Pohlcující virtuální realita pro hodnocení dovedností integrace vizuomotoriky
Pohlcující virtuální realita pro hodnocení dovedností integrace vizuomotoru u dětí s hemiplegií
Významným deficitem postihujícím téměř polovinu dětí s hemiplegií je zrakově-motorická integrace neboli koordinace oko-ruka. Děti mají potíže s integrací vizuálních a motorických informací, aby mohly efektivně plánovat a provádět pohyby. Poruchy zrakové motoriky jsou škodlivé, protože ovlivňují přesnost dosahování a uchopování, což jsou pohyby spojené s krmením, psaním a sportovní účastí, mezi mnoha dalšími každodenními činnostmi. Ačkoli existují počítačová hodnocení pomocí papíru a tužky a dotykové obrazovky, tato hodnocení nedokážou vyhodnotit poškození za realistických 3D podmínek. Tato bariéra hodnocení vede k významným mezerám ve znalostech vlivu těchto postižení na výkon funkčních činností dětí.
K vyřešení této mezery použijeme imerzivní virtuální realitu (VR) dodávanou pomocí displeje namontovaného na hlavě (HMD). Protože je plně vizuálně pohlcující, umožňuje VR interakce podobné výkonu ve skutečném světě. Tyto funkce umožňují HMD-VR nabídnout přirozenější podmínky hodnocení. HMD-VR nám může pomoci získat důležité nové poznatky o funkčních pohybových deficitech u dětí s hemiplegií.
Účelem této studie je zhodnotit nízkonákladovou HMD-VR jako realistický hodnotící nástroj zrakově-motorických integračních deficitů u dětí s hemiplegií. Dlouhodobé cíle našeho výzkumného programu jsou: 1) Informovat klinické rozhodovací postupy poskytováním přesných a přesných informací o schopnostech dětí rodinám a lékařům; a 2) Získat nové poznatky o poruchách zrakově-motorické integrace za účelem zvýšení efektivity jak virtuálních, tak konvenčních rehabilitačních intervencí. Přijmeme 40 dětí s hemiplegií ve věku 7–16 let na úrovních I-III GMFCS a systému klasifikace manuálních schopností úrovně I-II pro testování úloh spojených s papírem a tužkou, dotykovým počítačem a HMD-VR vizuálně-motorických integračních úloh na 3 klinická pracoviště Provedeme měření proveditelnosti pomocí počtu zapsaných pacientů, vedlejších účinků a dokončení protokolu. Vizuálně-motorická integrace je kvantifikována v úloze papír a tužka prostřednictvím standardizovaného skóre a v úlohách s dotykovou obrazovkou a HMD-VR pomocí ekvivalentních časových a prostorových metrik očí a ruky. Tato pilotní studie vygeneruje popisné odhady rozdílů ve vizuálně-motorickém výkonu za podmínek různého 3D realismu. Tato práce je prvním krokem ke konečnému cíli platné metody hodnocení informující o nových možnostech léčby dětí s hemiplegií na bázi VR.
Přehled studie
Postavení
Podmínky
Intervence / Léčba
Detailní popis
V soukromé zkušebně na místě testování děti vyplní popisné funkční senzoricko-motorické testy s registrovaným fyzioterapeutem. Poté absolvují test integrace vizuálního motoru pomocí papíru a tužky (Beery-Buktenica Test of Visual Motor Integration), zatímco se pohodlně usadí. Poté provedou úkoly vizuomotorické integrace pomocí počítače s dotykovou obrazovkou a dokončí 5 pokusů každé ze 3 cílových pozic za podmínek pouze zrakové, pouze motorické a vizuálně motorické integrace. Úloha se zobrazí na 20" dotykovém notebooku HP Spectre s grafickou kartou RTX 960. Sledování očí bude prováděno pomocí Tobii Nano, které se integruje se softwarem Unity. Kinematika pohybu rukou při dosahu na dotek a také pohyby hlavy budou shromažďovány pomocí kamery Orbbec Astra s hloubkovým snímáním. Přesnost dotyku je zaznamenávána na zakázku psaným softwarem sledujícím souřadnice X-Y dotyku na obrazovce. Všechny modality sběru dat jsou synchronizovány a integrovány pomocí LabVIEW.
