आभासी चश्मे अनुकूलन थेरेपी: स्वस्थ वयस्कों में सत्यापन के लिए प्रोटोकॉल

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Summary

यह प्रायोगिक प्रोटोकॉल स्वस्थ वयस्कों में आभासी चश्मे अनुकूलन चिकित्सा (वीपीटी) के उपयोग और कॉर्टिकल एक्टिवेशन पर वीसैट के प्रभाव को निर्धारित करने के लिए वीसैट और अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के पास कार्यात्मक के बीच संबंध को दर्शाता है। परिणाम बताते हैं कि वीसैट व्यवहार्य हो सकता है और पारंपरिक चश्मे अनुकूलन चिकित्सा के रूप में इसी तरह के व्यवहार अनुकूलन को प्रेरित कर सकता है।

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Cho, S., Kim, W. S., Park, S. H., Park, J., Paik, N. J. Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults. J. Vis. Exp. (156), e60639, doi:10.3791/60639 (2020).

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Abstract

स्ट्रोक के बाद हेमिसेपियल उपेक्षा एक आम हानि है। यह खराब कार्यात्मक और सामाजिक परिणामों से जुड़ा हुआ है। इसलिए, हेमिप्पेटियल उपेक्षा के सफल प्रबंधन के लिए पर्याप्त हस्तक्षेप जरूरी है । हालांकि, विभिन्न हस्तक्षेपों का नैदानिक उपयोग वास्तविक नैदानिक अभ्यास में सीमित है। चश्मे अनुकूलन चिकित्सा हेमिसपेटियल उपेक्षा के इलाज के लिए सबसे सबूत आधारित पुनर्वास तौर-तरीकों में से एक है । चश्मे चिकित्सा के साथ होने वाली किसी भी संभावित कमी को दूर करने के लिए, हमने वर्चुअल चश्मे अनुकूलन चिकित्सा (वीपीटी) बनाने के लिए इमर्सिव वर्चुअल रियलिटी और डेप्थ-सेंसिंग कैमरा का उपयोग करके एक नई प्रणाली विकसित की। वीसैट सिस्टम को मान्य करने के लिए, हमने वीसैट सिस्टम के माध्यम से कॉर्टिकल सक्रियण में व्यवहार त्रुटियों और परिवर्तनों की जांच करने वाला एक प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल तैयार किया। कॉर्टिकल एक्टिवेशन को इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (fNIRS) के पास कार्यात्मक द्वारा मापा गया था। प्रयोग में चार चरण शामिल थे। सभी चार क्लिक, ओर इशारा करते हुए या आराम सही हाथ स्वस्थ लोगों के लिए लागू शामिल थे । क्लिक बनाम ओर इशारा करते हुए सकल मोटर कार्य से संबंधित कॉर्टिकल क्षेत्र की जांच के लिए इस्तेमाल किया गया था, और वीपैट के बिना ओर इशारा करते हुए वीपैट बनाम के साथ इशारा करते हुए visuospatial धारणा से जुड़े कॉर्टिकल क्षेत्र की जांच के लिए इस्तेमाल किया गया था । चार स्वस्थ प्रतिभागियों से प्रारंभिक परिणामों से पता चला है कि VPAT प्रणाली द्वारा त्रुटियों की ओर इशारा करते हुए पारंपरिक चश्मे अनुकूलन चिकित्सा के समान था । अधिक प्रतिभागियों और fNIRS डेटा के साथ आगे विश्लेषण, साथ ही स्ट्रोक के साथ रोगियों में एक अध्ययन की आवश्यकता हो सकती है ।

Introduction

हेमिसपेटिपायल उपेक्षा, जो कॉन्ट्रालेटरल हेमोपियल दृश्य क्षेत्र को समझने की क्षमता को प्रभावित करती है, स्ट्रोक1,2के बाद एक आम हानि है। यद्यपि अर्ध-उपेक्षा के बाद पुनर्वास महत्वपूर्ण है, लेकिन खराब कार्यात्मक और सामाजिक परिणामों के साथ इसके सहयोग के कारण, पुनर्वास का अक्सर वास्तविक नैदानिक अभ्यास3,4में कम उपयोग किया जाता है।

