Summary
Vi beskriver en innendørs, bærbar, standardisert kurs som kan brukes til å evaluere hinder unngåelse hos personer som har ultralav visjon. Emnet er relativt billig, enkel å administrere, og har vist seg å være pålitelig og reproduserbar.
Abstract
Vi beskriver en innendørs, bærbar, standardisert kurs som kan brukes til å evaluere hinder unngåelse hos personer som har ultralav visjon. Seks seende kontroller og 36 helt blind, men ellers friske voksne menn (n = 29) og kvinnelige (n = 13) pasienter (i alderen 19-85 år), ble innrullert i en av tre studier som involverer testing av BrainPort sensoriske substitusjon enhet. Forsøkspersonene ble bedt om å navigere kurset før, og etter, BrainPort trening. De gjennomført totalt 837 Kurset går i to forskjellige steder. Midler og standardavvik ble beregnet over kontrolltyper, kurs, lys og besøk. Vi brukte en lineær blandede effekter modell for å sammenligne ulike kategorier i PPWS (prosent foretrukne hastighet) og feil prosent data å vise at kurs gjentakelser ble riktig utformet. Emnet er relativt billig, enkel å administrere, og har vist seg å være en mulig måte for å teste mobilitetsfunksjon. Dataanalyse demonstrates at for utfallet av prosent feil samt for prosentvis foretrukne ganghastighet, at hver av de tre baner er forskjellige, og at på hvert nivå, og hver av de tre gjentakelser er like. Dette gjør det mulig for randomisering av kursene under administrasjon.
Forkortelser:
foretrukne gangfart (PWS)
Kurset hastighet (CS)
prosent foretrukne gangfart (PPWS)
Introduction
Svaksyntrehabiliterings vurderinger må avgjøre om intervensjon fører til bedring i funksjon. Ytelsesmål involverer typisk databaserte lese eller funksjonelle vurderinger 1-9 samt livskvalitet spørreskjemaer 10-15. Å kunne også vurdere svaksynte pasientens evne til å navigere rundt hindringer kan også gi ledetråder til funksjonelle forbedringer 18 spesielt i tilfelle av kunstige syns enheter. Geruschat et al. Nylig publisert navigasjons utfall med en retinal implantat chip, fremhever behovet for en standard beregning i dette området 17. Foreløpig er det ingen allment akseptert, objektiv, validert, og omfattende standarder for fastsettelse av kapasitet for hinder unngåelse.
Utvikling av en funksjonstest som ville korrelere til navigasjonen ytelse for personer med nedsatt syn eller "ultra low visjon" som produced av kunstig syn ville være ønskelig, men har vært en unnvikende mål. Den voksende feltet av kunstig syns enheter som retinal implantat chips 18-24 eller sensoriske substitusjon enheter som BrainPort 25 og Stemmen 26, nødvendiggjør en test av hinder unngåelse som kan relateres til økt navigasjons evner gitt av disse enhetene. En slik vurdering vil ikke bare tillate fag for å forstå sine egne begrensninger som de krysser sine omgivelser, men kan gi et middel for å måle forbedring med orientering og mobilitetstrening eller mellom gjentakelser av visjon ekstrautstyr prototyp enheter. Ideelt sett kan det være noen mulighet for å vurdere en persons risiko for fallulykker 27.