Děti pak budou stejné úkoly plnit ve virtuálním prostředí 3D HMD. Použijeme VIVE Pro EYE, přední komerčně dostupný imerzní VR systém, který má 110° sledovatelné zorné pole a vestavěný eye tracker. Pohyby paží jsou sledovány lehkými sledovači připevněnými pomocí pásku na suchý zip k předloktí dětí a rukavicemi pro sledování pohybu ManusVR, které se nosí na rukou. Pohyby hlavy jsou sledovány polohovými senzory v HMD. Trackery a rukavice umožňují interakci horních končetin s objekty ve virtuálním světě. Úlohu spustí herní notebook Alienware m15 s grafickou kartou NVIDA GeForce RTX 2060. V návaznosti na úkoly pouze vizuální, motorické a vizuálně-motorické integrace děti dokončí nový úkol vizuálně-motorické integrace zahrnující přepravu virtuálních objektů, kde uchopí virtuální objekt a přenesou ho na nové místo ve virtuálním prostředí. . Nakonec dokončí úkol transportu objektů v audiovizuálně komplexnějším virtuálním prostředí v HMD.
Typ studie
Zápis (Aktuální)
Fáze
- Nelze použít
Kontakty a umístění
Studijní místa
-
-
Maine
-
Portland, Maine, Spojené státy, 04074
- Maine Health
-
-
Massachusetts
-
Boston, Massachusetts, Spojené státy, 02114
- Massachusetts General Hospital
-
Salem, Massachusetts, Spojené státy, 01970
- Spaulding Rehabilitation
-
-
Kritéria účasti
Kritéria způsobilosti
Věk způsobilý ke studiu
Přijímá zdravé dobrovolníky
Studijní populace
Popis
Kritéria pro zařazení:
- Diagnóza hemiplegie (v důsledku CP nebo mrtvice)
- Systém klasifikace funkce hrubého motoru (GMFCS) úrovně I-III
- Systém manuální klasifikace schopností (MACS) úrovně I-II
- Schopnost číst a psát anglicky.
- Dostatečný sluch, zrak a kognice pro reakci na sluchové a zrakové podněty.
Kritéria vyloučení:
- Více než 10stupňová kontraktura flexe lokte nebo ramene v postižené paži
- Nekorigované zrakové deficity (např. homonymní hemianopsie, okulomotorické poruchy nebo kortikální poškození zraku)
- Nekontrolované fotosenzitivní záchvaty (výskyt alespoň jednoho záchvatu za poslední 3 měsíce)
- Hemineglect
- Kognitivní poruchy, které by bránily účasti (podle posouzení rodiče)
Studijní plán
Jak je studie koncipována?
Detaily designu
- Primární účel: Proveditelnost zařízení
- Přidělení: Nerandomizované
- Intervenční model: Přiřazení jedné skupiny
- Maskování: Žádné (otevřený štítek)
Zbraně a zásahy
Skupina účastníků / Arm |
Intervence / Léčba |
|---|---|
|
Experimentální: Děti s hemiplegií
Jako účastníci bude přijato 40 dětí s hemiplegií ve věku 7-16 let v klasifikačním systému hrubé motoriky (GMFCS) úrovně I-III a systému klasifikace manuálních schopností (MACS) úrovně I-II.
Toto věkové rozmezí bylo zvoleno na základě našeho předběžného výzkumu, ve kterém měly děti mladší 7 let potíže s nácvikem opakujících se úkolů.
Jednotlivci budou přijímáni bez ohledu na rasu nebo etnický původ.
