Misura della cinematica dei movimenti di vita quotidiana con sistemi di Motion Capture in realtà virtuale

Behavior

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Summary

Abbiamo progettato un test di realtà virtuale per valutare le attività strumentali della vita quotidiana (IADL) con un sistema di motion capture. Vi proponiamo una dettagliata analisi cinematica per interpretare il partecipante vari movimenti, tra cui traiettoria, distanza commovente e il tempo di completamento per valutare le capacità IADL.

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Seo, K., Lee, A., Kim, J., Ryu, H., Choi, H. Measuring the Kinematics of Daily Living Movements with Motion Capture Systems in Virtual Reality. J. Vis. Exp. (134), e57284, doi:10.3791/57284 (2018).

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Abstract

L'impossibilità di completare le attività strumentali della vita quotidiana (IADL) è un precursore di varie malattie neuropsicologiche. Valutazioni basate su questionario di IADL sono inclini a pregiudizi soggettivi ma facile da usare. Qui, descriviamo un test romanzo realtà virtuale (VR) per valutare due compiti complessi di IADL: gestione delle transazioni finanziarie e con i mezzi pubblici. Mentre un partecipante esegue le attività in un ambiente di VR, un movimento di acquisire tracce di sistema la posizione e l'orientamento della mano dominante e la testa in un sistema di coordinate cartesiano tridimensionale. Cinematica dei dati grezzi vengono raccolti e convertito in 'performance cinematica misure,' cioè, movimento traiettoria, distanza commovente, tempo di completamento. Traiettoria di movimento è il percorso di una determinata parte del corpo (ad esempio, la mano dominante o testa) nello spazio. Distanza commovente si riferisce alla distanza totale della traiettoria, e tempo di completamento è quanto ci è voluto per completare un compito IADL. Queste misure cinematiche potrebbero discriminare i pazienti con danno conoscitivo da controlli sani. Lo sviluppo di questo protocollo di misurazione cinematico permette la rilevazione dei primi danni conoscitivi relativi IADL.

Introduction

Attività strumentali della vita (IADL), come gestire le transazioni finanziarie, con i mezzi pubblici e cucina, sono marcatori medicali poiché richiedono più funzioni neuropsicologiche1quotidiana. Alterata funzionalità IADL sono quindi considerate precursori di malattie neurologiche, quali danno conoscitivo delicato (MCI) e demenza2. Rassegna completa di oro di IADL attività3 indicato che attività cognitivamente più impegnative, come la gestione delle finanze e con i mezzi pubblici, il preannunciatore più in anticipo di MCI e demenza.

Ad oggi, le valutazioni più comunemente usate di IADL sono questionari auto-riferiti, questionari basati su informatore e valutazioni basate su prestazioni4. Valutazioni basate su questionario di IADL sono conveniente e facile da usare, ma sono inclini a pregiudizi soggettivi. Per esempio, quando auto-segnalazione, i pazienti tendono a over o under estimate loro IADL capacità5. Allo stesso modo, informatori giudicar malee funzionalità IADL a causa dell'osservatore percezioni erronee o lacune di conoscenza4. Così, le valutazioni basate sulle prestazioni che chiedere ai pazienti di svolgere compiti specifici IADL sono state preferite, anche se molte delle attività sono inadeguate per una regolazione clinica generale6.

Recentemente, la realtà virtuale (VR) studi hanno dimostrato che questa tecnologia potrebbe avere significative applicazioni in medicina e sanità, che comprende tutto, dalla formazione alla riabilitazione a valutazione medica7. Tutti i partecipanti possono essere testati alle stesse condizioni VR, che imitano il mondo reale. Per esempio, Allain et al. 8 ha sviluppato un'attività virtuale di caffè e ha mostrato che i pazienti con danno conoscitivo eseguito l'attività male. Klinger et al. 9 ha sviluppato un altro ambiente di VR per mailing e attività di shopping e trovato una relazione significativa tra il tempo di completamento di attività in VR e risultati dei test neuropsicologici. Gli studi di valutazione IADL precedenti-VR sono principalmente concentrati sugli indicatori di performance semplice come tempo di reazione o precisione quando si utilizzano dispositivi di input tradizionali come ad esempio un mouse e tastiera8,9. Ulteriori dati di prestazioni relativi IADL occorre pertanto allo schermo in modo efficiente per i pazienti con MCI4.

