Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Virtual Reality-værktøjer til vurdering af ensidig rumlig forsømmelse: En ny mulighed for dataindsamling

Published: March 10, 2021 doi: 10.3791/61951
Automatic Translation
1,2, 2, 3, 2, 2, 1,2, 1,2,4
1Department of Neurology, University of Pennsylvania, 2Laboratory for Cognition and Neural Stimulation, University of Pennsylvania, 3Department of Psychology, Drexel University, 4Department of Physical Medicine and Rehabilitation, University of Pennsylvania

Summary

Målet var at designe, bygge og afprøve en ny virtual reality-opgave at opdage og karakterisere ensidig rumlig forsømmelse, et syndrom, der påvirker 23-46% af akutte slagtilfælde overlevende, udvide den rolle, virtual reality i undersøgelsen og forvaltningen af neurologisk sygdom.

Abstract

Ensidig rumlig forsømmelse (USN) er et syndrom karakteriseret ved uopmærksomhed til eller passivitet i den ene side af rummet og påvirker mellem 23-46% af akutte slagtilfælde overlevende. Diagnosen og karakteriseringen af disse symptomer hos de enkelte patienter kan være udfordrende og kræver ofte kvalificeret klinisk personale. Virtual reality (VR) giver mulighed for at udvikle nye vurderingsværktøjer til patienter med USN.

Vi havde til formål at designe og opbygge et VR-værktøj til at opdage og karakterisere subtile USN symptomer, og at teste værktøjet på emner behandlet med hæmmende gentagne transkranial magnetisk stimulation (TMS) af kortikale regioner forbundet med USN.

Vi skabte tre eksperimentelle betingelser ved at anvende TMS til to forskellige regioner af cortex forbundet med visuospatial behandling- den overlegne tidsmæssige gyrus (STG) og supramarginal gyrus (SMG) - og anvendt falske TMS som en kontrol. Vi placerede derefter emner i et virtual reality-miljø, hvor de blev bedt om at identificere blomsterne med laterale asymmetrier af blomster fordelt på buske i begge hemispaces, med dynamisk sværhedsgrad baseret på hvert emnes ydeevne.

Vi fandt betydelige forskelle i gennemsnitlige hoved gab mellem emner stimuleret på STG og dem stimuleret på SMG og marginalt signifikante virkninger i den gennemsnitlige visuelle akse.

VR-teknologi bliver mere tilgængelig, økonomisk overkommelig og robust og giver en spændende mulighed for at skabe nyttige og nye spillignende værktøjer. I forbindelse med TMS kan disse værktøjer bruges til at studere specifikke, isolerede, kunstige neurologiske underskud hos raske forsøgspersoner og informere om oprettelsen af VR-baserede diagnostiske værktøjer til patienter med underskud på grund af erhvervet hjerneskade. Denne undersøgelse er den første til vores viden, hvor kunstigt genererede USN symptomer er blevet evalueret med en VR-opgave.

Introduction

Ensidig rumlig forsømmelse (USN) er et syndrom karakteriseret ved uopmærksomhed til eller passivitet i den ene side af rummet, der påvirker mellem 23-46% af akut slagtilfælde overlevende, oftest involverer skade på højre hjerne hjernehalvdel og resulterer i en tendens til at ignorere venstre side af rummet og / eller den overlevendes krop1,2. Selv om de fleste patienter med USN oplever betydelig genopretning på kort sigt, subtile USN symptomer ofte fortsætter3. USN kan øge patientens risiko for fald og hæmme aktiviteter i dagligdagen2,4 Det har også vist sig at have en negativ indvirkning både motoriske og globale funktionelle resultater5,6.

Underskud i USN kan konceptualiseres som eksisterende på tværs af flere dimensioner, såsom om en person ignorerer den ene side af rummet med hensyn til deres egen krop (egocentrisk) eller med hensyn til en ekstern stimulus (allocentrisk)7,8,9, eller om en person ikke er i stand til at rette deres opmærksomhed (attentional) eller handlinger (forsætlig) mod den ene side af rummet10 . Patienter udviser ofte en kompleks konstellation af symptomer, der kan karakteriseres langs mere end en af disse dimensioner. Denne variation af USN syndromer menes at skyldes varierende grader af skade på specifikke neuroanatomiske strukturer og neuronale netværk, som er komplekse11. Allocentrisk forsømmelse har været forbundet med læsioner af vinkel gyrus (AG) og overlegen temporal gyrus (STG), mens den bageste parietale cortex (PPC), herunder supramarginal gyrus (SMG) har været impliceret i egocentrisk behandling12,13,14,15. Attentional forsømmelse menes at involvere læsioner i højre IPL16, mens forsætlig forsømmelse menes at være sekundær til skader på højre frontal lap17 eller basal ganglier18.

Klinisk vurdering af USN er i øjeblikket afhængig af pen-og-papir neuropsykologiske instrumenter. Disse konventionelle vurderingsværktøjer kan være mindre følsomme end mere teknologisk avancerede værktøjer, hvilket resulterer i fejldiagnosticering eller underdiagnosticering af nogle patienter med USN19. Bedre karakterisering af resterende underskud kunne lette leveringen af terapi til patienter med mildere USN og potentielt forbedre deres samlede opsving, men en sådan karakterisering ville kræve meget følsomme diagnostiske værktøjer. USN udgør lignende udfordringer i laboratoriet indstilling, hvor det kan være svært at isolere fra motoriske og synshandicap, der almindeligvis ledsager USN blandt slagtilfælde patienter.

Virtual reality (VR) giver en unik mulighed for at udvikle nye værktøjer til diagnosticering og karakterisering af USN. VR er et multisensorisk 3D-miljø, der præsenteres i den første person med realtidsinteraktioner, hvor enkeltpersoner er i stand til at udføre opgaver, der involverer økologisk gyldige objekter20. Det er et lovende værktøj til vurdering af USN; evnen til præcist at kontrollere, hvad brugeren ser og hører giver udviklere mulighed for at præsentere en bred vifte af virtuelle opgaver til brugeren. Derudover giver de sofistikerede hardware- og softwarepakker, der i øjeblikket er tilgængelige, mulighed for realtidsindsamling af et væld af data om brugerens handlinger, herunder øjen-, hoved- og lemmerbevægelser, der langt overstiger de målinger, der tilbydes af traditionelle diagnostiske tests21. Disse datastrømme er øjeblikkeligt tilgængelige, hvilket åbner mulighed for justering i realtid af diagnostiske opgaver baseret på brugernes ydeevne (f.eks. rettet mod det ideelle sværhedsgrad for en given opgave). Denne funktion kan lette opgavetilpasning til den brede vifte af sværhedsgrader, der ses i USN, som betragtes som en prioritet i udviklingen af nye diagnostiske værktøjer til USN22. Derudover kan fordybende VR-opgaver pålægge patienternes opmærksomhedsressourcer en øget byrde23,24, hvilket resulterer i øgede fejl, som kan lette påvisning af omsorgssvigtssymptomer; faktisk har nogle VR-opgaver vist sig at have øget følsomhed sammenlignet med konventionelle papir- og blyantsmål på USN24,25.

