Simulation de conduite à la clinique: Test Visuel comportement exploratoire dans la vie quotidienne chez les patients avec des anomalies du champ visuel

Résumé

Les patients atteints de déficits visuels après le rapport de course sur les différentes contraintes de la vie quotidienne les plus probables en raison de variables stratégies compensatoires, qui sont difficiles à différencier en routine clinique. Nous présentons une clinique set-up qui permet de mesurer la tête et compensatoire différente des mouvements oculaires des stratégies et d'évaluer leurs effets sur les performances de conduite.

Résumé

Les patients souffrant d'hémianopsie homonyme après un infarctus de l'artère cérébrale postérieure (ACP) signalent différents degrés de contrainte dans la vie quotidienne, en dépit de déficits visuels similaires. Nous supposons que cela pourrait être dû à un développement variable des stratégies compensatoires tels que le comportement balayage visuel altéré. Numérisation compensatoire thérapie (SCT) est étudiée dans le cadre de la formation visuelle après un infarctus du côté de la thérapie restauration de la vue. SCT consiste à apprendre à faire de grands mouvements oculaires dans le champ aveugle élargissant le champ de vision de la recherche, qui a été prouvée pour être la stratégie la plus utile ^1, non seulement dans les tâches de recherche naturels, mais aussi dans les activités de maîtrise de la vie quotidienne ^2. Néanmoins, en routine clinique, il est difficile d'identifier les niveaux de formation individuels et les effets d'un comportement compensatoire, car elle nécessite la mesure des mouvements oculaires dans un état effrénée tête. Des études ont démontré que la tête effrénée alt mouvementser le comportement exploratoire visuel par rapport à une condition de laboratoire tête à retenue ^3. Martin et al. ⁴ et Hayhoe et al. ^{5 a} montré que le comportement démontré en laboratoire ne peuvent être affectés facilement à l'état naturel. Par conséquent, notre objectif était de développer une étude de mise en place qui découvre différentes stratégies oculomotrices compensatoires rapidement dans une situation de test réalistes: Les patients sont testés dans l'environnement clinique dans un simulateur de conduite. SILAB logiciel (Würzburg Institut des sciences Traffic GmbH (WIVW)) a été utilisé pour programmer la conduite des scénarios plus ou moins complexes et l'enregistrement des performances du conducteur. Le logiciel a été combinée avec une tête montée infrarouge suiveur élève vidéo, l'enregistrement de la tête et des mouvements oculaires (EyeSeeCam, Université de Munich Hôpital, neurosciences cliniques).

Le positionnement du patient dans le simulateur de conduite et le positionnement, de réglage et d'étalonnage de la caméra est demonstrated. Performances typiques d'un patient avec et sans stratégie compensatoire et un contrôle en bonne santé sont illustrés dans cette étude pilote. Comportements oculomoteurs différents (fréquence et l'amplitude des oculaires et tête-mouvements) sont évalués très rapidement pendant le trajet lui-même par superposition des images dynamiques indiquant l'endroit où le regard des sujets se trouve sur l'écran, et en analysant les données. Comportement regard de compensation chez un patient conduit à un rendement comparable à une conduite de commande en bonne santé, tandis que le rendement d'un patient sans comportement compensatoire est nettement moins bonne. Les données de l'œil et mouvement de tête-de comportement ainsi que les performances de conduite sont discutées en relation avec les stratégies oculomotrices différentes et dans un contexte plus large en ce qui concerne les effets possibles de formation tout au long de la session de test et les conséquences sur le potentiel de réadaptation.

Protocole

1. Préparation de la position étude

1. Que le patient prend un siège, avec la distance de 2 m à l'avant de l'écran, (203 x 152 cm 58,15 couvrant degré de l'angle visuel sur l'axe horizontal et 43,61 degrés de l'angle visuel sur l'axe vertical, résolution: x 1400 1050), dans un siège d'auto de base de simulation fixe imitant un siège de voiture réelle. Aider le patient pour régler la distance du siège de la pédale avec la face inférieure de la poignée. Aide pour régler le dossier.
2. Demander au patient comment utiliser les gadgets de voiture de simulation (freins, tourner le volant de signal,).
3. Demander au patient dans la tâche: Drive comme vous le feriez dans une situation de conduite non-réel simulé. La route est une route à sens unique à voie unique avec des courbes (le plus petit rayon de 500 m, le plus grand rayon de 1.200 m) et sans circulation. Soyez vigilant aux signes de rue et la décomposition voitures émergents sur les deux côtés de la route. Réagir à la notion d'événements potentiellement dangereuses telles que le sanglier ou les boules de l'route dès que possible en appuyant sur le frein ou l'utilisation de la tour-signal, ou les deux, ce qui semble être adapté à la situation d'entraînement respectif. Tout en appuyant sur ​​la pédale, la voiture accélère à une vitesse constante de 70 km / h, sauf le frein est utilisé ^1. Le trajet dure environ 10 minutes.
4. Informer le patient sur la maladie de simulation. En cas de malaise, des nausées ou de la transpiration se produit, interrompre la session de test.
5. Un essai sur route avec une densité inférieure tâche est menée à s'habituer à la situation de simulation et de prévenir la maladie de simulation en permettant suffisamment de temps pour régler ^2.