Analisi cinematica di dati di cattura del movimento in tempo reale è un approccio potente per documentare quantitativamente dati di prestazioni associati alle attività IADL. Ad esempio, bianco et al. 10 ha sviluppato una cucina virtuale che acquisisce dati angolo articolare del partecipante durante le attività quotidiane di vita e utilizzato i dati acquisiti per valutare quantitativamente l'efficacia della terapia fisica. Dimbwadyo-Terrer et al. 11 ha sviluppato un ambiente immersivo di VR per valutare le prestazioni degli arti superiori, lo svolgimento di attività di vita quotidiane di base e ha mostrato che i dati cinematici registrati in un ambiente di VR altamente correlato con scale funzionali dell'arto superiore. Queste analisi cinematiche con sistemi di motion capture potrebbero fornire ulteriori opportunità per valutare rapidamente danno conoscitivo12 di un paziente. L'inclusione dei dati cinematici dettagliati nello screening per i pazienti con MCI ha migliorato significativamente la classificazione dei pazienti rispetto ai controlli sani13.

Qui, descriviamo un protocollo per valutare la cinematica dei movimenti di vita quotidiana con sistemi di motion capture in un ambiente immersivo di VR. Il protocollo comprende due compiti complessi di IADL: "attività 1: prelevare denaro" (gestione delle transazioni finanziarie) e "attività 2: prendere l'autobus" (mezzi pubblici). Mentre le attività sono state eseguite, un sistema di motion capture tracciate la posizione e l'orientamento della mano dominante e la testa. Dopo aver completato le attività 1, traiettoria mano dominante, distanza commovente e tempo di completamento sono stati raccolti. Nel passaggio 2, testa traiettoria, distanza commovente e tempo di completamento sono stati raccolti. La sezione di rappresentante risultati in questo articolo i dettagli la prova preliminare dei pazienti con MCI (cioè, le funzionalità IADL sono alterate) rispetto ai controlli sani (cioè, le funzionalità IADL sono intatte).

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Protocol

Tutte le procedure sperimentali descritte qui sono state approvate dalla istituzionale Review Board di Hanyang University, secondo la dichiarazione di Helsinki (HYI-15-029-2). 6 controlli sani (4 maschi e 2 femmine) e 6 pazienti MCI (3 maschi e 3 femmine) sono stati reclutati da un centro medico terziario, Hanyang University Hospital.

1. reclutare partecipanti

  1. Reclutare i pazienti con MCI (cioè, alterata funzionalità IADL) e controlli sani (cioè, normale funzionalità IADL) di età compresa tra 70-80 anni.
  2. Con l'aiuto di un neurologo con più di 10 anni di esperienza clinica, rivedere l'anamnesi dei pazienti ed escludere i pazienti con una storia di malattie neurologiche/psichiatriche o intervento chirurgico al cervello.
    Nota: Utilizzare i seguenti test neuropsicologici: Mini Mental State esame-demenza Screening, coreano strumentale attività della vita quotidiana, libero e Cued Selective ricordando Test, Digit Span Test-avanti/indietro, Trail Making Test-A/B13 e i criteri di Albert et al. 14 per la diagnosi di MCI.

2. installare il Software VR e collegare i computer

  1. Installazione dell'hardware in camera dedicata simile alla Figura 1. Eseguire questo protocollo in un dimensione di una stanza virtuale ambiente immersivo (4 x 2,5 x 2,5 m3) contenente 4 computer, 4 stereoscopica tridimensionale (3D) Proiettori e 8 telecamere di rilevamento di movimento per tenere traccia della posizione e l'orientamento della mano dominante e testa durante le due attività IADL.
    Nota: Le tecnologie VR utilizzate in questo articolo sono computer hardware e software che offrono esperienze 3D immersive e interattive, mediante il quale gli eventi e oggetti realistici possono essere presentati in un ambiente virtuale. I dettagli di hardware e software sono descritti nella Tabella dei materiali.
  2. Garantire a che tutti i computer sono equipaggiati con il software necessario (pacchetto ridistribuibile di Visual Studio 2012 (x86), DirectX e MiddleVR o equivalente). Per MiddleVR, cioè, software middleware, controlla il sito Web15 per ottenere le ultime versioni delle librerie per i dispositivi di input, stereoscopia, clustering e interazioni.
  3. Collegare computer ai proiettori 3D stereoscopici. Le impostazioni grafiche sono risoluzione di 1920 x 1080 pixel.
  4. Creare un gruppo Home di Windows 10 per collegare 4 computer a una rete domestica. Nel computer principale, creare una cartella e condividerlo con altri computer del gruppo Home.
  5. Nel computer principale, avviare il software middleware. Fare clic sul pulsante "Cluster". Impostare il computer primario come server e altri computer come client. Questo consente di sincronizzare lo stato di tutti i dispositivi. Fare clic sul pulsante "nodi 3D". Specificare la posizione, orientamento e dimensioni dello schermo di ambiente virtuale.
  6. Completare le impostazioni basate sul sito Web15 e salvare il file di configurazione.

