המחברים מבקשים להודות לקאביח דאו, פאדמה Rajagopal, מול קונורס וצוות של קרול המרכז לעיוור (ניוטון מסצ&#39;וסטס, ארה&quot;ב) על תמיכתם בביצוע מחקר זה. עבודה זו נתמכה על ידי מענק NIH / ניי: RO1 EY019924.

1. דמוגרפיה משתתף זהו מחקר מתמשך שמגייס משתתפי גברים ונשים בגילים שבין 18-45 עיוורי שנים. כל המשתתפים הם עיוורים מהתחלה המוקדמת (שתועד לפני גיל 3) ושל שוני אטיולוגיה עינית. אף אחד מהמשתתפים במחקר היה בעבר הכיר היטב את המבנה המרחבי של המבנה הפיזי היעד. 2. הכנה והיכרות עם AbES <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספק את המשתתף עם כיסוי עיניים ואוזניות ללבישה לאורך האימון ותהליך הערכה. ודא כי כיסוי העיניים ממוקם בנוחות על עיניים ואת האוזניות מכוונות כראוי וממוקמות מעל האוזניים (כלומר רמקול השמאלי מעל אוזן שמאל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משתתף רכבת כיצד להשתמש במקשים שהוקצו והמידע המיוצג על ידי רמזי אודיו בAbES. באמצעות משייכות מפתח ספציפיות (איור 3), משתמש מנווט ובוחןבנייה כמעט (לנוע קדימה, ימינה או שמאלה). כל צעד וירטואלי מתקרב צעד אחד בבניין הפיזי האמיתי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היכרות עם חוקים ונחת יסוד של המשחק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> היכרות עם רמזים ספציפיים למשחק שמע (למשל צליל של תכשיטים וסאונד של מפלצות סמוכות איתור). כמשתמש מנווט בבניין, מידע מרחבים מבוססים שמיעתי וקשר הוא רכש ברצף, והוא באופן דינמי מעודכן. מידע מרחבים וצבייה מבוסס על אותות קול וייצוג מרחבי אייקונים הניתנים לאחר כל צעד שנעשה. אורינטציה מבוססת על כותרות קרדינל מצפן (למשל &quot;צפון&quot; או &quot;מזרח&quot;) וטקסט דרך דיבור (TTS) משמש כדי לספק מידע נוסף לגבי המיקום הנוכחי של משתמש, התמצאות וכותרת (לדוגמה: &quot;אתה נמצא במסדרון על 1 רצפה, מול מערב &quot;), כמו גם את זהותו של חפצים ומכשולים בדרכם (למשל:&quot; זה הוא דלת &quot;). רמזי מרחק מסופקים בהתבסס on עוצמת צליל ויסות. הלוקליזציה המרחבית של הצלילים מתעדכנת כדי להתאים הכותרת האגוצנטרית של המשתמש. בעיקרון, תוכנה נועדה להפעיל קובץ שמע מתאים כפונקציה של המיקום וכיוון האגוצנטרי של המשתמש ועוקבת אחר המיקום של המשתמש, כאשר הם עוברים דרך הסביבה. לדוגמה, אם דלת ממוקמת בצדו הימני של האדם, קול הנקישה נשמע באוזן ימין של המשתמש (כלומר התוכנה מנגנת קובץ אודו של קול נקישה בערוץ הנכון). אם האדם עכשיו מסתובב 180 מעלות, כך שאותה הדלת ממוקמת כעת בצד השמאל שלהם, באותו הקול נקישה עכשיו שמע בערוץ השמאל (כלומר התוכנה מנגנת קובץ אודו של קול נקישה בערוץ השמאל). לבסוף, אם המשתמש מול הדלת, באותו הקול הנקישה נשמע בשתי האוזניים באופן שווה. על ידי שמירה על מסלול של הכותרת האגוצנטרית של המשתמש, התוכנה יכולה לנגן את הצלילים המקומיים מרחביים המתאימים המזהיםהנוכחות והמיקום של אובייקטים ולעקוב אחר שינויים אלה כמשתמש מעבירים באמצעות הסביבה הווירטואלית. ראה איור 4. </li></ol> 3. הדרכה ומשחק עם AbES (3 מושבים בכל 30 דקות שנמשכות בסך של 1.5 שעות) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אפשר למשחק חופשי לשחק ושים לב לקשיים ואתגרים (כלומר שימוש של משייכות מפתח, רמזי אודיו, תחומי הניווט קשה). חיזוקים והבהרות חיוביים מסופקים בסוף כל אימון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצועי משחק שיא (מספר, זמן ומיקום שבו משתתף מוצא תכשיט לדוגמה). </li></ol> 4. להעריך את ביצועי משימות ניווט וירטואליים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסביר למשתתף את הפרטים של הבדיקה ולספק הוראות כיצד להשלים את משימות ניווט הווירטואליות. המשתתף ישלים 10 משימות ניווט קבוע מראש המוצגות ברצף שימוש בתוכנת AbES (כלומר פעם אחת particiצפצף הצלחה משלים את המשימה הראשונה, מחשב באופן אוטומטי מחדש לאתר אותם לנקודת ההתחלה של המשימה הבאה). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להודיע ​​למשתתף כי יהיה להם מקסימום של 6 דקות כדי להשלים כל משימת ניווט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 10 נתיבי ניווט וירטואליים של קושי דומה (כלומר מרחק נסע ומספר הסיבובים) נבחרים על הבסיס קבוע מראש של 10 זיווגי התחלה ולהפסיק מקומות (כלומר חדרים). באופן ספציפי, המגוון של צעדים הדרושים כדי לנווט את מסלול היעד נע בין 25-35 שלבים (בסביבה הווירטואלית) ושלב בין סיבובי 3-4 של 90 מעלות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את 10 זוגות הניווט לAbES למצגת אוטומטית ולכידה נתונים של ביצועים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדי תוצאות נרשמים באופן אוטומטי באמצעות התוכנה הפנימית &#39;AbES. מדדי תוצאות כוללים: סיום מוצלח של המשימה, והזמן שלוקח להגיע ליעד הניווט. ראה איור 5 א. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוראות דescribing מיקום ההתחלה ויעד היעד ניתן באופן אוטומטי על ידי תוכנת AbES בתחילת כל משימה. עיתוי מתחיל מייד ברגע שלוקח את נושא הצעד הווירטואלי הראשון שלהם מנקודת ההתחלה ומסתיים ברגע שהגיע למיקום היעד (אלא אם כן הזמן לוקח יותר זמן מאשר 6 דקות, שלריצה היא בקיע כשלם ואת הדרך הבאה מוצגת). נתונים שנתפסו נשלחו באופן אוטומטי לקובץ טקסט ולאחר מכן פתחו במסד נתונים / תוכנות סטטיסטיות לניתוח נוסף. </li></ol> 5. להעריך את ביצועי משימות ניווט גופניים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסביר למשתתף את הפרטים של הבדיקה ולספק הוראות כיצד להשלים את משימות ניווט הפיזיות. המשתתף ישלים 10 משימות שנקבעו מראש (ניווט מוצג במקושקש הזמנה מהערכת הביצועים הווירטואלית הקודמת) ותחת פיקוחו של חוקר מנוסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ליידע את המשתתף יהיה להם maxiאמא של 6 דקות כדי להשלים כל משימת ניווט. לצורך משימת הניווט הפיסית, המשתתף מותר להשתמש במקל הלבן שלהם לתמיכה בניידות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 10 נתיבי ניווט פיסיים נבחרים על בסיס קבוע מראש של 10 זיווגי התחלה ומקומות עצירה (כלומר חדרים) קושי דומה (כלומר מרחק נסע ומספר הסיבובים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חוקר מכין שעון עצר ולוח עם רשימה של משימות ניווט לניקוד ידני של ביצועים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדי תוצאות נרשמים באופן ידני על ידי החוקר. מדדי תוצאות כוללים: סיום מוצלח של המשימה, והזמן שלוקח להגיע ליעד הניווט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> &quot;כיכר הפעמית&quot; המשתתף (משתתף עם דלת מיקום ההתחלה מאחוריהם עמדה, כלומר). הוראות המתארות את מיקום ההתחלה ויעד היעד מסופקות על ידי החוקר בתחילת כל משימה. העיתוי מתחיל מייד לאחר tak הנושאes הצעד הראשון שלהם פיזי מנקודת ההתחלה ומסתיים כאשר המשתתף מילולי מדווח שהגיע ליעד (אלא אם כן הזמן לוקח יותר זמן מאשר 6 דקות, שלריצה היא בקיע כשלם ואת הדרך הבאה מוצגת). נתונים מתועדים נרשמים באופן ידני ולאחר מכן הועברו לבסיס נתונים / תוכנה סטטיסטית לניתוח נוסף. ראה איור 5 ב. </li></ol> 6. הערך בגלילה פיזית את ביצוע משימה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להסביר למשתתף את הפרטים של הבדיקה ולספק הוראות כיצד להשלים את הירידה הפיסית את משימות ניווט. המשתתף ישלים 5 משימות ניווט עם מטרות של יציאה מהבניין באמצעות מסלול הקצר ביותר האפשרי, ותחת פיקוחו של חוקר מנוסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להודיע ​​למשתתף כי יהיה להם מקסימום של 6 דקות כדי להשלים כל משימת ניווט. לצורך הירידה הפיסית את משימת ניווט, המשתתף מותרלהשתמש במקל הלבן שלהם לתמיכה בניידות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> 5 מיקומים שנקבעו מראש החל פיסיים משמשים כזה ש3 נתיבי יציאה של אורכים שונים אפשריים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חוקר מכין שעון עצר ולוח עם רשימה של משימות ניווט לניקוד ידני של ביצועים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדדי תוצאות נרשמים באופן ידני על ידי החוקר. מדדי תוצאות כוללים: סיום מוצלח של המשימה, והזמן שלוקח להגיע ליעד הניווט. יתר על כן, נתיבים מקבלים נקודות כך שהמסלול הקצר לקח ניתן נקודות מרביות (3 כלומר למסלול הקצר ביותר, 2 ל2, 1 לארוך ביותר, ו0 עבור לא להיות מסוגל להשלים את המשימה). ראה איור 5 ג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> &quot;כיכר הפעמי&quot; המשתתף במיקום הראשון מתחיל. הוראות המתארות את מיקום התחילה מסופקות על ידי החוקר בתחילת כל משימה. עיתוי מתחיל מייד ברגע שלוקח את נושא הצעד הפיזי הראשון שלהם מנקודת ההתחלה ומסתייםכאשר המשתתף מילולי מדווח שהגיע לדלת יציאה של הבניין (אלא אם כן הזמן לוקח יותר זמן מאשר 6 דקות, שלריצה היא בקיע כשלם ומיקום ההפעלה הבא מוצגת). נתונים מתועדים נרשמים באופן ידני ולאחר מכן הועברו לבסיס נתונים / תוכנה סטטיסטית לניתוח נוסף. </li></ol>

