Kliniğinde Simülasyon Sürüş: Görme Alanı Defekti Hastalarda Günlük Yaşam Aktiviteleri Visual Keşif Davranış Testi

Summary

Günlük yaşamda farklı kısıtlamaları büyük olasılıkla klinik rutin içinde ayırt etmesi zor olan değişken telafi edici stratejiler, nedeniyle yaklaşık inme rapordan sonra görme bozukluğu olan hastalar. Biz izin farklı telafi baş ve göz hareketleri-stratejilerin ölçülmesi ve sürüş performansı üzerindeki etkilerini değerlendirmek. Klinik set-up sunmak

Abstract

Posterior serebral arter (PCA) infarktüsü sonrası hemianopsi muzdarip hastalar benzer görsel açıkları rağmen, günlük hayatta kısıt farklı derecelerde rapor. Bu tür değiştirilmiş görsel tarama davranış olarak telafi edici stratejiler değişken gelişmesi nedeniyle olabilir Biz varsayıyorum. Tarama telafi tedavisi (ÖTV) vizyon restorasyon tedavi yanında infarktüsü sonrası görsel eğitim bir parçası olarak incelenmiştir. ÖTV en yararlı strateji ^1, doğal arama görevleri hem de mastering günlük yaşam aktiviteleri ² değil sadece olduğu kanıtlanmıştır arama görme alanı, büyütme kör alana büyük göz hareketleri yapmak için öğrenme oluşur. Bununla birlikte, klinik rutin içinde bir kafa denetimsiz durumda göz hareketlerinin ölçümü gerektirdiğinden, bireysel düzeyde ve telafi edici davranış eğitimi etkilerini tespit etmek zordur. Çalışmalar denetimsiz baş hareketleri alt gösterdier görsel keşif davranışı bir baş-ölçülü laboratuvar koşullarında ³ ile karşılaştırıldığında. Martin ve ark. ⁴ ve Hayhoe ve ark. ⁵ laboratuvar ortamında davranış göstermiştir ki, doğal bir durum için kolaylıkla tayin edilemez gösterdi. Dolayısıyla, amacımız bir çalışma, gerçekçi bir test durumda hızla farklı telafi okülomotor stratejiler ortaya çıkarır kurulumu geliştirmek için oldu: Hasta bir sürüş simülatörü klinik ortamda test edilmiştir. SILAB yazılımı (Trafik Bilimler GmbH (WIVW) için Wuerzburg Enstitüsü) Program karmaşıklığı değişen senaryolar sürüş ve sürücü performansını kayıt için kullanılmıştır. Baş baş ve göz hareketleri (EyeSeeCam, Münih Hastanesi Üniversitesi, Klinik Nörobilim) kaydederken, kızılötesi video öğrenci izci monte edilmiş yazılımlar kombine edildi.

Sürüş simülatörü ve konumlandırma hasta konumlandırma, kamera ayarı ve kalibrasyonu demlenirgösterdik. Ve telafi strateji ve sağlıklı bir kontrol olmadan bir hastanın tipik performansları bu pilot çalışmada gösterilmiştir. Farklı okülomotor davranışları (göz ve baş-hareketlerin frekans ve genlik) deneklerin bakışları ekranda nerede olduğunu gösteren Dinamik paylaşımlı resim tarafından ve verileri analiz ederek sürücünün kendisi sırasında çok hızlı bir şekilde değerlendirilir. Telafi davranışları olmadan hastanın performansını önemli ölçüde daha kötü iken bir hastada Telafi bakışları davranış, sağlıklı kontrol ile karşılaştırılabilecek bir sürüş performansı yol açar. Göz ve baş-hareket-davranış yanı sıra performans sürüş verileri farklı okülomotor stratejileri açısından ve test oturumu ve rehabilitasyon potansiyeli üzerine etkileri boyunca antreman etkileri ile ilgili daha geniş bir çerçevede ele alınmaktadır.