हेमिसेटिरियल उपेक्षा के लिए सुझाए गए विभिन्न मौजूदा पुनर्वास दृष्टिकोणों में, चश्मे अनुकूलन (पीए) चिकित्सा उपतीव्र या पुरानी स्ट्रोक5,6,7,8वाले रोगियों में अर्धपाणिक उपेक्षा में सुधार के लिए प्रभावी साबित हुई है। हालांकि, पारंपरिक पीए का उपयोग9,10की कई कमियों के कारण कम किया जाता है। इनमें 1) उच्च लागत और चश्मे लेंस के कारण समय की आवश्यकता को विचलन की डिग्री में समायोजित करने के लिए बदलने की आवश्यकता है; 2) अतिरिक्त सामग्री स्थापित करने की जरूरत पर बताया जा करने के लिए और हाथ प्रक्षेपवक्र मुखौटा; और 3) पीए केवल रोगियों को जो बैठते है और उनके सिर की स्थिति को नियंत्रित कर सकते द्वारा इस्तेमाल किया जा सकता है ।

आभासी वास्तविकता (वीआर) पर्यावरण में अनुकूलन प्रभावों को पुन: उत्पन्न करने वाले हाल के एक अध्ययन में बताया गया है कि आभासी चश्मे अनुकूलन चिकित्सा (वीसैट) के लिए उपेक्षा11के उपप्रकारों के आधार पर अलग-अलग प्रभाव पड़ना संभव हो सकता है। यह भी सुझाव दिया गया था कि पीए के लिए कॉर्टिकल एक्टिवेशन मस्तिष्क के घावों के अनुसार भिन्न हो सकता है12। हालांकि, वीआर-प्रेरित पीए में देखे गए कॉर्टिकल एक्टिवेशन पैटर्न के बारे में बहुत कम जाना जाता है।

इन बाधाओं को दूर करने और एक नैदानिक सेटिंग में पीए के उपयोग को बढ़ावा देने के लिए, हमने एक गहराई से संवेदन कैमरे के उपयोग के माध्यम से वर्चुअल चश्मे अनुकूलन चिकित्सा (वीसैट) नामक इमर्सिव वीआर तकनीक का उपयोग करके एक नई पीए थेरेपी प्रणाली विकसित की। हमने स्थानिक पुनर्संरेखण13को बढ़ावा देने के लिए आभासी अंग की स्थिति के बारे में दृश्य प्रतिक्रिया प्रदान करने की क्षमता के साथ एक इमर्सिव वीआर प्रणाली तैयार की । पारंपरिक पीए के प्रभाव की नकल करने वाली इस इमर्सिव वीआर तकनीक का उपयोग करते हुए, हमने स्वस्थ प्रतिभागियों में वीपीटी प्रणाली को मान्य करने के लिए एक प्रयोग तैयार किया।

हमारे कल्पना प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल का संचालन करके, हमने जांच की कि क्या नई वीसैट प्रणाली पारंपरिक पीए के समान व्यवहार अनुकूलन को प्रेरित कर सकती है। इसके अतिरिक्त, हम यह पता लगाना चाहेंगे कि क्या वीपैट सिस्टम विसुओस्पियल धारणा या स्ट्रोक के बाद अर्धतंत्रीय उपेक्षा की वसूली से जुड़े कॉर्टिकल क्षेत्रों में सक्रियण को प्रेरित कर सकता है।

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Protocol

सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी बुंडांग हॉस्पिटल इंस्टीट्यूशनल रिव्यू बोर्ड (आईआरबी) द्वारा सभी प्रक्रियाओं की समीक्षा और मंजूरी दी गई । स्वस्थ प्रतिभागियों की भर्ती के लिए अस्पताल के आसपास विज्ञापन देने के लिए पोस्टर का इस्तेमाल किया गया ।

