Summary
Vi beskriver en indendørs, bærbare, standardiseret kursus, der kan bruges til at evaluere hindring unddragelse i personer, der har ultralav vision. Banen er relativt billig, let at administrere og har vist sig at være pålidelige og reproducerbare.
Abstract
Vi beskriver en indendørs, bærbare, standardiseret kursus, der kan bruges til at evaluere hindring unddragelse i personer, der har ultralav vision. Seks seende kontroller og 36 helt blind, men ellers raske voksne mænd (n = 29) og kvindelige (n = 13) patienter (i alderen 19-85 år), blev indrulleret i en af tre undersøgelser med afprøvning af Brainport sensoriske substitution enhed. Forsøgspersoner blev bedt om at navigere kurset før og efter, Brainport træning. De afsluttede i alt 837 Kurset forløber i to forskellige steder. Midler og standardafvigelser blev beregnet over kontroltyper, kurser, lys, og besøg. Vi brugte en lineær blandede effekter model til at sammenligne forskellige kategorier i PPWS (procent foretrukne ganghastighed) og fejl procent data, der viser, at kurset iterationer var korrekt udformet. Banen er relativt billig, let at administrere og har vist sig at være en mulig måde at teste mobilitet funktion. Dataanalyse demonstrates, der for resultatet af procent fejl samt procent foretrækkes ganghastighed, at hver af de tre baner er forskellige, og at der inden for hvert niveau, hver af de tre gentagelser er lige. Dette giver mulighed for randomisering af kurserne under administration.
Forkortelser:
foretrukne ganghastighed (PWS)
kursus hastighed (CS)
procentdel foretrukne ganghastighed (PPWS)
Introduction
Low Vision rehabilitering vurderinger skal afgøre, om intervention medfører forbedring i funktion. Effektivitetsmålinger indebærer typisk computer-baserede læsning eller funktionelle vurderinger 1-9 samt livskvalitet spørgeskemaer 10-15. At være i stand til også vurdere svagsynede patientens evne til at navigere rundt forhindringer kunne også give et fingerpeg om funktionelle forbedringer 18 navnlig i tilfælde af kunstige vision udstyr. Geruschat et al. Nylig offentliggjort navigation resultater med en retinal implantat chip, hvilket understreger behovet for en standard metrisk på dette område 17. I øjeblikket er der ingen bredt accepteret, objektive, valideres, og omfattende standarder for fastsættelse af kapacitet til hindring unddragelse.
Udvikling af en funktionel test, der ville korrelerer til navigation ydeevne for personer med nedsat syn eller "ultra low vision" som produced ved kunstig vision ville være ønskeligt, men er forblevet en flygtig mål. Den spirende område af kunstige vision enheder såsom retinale implantat chips 18-24 eller sensoriske substitutions enheder såsom Brainport 25 og The Voice 26, nødvendiggør en test af hindring unddragelse, der kan korrelere til øget navigations evner følger af disse enheder. En sådan vurdering vil ikke kun give emner til at forstå deres egne begrænsninger, når de krydser deres omgivelser, men kan give et middel til at måle forbedringer med orientering og mobilitet uddannelse eller mellem gentagelser af synsforbedrende prototype enheder. Ideelt set kan der være en vis evne til at vurdere en persons risiko for faldulykker 27.
Vores mål var at skabe en forhindringsbane, der ville være nyttige for vurderingen af navigation evne hos patienter, der bruger kunstige vision udstyr og overføres til området for low vision i almindelighed. En gennemgang af den publicerede litteratur om hindring kurser og synshandicap blev foretaget ved hjælp af PubMed databasen. Der har været mange forsøg på at skabe standardiserede forhindringsbaner 16,17,28-31,34. De fleste af disse er ikke bærbare i den forstand, at det ville være vanskeligt nøjagtigt gengive indstillingen, især for udendørs kurser. Beskriver forhindringsbane, som bruges til at vise mobilitet ydeevne hos patienter med Lebers medfødt Amaurosis Maguire et al.. Dette kursus har den fordel af at være bærbare og små, men det er ikke klart, om forskellige iterationer er blevet gjort tilgængelige for at forhindre memorization effekter, der er heller ingen bestemmelser om hindringer, der ikke er på gulvet, tekstur ændringer eller stepovers. Leat giver en skarp beskrivelse af potentielle faldgruber i at designe et kursus og sætter frem en beskrivelse af en udendørs bane, der desværre ikke ville være i stand til at blive gengivet nøjagtigt i en alterntiv placering 30. Velikay-Parel et al. Beskrev en mobilitet test til brug med retinale implantat chips. Dette design havde gavn af at være transportabel og let at udføre. Mens dette kursus kan gengives på en anden lokalitet, der ingen specifikke detaljer om kursus konstruktion forudsat. Desuden og mere om, var, at de viste indlæringseffekten nåede asymptotiske niveauet på grund af kursus fortrolighed, derfor være i stand til at forhindre kursus udenad helt kunne fjerne den bekymring for tab af læring effekt over tid 18. Ingen af kurserne hidtil beskrevne er blevet bredt vedtaget af de lav-vision eller rehabilitering samfund.