I denne undersøgelse, målet var at skabe en vurdering værktøj, der kræver ingen ekspertise i neurologi til at fungere, og som pålideligt kan opdage og karakterisere selv subtile tilfælde af USN. Vi byggede en virtual reality-baseret, spillignende opgave. Vi inducerede derefter et USN-lignende syndrom hos raske forsøgspersoner med transkranial magnetisk stimulation (TMS), en ikke-invasiv hjernestimuleringsteknik, der udnytter elektromagnetiske impulser, der udsendes fra en håndholdt stimuleringsspole, der passerer gennem motivets hovedbund og kranium og fremkalder elektriske strømme i motivets hjerne, der stimulerer neuroner26,27. Denne teknik er blevet udnyttet i studiet af USN af andre13,17,28,29,30, men til vores viden aldrig i forbindelse med en VR-baseret vurdering værktøj.

Mange forskere arbejder allerede på diagnostiske og terapeutiske anvendelser af VR-systemer. Nylige undersøgelser31,32 undersøgte en række projekter med henblik på vurdering af USN med VR-baserede teknikker, og en række andre undersøgelser med dette mål er blevet offentliggjort33,34,35,36,37,38,39,40,41 . De fleste af disse undersøgelser anvender ikke det fulde supplement af VR-teknologi, der i øjeblikket er tilgængelig for forbrugermarkedet (f.eks. et hovedmonteret display (HMD) og øjensporingsindsatser), hvilket begrænser deres datasæt til et mindre antal letkvantificerbare målinger. Derudover blev alle disse undersøgelser udført på patienter med erhvervet hjerneskade, der førte til USN, hvilket krævede screeningsmetoder for at sikre, at patienterne i det mindste kunne deltage i vurderingsopgaverne (f.eks. eksklusive patienter med store synsfeltunderskud eller kognitiv svækkelse). Det er muligt, at mere subtile kognitive, motoriske eller visuelle underskud passerede under tærsklen til disse screeningsmetoder, muligvis forvirre resultaterne af disse undersøgelser. Det er også muligt, at en sådan screening forudindtaget prøverne af deltagerne i disse undersøgelser mod en bestemt undertype af USN.

For at undgå screening bias af tidligere undersøgelser, vi rekrutteret raske forsøgspersoner og kunstigt simulerede USN symptomer med en standard TMS protokol, der er velbeskrevet i en nylig manuskript15, med det mål at fremkalde allocentriske USN-lignende symptomer ved at målrette STG og egocentriske USN-lignende symptomer ved at målrette SMG. Vi designede opgaven til aktivt at justere sin sværhedsgrad forsøg til forsøg og at skelne mellem forskellige undertyper af USN, specielt allocentriske vs egocentriske symptomer. Vi har også brugt standard papir &blyant vurderinger af USN til formelt at vise, at de underskud, vi induceret med rTMS er USN-lignende. Vi mener, at metoden vil være nyttig for andre forskere, der ønsker at teste nye VR-værktøjer til vurdering og rehabilitering af USN.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Denne undersøgelse blev godkendt af det lokale institutionsgennemgangsråd og opfylder alle kriterier, der er fastsat i retningslinjerne for god klinisk praksis. Alle deltagere gav informeret samtykke, før nogen undersøgelsesprocedurer begyndte. Det forventedes, at deltagerne i undersøgelsen ville deltage i tre separate sessioner (beskrevet i tabel 1). Elementerne i eksperimentet er beskrevet trinvis nedenfor. Sessionsrækkefølgen blev randomiseret.

Session A VR-opgave før rTMA Hvilende Motor Threshhold* rTMR hos STG eller SMG Adfærdsopgave efter rTMS VR
5/10 pulser fremkalde MEP o finger spjæt (* Kun første session) 110% af RMT i 20 min ved 1 Hz (1200 pulser i alt)
15 min 60 min 20 min 15 min
Session B VR-opgave før rTMA Hvilende Motor Threshhold* rTMR hos Vertex Adfærdsopgave efter rTMS VR
5/10 pulser fremkalde MEP o finger spjæt (* Kun første session) 110% af RMT i 20 min ved 1 Hz (1200 pulser i alt)
15 min 60 min 20 min 15 min
Session C Pre-rTMS papir &blyant adfærdsmæssige opgave Hvilende Motor Threshhold* rTMR hos STG eller SMG Post-rTMS papir &blyant adfærdsmæssige opgave
Bells test; Ota's cirkel aflysning; aflysning af opholdet linje bisection opgave 5/10 pulser fremkalde MEP o finger spjæt (* Kun første session) 110% af RMT i 20 min ved 1 Hz (1200 pulser i alt) Bells test; Ota's cirkel aflysning; aflysning af opholdet linje bisection opgave
10 min 60 min 20 min 10 min

Tabel 1. Struktur for hver studiesession. Sessionsrækkefølgen blev randomiseret. Anslået tid for hver vare i åralik. MEP=motor fremkaldte potentiale; rTMS=Gentagen transkranial magnetisk stimulering; P&=Diagnosticeringstest for papir- og blyantsstrøg; RMT=Tærskel for hvilemotor

