Condução Simulação na Clínica: Teste o comportamento exploratório Visual em Atividades da Vida Diária em pacientes com defeitos Campo Visual

Summary

Pacientes com déficits visuais após relatório curso sobre diferentes restrições na vida diária mais prováveis ​​devido a variáveis ​​estratégias compensatórias, que são difíceis de se diferenciar em rotina clínica. Nós apresentamos uma clínica de set-up que permite a medição da cabeça e compensatória diferente de movimento dos olhos-estratégias e avaliar seus efeitos sobre a condução.

Abstract

Pacientes que sofrem de hemianopsia homônima após o infarto da artéria cerebral posterior (ACP) relatam diferentes graus de restrição na vida diária, apesar de semelhantes déficits visuais. Assumimos isto pode ser devido ao desenvolvimento de estratégias de compensação variável, tais como comportamento de verificação alteradas visual. Digitalização compensatória terapia (SCT) é estudada como parte do treinamento visual após infarto do lado de visão a terapia de restauração. SCT consiste em aprender a fazer movimentos maiores olho no campo cego ampliar o campo visual da pesquisa, que foi provado ser a estratégia mais útil ^1, não só nas tarefas de busca naturais, mas também nas atividades de vida diária de masterização ^2. No entanto, na rotina clínica, é difícil identificar os níveis individuais e efeitos de treinamento de comportamento compensatório, uma vez que requer a medição dos movimentos dos olhos em uma condição irrestrita cabeça. Estudos demonstraram que a desenfreada cabeça alt movimentoser o comportamento visual exploratória em relação a uma condição de laboratório cabeça com restrição ^3. Martin et al. ⁴ e Hayhoe et al. ⁵ mostraram que o comportamento demonstrado em um ambiente de laboratório não podem ser facilmente atribuídas a uma condição natural. Assim, nosso objetivo foi desenvolver um estudo de set-up que revela diferentes estratégias compensatórias oculomotores rapidamente em uma situação de teste realista: os pacientes são testados no ambiente clínico em um simulador de condução. Silab software (Wuerzburg Instituto de Ciências Tráfego GmbH (WIVW)) foi usado para programar a condução cenários de complexidade variável e registrar a performance do motorista. O software foi combinada com uma cabeça montado rastreador aluno infravermelho de vídeo, gravação de cabeça e movimentos oculares (EyeSeeCam, Universidade de Munique Hospital, Neurociências Clínicas).

O posicionamento do paciente no simulador de condução e o posicionamento, ajuste e calibração da câmara é demtrada. Performances típicas de um paciente com e sem compensação e uma estratégia de controlo saudável estão ilustrados neste estudo piloto. Comportamentos diferentes oculomotores (frequência e amplitude de olho e cabeça-movimentos) são avaliados muito rapidamente durante a própria unidade de imagens dinâmicas de sobreposição indicando onde o olhar assuntos está localizado na tela, e analisando os dados. Comportamento compensatório olhar em um paciente leva a um desempenho de condução comparável a um controlo saudável, enquanto que o desempenho de um paciente sem comportamento compensatório é consideravelmente pior. Os dados de olhos e cabeça-movimento, comportamento, bem como a condução de desempenho são discutidos com relação às estratégias de oculomotores diferentes e em um contexto mais amplo em relação a possíveis efeitos do treinamento durante toda a sessão de testes e as implicações sobre o potencial de reabilitação.

Protocol

1. Preparação da posição Estudo

1. Deixar que o paciente sente-se, com uma distância de 2 metros em frente do ecrã, (203 x 152 cm cobrindo 58,15 graus do ângulo visual no eixo horizontal e 43,61 graus do ângulo visual no eixo vertical, resolução: 1400 x 1050), em um assento de carro fixa base de simulação imitando um assento de carro real. Ajudar o paciente a ajustar a distância do assento ao pedal com os debaixo do punho. Ajuda para ajustar o encosto.
2. Instrua o paciente como usar os aparelhos de simulação de carro (freios, vire sinal volante).
3. Instrua o paciente na tarefa: Drive como você faria em uma situação de condução real não-simulado. A estrada é de mão única estrada de pista única, com curvas (menor raio de 500 m, o maior raio de 1.200 m) e sem tráfego. Estar atentos para sinais de trânsito e quebra carros emergentes em ambos os lados da estrada. Reagir à noção de eventos potencialmente perigosos, como javali ou bolas que se aproximam daestrada, logo que possível, quer pressionando o freio ou utilizando a curva de sinal ou ambos, o que parece ser apropriada na situação de condução respectiva. Enquanto pressiona o pedal, o veículo acelera a uma velocidade constante de 70 kmh a menos que o travão é utilizada ^uma. A viagem leva cerca de 10 min.
4. Informar o paciente sobre a doença de simulação. No caso de náuseas, mal-estar ou sudorese ocorre, interromper sessão de testes.
5. Um test drive com densidade inferior tarefa é realizada para se acostumar com a situação de simulação e para prevenir a doença de simulação, permitindo tempo suficiente para ajustar ^2.

