נהיגת סימולציה במרפאה: בדיקת התנהגות גישוש חזותית בפעילויות חיים יומיומיות בחולים עם פגמי שדה ראייה

Summary

חולים עם גירעונות חזותיים לאחר שבץ דו"ח על אילוצים שונים בחיי היומיום ככל הנראה בשל אסטרטגיות פיצוי משתנים, אשר קשה להבחין בשגרה קלינית. אנו מציגים הגדרה קלינית המאפשרת מדידה של ראש ושונה מפצה עין תנועה-אסטרטגיות והערכת השפעותיהם על נהיגת ביצועים.

Abstract

חולים שסובלים מhemianopia homonymous לאחר אוטם של עורק המוח האחורי (PCA) מדווחים דרגות שונות של אילוץ בחיי היומיום, למרות גירעונות חזותיים דומים. אנחנו מניחים שזה יכול להיות בגלל פיתוח של אסטרטגיות פיצוי משתנה כגון התנהגות סריקה חזותית שונה. סריקה מפצה טיפול (SCT) נלמד כחלק מההכשרה החזותית לאחר האוטם הבא לטיפול שיקום ראייה. SCT מורכב מלמידה לעשות תנועות עיניים גדולות יותר בשדה העיוור הגדלת שדה הראייה של חיפוש, אשר הוכח כאסטרטגיה השימושית ביותר ^1, לא רק במשימות חיפוש טבעיות, אלא גם בפעילות היומיומית מאסטרינג ^2. עם זאת, בשגרה קלינית קשה לזהות רמות בודדות ואפקטי אימונים של התנהגות מפצה, מכיוון שהוא דורש מדידה של תנועות עיניים במצב בלתי מרוסן בראש. מחקרים הוכיחו alt תנועות ראש בלתי מרוסן שאה התנהגות הגישוש החזותית בהשוואה למצב מעבדת הראש מאופק ^3. מרטין et al. ⁴ וHayhoe et al. ⁵ הראה כי ההתנהגות הוכיחה בניסויים במעבדה לא ניתן להקצות בקלות למצב טבעי. לפיכך, המטרה שלנו הייתה לפתח מחקר הגדרה החושפת אסטרטגיות מפצות oculomotor שונות במהירות במצב בדיקה מציאותית: חולים נבדקים בסביבה הקלינית בסימולטור נהיגה. SILAB תוכנה (ירצבורג מכון למדעי תנועת GmbH (WIVW)) שמשה לתכנית נהיגת תרחישים השונים של מורכבות ומקליטה את ביצועיו של הנהג. התוכנה הייתה בשילוב עם ראש רכוב גשש תלמיד וידאו אינפרא אדום, הקלטת ראש עין ותנועות (EyeSeeCam, אוניברסיטת מינכן החולים הקליניים Neurosciences).

מיצובו של החולה בסימולטור הנהיגה והמיצוב, התאמה וכיול של המצלמה הוא demonstrated. הופעות אופייניות של חולה עם ובלי אסטרטגיה מפצה וביקורת בריאה באות לידי ביטוי במחקר פיילוט זה. התנהגויות oculomotor שונות (תדר ומשרעת של-עיניים ותנועות ראש-) מוערכות מאוד במהירות בכונן עצמו על ידי תמונות שכבה דינמיות המצביעות בו מבט הנושאים נמצא על המסך, ועל ידי הניתוח של הנתונים. התנהגות מפצה במבט מטופל מובילה לביצועים דומים לשליטה בריאה נהיגה, ואילו ביצועים של מטופל בלי התנהגות מפצה הם גרוע במידה משמעותית. הנתונים של עין וראש תנועה, התנהגות, כמו גם ביצועי נהיגה נדונים ביחס לאסטרטגיות oculomotor שונות ובהקשר רחב יותר ביחס להשפעות אפשריות הכשרה ברחבי המושב ובדיקת השלכות על פוטנציאל שיקומי.