3. impostare sistemi di Motion Capture in un ambiente virtuale

  1. Montare 8 telecamere di rilevamento di movimento in un ambiente virtuale per coprire completamente il volume di cattura. Fissare saldamente telecamere affinché rimangano fissi durante l'acquisizione. Assicurare gli oggetti in un ambiente virtuale sarà visibili da almeno 2 telecamere in ogni momento.
  2. Installare software OptiTrack movente, vale a dire, software di cattura del movimento, nel computer principale usando il manuale di installazione16. Collegare il computer principale con i sistemi di cattura del movimento con cavi Ethernet di categoria 6.
  3. Calibrare i sistemi di cattura del movimento con le seguenti operazioni, come dettagliato nel manuale software16.
    1. Rimuovere tutti i riflessi estranei o marcatori inutili dal volume di cattura.
    2. Fare clic sul pulsante "Maschera visibile" per mascherare i riflessi indesiderati o interferenze ambientali.
    3. Fare clic sul pulsante "Avvia Wanding". Utilizzare la bacchetta di calibrazione per supportare la cattura di fotogrammi campione al fine di calcolare le rispettive posizioni e orientamenti nello spazio 3D.
    4. Fare clic sul pulsante "Calcola" per calibrare il sistema utilizzando campioni raccolti.
    5. Controllare i risultati di taratura (in ordine dal peggiore al migliore): poveri, fiera, buono, ottimo, ottimo ed eccezionale. Se il risultato è migliore di grande, fare clic sul pulsante "Applica". In caso contrario, fare clic sul pulsante "Annulla" e ripetere il processo di polke.
    6. Posto sulla Piazza di calibrazione all'interno dello spazio 3D dove si desidera che l'origine di trovarsi. Fare clic su "Set Ground Plane" per stabilire un sistema di coordinate 3D cingolati origine.
    7. Selezionare marcatori associati riflettenti per la mano dominante e la testa. Fare clic sul pulsante "Corpo rigido" e fare clic sul pulsante "Creare da marcatori selezionati".
  4. Sulla mozione software capture, aprire il menu di "Streaming". Verificare che il numero di porta elencato sia 3883 e selezionare la casella di "Trasmissione dati frame" nella categoria "VRPN Streaming Engine". Fare clic su "Ctrl" + "S" per salvare il file di calibrazione.
  5. Nel computer principale, avviare il software middleware. Fare clic sul pulsante "Dispositivi". Aggiungere un Tracker di VRPN per ottenere i dati di tracciamento dal sistema di motion capture e quindi salvare il file di configurazione.

4. preparare un ambiente virtuale per l'uso

  1. Rimuovere tutti gli oggetti riflettenti (cioè, orologi, anelli, orecchini, metalli, ecc.) dall'ambiente virtuale.
  2. Accendere il computer, proiettori 3D stereoscopici e sistemi di motion capture (360 fotogrammi al secondo).
  3. Una volta 4 computer sono in esecuzione, avviare il software di VRDaemon. Ad esempio, fare doppio clic su "VRDaemon.exe" che si trova in "C:\Program Files (x86) \MiddleVR\bin."
  4. Nel computer principale, avviare il software di cattura del movimento. Fare clic sul pulsante menu in alto con l'etichetta "Apri progetto esistente." Caricare il file di calibrazione della fotocamera.
  5. Nel computer principale, avviare il software middleware. Fare clic sul pulsante "Simulazioni". Caricare i file di configurazione e simulazione appropriati da una cartella condivisa.
  6. Sul software middleware, premere il pulsante "Esegui" per eseguire un'applicazione virtuale immersiva con i file di configurazione e simulazione selezionati.

