Sanal Prizma Adaptasyon Terapisi: Sağlıklı Yetişkinlerde Doğrulama Protokolü
12 Şubat 2020
Bu deneysel protokol, sağlıklı erişkinlerde sanal prizma adaptasyon terapisinin (VPAT) kullanımını ve VPAT ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi arasındaki ilişkiyi gösterilmiş olup VPAT'ın kortikal aktivasyon üzerindeki etkisini belirlemeyi gerektirir. Sonuçlar VPAT'ın uygulanabilir olabileceğini ve konvansiyonel prizma adaptasyon terapisigibi benzer davranışsal adaptasyona yol açabileceğini göstermektedir.
Deneysel protokolümüz prizma adaptasyon tedavisinin hemispatial ihmali olan hastalar için etkili olup olmadığını ve sanal prizma adaptasyon terapi sistemimizin mekansal yeniden hizalama ve kortikal aktivasyonu teşvik edip etmediğini ele alabilir. Sanal prizma adaptasyon terapisi daha az maliyetli, kurulumu daha hızlı ve geleneksel prizma adaptasyonuna göre daha kolay ayarlanacak şekilde geliştirilmiştir. Bu teknik hemispatial ihmal imal eden hastalarda konvansiyonel prizma tedavisiyerine kullanılabilir, çünkü konvansiyonel prizma adaptasyonunun etkilerini taklit edebilir.
Bu yöntem inme tedavisi için sanal gerçeklik kullanımı için bir potansiyel önerir ve sanal rehabilitasyon alanında hemispatial ihmal rehabilitasyon içine fikir verebilir. Sistem sanal gerçeklik oyun motoru dayalı olmasına rağmen ve bu nedenle kolayca kullanılır. Hazırlık ile dikkat emin olun.
İşlevsel yakın kızılötesi spektroskopi ölçüm kurulumu için, katılımcının düz bir sırtla bir sandalyeye oturmasını ve katılımcının elinin uzanırken masaya değmeyeceğini doğrulat. Daha sonra, katılımcının baş çevresine göre uygun fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi boyutunu seçin ve tepe noktası inion ve nasion ve sol preauriküler ve sağ preauriküler alanlar arasındaki orta nokta kesiştiği yerde yer böylece katılımcının kafasına kapağı yerleştirin. Montajı ekranda görüntüleyin ve montaja 15 kaynak ve 24 dedektör bağlayın.
Optode eklemeden önce kritik ise ışık kaynağından elde edilen kazancı artırmak için iletken jel kullanın ve katılımcının üzerinde istinat kapağı yerleştirin. Yazılımı kurmak için, kızılötesi spektroskopi sistemi yazılımının yakınında işlevsel çalıştırın ve ihmal montajını yükleyin. Ekranda görüntülenen montaj ile montaja göre 15 kaynak ve 24 dedektör ayarlayın ve kalibrasyon'a tıklayın.
Sanal prizma adaptasyon tedavi sistemini kalibre etmek için, ilk olarak sanal gerçeklik kafasını niçin işlevli kızılötesi spektroskopi kapağının üzerine monte edin ve kapağı rahatsız etmemeye özen gösterin. Ekran yerinde yken, sanal prizma adaptasyon terapisi yazılımını açın ve katılımcının bilgilerini girin. Başlat'ı tıklatın ve ekrandaki sanal elin görselleştirilmesini onaylayın.
İki aşamalı kalibrasyonu başlatın ve katılımcıya ekranın ortasındaki kırmızı çapraz işareti izlemesini talimatını ver. Ardından ekranı kalibre etmek için R tuşuna basın. Katılımcıya hedefi sağ elinizle işaret etmesini öğretin.
Ardından el pozisyonunu ayarlamak için O tuşuna basın. El aralığında kalibrasyon için yeterli alan sağlanmalı ve el hedef konumu belirlemek için çok uzağa germemelidir. Kalibrasyonun sonunda, katılımcının deneyi başlatmaya ve prizma modu olmadan sistemi başlatmaya hazır olup olmadığını onaylayın.
İşlevsel yakın kızılötesi spektroskopi kaydıyla aynı anda dört aşamalı bir deneme başlatmak için başlangıç tuşunu tıklatın ve katılımcıya uygun simgenin görünmesinden sonraki üç saniye içinde sağ işaret parmağıyla işaret etmesini veya tıklatmasını bildirin. Sanal prizma adaptasyon modunda, küme sapma açısı sanal bir el sapması ile sonuçlanır. Yeşil el, kullanıcıya gösterilmeyen gerçek el tanınan konumdur.