Protocol

1. הכנה של קבוצת מחקר

1. תן למטופל לשבת במושב, עם מרחק של 2 מ 'מול המסך, (203 x 152 סנטימטרים מכסים 58.15 מידה של זווית הראייה על הציר האופקי ו43.61 מידה של זווית הראייה על הציר האנכי, רזולוציה: x 1400 1050), במושב קבוע בסיס סימולצית מכונת חיקוי מושב מכונית אמיתית. לעזור למטופל לשנות את מרחק המושב לדוושה עם הידית מתחת. עזרה כדי להתאים את משענת הגב.
2. הנחה את המטופל כיצד להשתמש בגאדג'טים מכוניות הסימולציה (בלמים, איתות פנייה, גלגל הגה).
3. להורות למטופל במשימה: הכונן כפי שהיית עושה במצב נהיגה שאינו מדומה אמיתי. הכביש הוא כביש 1 דרך יחידה שביל עם קימורים (500 מ 'רדיוס הקטן ביותר, רדיוס הגדול ביותר 1200 מ') וללא תנועה. להיות ערני לשלטי רחוב ולשבור את מכוניות המתעוררות משני צידי הכביש. מגיב לרעיון של אירועים שעלולים להיות מסוכנים כמו חזיר בר או כדורים המתקרבים לפראכביש בהקדם האפשרי על ידי לחיצה על שני בלמים או שימוש בתורו האות או שניהם, מה שנראה מתאים במצב הנהיגה המתאים. תוך כדי לחיצה על הדוושה, המכונית מאיצה למהירות קבועה של 70 ק"מ / שעה, אלא אם כן את הבלם משמש ^1. הנסיעה נמשכת כ 10 דקות.
4. ליידע את המטופל על מחלה של סימולציה. במקרה מועקה, בחילה או זעה מתרחשת, לקטוע ישיבת בדיקות.
5. נסיעת מבחן עם צפיפות משימה פחות מתנהלת להתרגל למצב הסימולציה ולמנוע מחל סימולציה על ידי המאפשר מספיק זמן להסתגל ^2.

2. כיול של העיניים Tracker

1. בפגישת הבדיקה השנייה, לאחר שהמטופל יושב כמו שצריך וקבל מספיק זמן לאימון, הנח לניתור תנועות העיניים בראשו של החולה ולהתאים אותו על ידי משייכת הרצועות הגמישות. ליזר מצלמת הראש צריך להיות הצביע על האמצע של המסך. כוון את המצלמה לראש של התמקדות בתלמיד.
2. הנחה את המטופל להסתכל על החמש הנקודות על פי הראשי של החץ של העכבר לכיול.
3. התחל את הסימולציה.
4. כיול מלא עם הוספת הכיול האופקי: מקבע תמונת חולה כיסוי (של עין) על מסך בצד השמאל, ולאחר מכן מלווה את העין נעה על פני המסך ומקבע אותו שוב בצד ימין.
5. לבדוק את הכיול על ידי לשאול את המטופל הוא להתרכז באובייקטים ספציפיים במסך, והתאמתה עם תמונת עין הכיסוי, המציינת את מיקום המבט מחושב על ידי התוכנה. הכיול הוא מוצלח, אם תמונת מבט וכיסוי להיפגש באותו המקום על מסך. נדידה אנכית של גשש חדות העין עלולה להתרחש בעת הנסיעה. הערך את כמות הסחף על ידי בדיקה חזותית בתחילה ובסיומו של הכונן, לבדוק את הצורך בבדיקה חוזרת.
6. אם הכיול היה מוצלח, כבה את התמונות של שכבות. אם לא יחזור על תהליך של כיול עד שזה מצליח. להערכה מהירה של התנהגות מפצה של מפנה את המבט-תנועות עיניים בתמונות של שכבות.

3. הדמיה

1. המשך בסימולציה על ידי לשאול את המטופל להתחיל לנסוע.
2. בואו מסלולים המגוונים כונן המטופל (כל אחד מ 6500 באזורים כפריים וכ 10 משך דקות) עם קושי משימה אחר בשל רמה של הסחת דעת על ידי הסובב סביבה. כל מטופל מניע את שלושה מסלולים.
3. הערכה מיידית של התנהגות oculomotor: הפעל את תמונות עיני הכיסוי ולדמיין את התנהגות המבט של מטופל במהלך בדיקת חיבור לניתור תנועות העיניים ברציפות שולחות קואורדינטות של מיקום המבט בפועל לתוכנת הסימולציה SILAB. בתמורת SILAB מקרין את תמונת כיסוי עיניים, שהיא דמותו של עיניים, על המסך בדיוק במקום שבו המטופל מסתכל. זה לא רק יכול לשמש כדי להוכיח את איכות הכיול, אלא גם כדי להפוך את התנהגות מבט גלוי באופן מיידי לא רק לך, אלאסימפוני למטופל.

