Vliv optické manipulace rychlosti toku a úrovně ponoření na vzorec chůze u lidí po mrtvici

STUDOVAT DESIGN

Tato studie je experimentální, 2-skupinová, multicentrická studie, ve které lidé po mrtvici a zdraví lidé provedou 2 různá sezení chůze na běžícím pásu. 2 sezení se uskuteční ve 2 oddělených dnech během 10 dnů. Obě relace budou identické, liší se pouze systém VR používaný k manipulaci s rychlostí optického toku. Pořadí 2 relací a manipulace s rychlostí optického toku budou náhodné.

MATERIÁLY

Systém GRAIL: Gait Real-time Interactive Lab (GRAIL) je integrační systém pro snímání pohybu skládající se z 10 optických pohybových kamer (Vicon Inc., Oxford, UK), dvojitého pásového běžeckého pásu s integrovanými silovými deskami, 180stupňové válcové projekce systém obrazovky a software D-Flow (Motekforce Link, Amsterdam, Nizozemsko). Běžecký pás systému GRAIL má dva režimy: fixní rychlost chůze nebo vlastní tempo. Pro tuto studii se bude běžecký pás pohybovat sám, což znamená, že pacient má kontrolu a může si zvolit rychlost chůze. Běžecký pás bude sledovat rychlost chůze pacienta, což pacientovi umožní spustit, zastavit a změnit rychlost podle libosti. Projekční plátno systému GRAIL zajistí polo-pohlcující virtuální prostředí. Systém GRAIL je umístěn v laboratoři Smart Space (UZ Gent) a bude zpřístupněn výzkumným pracovníkům VÚB/UZ Brusel.

Head-mounted display (HMD): HMD VR systém „Oculus Rift S“ (Oculus, LLS, USA) je levný HMD, který plně integruje uživatele do virtuálního prostředí tím, že blokuje vnímání skutečného světa. „Oculus Rift S“ zajistí plně pohlcující virtuální prostředí. Výzkumníci z VUB/UZ Brusel vlastní HMD 'Oculus Rift S' a dají jej k dispozici pro studii.

POSTUP

Obě sezení budou probíhat v laboratoři Smart Space ve Fakultní nemocnici v Gentu (Corneel Heymanslaan 10, 9000 Gent), kde je umístěn systém GRAIL.

Před začátkem obou sezení bude nutné provést některé přípravy s ohledem na výsledná opatření:

• Pacienti budou požádáni o vyplnění dotazníku (Simulator Sickness Questionnaire-Pre).
• Povrchové elektrody budou umístěny oboustranně na M. rectus femoris, M. vastus lateralis, M. biceps femoris, M. tibialis anterior, M. gastrocnemius medialis, M. deltoideus anterior part, M. deltoideus posterior part, M. latissimus dorsi. Umístění elektrody se bude řídit pokyny SENIAM. Kůže pod elektrodou bude oholena a vyčištěna alkoholem, aby se zlepšil kontakt elektrody s pokožkou a snížila se impedance.
• Reflexní značky budou umístěny na pevné body dolních a horních končetin pacienta. Umístění značek bude následovat model Plug-in Gait full body (VICON). U tohoto modelu bude muset vyšetřovatel předem změřit následující věci: délku těla, tělesnou hmotnost, délku nohou, šířku kolen, šířku kotníku, odsazení ramen, šířku loktů, šířku zápěstí, tloušťku ruky.

Po těchto přípravách začnou pacienti chodit na běžeckém pásu systému GRAIL s vlastním tempem. Pouze z důvodu bezpečnosti budou pacienti chodit s bezpečnostním postrojem. Pacienti si nejprve zvyknou na chůzi na běžeckém pásu po dobu 8 minut bez jakékoli formy VR. Pacienti potřebují tuto zkoušku návyku, aby si zvykli na systém běžícího pásu s vlastním tempem. Po těchto 8 minutách se běžecký pás zastaví a pacienti budou usazeni na 5 minutovou přestávku. Během doby odpočinku budou pacienti požádáni o vyplnění dvou krátkých dotazníků (Dotazník nemoci simulátoru-1, škály VAS).