Protocol

1. Eğitim Seviyesi hazırlanması

1. 1400 x: Hasta (203 yatay eksen üzerindeki görsel açının 58.15 derecesi ve dikey eksende görsel açının 43.61 derecesini kapsayan x 152 cm, çözünürlük, ekran önünde 2 m mesafe ile, bir koltuk atalım 1050), gerçek bir otomobil koltuğu taklit sabit bir temel simülasyon araba koltuğu. Hastanın kolu altında olan pedalına koltuk mesafeyi ayarlamak için Yardım. Arkalık ayarlamak için Yardım.
2. Simülasyon araba araçlar (fren, sinyal, direksiyonu çevirmek) nasıl kullanılacağı hasta söyleyin.
3. Gerçek olmayan simüle sürüş durumda ne gibi Drive: görev hastaya söyleyin. Yol eğrileri (küçük yarıçapı 500 m, büyük yarıçapı 1.200 m) ve trafik olmadan tek yolu tek şeritli yol. Sokak işaretleri ve break-aşağı yolun her iki tarafında yükselen otomobil için uyanık olun. Yaban domuzu ya yaklaşırken topları gibi potansiyel olarak tehlikeli olayların kavramına tepkiya fren basarak veya dönüş sinyal kullanarak ya da her ikisi, kendi sürüş durumuna uygun olması için ne gibi görünüyor tarafından kısa sürede yol. Pedalına basarak freni ¹ kullanılmadığı sürece, araç 70 km / s sabit bir hıza kadar hızlandırır. Sürücü yaklaşık 10 dakika sürer.
4. Simülasyon hastalık hakkında hastanın bilgilendirilmesi. Halsizlik, mide bulantısı ya da terleme oluşur durumda, test oturumunu kesebilir.
5. Az görev yoğunluğu ile bir test sürüşü simülasyon duruma alışması için yapılır ve yeterli zaman ² ayarlamak için izin vererek simülasyon hastalık önlemek için.

2. Göz Tracker Kalibrasyonu

1. Hastanın doğru oturduğundan ve uygulama için yeterli zaman aldı sonra ikinci test oturumunda, hastanın kafasına Eye-Tracker yerleştirin ve esnek kayışlar çekerek ayarlayın. Kafası Kamera lazer ekranın ortasında işaret edilmelidir. Kafa kamera ayarlayın öğrenci odaklanıyor.
2. Kalibrasyon için fareyi ok kurşun göre beş nokta bakmak için hasta söyleyin.
3. Simülasyon başlatın.
4. Yatay kalibrasyon ekleyerek komple kalibrasyon: Soldaki ekranda Hasta fixates yerleşim resmi (göz), daha sonra ekranda hareket eden göz izler ve sağ tarafta tekrar fixates.
5. Ekranda belirli nesneler sabitleşmek için hasta soran ve yazılım tarafından hesaplanan bakışları konumunu gösterir bindirme göz resim ile eşleştirerek kalibrasyon sınayın. Bakışları ve yerleşim resmi ekranda aynı noktada karşılamak durumunda kalibrasyon, başarılı olur. Göz izleme keskinliği dikey bir sürüklenme sürücü sırasında oluşabilir. Yeniden test ihtiyacını kontrol, başında ve sürücü sonunda görsel muayene ile sürüklenme miktarını değerlendirin.
6. Kalibrasyon başarılı olduysa, bindirme fotoğraf kapatın. Başarılı olana kadar kalibrasyon işlemi tekrarlamak değilse. Bindirme göz resimlerin bakışları-hareketler dönüş telafi davranışları hızlı değerlendirilmesi için.

3. Simülasyon

1. Sürüş başlamak hasta sorarak simülasyonu ile devam edin.
2. Farklı görev zorluk çevre çevreleyen tarafından oyalama düzeyi nedeniyle ile hasta sürücünün çeşitli yolları (her bir kırsal alanda 6.500 m ve yaklaşık 10 dakika süre) olsun. Her hastaya üç güzergah sürücüler.
3. Okülomotor davranış Hemen değerlendirmesi: bindirme göz resimleri açın ve aktif test sırasında hastanın bakışları davranış görselleştirmek: eye-tracker sürekli simülasyon yazılımı SILAB için gerçek bakışları konumunun koordinatlarını gönderir. Karşılığında SILAB bindirme göz resmi, tam hasta bakar yerinde ekranda, bir göz bir görüntü yansıtıyor. Bu kalibrasyon kalitesi kanıtlamak için de kullanılabilir ancak, aynı zamanda bakış davranış hemen için değil, fakat sadece bir görünür hale getirmek içinHastaya LSO.