2. Calibrage des yeux Tracker

1. Dans la seconde session de test, après que le patient est correctement installé et a reçu suffisamment de temps pour la pratique, de placer le Eye-Tracker sur la tête du patient et de l'ajuster en tirant sur les bandes souples. Le laser tête de caméra doit être orientée vers le milieu de l'écran. Réglez la tête de caméra est axé sur l'élève.
2. Demandez au patient de regarder les cinq points selon la direction de la flèche de la souris pour le calibrage.
3. Démarrez la simulation.
4. Calibrage complet avec l'ajout de l'étalonnage horizontal: image overlay patient fait une fixation (d'oeil) à l'écran sur la gauche, puis suit l'œil se déplacer à travers l'écran et il fait une fixation à nouveau sur le côté droit.
5. Tester le calibrage en demandant au patient de se focaliser sur des objets spécifiques à l'écran, et correspondant à l'image des yeux de superposition, qui indique la position du regard calculée par le logiciel. L'étalonnage est réussi, si l'image de superposition regard et répondre au même endroit sur l'écran. Un déplacement vertical de l'acuité eye tracker peut se produire pendant le trajet. Évaluer la quantité de dérive par un examen visuel au début et à la fin de l'entraînement, de contrôle de la nécessité d'un nouveau test.
6. Si le calibrage a réussi, désactivez les images de superposition. Si ce n'est pas répéter le processus d'étalonnage jusqu'à ce qu'il réussisse.
7. Pour une évaluation rapide des comportements compensatoires de regard-mouvements oculaires tour sur les images de superposition.

3. Simulation

1. Procéder à la simulation en demandant au patient de commencer à conduire.
2. Laissez les routes d'entraînement des patients différents (chacun un m 6500 en zones rurales et environ 10 min durée) avec difficulté de la tâche différente à cause du niveau de distraction par l'environnement. Chaque patient entraîne trois voies.
3. Évaluation immédiate du comportement oculomoteur: Mettez les photos des yeux de superposition et de visualiser le comportement du regard d'un patient au cours des essais session: La eye-tracker envoie en continu des coordonnées de la position du regard réel au logiciel de simulation SILAB. En retour SILAB projette l'image de superposition des yeux, qui est une image d'un oeil, sur l'écran exactement à l'endroit où le patient regarde. Cela peut non seulement être utilisé pour prouver la qualité de l'étalonnage, mais aussi pour rendre comportement du regard immédiatement visible non seulement pour vous, mais unLSO au patient.

4. Analyse

1. Pour l'enregistrement des données d'usage du logiciel SILAB à une fréquence d'échantillonnage de 100 Hz. Utilisez le logiciel SILAB aussi pour enregistrer la vitesse, le temps de réaction (utilisation des clignotants, frein).
2. Effectuer une analyse statistique des paramètres de la tête et du mouvement oculaire avec Matlab (The MathWorks Société, Natick, Etats-Unis). Utiliser les critères suivants:
   1. Définir saccades comme parties de la trajectoire où la vitesse regard regard dépasse 30 ° / s et une amplitude regard est supérieur à 1 ° (comme les mouvements des yeux en dessous de 1 ° appartiennent à microsaccades). Saccades Cluster survenant dans les 80 ms. Définir des sections entre les saccades que les fixations. Définir tête-mouvements que des mouvements de plus de 6 ° / s ¹¹ et une amplitude de plus de 3 °. Exclure de tête et simultanée des mouvements oculaires avec répertoire dans la direction opposée comme ils ne représentent pas le gain en amplitude regard.
   2. Définir fixations objet que la fixation sur un objet avec la position de regard maximale 1, 24 & dpar exemple, en dehors de l'objet sur l'axe des x et 1, 66 ° sur l'axe des ordonnées. Objets ne sont pas déclenchés selon les patients regardent position, mais considèrent l'excentricité de l'objet à contempler la position en la calculant lorsque l'objet apparaît ^3.
   3. Calculer la longueur moyenne des fixations des participants (moyenne des durées de fixation) et la diffusion de la recherche dans les méridiens horizontaux et verticaux (la variance des emplacements de fixation).
3. Mesure des temps de réaction de deux façons: En tant que premier mode (première détection) mesure le temps de réaction que la première détection soit par fixation ou détection manuelle: Si le patient fixe l'objet premier et répond manuellement par la suite (dans la majorité des cas), puis choisissez l' temps de fixation comme le temps de réaction que la première détection. Si le patient utilise le clignotant ou la pédale de frein d'abord comme un indicateur sans fixateur de l'objet, puis choisissez le temps de réaction manuel comme la première détection. En tant que second mode (mode de réaction), mesurer réagirtemps ions par réaction d'emploi (signal de freinage ou virage) seulement.