Naším cílem je mít studijní vzorek, který tvoří 50 % mužů a 50 % žen a který se blíží populaci regionu Greater Boston, MA.
|
Hodnocení vizuomotorických dovedností v pohlcujícím 3D virtuálním prostředí pomocí displeje namontovaného na hlavě.
|
|
Experimentální: Typicky vyvíjející se děti
40 typicky se vyvíjejících dětí ve věku 7-16 let.
|
Hodnocení vizuomotorických dovedností v pohlcujícím 3D virtuálním prostředí pomocí displeje namontovaného na hlavě.
|
Co je měření studie?
Primární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Blízkost očí a rukou
Časové okno: Během testování.
|
Prodleva mezi časem ukončení oka a časem ukončení ruky (tj.
doba pohybu očí - doba pohybu ruky)
|
Během testování.
|
|
Beery-Buktenica VMI Test 6. vydání (krátká forma)
Časové okno: Předběžné testování.
|
Beery-Bukentica VMI, což je nezkrácený název měřítka, je testem vizuálně-motorických integračních dovedností zahrnujících úlohy kopírování geometrických návrhů. Doba administrace je 10-15 minut. Děti pomocí své oblíbené ruky kopírují řadu stále složitějších návrhů. Použili jsme standardní skóre, které se pohybuje od 0 (minimum) do 100 (maximum). Vyšší skóre značí lepší dovednosti VMI. |
Předběžné testování.
|
Sekundární výstupní opatření
Měření výsledku |
Popis opatření |
Časové okno |
|---|---|---|
|
Krabice a bloky
Časové okno: Předběžné testování
|
Box and Block Test (BBT) měří jednostrannou hrubou manuální zručnost.
Účastníci sbírají bloky na jedné straně dřevěné krabice a přenášejí je na druhou stranu, jeden po druhém.
Boduje se počet úspěšně přepravených bloků za jednu minutu.
Pokud spadne blok nebo se zvednou 2 bloky, nezapočítává se do součtu.
Minimum je nula.
Maximální počet bloků je 150.
Vyšší počet bloků ukazuje na lepší hrubou manuální zručnost, jinak známou jako jemná motorika.
|
Předběžné testování
|
Spolupracovníci a vyšetřovatelé
Sponzor
Spolupracovníci
Vyšetřovatelé
- Vrchní vyšetřovatel: Danielle Levac, PhD, Northeastern University
Publikace a užitečné odkazy
Obecné publikace
- Rosenbaum P, Paneth N, Leviton A, Goldstein M, Bax M, Damiano D, Dan B, Jacobsson B. A report: the definition and classification of cerebral palsy April 2006. Dev Med Child Neurol Suppl. 2007 Feb;109:8-14. Erratum In: Dev Med Child Neurol. 2007 Jun;49(6):480.
- Oskoui M, Coutinho F, Dykeman J, Jette N, Pringsheim T. An update on the prevalence of cerebral palsy: a systematic review and meta-analysis. Dev Med Child Neurol. 2013 Jun;55(6):509-19. doi: 10.1111/dmcn.12080. Epub 2013 Jan 24. Erratum In: Dev Med Child Neurol. 2016 Mar;58(3):316.
- Graham HK, Rosenbaum P, Paneth N, Dan B, Lin JP, Damiano DL, Becher JG, Gaebler-Spira D, Colver A, Reddihough DS, Crompton KE, Lieber RL. Cerebral palsy. Nat Rev Dis Primers. 2016 Jan 7;2:15082. doi: 10.1038/nrdp.2015.82.
- Shevell MI, Dagenais L, Hall N; REPACQ CONSORTIUM*. The relationship of cerebral palsy subtype and functional motor impairment: a population-based study. Dev Med Child Neurol. 2009 Nov;51(11):872-7. doi: 10.1111/j.1469-8749.2009.03269.x. Epub 2009 Mar 11.
- James S, Ziviani J, Ware RS, Boyd RN. Relationships between activities of daily living, upper limb function, and visual perception in children and adolescents with unilateral cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2015 Sep;57(9):852-7. doi: 10.1111/dmcn.12715. Epub 2015 Feb 23.
