Artigo de método

Ferramentas de Realidade Virtual para avaliar a negligência espacial unilateral: uma nova oportunidade para a coleta de dados

DOI:

10.3791/61951

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10 de março de 2021

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1Department of Neurology, University of Pennsylvania, 2Laboratory for Cognition and Neural Stimulation, University of Pennsylvania, 3Department of Psychology, Drexel University, 4Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Pennsylvania

Neste artigo

Resumo

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O objetivo era projetar, construir e pilotar uma nova tarefa de realidade virtual para detectar e caracterizar a negligência espacial unilateral, uma síndrome que afeta 23-46% dos sobreviventes agudos do AVC, ampliando o papel da realidade virtual no estudo e manejo da doença neurológica.

Resumo

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A negligência espacial unilateral (USN) é uma síndrome caracterizada pela desatenção ou inação em um lado do espaço e afeta entre 23-46% dos sobreviventes de derrame agudo. O diagnóstico e caracterização desses sintomas em pacientes individuais pode ser desafiador e, muitas vezes, requer pessoal clínico qualificado. A realidade virtual (VR) apresenta uma oportunidade de desenvolver novas ferramentas de avaliação para pacientes com USN.

Nosso objetivo era projetar e construir uma ferramenta vr para detectar e caracterizar sintomas sutis de USN, e testar a ferramenta em indivíduos tratados com estimulação magnética transcraniana repetitiva inibitória (TMS) de regiões corticais associadas à USN.

Criamos três condições experimentais aplicando TMS a duas regiões distintas do córtex associadas ao processamento visuosespacial- o giro temporal superior (STG) e o giro supramarginal (SMG) - e aplicamos o TMS falso como controle. Em seguida, colocamos os sujeitos em um ambiente de realidade virtual no qual foram solicitados a identificar as flores com assimemetrias laterais de flores distribuídas em arbustos em ambos os hemiespaços, com ajuste dinâmico de dificuldade com base no desempenho de cada sujeito.

Encontramos diferenças significativas na guinada média da cabeça entre os sujeitos estimulados no STG e aqueles estimulados no SMG e efeitos marginalmente significativos no eixo visual médio.

A tecnologia VR está se tornando mais acessível, acessível e robusta, apresentando uma oportunidade emocionante para criar ferramentas úteis e novas semelhantes a jogos. Em conjunto com a TMS, essas ferramentas poderiam ser utilizadas para estudar déficits neurológicos específicos, isolados e artificiais em indivíduos saudáveis, informando a criação de ferramentas de diagnóstico baseadas em VR para pacientes com déficits devido à lesão cerebral adquirida. Este estudo é o primeiro de nosso conhecimento no qual os sintomas usn gerados artificialmente foram avaliados com uma tarefa vr.

Introdução

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A negligência espacial unilateral (USN) é uma síndrome caracterizada pela desatenção ou inação em um lado do espaço que afeta entre 23-46% dos sobreviventes de derrame agudo, mais comumente envolvendo lesão no hemisfério cerebral direito e resultando em uma tendência a ignorar o lado esquerdo do espaço e/ou o corpo do sobrevivente1,2. Embora a maioria dos pacientes com USN experimente uma recuperação significativa no curto prazo, os sintomas sutis da USN muitas vezes persistem3. USN pode aumentar o risco de quedas do paciente e impedir atividades de vida diária2,4

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Protocolo

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Este estudo foi aprovado pelo Conselho de Revisão Institucional local e atende a todos os critérios estabelecidos pelas Diretrizes de Boas Práticas Clínicas. Todos os participantes forneceram consentimento informado antes do início de qualquer procedimento de estudo. Esperava-se que os participantes do estudo participassem de três sessões separadas (descritas na Tabela 1). Os elementos do experimento são descritos de forma stepwise abaixo. A ordem de sessão foi aleatória.

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Sessão ATarefa pré-rTMA VR

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Resultados

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Os dados foram coletados de indivíduos saudáveis utilizando o protocolo descrito acima para demonstrar como as diferentes variáveis que podem ser extraídas da tarefa de realidade virtual podem ser analisadas para detectar diferenças sutis entre os grupos.

Neste estudo, 7 indivíduos (2 homens) com idade média de 25,6 anos e média de 16,8 anos de estudo passaram por três sessões separadas de TMS. Esses sujeitos foram divididos em .......

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Discussão

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Nós induzímos e medimos com sucesso os sintomas usn com TMS e VR, respectivamente. Embora não tenhamos resultados significativos quando comparados aos ensaios falsos, fomos capazes de comparar múltiplas métricas de negligência egocêntrica (ângulo médio da cabeça, tempo gasto olhando para flores em ambos os hemiespaciais) e negligência aocêntrica (desempenho na seleção de flores com pétalas assimétricas à esquerda versus do lado direito) entre os diferentes grupos experimentais, e encontramos diferenças significativas no .......

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Divulgações

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Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

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Este trabalho foi apoiado pelo University Research Fund (URF) da Universidade da Pensilvânia, e pelas Bolsas de Estudos Estudantis da American Heart Association em Cerebrovascular Disease & Stroke. Agradecimentos especiais aos pesquisadores, médicos e funcionários do Laboratório de Cognição e Estimulação Neural pelo apoio contínuo.

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
AirFilm Coil (AFC) Versão RápidaMagstimN/ABobina TMS refrigerada a ar
Alienware 17 R4 LaptopDellN/ANVIDIA GeForce GTX 1060 (especificações completas em https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)
BrainSight 2.0 TMS Software de NeuronavegaçãoRogue Research IncN/ATMS software de segmentação neural
CED 1902 Isolado pré-amplificadorCambridge Electronic Design LimtedN/AEMG pré-amplificador
CED Micro 401 mkIICambridge Electronic Design LimtedN/AUnidade de aquisição de dados de forma de onda multicanal
CED Signal 5Cambridge Electronic Design LimtedN/ASoftware de aquisição e análise de dados baseado em varredura. Usado para medir as respostas motoras evocadas da EMT.
HTC Vive Binocular Add-onPupil LabsN/AHTC Vive, Vive Pro ou Vive Cosmos complemento de rastreamento ocular com 2 câmeras oculares de 200Hz.
Magstim D70 Bobina RemotaMagstimN/ABobina TMS portátil
Magstim Super Rapid 2 mais 1Estimulação Magnética TranscranianaMagstimN/A
Unity 2018UnityN/Ade jogo VR multiplataforma
Vive ProHTC ViveN/AVR sistema de hardware com sensores de movimento externos; 1440x1600 pixels por olho, taxa de atualização de 90 Hz, 110° Fov
Unidade de mecanismo

Referências

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  1. Heilman, K. M., Bowers, D., Coslett, H. B., Whelan, H., Watson, R. T. Directional Hypokinesia: Prolonged Reaction Times for Leftward Movements in Patients with Right Hemisphere Lesions and Neglect. Neurology. 35 (6), 855-859 (1985).
  2. Paolucci, S., Antonucci, G., Grasso, M. G., Pizzamiglio, L.

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