Sezení GRAIL: Po 5minutové přestávce budou pacienti chodit ještě 3 krát 8 minut s VR. Pacienti se nyní při chůzi dívají do virtuálního prostředí, které se promítá na projekční plátno zařízení GRAIL (semiimerzní). Optický tok bude během každé 8minutové chůze jiný. Mezi každou procházkou budou pacienti 5 minut odpočívat a během každé doby odpočinku budou pacienti požádáni o vyplnění krátkého dotazníku (Dotazník nemoci ze simulátoru-2,-3).

Relace HMD: Po 5minutové přestávce budou pacienti chodit ještě 3 krát 8 minut s VR. Pacienti nyní chodí a mají na sobě HMD „Oculus Rift“ a jsou plně ponořeni do virtuálního prostředí (plně pohlcující). Optický tok bude během každé 8minutové chůze jiný. Mezi každou procházkou budou pacienti 5 minut odpočívat a během každé doby odpočinku budou pacienti požádáni o vyplnění krátkého dotazníku (Dotazník nemoci simulátoru-2,-3).

Na ukončení obou sezení budou účastníci požádáni o vyplnění 3 dotazníků (příspěvek k simulátoru nemoci, škály VAS a dotazník přítomnosti Igroup).

RANDOMIZACE

Nejprve bude náhodně vybrán typ sezení se 2 možnými možnostmi: GRAIL - HMD nebo HMD - GRAIL. Zadruhé, manipulace s rychlostí optického toku (přizpůsobená, pomalá, rychlá) v rámci relace bude náhodná. Pořadí manipulace bude v obou relacích stejné. Prvních 8 minut v každé relaci bude vždy ta bez VR. Poté bude upravena rychlost optického toku. Existuje 6 možných možností pro náhodnou manipulaci s rychlostí optického toku: přizpůsobené - pomalé - rychlé / přizpůsobené - rychlé - pomalé / pomalé - rychlé - přizpůsobené / pomalé - přizpůsobené - rychlé / rychlé - pomalé - přizpůsobené / rychlé - přizpůsobené - pomalé . Randomizace budou provedeny pomocí blokové randomizace v aplikaci Microsoft Excel®.

STUDIJNÍ ANALÝZA

Tato studie bude zkoumat (1) vliv manipulace rychlosti optického toku a (2) vliv úrovně ponoření (semi-imerzní systém GRAIL s plně imerzní HMD).

Vliv rychlosti optického toku na časoprostorové parametry chůze, kinematiku, kinetiku a svalovou aktivitu bude porovnán s chůzí bez VR. V první fázi budou data vizualizována pomocí LO(W)ESS vyhlazování (lokálně vážené vyhlazování bodových grafů), aby se prozkoumaly pozorované efekty v průběhu času (na podmínku a výsledek), což umožní flexibilitu při použití tohoto kvazi-neparametrického přístupu. Dále budou extrahovány relevantní hodnoty vyjadřující nástup, velikost a trvání účinku:

• Počátek: čas(y), kdy je překročen minimální klinicky významný rozdíl (MCID). V případě, že MCID není známo, použije se práh 10 %.
• Velikost: velikost maxima (nebo maxim) a časový bod (body), ve kterém je maxima dosaženo
• Trvání: doba mezi začátkem a časovým bodem, kdy již není překročena MCID (nebo 10% práh)

Tyto hodnoty budou porovnány mezi podmínkami ve dvoucestném opakovaném měření ANOVA (optical flow speed * device). V případě potřeby (na základě průzkumných analýz) budou pod vedením katedry statistiky a analýzy dat naší univerzity provedeny další hloubkové statistiky, jako je funkční analýza dat.