<ol>
	<li>Loomis, J. M., Klatzky, R. L., Golledge, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Navigating+without+vision:+basic+and+applied+research.">Navigating without vision: basic and applied research.</a> Optom. Vis. Sci. 78, 282-289 (2001).</li><li>Siegel, A. W., White, S. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+development+of+spatial+representations+of+large-scale+environments.">The development of spatial representations of large-scale environments.</a> Adv. Child Dev. Behav. 10, 9-55 (1975).</li><li>Strelow, E. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+is+needed+for+a+theory+of+mobility:+direct+perception+and+cognitive+maps--lessons+from+the+blind.">What is needed for a theory of mobility: direct perception and cognitive maps--lessons from the blind.</a> Psychol. Rev. 92, 226-248 (1985).</li><li>Giudice, N. A., Bakdash, J. Z., Legge, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wayfinding+with+words:+spatial+learning+and+navigation+using+dynamically+updated+verbal+descriptions.">Wayfinding with words: spatial learning and navigation using dynamically updated verbal descriptions.</a> Psychol. Res. 71, 347-358 (2007).</li><li>Ashmead, D. H., Hill, E. W., Talor, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Obstacle+perception+by+congenitally+blind+children.">Obstacle perception by congenitally blind children.</a> Percept. Psychophys. 46, 425-433 (1989).</li><li>Dede, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Immersive+interfaces+for+engagement+and+learning.">Immersive interfaces for engagement and learning.</a> Science. 323, 66-69 (2009).</li><li>Bavelier, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Brains+on+video+games.">Brains on video games.</a> Nat. Rev. Neurosci. 12, 763-768 (2011).</li><li>Bavelier, D., Green, C. S., Dye, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Children,+wired:+for+better+and+for+worse.">Children, wired: for better and for worse.</a> Neuron. 67, 692-701 (2010).</li><li>Lange, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Designing+informed+game-based+rehabilitation+tasks+leveraging+advances+in+virtual+reality.">Designing informed game-based rehabilitation tasks leveraging advances in virtual reality.</a> Disabil. Rehabil. , (2012).</li><li>Merabet, L., S&#225;nchez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Audio-based+Navigation+Using+Virtual+Environments:+Combining+Technology+and+Neuroscience.">Audio-based Navigation Using Virtual Environments: Combining Technology and Neuroscience.</a> AER Journal: Research and Practice in Visual Impairment and Blindness. 2, 128-137 (2009).</li><li>Kalia, A. A., Legge, G. E., Roy, R., Ogale, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Indoor+Route-finding+Technology+for+People+with+Visual+Impairment.">Assessment of Indoor Route-finding Technology for People with Visual Impairment.</a> J. Vis. Impair. Blind. 104, 135-147 (2010).</li><li>Lahav, O., Schloerb, D. W., Srinivasan, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Newly+blind+persons+using+virtual+environment+system+in+a+traditional+orientation+and+mobility+rehabilitation+program:+a+case+study.">Newly blind persons using virtual environment system in a traditional orientation and mobility rehabilitation program: a case study.</a> Disabil. Rehabil. Assist Technol. , (2011).</li></ol>

המחברים מצהירים ניגודי אינטרסים.

אנו מתארים סימולטור אינטרקטיווי אודים וירטואליים מבוסס סביבה שנועד לשפר את כישורי ניווט מודעות המרחבית בכלל ובעיוור. אנו מראים כי אינטראקציה עם AbES מספקת רמזים מדויקים המתארים את היחסים מרחביים בין אובייקטים והפריסה הכוללת של סביבת היעד. משתמשים עיוורים יכולים להפ?...