Forfatterne senere konsulteres med et team på seks svagsynede ergoterapeuter og orientering og mobilitet specialister fra den vestlige Pennsylvania School for Blind Børn (Pittsburgh, PA) og Blinde og Vision Services Rehabilitation of Pittsburgh (Homestead, PA) regarding foreslåede fremgangsmåde design. Ønskelige egenskaber af en funktionel forhindringsbane identificeret omfattede: Overførsel til nem montering / afmontering og opbevaring, fleksibilitet til at teste under både dunkle og lyse lysforhold, og at spejle "real life" situationer herunder hindringer, der repræsenterer objekter i en patients hjem miljø, er robuste nok til at modstå gentagen kollision samtidig være sejt for at forhindre skade på patienten. Desuden blev det anset for nødvendigt at have flere typer af miljøer, konstrueret på en sådan måde, så når administreret i randomiseret orden forhindrer kursus udenad. Desuden skal kurset demonstrere reproducerbare resultater i flere indstillinger, har stærke inter-og intra Rater pålidelighed og være et objektivt mål for rumlig bevidsthed.
Kulminationen på denne indsats var udviklingen af en forhindringsbane, der med rimelighed kan forventes at blive kopieret i en standard institutionelgangen. Kurset er designet til at teste forskellige typer af færdigheder, alle vigtige for navigation. Hvert niveau af kurset forsøger at fokusere flere bestemte typer af hindringer i dagligdags navigation har. Det første kursus evaluerer evnen til at navigere gennem relativt høje mål kontrast, der alle er placeret på gulvet, men kræver et stort antal omdrejninger. Det andet kursus vurderer evnen til at navigere gennem forhindringer, der er både høj og lav kontrast, gulv tekstur ændringer og objekter suspenderet i luft. Den endelige kurs vurderer evnen til at navigere Styrofoam forhindringer, der er lav kontrast, overflade blænding ændringer på gulvet, tilføjelse af nonStyrofoam forhindringer (stof), gulv flise farveændringer, forhindringer, der skal forstærkes i løbet, og forhindringer, der ikke er på gulv. Kurserne er mærket 1, 2 og 3 for at lette mærkning, men denne betegnelse skal ikke opfattes som stigende i sværhedsgrad. Inden for hvert niveau, er der THRee versioner af kurset, som kan blive randomiseret til at forhindre kursus udenad.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1.. Kursus Byggeri
- Installer kursus gulv. Kursus dimensioner er 40 fod lang og 7 m bred, bestående af 280 1 ft 2 bærbare gulvfliser (beige begivenhed gulvfliser). Placér med sort trim omkring omkredsen kun (Figur 1).
- Mal de tilstødende vægge til at matche de gulvfliser skabe en noget monokromatisk miljø. Farver vi har brugt med gråtone værdier leveres (tabel 5). Hvis de specifikke farver ikke er tilgængelige, anbefaler vi at tage en flise til en isenkræmmer for farvetilpasning.
- Installere belysningen efter belysning skabelon (figur 1). Tilslut lys til lysdæmper.
- Paint forhindringer i henhold til maleri anvisninger (figur 2).
2. Forbered testområde
- Juster belysningen til den ønskede tilstand og tjekke med lysmåler i starten, midten og slutningen af gangen indeholder kurset. Sørg for, at videokameraet er indstillet til at optage og at placering af kameraet er hensigtsmæssigt at indfange de emner, som de går gennem kurset. Vi anbefaler et loft mount eller alternativt kan kameraet håndholdt.
3. Optag Preferred gangtempo PWS
- Position emne i midten af gangbro (selvfølgelig kolonne "D"). Bemærk: tæer bør være bag grænsen til gangbro. Læs vejledningen til emnet (Figur 3).
- Begynd stopur når fod krydser sort kant og på vej. Stop tid, når fod krydser sort kant i den anden ende af gangbro. Optag tid som PWS1. Vend emne rundt og procedure gentages i modsat retning. Optag tid som PWS2. Gennemsnitlig PWS1 og PWS2 og optage som endelig PWS.
4.. Forhindringsbane Navigation
- Fra randomiseringen ordningen oprettet det første kursus (Figur 4). Gulvfliser bør anvendes som nettet på which hindringerne er kortlagt. Der henvises til den medfølgende diagram for korrekt kortlægning af forhindringer. Det er nyttigt at nummerere fliserne langs den lodrette og vandrette akse med en uudslettelig markør til at muliggøre let placering af forhindringer. Det er også nyttigt at mærke de hindringer i henhold til de medfølgende diagrammer i et diskret sted.
- Guide genstand til at starte på 40 ft gangbro. Læs vejledningen til emnet (Figur 3). Emne skal placeres i midten af gangbro (kolonne "D") med tæerne bag grænsen. Begynd stopur når fod krydser sort kant og på vej. Stop tid, når fod krydser sort kant i den anden ende af gangbro. Optag denne gang som banefarten (CS).
- Optag når forhindringer bliver ramt, sortering sværhedsgraden af hit på en 3 trins-skalaen. Kurset løb skal videofilmet til senere bekræftelse af en uafhængig observatør.