Mavi eller kullanıcıya gösterilen sapma elleridir. Sapma modunda, kullanıcının eli hedefe giderek daha yakın tutmak için sol yönde uzanır. Tıklatma bloğu için katılımcıya butona basmatalimatı ver.
Her aşama işaret etme, tıklatma veya dinlenme bloklarından oluşacaktır. Bu temsili grafikte, dört sağlıklı katılımcının işaret hatası, 30 saniye süren her işaret görevinin alt aşamasındaki 10 denemeden ortalama ortanca değerle gösterilir. Burada, her konu için işaretleme hatası sanal prizma adaptasyon tedavisi aşamaları ve post prizmatik adaptasyon sırasında bir adaptasyon gösteren sunulmaktadır.
Sanal alanı kullanıcının görsel aralığının önüne yerleştirmek için ekran kalibrasyonunu kullanın ve hedefi kullanıcının erişemeyeceği yere yerleştirmek için hedef mesafe kalibrasyonundan yararlanın. Sağlıklı yetişkin gönüllüler üzerinde çalıştık, ama bu teknoloji klinik hastalarda kullanılabilir. Buna ek olarak, verilerin gerçek prizma sınıfları ile karşılaştırılması anlamlı olabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu deneysel protokol, sağlıklı yetişkinlerde sanal prizma adaptasyon terapisinin (VPAT) kullanımını ve geleneksel prizma adaptasyon terapisini taklit etme potansiyelini göstermektedir. Çalışma, kortikal aktivasyon üzerindeki etkilerini değerlendirmek için VPAT ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi arasındaki ilişkiyi incelemektedir.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Rehabilitasyon
- Sanal Gerçeklik
Arka Plan
- Prizma adaptasyon tedavisi, hemispatial ihmali olan hastalar için kullanılır.
- Sanal prizma adaptasyon tedavisi, daha maliyet etkin ve uygulanması daha kolay olmayı amaçlamaktadır.
- Bu teknik, inme hastaları için rehabilitasyon stratejilerine dair içgörüler sağlayabilir.
- Erişilebilirlik için bir sanal gerçeklik oyun motoru kullanılır.
Çalışmanın Amacı
- VPAT'nin mekansal yeniden hizalanma üzerindeki etkinliğini değerlendirmek.
- VPAT'nin kortikal aktivasyon üzerindeki etkisini belirlemek.
- VPAT'nin geleneksel tedaviye alternatif olarak kullanılabilirliğini araştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Sanal prizma adaptasyon terapisinin uygulanması.
- Kortikal aktivasyonu ölçmek için fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi.
- VPAT ile geleneksel terapi arasındaki davranışsal adaptasyonların karşılaştırılması.
- Sistem kurulumunun ve kullanıcı deneyiminin değerlendirilmesi.
Ana Sonuçlar
- VPAT, konvansiyonel terapiye benzer davranışsal adaptasyonlar meydana getirebilir.
- VPAT'nin sağlıklı yetişkinlerdeki uygulanabilirliği gösterilmiştir.
- VPAT ile ilişkili kortikal aktivasyon değişikliklerine dair kanıtlar.
- VPAT'nin rehabilitasyon için klinik ortamlarda kullanılma potansiyeli.
Sonuçlar
- VPAT, geleneksel prizma adaptasyon terapisine karşı gelecek vadeden bir alternatiftir.
- Klinik popülasyonlardaki etkinliğini doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
- Bu yöntem, hemispatial ihmal için rehabilitasyon yaklaşımlarını geliştirebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Yönetici Sektörel Uygunluğu
Sanal prizma adaptasyon terapisi (VPAT), nörorehabilitasyon araştırmalarında mekansal yeniden hizalamayı ve kortikal aktivasyonu değerlendirmek için maliyet etkin ve ölçeklenebilir bir yaklaşım sunar. VPAT, sanal gerçeklik ve fNIRS kullanarak, vizyospatial motor entegrasyonla ilgili terapötik hipotezlerin mekanistik olarak risklerinin azaltılmasına olanak tanır. Bu durum, inme ile ilişkili bilişsel eksikliklere yönelik erken keşif süreçlerinde hedef doğrulamasını ve öngörü güvenini destekler.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Hemispatial ihmal modellerindeki uzamsal yeniden hizalama mekanizmalarına ilişkin terapötik hipotezleri sorgular.