Vårt mål var å lage en hinderløype som vil være nyttig for evaluering av navigasjons evne hos pasienter som bruker kunstige visjon enheter og overføres til feltet av low visjon generelt. En gjennomgang av publisert litteratur på hinderløyper og synshemming ble foretatt ved hjelp av PubMed databasen. Det har vært mange forsøk på å skape standardiserte hinderløyper 16,17,28-31,34. De fleste av disse er ikke bærbare i den forstand at det vil være vanskelig å reprodusere nøyaktig innstilling, særlig for utendørs baner. Maguire et al. Beskrive hinderløype som brukes til å vise mobilitet ytelse hos pasienter med Leber er Medfødt Amaurose. Dette kurset har fordelen av å være bærbar og små, men det er ikke klart om forskjellige iterasjoner har blitt gjort tilgjengelig for å hindre memorization effekter, eller er det noen bestemmelser for hindringer som ikke er på gulvet, tekstur endringer eller stepovers. Leat gir Pent beskrivelse av potensielle fallgruver i å utforme et kurs og legger fram en beskrivelse av en utendørs kurs som dessverre ikke ville være i stand til å bli gjengitt nøyaktig i en AlternAtive plassering 30. Velikay-Parel et al. Beskrevet en mobilitet test for bruk med retinal implantat chips. Denne designen hadde fordelen av å være bærbar og enkel å utføre. Mens dette kurset kunne reproduseres på et alternativt sted, er ingen spesifikke detaljer om kurset konstruksjon gitt. Videre, og mer om var at de viste læringseffekten nådd asymptotiske nivåer på grunn av kurs fortrolighet, derfor være i stand til å hindre kurs memorization helt kan eliminere bekymring for tap av læringseffekt over tid 18. Ingen av kursene er beskrevet så langt har vært i omfattende bruk av de svaksynte eller rehabiliterings lokalsamfunn.
Forfatterne deretter konsultert med et team på seks svaksynte ergoterapeuter og orientering og mobilitet spesialister fra den vestlige Pennsylvania School for blinde barn (Pittsburgh, Pennsylvania) og blinde og Vision Tjenester Rehabilitering av Pittsburgh (Homestead, Pennsylvania) regKobling foreslo kursopplegg. Ønskelige egenskaper hos en funksjonell hinderløype identifisert inkludert: Ability for enkel montering / demontering og lagring, fleksibilitet til å teste under begge dim og gode lysforhold, og å speile "real life" situasjoner ved å inkludere hindringer som representerer objekter i pasientens hjemmemiljø som er solid nok til å tåle gjentatt kollisjon som samtidig er formbart for å forhindre skade på pasienten. Videre ble det ansett nødvendig å ha flere typer miljøer er utformet på en slik måte slik at når administrert i en tilfeldig rekkefølge hindrer selvfølgelig utenat. I tillegg bør det selvsagt demonstrere reproduserbare resultater i flere innstillinger, har sterke inter-og intra rater reliabilitet og være et objektivt mål på romlig bevissthet.
Kulminasjonen av dette arbeidet var utviklingen av en hinderløype som med rimelighet kan forventes å bli gjengitt i en standard institusjonellegangen. Kurset er utviklet for å teste ulike ferdigheter, alle viktige for navigasjon. Hvert nivå av kurset forsøker å fokusere flere bestemte typer hindringer som oppstår i hverdagen navigasjons aktiviteter. Den første kurs vurderer muligheten til å navigere gjennom mål relativt høye kontrast som alle er plassert på gulvet, men krever et stort antall omdreininger. Det andre kurset evaluerer muligheten til å navigere gjennom hindringer som er både høy og lav kontrast, gulv tekstur endringer, og objekter som svever i luften. Det siste kurset evaluerer muligheten til å navigere isopor hindringer som er lav kontrast, overflate blending endringer på gulvet, tillegg av nonStyrofoam hindringer (stoff), gulvfliser fargeendringer, hindringer som må tråkket over, og hindringer som ikke er på gulvet. Kursene er merket 1, 2 og 3 for enkel merking, men denne betegnelsen bør ikke tolkes som øker i vanskelighetsgrad. Innenfor hvert nivå, er det three versjoner av kurset, noe som kan være randomiserte for å hindre kurs memorization.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
En. Kurs Construction
- Installer selvfølgelig gulvet. Kurs dimensjoner er 40 fot lang med 7 fot bred som består av 280 1 ft to bærbare gulvfliser (beige event gulvfliser). Plasser med svart trim rundt omkretsen bare (figur 1).