2. Calibração do Eye Rastreador

1. Na segunda sessão de testes, após o paciente está adequadamente encaixado e recebeu o tempo suficiente para a prática, colocar o olho-Tracker sobre a cabeça do paciente e adaptar-o puxando as correias flexíveis. O laser câmera cabeça deve estar apontando para o meio da tela. Ajustar a câmera cabeça está focando o aluno.
2. Instrua o paciente a olhar para os cinco pontos de acordo com a liderança da seta do mouse para a calibração.
3. Inicie a simulação.
4. Calibração completa com a adição de calibração horizontal: Paciente imagem sobreposta fixates (de um olho) na tela, à esquerda, em seguida, segue os olhos se movendo pela tela e se fixa-lo novamente no lado direito.
5. Testar a calibração perguntando ao paciente se fixar em objetos específicos na tela, e combinando-a com a imagem do olho de sobreposição, o que indica a posição de olhar calculado pelo software. A calibração é bem sucedido, se a imagem olhar e sobreposição de encontrar no mesmo local na tela. Uma variação vertical da acuidade rastreador ocular pode ocorrer durante a viagem. Avaliar a quantidade de desvio através de inspecção visual, no início e no final da unidade, a verificação da necessidade de um novo ensaio.
6. Se a calibração foi bem sucedida, desative as imagens de sobreposição. Se não repita o processo de calibração até que seja bem sucedido.
Para rápida avaliação do comportamento compensatório de olhar-movimentos por sua vez em imagens do olho de sobreposição.

3. Simulação

1. Proceder com a simulação pedindo ao paciente para começar a dirigir.
2. Deixe as rotas de movimentação de pacientes diversos (m cada um 6.500 em áreas rurais e duração de aproximadamente 10 min) com dificuldade tarefa diferente devido ao nível de distração pelo ambiente circundante. Cada paciente leva três rotas.
3. Avaliação imediata do comportamento oculomotor: Ligue as imagens do olho de sobreposição e visualizar o comportamento olhar de um paciente durante os testes sessão: O olho-tracker envia continuamente coordenadas da posição olhar real para o software de simulação Silab. Em troca Silab projeta a imagem do olho de sobreposição, que é uma imagem de um olho, na tela exatamente no local onde o paciente olha. Isso pode não só ser usada para provar a qualidade de calibração, mas também para tornar o comportamento olhar imediatamente visível, não só para você, mas umalso ao paciente.

4. Análise

1. Para os dados de uso do software de gravação Silab em uma taxa de amostragem de 100 Hz. Use Software Silab também para registrar a velocidade, tempo de reação (uso de freio por sua vez, sinal).
2. Realizar a análise estatística dos parâmetros de cabeça e olho-movimento com Matlab (MathWorks Companhia, Natick, EUA). Use os seguintes critérios:
   1. Definir sacadas como seções da trajetória olhar onde a velocidade olhar ultrapassar os 30 ° s / olhar e amplitude é maior do que 1 ° (como movimentos oculares abaixo de 1 ° pertencem a microssacádicos). Sacadas Cluster ocorrendo dentro de 80 ms. Definir seções entre sacadas como fixações. Definir movimentos de cabeça como movimentos superiores a 6 ° / s de ¹¹ e uma amplitude de mais de 3 graus. Excluir cabeça e simultânea movimentos oculares com o diretório na direção oposta, pois representam nenhum ganho na amplitude olhar.
   2. Definir fixações de objeto como a fixação em um objeto com a posição de olhar máxima 1, 24 & dpor exemplo, para além do objecto sobre o eixo x e 1, 66 ° sobre o eixo y. Os objetos não são acionados de acordo com os pacientes contemplam posição, mas considero excentricidade de objeto para olhar posição calculando-lo quando o objeto aparece ^3.
   3. Calcular a duração média das fixações dos participantes (média de duração de fixação) e da propagação de pesquisa nos meridianos horizontais e verticais (a variação dos locais de fixação).
3. Tempos de reacção de medida de duas formas: Em primeiro modo (a primeira detecção) tempo de reacção, como medida por uma primeira detecção de fixação ou de detecção manual: Se o paciente se fixa o primeiro objecto e responde manualmente depois (na maioria dos casos), e depois escolher a tempo de fixação, como o tempo de reacção, como a primeira detecção. Se o paciente usa o sinal de volta ou o pedal de freio primeiro como um indicador sem primeiro fixar o objeto, em seguida, escolheu o tempo de reação manual como a primeira detecção. Como um segundo modo (reação manual), medir reagirtempo de íons pela reação manual (sinal de freio ou volta) apenas.