1. Adfærdsopgaver for papir og blyant

  1. Få emnet til at fuldføre linje bisection-opgaven (LBT).
    1. Få emnet til at sidde ved et bord direkte overfor testeren. Giv emnet et skriveredskab. Giv motivet stimulusarket (figur 1), hvilket sikrer, at det placeres direkte foran motivet.
      BEMÆRK: Selv om det ikke udføres i dette eksperiment, ville det være ideelt at præsentere hver linje, der skal opdeles individuelt på separate ark papir for at undgå biasing emne med yderligere kontekst (Se Ricci og Chatterjee, 200142).
    2. Instruer emnet til at opdele (opdele i halvdele) hver linje trykt på stimulus ark og komme så tæt på midten som muligt.
    3. Bed forsøgspersonen om at holde hovedet og skuldrene centreret så godt som muligt, at udføre opgaven så hurtigt og præcist som muligt og underrette testeren, når de er færdige. Overvåg motivet for at sikre, at de ikke læner sig eller vipper hovedet for meget.
    4. Saml arket fra emnet, når emnerne siger, at de er færdige.
  2. Få emnet til at gennemføre Bell's Test.
    1. Giv emnet bellens teststimuliark (figur 2).
    2. Instruer emnet til cirkel eller kryds alle klokkerne på stimulusarket, at gøre det så hurtigt og præcist som muligt, at holde deres hoved og skuldre så centreret som muligt, og at underrette testeren, når de er færdige.
    3. Overvåg motivet for at sikre, at de ikke læner sig eller vipper hovedet for meget. Når emnet siger, at de er færdige, så spørg emnet, hvis de er sikre, og give dem mulighed for at dobbelttjekke deres arbejde.
    4. Saml arket fra emnet, når emnerne siger, at de er færdige en anden gang.
  3. Få emnet til at fuldføre stjerneaflysningsopgaven.
    1. Præsenter emnet med stimulusarket (figur 3), hvilket sikrer, at det er lige foran dem.
    2. Instruer emnet til cirkel eller kryds alle stjernerne på stimulus ark, at gøre det så hurtigt og præcist som muligt, at holde deres hoved og skuldre så centreret som muligt, og at underrette testeren, når de er færdige.
    3. Overvåg motivet for at sikre, at de ikke læner sig eller vipper hovedet for meget.
    4. Saml arket fra emnet, når emnerne siger, at de er færdige.
  4. Få emnet til at fuldføre Ota's cirkelaflysningsopgave.
    1. Giv emnet Ota's cirkel annullering stimulus ark (figur 4), sikre, at det er placeret direkte foran emnet.
    2. Instruer emnet til at krydse ud eller cirkel alle de åbne / ufuldstændige cirkler, at gøre det så hurtigt og præcist som muligt, at holde deres skuldre så centreret som muligt, og at underrette testeren, når de er færdige.
    3. Overvåg motivet for at sikre, at de ikke læner sig eller vipper hovedet for meget.
    4. Saml arket fra emnet, når emnerne siger, at de er færdige.
    5. Gentag denne opgave (trin 1.4.1 til 1.4.4) med en anden kopi af stimulusarket, men denne gang skal stimulusarket roteres 180 grader fra den retning, det oprindeligt blev præsenteret.

2. TMS-procedurer

  1. Opret en model til neuronavigation forud for den første session.
    1. Få fat i emnets 3T T1 MR-scanning i en NIFTI- eller dicom-filtype.
    2. Upload denne MR-scanning i neuronavigationssoftwaren for at skabe en 3D-repræsentation af motivets hjerne.
      1. Vælg Nyt tomt projekt i softwaren. Træk motivets MR-scanning til feltet "Filer:".
      2. Gå til fanen Rekonstruktioner .
      3. Vælg Nyt tema , og træk de grønne grænselinjer på det næste skærmbillede for at omfatte hele billedet af hjernen. Vælg beregningstema. Juster hud-/luftgrænsen i overensstemmelse hermed for at få en optimal rekonstruktion.
      4. Gå tilbage til fanen Rekonstruktioner , og vælg New Full Brain Curvilinear , og træk de grønne grænselinjer for at omfatte hele hjernens billede. Indstil udsnitsafstanden til 1 mm, og indstil endedybden til 18 mm. Vælg Compute Curvilinear.
      5. Gå til fanen Landemærker, og vælg Konfigurer landemærker. Vælg Ny for at oprette et vartegn på genopbygningen. Placer landemærker på spidsen af næsen, næsebroen, venstre tragus og højre tragus.
      6. Gå til fanen Mål , og vælg Konfigurer mål. Vælg visningen Curvilinear Brain &Targets . Brug inspektøren, skræl til en dybde på 5-7 mm.
      7. Følg retningslinjerne for Shah-Basak et al. (2018)14, Neggers et al. (2006)11 og Oliveri og Vallar (2009)39 for at finde den overlegne tidsmæssige gyrus eller supramarginal gyrus, og placere en markør på disse steder.
      8. Placer en markør, hvor de to centrale sulci mødes langs medianen langsgående revne for falsk stimulation på knudepunktet.
  2. Under den første session skal du finde emnets hvilemotortærskel (kan være fuldført før eller efter adfærdsopgaven).
    1. Få motivet siddende foran et optisk sporingskamera og placer en tracker på motivet ved hjælp af et hovedbånd eller briller.
    2. Fastgør tre engangselektroder på motivets højre hånd og håndled.
      1. Fastgør en diskelektrode til motivets første dorsale interosseous. Fastgør en anden diskelektrode til motivets anden kno på deres højre pegefinger. Fastgør en jordelektrode til motivets højre håndled.
    3. Sæt disse elektroder i en elektrodeadapter, som indgår i en MEP-sporingssoftware.
    4. Åbn emnets projekt inden for neuronavigationssoftwaren ved at vælge Ny onlinesession.
    5. Vælg de mål, der skal stimuleres i denne session (Vertex, SMG, STG).
    6. Gå til fanen Polaris , og sørg for, at motivtrackeren er inden for kameraets synsbillede.
    7. Gå til fanen Registrering .
    8. Ved hjælp af en pointer, der er registreret til neuronavigationssoftwaren, skal du røre ved forsøgspersonernes ansigt de samme steder, som landemærkerne blev placeret i trin 2.1.2.5.
      1. Klik på Eksempel, og gå til Næste vartegn, når markøren er placeret korrekt på motivets hoved for hvert vartegn.
    9. Gå til fanen Validering .
    10. Brug markøren, tryk på motivet forskellige steder på hovedet og sørg for, at sigtekornet på skærmen linje op med stedet bliver peget på om emnet.
      1. Hvis de ikke stiller op, skal du gentage trin 2.2.8 og sørge for, at markøren er så præcist placeret på landemærkerne som muligt.
    11. Gå til fanen Udfør , og sørg for, at Full Brain Curvilinear View er valgt, så eksperimentatoren præcist kan finde hjerneområder, der skal målrettes mod.
    12. Indstil driveren til at være den TMS-spole, der skal bruges.
    13. Sæt håndholdt TMS-spole i TMS-maskinen.
    14. Tænd for TMS-maskinen, og sæt den til enkelt puls. Indstil stimuleringsintensiteten korrekt; i dette eksperiment blev 65 % af maskinens output brugt som udgangspunkt.
    15. Placer den håndholdte TMS spole på venstre side af motivets hoved og stimulere i motor cortex ved hjælp af enkelt pulser af TMS at identificere det sted, der stimulerer FDI. Det kan være nyttigt at have en assistent til at se motivets finger for at identificere, hvornår FDI muskeltrækninger på grund af stimulering.
    16. Ændre stimuleringsintensiteten, indtil stimulering fremkalder MEP på mindst 50 mV nøjagtigt 5/10 gange, og dette vil være den hvilende motorgrænse (rMT).
  3. Stimulering mellem opgaver
    1. 2.2.1 til 2.2.13, der erstatter en luftkølet TMS-spole med den håndholdte spole.
    2. Indstil stimuleringsparametre til gentagne TMS med en hastighed på 1 Hz i 20 minutter (1200 pulser i alt) med en intensitet på 110% af rMT i overensstemmelse med parametre fastsat af Shah-Basak et al. (2018)15.
    3. Placer en luftkølet TMS spole med et indbygget kølesystem på motivets hoved rettet mod SMG eller STG til aktive sessioner eller Vertex til falske sessioner (figur 5).
    4. Fortsæt med stimulering.