- Maling de tilstøtende vegger for å matche gulvfliser skaper en noe monokromatisk miljø. Farger vi benyttet med gråskala-verdier er gitt (tabell 5). Hvis de spesifikke farger er ikke tilgjengelig, anbefaler vi å ta en flis til en jernvarehandel for fargetilpasning.
- Installer belysning i henhold til belysning malen (figur 1). Koble lys til dimmebryter.
- Maling hindringer i henhold til maleinstruksjoner (figur 2).
2. Forbered Testing området
- Juster belysningen til ønsket tilstand og sjekke med lysmåler i begynnelsen, midten, og enden av gangen som har kurs. Kontroller at videokameraet er satt til posten og at plassering av kameraet er hensiktsmessig å fange opp de fagene som de går gjennom kurset. Vi anbefaler en takmontering eller alternativt kameraet kan håndholdt.
Tre. Record foretrukne hastighet PWS
- Posisjon faget i sentrum av gangvei (selvfølgelig kolonnen "D"). Merk: tær skal være bak grensen av gangvei. Les bruksanvisningen til faget (figur 3).
- Begynn stoppeklokke når foten krysser svart ramme og på sti. Stoppe tiden når foten krysser svart ramme i andre enden av gangvei. Rekordtid som PWS1. Snu emnet rundt, og gjenta prosedyren i motsatt retning. Rekordtid som PWS2. Gjennomsnittlig PWS1 og PWS2 og posten som endelig PWS.
4. Hinderløype Navigation
- Fra randomisering ordningen, satt opp det første kurset (figur 4). Gulvfliser bør brukes som rutenettet på which hindringene er kartlagt. Se i den medfølgende diagrammet for riktig kartlegging av hindringer. Det er nyttig å nummerere fliser langs den loddrette og vannrette aksen med et uutslettelig markør for å tillate enkel plassering av hindringer. Det er også nyttig å merke hindringer i henhold til de medfølgende diagrammer i et lite synlig sted.
- Guide lagt starte på 40 ft gangvei. Les bruksanvisningen til faget (figur 3). Personen bør plasseres i sentrum av gangvei (kolonnen "D") med tærne bak grensen. Begynn stoppeklokke når foten krysser svart ramme og på sti. Stoppe tiden når foten krysser svart ramme i andre enden av gangvei. Spill denne gangen som løypehastigheten (CS).
- Record når hindringer er rammet, gradering av alvorlighetsgraden av treffet på en tre punkts skala. Kurset kjøring skal være filmet for senere blitt bekreftet av en uavhengig observatør.
5. Hinder Identifikasjon
- Ved ferdigstillelse av belRSE navigasjon oppgave, slår lagt rundt for å møte kurs og posisjon på (kolonne D) midt i kurset. Merk: Sørg for at eventuelle hindringer som krever reposisjonering for å se riktig farge fra slutten av kurset er rotert. Les bruksanvisningen til faget (figur 3). På dette tidspunkt det første objektet identifikasjons oppgave vil bli administrert. Spør lagt snu og fortelle Forskningsassistent det totale antallet objekter de kan skjelne innen 30 sek. Dette nummeret bør registreres.
- Fortell faget til å gå tilbake gjennom kurs og pek på hvert hinder de kan se. Det spiller ingen rolle om de kolliderer med hindringen. Antallet hindringer de kan se er registrert. Det er nyttig å registrere hvilke hindringer de er i stand til å oppdage. Dette er ikke tidsbestemt.
