Sanal Prizma Adaptasyon Terapisi: Sağlıklı Yetişkinlerde Doğrulama Protokolü
February 12th, 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.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Genel Bakış
Bu deneysel protokol, sağlıklı yetişkinlerde sanal prizma adaptasyon tedavisi (VPAT) kullanımını ve geleneksel prizma adaptasyon terapisini taklit etme potansiyelini gösterir. Çalışma, VPAT ile fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi arasındaki ilişkiyi, korteks aktivasyonu üzerindeki etkilerini değerlendirmek için araştırır.
Çalışmanın Temel Bileşenleri
Bilim Alanı
- Nörobilim
- Rehabilitasyon
- Sanal Gerçeklik
Arka Plan
- Prizma adaptasyon terapisi, hemispasyal ihmal olan hastalar için kullanılır.
- Sanal prizma adaptasyon terapisi, daha uygun maliyetli ve daha kolay uygulanabilir olmayı amaçlar.
- Bu teknik, inme hastaları için rehabilitasyon stratejileri hakkında bilgi sağlayabilir.
- Erişilebilirlik için bir sanal gerçeklik oyun motorunu kullanır.
Çalışmanın Amacı
- VPAT'in mekansal yeniden hizalama etkinliğini değerlendirmek.
- VPAT'in korteks aktivasyonu üzerindeki etkisini belirlemek.
- Geleneksel terapi yerine VPAT kullanmanın uygulanabilirliğini araştırmak.
Kullanılan Yöntemler
- Sanal prizma adaptasyon terapisinin uygulanması.
- Korteks aktivasyonunu ölçmek için fonksiyonel yakın kızılötesi spektroskopi.
- VPAT ve geleneksel terapi arasındaki davranışsal adaptasyonların karşılaştırılması.
- Sistem kurulumunun ve kullanıcı deneyiminin değerlendirilmesi.
Ana Sonuçlar
- VPAT, geleneksel terapi ile benzer davranışsal adaptasyonları tetikleyebilir.
- Sağlıklı yetişkinlerde VPAT'in uygulanabilirliği gösterildi.
- VPAT ile ilişkili korteks aktivasyonu değişikliklerinin kanıtı.
- Rehabilitasyon için klinik ortamlarda VPAT kullanma potansiyeli.
Sonuçlar
- VPAT, geleneksel prizma adaptasyon terapisine umut verici bir alternatiftir.
- Klinik popülasyonlarda etkinliğini doğrulamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır.
- Bu yöntem, hemispasyal ihmal için rehabilitasyon yaklaşımlarını geliştirebilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Executive Industry Relevance
Virtual prism adaptation therapy (VPAT) offers a cost-effective, scalable approach to assess spatial realignment and cortical activation in neurorehabilitation research. By leveraging virtual reality and fNIRS, VPAT enables mechanistic de-risking of therapeutic hypotheses related to visuospatial motor integration. This supports target validation and predictive confidence in early discovery for stroke-related cognitive deficits.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses on spatial realignment mechanisms in hemispatial neglect models.
- Operational Value: Enables functional target validation through quantifiable behavioral error reduction and cortical activation patterns.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by providing measurable biomarkers of visuospatial adaptation prior to clinical investment.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated neurobehavioral readouts (pointing error, deviation angle) for high-throughput compound or intervention screening.
- Reproducibility: Standardized calibration protocols (screen and hand position) ensure consistent quantitative outputs across operators and sites.
- Scalability: VR-based system allows rapid deployment and adaptation across diverse participant pools without physical prism hardware constraints.
Translational & Preclinical Research
- Translational Continuity: Bridges discovery-phase mechanistic insights with preclinical validity via fNIRS-measured cortical activation in dorsolateral prefrontal and parietal regions.
- Risk-Adjusted Advancement: Enables go/no-go decisions based on convergent behavioral and neurophysiological adaptation thresholds.
- Disease-Relevant System: Models visuospatial dysfunction relevant to stroke-induced hemispatial neglect, supporting biomarker-aligned preclinical validation.
Pipeline & Workflow Integration
VPAT fits within the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis-driven assessment of neurorepair mechanisms before lead optimization.
- Discovery Biology: Tests pathway-specific hypotheses involving visuomotor integration and attentional reorienting networks.
- Screening: Delivers standardized, quantitative behavioral readouts (pointing error median) suitable for intervention comparison.
- Analytics: Generates fNIRS-derived cortical activation maps that inform target engagement and mechanistic de-risking.
- Translational Research: Alters with preclinical validity through homologous cortical activation patterns in healthy models predictive of patient response.
- Enterprise Reuse: Platform-agnostic VR/fNIRS framework supports reuse across cognitive motor domains beyond neglect.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by linking behavioral adaptation to prefrontal-parietal cortical activation.
- Operational Value: Eliminates physical prism constraints, enabling faster setup, lower cost, and easier parameter adjustment.
- Strategic Value: Improves go/no-go confidence through multimodal validation (behavioral + neuroimaging), reducing late-stage failure risk.
- Portfolio Impact: Facilitates risk-adjusted prioritization of neurorehabilitation candidates using objective neurobehavioral thresholds.
Implementation Considerations
- Requires expertise in VR system calibration, fNIRS montage placement, and neurobehavioral task design.
- Dependent on functional near infrared spectroscopy hardware, VR head-mounted display, and depth-sensing camera integration.
- Necessitates cross-team standardization of calibration protocols (screen and hand position) for reproducible multi-site deployment.
- Adaptation considerations include adjusting deviation angles and target distances for varied motor abilities and visual fields.
- Practical limitation: Current validation limited to healthy adults; clinical translation requires stroke patient data.