3. VR adfærdsmæssige opgave

  1. Installer understøttende software.
    1. Download og installer Elevkernesoftware fra Pupil Labs' websted.
    2. Download og installer Unity 3D 2018.3 fra Unitys hjemmeside.
    3. Download og installer OpenVR-værktøjet via Unity Asset Store eller via Steam.
  2. Konfigurer VR-hardwaren (f.eks. HTC Vive Pro).
    1. Placer basestationer på modsatte sider af rummet, sikre en klar sigtelinje, og sæt dem i.
    2. Tryk på knappen Kanal/tilstand på bagsiden af hver sensor for at bladre gennem kanaler, indtil en af dem er indstillet til kanal " b", og den ene er indstillet til " c." Begge status-LED'er skal være hvide.
    3. Installer Pupil Labs Kikkertindsats i HTC Vive Pro. Tilslut linkboksen til computeren (Power, USB-A og HDMI eller Mini DisplayPort).
    4. Tilslut headsettet til linkboksen. Juster top- og sidestropper på headsettet. Juster linseafstanden.
  3. Affyr SteamVR.
    1. Start SteamVR ved at klikke på VR-ikonet i øverste højre hjørne af Steam.
      1. Slå controllere til med tænd/sluk-knappen.
      2. Klik på Indstillinger på SteamVR, | Par ny enhed for at parre hver controller ved at følge vejledningen på skærmen.
      3. Klik på Værelsesopsætning i SteamVR-menuen , og følg vejledningen på skærmen.
  4. Start Elev Core Software.
  5. Placer headsettet på det siddende motivs hoved, og giv dem begge controllere. Sørg for, at stropperne er stramme, men komfortable. Sørg for, at begge øjne er synlige ved visuelt at bekræfte, at de er centreret i Pupil Core-softwarens kamerafeeds.
  6. Åbn VR-opgaven i Enhedseditoren, og tryk på knappen Afspil .
  7. Kør eksperimentet.
    1. Bed motivet om at se lige frem og klikke på knappen Tare Camera på skærmen.
    2. Klik på knappen Begynd selvstudium, og vent på, at emnet fuldfører selvstudiet. Tutorialen består af lyd instruktion om driften af VR-system controller, beskrivelser og eksempler på symmetriske (lokkedue) og asymmetriske (mål) blomster, og en 1-minutters øvelse session med et lille antal lokkedue og mål blomster. Selvstudiet varer 75-100 sekunder, og der indsamles ikke data om ydeevne i selvstudiet.
    3. Når motivet er færdigt, skal du klikke på knappen Kalibrer eye tracking .
      1. Hvis kalibreringen lykkes, starter emnet automatisk opgaven. Ellers gentages trin 3.7.3.
    4. Begynd den første prøveversion ved at klikke på knappen Næste prøveversion .
      BEMÆRK: Under VR-opgaven placeres emner i en virtuel skov (figur 6). Tre buede boks hække dannede en halvcirkel inden for at nå afstand foran motivet. Hvert forsøg bestod af et varierende antal blomster, hver med 16 kronblade, fordelt mellem hækkene ved en direkte sigtelinje (figur 7). Forsøgspersonerne blev instrueret i at "plukke" (holde deres controller over en blomst, så blomsten ville fremhæve, derefter trykke på udløserknappen med deres pegefinger) alle asymmetriske "mål" blomster og lad være alle symmetriske "lokkedue" blomster. Hvert forsøg ville ende, når emnet held vælger alle de asymmetriske mål blomster, men også ville ende, hvis emnet løb tør for tid (2-minutters tidsbegrænsning), eller hvis emnet uforvarende plukket alle de symmetriske lokkedue blomst. I alle disse tilfælde ville de resterende blomster på buskene blive ryddet, og eksperimentatoren ville blive bedt om at begynde den næste retssag.
    5. Vent, indtil forsøgspersonen ikke længere aktivt gennemfører et forsøg, og gentag derefter trin 3.7.4, medmindre mindst 12 forsøg er afsluttet.
    6. Klik på knappen Afspil igen for at afslutte opgaven.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Data blev indsamlet fra raske personer ved hjælp af protokollen skitseret ovenfor for at demonstrere, hvordan de forskellige variabler, der kan udtrækkes fra virtual reality-opgaven, kan analyseres for at opdage subtile forskelle mellem grupper.

I denne undersøgelse gennemgik 7 personer (2 mænd) med en gennemsnitsalder på 25,6 år og et gennemsnit på 16,8 års uddannelse hver tre separate sessioner af TMS. Disse forsøgspersoner blev opdelt i to grupper: fire deltagere modtog gentagne TMS på supramarginal gyrus (SMG), mens tre andre deltagere fik TMS stimulation på den overlegne tidsmæssige gyrus (STG). Alle deltagere modtog falske TMS under en separat session, som blev brugt som et kovariat i analyser for at tage højde for individuelle variabilitet som reaktion på TMS. Under hver session blev deltagerne administreret virtual reality-opgaven før og efter TMS-stimulering for at undersøge ændringer i ydeevnen.