1. प्रायोगिक सेट-अप

  1. प्रतिभागी भर्ती
    1. निम्नलिखित समावेशन मानदंडों का उपयोग करके विषय स्क्रीनिंग प्रक्रिया करें: 1) स्वस्थ, 18 से 50 वर्ष के बीच; 2) दाएं हाथ, एडिनबर्ग handedness सूची14द्वारा मूल्यांकन; 3) वीआर के लिए हेड माउंट डिस्प्ले पहनने और वीआर के भीतर वस्तुओं का पता लगाने में सक्षम; और 4) मस्तिष्क को प्रभावित करने वाली बीमारियों का कोई इतिहास नहीं, जैसे स्ट्रोक, पार्किंसंस रोग, या दर्दनाक मस्तिष्क की चोट।
      नोट: इन मानदंडों को प्रयोग में भाग लेने और परिणामों को प्रभावित करने वाले कारकों को विनियमित करने की क्षमता के साथ प्रतिभागियों को स्क्रीन करने के लिए डिज़ाइन किया गया था ।
    2. प्रतिभागियों की भर्ती करें और पूरे अध्ययन और अपेक्षित नैदानिक मुद्दों का विस्तृत विवरण प्रदान करें। शामिल करने से पहले सहमति प्राप्त की जानी चाहिए ।
  2. प्रायोगिक प्रणाली
    नोट: इमर्सिव वीआर सिस्टम और डेप्थ-सेंसिंग कैमरे का उपयोग करके एक अनुकूलित वीपीटी सिस्टम का उपयोग किया गया था। कॉर्टिकल एक्टिवेशन की जांच के लिए फंक्शनल इंफ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी (fNIRS) का एक साथ इस्तेमाल किया गया था। वीपीटी और fNIRS प्रयोग के लिए एक साथ जुड़े हुए थे(चित्रा 1)
    1. वीसैट सिस्टम
      नोट: वीसैट सिस्टम में वीआर कार्यान्वयन के लिए एक हेड माउंट डिस्प्ले, एक हैंड ट्रैकिंग सेंसर होता है जो उपयोगकर्ता द्वारा सहज इनपुट के लिए हाथ के इशारों को पहचान सकता है, और एक हार्डवेयर पुश बटन। समग्र संरचना चित्र ा 1में दिखाया गया है ।
      1. सुनिश्चित करें कि हैंड ट्रैकिंग सेंसर हेड माउंट डिस्प्ले के सामने झुका हुआ नहीं है।
      2. चेक करें कि वीआर सिस्टम के लिए रेफरेंस कैमरा फ्रंट मॉनिटर के ऊपर ठीक से इंस्टॉल है ।
      3. प्रयोग के लिए प्रतिभागी द्वारा उपयोग किए जाने वाले हाथ के पास के स्थान में पुश बटन को सुरक्षित करें।
      4. यह सुनिश्चित करने के लिए सॉफ़्टवेयर चलाएं कि कोई त्रुटि नहीं है।
        नोट: आभासी वातावरण के रूप में संभव के रूप में बंद वास्तविक वातावरण मैच के लिए लागू किया गया था । कार्य पुश बटन के माध्यम से आभासी वातावरण और बटन इनपुट के भीतर ओर इशारा करते हुए हाथ के माध्यम से किया गया था ।
    2. fNIRS
      1. एक व्यक्तिगत कंप्यूटर (पीसी), 31 ऑप्टोड्स (15 प्रकाश स्रोत ों और 16 डिटेक्टरों), कपड़ा ईईजी कैप, और डेटा रिकॉर्डिंग सॉफ्टवेयर सहित एक वाणिज्यिक fNIRS प्रणाली का उपयोग करें ।
    3. वीपीटी सिस्टम और fNIRS(चित्रा 1)के बीच लिंकेज ।
      1. एफएनआईआरएस सिस्टम में रिकॉर्डिंग के समय के साथ वीसैट सिस्टम में शुरुआती इवेंट को सिंक्रोनाइज करने के लिए टीसीपी/आईपी कम्युनिकेशन का इस्तेमाल करते हुए रिमोट कीबोर्ड कंट्रोल सॉफ्टवेयर का इस्तेमाल करें ।
      2. fNIRS रिकॉर्डिंग शुरू करने के लिए कंप्यूटर में रिमोट कमांड कुंजी का उपयोग करें।

2. प्रायोगिक सेट-अप(चित्रा 2)