4. Analiz

1. 100 Hz örnekleme hızında veri kayıt kullanımı SILAB Yazılım için. Hız, reaksiyon süreleri (sinyal, fren kullanımı) kaydetmek için de SILAB Yazılımını kullanın.
2. Matlab (MathWorks Şirket, Natick, ABD) ile kafa ve göz hareketi parametrelerinin istatistiksel analiz gerçekleştirin. Aşağıdaki ölçütleri kullanın:
   1. Bakışları hızı 30 ° / s aşan ve bakışları genliği 1 ° (1 aşağıda göz hareketleri ° microsaccades ait olarak) daha büyüktür bakışları yörünge bölümleri olarak sakkadlar tanımlayın. Küme sakkadlar 80 ms içinde meydana. Tespit yöntemleri gibi sakkadlar arasındaki bölümleri tanımlayın. 6 ° / sn ¹¹ ve en fazla 3 derecelik bir genlik aşan hareketleri gibi kafa hareketleri tanımlayın. Onlar bakışları genlik kazancı temsil olarak ters yönde dizini ile eşzamanlı baş ve göz hareketleri hariç.
   2. Maksimal bakış pozisyonundaki 1, 24 ve d ile bir nesne üzerinde fiksasyon gibi nesne tespitler tanımlayınörneğin; dışında x-ekseni ve y ekseni üzerinde 1, 66 ° üzerinde nesneden. Nesneler pozisyonu bakışları hastalara göre tetiklenir, ancak nesne ³ çıkınca hesaplayarak pozisyon bakışları nesnenin eksantrikliği düşünün değildir.
   3. Katılımcıların tespitler (fiksasyon süreleri ortalama) ve yatay ve dikey meridyen (fiksasyon yerleri varyans) arama yayılması ortalama uzunluğunu hesaplayın.
3. Iki şekilde ölçü reaksiyon süreleri: bir birinci mod (birinci algılama) gibi ölçü Reaksiyon süresi tespit ya da el ile algılama ya tarafından ilk olarak tespit: hasta nesne ilk ve fixates (olguların çoğunda) el ile sonradan yanıt ise, o zaman seçtik İlk algılama gibi reaksiyon süresi olarak fiksasyon zaman. Hastanın ilk nesneyi sabitleme olmadan dönüş sinyali veya bir göstergesi olarak ilk fren pedalına kullanıyorsa, daha sonra ilk algılama gibi manuel reaksiyon zamanı seçtik. Ikinci bir modu (manuel reaksiyonu) gibi, tepki ölçmekmanuel reaksiyon (fren veya dönüş sinyali) yalnızca tarafından iyon zamanı.

5. Temsilcisi Sonuçlar

Biz eşit, iskemik PCA infarktüsü (sol hemisfer sağ ve 2 4) ve çeşitli yaştaki 85 sağlıklı kontrol (yaş 20-75 yıl sonra eksik Hemianopi farklı yaştaki 6 hastada (yaş 35-71 yıl) çalışmaya dağıtılan) bir referans grubu olarak göz ve baş-hareketleri yanı sıra sürüş performansında yaşa bağlı değişiklikleri belirlemek için. Bunlar bilişsel, nörolojik veya psikiyatrik açıkları veya hastalık rapor vermedi ve görme keskinliği 0.5 daha fazlaydı. Anamnez alınması ve sanal medya deneyimleri incelenmiştir. Çalışma Helsinki bildirisi ile uygun yapılmış ve yerel etik kurulu tarafından onaylandı. Yazılı bilgilendirilmiş onam tüm katılımcıların elde edildi. Tüm denekler deneylerin amacı habersiz.