Gjenstander 4 og 5 må gjentas for hvert emne versjon som kjøres.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Emner
Seks synt med bind for øynene, synshemmede, og 36 helt blind, men ellers friske voksne (i alderen 19-85 år) og menn (n = 29) og kvinner (n = 13) personer ble innrullert i en av tre studier som involverer testing av BrainPort sensoriske substitusjon enhet (Wicab, Madison WI). Alle studiene ble godkjent av University of Pittsburgh IRB og alle fag undertegnet en godkjent informert samtykke dokument. Alle studiene var en innenfor fag, gjentatt tiltak utforming slik at hvert fag fungerte som sin egen kontroll. Seende forsøkspersonene ble bind for øynene for å simulere en nylig blind tilstand for alle testprosedyrer. Synsskarphet på lys oppfatning eller verre for de med blindhet ble bekreftet med balsam lys oppfatning test og FrACTSnellen score på <2/5, 000 og en synsundersøkelse før innmelding. Alle pasientene gjennomførte hele hinderløype ved baseline og deretter igjen etter en 15-20 timers strukturert trening protokollen med BrainPort-enhet. Denne protokollen er utformet for å gi grunnleggende ferdigheter med enheten, og omfatter ca 2 timer av førlighet / bevegelighetstrening innenfor kontormiljøet (lokal dører, vinduer, stoler, etc.). Det primære resultatet for selvfølgelig navigasjon er målt ved prosentvis foretrukne ganghastighet (PPWS), som er en gullstandard for mobilitets forskning. Dette beregnes ved å dele CS med PWS (se bruksanvisningen). Vår sekundære utfall er prosent feil, definert som prosentandelen av mulig kollisjon med hindringer på banen.
De første 16 personer ble sendt gjennom alle ni kursiterasjoner i både lyse og dim lysforhold for totalt 18 nedfarter gjennom hinderløype per emne. Midler og standardavvik ble beregnet over kontrolltyper, kurs, lys og besøk. For å justere for tilfeldige effekter blant gjentatte målinger i hver nestet klynge innenfor et emne, ble den lineære blandede effekter modellen som brukes for å sammenligne different kategorier i PPWS og prosent feildata. Den nestet clustering var i størrelsesorden faget identifikasjonsnummer, besøk (pretraining og etter trening), lys (dim og lyse), og kursnivå (1, 2, og 3). En foreløpig analyse av de første 16 fagene viste at det var ingen statistisk signifikante forskjeller mellom de enkelte versjoner av kurset innenfor hver vanskelighetsgrad. Derfor, for å minimere emnet belastning, ble de gjenværende individer randomisert til en versjon av kurs 1, 2 og 3 i svakt lys og en annen versjon av kurs 1, 2 og 3 i sterkt lys. Dette reduserte tiden for å fullføre kurset fra 3 hr å bare mindre enn en time. Både rekkefølgen på kurs og lysforhold ble randomisert til å hindre de potensielt negative effektene av avtagende konsentrasjon og / eller utmattelse.
Data for alle fag er presentert i tabell 1 for PPWS og Tabell 2 for Percent Feil. Dataene erarrangert slik i hver tabell: Alle (før og etter treningsdata kombinert), Pre trening (ingen BrainPort) og Post trening (med BrainPort), henholdsvis. Merknad for pretraining verdier, fagene er uten visjoner, som hadde en tendens til å resultere i større standardfeil for denne tilstanden. Alle rapporterte p-verdier er tosidige og statistiske analyser ble gjort ved hjelp av Stata/IC12.1. Vi fant at for utfallet av PPWS og Percent Feil, de tre kursnivå (1, 2, og 3) var ikke like. Vi fant også at nivåene av de ni underretter var ikke lik. Våre resultater viste at de tre subcourse gjentakelser (a, b, og c) for nivå 1 var lik, som var tre subcourse gjentakelser (a, b, og c) for nivå tre for alle forhold. Men for nivå 2, underkurs ble vist å være lik når du bruker BrainPort, men ikke ved baseline (ingen BrainPort / pretraining tilstand), som påvirket resultatet for det sammenslåtte tilstand.
Fig. 6 er et histogram shofløyen våre resultater for PPWS, noe som viser at personer ved BrainPort gikk saktere enn uten (PPWS 1.90 for No BrainPort Tilstand vs 3,92% for BrainPort tilstand, p = 0,001) Gjennomgang av videokameraene var spesielt nyttig i å forklare dette resultat. Når de blinde fagene gå gjennom kurset ved baseline, de går på sitt normale tempo, men traff alt på sin vei som de har ingen midler for å oppdage hindringer. Men personer ved enheten engasjert i visuell skanning, en atferd som var fraværende uten BrainPort, og gjenspeiler en økning i PPWS verdier (se video).