  1. fNIRS माप सेटिंग
    1. प्रतिभागी को अपनी पीठ के साथ एक कुर्सी पर सीधे मुद्रा में रखें, मेज से लगभग पंद्रह सेंटीमीटर दूर। पुष्टि करें कि प्रतिभागी का हाथ बाहर पहुंचने पर टेबल से नहीं टकराता है।
    2. fNIRS कैप सेटिंग के लिए, प्रतिभागी के सिर परिधि के अनुसार कैप आकार का चयन करें। टोपी रखें ताकि वर्टेक्स (सीज़) आयन और नाशन के बीच मिडपॉइंट के चौराहे पर स्थित हो और बाएं प्रीयूरिकुलर और राइट प्रीयूकुलर क्षेत्रों के बीच मिडपॉइंट हो। स्क्रीन पर असेंबल प्रदर्शित करें और 15 स्रोतों और 24 डिटेक्टरों को असेंबल से कनेक्ट करें। यदि प्रकाश स्रोत से लाभ में सुधार करने के लिए आवश्यक है, तो बालों की तैयारी के बाद प्रवाहकीय जेल का उपयोग करें और ऑप्टोड डालें। क्या प्रतिभागी को रिटेनिंग कैप पहना एं।
      नोट: अध्ययन ५४, ५६, और ५८ सेमी की परिधि के साथ कपड़ा ईईजी टोपियां के तीन अलग आकार का इस्तेमाल किया ।
    3. सॉफ्टवेयर सेटिंग (अंशांकन, आदि) के लिए, fNIRS सिस्टम सॉफ्टवेयर चलाते हैं और उपेक्षा असेंबल लोड करते हैं।
    4. असेंबल को स्क्रीन पर प्रदर्शित होने दें और असेंबल(चित्रा 3)के अनुसार 15 स्रोतों और 24 डिटेक्टरों को सेट करें।
    5. कैलिब्रेट बटन दबाएं। यदि स्क्रीन पर'खोया"प्रदर्शित किया जाता है, तो बालों की तैयारी दोहराएं, और फिर पुनः प्राप्त करें।
  2. वीसैट सिस्टम सेटिंग
    1. एचएमडी, रेफरेंस कैमरा और लीप मोशन कैमरा कनेक्ट करें, और वीसैट सिस्टम स्थापित करने के लिए कंप्यूटर को जोड़ने वाले बटन को पुश करें।
    2. fNIRS के लिए टोपी पर प्रतिभागी के सिर पर आभासी वास्तविकता सिर घुड़सवार प्रदर्शन (VR HMD) माउंट । टोपी के आंदोलन से बचने के लिए सुनिश्चित करें।
    3. वीसैट सॉफ्टवेयर चलाएं। प्रतिभागी की जानकारी (नाम संक्षिप्त, उम्र, उदारता) दर्ज करें और'स्टार्ट'बटन दबाएं।
    4. प्रदर्शन में आभासी हाथ के दृश्य की पुष्टि करें। दो-चरण अंशांकन (यानी, स्क्रीन अंशांकन और लक्ष्य दूरी अंशांकन) के साथ आगे बढ़ें।
    5. प्रतिभागी को केंद्र में रेड क्रॉस मार्क (+) देखने के लिए निर्देश दें, फिर स्क्रीन को कैलिब्रेट करने के लिए"आर"कुंजी दबाएं।
      नोट: स्क्रीन अंशांकन समन्वय प्रणाली को हाल ही में करके उपयोगकर्ता की दृश्य रेंज के सामने आभासी स्थान रखता है।
    6. प्रतिभागी को निर्देश दें कि वह अपने दाहिने हाथ से लक्ष्य (यानी गेंद) को इंगित करे, फिर हाथ की स्थिति को जांचने के लिए"ओ"कुंजी दबाएं।
      नोट: हमारे अध्ययन में, उद्देश्य है कि प्रतिभागी को लक्षित किया था एक गुलाबी छड़ी है कि देखने के ऊपर से नीचे आया पर एक सफेद गेंद थी । लक्ष्य दूरी अंशांकन उपयोगकर्ता की पहुंच के भीतर लक्ष्य को स्थान देता है। प्रयोग के दौरान लक्ष्य को सही ढंग से स्थान देने के लिए इसका उपयोग किया जाता है।
    7. अंशांकन के बाद प्रयोग शुरू करने के लिए'डब्ल्यू'चाबी दबाएं।
  3. वीपीटी और एफएनआईआर लिंकेज सेटिंग
    1. fNIRS में विश्लेषण के लिए ट्रिगर दर्ज करने और FNIRS के लिए वीपीटी कनेक्ट करने के लिए घटना सिंक्रोनाइजेशन सॉफ्टवेयर का उपयोग करें।
    2. वीपीटी और एफएनआईआरएस के बीच समय सिंक्रोनाइजेशन के लिए, कंप्यूटर को दो सिस्टम के साथ एक ही नेटवर्क से कनेक्ट करें, और फिर उन्हें स्व-निर्मित कुंजी हस्तांतरण कार्यक्रम के माध्यम से सिंक्रोनाइज करें।
    3. दोनों कंप्यूटरों के आईपी और पोर्ट इनपुट ्स के जरिए कनेक्ट करने के बाद वीसैट प्रोग्राम में'डब्ल्यू'चाबी के जरिए प्रयोग सत्र शुरू करें। इवेंट सिंक्रोनाइजेशन सॉफ़्टवेयर स्वचालित रूप से निष्पादित किया जाता है, और निष्पादन के दौरान ट्रिगर स्वचालित रूप से fNIRS में स्थानांतरित हो जाते हैं और सहेजे जाते हैं।
    4. प्रयोग के बाद सॉफ्टवेयर ऑटो-टर्मिनेशन और वीसैट डेटा प्राप्त करें। इसके बाद वीपीटी और एफएनआईआरएस सिस्टम सॉफ्टवेयर बंद कर दें।
      नोट: प्रतिभागियों को वीसैट प्रयोग के दौरान इंगित करने के बाद अपने हाथ अपनी मूल स्थिति में लौटना चाहिए।