למצוא את דרכו של אדם בסביבה לא מוכרת מתנות כמו אתגר משמעותי לעיוורים. ניווט בהצלחה דורשת הבנה של יחסים מרחביים שקיימים בין העצמי והאובייקטים בסביבתו של 1,2 1. ייצוג מנטלי המתאר סביב החלל המכונה הקוגניטיבית 3 מפת מרחבית. אנשים עיוורים יכולים לאסוף מידע המרחבי רלוונטי לגבי הסביבה המקיפה אותם בערוצים חושיים אחרים (כמו ששמע) המאפשרים לדור של מפת קוגניטיבית מרחבית מדויקת לצרכי ניווט המשימות בעולם אמיתית 4,5. עניין רב התעורר לגבי הפוטנציאל החינוכי של סביבות וירטואליות ומשחקי וידאו פעולה כאמצעי ללמוד ולשלוט במיומנויות 6-9. אכן, אסטרטגיות וגישות רבות פותחו לעיוורים למטרה זו (ראה 4,10-12). פתחנו אאודיסימולטור o מבוססת הסביבה (AbES); סביבה וירטואלית של משתמש במרכז אודיו מבוסס המאפשרת ניווט וחיפוש מדומה של מבנה פיזי קיים. ציור מתוכניות מקוריות אדריכליות רצפה, טיוח וירטואלי של בניין מודרני בן שתי קומות (הממוקמת בקרול המרכז לעיוור; ניוטון, MA) נוצר עם תוכנת AbES (איורים 1 א &#39;וב&#39;). AbES משלב מטאפורה משחק פעולה עם נחת יסוד שנועדה לקדם את חקר מלא של שטח הבניין. באמצעות הקשות פשוטות ורמזים קוליים ייצוג מרחבים, למשתמשים לנווט ולסרוק את הבניין כדי לאסוף את מספר מרבי של תכשיטים שהוסתרו בחדרים שונים. משתמשים חייבים להימנע משוטטות מפלצות שיכול להוציא אותם ולהסתיר אותם במקום אחר בבניין (התרשים 1C). אנו מראים כי אינטראקציה עם AbES מאפשרת למשתמש עיוור כדי לייצר מפה מדויקת מרחבית הקוגניטיבי של בניין היעד בהתבסס על מידע שמיעתיcquired בהקשר של דימוי משחק פעולה. זה אושר על ידי סדרה של בדיקות ביצועים התנהגותיים שלאחר אימון שנועדו לבחון את העברת המידע המרחבי רכש מסביבה וירטואלית למשימת ניווט מקורה עולם אמיתי, בקנה מידה גדול (ראה איור 2 לתכנון מחקר הכללי). התוצאות שלנו מראות שמשתמשים עיוורים יכולים לנווט בהצלחה לאורך כל בניין שהם היו בעבר לא מוכרים, למרות ששום שעה שהודיע ​​לו את המטרה הכוללת של המחקר, והם גם הורו לזוכרים את הפריסה המרחבית של בנייה בעת ששחק את המשחק.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם ציוד </td><th > תגובות </td></tr><tr><td> מחשב נייד </td><td > מחשב נייד המשמש באופן בלעדי למשתתפי הכשרה ואת איסוף נתונים </td></tr><tr><td> ראש טלפוני סטריאו (עיצוב circumaural סגור לחלוטין) </td><td > משוחק על ידי כל המשתתפים במהלך אימון </td></tr><tr><td> לקשור עינים </td><td > משוחק על ידי כל המשתתפים במהלך אימונים ובדיקות </td></tr></tbody></table>

development of an audio-based virtual gaming environment to assist with navigation skills in the blind

סימולטור סביבת אודיו המבוסס (AbES) הוא תוכנה לסביבה וירטואלית שנועדה לשפר את כישורי ניווט של עולם אמיתיים בעיוור. רק באמצעות רמזים מבוססי האודים ונקבעו בהקשר של דימוי משחק וידאו, משתמשים לאסוף מידע המרחבי רלוונטי לגבי פריסתו של בניין. זה מאפשר למשתמש לפתח מפה קוגניטיבית המרחבי מדויקת של מרחב בקנה מידה גדול תלת ממדים שניתן לטפל לצורך משימת ניווט מקורה אמיתית. לאחר משחק, משתתפים העריכו אז על היכולת שלהם לנווט בתוך המבנה הפיזי היעד מיוצג במשחק. תוצאות ראשוניות מצביעות על כך שהמשתמשים עיוורים המוקדמים היו מסוגלים להשיג מידע רלוונטי בנוגע לפריסה המרחבית של בניין בעבר לא מוכר כמו באינדקס של הביצועים שלהם בסדרה של משימות ניווט. משימות אלה כללו מציאת נתיב דרך הבניין הווירטואלי ופיזי, כמו גם סדרה של טיפה את המשימות. אנו מוצאים כי immersiveוהאופי אינטרקטיווי של תוכנת AbES מופיע לעסוק משתמש העיוור מאוד אקטיבי כדי לחקור את הסביבה הווירטואלית. יישומים של גישה זו עשויים להאריך את האוכלוסיות גדולות של אנשים לקויים ראייה.