5. Les résultats représentatifs

Nous avons recruté 6 patients de différents âges (35-71 ans) avec une hémianopsie incomplète après un infarctus ischémique PCA (4 sur la droite et 2 à l'hémisphère gauche) et 85 témoins sains de différents âges (20-75 ans, également distribuée) afin de déterminer les changements liés à l'âge dans les yeux et la tête-mouvements des performances ainsi que la conduite d'un groupe de référence. Ils n'ont pas fait état des déficits cognitifs, déficits neurologiques ou psychiatriques ou des maladies et de l'acuité visuelle était supérieure à 0,5. L'histoire médicale a été prise et les expériences avec les médias virtuels explorées. L'étude a été menée en conformité avec la déclaration d'Helsinki et a été approuvé par le comité d'éthique local. Un consentement éclairé écrit a été obtenu à partir de tous les participants. Tous les sujets n'étaient pas au courant de la fin des expériences.

Ici, nous démontrons reles résultats des tests présentatifs de deux patients testés 7 à 9 mois après l'incident de course avec hémianopsie incomplète (figure 1) sur le côté droit, avec ou sans comportement compensatoire ainsi que d'un sujet sain comme témoin. Le témoin en bonne santé a été choisie en raison de l'âge similaire, la conduite et l'expérience de jeu d'ordinateur.

Une patiente présentait compensatoire mouvement saccadé du côté où le défaut d'aspect est situé dans l'exécution normale résultant de simulation de conduite par rapport à un témoin sain avec une détection réussie et de réaction à des risques possibles dans une situation de conduite en milieu rural. Cependant, le patient B n'a pas montré compensatoire mouvement saccadé et a révélé de mauvaises performances en simulation de conduite avec à côté d'objets périphériques dans le champ aveugle causant des temps de réaction prolongés ou de collisions. Néanmoins, tout au long des entraînements, le patient B a adopté un comportement compensatoire causant moins de collisions, sans être invité à le faire. Le testa été réalisée tête effrénée des conditions réalistes permettant de détecter et de l'influence possible des mouvements de la tête de comportement compensatoire.

Les patients ont été invités à conduire le terrain comme ils le feraient dans une situation de conduite non-réel simulé. Par rapport au patient un sujet sain. Saccades effectué 1,7 fois plus fréquemment, qui sont principalement couverts du côté de l'écran où le défaut visuel était situé (63%) Les amplitudes des saccades dans les patients A et le témoin étaient similaires (amplitude moyenne: 5,5 degré chez le sujet sain par rapport à 5,3 degré chez le patient). La durée de fixation du patient A a été plus courte par rapport au témoin sain (durée moyenne de 381 ms fixation chez le patient A contre 483 ms pour le contrôle).

En revanche le patient B et le contrôle exploré tout aussi fréquents des deux côtés de l'écran. Figure 2 illustre la distribution de fixations sur l'écran pendant le premier disque de pPatient A, le sujet sain et le patient Patient B. B 3,4 effectué des mouvements saccadés de moins par rapport au patient A couvrant la moitié de la taille de l'amplitude du patient A (amplitude moyenne: 5.5 Une patiente contre 2,9 degré dans le patient B). Le patient B a montré plus de fixation durées par rapport à la fois un contrôle en bonne santé et le patient A. (Moyenne 1049 Durée fixation ms)

Un patient B et le patient effectué presque pas de mouvements de têtes (1 à 2) alors que le témoin sain exécuté quelques (5 à 10) de têtes mouvements par session de conduite contribuant à contempler amplitude.

