Virtual-Reality-basiertes Testen der Fahrfähigkeiten von Elektrorollstühlen

Diese Studie hat ein experimentelles, wiederholtes Messdesign mit Validitäts- und Zuverlässigkeitstests. In Phase 1 der Studie entwarfen und entwickelten wir die Software, die für die Bereitstellung der computerbasierten und VR-basierten Testumgebungen erforderlich ist. In Phase 2 der Studie verbesserten wir die Designiterationen von Phase I, rekrutierten eine Stichprobe von 31 Benutzern von Elektrorollstühlen (EPW) und lieferten die simulatorbasierte Fahrbewertung unter Verwendung eines Pools von Klinikern, um die Zuverlässigkeit des Systems in der realen Welt zu bewerten und in den virtuellen Umgebungen.

Phase II: Forschungsprotokoll:

Versuchsaufbau:

VRSIM bestand aus zwei Anzeigeoptionen, drei 6 'x 8'-Rückprojektionsbildschirmen (Sichtfeld 160 °) (VR-Bildschirme) und einem einzelnen 22-Zoll-Desktop-Monitor (Sichtfeld 90 °) (PC-Bildschirme), beide mit dem ersten -perspektivischer Standpunkt (Abb.1). Die virtuelle Umgebung bestand aus einer Simulation eines Innenbüros mit Küche; ein Loungebereich und eine Reihe von Fluren, die von Büros gesäumt sind und die Aufgaben des PMRT beinhalten (Abb. 2). Die Teilnehmer interagierten mit VRSIM entweder unter Verwendung von Doppelrollen, die mit den Antriebsrädern des Rollstuhls verbunden waren (Fahrmodus „Rollers ON“), oder mithilfe eines instrumentierten Rollstuhl-Joysticks über eine benutzerdefinierte Software (Fahrmodus „Rollers OFF“). Die kundenspezifische Software verwendet ein proportional abgeleitetes mathematisches Modell, um die reale Bewegung des EPW innerhalb der virtuellen Umgebung zu simulieren. VRSIM wurde mit zwei Anzeigeoptionen und zwei Benutzereingabemodalitäten entwickelt, um die Machbarkeit der Verwendung eines solchen Systems mit unterschiedlichen Schnittstellen in verschiedenen Umgebungen zu bewerten, beispielsweise in einer stark frequentierten Rollstuhlklinik (unter Verwendung der viel immersiven VR-Bildschirme mit Rollen) oder in der Wohnung eines Benutzers (mit dem Personal Computer des Benutzers und dem angepassten Joystick).

Der „Akteur/Fahrer“ im VRSIM war ein virtuelles Modell einer Person, die in einem handelsüblichen EPW-Elektrorollstuhl (Breite 0,671 m, Länge 0,701 m) saß. Dieser Version wurde ein horizontaler Schieberegler hinzugefügt, der die Echtzeitposition des virtuellen Rollstuhls in Bezug auf virtuelle Hindernisse anzeigt (Abb. 1, 2). Dies half bei der Anzeige von Warnungen, wenn der Stuhl zu nahe an Hindernissen war, insbesondere wenn sich die Hindernisse hinter dem Fahrer befanden. Von den Teilnehmern wurde erwartet, dass sie den Kurs entlangfahren, der durch Pfeile angezeigt wird, die voreingestellte Meilensteinmarkierungen berühren oder passieren, die durch halbtransparente Ballons gekennzeichnet sind. Diese nacheinander angezeigten Meilensteine ​​definierten die Aufgaben des virtuellen PMRT. Die Teilnehmer wurden angewiesen, jede Aufgabe so schnell und genau wie möglich zu erledigen. Ein gleichwertiger PMRT-Fahrkurs wurde in einem Büroraum für die Bewertung des Fahrens in der realen Welt ausgearbeitet.

Datensammlung:

Nach Einverständniserklärung führten die Teilnehmer bis zu 2 Trainingseinheiten innerhalb des virtuellen Fahrkurses durch. Die Teilnehmer berichteten im VRSIM über ihren Grad an Komfort und das Gefühl, die Kontrolle zu haben, während des Trainings, basierend auf dem ein Wert zwischen 1,0 und 4,0 für die Linear- und Winkelgeschwindigkeitsgewinne im VRSIM ausgewählt wurde. Darüber hinaus wurden die Teilnehmer gebeten, ein anderes vorprogrammiertes Fahrprofil auf ihren Rollstühlen auszuwählen (z. „Indoor“-Profil), das ihrem alltäglichen Fahrprofil ähnlich war, um eine optimale Fahrgeschwindigkeit zu erreichen. Zwischen den Fahrsitzungen wurden optionale Pausen von 5-10 Minuten vorgesehen. Sowohl auf dem PC- als auch auf dem VR-Bildschirm fuhren die Teilnehmer den kompletten Fahrparcours durch: zwei Trials mit dem Fahrmodus Rollers ON, ein Trial mit dem Fahrmodus Rollers OFF und ein Trial im realen PMRT-Fahrparcours ergaben insgesamt 5 Fahrbedingungen (Tabelle 1). Ein ausgewogenes Randomisierungsschema wurde verwendet, um die Reihenfolge der fünf Fahrbedingungen festzulegen.

Aus einer Gruppe von 6 Klinikern, bestehend aus 1 Ergotherapeut, 3 Physiotherapeuten und 2 Ärzten, wurden 2 Kliniker nach dem Zufallsprinzip als Bewertungsteam für jeden Teilnehmer bestimmt. Das Team hatte immer 1 zertifizierten Assistive Technology Professional mit mehr als 5 Jahren Erfahrung in der Bewertung des Fahrens von Elektrorollstühlen. Die zugewiesenen Kliniker bewerteten jede PMRT-Aufgabe während aller Fahrversuche unabhängig anhand der folgenden Kriterien: 4: selbstständig abgeschlossen, 3: zögerlich abgeschlossen, erforderte mehrere Versuche und kleinere Unfälle, 2: begeht schwere Unfälle, die dem Fahrer oder anderen Personen Schaden zufügen können, 1 : Eine Aufgabe kann nicht abgeschlossen werden. Jeder Kliniker hatte für jede Studie ein separates PMRT-Bewertungsblatt.

Wiederholungsprüfung:

Die Probanden durchliefen alle fünf Testszenarien zweimal und kehrten bei einem zweiten Besuch in frühestens 2 Wochen zurück.