3. वीपीटी सिस्टम को मान्य करने के लिए प्रयोग

  1. fNIRS रिकॉर्डिंग के साथ डिजाइन प्रयोग ब्लॉक(चित्रा 4)
    1. चरण 2 में सेट-अप प्रक्रिया पूरी करने के बाद, प्रतिभागी की प्रयोग शुरू करने की तत्परता की पुष्टि करें।
    2. चश्मे मोड के बिना वीपीटी सिस्टम शुरू करें और प्रतिभागी को प्रक्रिया से परिचित होने के लिए तुरंत वीआर सिस्टम में लक्ष्य की ओर इशारा करने का निर्देश दें।
    3. प्रत्येक चरण में इंगित करने, क्लिक करने या आराम करने(चित्रा 4)के लिए ब्लॉक होते हैं। फिर, प्रतिभागी को बटन पर क्लिक करने या जितनी जल्दी हो सके अपनी सही इंडेक्स फिंगर के साथ वीआर सिस्टम में लक्ष्य की ओर इशारा करने का निर्देश दें ।
    4. स्टार्ट कुंजी पर क्लिक करके fNIRS रिकॉर्डिंग के साथ एक साथ चार चरणों के साथ प्रयोग शुरू करें।
      नोट: इशारा करते हुए कार्य के दौरान, सफेद गेंद को एक निश्चित समय के भीतर छुआ जाना था।
      1. उपयुक्त आइकन दिखाई देने पर प्रतिभागियों को इंगित करने, क्लिक करने या आराम करने के लिए निर्देश दें।
        नोट: कार्य के दौरान, ओर इशारा करते हुए और क्लिक सीधे सफेद गेंद और टाइमर बार के दाईं ओर के ऊपर एक आइकन द्वारा संकेत दिया गया । कार्य करने का समय टाइमर बार द्वारा दर्शाया गया था जैसा कि चित्रा 2में दिखाया गया है ।
      2. प्रतिभागी को 3 एस के भीतर बाईं या दाईं ओर दिखाई देने वाले लक्ष्य को छूने के लिए कहें। क्लिक िंग ब्लॉक के लिए, प्रतिभागी को पुश बटन दबाने के लिए निर्देश दें।
        नोट: सफेद गेंद से युक्त लक्ष्य अंशांकन द्वारा प्राप्त प्रतिभागी के केंद्र से -10 डिग्री या 10 डिग्री की दूरी पर स्थित था। निर्धारित लक्ष्य दाईं या बाईं ओर बेतरतीब ढंग से दिखाई दिया । प्रायोगिक डिजाइन के अनुसार, लक्ष्य 3 एस के लिए दिखाई दिया, फिर गायब हो गया, और फिर एक नए स्थान पर पुनर्जीवित हुआ।
      3. सुनिश्चित करें कि जब चरण बंद हो जाता है तो प्रतिभागी उसी तरह प्रदर्शन करता है।
        नोट: ओर इशारा करते हुए कार्य में, वर्चुअल चश्मे अनुकूलन मोड ने प्रतिभागी के सिर के सापेक्ष वीआर स्पेस में काल्पनिक हाथ के बाईं ओर 10 डिग्री या 20 डिग्री का विचलन दिखाया। शून्य डिग्री ने संकेत दिया कि आभासी हाथ और वास्तविक हाथ की स्थिति मेल खाती है।
        नोट: प्रयोग(चित्रा 4)में कुल चार चरण होते हैं, जिसमें प्रत्येक चरण में इंगित और क्लिक या आराम शामिल होता है (चरण 1 और 4 इंगित और क्लिक कर रहे थे, और चरण 2 और 3 इंगित और आराम कर रहे थे)।