Figur 7 viser vår baseline versus BrainPort tilstanden resultater for utfallet av prosent mulige feil. Bruke BrainPort, fagene hadde en utvikling i retning av et redusert antall kollisjoner med hindringer i forhold til ingen BrainPort tilstand. En mangel av dagens kunstige syns enheter er mangel på dybdesyn, slik at selv omde kan oppdage en hindring, det er ganske vanskelig å anslå avstanden. Dette er på grunn av begrensede oppløsning egenskapene til BrainPort og bruk av et enkelt kamera system. For å gi større innsikt i hinder unngåelse mulighetene i BrainPort, er to visuelle identifikasjons oppgaver utført under forestillingen rettssaken. Den første finner sted ved avslutningen av kurset når motivet er bedt om å snu og fortelle sensor antall objekter i total selvfølgelig at han / hun kan skjelne. Vi fant ut at oppløsningen på BrainPort var ikke tilstrekkelig til å utføre denne oppgaven, men det gjenstår å bli testet i et dårlig syn kohort. Den andre identifikasjons oppgaven innebærer en ikke-tids tur gjennom en versjon av hvert nivå av kurset og spørre faget poeng å hindre at de kan oppdage. Denne visuelle identifikasjons oppgaver er gjennomført separat fra de tidsbestemte kursnavigasjonsoppgaver for ikke å påvirke gangfart 34. I addition, for hinderdeteksjonsoppgave kollisjoner er ikke registrert. Den "ingen BrainPort" eller pretraining tilstand ble ikke testet som ingen av våre blinde fagene ville ha vært i stand til å fullføre denne oppgaven. Tabell 4 viser våre resultater for hinder deteksjon oppgaven bruker BrainPort i svakt lys og sterkt lys. Vi var i stand til å analysere denne ved fargen på den detekterte hindring. Dette er viktig for kunstig syn, som er sterkt avhengig av kontrasten. Total, vi fant at forsøkspersoner var i stand til å oppdage tilstedeværelsen av noen hindring om 48% av tiden om hindringen var høy eller lav kontrast. Vanligvis ble høye hindringer kontrast oppdaget lettere enn lave hindringer kontrast uavhengig av lysforhold (56.25% versus 40%, henholdsvis). Hinder deteksjon ikke variere betydelig mellom lysforhold, sannsynligvis på grunn av tilstedeværelsen av luminans gjennomsnitt programvare på BrainPort enheten.
Tabell 1. Representativt sammendrag av resultater som sammenligner prosent foretrukne hastighet ved baseline til å poste -. BrainPort treningsverdiene The Kruskall-Wallis test ble brukt til å sammenligne utgangsverdien (ingen BrainPort tilstand, eller pretraining) til de som oppnås etter én uke med BrainPort trening (BrainPort tilstand , eller etter trening). Klikk her for å se større bilde .
Tabell 2. Representativt sammendrag av resultater som sammenligner prosent mulige feil på b aseline å poste BrainPort treningsverdier. Den Kruskall-Wallis test ble brukt til å sammenligne utgangsverdien (ingen BrainPort tilstand, eller pretraining) til de som oppnås etter én uke med BrainPort trening (BrainPort tilstand, eller etter trening). Klikk her for å se større bilde .
Tabell 3. Detaljert beskrivelse av hindringer som brukes for kurset. Klikk her for å se større bilde .
p_upload/51205/51205table4.jpg "width =" 500px "/>
Tabell 4. Andel av lys og mørke objekter identifisert i både svakt og sterkt lys under hindringen deteksjon oppgaven. Klikk her for å se større bilde .