Burada, biz yeniden göstermekİki hastanın presentatif deney sonuçlarının 7 test - 9 ay ile sağ tarafta eksik hemianopsi (Şekil 1) ile inme olaydan sonra ve telafi davranışları gibi bir kontrol olarak sağlıklı bir öznesiz. Sağlıklı kontrol benzer yaş, sürüş ve bilgisayar oyun deneyimi nedeniyle seçildi.

Hasta A görme kusurunun başarılı algılama ve kırsal bir sürüş durumda olası tehlikeleri tepki ile sağlıklı kontrol ile karşılaştırıldığında simülasyon yönlendirdiğini normal performans sonucunda bulunan tarafa telafi sakkadik hareket sergiledi. Ancak, hasta B telafi sakkadik hareket göstermek ve uzun reaksiyon süreleri veya çarpışmalar neden kör alan periferik nesneler üzerinde eksik olan simülasyon sürüş zayıf performans gösteren olmadı. Bununla birlikte, sürücüler boyunca, hasta B böyle bir talimat olmadan, daha az çarpışmalar neden telafi davranışları benimsemiştir. Testbaş-denetimsiz izin gerçekçi koşullarda yapıldı ve telafi davranışları baş hareketlerinin olası etkilerini tespit etmek.

Hastalar gerçek olmayan simüle sürüş durumda ne gibi ders sürücü istendi. Sağlıklı bir hastaya göre bir ağırlıklı görsel bozukluk bulunan ekran (% 63) yan tarafında kapalı daha sık sakkadlar 1.7 kat, gerçekleştirilir. Hastada sakkadik genlikleri A ve kontrol benzerdi (ortalama genlik: hastada 5.3 derecelik karşı sağlıklı bireyde 5.5 derece). Hastanın fiksasyon süresi bir (hasta kontrol A'da 483 ms 381 ms fiksasyon süresi ortalama) sağlıklı kontrol kısa karşılaştırılmıştır.

Aksine hasta B ve kontrolü ekranın eşit sıklıkla iki tarafını araştırdı. Şekil 2 p ilk sürücü sırasında ekranda tespitlerin dağılımı göstermektediratient A, sağlıklı bireyde ve hasta B. Hasta Yatak hastaya göre 3.4 daha az sakkadik hareketler yapılan bir hastanın genlik yarısı boyutunu kapsayan (amplitüd ortalama: 5.5 Hasta Hasta B 2.9 derece karşı). Hasta B uzun fiksasyon sağlıklı kontrol ve hasta hem göre süreler gösterdi A (fiksasyon süresi 1049 ms demek).

Sağlıklı kontrol genlik bakışları katkıda oturumu sürüş başına birkaç (5 ila 10) baş hareketleri idam ederken Hasta A ve hasta B neredeyse hiç kafa hareketleri (1 2) uygulandı.

Şekil 3, görme alanının sol ve sağ taraf için ayrı olarak gösterilen reaksiyon süresine bağlı pozisyon, bakışları göre nesne durum eksantrikliği etkisini göstermektedir. Şekil görme alanının her iki tarafı için ayrı ayrı gösterildiği gibi iki konuda eksantrikliğine bağlı olarak reaksiyon süresi artışı göstermektedir. Çok küçük ecc azından bazı reaksiyon süreleri entricities 50 ms'den vardır. Bunlar gerçekçi tepki süreleri değil, yolun veya hastanın fiksasyon noktada görünen nesneler birlikte olası tehlikeli yerlerde tarama oldukça bağlı. Kabul ve potansiyel tehlikeli yerlere alındı: Bu aynı zamanda ilgi çekici bir sürüş davranışlarını temsil eder, çünkü bu olayların filtre yoktu. (Grafik de onun kör alanında kaçırılmaması nesneler nedeniyle hasta B kaydetti az reaksiyon süreleri olduğunu gösterir.)

Hasta A ve sağlıklı kontrol tüm nesneleri tespit ve hiçbir çarpışmalar meydana geldi. Hasta B'de olsa, tepki süreleri sağ (kör) ve sol (görüşlü) alanı arasındaki net fark: görüşlü alanına göre 1,6 kat daha yavaş kör alanında meydana Hasta B Tespit edilen nesnelere ve kör alan (meydana gelen nesnelerle 4 kez çarpıştı ortanca reaksiyon süreleri: sağ (kör) alan: 4.411,66 ms veya sol (görüşlü) alan: 2810 ms).