4. אנליזה

1. לתוכנת הקלטת נתוני שימוש SILAB בקצב דגימה של 100 רץ. השתמש בתוכנת SILAB גם להקליט מהירות, זמני תגובה (שימוש באיתות, בלמים).
2. ביצוע ניתוח סטטיסטי של ראש העין ותנועת פרמטרים עם Matlab (MathWorks חברה, נאטיק, ארה"ב). השתמש בקריטריונים הבאים:
   1. הגדר saccades כמקטעים של המסלול בו מהירות מבט מבט עולה על 30 ° / s ומשרעת מבט הוא גדולה מ 1 ° (כתנועות עיניים מתחת 1 ° שייכות לmicrosaccades). saccades Cluster מתרחש בתוך 80 אלפיות שני. הגדרת חלקים בין saccades כקיבעונות. הגדר ראש תנועות כתנועות העולות על 6 ° / ¹¹ שניות והמשרעת של יותר מ 3 מעלות. תכלול בראש ובו זמנית תנועות עין עם ספרייה בכיוון ההפוך כפי שהם מייצגים אין רווח במשרעת מבט.
   2. הגדר קיבעונות אובייקט כקיבעון על אובייקט בעל עמדת מבט מקסימלי 1, 24 & dלדוגמה: לבד מהאובייקט על ציר ה-X ו1, 66 ° על ציר y. אובייקטים אינם מופעלים על פי החולים יתבוננו עמדה, אבל לשקול אקסצנטרי של אובייקט למבטו על ידי חישוב עמדתו כאשר האובייקט מופיע ^3.
   3. לחשב את האורך הממוצע של קיבעונות של המשתתפים (ממוצע משכי קיבעון) ועל ההתפשטות בחיפוש המרידיאנים האופקיים ואנכיים (השונה ממקומות הקיבעון).
3. זמני תגובה למדוד בשתי דרכים: כמצב ראשון (הגילוי הראשון) זמן תגובה כאמצעי זיהוי ראשון או קיבעון או זיהוי ידני: אם החולה מקבע את האובייקט ראשון ומגיב באופן ידני לאחר מכן (ברוב המקרים), ואז בחר זמן קיבעון כזמן תגובה כגילוי ראשון. אם המטופל משתמש באיתות או דוושת הבלם ראשונה כמחוון מבלי להיתלות האובייקט הראשון, אז בחר את זמן תגובה כמדריך לזיהוי ראשון. כמצב שני (תגובה ידנית), למדוד להגיבזמן יון מתגובה ידנית (אות בלם או תור) בלבד.

5. נציג תוצאות

גייסנו 6 חולים בגילים שונים (35-71 שנים) עם hemianopia השלם לאחר אוטם איסכמי PCA (4 בימין ו 2 באונה השמאלית) ו85 נבדקים בריאים בגילים שונים (20-75 שנים של גיל, באותה מידה הופץ) כדי לקבוע שינויים הקשורים בגיל בעיניים ותנועות ראש, כמו גם ביצועי נהיגה כקבוצת ייחוס. הם לא דיווחו על בעיות קוגניטיביות, גירעונות נוירולוגיות או פסיכיאטריים או מחלות וחדות ראייה היו גבוהות מ -0.5. ההיסטוריה הרפואית נלקחה וחוויות עם תקשורת הווירטואלית חקרו. המחקר נערך בהתאם להצהרת הלסינקי ואושר על ידי ועדת האתיקה המקומית. הסכמה מדעת בכתב שהתקבלה מכל המשתתפים. כל הנבדקים לא היו מודעים לצורך הניסויים.

הנה, אנחנו מדגימים מחדשתוצאות בדיקת presentative של שני חולים נבדקו 7-9 חודשים לאחר אירוע שבץ עם hemianopia שלם (1 איור) בצד ימין עם ובלי התנהגות מפצה כמו גם אדם בריא כביקורת. השליטה הבריאה נבחרה בשל גיל דומה, נהיגה וניסיון משחק מחשב.