4. डेटा विश्लेषण

  1. त्रुटि विश्लेषण की ओर इशारा करते हुए
    नोट: डेटा पल प्रयोगकर्ता शुरू बटन दबाया"w"से संग्रहीत किया गया । वीसैट सॉफ्टवेयर के जरिए डाटा को हर फ्रेम में करीब 60 हर्ट्ज पर अपने आप स्टोर किया गया। चरण का नाम, बीता हुआ समय, और आभासी सूचकांक उंगली की स्थिति समय के साथ संग्रहीत किया गया। ओर इशारा करते हुए त्रुटि लक्ष्य और सूचकांक उंगली के बीच कोण मूल्य था, प्रतिभागी के सिर की स्थिति पर केंद्रित है ।
    1. चरणों (प्री-वीसैट, वीसैट 10°, वीपीएटी 20 डिग्री, पोस्ट-वीसैट) द्वारा इंगित कार्य डेटा को वर्गीकृत करें।
    2. प्रत्येक चरण (चरण 1 और 4) के डेटा में इंगित कार्य और क्लिक िंग कार्य के डेटा को वर्गीकृत करें।
    3. प्रत्येक चरण और प्रत्येक प्रकार के कार्य के अनुसार 30 एस की इकाइयों में उप-चरण द्वारा डेटा को वर्गीकृत करें।
    4. औसत ओर इशारा करते हुए त्रुटि विश्लेषण के लिए इंडेक्स फिंगर स्थिति डेटा से 10 परीक्षण त्रुटि (त्रुटि ओर इशारा करते हुए) मूल्यों का औसत मूल्य निकालें।
    5. प्रत्येक चरण के बीच अंतर का विश्लेषण करने के लिए विचरण परीक्षण (ANOVA) के दोहराए गए उपायों विश्लेषण का उपयोग करें।
      नोट: लीप मोशन सेंसर का उपयोग करहाथ ट्रैकिंग के मामले में, आउटलियर हाथ की मुद्रा का गलत पता लगाने के कारण थे। झूठी हाथ की स्थिति डेटा के अपवाद के साथ, औसत मूल्य का उपयोग उप-चरण में त्रुटि मूल्य की ओर इशारा करते हुए प्रतिनिधि को खोजने के लिए किया गया था।
  2. fNIRS डेटा प्रोसेसिंग
    1. fNIRS विश्लेषण सॉफ्टवेयर लॉन्च करें और कच्चे डेटा फ़ाइल और जांच जानकारी लोड करें।
    2. प्रयोग के दौरान प्रत्येक स्थिति को सत्यापित करने के लिए घटना रिकॉर्ड को संपादित करके एक मार्कर सेटिंग प्रक्रिया करें।
    3. प्रायोगिक रूप से अप्रासंगिक समय अंतराल को हटाकर डेटा प्रीप्रोसेसिंग करें, कलाकृतियों को हटा दें, जैसे कदम और स्पाइक्स, और प्रायोगिक रूप से अप्रासंगिक आवृत्ति बैंड को बाहर करने के लिए आवृत्ति फिल्टर लागू करें।
      नोट: सभी डेटा सेट एक 0.01 हर्ट्ज उच्च पास फिल्टर और एक 0.2 हर्ट्ज कम पास फिल्टर के साथ फ़िल्टर करने के लिए वाद्य या शारीरिक शोर योगदान को दूर किया गया।
    4. चोटी रोशनी तरंगदैर्ध्य (यानी, 760 और 850 एनएम) के मूल्य में प्रवेश करके तरंगदैर्ध्य निर्दिष्ट करें। चैनल के लिए स्रोत और डिटेक्टर के बीच 3 सेमी की भौतिक दूरी का उपयोग करें।
    5. बेसलाइन फ़ील्ड का चयन करें, जो उस समय अवधि को संदर्भित करता है जो बेसलाइन से मेल खाती है जिसमें प्रतिभागी आमतौर पर चुपचाप आराम कर रहे होते हैं।
      नोट: हमने बेसलाइन फ़ील्ड को डेटा सेट के पूर्णकालिक पाठ्यक्रम के रूप में चुना, जो डिफ़ॉल्ट सेटिंग थी.
    6. फ़िल्टर किए गए डेटा से प्रीप्रोसेसिंग को खत्म करने के लिए हीमोडायनामिक राज्यों की समय श्रृंखला की गणना करें।

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Representative Results

चार स्वस्थ प्रतिभागियों (1 आदमी और 3 महिलाओं) से डेटा प्रतिनिधि परिणाम के रूप में इस्तेमाल किया गया । एक ओर इशारा करते हुए त्रुटि चित्रा 5में दिखाया गया है, प्रत्येक ओर इशारा करते हुए 30 एस के उप चरण में 10 परीक्षणों के औसत मूल्य के औसत के साथ । प्रत्येक चरण के पहले ब्लॉक में औसत इंगित त्रुटियों के लिए औसतन मूल्य 0.45 ± 0.92 (प्री-वीसैट), 4.69 ± 3.08 (वीपीएटी 10 डिग्री), 5.43 ± 2.22 (वीपीएटी 20 डिग्री), और -5.17 ± 1.60 (वीपीएटी के बाद) थे। त्रुटि परिवर्तन की ओर इशारा करते हुए की प्रवृत्ति सांख्यिकीय महत्वपूर्ण (पी = 0.001) दोहराया उपायों ANOVA के माध्यम से था। प्रत्येक विषय के लिए एक ओर इशारा करते हुए त्रुटि चित्र5बीमें प्रस्तुत किया जाता है, वीसैट चरण और पोस्ट-प्रिस्मैटिक अनुकूलन (नकारात्मक इंगित त्रुटि) के दौरान अनुकूलन को दर्शाती है।