Tabell 5. Detalj av materialer som kreves for hinderløype konstruksjon. Klikk her for å se større bilde .
"/>
Figur 1. Gulv og belysning oppsett mal. Klikk her for å se større bilde .
Figur 2. Hinder maleri instruksjoner. Klikk her for å se større bilde .
Figur 3. Instruksjoner for ansatte ved administrasjon av kurset. target = "_blank"> Klikk her for å se større bilde.
Figur 4. Illustrasjon av hver av de 9 kursiterasjoner gruppert etter selvfølgelig nivået inkludert en beskrivelse av antall omdreininger og banen bredde vertikal bane refererer til antall åpne brikker for å bli krysset i retning forover. Refererer horisontal bane til antall åpne brikker for å bli krysset i høyre eller venstre retning. Turn refererer til når motivet må endre retning eller retning for å unngå en hindring. Klikk her for å se større bilde .
jpg "src =" / files/ftp_upload/51205/51205fig5.jpg "width =" 500px "/>
Figur 5. Illustrasjon av den idealiserte banen banen gjennom hvert kurs. Klikk her for å se større bilde .
Figur 6. Prosent Preferred gangfart ved baseline og etter trening. Klikk her for å se større bilde .
Figur 7. Prosentvis of Mulige feil gjort ved baseline og etter trening. Klikk her for å se større bilde .
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vi beskriver en innendørs, bærbar, lett reproduserbar, og relativt billig kurs som kan brukes til å evaluere hinder unngåelse hos personer som er blinde eller svaksynte. De fleste aktuelle hinderløype design og tester (dvs. slepebåter) er vanskelig å sammenligne på tvers av nettsteder og observatører, eller er permanente instillations som ikke kan lett utføres på alternative steder 16,17,30. Vårt mål var å lage et kurs som kunne være standardisert for bruk på forskjellige steder og med forskjellige observatører, og som ville gi noen prediktiv evne om hvorvidt en intervensjon (dvs. kunstig syn enhet eller bevegelighetstrening) hadde noen effekt.
Vi bygget en bærbar hinderløype måler 40 fot lang med 7 fot bred som består av 280 1 ft to bærbare gulvfliser. De gulvfliser flankerer omkretsen av kurset er også beige, men har en 1 i mørkere grensen på utsiden edge, som tjener til å avgrense grensen av kurset. De tilstøtende vegger er malt for å matche gulvfliser skaper en noe monokromatisk miljø. Dette tjener til å redusere omgivelses kontrast og gjengi hindringer mer fremtredende. Totalt 16 hindringer som representerer gjenstander møtte i dag til dag miljø som stoler, pulter, søppelbøtter, osv.. ble identifisert av Orientering og mobilitet konsulenter. Vi gjenskapt objektene i representative blokk figurer ut av styrofoam, (se tabell 3 for nøyaktige spesifikasjoner), med 10 hindringer som brukes for en gitt kurs køyring. Disse hindringene ligger enten på gulvet eller henges fra taket i en høyde av 63 i fra bakkenivå, som den gjennomsnittlige høyden av amerikanske kvinner er 63,8 i vs gjennomsnittlig amerikansk mann høyde på 69,3 i 33. Styrofoam hindringer ble produsert i henhold til tilpassede spesifikasjoner. Sidene av hindringene er malt mørkere or som er lettere enn det omgivende farge å variere kontrast. Andre hindringer kan en mørk haug av stoff, endringer i gulvfarge og endringer i gulvet tekstur, sistnevnte skapt ved å plassere et teppebelagt matte på hinderløype. Disse ble lagt på forslag fra de ergoterapeuter, som bemerket at fallulykker skjer ofte når blending eller annen tekstur endringer blir feiltolket som en hindring. Omgivelses belysning styres og måles med en lysmåler. Den totale kostnaden for alle kurs relatert materiale inkludert alle utfallet måling er ca $ 5200 USD.