תוצאות משלושה משתתפים עיוורים מוקדמים (בגילים שבין 19 ל 22 שנים) מוצגות (ראה טבלת מס &#39;1 למאפייני משתתף). לסיכום, כל שלושת המשתתפים הראו רמה גבוהה של הצלחה בכל השלוש משימות הניווט בעקבות משחק עם תוכנת AbES. זה אושר על ידי הציונים (ממוצע ביצועי קבוצה והיחיד) בכל השל?...

Watch this Scientific Journal Video about Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind at JoVE.com

Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind

סימולטור סביבת אודיו המבוסס (AbES) הוא תוכנה לסביבה וירטואלית שנועדה לשפר את כישורי ניווט של עולם אמיתיים בעיוור.

פיתוח של סביבת משחקים וירטואלית אודיו מבוססות המסייע במיומנויות ניווט בליינד

Audio-based Environment Simulator (AbES) is virtual environment software designed to improve real world navigation skills in the blind. Using only audio ...

development-an-audio-based-virtual-gaming-environment-to-assist-with

Research

JoVE Journal

Medicine

14.2K Views.  Massachusetts Eye and Ear Infirmary, Harvard Medical School. סימולטור סביבת אודיו המבוסס (AbES) הוא תוכנה לסביבה וירטואלית שנועדה לשפר את כישורי ניווט של עולם אמיתיים בעיוור.

Video: Development of an Audio-based Virtual Gaming Environment to Assist with Navigation Skills in the Blind

Using Quantitative Real-time PCR to Determine Donor Cell Engraftment in a Competitive Murine Bone Marrow Transplantation Model

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules that regulate HSCs. In these transplant model systems, the function of HSCs is determined by the ability of these cells to engraft and reconstitute lethally irradiated recipient mice. Commonly, the donor cell contribution/engraftment is measured by antibodies to donor- specific cell surface proteins using flow cytometry. However, this method heavily depends on the specificity and the ability of the cell surface marker to differentiate donor-derived cells from recipient-originated cells, which may not be available for all mouse strains. Considering the various backgrounds of genetically modified mouse strains in the market, this cell surface/ flow cytometry-based method has significant limitations especially in mouse strains that lack well-defined surface markers to separate donor cells from congenic recipient cells. Here, we reported a PCR-based technique to determine donor cell engraftment/contribution in transplant recipient mice. We transplanted male donor bone marrow HSCs to lethally irradiated congenic female mice. Peripheral blood samples were collected at different time points post transplantation. Bone marrow samples were obtained at the end of the experiments. Genomic DNA was isolated and the Y chromosome specific gene, Zfy1, was amplified using quantitative Real time PCR. The engraftment of male donor-derived cells in the female recipient mice was calculated against standard curve with known percentage of male vs. female DNAs. Bcl2 was used as a reference gene to normalize the total DNA amount. Our data suggested that this approach reliably determines donor cell engraftment and provides a useful, yet simple method in measuring hematopoietic cell reconstitution in murine bone marrow transplantation models. Our method can be routinely performed in most laboratories because no costly equipment such as flow cytometry is required.

Determining donor cell engraftment presents a challenge in mouse bone marrow transplant models that lack well-defined phenotypical markers. We described a methodology to quantify male donor cell engraftment in female transplant recipient mice. This method can be used in all mouse strains for the study of HSC functions.

באמצעות PCR כמוני בזמן אמת לקביעת engraftment תא התורם במודל תחרותי Murine מח עצם השתלה

Murine bone marrow transplantation models provide an important tool in measuring hematopoietic stem cell (HSC) functions and determining genes/molecules ...

Development of an Algorithm to Perform a Comprehensive Study of Autonomic Dysreflexia in Animals with High Spinal Cord Injury Using a Telemetry Device

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating neurological condition characterized by somatic and autonomic dysfunctions. In particular, SCI above the mid-thoracic level can lead to a potentially life-threatening hypertensive condition called autonomic dysreflexia (AD) that is often triggered by noxious or non-noxious somatic or visceral stimuli below the level of injury. One of the most common triggers of AD is the distension of pelvic viscera, such as during bladder and bowel distension or evacuation. This protocol presents a novel pattern recognition algorithm developed for a JAVA platform software to study the fluctuations of cardiovascular parameters as well as the number, severity and duration of spontaneously occurring AD events. The software is able to apply a pattern recognition algorithm on hemodynamic data such as systolic blood pressure (SBP) and heart rate (HR) extracted from telemetry recordings of conscious and unrestrained animals before and after thoracic (T3) complete transection. With this software, hemodynamic parameters and episodes of AD are able to be detected and analyzed with minimal experimenter bias.