5. familiarizzare il partecipante con l'ambiente virtuale

  1. Fornire al partecipante con occhiali stereoscopici pesa circa 50 g. La frequenza di visualizzazione degli occhiali stereoscopici è 192 Hz. Accertarsi che gli occhiali stereoscopici sono comodamente posizionati sopra gli occhi e le orecchie; vedere Figura 2A.
  2. Allegare marcatori riflettenti di peso inferiore a 1 g a mano dominante del partecipante e la testa. Fare attenzione a collegare i marcatori riflettenti strettamente; Vedi Figura 2B. Informare i partecipanti che possono liberamente muoversi o ruotare in un ambiente virtuale utilizzando il movimento della testa e può fare clic su oggetti virtuali con la mano dominante. Compare una mano virtuale in un ambiente virtuale per simulare la posizione del dito indice del partecipante; vedere la Figura 3.
  3. Chiedere al partecipante di muoversi liberamente (cioè, alzarsi, sedersi, andare a sinistra e andare a destra) in un ambiente virtuale per 5 min a familiarizzare con l'ambiente di VR. Quindi chiedi al partecipante di scegliere pulsanti virtuali per 5 min al fine di acquisire familiarità con il modo di interagire con oggetti virtuali con la mano dominante. Se il partecipante chiede uno, fornire un'altra sessione di allenamento di 10 min.
  4. Verifica se il partecipante è immune alla malattia di VR con un simulatore malattia questionario17.
    Attenzione: Il movimento sincronizzato di rilevamento sul display stereoscopico può causare malattia VR, che può provocare disagio, mal di testa, consapevolezza dello stomaco, nausea, vomito, pallore, sudorazione, affaticamento, sonnolenza, disorientamento e apatia. Se il partecipante si lamenta di affaticamento o il Punteggio di malattia del simulatore è troppo alto, arrestare il protocollo.

6. eseguire "attività 1: prelevare denaro"

Attenzione: Controbilanciare le sequenze di attività 1 e 2 attività per rimuovere l'effetto di riporto.

  1. Spiegare al partecipante i dettagli dell'attività e fornire l'8 azione passi per completare l'operazione in un ambiente virtuale. I passaggi sono (1) inserire la scheda in ATM, (2) selezionare il menu 'prelevare', (3) selezionare l'importo da prelevare, (4) selezionare il tipo di fattura, (5) Inserisci il PIN (personal identification number), (6) selezionare l'opzione di ricezione, (7) rimuovere la scheda e (8) prendere i soldi da l'ATM (vedere Figura 4).
  2. Nel computer principale, avviare il software middleware. Nella scheda "Simulazioni", selezionare un file di simulazione per l'attività 1 e un file di configurazione. Premere il pulsante "Esegui"; "Attività 1: prelevare denaro" verrà eseguito in un ambiente virtuale.
    Nota: Per i file di attività 1, vedere il file allegato "Task 1 ritirare Money.zip" nel File supplementare 1. Si noti che l'attività virtuale è stato sviluppato con il motore Unity 3D.
  3. Se il "attività 1: prelevare denaro" viene eseguito in ambiente virtuale, indicare al partecipante di eseguire come segue: "per favore, ritirare KRW 70.000 (equivalente a circa 60 USD) dal bancomat per lo shopping. Selezionare due diversi tipi di note, uno 50.000 KRW nota per 50.000 KRW e due 10.000 KRW note per 20.000 KRW. La password per la vostra transazione è la data odierna. Per esempio, se l'esperimento è effettuato su 11 novembre, il PIN è 1111. Conservare lo scontrino fiscale per ulteriore riferimento."
  4. Una volta terminata l'operazione, è possibile controllare i dati cinematici salvati in file CSV (valori separati da virgole) per un'ulteriore analisi da una cartella condivisa.
    Nota: Utilizzando i sistemi di cattura del movimento, durante "attività 1: prelevare denaro" registrare la posizione e l'orientamento della mano dominante, lo svolgimento di un'attività con una frequenza di registrazione di 1 ms.
  5. Dare circa 5 minuti di pausa al partecipante prima di iniziare "attività 2: prendere un autobus."