Figure 1
चित्रा 1: वीपीटी और fNIRS लिंकेज सिस्टम के साथ प्रायोगिक सेटिंग। वीसैट = वर्चुअल चश्मे अनुकूलन चिकित्सा; fNIRS = अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के पास कार्यात्मक। यह आंकड़ा पहले किम एट अल द्वारा प्रकाशित किया गया था ।15कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: वीपीटी और fNIRS सिस्टम के साथ प्रयोग करने वाला विषय। वीसैट = वर्चुअल चश्मे अनुकूलन चिकित्सा; fNIRS = अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी के पास कार्यात्मक। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्रा 3: 3 सेमी के अंतराल पर 15 प्रकाश स्रोतों(लाल घेरे) और 24 डिटेक्टरों (नीले घेरे)की व्यवस्था करके 54 चैनलों वाले असेंबल। निकटतम स्रोतों और डिटेक्टर के बीच अंतरिक्ष एक चैनल है, जो एक नंबर के साथ पीले घेरे के रूप में प्रतिनिधित्व किया है का गठन किया । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: प्रायोगिक डिजाइन। वीसैट = वर्चुअल चश्मे अनुकूलन चिकित्सा; पं = इशारा करते हुए; सीएल = क्लिक; पुनः = आराम। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: प्रत्येक ब्लॉक में त्रुटियों की ओर इशारा करते हुए । (A)प्रत्येक ब्लॉक में विषय की औसत ओर इशारा करते हुए त्रुटि का औसत मूल्य ग्राफ। यह आंकड़ा पहले किम एट अल द्वारा प्रकाशित किया गया था। 15 (बी)प्रत्येक विषय द्वारा प्रत्येक ब्लॉक में औसत ओर इशारा करते हुए त्रुटि । प्रतिमावर्त दिशा (यानी लक्ष्य से छोड़ दिया) सकारात्मक मूल्य है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

इस अध्ययन में वीआर वातावरण में अनुवादित हाथ आंदोलन का उपयोग करके चश्मे अनुकूलन चिकित्सा को लागू किया गया। यह जांच की कि क्या लागू विचलन कोण overshooting और व्यवहार अनुकूलन के कारण था, के रूप में पारंपरिक चश्मे अनुकूलन चिकित्सा में ।

मीडियन पॉइंटिंग त्रुटि परिणाम(चित्रा 5)और पहले इंगित त्रुटि परिणाम में, चरण बंद होने पर इंगित त्रुटि में काफी बदलाव आया। हालांकि कुछ हाथ मांयता त्रुटियों को समाप्त कर दिया गया, वहां अभी भी झूठी पहचान हो सकती है । झूठी ट्रैकिंग जैसी व्यवस्थित त्रुटि को खत्म करने के लिए औसत मूल्य के उपयोग से पता चला कि औसत ओर इशारा करने वाले त्रुटि परिणाम उम्मीद से कम थे। पोस्ट-प्रिस्मेटिक अडॉप्शन को लगातार प्रत्येक विषय(चित्रा 5B)में दिखाया गया था। इन परिणामों ने पारंपरिक चश्मे अनुकूलन चिकित्सा के समान व्यवहार अनुकूलन दिखाया।

प्रयोग में कुछ समस्याएं थीं। हाथ का झूठा पता लगाना इंगिंग टास्क में अक्सर हुआ। कुछ मामलों में, भले ही हाथ इशारा करते हुए के दौरान लक्ष्य तक पहुंच गया, लेकिन लीप मोशन रिकग्निशन त्रुटि के कारण वर्चुअल हैंड ट्रैक नहीं किया गया था। इसके अलावा, क्योंकि प्रतिभागियों को क्लिक िंग टास्क में एचएमडी पहने हुए थे, इसलिए उनके लिए पुश बटन का पता लगाना मुश्किल था और प्रयोगकर्ता को निरंतर सहायता प्रदान करनी पड़ी। एचएमडी का वजन और इसके दीर्घकालिक आवेदन से एफएनआईआरएस ऑप्टोड के संपर्क में आने वाले क्षेत्र में दर्द भी हो सकता है। इसलिए कई बार एचएमडी को हटा लिया गया या प्रतिभागी खुद एचएमडी पकड़े हुए थे।