For det første blev den gennemsnitlige hovedvinkel (figur 8) undersøgt for at afgøre, om virtual reality-opgaven var følsom nok til at identificere en forskel mellem SMG- og STG-grupperne. Hovedvinkelændringsscorer blev beregnet ved at trække pre-TMS-score fra post-TMS-scorerne. En ANCOVA blev kørt for at afgøre, om der var forskel på grupper i hovedvinkel efter TMS stimulation. Sham TMS hoved vinkel ændre score blev brugt som en kovarians til at tage højde for individuelle forskelle. Samtidig med at man huskede på, at analyserne blev udført ved hjælp af en lille pilotprøve, blev der fundet en signifikant forskel i hovedvinkelændringsscorer mellem de to grupper, F(1,4) = 10,25, p = 0,03, hvor SMG-gruppen havde en gennemsnitlig ændringsscore rettet mere mod højre side af rummet sammenlignet med STG-gruppen (figur 9).

Et lignende mønster blev fundet ved hjælp af linje bisection test, hvor SMG gruppen placeret linjen betydeligt mere mod højre i post-TMS administration i forhold til pre-TMS, t(4) = 2,78, p = 0,04. Dette fund blev ikke fundet i STG-gruppen, t(3) = 3,18, p = 0,56. Selv om der ikke var nogen signifikant forskel i hovedvinklen før og efter TMS i virtual reality-opgaven i enten SMG- eller STG-grupperne, viser konstateringen af, at SMG-gruppen havde en gennemsnitlig hovedvinkelændringsscore, der var rettet betydeligt mere til højre sammenlignet med STG-gruppen, en lignende konstatering. Denne konstatering fra virtual reality-opgaven er i overensstemmelse med resultaterne af den traditionelle papir- og blyantsopgave, da begge viste et mønster, hvor SMG-gruppen kan have haft en subtil forsømmelse og set mere mod højre i forhold til STG-gruppen. Data indsamlet fra virtual reality-opgaven kan visualiseres på individuelt deltagerniveau for at undersøge ydeevnen før og efter TMS-stimuleringen, som det fremgår af figur 9.

Dernæst blev blomster adskilt af hvilken side af blomsten indeholdt det defekte blomsterblad (dvs. højre kronblad vs. venstre kronblad, se figur 10) for specifikt at vurdere for tegn på allocentrisk forsømmelse på et individuelt målniveau. Mens der ikke var nogen forskel i hovedvinkel ændre score mellem de to grupper for blomster med kortere kronblade på venstre side, F(1,4) = 0,09, p = 0,78, var der en betydelig forskel i hoved vinkel ændre score mellem de to grupper for blomster med et mindre kronblad på højre side, F(1,4) = 9,52, p = 0,04. Specifikt havde deltagerne i SMG-gruppen en tendens til at se længere til højre (højere blomster-til-hoved vinkel, se figur 11), når de søgte efter det korte kronblad på højre side af blomsten. Vinklen på motivets hoved med hensyn til busken (buskvinkel, se figur 12) er også tilgængelig til analyse, hvilket giver mulighed for påvisning af allocentrisk forsømmelse med hensyn til busken. Disse analyser viser, hvordan variabler kan gøres mere specifikke for at fange subtile, specifikke aspekter af omsorgssvigt.

Der er en række andre måder, hvorpå dataene kan analyseres. Vi undersøgte det gennemsnitlige antal sekunder, som deltagerne kiggede på hver blomst for at afgøre, om en gruppe havde sværere ved at identificere defekte blomster (som karakteriseret ved flere sekunder brugt på at se på blomsten). I dette eksempel blev data udvundet fra blomster, der havde et defekt kronblad, der var 95% størrelsen af resten af kronbladene, da denne skala blev hypotese for at være den mest følsomme. En blandet ANCOVA blev kørt for at sammenligne gruppe (SMG vs STG) og blomst synsfelt (højre vs. venstre). Før- og post-TMS-ændringsscorer blev beregnet og brugt som resultatvariabel til at undersøge, om en af gruppen viste en stigning i den tid, der blev brugt på at se på blomster efter TMS. Den falske TMS tilstand for både venstre og højre blomster blev igen brugt som kovariater til at tage højde for individuelle variabilitet. Selv om der ikke var nogen signifikant forskel mellem grupper, F(1,3) = 0,12, p = 0,76, var der en marginal signifikant forskel i blomstervision, F(1,3) = 5,62, p = 0,098 (Figur 13). Effekten får ikke statistisk signifikans. og flere bør vurderes fremadrettet. På trods af dette tjener disse data som et eksempel på, hvordan data kan begrænses til specifikke blomstertyper og synsfelt i virtual reality-miljøet. Som disse analyser viser, kan sammenligning af deltagernes præstationer give forskerne en følsom og dynamisk måde at måle virkningerne af TMS eller forsømme mere generelt afhængigt af eksaminatorernes specifikke forskningsspørgsmål.

Figure 1
Figur 1: Stimulansark til linje bisection-opgave Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Bell's test stimulus ark Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: Stjerneaflysning test stimulus ark Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: Ota cirkel annullering stimulus ark Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: Gentagen TMS stimulation; neuronavigationel software (venstre), magnetisk stimulation enhed (i midten), og luftkølet spole på plads over forfatteren CH (højre). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6: Virtuelt skovmiljø set af motivet under VR-opgaven Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 7
Figur 7: Layout af tre buede boks hække med mål og lokkedue blomster fordelt på tværs Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 8
Figur 8: Hovedvinkel - vinkel mellem forreste akse i hovedet og torso Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 9
Figur 9. Dette tal viser to analyser med hovedvinkel under opgavens ydeevne:
(Til venstre) SMG vs STG gruppe hoved vinkel ændre score. På denne skala indikerer en score på 0, at de kiggede på midten af hver blomst, mens positive scoringer indikerer, at de kiggede mod højre, og negative scoringer indikerer, at de kiggede mod venstre. SMG-gruppen havde positive scorer, hvilket indikerer, at de så mere til højre i gennemsnit efter stimulering, mens STG-gruppen havde negative scorer, hvilket indikerer, at de så mere til venstre efter stimulering. SMG og STG gruppe havde betydeligt forskellige hovedvinkel ændre score. (Højre). Gennemsnitlig hovedvinkel afbildet for hver deltager pre-TMS og post-TMS. STG-gruppen viste ikke stærke forskelle før og efter TMS stimulation, i modsætning til SMG deltagere, der syntes at se mere mod det rigtige synsfelt efter stimulering (som repræsenteret ved positive tal). Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 10
Figur 10: Asymmetriske målblomster med mindre kronblade til venstre (venstre) og mindre kronblade til højre (til højre).

Figure 11
Figur 11: Blomst til hoved vinkel - vinkel subtended af hovedets forreste akse og blomsten fra hovedet i det øjeblik, hvor blomsten blev plukket / identificeret Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 12
Figur 12: Bush vinkel - vinkel subtended af blomsten og midten af blomstens busk fra hovedet i det øjeblik, hvor blomsten blev plukket / identificeret Klik her for at se en større version af denne figur.

