Immersive virtuelle Realität für die Bewertung der visuell-motorischen Integrationsfähigkeit
Immersive virtuelle Realität für die Bewertung der visuell-motorischen Integrationsfähigkeit bei Kindern mit Hemiplegie
Ein erhebliches Defizit, von dem fast die Hälfte der Kinder mit Hemiplegie betroffen ist, ist die visuell-motorische Integration oder die Auge-Hand-Koordination. Kinder haben Schwierigkeiten, visuelle und motorische Informationen zu integrieren, um Bewegungen effektiv zu planen und auszuführen. Sehmotorische Beeinträchtigungen sind schädlich, da sie die Genauigkeit beim Greifen und Greifen beeinträchtigen, also Bewegungen, die neben vielen anderen Aktivitäten des täglichen Lebens beim Essen, Schreiben und bei der Teilnahme an Sport beteiligt sind. Obwohl Papier-und-Bleistift- und Touchscreen-Computerbewertungen existieren, können diese Beeinträchtigungen nicht unter realistischen 3D-Bedingungen bewerten. Diese Bewertungsbarriere führt zu erheblichen Wissenslücken über den Einfluss dieser Beeinträchtigungen auf die Leistung von Kindern bei funktionellen Aktivitäten.
Wir werden immersive virtuelle Realität (VR) verwenden, die über ein Head-Mounted Display (HMD) bereitgestellt wird, um diese Lücke zu schließen. Da es vollständig visuell immersiv ist, macht VR Interaktionen ähnlich wie in der realen Welt. Diese Funktionen ermöglichen es HMD-VR, natürlichere Bewertungsbedingungen zu bieten. HMD-VR kann uns helfen, wichtige neue Erkenntnisse über funktionelle Bewegungsdefizite bei Kindern mit Hemiplegie zu gewinnen.
Ziel dieser Studie ist es, kostengünstige HMD-VR als realistisches Bewertungsinstrument für visuell-motorische Integrationsdefizite bei Kindern mit Hemiplegie zu evaluieren. Die langfristigen Ziele unseres Forschungsprogramms sind: 1) Klinische Entscheidungsfindungspraktiken zu informieren, indem Familien und Klinikern präzise und genaue Informationen über die Fähigkeiten von Kindern bereitgestellt werden; und 2) Generierung neuer Erkenntnisse über Beeinträchtigungen der visuell-motorischen Integration, um die Wirksamkeit sowohl virtueller als auch konventioneller Rehabilitationsmaßnahmen zu verbessern. Wir werden 40 Kinder mit Hemiplegie im Alter von 7-16 Jahren auf den GMFCS-Stufen I-III und dem Manual Ability Classification System der Stufen I-II für Testsitzungen mit sitzenden Papier-und-Bleistift-, Touchscreen-Computer- und visuell-motorischen Integrationsaufgaben von HMD-VR rekrutieren 3 klinische Standorte Wir messen die Durchführbarkeit anhand der Anzahl der Registrierungen, Nebenwirkungen und des Abschlusses des Protokolls. Die visuell-motorische Integration wird in der Papier-und-Bleistift-Aufgabe über eine standardisierte Punktzahl und in Touchscreen- und HMD-VR-Aufgaben unter Verwendung äquivalenter zeitlicher und räumlicher Augen- und Handmetriken quantifiziert. Diese Pilotstudie wird deskriptive Schätzungen von Unterschieden in der visuell-motorischen Leistung unter Bedingungen mit unterschiedlichem 3D-Realismus generieren. Diese Arbeit ist der erste Schritt in Richtung des endgültigen Ziels einer validen Bewertungsmethode, die neue VR-basierte Behandlungsoptionen für Kinder mit Hemiplegie informiert.