7. eseguire "attività 2: prendere un autobus"

  1. Spiegare al partecipante i dettagli dell'attività e fornire istruzioni su come completare "attività 2: prendere l'autobus" come segue: "si prega di aspettare alla fermata dell'autobus e prendere il bus di destinazione. Le informazioni di autobus destinazione avrà sullo schermo VR da un determinato numero di riga, il colore e la destinazione. Quando arriva l'autobus destinazione, assicuratevi di camminare fuori la fermata dell'autobus e alla porta d'ingresso del bus destinazione. 8 bus di destinazione diverso sarà casualmente generato ed ha presentato." Vedere la Figura 5.
  2. Nel computer principale, avviare il software middleware. Nella scheda "Simulazioni", selezionare un file di simulazione per l'attività 2 e un file di configurazione. Premere il pulsante "Esegui", quindi "attività 2: prendere l'autobus" verrà eseguito in un ambiente virtuale.
    Nota: Per i file di attività 2, vedere il file allegato "Task 2 prendere un Bus.zip" nel File supplementare 2. Si noti che l'attività virtuale è stato sviluppato con il motore Unity 3D.
  3. Se il "attività 2: prendere l'autobus" viene eseguito in ambiente virtuale, indicare al partecipante di aspettare alla fermata dell'autobus. Clicca il tasto "Barra spaziatrice" sulla tastiera per rendere gli autobus arrivano alla fermata dell'autobus.
  4. Una volta terminata l'operazione, controllare i dati cinematici salvati in file CSV per ulteriori analisi da una cartella condivisa.
    Nota: Utilizzando i sistemi di cattura del movimento, durante "attività 2: prendere l'autobus" registrare la posizione e l'orientamento della testa quando lo svolgimento di attività con una frequenza di registrazione di 1 ms.
  5. Il protocollo è completo. Aiutare il partecipante togliersi gli occhiali stereoscopici e staccare i marcatori riflettenti dalla mano dominante e la testa.

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Representative Results

CSV file da "attività 1: prelevare denaro" sono stati analizzati utilizzando il software statistico R per calcolare la traiettoria di mano dominante, la distanza commovente e il tempo di completamento. Viene visualizzata la traiettoria del movimento mano dominante (Figura 6). La distanza commovente della mano dominante viene calcolata sommando il totale distanze tra posizioni sequenziali della mano durante l'esecuzione di attività 1. La distanza tra le posizioni è la distanza euclidea. Tempo di completamento significa il tempo impiegato per completare l'intera attività (cioè, dal passo 1 "inserire la scheda nel ATM" al passaggio 8 "prendere denaro dal bancomat"). Per il codice R per l'analisi statistica, vedere il file allegato "Attività 1 R Code.docx" nel Supplemental File 3.

CSV file da "attività 2: prendere l'autobus" vengono analizzati per calcolare la traiettoria di testa, lo spostamento di distanza e il tempo di completamento utilizzando il software statistico R. Viene visualizzata la traiettoria del movimento testa (Figura 7). La distanza commovente della testa viene calcolata sommando il totale distanze tra le posizioni di testa sequenziale quando si eseguono attività 2. La distanza tra due posizioni è la distanza euclidea. Il tempo di completamento significa il tempo impiegato dall'inizio alla fine di tutto il compito con otto autobus destinazione. Per il codice R per l'analisi statistica, vedere il file allegato "Task 2 R Code.docx" in 4 File di supplementare.

Caratteristiche antropometriche e le misure cinematiche dai pazienti con MCI e controlli sani sono riportate nella tabella 1. Questo test VR con motion capture sistemi presenta nuove opportunità per la misura della cinematica di compiti complessi IADL. Seguendo il protocollo presentato qui, i ricercatori possono ottenere i dati di prestazioni cinematiche per "attività 1: prelevare denaro" (gestione delle transazioni finanziarie) e "attività 2: prendere l'autobus" (mezzi pubblici).