מטופל הציג תנועת saccadic פיצוי לצד שבו פגם החזותי ממוקם כתוצאה מכך ביצועים נורמלים בנהיגת סימולציה בהשוואה לשליטה בריאה עם זיהוי מוצלח של ותגובה לסכנות אפשריות במצב נהיגה כפרית. עם זאת, המטופל B לא הראה תנועת saccadic פיצוי וחשף ביצועים גרועים בנהיגת סימולציה עם פסיחה על אובייקטי פריפריה בתחום העיוור גורמים לזמני תגובה ארוכים או התנגשויות. עם זאת, לאורך כל הכוננים, B מטופל אמץ התנהגות מפצה תגרום התנגשויות פחות, מבלי שיתבקש לעשות זאת. הבדיקותבוצע תנאי ראש חסר רסן ומאפשרים מציאותיים ולזהות את ההשפעה האפשרית של תנועות ראש בהתנהגות מפצה.

החולים התבקשו לנהוג כמובן כפי שהם היו עושים במצב נהיגה הלא מדומה אמיתי. בהשוואה לאדם הבריא החולה בצע saccades 1.7 פעמים בתדירות גבוהה יותר, שבעיקר כיסה את הצד של המסך שבו היה ממוקם הפגם החזותי (63%). העוצמות של saccades בחולה והשליטה היו דומות (אמפליטודה ממוצעת: 5.5 תואר בנושא הבריא לעומת 5.3 תואר במטופל). משך הקיבוע של חולה היה בהשוואה קצרה לביקורת הבריאה (כלומר משך קיבוע של 381 מילישניות בחולה לעומת 483 מילישניות בשליטה).

בניגוד B מטופל והשליטה חקר באופן שווה תכופים שני צדדים של המסך. איור 2 ממחיש את חלוקת קיבעונות על המסך במהלך הנסיעה הראשונה של עמatient, נושא מטופל והבריא B. החולה B בצעו 3.4 תנועות פחות saccadic לעומת מטופל כיסוי בגודל של חץ המשרעת של מטופל (כלומר המשרעת: 5.5 לעומת 2.9 מטופל התואר בB מטופל). B המטופל הראה קיבעון עוד משכים בהשוואה לבקרה והן במטופל בריא (כלומר משך קיבעון 1049 מילישניות).

המטופל והמטופל B בוצע כמעט ללא תנועות ראש (1 עד 2) תוך השליטה הבריאה להורג כמה (5 עד 10) ראש תנועות לנהיגת מפגש תורם לבהות משרעת.

איור 3 מדגים את ההשפעה של אקסצנטרי של אובייקט עמדה ביחס לעמדה לבהות בזמן התגובה, הפגינה בנפרד לצד שמאל וימין של שדה הראייה. הדמות ממחישה את העלייה של זמן תגובה בשל אקסצנטרי בשני הנושאים המאוירים בנפרד לשני הצדדים של שדה הראייה. חלק מזמני התגובה בECC קטן מאוד entricities הם פחות מ 50 אלפית שני. אלה לא זמני תגובה מציאותיים אלא בשל סריקה של מקומות מסוכנים אפשריים בכביש, או אובייקטים המופיעים בנקודת הקיבעון של המטופל. לא לסנן האירועים האלה כי זה גם מייצג התנהגות מסוימת נהיגה של עניין: הכרה וכניעה למקומות מסוכנים פוטנציאליים. (הגרפי מראה גם שיש זמני תגובה של פחות ציינו לB מטופל בשל חפצים שלא נענו בתחום העיוור שלו.)

בחולה והשליטה הבריאה כל האובייקטים אותרו ואין התנגשויות התרחשו. בB מטופל כי, זמני תגובה היו שונים באופן ברור בין ימין (עיוור) וצד השמאלי של מגרש (רואי): אובייקטים זוהו B חולה המתרחשים בתחום העיוור פי 1.6 האיטי יותר בהשוואה לשדה הראייה והתנגשו 4 פעמים עם אובייקטים המתרחשים בתחום העיוור ( זמני חציון תגובה: שדה ימני (עיוור): 4,411.66 תחום מילישניות לעומת שמאל (רואי): 2810 ש ').