5.. Forhindringsbane Identifikation
- Ved afslutningen af couRSE navigation opgave, drej emne rundt til ansigt kursus og position i midten af kursus (kolonne D). Bemærk: Sørg for, at alle hindringer, der kræver repositionering for at se rigtige farve fra slutningen af kurset er drejet. Læs vejledningen til emne (Figur 3). På dette tidspunkt den første opgave objekt identifikation vil blive administreret. Spørg emne til at vende rundt og fortælle Research Assistant det samlede antal objekter, de kan få øje på inden for 30 sek. Dette nummer skal registreres.
- Bed motivet til at gå tilbage gennem løbet, og peg på hver forhindring, de kan se. Det betyder ikke noget, hvis de kolliderer med forhindringen. Antallet af forhindringer, de kan se, er registreret. Det er nyttigt at registrere hvilke forhindringer de er i stand til at opdage. Dette er ikke timet.
Punkt 4 og 5 bør gentages for hvert kursus version, der køres.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Emner
Seks seende bind for øjnene, seende, og 36 helt blind, men ellers sund voksen (aldersgruppen 19-85 år), mænd (n = 29) og kvindelige (n = 13) forsøgspersoner blev inddraget i en af tre undersøgelser med afprøvning af Brainport sensoriske substitution enhed (Wicab, Madison WI). Alle undersøgelser blev godkendt af University of Pittsburgh IRB og alle fag underskrevet en godkendt informeret samtykke dokument. Alle undersøgelser var indenfor emner, der gentages design foranstaltninger, således at hvert emne fungerede som deres egen kontrol. Seende forsøgspersoner blev bind for øjnene til at simulere en nyligt blind forudsætning for alle testprocedurer. Synsstyrke lyssans eller værre for dem med blindhed blev bekræftet med Balm lyssans test og FrACTSnellen score på <2/5, 000 og en øjenundersøgelse inden indskrivning. Alle emner gennemførte hele forhindringsbane ved baseline og derefter igen efter en 15-20 timers struktureret træning protokol med BrainPort enhed. Denne protokol er designet til at give grundlæggende færdigheder med enheden og omfatter ca 2 timer af ambulation / mobilitet uddannelse inden for kontor miljø (lokalisering døre, vinduer, stole, mv.) Det primære resultat for kursus navigation måles ved procent foretrak ganghastighed (PPWS), som er en guldstandard for mobilitet forskning. Dette beregnes ved at dividere CS ved PWS (se vejledning). Vores sekundært resultat er procent fejl, defineret som den procentdel af mulige sammenstød med forhindringer på kurset.
De første 16 forsøgspersoner blev sendt gennem alle 9 kursus gentagelser i både lyse og dim belysning situationer for i alt 18 kørsler gennem forhindringsbane per emne. Midler og standardafvigelser blev beregnet over kontroltyper, kurser, lys, og besøg. For at justere for tilfældige effekter mellem gentagne målinger i hver indlejret klynge inden for et emne, blev den lineære blandede effekter model, der anvendes til at sammenligne different kategorier i de PPWS og procent fejl data. Den indlejrede klyngedannelse var i størrelsesordenen emnet identifikationsnummer, besøg (pretraining og post træning), let (dim og lys), og selvfølgelig niveau (1, 2 og 3). En foreløbig analyse af de første 16 forsøgspersoner viste, at der var ingen statistisk signifikante forskelle mellem de enkelte versioner af kurset inden for hver sværhedsgrad. Derfor, for at minimere underlagt byrde, blev de resterende individer randomiseret til en version af behandlingsperiode 1, 2 og 3 i dæmpet lys og en anden version af behandlingsperiode 1, 2 og 3 i skarpt lys. Dette reducerede tid til at gennemføre kurset fra 3 timer til blot mindre end 1 time. Både rækkefølgen af kurser og lysforhold blev randomiseret til at forhindre de potentielt negative virkninger af aftagende koncentration og / eller træthed.
Data for alle fag er præsenteret i tabel 1 for PPWS og tabel 2 for Percent Fejl. Dataene erarrangeret således i hver tabel: Alle (før og efter træningsdata kombineret), før træning (ingen Brainport) og Post uddannelse (med Brainport), hhv. Note til pretraining værdier, emner er uden visioner, som havde en tendens til at resultere i større standardfejl for denne tilstand. Alle rapporteret p-værdier er to-sidet og statistiske analyser blev udført ved hjælp Stata/IC12.1. Vi fandt, at for resultatet af PPWS og procentvis fejl, tre kursus niveauer (1, 2, og 3) var ikke lige. Vi fandt også, at niveauerne af de ni sub kurser var ikke lige. Vores resultater viste, at de tre subcourse iterationer (a, b og c) for niveau 1 var lige, som var tre subcourse iterationer (a, b, og c) for niveau 3 for alle forhold. Men for niveau 2 blev sub-kurser vist sig at være lige, når du bruger Brainport, men ikke ved baseline (ingen Brainport / pretraining tilstand), hvilket påvirkede resultatet for den kombinerede tilstand.
