Name: virtual prism adaptation therapy: protocol for validation in healthy adults
Uploaded: 2020-02-12T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults at JoVE.com

Это исследование было поддержано Сеульским национальным университетом Bundang больницы научно-исследовательский фонд (14-2015-022) и Министерство торговли промышленности и энергетики (MOTIE, Корея), Министерство науки и ИКТ (MSIT, Корея), и Министерство здравоохранения и социального обеспечения (MOHW, Корея ) в рамках программы развития технологий для Конвергенции AI-Bio-Robot-Medicine (20001650). Мы хотели бы поблагодарить Су-Бин Парк, Ну-Ри Ким и Е-Лин Джанг за помощь в подготовке и продолжении видеосъемки.

Все процедуры были рассмотрены и одобрены Советом по институциональному обзору больницы Сеульского национального университета Бунданг (IRB). Для вербовки здоровых участников, плакаты были использованы для рекламы вокруг больницы.
1. Экспериментальная настройка
<ol><li>Наб...

<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>

Это исследование реализовано призма адаптации терапии с использованием переведенных движения рук в среде VR. Оно исследовало ли отклонение снабжено причиняет угол overshooting и поведенческую адаптацию, как в обычной терапии адаптации призмы.
В медианном результате ошибки ук...

Гемпространственное пренебрежение, которое влияет на способность воспринимать контралатерациальное поле зрения, является распространенным нарушением после инсульта1,2. Хотя реабилитация после незабвения имеет важное значение, из-за его связи с плохими функциональными и социальными исходами, реабилитация часто недостаточно используется в реальной клинической практике3,4.
Среди различных существующих реабилитационных подходов, предложенных для гемппространственного пренебрежения, призма адаптации (ПА) терапия оказалась эффективной для восстановления и улучшения в состоянии здоровья пренебрежения у пациентов с подострым или хроническим инсультом5,6,7,8. Тем не менее, обычные PA используется из-за нескольких недостатков9,10. К ним относятся 1) высокая стоимость и время требования из-за призмы объектив необходимо изменить, чтобы приспособиться к степени отклонения; 2) необходимость создания дополнительных материалов для укачаний и маскировки траектории движения; и 3) PA может быть использован только пациентами, которые могут сидеть и контролировать свое положение головы.
Недавнее исследование, воспроизводящее эффекты адаптации в виртуальной реальности (VR) окружающей среды сообщили, что это может быть возможным для виртуальной призмы адаптации терапии (VPAT) иметь различные эффекты в зависимости от подтипов пренебрежения11. Было также высказано предположение, что корковая активация для PA может варьироваться в зависимости от поражения мозга12. Тем не менее, мало что известно о корковой активации картины видели в VR-индуцированной PA.
Чтобы преодолеть эти препятствия и содействовать использованию ПА в клинических условиях, мы разработали новую систему PA терапии с использованием иммерсивной технологии VR называется виртуальная призма адаптации терапии (VPAT), с помощью камеры глубины зондирования. Мы разработали иммерсивную систему VR с возможностью обеспечить визуальную обратную связь о положении виртуальной конечности для содействия пространственной перестройки13. Используя эту иммерсивную технологию VR, которая имитировала эффект обычного PA, мы разработали эксперимент для проверки системы VPAT у здоровых участников.
Проводя наш визуализированный экспериментальный протокол, мы исследовали, может ли новая система VPAT вызвать поведенческую адаптацию, похожую на обычную PA. Кроме того, мы хотели бы изучить, может ли система VPAT вызвать активацию в корковых областях, связанных с висуопространственным восприятием или восстановлением гемппространственного пренебрежения после инсульта.

<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

Гемпространственное пренебрежение является распространенным нарушением после инсульта. Это связано с плохими функциональными и социальными результатами. Поэтому для успешного управления недоверием к ней необходимо адекватное вмешательство. Тем не менее, клиническое применение различных вмешательств ограничено в реальной клинической практике. Prism адаптационная терапия является одним из наиболее доказательных реабилитационных методов для лечения полупространственного пренебрежения. Чтобы преодолеть любой возможный недостаток, который может возникнуть с призма терапии, мы разработали новую систему с использованием погружения виртуальной реальности и глубины зондирования камеры для создания виртуальной призмы адаптации терапии (VPAT). Для проверки системы VPAT мы разработали экспериментальный протокол, исследующий поведенческие ошибки и изменения в корковой активации через систему VPAT. Кортикальная активация измерялась функциональной ближней инфракрасной спектроскопией (fNIRS). Эксперимент состоял из четырех этапов. Все четыре включены нажав, указывая или отдых применяется к правой рукой здоровых людей. Нажав против указывая был использован для исследования корковой области, связанные с валовой двигательной задачи, и указывая с VPAT против указывая без VPAT был использован для исследования корковой области, связанные с visuospatial восприятия. Предварительные результаты четырех здоровых участников показали, что указывая ошибки системы VPAT был похож на обычной призмы адаптации терапии. Дальнейший анализ с большим количеством участников и данные fNIRS, а также исследование у пациентов с инсультом может потребоваться.