Infatti, uno studio caso-controllo con questo protocollo è stato effettuato con diverse analisi statistiche (cioè, analisi multivariata della varianza, un'analisi di correlazione di Pearson e un'analisi discriminante lineare graduale in avanti), che possono essere trovati nel nostro studio empirico13.

Figure 1
Figura 1: un ambiente virtuale immersivo camera-dimensioni Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 2
Figura 2: preparazione prima della valutazione. (A) il soggetto indossa occhiali stereoscopici. (B) marcatori riflettenti sono attaccati alla mano dominante e testa. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 3
Figura 3: rappresentazione di mano virtuale nell'ambiente virtuale. (A) una sfera bianca rappresenta la posizione del dito indice. Il partecipante fa clic su un pulsante virtuale numero "2". (B) Il partecipante fa clic su un pulsante virtuale numero "4". Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 4
Figura 4: attività 1: prelevare denaro da ATM (A) partecipante entra un codice PIN nell'ATM (B) partecipante si ritira soldi dall'ATM Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 5
Figura 5: Task 2: prendere un bus (A) partecipante attende alla fermata dell'autobus. (B) partecipante e passeggiate fuori la fermata dell'autobus e al bus di destinazione. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 6
Figura 6: attività 1: traiettoria di movimento della mano in 3D spazio cartesiano. (A) controlli sani. (B) MCI pazienti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figure 7
Figura 7: attività 2: traiettoria di movimento della testa in 3D spazio cartesiano. (A) controlli sani. (B) MCI pazienti. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Pazienti con MCI Controlli sani
Numero (uomo) 6 (3) 6 (4)
Età (anni) 72,4 ± 1,9 72,6 ± 1.7
Attività 1: Prelevare denaro
Distanza commovente (m) 34,7 ± 9,1 52,5 ± 10,5
Tempo di completamento (min) 1,8 ± 0,3 1.3 ± 0,2
Attività 2: Prendere un autobus
Distanza commovente (m) 100,3 ± 11,4 128.5 ± 14.2
Tempo di completamento (min) 13,5 ± 0,2 13,5 ± 0,2

Tabella 1: Caratteristiche antropometriche e misure cinematiche . I valori sono mezzi ± SD

File supplementare 1: attività 1 ritirare Money.zip. Per favore clicca qui per scaricare questo file.

File supplementare 2: attività 2 prendere un Bus.zip. Per favore clicca qui per scaricare questo file.

File supplementare 3: attività 1 R Code.docx. Per favore clicca qui per scaricare questo file.

File supplementare 4: attività 2 R Code.docx. Per favore clicca qui per scaricare questo file.

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Discussion

Abbiamo dettagliate di un protocollo di misurazione cinematico dei movimenti di vita quotidiana con sistemi di motion capture in un ambiente immersivo di VR. In primo luogo, l'impostazione sperimentale guidato come impostare, preparare e familiarizzare i partecipanti con l'ambiente di VR immersiva. In secondo luogo, abbiamo sviluppato due attività IADL standardizzata in VR. In terzo luogo, passaggio 3 e passaggio 5 nella sezione protocollo sono le fasi più critiche per minimizzare la malattia VR. Quando si impostano i sistemi di cattura del movimento nell'ambiente virtuale (passaggio 3), è importante montare la telecamera di rilevamento abbastanza alta per completamente coprire il volume di cattura, le telecamere stabile per evitare qualsiasi movimento durante la cattura, assicurarsi che almeno due telecamere in grado di difficoltà contemporaneamente acquisire un oggetto e rimuovere eventuali riflessi estranei o marcatori inutili dall'ambiente virtuale. Mentre familiarizzare i partecipanti con VR (punto 5), è fondamentale fornire una formazione adeguata per loro di abituarsi all'esperienza virtuale. Se i partecipanti si riscontrino VR malattia sintomi (ad es., disagio, mal di testa, nausea, vomito, pallore, sudorazione, affaticamento, sonnolenza, disorientamento e apatia), l'esperimento deve essere interrotto. Infine, i dati grezzi cinematici sono stati tradotti da software statistico R.