Hindringer er ordnet i tre forhåndsdefinerte nivåer, med tre subcourses eller gjentakelser for hvert nivå. Hvert kurs nivå inneholder den samme sett av hindringer arrangert i en av tre konfigurasjoner. Emnets nivåer er bestemt av antall omdreininger og banen bredde, så vel som type og plassering av hindringer. Hvert kurs er fargekodet og kartlagt på et rutenett (gulvfliser) for rask og enkel reproduserbarhet(Figur 4). Hver av de 3 selvfølgelig permutasjoner innenfor hver vanskelighetsgrad er utformet med en lignende, om ikke identiske, antall banebredder og svinger mellom hindringer (fig. 5). Kurs kan kjøres i begge photopic (lys) og mesopic (dim) belysning. Alle går gjennom kurset blir videofilmet. Hvert kurs tar ca 0,5-5 min å navigere, avhengig av baseline navigasjon ferdigheter, foretrukket gangfart, og kursnivå. For tidsstyrte vurderinger, er fagene beskjed om å finne sin vei gjennom hinderløype så raskt som mulig med normal gangart og samtidig unngå gjenstander etter beste evne.
Det primære utfallet for kurset navigasjon måles ved å se på prosent foretrukne gangfart (PPWS). PPWS er mye brukt i balanse og gange forskning og er et ideelt mål, fordi det har fordelen av å la fag å opptre som sine egne kontroller, og dermed normalisere resultater for fysiskfaktorer som høyde og vekt, så vel som for kjønn og alder 32. Ved hjelp av denne beregningen har den ekstra fordelen av benektende noen effekt av tidligere mobilitetstrening mellom fag.
Mens bruk av prosent PPWS er en god primære endepunkt for å avgjøre en forskjell mellom baseline og etter intervensjon ytelse (dvs. lav visjon rehabilitering eller kunstig syn brukervennlig enhet), er det bare ett av flere vurderinger som vi brukte. Som gjenstand er å vandre kurset, er antall feil eller "kollisjoner" også registrert. Feil blir kvantifisert på en tre punkts skala som først beskrevet av Marron og Bailey 31. Feilene ble scoret som 1 poeng hvis motivet fikk kontakt med en hindring, men var i stand til å korrigere i ≤ 5 sek, 2 poeng hvis motivet tok 5-15 sek å rette opp feil, og tre poeng hvis motivet tok> 15 sek til selv -riktig eller nødvendig hjelp av ett av forskningsassistentene å korrigere error 31. Vi har også to objekt identifikasjon oppgaver, som begge er tidsangitt. Den første krever gjenstand å vise kurset nettopp fullført og telle antall hindringer de kan oppdage. Den andre krever fagene å navigere kurset og peker på gjenstander de tror er i deres vei.
Vi fant PPWS å være en hensiktsmessig primære effektmål for å avgjøre en forskjell mellom baseline og etter intervensjon ytelse. For vår studie, denne beregningen pålitelig demonstrert at fagene bremset betydelig ned når du bruker BrainPort, et funn som ble bekreftet av det faktum at fagene skannet sine omgivelser (se video). Vi er for tiden å samle inn data om hvorvidt PPWS score kan bedre etter langvarig bruk av BrainPort med ytterligere orientering og bevegelighetstrening. Prosent Feil data konsekvent foreslått trender for forbedret ytelse på tvers av hvert kursnivå. Et stort gap i funksjon for kamerabasert proteserl visjon enheter er mangel på dybde informasjon. Det er sannsynlig at Percent Feil utfall ville øke hvis kunstige syns enheter hadde evnen til å aktivere denne forskrift. Faktisk har vi gjennomført pilotstudier som sammenligner flere vibrotactile canes til BrainPort samt studier med multimodal inngang (BrainPort pluss vibrotactile stokker) bruker denne hinderløype (data ikke vist). Foreløpige resultater tyder på at bruk av vibrotactile systemer, som kan formidle dybde signaler, forbedrer både PPWS og Percent Feil Performance. De to tertiære utfall av hindringen Påvisning kan anvendes for å gi dybden til navigasjons analyse. For eksempel, selv om Percent Feil skårer ikke bedre bart, fag var i stand til å oppdage om et hinder var til stede omtrent halvparten av tiden, da formodentlig dette ville være ingen av tiden for en blind person uten hjelpemiddel.