La figure 3 montre l'influence de l'excentricité de la position de l'objet par rapport à contempler position sur le temps de réaction, démontrées séparément pour le côté gauche et à droite du champ visuel. Le schéma suivant illustre l'augmentation du temps de réaction dû à l'excentricité dans les deux sujets illustrés séparément pour les deux côtés du champ visuel. Quelques temps de réaction à très petite ecc entricities sont inférieures à 50 ms. Ce ne sont pas des temps de réaction réalistes, mais plutôt à cause du balayage d'éventuelles zones dangereuses le long de la route, ou des objets apparaissant au moment de la fixation du patient. Nous n'avons pas filtrer ces événements, car il s'agit également d'un comportement de conduite certain intérêt: en reconnaissant et en cédant aux potentiels des endroits dangereux. (Le graphique montre aussi qu'il y avait des temps de réaction moins connus pour le patient B dues à des objets manqués dans son champ aveugle.)

Chez le patient A et le témoin en bonne santé tous les objets ont été détectés et aucune collision s'est produite. Dans patient B cependant, les temps de réaction diffère nettement entre la droite (aveugle) et gauche (voyants) domaine: les objets détectés B des patients qui se produisent dans le champ aveugle 1,6 fois plus lent par rapport au champ vue et est entré en collision avec des objets 4 fois se produisant dans le champ aveugle ( temps de réaction médiane: droite (aveugle) sur le terrain: 4411.66 ms par rapport à gauche (voyants) terrain: 2810 ms).

"> Ainsi, le patient A preuve compensé sa perte de vision excentrique droit et par une augmentation du nombre de mouvements saccadés qui atteignent le côté de l'anomalie du champ visuel. Il n'est pas encore clair mais si cette stratégie compensatoire devient insuffisante avec une plus grande charge de travail. Pour cela est suggéré dans le graphique pour le champ visuel gauche: Alors que le patient a pu réagir aussi rapidement sur le côté droit en raison de la latéralisation des mouvements saccadés, il a montré des temps de réaction plus longs à de plus grandes excentricités sur le côté gauche, ce qui suggère un coût éventuel de la stratégie à l'égard à la performance. Toutefois, le contrôle en bonne santé montre également de légères différences de temps de réaction comparant les deux côtés, ce qui pourrait aussi être dû au fait que le contrôle effectué en bonne santé d'un disque de moins que les patients. Pour tester si cela représente un effet stable, plus d'essais serait nécessaire.

Contrairement aux patients un patient, B a présenté un résultat représentatif d'un patient manque compensratoire comportement et ses effets sur les performances de conduite: l'absence de compensation saccades dans le champ aveugle conduit à une collision avec des objets apparaissant dans le champ aveugle et temps de réaction prolongés. Néanmoins, tout au long des entraînements, le patient a spontanément commencé à effectuer plus de saccades dans le champ visuel droit avec une plus grande amplitude, ce qui entraîne plus petite fréquence des collisions.

Figure 1A. Patient A automatisée, 30 ° périmétrie de seuil.

La figure 1B. Patient B, 30 ° périmétrie automatisée seuil.

Figure 2. de fixations sur l'écran de contrôle pour le patient A, le patient B, et en bonne santé.

Figure 3. Temps de réaction à des objets qui apparaissent à diverses excentricités dans le champ visuel, pour le patient Un contrôle, le patient B, et en bonne santé.

¹ Ce tempomat a été mis en œuvre pour assurer la comparabilité des temps de réaction entre les groupes d'âge car il est connu que les conducteurs âgés réduire la vitesse comme un mécanisme compensatoire possible ^7.

^{2 MALADIE} simulation est décrit comme des nausées, des sueurs ou des étourdissements persistants lors d'une session d'entraînement. Il existe des données différentes sur la fréquence d'occurrence allant de 9% à 37% selon l'âge car il se produit plus souvent dans le vieux ^{8, 9, 10.} Une préparation minutieuse à la pratique conduit assez longtemps pour que chaque individu pour adjus appropriéestement de réduire le risque de maladie de simulation.

³ Par voiture il ya 4 sangliers et 4 boules programmés pour approcher de chaque côté de la route à deux excentricités différentes, à des parties droites du parcours et à différents intervalles de la façon de prévenir une habitude tests. Apparence des objets est déclenchée par les points soumis flux passant sur la route.