Figur 6 er et histogram Shovinge vores resultater for PPWS, der viser, at individer ved hjælp af Brainport gik langsommere end uden (PPWS 1,90 for No Brainport Betingelse vs 3,92% for Brainport Tilstand, p = 0,001) Gennemgang af videokameraer var særlig nyttige i at forklare dette resultat. Når blinde emner gåtur gennem kurset ved baseline, de går på deres normale tempo, men ramte noget på deres vej, som de har ingen midler til påvisning af forhindringer. Men individer ved hjælp af enheden engageret i visuel scanning, en adfærd, der var fraværende uden Brainport, og afspejler en stigning i PPWS værdier (se video).
Figur 7 viser vores baseline versus Brainport tilstand resultater for udfaldet af procent mulige fejl. Ved hjælp af Brainport, forsøgspersoner havde en tendens til en reduceret antallet af kollisioner med forhindringer i forhold til den ikke Brainport tilstand. En mangel på nuværende kunstige vision udstyr er mangel på dybde perception, så selvde kan detektere en hindring, er det ganske vanskeligt at anslå dens afstand. Dette er på grund af begrænsede muligheder for Brainport og brug af et enkelt kamera-system opløsning. For at give yderligere indsigt i de forhindring undgåelse kapaciteter af Brainport er to visuel identifikation opgaver udført under forestillingen retssagen. Den første finder sted ved afslutningen af kurset, når emnet bliver bedt om at vende rundt og fortælle eksaminator antallet af objekter i det samlede kursus, som han / hun kan skelne. Vi fandt, at løsningen af Brainport ikke var tilstrækkelig til at udføre denne opgave, men det er stadig at blive testet i en lav vision kohorten. Den anden opgave identifikation indebærer en tidsubestemt tur gennem en version af hvert niveau af kurset og beder emnet peger på forhindringer, de kan opdage. Denne visuel identifikation opgaver udføres separat fra de tidsindstillede kursus navigation opgaver, så for ikke at påvirke ganghastighed 34. I Addition er til detektering af forhindringer opgave kollisioner ikke registreret. Den "ingen Brainport" eller pretraining betingelse blev ikke testet, da ingen af vores blinde emner ville have været i stand til at fuldføre denne opgave. Tabel 4 viser vores resultater til opgaven hindring påvisning ved Brainport i svagt lys og lyse lys. Vi var i stand til yderligere at analysere dette ved farven på den registrerede forhindring. Dette er vigtigt for kunstig vision, som er stærkt afhængig af kontrast. Generelt fandt vi, at individer i stand til at påvise tilstedeværelsen af enhver hindring omkring 48% af tiden om hindringen var høj eller lav kontrast. Generelt var høj kontrast forhindringer opdages lettere end lav kontrast forhindringer uanset lysforhold (56,25% mod 40%, henholdsvis). Sporing af forhindringer ikke varierer betydeligt mellem lysforhold, sandsynligvis på grund af tilstedeværelsen af luminans gennemsnitsberegning software på Brainport enhed.
Tabel 1. Repræsentant sammendrag af resultater, der sammenligner procent foretrukne ganghastighed ved baseline for at skrive -. Brainport uddannelse VÆRDIER Kruskall-Wallis test blev anvendt til at sammenligne baseline værdier (ingen Brainport tilstand, eller pretraining) til dem, der opnås efter en uges Brainport uddannelse (Brainport tilstand eller efteruddannelse). Klik her for at se større billede .
Tabel 2. Repræsentant sammenfatning af resultater, som sammenligner procent mulige fejl ved b aseline at skrive Brainport uddannelse værdier. Den Kruskall-Wallis test blev anvendt til at sammenligne baseline værdier (ingen Brainport tilstand, eller pretraining) til dem, der opnås efter en uges Brainport uddannelse (Brainport tilstand, eller post uddannelse). Klik her for at se større billede .
Tabel 3. Detaljeret beskrivelse af forhindringer, der anvendes til kurset. Klik her for at se større billede .
p_upload/51205/51205table4.jpg "width =" 500px "/>
Tabel 4. Procentdel af lyse og mørke objekter, der identificeres i både dim og lyse belysning i løbet af opgaven hindring afsløring. Klik her for at se større billede .
Tabel 5. Detalje af de nødvendige forhindringsbane byggematerialer. Klik her for at se større billede .
"/>
Figur 1. Gulve og belysning set-up skabelon. Klik her for at se større billede .
Figur 2. Forhindringsbane maleri instruktioner. Klik her for at se større billede .
Figur 3. Instruktioner til personalet, når administration kursus. target = "_blank"> Klik her for at se større billede.
Figur 4.. Illustration af hver af de 9 kursus iterationer grupperet efter kursus niveau, herunder en beskrivelse af antallet af sving og sti bredde. Lodret sti refererer til antallet af åbne fliser skal gennemløbes i forlæns retning, vandret sti refererer til antallet af åbne fliser skal gennemkøres i højre eller venstre retning. Turn refererer til, når motivet skal skifte orientering eller retning for at undgå en forhindring. Klik her for at se større billede .
jpg "src =" / files/ftp_upload/51205/51205fig5.jpg "width =" 500px "/>
Figur 5. Illustration af den idealiserede sti bane gennem hvert kursus. Klik her for at se større billede .