Figure 13
Figur 13. Gennemsnitlig ændring score for sekunder brugt på at se på hver blomst før og efter TMS. Negative resultater viser, at deltagerne brugte mindre tid på at se på blomster i post-TMS administration i forhold til pre-TMS administration, mens positive tal indikerer mere tid brugt på at se på blomster post-TMS. Data adskilles af, om blomster var placeret i venstre vs. højre billedfelt i det virtuelle miljø. Data blev også adskilt af gruppe (SMG vs STG). Blomster var begrænset til dem med et defekt kronblad i en skala fra 0,95. Selvom det ikke var statistisk signifikant, var der en marginal effekt af blomstervisfelt. Kvalitativt synes der at være større variation for blomster i venstre synsfelt i forhold til højre. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi har med succes induceret og målt USN symptomer med TMS og VR, henholdsvis. Selv om vi ikke havde betydelige resultater i forhold til falske forsøg, vi var i stand til at sammenligne flere målinger af egocentrisk forsømmelse (gennemsnitlig hovedvinkel, tid brugt på at se på blomster i enten hemispace) og allocentrisk forsømmelse (ydeevne i udvælgelsen af blomster med asymmetriske kronblade til venstre vs højre side) mellem de forskellige eksperimentelle grupper, og fundet betydelige forskelle i den gennemsnitlige hovedvinkel mellem emner stimuleret på STG og dem stimuleret på SMG og marginalt signifikante effekter i den gennemsnitlige visuelle akse. Af interesse er der stadig debat om det proportionale bidrag af tidsmæssige (STG) og parietal (PPC) bidrag til USN-relevante rumlige behandling12,43, og den øgede højrefløj hoved vinkel, vi opdagede i SMG-stimuleret gruppe kan give en vis støtte til konsekvenserne af PPC af egocentrisk sort usn.

Der var flere kritiske trin i denne protokol. Denne metode er begrænset af de subtile kliniske virkninger opnået med rTMS, så korrekt stimulation parametre og kortikale region målretning er kritisk - TMS stimulation intensitet bør altid være baseret på rMT og TMS spole målretning bør altid være præcist bestemt med høj opløsning MR-billeder og korrekt målretning software som Brainsight. Metoden er også begrænset af den relativt korte varighed af den hæmmende effekt skabt af rTMS stimulation (~ 20 minutter, eller omtrent varigheden af stimulation26), så hurtig overgang fra rTMS stimulation tilbage til VR eller papir &blyant opgaver er af afgørende betydning at opdage denne effekt. Sikring af, at VR-udstyret er konfigureret, og softwaren er korrekt kalibreret under pre-TMS VR-sessionerne, hjælper med at maksimere andelen af post-stimulationstid, der bruges på at indsamle data.

Som opregnet i indledningen har en række grupper udviklet nye VR-baserede værktøjer til vurdering af USN. Mange af disse systemer også udnytte de forskellige målefordele ved edb-opgaver, og nogle grupper har forsøgt at differentiere de forskellige undertyper af USN herunder udenpersonlig vs peripersonal forsømmelse symptomer og egocentriske vs allocentriske symptomer37,40. Vi mener, at metoden tilføjer to nye bidrag til dette eksisterende arbejde. For det første giver vi en bredere vifte af datasæt (hovedposition, øjensporing osv.), Der kan analyseres for at opdage og karakterisere selv subtile tilfælde af USN. For det andet fremkaldte vi USN-symptomer hos raske frivillige ved hjælp af TMS, hvilket hjalp med at sikre, at det VR-baserede diagnostiske værktøj isolerede inducerede USN-symptomer og undgik de mulige forvirrende virkninger af visuelle, motoriske og kognitive comorbiditeter, der ses hos erhvervede hjerneskadepatienter. Derudover står opgaven i kontrast til en tendens i nyere undersøgelser, der fokuserer på navigationsopgaver. Vi hævder, at en opgave, der kræver interaktion med en række distribuerede objekter på tværs af både venstre og højre hemispaces er potentielt mere krævende og kan øge følsomheden af VR-opgaven som et diagnostisk værktøj. Derudover giver dette format mulighed for mere af en spillignende opgave med flere forsøg, hvilket igen giver mulighed for titrering af opgavens sværhedsgrad fra runde til runde. Denne type titrering hjælper opgaven med at undgå lofts- og gulveffekter (dvs. at opgaven er for hård for dem med betydelige underskud eller for let for dem med subtile underskud).

Der er mange mulige fremtidige anvendelser af metoden. Med hensyn til studiet af USN mener vi, at tilføjelsen af øjensporingsdata vil gøre det muligt for VR-opgaver at skelne mellem opmærksomhedsmæssige og forsætlige symptomer ved at adskille datamåling af asymmetri af søgemønster fra data, der måler asymmetri af motorisk handling. Desuden kan TMS bruges til at isolere specifikke neurologiske underskud ud over USN, hvilket skaber et middel, hvormed efterforskere kan designe og validere en bred vifte af nye VR-værktøjer til at hjælpe med at diagnosticere og karakterisere disse underskud hos patienter, der lider af erhvervet hjerneskade. Selv om teknikken involverer raske deltagere og kunstige neurologiske underskud i et forsøg på pålideligt at isolere og karakterisere USN specifikt, mener vi, at VR-værktøjer, der er valideret ved metoden, derefter kan anvendes i populationer af patienter med blandede neurologiske underskud (motoriske, visuelle osv.) ved hjælp af brugergrænsefladeinnovationer som EEG- eller EMG-baserede hjernecomputergrænseflader44, 45. Derudover kan VR-baserede opgaver som den, vi præsenterer her, også ændres til at fungere som kognitive rehabiliteringsværktøjer, et voksende forsknings- og udviklingsområde31,46.