- Mallory K, Barton K, Woodhouse J, Bernstein J, Greenspoon D, Reed N. Occupational Performance Issues of Children with Hemiplegia after Acquired Brain Injury. Phys Occup Ther Pediatr. 2020;40(3):279-293. doi: 10.1080/01942638.2019.1675845. Epub 2019 Oct 14.
- Hoare B, Greaves S. Unimanual versus bimanual therapy in children with unilateral cerebral palsy: Same, same, but different. J Pediatr Rehabil Med. 2017;10(1):47-59. doi: 10.3233/PRM-170410.
- Krajenbrink H, Crichton A, Steenbergen B, Hoare B. The development of anticipatory action planning in children with unilateral cerebral palsy. Res Dev Disabil. 2019 Feb;85:163-171. doi: 10.1016/j.ridd.2018.12.002. Epub 2018 Dec 14.
- Saavedra S, Joshi A, Woollacott M, van Donkelaar P. Eye hand coordination in children with cerebral palsy. Exp Brain Res. 2009 Jan;192(2):155-65. doi: 10.1007/s00221-008-1549-8. Epub 2008 Oct 2.
- Fang Y, Wang J, Zhang Y, Qin J. The Relationship of Motor Coordination, Visual Perception, and Executive Function to the Development of 4-6-Year-Old Chinese Preschoolers' Visual Motor Integration Skills. Biomed Res Int. 2017;2017:6264254. doi: 10.1155/2017/6264254. Epub 2017 Dec 31.
- Verrel J, Bekkering H, Steenbergen B. Eye-hand coordination during manual object transport with the affected and less affected hand in adolescents with hemiparetic cerebral palsy. Exp Brain Res. 2008 May;187(1):107-16. doi: 10.1007/s00221-008-1287-y. Epub 2008 Jan 30.
- Harvey EM, Leonard-Green TK, Mohan KM, Kulp MT, Davis AL, Miller JM, Twelker JD, Campus I, Dennis LK. Interrater and Test-Retest Reliability of the Beery Visual-Motor Integration in Schoolchildren. Optom Vis Sci. 2017 May;94(5):598-605. doi: 10.1097/OPX.0000000000001068.
- Levac D, Glegg S, Colquhoun H, Miller P, Noubary F. Virtual Reality and Active Videogame-Based Practice, Learning Needs, and Preferences: A Cross-Canada Survey of Physical Therapists and Occupational Therapists. Games Health J. 2017 Aug;6(4):217-228. doi: 10.1089/g4h.2016.0089.
- Robert MT, Levin MF. Validation of reaching in a virtual environment in typically developing children and children with mild unilateral cerebral palsy. Dev Med Child Neurol. 2018 Apr;60(4):382-390. doi: 10.1111/dmcn.13688. Epub 2018 Feb 10.
- de Mello Monteiro CB, Massetti T, da Silva TD, van der Kamp J, de Abreu LC, Leone C, Savelsbergh GJ. Transfer of motor learning from virtual to natural environments in individuals with cerebral palsy. Res Dev Disabil. 2014 Oct;35(10):2430-7. doi: 10.1016/j.ridd.2014.06.006. Epub 2014 Jun 28.
- Knaut LA, Subramanian SK, McFadyen BJ, Bourbonnais D, Levin MF. Kinematics of pointing movements made in a virtual versus a physical 3-dimensional environment in healthy and stroke subjects. Arch Phys Med Rehabil. 2009 May;90(5):793-802. doi: 10.1016/j.apmr.2008.10.030.
- Subramanian SK, Levin MF. Viewing medium affects arm motor performance in 3D virtual environments. J Neuroeng Rehabil. 2011 Jun 30;8:36. doi: 10.1186/1743-0003-8-36.
- Niehorster DC, Li L, Lappe M. The Accuracy and Precision of Position and Orientation Tracking in the HTC Vive Virtual Reality System for Scientific Research. Iperception. 2017 May 18;8(3):2041669517708205. doi: 10.1177/2041669517708205. eCollection 2017 May-Jun.