5. Resultados representativos

Foram recrutados seis pacientes de diferentes idades (35-71 anos de idade) com hemianopsia incompleto após infarto isquêmico PCA (4 na direita e duas no hemisfério esquerdo) e 85 controles saudáveis ​​de várias idades (20-75 anos de idade, igualmente distribuído) determinar as alterações relacionadas com a idade no olho e no desempenho de cabeça, bem como os movimentos de condução, como um grupo de referência. Eles não relataram déficits cognitivos, déficits neurológicos ou psiquiátricos ou doenças e acuidade visual foi maior que 0,5. A história médica foi tomada e experiências com mídia virtual explorado. O estudo foi realizado em conformidade com a Declaração de Helsinki e foi aprovado pelo comitê de ética local. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes. Todos os indivíduos não tinham conhecimento da finalidade dos experimentos.

Aqui, nós demonstramos reos resultados dos testes presentative de dois pacientes testados 7-9 meses após acidente vascular cerebral incidente com hemianopsia incompleta (Figura 1), no lado direito, com e sem comportamento compensatório, bem como um indivíduo saudável, como controle. O controle saudável foi escolhido devido à idade semelhante, de condução e experiência de jogo de computador.

A paciente exibiu movimento sacádico compensatório para o lado onde o defeito visual está localizado resultando em desempenho de condução normal em comparação com a simulação de um controlo saudável de detecção com sucesso de reacção e aos riscos possíveis numa situação de condução rural. No entanto, o paciente B não mostraram movimento sacádico compensatória e revelou o mau desempenho na condução simulação com perdendo objetos periféricos no campo cego causando tempos de reação prolongados ou colisões. No entanto, ao longo das unidades, B paciente adotado comportamento compensatório causando menos colisões, sem ser instruído a fazê-lo. O testefoi realizada cabeça sem restrições, permitindo-condições reais e para detectar a possível influência de movimentos da cabeça de comportamento compensatório.

Os pacientes foram convidados a dirigir o curso como fariam em uma situação real de direção não-simulado. Comparado com o sujeito paciente saudável Uma. Realizada sacadas 1,7 vezes mais, o que predominantemente cobertas ao lado da tela onde o defeito visual foi localizado (63%) As amplitudes das sacadas em paciente A e do controlo foram semelhantes (amplitude média: 5,5 graus no indivíduo saudável versus 5,3 grau em que o paciente). A duração de fixação de paciente A foi mais curto em comparação com o controlo saudável (duração média de fixação de 381 ms no paciente A versus 483 ms no controlo).

Em contraste paciente B e o controlo explorado igualmente frequentes ambos os lados da tela. Figura 2 ilustra a distribuição das fixações no ecrã durante a primeira unidade de patient A, o indivíduo saudável e doente B. Paciente B 3,4 realizada movimentos sacádicos menos em relação ao paciente uma cobrindo metade da dimensão da amplitude do paciente A (amplitude média: 5.5 Um paciente versus 2,9 grau em paciente B). Paciente B mostrou mais fixação durações comparação com o controlo saudável e um paciente. (Duração média de fixação 1049 ms)

A paciente B e paciente realizou quase nenhuma cabeça-movimentos (1 a 2), enquanto o controle saudável executado alguns (5 a 10) cabeça-movimentos por condução sessão contribuindo para olhar amplitude.