The catheter of a telemetry device is implanted into the abdominal aorta in order to continuously collect beat-by-beat hemodynamic data from animals pre and post-high thoracic spinal cord transection. A novel JAVA software was employed to analyze hemodynamic parameters as well as frequency and intensity of spontaneous episodes of autonomic dysreflexia.

פיתוח אלגוריתם לבצע מחקר מקיף על האוטונומית דיסרפלקסיה ב בעלי חיים עם פגיעה בחוט השדרה גבוהה שימוש בהתקן טלמטריה

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating neurological condition characterized by somatic and autonomic dysfunctions. In particular, SCI above the ...

Determination of the Relative Potency of an Anti-TNF Monoclonal Antibody (mAb) by Neutralizing TNF Using an In Vitro Bioanalytical Method

This protocol shows the measurement of the apoptotic activity neutralization of TNF&#945; in a mouse fibroblast cell model (WEHI 164) using an anti-TNF&#945; mAb. In addition, this protocol can be used to evaluate other anti-TNF&#945; molecules, such as fusion proteins. The cellular model employed here is sensitive to TNF&#945;-mediated apoptosis when an additional stress factor is induced in cell culture conditions (e.g., serum deprivation). This procedure exemplifies how to execute this analytical assay, highlighting the key operations relating to the sample preparation, cell dilution, apoptosis induction, and spectrophotometric measurements that are critical to ensure successful results. This protocol reveals the best-performance conditions relating to apoptosis induction and efficient signal recording, leading to low uncertainty values.

Determination of the Relative Potency of an Anti-TNF Monoclonal Antibody mAb by Neutralizing TNF Using an In Vitro Bioanalytical Method

A protocol for the determination of the relative anti-apoptotic activity of an anti-TNF&#945; mAb using a neutralization mechanism with WEHI 164 cells is presented here. This protocol is useful for comparing the neutralization strength of different molecules with the same biological functionality.

קביעת העוצמה היחסית של Anti-TNF חד-שבטיים נוגדן (mAb) על ידי Neutralizing TNF באמצעות שיטת וביו-אנליטיות וואלידציה , חוץ גופית

This protocol shows the measurement of the apoptotic activity neutralization of TNF&#945; in a mouse fibroblast cell model (WEHI 164) using an ...

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. To better understand the mechanism behind these surgical procedures, a rat partial liver transplantation (PLTx) model was established for relevant surgical studies. Because of the complexity of the rat PLTx model, a protocol with detailed descriptions is required. An article published previously reported a protocol in which ex vivo hepatectomy was used to achieve 50% rat PLTx. In contrast to this protocol, we introduced a re-arterialized PLTx with an in vivo 70% hepatectomy. An updated vessel-oriented hepatectomy was incorporated into the rat PLTx to refine the microsurgical procedure. The portal veins and hepatic arteries of the left lateral lobe and the median lobe were individually dissected and ligated before removal of the liver parenchyma, thereby decreasing the probability of bleeding in the remnant liver stump. Furthermore, an end-to-side vessel anastomosis between the common hepatic artery and the enlarged proper hepatic artery was introduced to re-arterialize the hepatic artery. By using this end-to-side vessel anastomosis technique, the diameter of the anastomosis was enlarged, thereby decreasing the difficulty of hand suture and maintaining a high rate of anastomotic patency. Moreover, the cuff anastomosis of the infrahepatic vena cava was slightly modified. A section of circumferential liver parenchyma around the vena cava of a recipient was preserved during cuff anastomosis to maintain the three-dimensional shape of the vascular lumen. This section of liver parenchyma was removed after completing the anastomosis. With this modification, the step involving placement of stay sutures was omitted, thereby further shortening the cuff anastomosis time. By using this protocol of rat PLTx, a low liver enzyme level, an intact liver lobular architecture and a high survival rate were achieved after microsurgery.

Re-Arterialized Rat Partial Liver Transplantation with an in vivo Vessel-Oriented 70% Hepatectomy

Here, a protocol involving re-arterialized rat partial liver transplantation is presented. Specifically, 70% liver was resected in vivo by using an updated technique of vessel-oriented hepatectomy. The hepatic artery was reconstructed in an end-to-side manner. The cuff technique was modified to shorten the anastomosis time of the infrahepatic vena cava.

מחדש Arterialized השתלת הכבד חלקית עכברוש עם ויוו מונחה כלי 70% Hepatectomy

Split liver transplantation and living liver donor liver transplantation were developed in the clinic to utilize liver organs in a more efficient manner. ...

Assessment of the Efficacy of An Osteopathic Treatment in Infants with Biomechanical Impairments to Suckling

Breastfeeding can be challenging for mother-infant dyads experiencing biomechanical suckling difficulties. Although lactation consultants (LCs) all over the world have increased their skills in this field and can provide support to help position the infant at the breast, the impact of their intervention might be limited in the presence of stiff structures in the infants. Here we present a protocol for a randomized controlled trial to assess the efficacy of osteopathic treatment, coupled with lactation consultation, for infants&#39; biomechanical suckling difficulties. It proposes a set-up and a sequence of actions to ensure an optimal context for treatment, as well as a blinding of parents and LCs to the intervention. Data such as the infant&#39;s latch ability measured with the LATCH Assessment Tool, the mother&#39;s nipple pain with a visual analog scale (VAS), and the mother&#39;s perceptions are collected by LCs four times over a 10-day period. Osteopathic lesions are documented by the osteopath, using a standardized assessment grid. Structures of interest are coherent with the anatomical zones involved in latching onto the breast. This protocol also proposes a strategy to document systematically an osteopathic profile of infants with biomechanical suckling difficulties in their first weeks of life. The implementation of this protocol confirms its feasibility for osteopathic assessment and treatment and paves the way for future trials to further explore the efficacy of osteopathic techniques for infants with biomechanical suckling difficulties.

Osteopathy is an emerging field of clinical research. Here we present a protocol to assess the efficacy of an osteopathic intervention coupled with lactation consultation, in infants with biomechanical issues impeding breastfeeding.

הערכת יעילות של טיפול אוסטאופתי אצל תינוקות עם ליקויי Biomechanical כדי היניקה

Breastfeeding can be challenging for mother-infant dyads experiencing biomechanical suckling difficulties. Although lactation consultants (LCs) all over ...

A Computerized Functional Skills Assessment and Training Program Targeting Technology Based Everyday Functional Skills

Today, many functional skills are technology-based, so development of a technology-based training program has broad importance. Here we present a computerized functional skills training program that was paired in half of the participants with a commercially available cognitive training (CCT) program.
Non-impaired older individuals (NC) aged 60+ (n=45) and similarly aged individuals with mild cognitive impairment (MCI; n=50) were randomized to receive 12 weeks of twice-weekly computerized functional skills training (CFST) or 12 weeks of twice-weekly sessions split between CCT and CFST. Skills trained were use of an ATM; internet banking; ticket kiosk; telephone and internet prescription refill; medication management; and internet shopping. As with previous functional capacity assessments, we focus on completion time for each simulation.
51 participants completed the training program, either by mastering all 6 tasks (34) or completing 12 weeks of training. 44 more participants completed 4 or more training sessions so they were also analyzed for improvement up to their last training session. Completion time for all 6 tests significantly improved from the baseline assessment to the final training session in both groups of participants (all p&#60;0.001 with an average improvement in task completion time of 45%). Further, there was no differential improvement in MCI and NC in the 6 tests from baseline to end of training (all t&#60;1.66, all p&#62;0.12). Finally, combined CCT plus CFST did not differ from CSFT alone on any of the percent-change score measures (all t&#60;1.64, all p&#62;0.11).
Both NC and MCI groups evidenced substantial improvements in performance. CCT supplementation led to similar functional gains with half as many training sessions. The NC participants proceeded through the training fairly rapidly even without CCT supplementation; MCI participants required more training but learned equivalently. These findings suggest that even in cases with memory impairments, functional skills can be efficiently learned with training.

This training protocol uses computerized training to teach technology-related everyday functional skills. These skills include financial skills, travel and transit, as well as medication management.

מיומנות פונקציונלית הערכה והדרכה תוכנית מיקוד הטכנולוגיה מבוסס מיומנויות פונקציונלי יומיומי

Today, many functional skills are technology-based, so development of a technology-based training program has broad importance. Here we present a ...

Blind Endotracheal Intubation in Neonatal Rabbits

The newborn rabbit is a useful animal model for various pathologies and procedures. Airway management of the rabbit is complex due to its anatomical characteristics, which is further complicated in the case of the newborn. Of the different methods of advanced airway management, endotracheal intubation is less aggressive than tracheostomy, and is more feasible than supraglottic management given the lack of supraglottic devices of such a small size. As direct glottis visualization is very difficult in animals this size, this blind intubation model is presented as an effective alternative, especially for experiments requiring prolonged anesthesia. Using this method, we performed blind intubations with a 90% success rate.

We describe a technique of endotracheal intubation in newborn rabbits after esophageal catheterization with a gastric tube.

אינטובציה אנדוטרצ'יאלית עיוורת בארנבים יילודים

The newborn rabbit is a useful animal model for various pathologies and procedures. Airway management of the rabbit is complex due to its anatomical ...

Real-Time Dynamic Navigation System for the Precise Quad-Zygomatic Implant Placement in a Patient with a Severely Atrophic Maxilla

Zygomatic implants (ZIs) are an ideal way to address cases of a severely atrophic edentulous maxilla and maxilla defects because they replace extensive bone augmentation and shorten the treatment cycle. However, there are risks associated with the placement of ZIs, such as penetration of the orbital cavity or infra-temporal fossa. Furthermore, the placement of multiple ZIs makes this surgery risky and more difficult to perform. Potential intraoperative complications are extremely dangerous and may cause irreparable losses. Here, we describe a practical, feasible, and reproducible protocol for a real-time surgical navigation system for precisely placing quad-zygomatic implants in the severely atrophic maxilla of patients with residual bone that does not meet the requirements of conventional implants. Hundreds of patients have received ZIs at our department based on this protocol. The clinical outcomes have been satisfactory, the intraoperative and postoperative complications have been low, and the accuracy indicated by infusion of the designed image and postoperative three-dimensional image has been high. This method should be utilized during the entire surgical procedure to ensure ZI placement safety.

Here, we present a protocol to achieve precise quad-zygomatic implant placement in patients with severely atrophic maxilla using a real-time dynamic navigation system.

מערכת ניווט דינמית בזמן אמת למיקום מדויק של שתל מרובע זיגומטי במטופל עם מקסילה אטרופית קשה

Zygomatic implants (ZIs) are an ideal way to address cases of a severely atrophic edentulous maxilla and maxilla defects because they replace extensive ...

Dynamic Navigation in Endodontics: Guided Access Cavity Preparation by Means of a Miniaturized Navigation System

In the case of teeth with pulp canal calcification (PCC) and apical pathology or pulpitis, root canal treatment can be very challenging. PCC are common sequelae of dental trauma but can also occur with stimuli such as caries, bruxism, or after placing a restoration. In order to access the root canal as minimally invasive as possible in case of a necessary root canal treatment, dynamic navigation has recently been introduced in endodontics in addition to static navigation. The use of a dynamic navigation system (DNS) requires pre-operative cone-beam computed tomography (CBCT) imaging and a digital surface scan. If necessary, reference markers must be placed on the teeth before the CBCT scan; with some systems, these can also be planned and created digitally afterward. By means of a stereo camera connected to the planning software, the drill can now be coordinated with the help of reference markers and virtual planning. As a result, the position of the drill can be displayed on the monitor in real-time during preparation in different planes. In addition, the spatial displacement, the angular deviation, and the depth position are also displayed separately. The few commercially available DNS mostly consist of relatively large camera-marker-systems. Here, the DNS contains miniaturized components: a low-weight camera (97 g) mounted on the micromotor of the electric handpiece utilizing a manufacturer-specific connecting mechanism and a small marker (10 mm x 15 mm), which can be easily attached to an individually manufactured intraoral tray. For research purposes, a post-operative CBCT scan can be matched with the pre-operative one, and the volume of tooth structure removed can be calculated by the software. This work aims to present the technique of guided access cavity preparation by means of a miniaturized navigation system from imaging to clinical implementation.

Dynamic navigation systems (DNS) provide real-time visualization and guidance to the operator during endodontic access cavities preparation. The planning of the procedure requires three-dimensional imaging utilizing cone beam computed tomography and surface scans. After the export of the planning data to the DNS, access cavities can be prepared with minimal invasion.

ניווט דינמי באנדודונטיה: הכנת חלל גישה מודרכת באמצעות מערכת ניווט ממוזערת

In the case of teeth with pulp canal calcification (PCC) and apical pathology or pulpitis, root canal treatment can be very challenging. PCC are common ...

Vessel-Sparing Microsurgical Longitudinal Intussusception Vasoepididymostomy to Treat Epididymal Obstructive Azoospermia

The epididymis is a common site of obstruction in obstructive azoospermia (OA). Vasoepididymostomy has become an important method for the treatment of epididymal OA since 2000. There are two challenges in classic microscopic vasoepididymostomy. First, anastomosis of the vas deferens and epididymis is performed with double-needle sutures. However, there is a lack of good-quality and cost-effective double-needle sutures in China, which leads to increased difficulty and poor success rates of anastomosis. Second, the separation of the vas deferens does not retain vasculature, although the vas deferens vasculature plays an important role in the blood supply to the vas deferens, epididymis, and testis. This affects the blood supply to the anastomotic area and epididymis.
Therefore, this team has made innovative improvements to address these problems. Good-quality, cost-effective, single-needle sutures, which are easy to purchase in China and other countries, were used in microsurgical longitudinal intussusception vasoepididymostomy. This can optimize the operation procedure and shorten the operation time while ensuring the success rate of the anastomosis. The surgical method of preserving the vas deferens vessels was innovatively proposed because the etiology of epididymal OA is mostly inflammatory in China. The protection of the blood supply to the vas deferens and epididymis is maximized using microsurgical forceps to separate and protect the vasculature. Patency reached 81.7% in the postoperative follow-up, indicating a better surgical treatment effect.

The present protocol describes a vessel-sparing, longitudinal intussusception vasoepididymostomy using readily available single-needle sutures in China, a safe and effective procedure, which may improve patients' patency and natural pregnancy rates.

כלי מיקרוכירורגי חוסך אורך Intussusception Vasoepididymostomy לטיפול אפידידימלי חסימתי אזוספרמיה

The epididymis is a common site of obstruction in obstructive azoospermia (OA). Vasoepididymostomy has become an important method for the treatment of ...