В качестве репрезентативных результатов были использованы данные четырех здоровых участников (1 мужчина и 3 женщины). Ошибка указателя показана на рисунке 5A,со средним средним значением 10 испытаний в подфазе каждой указывающей задачи продолжительностью 30 с. Зн...

Watch this Scientific Journal Video about Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults at JoVE.com

Virtual Prism Adaptation Therapy: Protocol for Validation in Healthy Adults

Этот экспериментальный протокол демонстрирует использование виртуальной призмы адаптационной терапии (VPAT) у здоровых взрослых и связь между VPAT и функциональной ближней инфракрасной спектроскопии, чтобы определить влияние VPAT на корковую активацию. Результаты показывают, что VPAT может быть осуществимым и может вызвать аналогичную поведенческую адаптацию, как обычная призма адаптации терапии.

Виртуальная prism Адаптация терапия: Протокол для проверки у здоровых взрослых

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

Наш экспериментальный протокол может решить, является ли призма адаптационная терапия эффективна для пациентов с гемипространственным пренебрежением и способствует ли наша виртуальная система адаптации призмы пространственной перестройке и корковой активации. Виртуальная терапия адаптации призмы была разработана, чтобы быть менее дорогостоящим, быстрее настроить, и легче настроить, чем обычные адаптации призмы. Этот метод может быть использован для замены обычной призмы терапии у пациентов с гемипространственной пренебрежение, поскольку он может имитировать последствия обычной адаптации призмы.Этот метод предлагает потенциал для использования виртуальной реальности для терапии инсульта и может дать представление о реабилитации гемипространственного пренебрежения в виртуальном поле реабилитации. Хотя система основана на виртуальной реальности игровой движок и поэтому легко используется. Будьте уверены, чтобы заботиться с подготовкой.Для функциональной установки измерения инфракрасной спектроскопии, заставь участника сесть в кресло с прямой спиной и подтвердить, что рука участника не ударится о стол при достижении. Далее выберите соответствующий функциональный размер инфракрасной спектроскопии в зависимости от окружности головы участника и поместите крышку на голову участника так, чтобы вершина располагалась на пересечении средней точки между инионом и насионом и средней точкой между левой преауркулярной и правой предауркулярными областями. Отобразить монтаж на экране и подключить 15 источников и 24 детекторов к монтажу.Используйте проводящий гель, чтобы улучшить выгоду от источника света, если он имеет решающее значение перед вставкой оптоды и поместите подпорную крышку на участника. Чтобы настроить программное обеспечение, запустите функциональное программное обеспечение системы инфракрасной спектроскопии и загрузите монтаж пренебрежения. С монтаж отображается на экране, установить 15 источников и 24 детекторов в соответствии с монтажом и нажмите калибровки.Чтобы откалибровать виртуальную систему адаптации призмы, сначала смонтировать виртуальную реальность голову установлен дисплей на более функциональных вблизи инфракрасной спектроскопии крышка заботится, чтобы избежать тревожных крышка. Когда дисплей находится на месте, откройте программное обеспечение виртуальной призмы адаптации терапии и введите информацию участника. Нажмите кнопку "Начать" и подтвердить визуализацию виртуальной руки на дисплее.Инициировать двухстуастуастную калибровку и поручить участнику смотреть красный крест знак в центре экрана. Затем нажмите клавишу R, чтобы откалибровать экран. Поручите участнику указать на цель правой рукой.Затем нажмите клавишу O, чтобы откалибровать положение руки. Для калибровки в диапазоне рук должно быть предусмотрено достаточно места, и руку не следует растягивать слишком далеко, чтобы установить целевое положение. В конце калибровки подтвердите готовность участника начать эксперимент и завести систему без призмочного режима.Нажмите стартовый ключ, чтобы инициировать эксперимент с четырьмя фазами одновременно с функциональной ближней инфракрасной спектроскопии записи и поручить участнику указать или нажмите правым указательным пальцем в течение трех секунд после появления соответствующей иконы или отдохнуть. В режиме виртуальной адаптации призмы угол отклонения набора приводит к виртуальному отклонению руки. Зеленая рука является фактическим положением, распознаемой вручную, которое не отображается пользователю.Синие руки отклоняются руки показано пользователю. В режиме отклонения рука пользователя простирается в левом направлении, чтобы держать руку пользователя все ближе и ближе к цели. Для клика блока, поручить участнику нажать кнопку нажатия.Каждый этап будет состоять из блоков для указания, нажатия или отдыха. На этом репрезентативном графике показана ошибка указания для четырех здоровых участников со средним значением от 10 испытаний в подфазе каждой указывающей задачи продолжительностью 30 секунд. Здесь представлена указывающая ошибка для каждого предмета, демонстрирующая адаптацию во время фаз адаптации виртуальной призмы и постматической адаптации.Используйте калибровку экрана, чтобы разместить виртуальное пространство перед визуальным диапазоном пользователя и использовать калибровку целевого расстояния, чтобы поместить цель в пределах досягаемости пользователя. Мы изучили здоровых взрослых добровольцев, но технология может быть использована с клиническими пациентами. Кроме того, сравнение данных с реальными классами призмы может иметь смысл.