Vi stod over for en række frustrerende problemer med testning. Eye tracking blev uncalibrated på små skift i HMD's position og softwaren undertiden mislykkedes. Ansøgningen havde brug for mere udvikling og lidt af korrigerelige spørgsmål som emne udgangsposition og vifte af blomst placering (nogle blomster blev placeret uden for emnets synsfelt og ugyldiggjort nogle forsøg). Vi havde for få emner. Ikke desto mindre var vi stadig i stand til at opdage de subtile forstyrrelser af to neurale netværk forbundet med USN med det nye VR-værktøj. Mens det ambitiøse eksperiment gav marginale resultater, mener vi, at mange af de udfordringer, det står over for, vil blive forbedret, efterhånden som teknologien fortsætter med at forbedre sig. Vi hævder, at løftet om resultaterne, i kombination med andre opmuntrende tendenser inden for området, understøtter ideen om, at VR-systemer er et fremragende substrat til udvikling af nye diagnostiske værktøjer til USN.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af University Research Fund (URF) fra University of Pennsylvania, og American Heart Association's Student Scholarships i Cerebrovascular Disease &Stroke. Særlig tak til forskere, klinikere og personale i Laboratoriet for Kognition og Neural Stimulation for deres løbende støtte.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
AirFilm Coil (AFC) Rapid Version Magstim N/A Air-cooled TMS coil
Alienware 17 R4 Laptop Dell N/A NVIDIA GeForce GTX 1060 (full specs at https://topics-cdn.dell.com/pdf/alienware-17-laptop_users-guide_en-us.pdf)
BrainSight 2.0 TMS Neuronavigation Software Rogue Research Inc N/A TMS neural targeting software
CED 1902 Isolated pre-amplifier Cambridge Electronic Design Limted N/A EMG pre-amplifier
CED Micro 401 mkII Cambridge Electronic Design Limted N/A Multi-channel waveform data acquisition unit
CED Signal 5 Cambridge Electronic Design Limted N/A Sweep-based data acquisition and analysis software. Used to measure TMS evoked motor responses.
HTC Vive Binocular Add-on Pupil Labs N/A HTC Vive, Vive Pro, or Vive Cosmos eye tracking add-on with 2 x 200Hz eye cameras.
Magstim D70 Remote Coil Magstim N/A Hand-held TMS coil
Magstim Super Rapid 2 plus 1 Magstim N/A Transcranial Magnetic Stimulation Unit
Unity 2018 Unity N/A cross-platform VR game engine
Vive Pro HTC Vive N/A VR hardware system with external motion sensors; 1440x1600 pixels per eye, 90 Hz refresh rate, 110° FoV