यदि हम प्रणाली की कमियों को दूर करते हैं और fNIRS डेटा सहित अधिक डेटा विश्लेषण के माध्यम से प्रयोग के परिणामों को मजबूत करते हैं, तो इसका उपयोग संभावित रूप से विसुओस्पेटियल उपेक्षा के उपचार में किया जा सकता है। इसके अलावा, खेल के अनुकूल सामग्री एक इमर्सिव और मजेदार उपचार मोडलिटी पेश करने के लिए लागू किया जा सकता है। फिर भी, विसुओस्पियल उपेक्षा के साथ स्ट्रोक रोगियों में नैदानिक प्रभावकारिता साबित करने वाली अधिक उन्नत वीपैट प्रणाली के साथ आगे के अध्ययन की आवश्यकता है।

पिछले कई अध्ययनों ने इमर्सिव वीआर, या हेड-माउंटेड वीआर सेट16के उपयोग से प्रेरित गति बीमारी की सूचना दी है । यदि वीआर को बैठेपदोंपर लागू किया जाता है तो मोशन सिकनेस को निराला बताया जाता है । मोशन बेमेल भी मोशन सिकनेस का कारण बन सकता है, लेकिन इसे स्वतंत्र रूप से आभासी वातावरण18,19में पृष्ठभूमि को विन्यास करके कम किया जा सकता है। इस प्रणाली में, केवल हाथ विचलन कोण गति बेमेल है, जो गति बीमारी पर कुल मिलाकर कम प्रभाव होना चाहिए कारण ।

इस प्रयोग में भाग लेने वाले सामान्य वयस्क थे, इसलिए कोई सुसंगत समस्या एंव नहीं थी। हालांकि, स्ट्रोक रोगियों के लिए चिकित्सीय उपचार के रूप में इस्तेमाल किया जा करने के लिए, उपरोक्त मुद्दों पर विचार करने की आवश्यकता है, और आभासी चश्मे चिकित्सा प्रोटोकॉल को ध्यान में रखने की आवश्यकता है, जैसे उपचार के दौरान ब्रेक लेना या उपचार के समय की लंबाई।

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Disclosures

वोन-Seok किम, Sungmin चो, और नाम-जोंग Paik एक पेटेंट हकदार "विधि, प्रणाली और आभासी मॉडल का उपयोग कर दृश्य उत्तेजना बनाने का पठनीय रिकॉर्डिंग माध्यम", संख्या 10-1907181 है, जो इस काम के लिए प्रासंगिक है ।

Acknowledgments

इस अध्ययन को सियोल नेशनल यूनिवर्सिटी बुंडांग हॉस्पिटल रिसर्च फंड (14-2015-022) और व्यापार उद्योग और ऊर्जा मंत्रालय (मोटि, कोरिया), विज्ञान और आईसीटी मंत्रालय (एमएसआईटी, कोरिया), और स्वास्थ्य और कल्याण मंत्रालय (MOHW, कोरिया) द्वारा समर्थित किया गया था ) एआई-बायो-रोबोट-मेडिसिन कन्वर्जेंस (20001650) के लिए प्रौद्योगिकी विकास कार्यक्रम के तहत। हम वीडियो शूटिंग को तैयार करने और आगे बढ़ने में मदद करने के लिए सु-बिन पार्क, नू-री किम और ये-लिन जंग का शुक्रिया अदा करना चाहेंगे ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EASYCAP Easycap C-SAMS Platform to accommodate fNIRS optodes
Leap Motion 3D Motion Controller Ultrahaptics FBA_LM-C01-US Hand detection device attached HMD
Leap Motion VR Developer Mount for VR Headset Ultrahaptics VR-UAZ
Matlab R2015a Mathworks Programming language running with NIRStar
NIRScout Medical Technology LLC NSC-CORE fNIRS system
nirsLAB v201605 Medical Technology LLC Software for analyzing data collected with NIRScout
NIRStar 14.1 Medical Technology LLC NIRScout Acquisition Software
Occulus Rift DK2 Occulus VR HMD
PowerMate USB Multimedia Controller Griffin Technology NA16029 Push Button in task
SuperLab 5.0 Cedrus Corp. Synchronize the stimulus presentations allied to NIRScout

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References

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