A Figura 3 demonstra a influência da excentricidade da posição do objecto em relação ao contemplar posição sobre o tempo de reacção, demonstradas separadamente para o lado esquerdo e direito do campo visual. A figura ilustra o aumento do tempo de reacção, devido à excentricidade nas duas matérias ilustradas separadamente para ambos os lados do campo visual. Algumas vezes a reacção ecc muito pequeno entricities são menos do que 50 ms. Estes não são tempos de reação realistas, mas sim devido à verificação de possíveis locais de risco ao longo da estrada, ou objetos que aparecem no ponto de fixação do paciente. Nós não filtrar esses eventos, porque isso também representa um comportamento de condução certo interesse: reconhecer e ceder a potenciais locais perigosos. (O gráfico também mostra que houve momentos menos reação conhecidos por paciente B, devido a objectos perdidos em seu campo cego.)

Em Um paciente eo controle saudável todos os objetos foram detectados e sem colisões ocorreu. Em paciente B, porém, os tempos de reação diferiu claramente entre o bem (cego) e de campo (visão) para a esquerda: objetos paciente B detectados ocorrem no campo cego 1,6 vezes mais lento em comparação com o campo de visão e colidiu 4 vezes com objetos que ocorrem no campo cego ( mediana tempos de reação: campo (cego) direita: 4411,66 ms versus esquerda campo (vidente): 2,810 ms).

"> Assim, o paciente A Evidência compensado sua perda de visão excêntrica direito bem por um aumento do número de movimentos sacádicos atingindo o lado do defeito no campo visual. Ainda não está claro que se esta estratégia compensatória torna-se insuficiente com maior carga de trabalho. Para isso é sugerido no gráfico para o campo visual esquerdo: Enquanto o paciente conseguiu reagir igualmente rápido no lado direito devido a lateralização dos movimentos sacádicos, ele mostrou maior tempo de reação em excentricidades maiores no lado esquerdo, sugerindo um possível custo da estratégia em relação para o desempenho. No entanto, o controlo saudável também mostra ligeiras diferenças de tempo de reacção comparando ambos os lados, o que pode também ser devido ao facto de que o controlo saudável realizada uma unidade de menos do que os pacientes. Para testar se este é um efeito estável, de mais testes seria necessário.

Em contraste com o paciente A e paciente B apresentou um resultado representativo de um paciente carente COMPENSAtory comportamento e seu efeito no desempenho da condução: a falta de movimentos sacádicos compensatórias no campo cego resultou na colisão com objetos que aparecem no campo cego e tempos de reação prolongados. No entanto, ao longo das unidades, o paciente espontaneamente começou a realizar sacadas mais no campo visual direito com maior amplitude, resultando em menor incidência de colisões.

Figura 1A do Paciente. A automatizada, 30 ° perimetria limiar.

Figura 1B. Paciente B, 30 ° perimetria automatizada limiar.

Figura 2.

Figura 3. Tempos de resposta para os objetos que aparecem em várias excentricidades no campo visual, para o paciente A, B controle do paciente e saudável.

¹ tempomat Isso foi implementado para assegurar a comparabilidade dos tempos de reação entre os grupos etários, como é conhecido que os motoristas mais velhos reduzir a velocidade como um possível mecanismo compensatório ^7.

² doença Simulação é descrito como sudorese, náuseas ou vertigens, persistindo durante uma sessão de condução. Existem dados diferentes sobre a frequência de ocorrência que variam entre 9% e 37%, dependendo da idade, uma vez que ocorre mais provavelmente no idoso ^{8, 9, 10.} Preparação completa com a prática leva tempo suficiente para que cada indivíduo para adjus adequadastamento reduzir a chance de enfermidades simulação.

³ por unidade há 4 javali e 4 bolas programados para se aproximar de cada lado da estrada, duas excentricidades diferentes, em partes rectas do curso e em diferentes intervalos de curso para evitar que o hábito de teste. Aparência dos objetos é acionado pelos pontos de passagem sujeitas fluxo na estrada.