"> לכן, מטופל יפוצה אובדן הראייה שלו אקסצנטרית זכות גם על ידי מספר גדל של תנועות saccadic מגיעות הצד של פגם שדה הראייה. עדיין לא ברור אם כי אם אסטרטגיה של פיצוי זה הופכת להיות בלתי מספקת עם עומס עבודה גבוהה. ראיות לכך הציע בגרף לשדה הראייה השמאלי: בעוד המטופל הצליח להגיב באותה מהירות בצד ימין בשל lateralization של תנועות saccadic, הוא הראה את משך תגובה ארוך יותר במוזרויות גדולות יותר בצד השמאל, מה שמרמז מחיר אפשרי של האסטרטגיה בכל קשורים לביצועים. עם זאת, שליטה הבריאה גם מראה הבדלים קלים של זמני תגובה של השוואת שני הצדדים, שעשוי להיות גם בשל העובדה שהשליטה הבריאה מתבצעת כונן אחד פחות מהמטופלים. כדי לבדוק אם מדובר בהשפעה יציבה, מחקרים נוספים יהיה צורך.

בניגוד למטופל, המטופל B הציג תוצאת נציג של חולה חסר compensהתנהגות atory והשפעתו על ביצועי נהיגה: חוסר תנועות saccadic פיצוי לשדה העיוור הביאו להתנגשות עם עצמים המופיעים בשדה העיוור וזמני תגובה ארוכות. עם זאת, לאורך כל הכוננים, המטופל באופן ספונטני התחיל לבצע יותר saccades לתוך שדה הראייה הנכון עם אמפליטודה גבוהה יותר, וכתוצאה מהשכיחות קטנה יותר של התנגשויות.

איור 1 א. חולה, 30 ° אוטומטי perimetry סף.

B 1B איור. חולה, 30 ° האוטומטי perimetry סף.

איור 2.

איור 3. זמני תגובה לאובייקטים המופיעים במוזרויות שונות בשדה הראייה, למטופל, מטופל ב ', ובריא שליטה.

¹ tempomat זו יושמה כדי להבטיח השוואה של זמני תגובה בין קבוצות גיל כפי שהוא מוכר כי נהגה מבוגרים להפחית את המהירות כמנגנון פיצוי אפשרי ^7.

מחל סימולציה ² מתוארת כבחילה, זעה או סחרחורת מתמידה במהלך נהיגה. יש נתונים שונים על תדירות ההופעה נעים בין 9% ל 37% בהתאם לגיל כפי שהיא מתרחשת יותר בקשישי ^{8, 9, 10.} הכנה יסודית עם תרגול מניעה מספיק זמן לכל פרט לadjus התקיןtment להפחית את הסיכוי למחלת סימולציה.

^{3 לכל} כונן יש 4 חזיר בר ו4 כדורים תוכנתו להתקרב מכל צד של הכביש בשתי מוזרויות שונות, בחלקים ישרים של הקורס ובמרווחים שונים של הקורס למניעת הרגל בדיקה. מראה של אובייקטים מופעל על ידי נקודתי הזרימה החולפת הכפופות על הכביש.

Discussion

השיטה החדשה שהוקמה מאפשרת בדיקה של התנהגות חקרנית חזותית של חולים עם פגמי שדה ראייה שנגרמו על ידי שבץ. עיצוב המבחן מציע גם גישה מיידית להערכת התנהגות מפצה מבט: על ידי הפיכה על תמונות כיסוי עיני הבוחן יכול לחזות את התנהגות המבט של מטופל במהלך הפעלת בדיקות. לפיכך, היא מאפשרת הערכה מהירה מאוד ומיידית, האם המטופל אמץ התנהגות מבט מפצה. זה גם מאפשר לחולים להיות מודעים לזה באמצעות חזיית תנועות מבט של תמונת עין שכבה נעה על פני המסך במבט המציין כלי משוב. תפקידיו של ראש תנועות בהתנהגות מפצה מבט עדיין לא ברורים. בקבוצת הביקורת שלנו ראש התנועות היו נפוצות יותר בקרב הקשישים. השליטה הבריאה יותר בצעה ראש תנועות מהמטופלים. ראש תנועות עשויות לשחק תפקיד גדול יותר, כאשר שדה הראיה רחב יותר מאשר נבדקים הוא בהגדרה שלנו. מכאן שאנו לא יכולים identify ראש תנועות כחלק מהתנהגות מפצה במבט המטופל שלנו. עם זאת יותר חולים יצטרכו להיבחן כדי להבהיר את תפקידו של ראש תנועות בהתנהגות מפצה.