- Operasyonel Değer: Ölçülebilir davranışsal hata azalması ve kortikal aktivasyon paternleri aracılığıyla fonksiyonel hedef doğrulamasına olanak tanır.
- Öngörücü Değer: Klinik yatırımdan önce vizyospatial adaptasyonun ölçülebilir biyobelirteçlerini sağlayarak portföy önceliklendirmesini destekler.
Tarama ve Analiz Geliştirme
- Analiz Hazırlığı: Yüksek kapasiteli bileşik veya müdahale taramaları için doğrulanmış nörodavranışsal çıktıları (işaretleme hatası, sapma açısı) hazırlar.
- Tekrar Edilebilirlik: Standartlaştırılmış kalibrasyon protokolleri (ekran ve el pozisyonu), operatörler ve merkezler arasında tutarlı nicel çıktılar sağlar.
- Ölçeklenebilirlik: VR tabanlı sistem, fiziksel prizma donanımı kısıtlamaları olmadan farklı katılımcı grupları arasında hızlı yayılım ve adaptasyona olanak tanır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Translasyonel Süreklilik: Dorsolateral prefrontal ve parietal bölgelerde fNIRS ile ölçülen kortikal aktivasyon aracılığıyla, keşif aşamasındaki mekanistik içgörüleri preklinik geçerlilikle ilişkilendirir.
- Riskten Arındırılmış İlerleme: Yakınsanan davranışsal ve nörofizyolojik adaptasyon eşikleri temelinde git/gitme kararlarına imkan tanır.
- Hastalıkla İlişkili Sistem: İnme kaynaklı hemispatial ihmal ile ilgili vizyospatyal disfonksiyonu modeller ve biyobelirteçle uyumlu preklinik doğrulamayı destekler.
Boru Hattı ve İş Akışı Entegrasyonu
VPAT, aday bileşik optimizasyonundan önce nöronal onarım mekanizmalarının hipotez odaklı değerlendirilmesine olanak tanıyarak, keşiften preklinik aşamaya kadar olan sürekliliğe uyum sağlar.
- Keşif Biyolojisi: Vizuomotor entegrasyon ve dikkatsel yeniden yönlendirme ağlarını içeren yola özgü hipotezleri test eder.
- Tarama: Müdahale karşılaştırmaları için uygun, standartlaştırılmış ve kantitatif davranışsal çıktıların (işaretleme hata medyanı) sağlanmasını gerçekleştirir.
- Analizler: Hedef etkileşimini ve mekanik risk azaltmayı bilgilendiren fNIRS kaynaklı kortikal aktivasyon haritaları üretir.
- Translasyonel Araştırma: Hasta yanıtını öngören, sağlıklı modellerdeki homolog kortikal aktivasyon paternleri aracılığıyla preklinik geçerlilik sağlar.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Platformdan bağımsız VR/fNIRS çerçevesi, ihmal ötesindeki bilişsel motor alanlarda yeniden kullanıma destek verir.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Davranışsal adaptasyonu prefrontal-parietal kortikal aktivasyonla ilişkilendirerek mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Fiziksel prizma kısıtlamalarını ortadan kaldırarak daha hızlı kurulum, daha düşük maliyet ve daha kolay parametre ayarı sağlar.
- Stratejik Değer: Multimodal doğrulama (davranışsal + nörogörüntüleme) yoluyla go/no-go güvenini artırır ve geç aşama başarısızlık riskini azaltır.
- Portföy Etkisi: Objektif nörodavranışsal eşikler kullanarak nörorehabilitasyon adaylarının risk ayarlı önceliklendirmesini kolaylaştırır.
Uygulama Hususları
- VR sistem kalibrasyonu, fNIRS montaj yerleşimi ve nörodavranışsal görev tasarımı konularında uzmanlık gerektirir.
- Fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi donanımına, VR başlığa ve derinlik algılayıcı kamera entegrasyonuna bağımlıdır.
- Çok merkezli uygulamalarda tekrarlanabilirlik için kalibrasyon protokollerinin (ekran ve el pozisyonu) ekipler arası standardizasyonunu gerektirir.
- Adaptasyon değerlendirmeleri arasında, farklı motor yetenekler ve görsel alanlar için sapma açılarının ve hedef mesafelerinin ayarlanması yer alır.
- Pratik kısıtlama: Mevcut doğrulama sağlıklı yetişkinlerle sınırlıdır; klinik uygulamaya geçiş için inme hastalarına ait verilere ihtiyaç duyulmaktadır.