Una limitazione e la sfida del nostro protocollo è che le attività IADL virtuale devono essere convalidate rispetto alle reali attività di IADL. Anche se gli studi precedenti hanno dimostrato che attività reali e virtuali altamente sono state correlate in termini di tempo di reazione, precisione8, clinica e di misure funzionali11, l'attuale protocollo di misurazione cinematica dovrebbe essere compatibile con molti valutazioni neuropsicologiche convenzionali. Basandosi su questa convalida, abbiamo bisogno di scalare questo protocollo con compiti diversi IADL. Un'altra limitazione è che questo protocollo analizza solo le misure cinematiche tipiche, così più sofisticate prestazioni cinematiche misure in un ambiente virtuale, come accelerazione, precisione di movimento e l'efficienza, dovrebbero essere inclusi.

Il significato dell'attuale protocollo di misurazione cinematica è che è veloce, sicuro, facile da eseguire e non invasiva per il rilevamento dei primi deficit IADL. Uno studio precedente usando questo protocollo ha confermato che misure cinematiche in combinazione con un risultato di test neuropsicologici migliore discriminati i pazienti con MCI da controlli sani13. Quantificazione dei deficit funzionali specifici potrebbe anche fornire una base per localizzare la fonte e l'entità del danno neurologico e pertanto aiuto nel processo decisionale clinico per l'individualizzazione terapie18. In questo contesto, il protocollo proposto in questo articolo potrebbe essere utilizzato per il processo decisionale clinico basate sull'evidenza.

Considerando le applicazioni future, questo protocollo potrebbe essere usato per altre malattie neuropsicologiche come ferita di cervello traumatica19. Inoltre, potrebbe essere interessante analizzare le sottoattività specifiche nel protocollo corrente per identificare quali tipi sono più impegnativi. Inoltre, recenti studi VR per addestrare i pazienti colpiti da ictus hanno mostrato miglioramenti nelle funzioni di memoria e attenzione dopo un intervento di gioco basati su VR20. Sarebbe di grande interesse per applicare questo protocollo a contesti di riabilitazione neuropsicologica aggiuntive.

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Disclosures

Gli autori non dichiarano conflitti di interesse.

Acknowledgments

K.S. e A.L. contribuiscono ugualmente. Questa ricerca è stata sostenuta dal programma di ricerca di scienza base attraverso la nazionale Ricerca Fondazione della Corea (NRF) finanziato dal Ministero della scienza, ICT & futuro pianificazione (NRF-2016R1D1A1B03931389).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Computer N/A N/A Computer requirements:                                                            - Single socket H3 (LGA 1150) supports
- Intel® Xeon® E3-1200 v3, 4th gen. Core i7/i5/i3 processors
- Intel® C226 Express PCH
- Up to 32GB DDR3 ECC/non-ECC 1600MHz UDIMM in 4 sockets
- Dual Gigabit Ethernet LAN ports
- 8x SATA3 (6Gbps)
- 2x PCI-E 3.0 x16, 3x PCI-E 2.0 x1, and 2x PCI 5V 32-bit slots
- 6x USB 3.0 (2 rear + 4 via headers)
- 10x USB 2.0 (4 rear + 6 via headers)
- HD Audio 7.1 channel connector by Realtek ALC1150
- 1x DOM power connector and 1x SPDIF Out Header
- 800W High Efficiency Power Supply
- Intel Xeon E3-1230v3
- DDR3 PC12800 8GB ECC
- WD 1TB BLUE WD 10EZEX  3.5"
- NVIDIA QUADRO K5000 & SYNC
Stereoscopic 3D Projector Barco F35 AS3D WUXGA Resolution:
- WQXGA (2,560 x 1,600)
- Panorama (2,560 x 1,080)
- WUXGA (1,920 x 1,200), 1080p (1,920 x 1,080)
Stereoscopic Glasses Volfoni Edge 1.2 For further information, visit http://volfoni.com/en/edge-1-2/
Motion Capture Systems NaturalPoint OptiTrack 17W For further information, visit http://optitrack.com/products/prime-17w/
OptiTrack (Motion capture software) NaturalPoint OptiTrack Motive 2.0 For further information, visit https://optitrack.com/downloads/motive.html
MiddleVR (Middleware software) MiddleVR MiddleVR For Unity For further information, visit http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/
VRDaemon (Middleware software) MiddleVR MiddleVR For Unity For further information, visit http://www.middlevr.com/middlevr-for-unity/
Unity3D (Game engine) Unity Technologies Personal For further information, visit https://unity3d.com/unity

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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