"> Bu nedenle, hasta bunun için bir görme alanı defekti tarafına ulaşan sakkadik hareketlerin artan sayısına göre de doğru eksantrik görme onun kaybı telafi. Hala bu telafi edici bir yaklaşım yüksek iş yükü ile yetersiz hale gelirse olsa belirsizdir. Kanıt önerilmektedir sol görme alanı için grafik olarak: hasta sakkadik hareketlerinin lateralizasyonu bağlı olarak sağ tarafta eşit derecede hızlı tepki için yönetilen etse de, ilişkin strateji bir maliyetle düşündüren, sol tarafta büyük dışmerkezliliğinden daha uzun reaksiyon süreleri gösterdi performans. Ancak, sağlıklı kontrol aynı zamanda sağlıklı kontrol hastaları birden çok sürücü az sahneye olmasından kaynaklanıyor olabilir her iki tarafta, karşılaştırma reaksiyon zamanları arasında ufak farklar göstermektedir. Bu istikrarlı bir etkisi, daha fazla deneme temsil olup olmadığını sınamak için gerekli olacaktır.

Hasta aksine A, hasta B dengelemeli yoksun bir hasta temsilcisi sonuçları sunulmuştursürüş performansı üzerindeki ekspirayon davranışı ve etkisi: kör alana telafi sakkadik hareketlerin olmaması kör alan ve uzamış reaksiyon süreleri görünen nesnelerle çarpışma sonuçlandı. Bununla birlikte, sürücüler boyunca, hasta spontan çarpışmalar küçük insidansı sonuçlanan büyük genlikli sağ görsel alana daha sakkad yapmaya başlamışlardır.

Şekil 1A. Hasta A, otomatik 30 ° eşik perimetri.

Şekil 1B. Hasta B, otomatik 30 ° eşik perimetri.

Şekil 2.

Şekil 3. Hasta A, hasta B ve sağlıklı kontrol için, görme alanında çeşitli tuhaflıkları az görünen nesneler Tepki süreleri.

¹ Bu tempomat o eski sürücüleri olası bir telafi mekanizması ⁷ olarak hızını azaltmak olduğu bilindiği gibi yaş grupları arasındaki reaksiyon kez karşılaştırılabilirliği sağlamak için uygulanmıştır.

² Simülasyon hastalık mide bulantısı, terleme ya da bir sürüş oturumu sırasında kalıcı baş dönmesi olarak tarif edilir. Bu yaşlı ^{8, 9, 10} daha büyük olasılıkla gerçekleşir olarak% 9 yaşına bağlı olarak% 37 arasında değişen görülme sıklığı ile ilgili farklı veriler var. Uygulama ile tam olarak hazırlanması uygun adjus her birey için yeterince uzun sürücülersimülasyon hastalık olasılığını azaltmak tment.

Sürücü Başına ³ 4 yaban domuzu ve elbette düz kısımlarında iki farklı tuhaflıkları, at ve bir test alışkanlığı önlemek için elbette farklı aralıklarla yolun her taraftan yaklaşmak için programlanmış 4 top vardır. Nesnelerin görünümü yolda tabi geçen akış noktaları tarafından tetiklenir.

Discussion

Yeni kurulan yöntem inme nedeniyle görme alanı defektleri olan hastalar görsel keşif davranışının incelenmesi sağlar. Test tasarımı da telafi bakışları davranışlarını değerlendirmek için acil bir yaklaşım sunuyor: bindirme göz resimlerin açarak sınav test oturumu sırasında bir hastanın bakışları davranış oluşturulabiliyor. Bu nedenle, hasta bir telafi edici bakışları davranış benimsemiştir olmadığı konusunda çok hızlı ve anında değerlendirme sağlar. Ayrıca hastaların bir bindirme göz resmi geribildirim aracı gösteren bir bakış olarak ekran boyunca hareket ettirerek bakışları hareketleri görselleştirerek bunun farkında olmayı sağlar. Telafi edici bakışları davranış kafa hareketlerin rolü hala belirsizdir. Bizim kontrol grubunda baş hareketleri yaşlılarda daha sık idi. Sağlıklı kontrol hastalardan daha fazla kafa hareketleri yapılır. Test görüş alanı bizim set-up daha geniş olduğunda Baş-hareketler büyük bir rol oynayabilir. Dolayısıyla biz identif olamazdıy kafa hareketleri Hastamızda telafi bakışları davranış bir parçası olarak. Ancak daha fazla hastanın telafi davranışları baş-hareketlerinin rolünün daha iyi anlaşılabilmesi için incelenmesi gerekir.

