klinicznych.

Teraz możemy rejestrować dobrze zdefiniowane parametry, takie jak ruchy gałek ocznych i głowy oraz czasy reakcji. Implikacje tej techniki rozciągają się na to, co rehabilitacja i terapia, ponieważ natychmiastowa wizualizacja zachowania spojrzenia za pomocą kontroli nakładki może zapewnić mechanizm sprzężenia zwrotnego, aby podnieść uwagę pacjenta i pomóc w nauce strategii kompensacyjnych. Może również poprawić efektywność rehabilitacji poprzez oferowanie bardziej zindywidualizowanych planów rehabilitacji dostosowanych do aktualnego poziomu zachowań kompensacyjnych pacjenta.

Mój kolega bur naszego doktoranta z naszego laboratorium, zademonstruje procedurę, aby rozpocząć ten protokół. Po pierwsze, poproś pacjenta, aby usiadł dwa metry przed ekranem symulacji w imitacji fotelika samochodowego, pomóż pacjentowi dostosować oparcie, a także odległość siedzenia od pedału. Gdy pacjent ułoży się w wygodnej pozycji, przekaż instrukcje dotyczące korzystania z samochodu symulacyjnego, w tym hamulców, kierunkowskazu i kierownicy.

Następnie podaj instrukcje dotyczące zadania. Poinstruuj pacjenta, że tak jak w rzeczywistej sytuacji na drodze, hamulec i/lub kierunkowskaz powinny być używane odpowiednio i odpowiednio do danej sytuacji na drodze. Należy również poinformować pacjenta o chorobie symulacyjnej i poinformować go, że sesja testowa może zostać przerwana w przypadku wystąpienia złego samopoczucia, nudności lub pocenia się.

Następnie przeprowadź jazdę próbną o niskiej gęstości zadań, aby pacjent mógł przyzwyczaić się do samochodu symulacyjnego i bodźców. Może to również zapobiec chorobie symulacyjnej, zapewniając czas na dostosowanie się do symulatora podczas drugiej sesji testowej. Po prawidłowym usadzeniu pacjenta i uzyskaniu wystarczającej ilości czasu na ćwiczenie, umieść eyetracker na głowie pacjenta i dopasuj go do siebie, pociągając za elastyczne paski, aby przygotować oprogramowanie i pacjenta do kalibracji.

Laser kamery na głowę powinien być skierowany na środek ekranu symulacji, a kamery powinny być dostosowane do ustawiania ostrości na źrenicy. Następnie poinstruuj pacjenta, aby kolejno patrzył na pięć kropek na ekranie, podążając za strzałką myszy i rozpoczął kalibrację sprzętu do śledzenia ruchu gałek ocznych. Następnie zakończ kalibrację poziomą.

Poinstruuj pacjenta, aby skupił się na nałożonym obrazie oka na lewym ekranie. Następnie podążaj za nakładką przesuwającą się po ekranie i ponownie zafiksuj się na niej po prawej stronie. Przetestuj kalibrację, prosząc pacjenta o skupienie się na określonych obiektach na ekranie, a następnie dopasuj tę fiksację do nakładkowego obrazu oka, który wskazuje pozycję spojrzenia obliczoną przez oprogramowanie.

Kalibracja kończy się sukcesem, jeśli wzrok pacjenta i obraz nakładki spotykają się w tym samym miejscu na ekranie. W razie potrzeby powtórz kalibrację. Po zakończeniu kalibracji wyłącz zdjęcia nakładki.

Gdy pacjent poczuje się komfortowo w symulatorze, a eye tracker zostanie pomyślnie skalibrowany, kontynuuj symulację. W tym przykładzie pacjent jedzie jednokierunkową jednopasmową drogą z przeszkodami. Pacjent powinien jak najszybciej reagować na poruszające się obiekty zbliżające się do jezdni, takie jak dziki odwiert czy piłki, ale także na znaki drogowe czy zepsute samochody pojawiające się po obu stronach jezdni.

Należy pamiętać, że podczas naciskania pedału przyspieszenia samochód może rozpędzić się do stałej prędkości 70 kilometrów na godzinę, chyba że zostanie wykorzystana hamuczka. Pozwól pacjentowi jeździć po kilku różnych trasach, każda o długości 6 500 metrów i czasie trwania około 10 minut, z różnym poziomem trudności zadania ze względu na poziom rozproszenia uwagi przez otaczające środowisko. Jako alternatywny tryb testowania włącz nakładane zdjęcia oczu, z których jedno wskazuje pozycję wzroku, a drugie pozycję głowy pacjenta.