מגבלות המחקר הן הבאות: retesting הופך להיות הכרחי באנשים מסוימים בשל סחף האנכי של גשש העיניים במשך כל הנסיעה. האובייקטים מופיעים באופן טבעי בדרך ולא באקסצנטרי קבועה מופעל על ידי עמדת המבט. עמדת מבט עם זאת נוכחית ביחס לאובייקט נחשבת כאשר לפרש זמני תגובה.

חולים עם פגמי שדה ראייה נבדקו לפני בסביבה מדומה ואמיתית נהיגה:.. אוורס ואח' ¹² ו Cockelbergh אח' ¹³ בצע מחקרים בסימולטור נהיגה והפגין ביצועי נהיגה עניות יותר בחולים בהשוואה לנבדקים בריאים. עם זאת הם לא רשמו את העין וראש תנועות והבדלים בודדים יכול not להיות קשור להתנהגות גישוש חזותית. ווד et al. ⁶ נבדק במצב בחיים אמיתי והקים הערכה של ביצועי נהיגה של חולים עם פגמי שדה ראייה. ראש עין ותנועות נותחו באמצעות וידאו וניקוד לאחר בדיקה על ידי שני חוקרים עצמאיים, ובכך להתמודד עם אמינות בין המדרג. למרות זאת הם לא מספקים ניתוח כמותי של משכי קיבעון, saccades, ותנועות ראש וההערכה תלויה במומחה שיקום נהיגה מוסמכת. היתרון שלנו להגדיר עם נהיגה מדומה הוא הערכה הקלה ומהירה בתוך הגדרה קלינית, הקלטה של ​​פרמטר מוגדר היטב של-ועיני תנועות ראש, כמו גם זמני תגובה. ניתן לשלוט ברמה של הסחת דעת ולחשוף כל נהג למצב נהיגה דומה עם מסלולים ותנאים סטנדרטיים המאפשרים השוואה. רוט ² הוכיח כי SCT משפר התנהגות חיפוש על הראייה העיוורת בsearc הטבעימשימות h. התאמת הרמה של הסחת דעת בקורסי הנהיגה, אפשר יהיה להוכיח אם, ובאיזו רמה, ההתנהגות המפצה נכשלה עם עומס עבודה גבוה יותר. השוואה מדומה ללימודי נהיגה אמיתיים, זה נראה לי מתאים ללמד התנהגות מפצה בסביבה מדומה ולחשוף את החולה למצב נהיגה אמיתית בצעד שני. במיוחד מאז שהאחרון מאפשר להעריך בטיחות בנהיגה.

בעתיד, אנו מתכוונים לכלול אפיון של רמות שונות של התנהגות מפצה על ידי ניתוח saccades, אמפליטודות והפצה. זה יכול לעזור להציע שיקום פרטני יותר מתכנן המותאמים לרמתו הנוכחית של המטופל של התנהגות מפצה. שנית, כמו B המטופל מגלה אימוץ ספונטני של אסטרטגיה מפצה, אנחנו רוצים לבדוק את העיצוב ככלי אפשרי למטרות שיקום: נהיגת סימולציה לא רק כעיצוב בדיקת אבחון אלא גם לאימונים ספציפיים, מורה המטופל דואר לבצע התנהגות saccade מפצה. בשילוב עם הדמיה מיידית של התנהגות מבט מתמונות כיסוי העיניים המצביעות המבט זו עשויה לספק מנגנון משוב להתעורר הלב לאסטרטגיה מפצה.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Driving Simulator Software SILAB	Wuerzburg Institute for Traffic Sciences GmbH (WIVW)		http://www.wivw.de/index.php.en
EyeSeeCam	University of Munich Hospital Clinical Neurosciences		http://eyeseecam.com
Estimated costs and time for establishment 20,000 Euro, 3 months.