Çalışmanın sınırlamaları şunlardır: yeniden test sürücüsü boyunca göz izleme dikey kayma dolayı, bazı kişilerde gerekli hale gelir. Nesneler bakış pozisyonundaki tarafından tetiklenen sabit eksantrik yol boyunca doğal görünür değil. Reaksiyon kez yorumlanırken nesne ile ilgili olarak yine de geçerli bakış pozisyonundaki olarak kabul edilir.

Görme alanı defekti olan hastalar simule ve gerçek sürüş ayarları önce test edilmiştir:.. Bowers ve ark ¹² ve Cockelbergh ark ¹³ sürüş simülatöründe yürütülen çalışmalar ve sağlıklı hastalarda kontrollere göre daha kötü sürüş performansı gösterdi. Ancak onlar göz ve baş-hareketleri ve bireysel farklılıkları yazmamış olabilir not görsel keşif davranışı ile ilişkili. Wood ve ark. ^6. Gerçek bir hayat durumda test edilmiş ve görme alanı defekti olan hastaların sürüş performansı değerlendirilmesi kurulmuştur. Baş ve göz hareketleri dolayısıyla hakemlerarası-güvenilirliği ile ilgili, iki bağımsız araştırmacı tarafından video ve test sonrası puanlama yöntemiyle analiz edilmiştir. Yine onlar fiksasyon süreler, sakkadlar ve baş hareketleri ve değerlendirme sertifikalı sürüş rehabilitasyon uzmanı bağlı bir kantitatif analiz vermedi. Simüle sürüş ile kurulum avantajı iyi tanımlanmış göz ve baş-hareketlerin parametre yanı sıra reaksiyon kez kaydederken bir klinik ortamında kolay ve hızlı değerlendirme vardır. Bu oyalama seviyesini kontrol etmek ve karşılaştırılabilirlik sağlayan standardize yolları ve şartları ile benzer bir sürüş durumuna göre her sürücü maruz mümkündür. Roth ^2. ÖTV doğal Searc içinde kör görüşte arama davranışı geliştirir göstermiştirh görevleri. Sürüş derslerinde oyalama düzeyini ayarlayarak, eğer, ve, telafi edici davranış yüksek iş yükü ile başarısız ne düzeyde kanıtlamak mümkün olacaktır. Gerçek sürüş çalışmalara simüle karşılaştırıldığında, simüle edilen bir ortamda telafi davranışları öğretmek ve ikinci adım olarak gerçek bir sürüş durumu için hastanın maruz uygun görünüyor. Ikincisi sürüş güvenliği değerlendirmek sağlayan Özellikle beri.

Gelecekte biz sakkadlar, genlik ve dağıtım analiz ederek telafi davranışları farklı düzeylerde karakterizasyonu dahil etmek niyetinde. Bu telafi edici davranış hastanın mevcut seviyesi ayarlanabilir daha bireysel rehabilitasyon planlarını sunmak için yardımcı olabilir. Hasta B telafi edici bir yaklaşım spontan benimsenmesi ortaya İkinci olarak, biz rehabilitasyon amacıyla olası bir araç olarak tasarımı test etmek ister: değil, sadece bir tanı testi tasarım olarak değil, aynı zamanda özel eğitim için simülasyon Sürüş inci talimatE hasta telafi sakkad davranışı gerçekleştirecek. Bakışları belirten gözü bindirme resimlerle bakışları davranışı derhal görselleştirme ile birlikte bu telafi edici bir yaklaşım dikkat oluşacak bir geribildirim mekanizması sağlayabilir.

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.