Discussion

La nouvelle méthode établie permet l'examen du comportement exploratoire visuelle des patients atteints de troubles du champ visuel causés par un accident vasculaire cérébral. Le protocole d'essai propose également une approche immédiate pour évaluer le comportement regard compensatoire: En tournant les yeux sur les photos de superposition, l'examinateur peut visualiser le comportement du regard d'un patient lors de la session de test. Par conséquent, il permet une évaluation très rapide et immédiate quant à savoir si le patient a adopté un comportement compensatoire regard. Il permet aussi aux patients de prendre conscience de lui par la visualisation des mouvements du regard par une superposition d'image yeux se déplaçant à travers l'écran comme un regard indiquant outil de rétroaction. Le rôle du chef-mouvements dans le comportement regard compensatoire n'est pas encore clair. Dans notre groupe de contrôle des mouvements de têtes étaient plus fréquents chez les personnes âgées. Le contrôle effectué plus sain tête-mouvements que les patients. Head-mouvements peuvent jouer un rôle plus important lorsque le champ de vision est plus large que testé dans notre set-up. C'est pourquoi nous ne pourrions pas IDENTIFy-tête des mouvements dans le cadre d'un comportement compensatoire regard chez notre patient. Cependant, plus les patients doivent être examinés afin de clarifier le rôle des mouvements de têtes de comportement compensatoire.

Limites de l'étude sont les suivants: Un nouvel essai est nécessaire chez certains individus en raison de la dérive verticale de l'oculomètre tout au long de l'entraînement. Les objets apparaissent naturellement le long de la route et non pas à une excentricité fixe déclenchée par la position du regard. Néanmoins position du regard de courant par rapport à l'objet est considéré lors de l'interprétation des temps de réaction.

Les patients atteints de troubles du champ visuel ont été testés auparavant dans simulées et réelles réglages suivants:.. Bowers et al ¹² et Cockelbergh et al ¹³ ont réalisé des études dans un simulateur de conduite et a démontré un rendement plus faible de conduite chez les patients par rapport aux témoins sains. Cependant, ils n'ont pas d'enregistrer des yeux et de la tête des mouvements et des différences individuelles pourrait not être liées au comportement exploratoire visuel. Wood et al. ⁶ testé dans une situation de vie réelle et a établi une évaluation des performances de conduite des patients atteints de troubles du champ visuel. La tête et les mouvements oculaires ont été analysés par vidéo et post-test score par deux chercheurs indépendants, donc affaire à inter-évaluateurs fiabilité. Néanmoins, ils n'ont pas fourni une analyse quantitative des durées de fixation, saccades, et les mouvements de la tête et l'évaluation dépendaient d'un spécialiste en réadaptation de conduite certifié. L'avantage de notre série avec conduite simulée est l'évaluation facile et rapide dans un contexte clinique, l'enregistrement des paramètres bien définis de la tête et des yeux--mouvements ainsi que les temps de réaction. Il est possible de contrôler le niveau de distraction et d'exposer chaque conducteur à une situation de conduite similaire avec itinéraires normalisés et des conditions permettant la comparabilité. Roth ² a montré que SCT améliore le comportement de recherche sur la vue aux aveugles en naturel searctâches h. En ajustant le niveau de distraction dans les cours de conduite, il sera possible de prouver si, et à quel niveau, le comportement compensatoire échoue avec plus la charge de travail. En comparant les études de simulation de conduite réelles, il semble approprié d'enseigner un comportement compensatoire dans un environnement simulé et exposer le patient à une situation de conduite réelle dans un deuxième temps. D'autant plus que celui-ci permet d'évaluer la sécurité de la conduite.

À l'avenir, nous avons l'intention d'inclure la caractérisation des différents niveaux de comportement compensatoire en analysant les saccades, les amplitudes et de distribution. Cela pourrait contribuer à offrir une réadaptation plus des plans individuels ajustés au niveau actuel du patient d'un comportement compensatoire. Deuxièmement, comme le patient B révèle adoption spontanée d'une stratégie compensatoire, nous aimons tester le design comme un outil possible pour des fins de réhabilitation: la simulation de conduite non seulement comme une conception de test de diagnostic, mais aussi d'une formation spécifique, des instructions èmee patient, d'accomplir un comportement compensatoire saccade. Combiné avec visualisation immédiate de comportement du regard par le regard indiquant les images de superposition des yeux ce qui pourrait fournir un mécanisme de rétroaction de se poser l'attention sur une stratégie compensatoire.

matériels

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Nom	Entreprise	Catalogue	Commenter
Simulateur de conduite Software SILAB	Würzburg Institut des sciences Traffic GmbH (WIVW)		http://www.wivw.de/index.php.en
EyeSeeCam	Université de Munich Hôpital Neurosciences cliniques		http://eyeseecam.com
			Estimation des coûts et de temps pour l'établissement de 20.000 euros, 3 mois.