Studienübersicht
Status
Bedingungen
Intervention / Behandlung
Detaillierte Beschreibung
In einem privaten Testraum am Testort werden die Kinder beschreibende funktionelle sensomotorische Tests mit einem registrierten Physiotherapeuten absolvieren. Anschließend absolvieren sie den visuell-motorischen Integrationstest mit Papier und Bleistift (Beery-Buktenica-Test der visuellen motorischen Integration), während sie bequem sitzen. Sie werden dann die visuomotorischen Integrationsaufgaben mit einem Touchscreen-Computer durchführen und 5 Versuche mit jeder der 3 Zielpositionen unter rein visuellen, rein motorischen und visuell-motorischen Integrationsbedingungen absolvieren. Die Aufgabe wird auf einem 20-Zoll-HP-Spectre-Touchscreen-Laptop mit einer RTX 960-Grafikkarte angezeigt. Eye-Tracking wird mit einem Tobii Nano durchgeführt, das in die Unity-Software integriert ist. Die Kinematik der Handbewegung beim Greifen zur Berührung sowie die Kopfbewegungen werden mit einer Orbbec Astra-Tiefensensorkamera erfasst. Die Genauigkeit der Berührung wird durch eine speziell geschriebene Software aufgezeichnet, die die X-Y-Berührungskoordinaten auf dem Bildschirm verfolgt. Alle Datenerfassungsmodalitäten werden mit LabVIEW synchronisiert und integriert.
Kinder werden dann die gleichen Aufgaben in der virtuellen Umgebung des 3D-HMD erledigen. Wir werden das VIVE Pro EYE verwenden, das führende kommerziell erhältliche immersive VR-System, das über ein verfolgbares Sichtfeld von 110 Grad und einen eingebetteten Eyetracker verfügt. Armbewegungen werden von leichten Trackern verfolgt, die mit einem Klettband an den Unterarmen der Kinder befestigt sind, und ManusVR-Bewegungsverfolgungshandschuhen, die an den Händen getragen werden. Kopfbewegungen werden von Positionssensoren im HMD verfolgt. Tracker und Handschuhe ermöglichen die Interaktion der oberen Extremitäten mit Objekten in der virtuellen Welt. Ein Alienware m15-Gaming-Laptop mit einer NVIDIA GeForce RTX 2060-Grafikkarte wird die Aufgabe ausführen. Nach den Aufgaben zur rein visuellen, rein motorischen und visuell-motorischen Integration werden Kinder eine neue visuell-motorische Integrationsaufgabe mit virtuellem Objekttransport absolvieren, bei der sie ein virtuelles Objekt greifen und es an einen neuen Ort in der virtuellen Umgebung transportieren . Schließlich werden sie die Objekttransportaufgabe in einer audiovisuell komplexeren virtuellen Umgebung im HMD abschließen.
Studientyp
Einschreibung (Tatsächlich)
Phase
- Unzutreffend
Kontakte und Standorte
Studienorte
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Maine
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Portland, Maine, Vereinigte Staaten, 04074
- Maine Health
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Massachusetts
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Boston, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 02114
- Massachusetts General Hospital
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Salem, Massachusetts, Vereinigte Staaten, 01970
- Spaulding Rehabilitation
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Teilnahmekriterien
Zulassungskriterien
Studienberechtigtes Alter
Akzeptiert gesunde Freiwillige
Studienpopulation
Beschreibung
Einschlusskriterien:
- Diagnose einer Hemiplegie (aufgrund von CP oder Schlaganfall)
- Grobmotorisches Klassifizierungssystem (GMFCS) Stufen I-III
- Manual Ability Classification System (MACS) Stufen I-II
- Englisch lesen und schreiben können.
- Ausreichendes Hören, Sehen und Erkennen, um auf auditive und visuelle Hinweise zu reagieren.
Ausschlusskriterien:
- Größer als 10 Grad Ellbogen- oder Schulterflexionskontraktur im betroffenen Arm
- Unkorrigierte Sehstörungen (z. B. homonyme Hemianopsie, okulomotorische Störung oder kortikale Sehstörung)
- Unkontrollierte lichtempfindliche Anfälle (Auftreten von mindestens einem Anfall in den letzten 3 Monaten)
- Hämineglekt
- Kognitive Beeinträchtigungen, die die Teilnahme verbieten würden (wie von einem Elternteil beurteilt)
Studienplan
Wie ist die Studie aufgebaut?