Figur 6. Procent Preferred ganghastighed ved baseline og Post Training. Klik her for at se større billede .
Figur 7. Procent of Mulige fejl begået ved baseline og Post Training. Klik her for at se større billede .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi beskriver en indendørs, bærbare, let at reproducere og relativt billig kursus, der kan bruges til at evaluere hindring unddragelse i personer, der er blinde eller har dårligt syn. De fleste nuværende forhindringsbane design og tests (dvs. Slæbebåde) er vanskeligt at sammenligne på tværs af websteder og observatører, eller er permanente instillationer der ikke umiddelbart kan udføres ved alternative placeringer 16,17,30. Vores mål var at skabe et kursus, der kunne være standardiseret til brug på forskellige steder og med forskellige observatører, og som ville give nogle forudsigende evne, hvorvidt en intervention (dvs. kunstig vision enhed eller mobilitet uddannelse) haft nogen effekt.
Vi konstruerede en bærbar forhindringsbane måler 40 fod lang med 7 m bred, bestående af 280 1 ft 2 bærbare gulvfliser. De gulvfliser flankerer omkredsen af kurset er også beige, men har en 1 i mørkere kant på ydersiden edge, der tjener til at afgrænse grænsen af kurset. De tilstødende vægge er malet til at matche de gulvfliser skabe en noget monokromatisk miljø. Dette tjener til at reducere omgivende kontrast og gøre forhindringer mere fremtrædende. I alt 16 forhindringer, der repræsenterer objekter er stødt på i den daglige omgivelser, såsom stole, skriveborde, skraldespande mv. blev identificeret ved orientering og mobilitet konsulenter. Vi genskabt objekterne i repræsentative blok figurer ud af Styrofoam, (se tabel 3 for nøjagtige specifikationer) med 10 forhindringer, der bruges til en given kurs iteration. Disse hindringer ligger enten på gulvet eller hang fra loftet i en højde af 63 i fra jorden, som den gennemsnitlige højde af amerikanske kvinder er 63,8 i vs gennemsnitlige amerikanske mand højde på 69,3 i 33. Styrofoam forhindringer blev fremstillet i henhold til tilpassede specifikationer. Siderne af forhindringerne er malet mørkere or lysere end det omgivende farve varierer kontrast. Andre hindringer omfatter en mørk bunke af stof, ændringer i gulvet farve og ændringer i gulv tekstur, sidstnævnte skabt ved at placere et tæppebelagt måtte på forhindringsbane. Disse blev tilføjet på forslag af de ergoterapeuter, der bemærkede, at der ofte opstår faldulykker når blænding eller anden tekstur ændringer misforstået som en forhindring. Ambient belysning styres og måles med en lysmåler. De samlede omkostninger for alle kursus relaterede materialer herunder alle udfald måling er ca $ 5200 USD.
Forhindringer er arrangeret i tre præspecificerede niveauer med 3 subcourses eller gentagelser for hvert niveau. Hvert kursus niveau indeholder det samme sæt af forhindringer arrangeret i 1 ud af 3 konfigurationer. Kursus-niveauer bestemmes af antallet af sving og sti bredde, samt type og placering af forhindringer. Hvert kursus er farvekodet og kortlagt på et gitter (gulvfliser) til hurtig og nem reproducerbarhed(Figur 4). Hver af de 3 kursus permutationer inden for hver sværhedsgrad er designet med en lignende, hvis ikke identiske, antal sti bredder og vender mellem forhindringer (figur 5). Kurser kan køres i begge fotopiske (lys) og mesopic (dim) belysning. Alle løber gennem kurset videofilmet. Hvert kursus tager ca 0,5-5 minutter til at navigere, afhængigt af baseline navigation færdigheder, foretrukne ganghastighed og kursus niveau. For timede vurderinger, er emner, bedt om at finde deres vej gennem forhindringsbanen, så hurtigt som muligt ved hjælp af normale gangart samtidig undgå objekter til den bedste evne.
Det primære resultat for kursus navigation måles ved at se på procent foretrak ganghastighed (PPWS). PPWS er meget udbredt i balance og gangart forskning og er en ideel foranstaltning, fordi det giver den fordel, at emner, til at fungere som deres egne kontroller, og dermed normalisere resultater for fysiskfaktorer, såsom højde og vægt samt for køn og alder 32. Ved hjælp af denne parameter har den ekstra fordel, at bevirke nogen effekt af tidligere mobilitet erhvervsuddannelse mellem fag.