Pozwala to na szybką ocenę kompensacyjnego zachowania ruchów spojrzenia jednocześnie z testowaniem poprzez wizualizację pozycji spojrzenia za pomocą oprogramowania. Tutaj możemy zobaczyć typową wydajność jazdy pacjenta z Hemi Opia Po prawej stronie z kompensacyjnym zachowaniem wzroku. Zachowanie wzroku jest wizualizowane za pomocą nakładanych obrazów oczu, które pozwalają na szybką ocenę pozycji ruchu głowy i gałek ocznych, uwidacznia się kompensacyjny ruch psychotyczny w stronę, w której zlokalizowana jest wada wzroku, co skutkuje wykrywaniem obiektów pojawiających się w polu ślepym.

Zwróćmy uwagę na przykładową wydajność pacjenta z Hemi Opia po prawej stronie, a tutaj możemy zobaczyć typową wydajność jazdy z wizualizacją zachowania wzrokowego pacjenta z niedowidzeniem połowiczym po prawej stronie bez zachowania kompensacyjnego powodującego kolizje z obiektami pojawiającymi się w ślepym polu. Zwróć uwagę na wzorowe wykonanie pacjenta z niedowidzeniem połowiczym po prawej stronie bez kompensacji. Oprogramowanie MATLAB może być używane do analizy danych eksperymentalnych zarejestrowanych z symulacji.

Zdefiniuj sekundy jako odcinki trajektorii spojrzenia, w których prędkość spojrzenia przekraczała 30 stopni na sekundę, a amplituda spojrzenia była większa niż jeden stopień. Odcinki między sekundami powinny być zdefiniowane jako fiksacje, a ruchy głowy zdefiniowane jako ruchy przekraczające sześć stopni na sekundę i amplituda większa niż trzy stopnie. Oprogramowanie płytowe może być używane podczas eksperymentu do rejestrowania czasów reakcji na prędkość podczas korzystania z kierunkowskazu oraz fiksacji obiektu w punkcie hamowania i pasa ruchu należy zdefiniować jako fiksacje na obiekcie, którego położenie wzroku jest oddalone maksymalnie o 1,24 stopnia od obiektu na osi x i 1,66 stopnia na osi Y.

Oto wyniki dla dwóch pacjentów z niepełnym niedowidzeniem połowiczym po prawej stronie, prowadzących samochód z zachowaniem kompensacyjnym i bez niego, pacjent A wykazywał kompensacyjny ruch psychotyczny w stronę, w której zlokalizowana jest wada wzroku, co skutkowało normalną wydajnością w symulacji jazdy w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną. Jednak pacjent B nie wykazywał kompensacyjnego ruchu psychotycznego i wykazywał słabe wyniki w symulacji jazdy poprzez pomijanie obwodów w ślepym polu, co powodowało wydłużony czas reakcji lub kolizje. Widzimy tutaj rozkład fiksacji na ekranie podczas pierwszego przejazdu pacjenta A, pacjenta B i zdrowego pacjenta A, który wykazywał kompensacyjny ruch psychotyczny w stronę, w której zlokalizowana jest wada wzroku, podczas gdy pacjent B eksplorował mniej.

Pacjent B wykonywał 3,4 razy mniej ruchów psychotycznych w porównaniu z pacjentem A, obejmujących połowę amplitudy pacjenta A. Pacjent B wykazywał również dłuższy czas fiksacji w porównaniu zarówno ze zdrową grupą kontrolną, jak i pacjentem A. Rysunek ten pokazuje wpływ ekscentryczności położenia obiektu w stosunku do pozycji GA na czas reakcji wykazany oddzielnie dla lewej i prawej strony pola widzenia. W przypadku pacjenta A i osoby zdrowej nie stwierdzono istotnej różnicy między czasem reakcji na zbliżające się obiekty poprzez ręczne wykrywanie lub fiksację obiektu w lewym lub prawym polu widzenia. Jednak u pacjenta B czasy reakcji różniły się wyraźnie między obszarem niewidomym a widzącym.

Podczas wykonywania tej procedury pacjent musi zostać poinformowany, że na podstawie tego eksperymentu nie można wywnioskować zdolności do prowadzenia pojazdu, aby wyjaśnić, czy zachowanie kompensacyjne załamuje się po przeniesieniu z bezpiecznej symulowanej sytuacji do rzeczywistej sytuacji podczas jazdy. Konieczne jest przeprowadzenie prawdziwych studiów na prawo jazdy. Ta stymulacja może zostać zakończona w ciągu 10 minut, jeśli zostanie wykonana prawidłowo.

Może to dać pierwsze wrażenie wizualnego zachowania eksploracyjnego, a po obejrzeniu tego filmu będziesz miał dobre zrozumienie, w jaki sposób ta technika szybko i wygodnie odkrywa wizualne zachowania eksploracyjne w sytuacji naturalistycznej.