Discussion

O novo método permite que estabelecido o exame do comportamento exploratório visual de pacientes com defeitos do campo visual causadas por um acidente vascular cerebral. O projeto de teste também oferece uma abordagem imediata para avaliar o comportamento de olhar compensatória: Ao ligar as imagens do olho de sobreposição o examinador pode visualizar o comportamento olhar de um paciente durante sessão de testes. Assim, ela permite uma avaliação muito rápida e imediata sobre se o paciente tenha adoptado um comportamento compensatório olhar. Ele também permite que os pacientes a tomar consciência de que, visualizando os movimentos olhar por uma imagem do olho de sobreposição se movendo pela tela como um olhar indicando ferramenta de feedback. O papel de cabeça-movimentos de comportamento compensatório olhar ainda é incerto. No nosso grupo de controle de cabeça-movimentos foram mais comuns entre os idosos. O controle realizado mais saudável cabeça-movimentos do que os pacientes. Cabeça-movimentos podem desempenhar um papel maior quando o campo de visão é maior do que testado em nosso set-up. Daí que não poderia Identify cabeça-movimentos como parte do comportamento compensatório olhar em nosso paciente. No entanto mais pacientes precisam ser examinados para esclarecer o papel de cabeça-movimentos no comportamento compensatório.

As limitações do estudo são os seguintes: novo teste torna-se necessário, em alguns indivíduos, devido à deriva vertical do rastreador olho em todo o disco. Os objetos aparecem naturalmente ao longo da estrada e não em uma excentricidade fixa desencadeada pela posição olhar. Posição, no entanto, olhar atual em relação ao objeto é considerada ao interpretar os tempos de reação.

Pacientes com defeitos de campo visual foram testados antes em reais e simulados configurações de condução:.. Bowers et al ¹² e Cockelbergh et al ¹³ realizaram estudos em um simulador de condução e demonstraram pior desempenho de condução em pacientes em comparação com controles saudáveis. No entanto, eles não registraram olhos e cabeça-movimentos e diferenças individuais poderiam not estar relacionado com o comportamento exploratório visual. Wood et al. ⁶ testado em uma situação da vida real e estabeleceu uma avaliação do desempenho da condução de pacientes com defeitos de campo visual. Cabeça e movimentos oculares foram analisados ​​através de vídeo e pós-teste de pontuação por dois pesquisadores independentes, assim, lidar com a confiabilidade entre avaliadores. No entanto, eles não fornecem uma análise quantitativa de durações de fixação, sacadas, e movimentos de cabeça e de avaliação dependiam um especialista certificado de condução de reabilitação. A vantagem do nosso set-up com a condução simulada é a avaliação fácil e rápido dentro de um contexto clínico, a gravação de bem definido parâmetro de olhos e cabeça-movimentos, bem como tempos de reação. É possível controlar o nível de distracção e expor cada condutor a uma situação semelhante com a condução rotas normalizadas e condições que permitem a comparabilidade. Roth ^{2 mostrou} que SCT melhora o comportamento de pesquisa sobre a visão cega em searc naturaistarefas h. Ajustando o nível de distracção nos cursos de condução, será possível provar se, e em que grau, o comportamento compensatório falha com maior carga de trabalho. Comparando simulado para estudos de condução real, parece apropriado para ensinar comportamento compensatório em um ambiente simulado e expor o paciente a uma situação de condução real como uma segunda etapa. Especialmente desde que o último permite avaliar a segurança da condução.

No futuro, a intenção de incluir a caracterização de diferentes níveis de comportamento compensatório analisando sacadas, amplitudes e distribuição. Isso pode ajudar a oferecer reabilitação mais planos individuais ajustados para o nível atual do paciente de comportamento compensatório. Em segundo lugar, como paciente B revela a adoção espontânea de uma estratégia compensatória, nós gostamos de testar o design como uma ferramenta possível para fins de reabilitação: Condução de simulação e não apenas como um projeto de teste de diagnóstico, mas também para formação específica, instruindo ªpaciente e para executar o comportamento saccade compensatório. Combinado com visualização imediata do comportamento olhar pelo olhar imagens de sobreposição indicando olho isso pode fornecer um mecanismo de feedback para surgir a atenção para uma estratégia compensatória.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nome	Companhia	Catalogo	Comentário
Simulador de condução Software Silab	Wuerzburg Instituto de Ciências Tráfego GmbH (WIVW)		http://www.wivw.de/index.php.en
EyeSeeCam	Universidade de Munique Hospital Neurociências Clínicas		http://eyeseecam.com
			Estimativa dos custos e de tempo para a criação 20.000 euros, três meses.