Mens brugen af procent PPWS er en god primær effektmål til at bestemme en forskel mellem baseline og efter indgriben ydeevne (dvs. svagsynede revalidering eller kunstig vision enhed brug), er det kun en af flere vurderinger, som vi brugte. Da emnet er at gå kurset, er antallet af fejl eller "kollisioner" registreres også. Fejl kvantificeres på en 3 point skala, som først beskrevet af Marron og Bailey 31. Fejl blev scoret som 1 point, hvis motivet fik kontakt med en forhindring, men var i stand til at korrigere i ≤ 5 sek, 2 point, hvis emnet tog 5-15 sekunder til at rette fejl, og 3 point, hvis motivet tog> 15 sek til selv -rette eller krævede assistance fra en af de forsknings-assistenter til at korrigere erroR 31. Vi har også to opgaver objekt identifikation, som begge er tidsubestemt. Den første kræver, at emnet for at se kurset netop afsluttet, og tælle antallet af forhindringer, de kan opdage. Den anden kræver de emner til at navigere kurset og pege på genstande, som de tror er på deres vej.
Vi fandt PPWS at være et passende primære effektmål til at bestemme en forskel mellem baseline og efter indgriben ydeevne. For vores undersøgelse, denne metrik pålideligt vist, at forsøgspersoner aftog markant, når du bruger Brainport, en konstatering, som blev bekræftet af, at emner scannet deres omgivelser (se video). Vi er i øjeblikket at indsamle data om, hvorvidt PPWS scoringer kan forbedre efter længere tids brug af Brainport med yderligere orientering og mobilitet uddannelse. Procent Fejl data konsekvent foreslået tendenser for forbedret ydeevne på tværs af hvert kursus niveau. Et stort hul i funktion til kamera baseret artificial vision udstyr er manglende dybdegående information. Det er sandsynligt, at Percent Fejl udfald ville blive bedre, hvis kunstige vision udstyr havde evnen til at aktivere denne forskrift. Faktisk har vi gennemført pilotundersøgelser, der sammenligner flere vibrotactile stokke til Brainport samt undersøgelser med multimodale indgang (Brainport plus vibrotactile stokke), ved hjælp af denne forhindringsbane (data ikke vist). Foreløbige resultater tyder på, at brugen af vibrotactile systemer, der kan formidle dybdeindikationer, forbedre både PPWS og procentvis fejl Performance. De to tertiære resultater af hindring opdagelse kan bruges til at give dybde til navigation analyse. For eksempel, selv om Percent Fejl scoringer ikke blev bedre mærkbart, forsøgspersoner var i stand til at opdage, hvis en forhindring var til stede omkring halvdelen af den tid, hvor formentlig dette ville være ingen af tid for en blind person uden et hjælpemiddel.
Kommentar bør gøres med hensyn til at lave sammenligninger mellem hvert niveau af kurset. Som nævnted i indledningen, hver "niveau" har sin egen unikke forhold designede test en specifik kombination af navigation færdigheder. Derfor er det vigtigt ikke at konkludere, at der er en gradvis stigning i vanskeligheder mellem niveauerne 1, 2 og 3. For eksempel er der færre hindringer for at ramme i niveau 3, men mere gulv og tekstur ændringer. Vi gør redegøre for disse faktorer i beregningen af procent mulig fejl beregninger. For en given naturligvis tælle vi kun de faktiske forhindringer et emne kan ramme, men ikke gulv tekstur ændringer. For tekstur eller farveændringer placeret på gulvet, registreres adfærdsændringer (dvs. tøven osv.), Og er afspejlet i PPWS beregningen. I forhindringen opgaver afsløring, gulv tekstur og blænding "hindringer" er medtaget i beregningen. De specifikke detaljer til optagelse indgår i instruktionen dokumentet.
Yderligere undersøgelser skal gennemføres for at kontrollere, om kurset iterations er identiske inden for hvert niveau for patienter med nedsat syn. Adskillige træk ved de opfattelser muliggjort af Brainport kan ikke overføres til patienter med resterende syn. For eksempel ved brug Brainport lysere høj kontrast objekter er lettere at påvise end dem med lav kontrast. Enheden har dog en invert-funktion, som kan gøre mørkere objekter skiller sig ud mod en lysere baggrund. Desuden, på grund af luminans gennemsnitsberegning software, lysforholdene (dim versus lys) ikke gøre en statistisk signifikant forskel i ydelse med Brainport, men vi ville forvente omgivende belysning vil generelt påvirke ydeevnen for personer, der lider af sygdomme som grøn stær eller makulært degeneration.
Vi føler, at vores kursus har flere egenskaber, som gør det attraktivt for både forskning og kliniske formål i forhold til de eksisterende hindring undgåelse platforme. Vigtigst, fandt vi kurset til at være reproducible. Vi har to instillationer, og der var ingen forskel i ydelse mellem sites. Desuden opsætningen er nemt at arrangere og administrere, med gennemsnitlig testtid tager mindre end 90 min. Det faktum, at der er i alt 36 mulige kursus permutationer gør udenadslære usandsynlig selv under gentagne test, der giver randomisering ordninger anvendes. Under både dunkle og lyse lysforhold giver mulighed for undersøgelse af, om den omgivende belysning er at have en negativ indvirkning på mobiliteten. Er flere mulige outcomes foranstaltninger, herunder PPWS, procent fejl, to untimed visuel identifikation opgaver, og evnen til at analysere i henhold til både farve og typen af forhindringer.