- Fears NE, Bailey BC, Youmans B, Lockman JJ. An Eye-Tracking Method for Directly Assessing Children's Visual-Motor Integration. Phys Ther. 2019 Jun 1;99(6):797-806. doi: 10.1093/ptj/pzz027.
- Ronnqvist L, Rosblad B. Kinematic analysis of unimanual reaching and grasping movements in children with hemiplegic cerebral palsy. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2007 Feb;22(2):165-75. doi: 10.1016/j.clinbiomech.2006.09.004. Epub 2006 Oct 27.
- Mackey AH, Walt SE, Stott NS. Deficits in upper-limb task performance in children with hemiplegic cerebral palsy as defined by 3-dimensional kinematics. Arch Phys Med Rehabil. 2006 Feb;87(2):207-15. doi: 10.1016/j.apmr.2005.10.023.
- Ego A, Lidzba K, Brovedani P, Belmonti V, Gonzalez-Monge S, Boudia B, Ritz A, Cans C. Visual-perceptual impairment in children with cerebral palsy: a systematic review. Dev Med Child Neurol. 2015 Apr;57 Suppl 2:46-51. doi: 10.1111/dmcn.12687.
- Chiu HC, Ada L. Constraint-induced movement therapy improves upper limb activity and participation in hemiplegic cerebral palsy: a systematic review. J Physiother. 2016 Jul;62(3):130-7. doi: 10.1016/j.jphys.2016.05.013. Epub 2016 Jun 17.
- Hoare BJ, Wallen MA, Thorley MN, Jackman ML, Carey LM, Imms C. Constraint-induced movement therapy in children with unilateral cerebral palsy. Cochrane Database Syst Rev. 2019 Apr 1;4(4):CD004149. doi: 10.1002/14651858.CD004149.pub3.
- Gordon AM. Impaired Voluntary Movement Control and Its Rehabilitation in Cerebral Palsy. Adv Exp Med Biol. 2016;957:291-311. doi: 10.1007/978-3-319-47313-0_16.
- Weiss PL, Rand D, Katz N, Kizony R. Video capture virtual reality as a flexible and effective rehabilitation tool. J Neuroeng Rehabil. 2004 Dec 20;1(1):12. doi: 10.1186/1743-0003-1-12.
- Levac DE, Huber ME, Sternad D. Learning and transfer of complex motor skills in virtual reality: a perspective review. J Neuroeng Rehabil. 2019 Oct 18;16(1):121. doi: 10.1186/s12984-019-0587-8.
- Spodick DH. Accuracy of nongeometric pulsed Doppler cardiac output. Am J Cardiol. 1994 Feb 15;73(5):421. doi: 10.1016/0002-9149(94)90031-0. No abstract available.
Termíny studijních záznamů
Hlavní termíny studia
Začátek studia (Aktuální)
Primární dokončení (Aktuální)
Dokončení studie (Aktuální)
Termíny zápisu do studia
První předloženo
První předloženo, které splnilo kritéria kontroly kvality
První zveřejněno (Aktuální)
Aktualizace studijních záznamů
Poslední zveřejněná aktualizace (Aktuální)
Odeslaná poslední aktualizace, která splnila kritéria kontroly kvality
Naposledy ověřeno
Více informací
Termíny související s touto studií
Klíčová slova
Další relevantní podmínky MeSH
Další identifikační čísla studie
- 412575-19357
- P2CHD101912 (Grant/smlouva NIH USA)
Plán pro data jednotlivých účastníků (IPD)
Plánujete sdílet data jednotlivých účastníků (IPD)?
Informace o lécích a zařízeních, studijní dokumenty
Studuje lékový produkt regulovaný americkým FDA
Studuje produkt zařízení regulovaný americkým úřadem FDA
Tyto informace byly beze změn načteny přímo z webu clinicaltrials.gov. Máte-li jakékoli požadavky na změnu, odstranění nebo aktualizaci podrobností studie, kontaktujte prosím register@clinicaltrials.gov. Jakmile bude změna implementována na clinicaltrials.gov, bude automaticky aktualizována i na našem webu .