Research

JoVE Journal

Medicine

Production and Detection of Reactive Oxygen Species (ROS) in Cancers

Production and Detection of Reactive Oxygen Species ROS in Cancers

Производство и обнаружения активных форм кислорода (АФК) в Раки

Reactive oxygen species include a number of molecules that damage DNA and RNA and oxidize proteins and lipids (lipid peroxydation). These reactive ...

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

Развитие Audio на основе виртуальной игровой среды для оказания помощи навыки навигации в слепых

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

Collecting Saliva and Measuring Salivary Cortisol and Alpha-amylase in Frail Community Residing Older Adults via Family Caregivers

Salivary measures have emerged in bio-behavioral research  that are easy-to-collect, minimally invasive, and relatively inexpensive  biologic markers of ...

Cytotoxic Efficacy of Photodynamic Therapy in Osteosarcoma Cells In Vitro

Cytotoxic Efficacy of Photodynamic Therapy in Osteosarcoma Cells In Vitro

Цитотоксическая Эффективность фотодинамической терапии в клетках остеосаркомы<em&gt; Экстракорпоральное</em

In recent years, there has been the difficulty in finding more effective therapies against cancer with less systemic side effects. Therefore Photodynamic ...

TRUE Gene Silencing: Screening of a Heptamer-type Small Guide RNA Library for Potential Cancer Therapeutic Agents

ИСТИНА молчанием генов: Скрининг гептамер типа Руководство Малые РНК библиотека для потенциальных рака терапевтических агентов

TRUE gene silencing (termed after tRNase ZL-utilizing efficacious gene silencing) is one of the RNA-directed gene silencing technologies, which utilizes ...

A Method for Quantifying Upper Limb Performance in Daily Life Using Accelerometers

Метод Количественная верхней конечности производительности в повседневной жизни при помощи акселерометров

A key reason for referral to rehabilitation services after stroke and other neurological conditions is to improve one's ability to function in daily life. ...

Oral Biofilm Sampling for Microbiome Analysis in Healthy Children

Устные биопленки выборки для анализа микрофлора в здоровых детей

Oral biofilm and its molecular analysis provide a basis for investigating various dental research and clinical questions. Knowledge of biofilm composition ...

Home-Based Transcranial Direct Current Stimulation Device Development: An Updated Protocol Used at Home in Healthy Subjects and Fibromyalgia Patients

Домашний транскраниальная прямой Текущие разработки устройств стимуляции: Обновленный протокол используется дома в здоровых субъектов и фибромиалгии пациентов

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a non-invasive brain stimulation (NIBS) method, which modulates the membrane potential of neurons in the ...

Fat-Water Phantoms for Magnetic Resonance Imaging Validation: A Flexible and Scalable Protocol

Жир воды фантомы для магнитно-резонансной томографии проверки: гибкий и масштабируемый протокол

As new techniques are developed to image adipose tissue, methods to validate such protocols are becoming increasingly important. Phantoms, experimental ...

Multi-Modal Home Sleep Monitoring in Older Adults

Мульти-модальных дом сна, мониторинг в более старых взрослых

The gold standard for sleep monitoring is attended in-lab polysomnography; however, this method may be cost-prohibitive and inconvenient for patients and ...