Ulemper ved vores kursus omfatter behovet for at have en hall, der er 40 fod i længde, der kan males i samme farve som gulv fliser, og et opbevaringsrum skab til at huse de forhindringer. Det er også nyttigt, hvis en gang permanent kan installere fliser og KE gulvep lysene fastgjort til loftet. Når det er installeret, er disse både diskret, men afhængigt af indretning af anlægget kan være mærkbar.
Afslutningsvis beskriver vi en bærbar, standardiseret forhindringsbane værktøj, der er blevet brugt til at vurdere nogle mobilitet funktioner til brug med kunstige vision udstyr og stater i ultralav vision. Banen er relativt billig, let at administrere og har vist sig at være pålidelige og reproducerbare. Det fremtidige arbejde bør undersøge sin nytte i svagsynede populationer.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at afsløre.
Acknowledgments
DCED staten Pennsylvania
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Event Floor Tiles, beige | Snaplock Industries, Salt Lake City UT | Beige | |
| Event Floor Tiles, black trim | Snaplock Industries, Salt Lake City UT | Male loop | |
| Event Floor Tiles, black trim | Snaplock Industries, Salt Lake City UT | Female loop | |
| Event Floor Tiles, Edging | Snaplock Industries, Salt Lake City UT | Black | |
| Wall Paint: Satin Premium Plus Internal Satin Enamel Custom Color Match | Behr, Inc Santa Ana CA | custom | Greyscale value = 45 |
| Obstacle paint | Valspar Paints, Wheeling, IL | DuJour (#70002-6) | DuJour Greyscale value = 15 |
| Obstacle paint | Valspar Paints, Wheeling, IL | Fired Earth (#6011-1) | Fired Earth Greyscale value = 95 |
| Styrofoam obstacles | Universal Foam Products, Orlando CA | custom | |
| Con-Tact Brand Contact Paper | Lowe's Home Improvement | 639982 | Solid Black |
| Con-Tact Brand Contact Paper | Lowe's Home Improvement | 615542 | Stainless Steel |
| Con-Tact Brand Contact Paper | Lowe's Home Improvement | 614416 | Solid White |
| 3 ft x 6 ft Standard tuff Olefin Floor Mat | Commercial Mats and Rubber A Division of Georgia Mills Direct Saratoga Springs, NY | Charcoal | |
| 3 ft x 6 ft Standard tuff Olefin Floor Mat | Commercial Mats and Rubber A Division of Georgia Mills Direct Saratoga Springs, NY | Smoke | |
| Fisher Scientific Traceable Dual Range Light Meter | Fisher Scientific | 06-662-63 | International Light, Newburyport MA, USA |
| 5 1/2 in Clamp Light | Lowe's Home Improvement | 203198 | |
| GE 65-Watt indoor incandescent flood light bulb | Lowe's Home Improvement | 163209 |
References
- Applegate, W. B., Miller, S. T., Elam, J. T., Freeman, J. M., Wood, T. O., Gettlefinger, T. C. Impact of cataract surgery with lens implantation on vision and physical function in elderly patients. JAMA. 257 (8), 1064-1066 (1987).
- Ebert, E. M., Fine, A. M., Markowitz, J., Maguire, M. G., Starr, J. S., Fine, S. L. Functional vision in patients with neovascular maculopathy and poor visual acuity. Arch. Ophthalmol. 104 (7), 1009-1012 (1986).
- Dougherty, B. E., Martin, S. R., Kelly, C. B., Jones, L. A., Raasch, T. W., Bullimore, M. A. Development of a battery of functional tests for low vision. Optom. Vis. Sci. 86 (8), 955-963 (2009).
- Alexander, M. F., Maguire, M. G., Lietman, T. M., Snyder, J. R., Elman, M. J., Fine, S. L. Assessment of visual function in patients with age-related macular degeneration and low visual acuity. Arch. Ophthalmol. 106 (11), 1543-1547 (1988).
- Ross, C. K., Stelmack, J. A., Stelmack, T. R., Fraim, M. Preliminary examination of the reliability and relation to clinical state of a measure of low vision patient functional status. Optom. Vis. Sci. 68 (12), 918-923 (1991).
- Bullimore, M. A., Bailey, I. L., Wacker, R. T.
- Turco, P. D., Connolly, J., McCabe, P., Glynn, R. J. Assessment of functional vision performance: a new test for low vision patients. Ophthalmic. Epidemiol. 1 (1), 15-25 (1994).
- Bittner, A. K., Jeter, P., Dagnelie, G. Grating acuity and contrast tests for clinical trials of severe vision loss. Optom. Vis. Sci. 88 (10), 1153-1163 (2011).
- West, S. K., Rubin, G. S., Munoz, B., Abraham, D., Fried, L. P. Assessing functional status: correlation between performance on tasks conducted in a clinic setting and performance on the same task conducted at home. J. Gerontol. A Biol. Sci. Med. Sci. 52 (4), 209-217 (1997).
- Owsley, C., McGwin, G. Jr, Sloane, M. E., Stalvey, B. T., Wells, J. Timed instrumental activities of daily living tasks: relationship to visual function in older adults. Optom. Vis. Sci. 78 (5), 350-359 (2001).