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Heilman, K. M., Bowers, D., Coslett, H. B., Whelan, H., Watson, R. T. Directional Hypokinesia: Prolonged Reaction Times for Leftward Movements in Patients with Right Hemisphere Lesions and Neglect. Neurology. 35 (6), 855-859 (1985).
  2. Paolucci, S., Antonucci, G., Grasso, M. G., Pizzamiglio, L. The Role of Unilateral Spatial Neglect in Rehabilitation of Right Brain-Damaged Ischemic Stroke Patients: A Matched Comparison. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 82 (6), 743-749 (2001).
  3. Ringman, J. M., Saver, J. L., Woolson, R. F., Clarke, W. R., Adams, H. P. Frequency, Risk Factors, Anatomy, and Course of Unilateral Neglect in an Acute Stroke Cohort. Neurology. 63 (3), 468-474 (2004).
  4. Jutai, J. W., et al. Treatment of visual perceptual disorders post stroke. Topics in Stroke Rehabilitation. 10 (2), 77-106 (2003).
  5. Buxbaum, L. J., et al. Hemispatial Neglect: Subtypes, Neuroanatomy, and Disability. Neurology. 62 (5), 749-756 (2004).
  6. Numminen, S., et al. Factors Influencing Quality of Life Six Months after a First-Ever Ischemic Stroke: Focus on Thrombolyzed Patients. Folia Phoniatrica et Logopaedica: Official Organ of the International Association of Logopedics and Phoniatrics (IALP). 68 (2), 86-91 (2016).
  7. Ladavas, E. Is the Hemispatial Deficit Produced by Right Parietal Lobe Damage Associated with Retinal or Gravitational Coordinates. Brain: A Journal of Neurology. 110 (1), 167-180 (1987).
  8. Ota, H., Fujii, T., Suzuki, K., Fukatsu, R., Yamadori, A. Dissociation of Body-Centered and Stimulus-Centered Representations in Unilateral Neglect. Neurology. 57 (11), 2064-2069 (2001).
  9. Neggers, S. F., Vander Lubbe, R. H., Ramsey, N. F., Postma, A. Interactions between ego- and allocentric neuronal representations of space. Neuroimage. 31 (1), 320-331 (2006).
  10. Adair, J. C., Barrett, A. M. Spatial Neglect: Clinical and Neuroscience Review: A Wealth of Information on the Poverty of Spatial Attention. Annals of the New York Academy of Sciences. 1142, 21-43 (2008).
  11. Corbetta, M., Shulman, G. L. Spatial neglect and attention networks. Annual Review of Neuroscience. 34, 569-599 (2011).
  12. Marshall, J. C., Fink, G. R., Halligan, P. W., Vallar, G. Spatial awareness: a function of the posterior parietal lobe. Cortex. 38 (2), 253-260 (2002).
  13. Ellison, A., Schindler, I., Pattison, L. L., Milner, A. D. An exploration of the role of the superior temporal gyrus in visual search and spatial perception using TMS. Brain. (10), 2307-2315 (2004).
  14. Vallar, G., Calzolari, E. Unilateral spatial neglect after posterior parietal damage. Handb Clin Neurol; Theparietal lobe. Vallar, G., Coslett, H. B. , Elsevier. Amsterdam. 287-312 (2018).
  15. Shah-Basak, P. P., Chen, P., Caulfield, K., Medina, J., Hamilton, R. H. The Role of the Right Superior Temporal Gyrus in Stimulus-Centered Spatial Processing. Neuropsychologia. 113, 6-13 (2018).
  16. Verdon, V., Schwartz, S., Lovblad, K. O., Hauert, C. A., Vuilleumier, P. Neuroanatomy of hemispatial neglect and its functional components: a study using voxel-based lesion-symptom mapping. Brain. 133 (3), 880-894 (2010).
  17. Ghacibeh, G. A., Shenker, J. I., Winter, K. H., Triggs, W. J., Heilman, K. M. Dissociation of Neglect Subtypes with Transcranial Magnetic Stimulation. Neurology. 69 (11), 1122-1127 (2007).
  18. Chaudhari, A., Pigott, K., Barrett, A. M. Midline Body Actions and Leftward Spatial 'Aiming' in Patients with Spatial Neglect. Frontiers in Human Neuroscience. 9, 393 (2015).
  19. Rizzo, A. A., et al. Design and Development of Virtual Reality Based Perceptual-Motor Rehabilitation Scenarios. The 26th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , (2004).
  20. Steinicke, F. Being Really Virtual Immersive Natives and the Future of Virtual Reality. , Springer International Publishing. (2018).
  21. Tsirlin, I., Dupierrix, E., Chokron, S., Coquillart, S., Ohlmann, T. Uses of Virtual Reality for Diagnosis, Rehabilitation and Study of Unilateral Spatial Neglect: Review and Analysis. CyberPsychology & Behavior. 12 (2), 175-181 (2009).
  22. Barrett, A. M., et al. Cognitive Rehabilitation Interventions for Neglect and Related Disorders: Moving from Bench to Bedside in Stroke Patients. Journal of Cognitive Neuroscience. 18 (7), 1223-1236 (2006).
  23. Ricci, R., et al. Effects of attentional and cognitive variables on unilateral spatial neglect. Neuropsychologia. 92, 158-166 (2016).
  24. Bonato, M. Neglect and Extinction Depend Greatly on Task Demands: A Review. Frontiers in Human Neuroscience. 6, 195 (2012).
  25. Grattan, E. S., Woodbury, M. L. Do Neglect Assessments Detect Neglect Differently. American Journal of Occupational Therapy. 71, 3 (2017).
  26. Rossi, S., Hallett, M., Rossini, P. M., Pascual-Leone, A. Safety of TMS Consensus Group. Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research. Clinical Neurophysiology. 120 (12), 2008-2039 (2009).
  27. Pascual-Leone, A., Walsh, V., Rothwell, J. Transcranial Magnetic Stimulation in Cognitive Neuroscience - Lesion, Chronometry, and Functional Connectivity. Current Opinion in Neurobiology. 10 (2), 232-237 (2000).
  28. Oliveri, M., et al. Interhemispheric Asymmetries in the Perception of Unimanual and Bimanual Cutaneous Stimuli. Brain. 122 (9), 1721-1729 (1999).
  29. Salatino, A., et al. Transcranial Magnetic Stimulation of Posterior Parietal Cortex Modulates Line-Length Estimation but Not Illusory Depth Perception. Frontiers in Psychology. 10, (2019).
  30. Oliveri, M., Vallar, G. Parietal versus temporal lobe components in spatial cognition: Setting the mid-point of a horizontal line. Journal of Neuropsychology. 3, Pt 2 201-211 (2009).
  31. Ogourtsova, T., Souza Silva, W., Archambault, P. S., Lamontagne, A. Virtual Reality Treatment and Assessments for Post-Stroke Unilateral Spatial Neglect: A Systematic Literature Review. Neuropsychological Rehabilitation. 27 (3), 409-454 (2017).
  32. Pedroli, E., Serino, S., Cipresso, P., Pallavicini, F., Riva, G. Assessment and rehabilitation of neglect using virtual reality: a systematic review. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 9, 226 (2015).
  33. Peskine, A., et al. Virtual reality assessment for visuospatial neglect: importance of a dynamic task. Journal of Neurology, Neurosurgery, and Psychiatry. 82 (12), 1407-1409 (2011).
  34. Mesa-Gresa, P., et al. Clinical Validation of a Virtual Environment Test for Safe Street Crossing in the Assessment of Acquired Brain Injury Patients with and without Neglect. Human-Computer Interaction - INTERACT 2011 Lecture Notes in Computer Science. , 44-51 (2011).
  35. Aravind, G., Lamontagne, A. Perceptual and Locomotor Factors Affect Obstacle Avoidance in Persons with Visuospatial Neglect. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 11 (1), 8 (2014).
  36. Pallavicini, F., et al. Assessing Unilateral Spatial Neglect Using Advanced Technologies: The Potentiality of Mobile Virtual Reality. Technology and Health Care. 23 (6), 795-807 (2015).
  37. Glize, B., et al. Improvement of Navigation and Representation in Virtual Reality after Prism Adaptation in Neglect Patients. Frontiers in Psychology. 8, (2017).
  38. Yasuda, K., Muroi, D., Ohira, M., Iwata, H. Validation of an Immersive Virtual Reality System for Training near and Far Space Neglect in Individuals with Stroke: a Pilot Study. Topics in Stroke Rehabilitation. 24 (7), 533-538 (2017).
  39. Spreij, L. A., Ten Brink, A. F., Visser-Meily, J. M. A., Nijboer, T. C. W. Simulated Driving: The Added Value of Dynamic Testing in the Assessment of Visuo-Spatial Neglect after Stroke. Journal of Neuropsychology. 31, (2018).
  40. Ogourtsova, T., Archambault, P. S., Lamontagne, A. Post-Stroke Unilateral Spatial Neglect: Virtual Reality-Based Navigation and Detection Tasks Reveal Lateralized and Non-Lateralized Deficits in Tasks of Varying Perceptual and Cognitive Demands. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation. 15, 1 (2018).
  41. Ogourtsova, T., Archambault, P., Sangani, S., Lamontagne, A. Ecological Virtual Reality Evaluation of Neglect Symptoms (EVENS), Effects of Virtual Scene Complexity in the Assessment of Poststroke Unilateral Spatial Neglect. Neurorehabilitation and Neural Repair. 32 (1), 46-61 (2018).
  42. Ricci, R., Chatterjee, A. Context and crossover in unilateral neglect. Neuropsychologia. 39 (11), 1138-1143 (2001).
  43. Karnath, H. O., Ferber, S., Himmelbach, M. Spatial awareness is a function of the temporal not the posterior parietal lobe. Nature. 411, 950-953 (2001).
  44. Spicer, R., Anglin, J., Krum, D. M., Liew, S. REINVENT: A low-cost, virtual reality brain-computer interface for severe stroke upper limb motor recovery. 2017 IEEE Virtual Reality (VR). , Los Angeles, CA. 385-386 (2017).
  45. Vourvopoulos, A., et al. Effects of a Brain-Computer Interface With Virtual Reality (VR) Neurofeedback: A Pilot Study in Chronic Stroke Patients. Frontiers in Human Neuroscience. 13, 210 (2019).
  46. Gammeri, R., Iacono, C., Ricci, R., Salatino, A. Unilateral Spatial Neglect After Stroke: Current Insights. Neuropsychiatric Disease and Treatment. 16, 131-152 (2020).

Tags

Medicin virtual reality forsømmelse diagnostik teknologi slagtilfælde neurologi
Virtual Reality-værktøjer til vurdering af ensidig rumlig forsømmelse: En ny mulighed for dataindsamling
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Schwab, P. J., Miller, A., Raphail,… More

Schwab, P. J., Miller, A., Raphail, A. M., Levine, A., Haslam, C., Coslett, H. B., Hamilton, R. H. Virtual Reality Tools for Assessing Unilateral Spatial Neglect: A Novel Opportunity for Data Collection. J. Vis. Exp. (169), e61951, doi:10.3791/61951 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter