Name: virtual prism adaptation therapy: protocol for validation in healthy adults
Uploaded: 2020-02-12T12:30:00
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Questo studio è stato sostenuto dal Seoul National University Bundang Hospital Research Fund (14-2015-022) e dal Ministero dell'Industria del Commercio e dell'Energia (MOTIE, Corea), Ministero della Scienza e delle TIC(MSIT, Corea) e del Ministero della Salute e del Welfare (MOHW, Corea) ) nell'ambito del programma di sviluppo tecnologico per la convergenza aiperiste-robot-medicina (20001650). Vorremmo ringraziare Su-Bin Park, Nu-Ri Kim e Ye-Lin Jang per aver contribuito a preparare e procedere con le riprese video.

Tutte le procedure sono state riviste e approvate dal Bundang Hospital Institutional Review Board (IRB) dell'Università Nazionale di Seoul. Per reclutare partecipanti sani, i poster sono stati utilizzati per pubblicizzare in tutto l'ospedale.
1. Configurazione sperimentale
<ol><li>Assunzione dei partecipanti<ol>
<li>Eseguire il processo di screening del soggetto utilizzando i seguenti criteri di inclusione: 1) integro, tra i 18 e i 50 anni; 2) con la mano destra, valutata dall'inventario di...

<ol>
	<li>Appelros, P., Karlsson, G. M., Seiger, A., Nydevik, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neglect+and+anosognosia+after+first-ever+stroke:+incidence+and+relationship+to+disability.">Neglect and anosognosia after first-ever stroke: incidence and relationship to disability.</a> Journal of Rehabilitation Medicine. 34 (5), 215-220 (2002).</li><li>Buxbaum, L., 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=Hemispatial+neglect+subtypes,+neuroanatomy,+and+disability.">Hemispatial neglect subtypes, neuroanatomy, and disability.</a> Neurology. 62 (5), 749-756 (2004).</li><li>Jehkonen, M., 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=Visual+neglect+as+a+predictor+of+functional+outcome+one+year+after+stroke.">Visual neglect as a predictor of functional outcome one year after stroke.</a> Acta Neurologica Scandinavica. 101 (3), 195-201 (2000).</li><li>Jehkonen, M., Laihosalo, M., Kettunen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+neglect+on+functional+outcome+after+stroke&#8211;a+review+of+methodological+issues+and+recent+research+findings.">Impact of neglect on functional outcome after stroke&#8211;a review of methodological issues and recent research findings.</a> Restorative Neurology and Neuroscience. 24 (4-6), 209-215 (2006).</li><li>Mizuno, K., 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=Prism+adaptation+therapy+enhances+rehabilitation+of+stroke+patients+with+unilateral+spatial+neglect:+a+randomized,+controlled+trial.">Prism adaptation therapy enhances rehabilitation of stroke patients with unilateral spatial neglect: a randomized, controlled trial.</a> Neurorehabilitation and Neural Repair. 25 (8), 711-720 (2011).</li><li>Shiraishi, H., Yamakawa, Y., Itou, A., Muraki, T., Asada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-term+effects+of+prism+adaptation+on+chronic+neglect+after+stroke.">Long-term effects of prism adaptation on chronic neglect after stroke.</a> NeuroRehabilitation. 23 (2), 137-151 (2008).</li><li>Yang, N. Y., Zhou, D., Chung, R. C., Li-Tsang, C. W., Fong, K. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Rehabilitation interventions for unilateral neglect after stroke: a systematic review from 1997 through 2012. , (2013).</li><li>Rossetti, Y., 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=Prism+adaptation+to+a+rightward+optical+deviation+rehabilitates+left+hemispatial+neglect.">Prism adaptation to a rightward optical deviation rehabilitates left hemispatial neglect.</a> Nature. 395 (6698), 166-169 (1998).</li><li>Barrett, A., Goedert, K. M., Basso, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prism+adaptation+for+spatial+neglect+after+stroke:+translational+practice+gaps.">Prism adaptation for spatial neglect after stroke: translational practice gaps.</a> Nature Reviews Neurology. 8 (10), 567-577 (2012).</li><li>Maxton, C., Dineen, R., Padamsey, R., Munshi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Don't+neglect+'neglect'-an+update+on+post+stroke+neglect.">Don't neglect 'neglect'-an update on post stroke neglect.</a> International Journal of Clinical Practice. 67 (4), 369-378 (2013).</li><li>Gammeri, R., Turri, F., Ricci, R., Ptak, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adaptation+to+virtual+prisms+and+its+relevance+for+neglect+rehabilitation:+a+single-blind+dose-response+study+with+healthy+participants.">Adaptation to virtual prisms and its relevance for neglect rehabilitation: a single-blind dose-response study with healthy participants.</a> Neuropsychol Rehabilitation. , 1-14 (2018).</li><li>Saj, A., Cojan, Y., Assal, F., Vuilleumier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prism+adaptation+effect+on+neural+activity+and+spatial+neglect+depend+on+brain+lesion+site.">Prism adaptation effect on neural activity and spatial neglect depend on brain lesion site.</a> Cortex. 119, 301-311 (2019).</li><li>Redding, G. M., Wallace, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generalization+of+prism+adaptation.">Generalization of prism adaptation.</a> Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance. 32 (4), 1006-1022 (2006).</li><li>Caplan, B., Mendoza, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Encyclopedia of Clinical Neuropsychology. , 928 (2011).</li><li>Kim, W. S., Paik, N. J., Cho, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> 2017 International Conference on Virtual Rehabilitation (ICVR). , 1-2 (2017).</li><li>Munafo, J., Diedrick, M., Stoffregen, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+virtual+reality+head-mounted+display+Oculus+Rift+induces+motion+sickness+and+is+sexist+in+its+effects.">The virtual reality head-mounted display Oculus Rift induces motion sickness and is sexist in its effects.</a> Experimental Brain Research. 235 (3), 889-901 (2017).</li><li>Merhi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of the Human Factors and Ergonomics Society Annual Meeting. , 2618-2622 (2018).</li><li>Duh, H. B. L., Parker, D. E., Furness, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Proceedings of 9th International Conference on Human-Computer Interaction. , 5-10 (2018).</li><li>Prothero, J. D., Draper, M. H., Parker, D., Wells, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+an+independent+visual+background+to+reduce+simulator+side-effects.">The use of an independent visual background to reduce simulator side-effects.</a> Aviation, Space, and Environmental Medicine. 70, 277-283 (1999).</li></ol>

Questo studio ha implementato la terapia di adattamento del prisma utilizzando un movimento della mano tradotto in un ambiente VR. Ha studiato se la deviazione implementata causasse il superamento dell'angolo e l'adattamento comportamentale, come nella terapia convenzionale di adattamento del prisma.
Nel risultato dell'errore di puntamento mediano (Figura 5) e nel primo risultato dell'errore di puntamento, l'errore di puntamento è cambiato in modo significativo q...

L'incuria emispaziale, che colpisce la capacità di percepire il campo visivo emispatiale contralaterale, è una menomazione comune dopo il tratto1,2. Anche se la riabilitazione dopo la negligenza emispaziale è importante, a causa della sua associazione con scarsi esiti funzionali e sociali, la riabilitazione è spesso sottoutilizzata nella pratica clinica reale3,4.
Tra i vari approcci riabilitativi esistenti suggeriti per la negligenza emispaziale, la terapia di adattamento prisma (PA) si è dimostrato efficace per il recupero e il miglioramento della negligenza emispaziale nei pazienti con ictus subacuto o cronico5,6,7,8. Tuttavia, PA convenzionale è sottoutilizzato a causa di diversi inconvenienti9,10. Questi includono 1) elevato fabbisogno di costi e tempo dovuto alla lente del prisma che necessita di essere modificata per adattarsi al grado di deviazione; 2) la necessità di impostare materiali aggiuntivi da indicare e di mascherare la traiettoria della mano; e 3) L'AP può essere utilizzato solo dai pazienti che possono sedersi e controllare la loro posizione della testa.
Un recente studio che ha riprodotto gli effetti di adattamento nell'ambiente della realtà virtuale (VR) ha riferito che la terapia di adattamento del prisma virtuale (VPAT) potrebbe avere effetti diversi a seconda dei sottotipi di negligenza11. È stato anche suggerito che l'attivazione corticale per LA PA può variare in base alle lesioni cerebrali12. Tuttavia, si sa poco sul modello di attivazione corticale visto nella PA indotta da VR.
Per superare questi ostacoli e promuovere l'uso della PA in un ambiente clinico, abbiamo sviluppato un nuovo sistema di terapia PA utilizzando una tecnologia VR immersiva chiamata terapia virtuale di adattamento del prisma (VPAT), attraverso l'uso di una telecamera di rilevamento della profondità. Abbiamo progettato un sistema VR immersivo con la capacità di fornire un feedback visivo sulla posizione di un arto virtuale per promuovere il riallineamento spaziale13. Utilizzando questa tecnologia VR immersiva, che ha imitato l'effetto della PA convenzionale, abbiamo progettato un esperimento per convalidare il sistema VPAT in partecipanti sani.
Conducendo il nostro protocollo sperimentale visualizzato, abbiamo studiato se il nuovo sistema VPAT può indurre adattamento comportamentale, simile alla PA convenzionale. Inoltre, vorremmo esplorare se il sistema VPAT può indurre l'attivazione nelle regioni corticali associate alla percezione visuospatial o al recupero di negligenza emispaziale dopo l'ictus.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>EASYCAP</td>
			<td>Easycap</td>
			<td>C-SAMS</td>
			<td>Platform to accommodate fNIRS optodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leap Motion 3D Motion Controller</td>
			<td>Ultrahaptics</td>
			<td>FBA_LM-C01-US</td>
			<td>Hand detection device attached HMD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leap Motion VR Developer Mount for VR Headset</td>
			<td>Ultrahaptics</td>
			<td>VR-UAZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab R2015a</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>Programming language running with NIRStar</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIRScout</td>
			<td>Medical Technology LLC</td>
			<td>NSC-CORE</td>
			<td>fNIRS system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>nirsLAB v201605</td>
			<td>Medical Technology LLC</td>
			<td></td>
			<td>Software for analyzing data collected with NIRScout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NIRStar 14.1</td>
			<td>Medical Technology LLC</td>
			<td></td>
			<td>NIRScout Acquisition Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Occulus Rift DK2</td>
			<td>Occulus</td>
			<td></td>
			<td>VR HMD</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerMate USB Multimedia Controller</td>
			<td>Griffin Technology</td>
			<td>NA16029</td>
			<td>Push Button in task</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperLab 5.0</td>
			<td>Cedrus Corp.</td>
			<td></td>
			<td>Synchronize the stimulus presentations allied to NIRScout</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

virtual prism adaptation therapy: protocol for validation in healthy adults

L'incuria emispatiale è una menomazione comune dopo l'ictus. È associato a scarsi risultati funzionali e sociali. Pertanto, un intervento adeguato è indispensabile per una gestione efficace dell'incuria emispaziale. Tuttavia, l'uso clinico di vari interventi è limitato nella pratica clinica reale. La terapia di adattamento del prisma è una delle modalità di riabilitazione più basate sulle prove per trattare l'abbandono emispatiale. Per superare ogni possibile difetto che può verificarsi con la terapia del prisma, abbiamo sviluppato un nuovo sistema utilizzando la realtà virtuale immersiva e la fotocamera di rilevamento della profondità per creare una terapia virtuale di adattamento del prisma (VPAT). Per convalidare il sistema VPAT, abbiamo progettato un protocollo sperimentale che analizza gli errori comportamentali e i cambiamenti nell'attivazione corticale tramite il sistema VPAT. L'attivazione corticale è stata misurata mediante spettroscopia funzionale vicino infrarossa (fNIRS). L'esperimento consisteva in quattro fasi. Tutti e quattro inclusi clic, puntamento o riposo applicato a persone sane destrorso. Fare clic contro puntamento è stato utilizzato per studiare la regione corticale correlata con il compito del motore lordo, e puntando con VPAT rispetto a puntamento senza VPAT è stato utilizzato per studiare la regione corticale associata alla percezione visuospatial. I risultati preliminari di quattro partecipanti sani hanno mostrato che indicare gli errori da parte del sistema VPAT era simile alla terapia convenzionale di adattamento del prisma. Possono essere necessarie ulteriori analisi con più partecipanti e dati fNIRS, nonché uno studio in pazienti con ictus.

I dati di quattro partecipanti sani (1 uomo e 3 donne) sono stati utilizzati come risultati rappresentativi. Un errore di puntamento è illustrato nella Figura 5A, con le medie del valore mediano di 10 prove nella sottofase di ogni attività di puntamento della durata di 30 s. I valori in media per gli errori di puntamento mediano nel primo blocco di ogni fase sono stati 0,45 x 0,92 (pre-VPAT), 4,69 x 3,08 (VPAT 10o), 5,43 2,22 (VPAT 20) e -5,17 x 1,60 (post-VPAT). La tenden...

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Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults

Questo protocollo sperimentale dimostra l'uso della terapia di adattamento del prisma virtuale (VPAT) negli adulti sani e l'associazione tra VPAT e spettroscopia funzionale vicino infrarossa per determinare l'effetto di VPAT sull'attivazione corticale. I risultati suggeriscono che VPAT può essere fattibile e potrebbe indurre un adattamento comportamentale simile a quello della terapia di adattamento del prisma convenzionale.

Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocollo per la convalida in adulti sani

Hemispatial neglect is a common impairment after stroke. It is associated with poor functional and social outcomes. Therefore, an adequate intervention is ...

Il nostro protocollo sperimentale può affrontare se la terapia di adattamento del prisma è efficace per i pazienti con negligenza emispaziale e se il nostro sistema di terapia di adattamento del prisma virtuale promuove il riallineamento spaziale e l'attivazione corticale. La terapia virtuale di adattamento al prisma è stata sviluppata per essere meno costosa, più veloce da configurare e più facile da regolare rispetto all'adattamento convenzionale del prisma. Questa tecnica può essere utilizzata per sostituire la prismaterapia convenzionale nei pazienti con negligenza emispaziale perché può imitare gli effetti dell'adattamento convenzionale del prisma.Questo metodo suggerisce un potenziale per l'uso della realtà virtuale per la terapia dell'ictus e può fornire informazioni sulla riabilitazione dell'abbandono emispaziale all'interno del campo della riabilitazione virtuale. Sebbene il sistema si basi su un motore di gioco in realtà virtuale e quindi sia facilmente utilizzato. Assicurati di prenderti cura della preparazione.Per la configurazione funzionale della misurazione della spettroscopia vicino all'infrarosso, fare in modo che il partecipante si sieda su una sedia con la schiena dritta e confermare che la mano del partecipante non colpirà il tavolo quando si raggiunge. Quindi, selezionare la dimensione appropriata della spettroscopia funzionale vicino all'infrarosso in base alla circonferenza della testa del partecipante e posizionare il cappuccio sulla testa del partecipante in modo che il vertice si trovi all'intersezione del punto medio tra l'inione e la nasione e il punto medio tra le aree preauricolari sinistra e destra. Visualizzare il montaggio sullo schermo e collegare 15 sorgenti e 24 rilevatori al montaggio.Utilizzare gel conduttivo per migliorare il guadagno dalla sorgente luminosa se critico prima di inserire l'optodo e posizionare il cappuccio di fissaggio sul partecipante. Per configurare il software, eseguire il software funzionale del sistema di spettroscopia vicino all'infrarosso e caricare il montaggio di negligenza. Con il montaggio visualizzato sullo schermo, impostare 15 sorgenti e 24 rilevatori in base al montaggio e calibrare a clic.Per calibrare il sistema di terapia di adattamento del prisma virtuale, montare prima il display montato sulla testa di realtà virtuale sul funzionale tappo di spettroscopia vicino all'infrarosso facendo attenzione a evitare di disturbare il cappuccio. Quando il display è in posizione, aprire il software di terapia di adattamento del prisma virtuale e inserire le informazioni del partecipante. Fare clic sul pulsante start e confermare la visualizzazione della mano virtuale nel display.Avvia la calibrazione in due minuti e istruisci il partecipante a guardare il segno della croce rossa al centro dello schermo. Quindi premere il tasto R per calibrare lo schermo. Istruisi il partecipante a puntare al bersaglio con la mano destra.Quindi premere il tasto O per calibrare la posizione della mano. Occorre disporre di spazio sufficiente per la taratura nell'intervallo delle mani e la mano non deve essere allungata troppo per fissare la posizione di destinazione. Al termine della calibrazione, confermare la disponibilità del partecipante ad avviare l'esperimento e avviare il sistema senza la modalità prisma.Fare clic sul tasto start per avviare un esperimento con quattro fasi contemporaneamente alla registrazione funzionale della spettroscopia vicino all'infrarosso e indicare al partecipante di puntare o fare clic con il dito indice destro entro tre secondi dalla visualizzazione o dal riposo dell'icona appropriata. Nella modalità di adattamento del prisma virtuale, l'angolo di deviazione impostato si traduce in una deviazione virtuale della mano. La mano verde è la posizione effettiva riconosciuta dalla mano che non viene mostrata all'utente.Le lancette blu sono mani deviate mostrate all'utente. In modalità deviazione, la mano dell'utente si estende nella direzione sinistra per mantenere la mano dell'utente sempre più vicina alla destinazione. Per il blocco di clic, indicare al partecipante di premere il pulsante.Ogni fase sarà costituita da blocchi per puntare, fare clic o riposare. In questo grafico rappresentativo, l'errore di puntamento per quattro partecipanti sani viene mostrato con la media del valore mediano da 10 prove nella sottofase di ogni attività di puntamento della durata di 30 secondi. Qui viene presentato l'errore di puntamento per ogni soggetto che dimostra un adattamento durante le fasi di terapia di adattamento del prisma virtuale e l'adattamento post prismatico.Utilizzare la calibrazione dello schermo per posizionare lo spazio virtuale davanti all'intervallo visivo dell'utente e utilizzare la calibrazione della distanza di destinazione per posizionare la destinazione alla portata dell'utente. Abbiamo studiato volontari adulti sani, ma la tecnologia potrebbe essere utilizzata con i pazienti clinici. Inoltre, il confronto dei dati con classi di prismi reali potrebbe essere significativo.

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