- Mangione, C. M., Lee, P. P., Gutierrez, P. R., Spritzer, K., Berry, S., Hays, R. D. National Eye Institute Visual Function Questionnaire Field Test Investigators. Development of the 25-item National Eye Institute Visual Function Questionnaire. Arch. Ophthalmol. 119 (7), 1050-1058 (2001).
- Massof, R. W., Rubin, G. S.
- Massof, R. W., Fletcher, D. C. Evaluation of the NEI visual functioning questionnaire as an interval measure of visual ability in low vision. Vision Res. 41, 397-413 (2001).
- Stelmack, J. A., Stelmack, T. R., Massof, R. W. Measuring low-vision rehabilitation outcomes with the NEI VFQ-25. Invest. Ophthalmol Vis Sci. 43 (9), 2859-2868 (2002).
- Stelmack, J. A., Szlyk, J. P., Stelmack, T. R., Demers-Turco, P., Williams, R. T., Moran, D., Massof, R. W. Psychometric properties of the Veterans Affairs Low-Vision Visual Functioning Questionnaire. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 45 (11), 3919-3928 (2004).
- Velikay-Parel, M., Ivastinovic, D., Koch, M., Hornig, R., Dagnelie, G., Richard, G., Langmann, A. Repeated mobility testing for later artificial visual function evaluation. J. Neural. Eng. 4 (1), 102-107 (2007).
- Geruschat, D. R., Bittner, A. K., Dagnelie, G. Orientation and mobility assessment in retinal prosthetic clinical trials. Optom. Vis. Sci. 89 (9), 1308-1315 (2012).
- Chader, G. J., Weiland, J., Humayun, M. S. Artificial vision: needs, functioning, and testing of a retinal electronic prosthesis. Prog. Brain Res. 175, 317-332 (2009).
- Sachs, H. G., Veit-Peter, G. Retinal replacement--the development of microelectronic retinal prostheses--experience with subretinal implants and new aspects. Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 242 (8), 717-723 (2004).
- Alteheld, N., Roessler, G., Walter, P. Towards the bionic eye--the retina implant: surgical, opthalmological and histopathological perspectives. Acta Neurochir. Suppl. 97 (2), 487-493 (2007).
- Benav, H., et al. Restoration of useful vision up to letter recognition capabilities using subretinal microphotodiodes). Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. , 5919-5922 (2010).
- Rizzo, J. F. 3rd, Wyatt, J., Loewenstein, J., Kelly, S., Shire, D. Perceptual efficacy of electrical stimulation of human retina with a microelectrode array during short-term surgical trials. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44 (12), 5362-5369 (2003).
- Rizzo, J. F. 3rd, Wyatt, J., Loewenstein, J., Kelly, S., Shire, D. Methods and perceptual thresholds for short-term electrical stimulation of human retina with microelectrode arrays. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 44 (12), 5355-5361 (2003).
- Humayun, M. S., et al. Argus II Study Group. Interim results from the international trial of Second Sight's visual prosthesis. Ophthalmology. 119 (4), 779-788 (2012).
- Danilov, Y., Tyler, M. Brainport: an alternative input to the brain. J. Integr. Neurosci. 4 (4), 537-550 (2005).
- Merabet, L. B., Battelli, L., Obretenova, S., Maguire, S., Meijer, P., Pascual-Leone, A. Functional recruitment of visual cortex for sound encoded object identification in the blind. Neuroreport. 20 (2), 132-138 (2009).
- Arfken, C. L., Lach, H. W., McGee, S., Birge, S. J., Miller, J. P. Visual Acuity, Visual Disabilities and Falling in the Elderly. J. Aging Health. 6 (38), 38-50 (1994).
- Lovie-Kitchin, J., Mainstone, J. C., Robinson, J., Brown, B. What areas of the visual field are most important for mobility in low vision patients. Clin. Vis. Sci. 5 (3), 249-263 (1990).
- Hassan, S. E., Lovie-Kitchin, J., Woods, R. L. Vision and mobility performance of subjects with age-related macular degeneration. Optom. Vis. Sci. 79 (11), 697-707 (2002).
- Leat, S., Lovie-Kitchin, J. E. Measureing mobility performance: experience gained in designing a mobility course. Clin. Exp. Optom. 89 (4), 215-228 (2006).
- Marron, J. A., Bailey, I. Visual factors and orientation-mobility performance. Am. J. Optom. Physiol. Opt. 59 (5), 413-426 (1982).
- Clark-Carter, D. D., Heyes, A. D., Howarth, C. I. The efficiency and walking speed of visually impaired people. Ergonomics. 29 (6), 779-789 (1986).
- Fryan, C. D., Gu, Q., Ogden, C. L. Division of Health and Nutrition Examination Surveys. Anthropometric Reference Data for Children and Adults United States 2007-2010. Vital and Health Statistics Series. 11 (252), 20-22 (2012).
- Maguire, A. M., et al. Age-dependent effects of RPE65 gene therapy for Leber's congenital amaurosis: a phase 1 dose-escalation trial. Lancet. 374 (9701), 1597-1605 (2009).