Kommentar bør gjøres om å gjøre sammenligninger mellom hvert nivå av kurset. Som nevnted i innledningen, hver "level" besitter sine egne unike forhold utformet test en bestemt kombinasjon av navigasjonsferdigheter. Derfor er det viktig ikke å konkludere med at det er en progressiv økning av vanskeligheten mellom nivåer 1, 2 og 3.. For eksempel er det færre hindringer for å treffe på nivå 3, men mer gulv og tekstur endringer. Vi gjør kontoen for disse faktorene i beregningen prosent mulig feilberegninger. For en gitt kurs, vi bare telle de faktiske hindringer et emne kan treffe, men ikke gulvet tekstur endringer. For tekstur eller fargeendringer som ligger på gulvet, er atferdsendringer (dvs. nøling, osv..) Registrert, og er reflektert i PPWS beregningen. I hindringen deteksjon oppgaver, gulv tekstur og blending "hindringer" er inkludert i beregningen. De spesifikke detaljene for opptak er inkludert i undervisningen dokumentet.
Videre studier må gjennomføres for å verifisere om kurset jegterations er identiske innen hvert nivå for pasienter med nedsatt syn. Flere funksjoner i de oppfatninger som aktiveres av BrainPort kan ikke overføre til pasienter med resterende syn. For eksempel, når du bruker BrainPort, lettere gjenstander med høy kontrast er lettere å oppdage enn de med lav kontrast. Enheten har en invert funksjon, noe som kan gjøre mørkere objekter skiller seg ut mot en lysere bakgrunn. Videre, på grunn av luminans gjennomsnitt programvare, lysforholdene (dim versus sterkt lys) ikke gjør en statistisk signifikant forskjell i ytelse med BrainPort, men vi forventer ambient belysning generelt vil påvirke ytelsen for personer som lider av sykdommer som glaukom eller macula degenerasjon.
Vi føler at vår kurs besitter flere egenskaper som gjør det attraktivt for både forskning og kliniske formål i forhold til eksisterende hinder unngåelse plattformer. Viktigst, fant vi selvfølgelig å være reproducible. Vi har to instillations, og det var ingen forskjell i ytelse mellom områder. Videre er lett å arrangere og administrere, med gjennomsnittlig test tid tar mindre enn 90 minutter oppsettet. Det faktum at det er totalt 36 mulige kurs permutasjoner gjør utenat neppe oppstå selv ved gjentatt testing, og gir randomisering ordninger brukes. Å ha både dim og lyse lysforhold tillater undersøkelse av om ambient belysning er å ha en negativ innvirkning på mobilitet. Flere utfall tiltak er mulig, inkludert PPWS, prosent feil, to tidsangitte visuell identifikasjon oppgaver, og evnen til å analysere i henhold til både farge og type hindringer.
Ulemper av våre kurs inkluderer behovet for å ha en korridor som er 40 fot lang som kan males i samme farge som gulvfliser, og en lagring skap for å huse de hindringer. Det er også nyttig hvis en gang kan permanent installere gulvfliser og keep lysene festet til taket. Når programmet er installert, disse er både diskret, men avhengig av innredning av anlegget kan være merkbar.
I konklusjonen, beskriver vi en bærbar, standardisert hinderløype verktøy som har blitt brukt for å vurdere noen mobilitet funksjoner for bruk med kunstige syns enheter og tilstander av ultra-lav visjon. Emnet er relativt billig, enkel å administrere, og har vist seg å være pålitelig og reproduserbar. Fremtidig arbeid bør undersøke dens nytte i svaksynt populasjoner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ingenting å avsløre.
Acknowledgments
DCED State of 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).