Designdetails
- Hauptzweck: Machbarkeit des Geräts
- Zuteilung: Nicht randomisiert
- Interventionsmodell: Einzelgruppenzuweisung
- Maskierung: Keine (Offenes Etikett)
Waffen und Interventionen
Teilnehmergruppe / Arm |
Intervention / Behandlung |
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Experimental: Kinder mit Hemiplegie
Als Teilnehmer werden 40 Kinder mit Hemiplegie im Alter von 7 bis 16 Jahren nach dem Grobmotorik-Klassifizierungssystem (GMFCS) Level I-III und dem Manual Ability Classification System (MACS) Level I-II rekrutiert.
Diese Altersgruppe wurde basierend auf unseren vorläufigen Untersuchungen ausgewählt, bei denen Kinder unter 7 Jahren Schwierigkeiten hatten, sich an sich wiederholenden Aufgabenübungen zu beteiligen.
Personen werden ohne Rücksicht auf Rasse oder ethnische Zugehörigkeit eingestellt.
Unser Ziel ist es, eine Studienstichprobe zu haben, die zu 50 % aus Männern und zu 50 % aus Frauen besteht und ungefähr der Bevölkerung der Region Greater Boston, MA, entspricht.
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Bewertung der visuell-motorischen Fähigkeiten in einer immersiven virtuellen 3D-Umgebung mit einem Head-Mounted-Display.
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Experimental: Typischerweise entwickelnde Kinder
40 sich normal entwickelnde Kinder im Alter von 7-16 Jahren.
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Bewertung der visuell-motorischen Fähigkeiten in einer immersiven virtuellen 3D-Umgebung mit einem Head-Mounted-Display.
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Was misst die Studie?
Primäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Auge-Hand-Nähe
Zeitfenster: Beim Testen.
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Verzögerung zwischen der Endzeit des Auges und der Endzeit der Hand (d. h.
Augenbewegungszeit - Handbewegungszeit)
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Beim Testen.
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Beery-Buktenica VMI-Test 6. Auflage (Kurzform)
Zeitfenster: Vortest.
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Der Beery-Bukentica VMI, so der ungekürzte Skalentitel, ist ein Test der visuell-motorischen Integrationsfähigkeiten unter Einbeziehung von Aufgaben zum Kopieren geometrischer Designs. Die Verabreichungszeit beträgt 10-15 Minuten. Kinder kopieren eine Reihe immer komplexerer Designs mit ihrer bevorzugten Hand. Wir haben den Standardwert verwendet, der zwischen 0 (Minimum) und 100 (Maximum) liegt. Höhere Werte weisen auf bessere VMI-Kenntnisse hin. |
Vortest.
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Sekundäre Ergebnismessungen
Ergebnis Maßnahme |
Maßnahmenbeschreibung |
Zeitfenster |
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Box und Blöcke
Zeitfenster: Vortest
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Der Box and Block Test (BBT) misst die einseitige grobe manuelle Geschicklichkeit.
Die Teilnehmer nehmen Blöcke auf einer Seite einer Holzkiste auf und transportieren sie einzeln auf die andere Seite.
Gewertet wird die Anzahl der Blöcke, die in einer Minute erfolgreich transportiert wurden.
Fällt ein Block oder werden 2 Blöcke aufgehoben, zählt dies nicht zur Gesamtsumme.
Das Minimum ist Null.
Die maximale Anzahl an Blöcken beträgt 150.
Eine höhere Anzahl an Blöcken weist auf eine bessere grobe manuelle Geschicklichkeit hin, die auch als Feinmotorik bezeichnet wird.
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Vortest
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Mitarbeiter und Ermittler
Sponsor
Mitarbeiter
Ermittler
- Hauptermittler: Danielle Levac, PhD, Northeastern University
Publikationen und hilfreiche Links
Allgemeine Veröffentlichungen
- 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.
Studienaufzeichnungsdaten
Haupttermine studieren
Studienbeginn (Tatsächlich)
Primärer Abschluss (Tatsächlich)
Studienabschluss (Tatsächlich)
Studienanmeldedaten
Zuerst eingereicht
Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat
Zuerst gepostet (Tatsächlich)
Studienaufzeichnungsaktualisierungen
Letztes Update gepostet (Tatsächlich)
Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt
Zuletzt verifiziert
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Zusätzliche relevante MeSH-Bedingungen
Andere Studien-ID-Nummern
- 412575-19357
- P2CHD101912 (US NIH Stipendium/Vertrag)
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