視覚運動統合スキル評価のための没入型仮想現実
片麻痺児における視覚運動統合スキル評価のための没入型仮想現実
片麻痺の子供のほぼ半数に影響を与える重大な欠陥は、視覚運動統合、または目と手の協調です。 子どもたちは、視覚情報と運動情報を統合して効果的に動きを計画し実行することが困難です。 視覚運動障害は、他の多くの日常生活活動の中でもとりわけ、食事、筆記、およびスポーツへの参加に関連する動きである到達および把持の正確さに影響を与えるため、有害です。 紙と鉛筆とタッチスクリーンのコンピューター評価は存在しますが、これらは現実的な 3D 条件下での障害を評価できません。 この評価の障壁は、子供の機能的活動のパフォーマンスに対するこれらの障害の影響についての知識に大きなギャップをもたらします。
このギャップに対処するために、ヘッドマウントディスプレイ（HMD）を使用して提供される没入型仮想現実（VR）を使用します。 VR は完全に視覚的に没入できるため、現実世界のパフォーマンスに似たインタラクションを実現します。 これらの機能により、HMD-VR はより自然な評価条件を提供できます。 HMD-VR は、片麻痺児の機能的運動障害に関する重要な新しい知識を得るのに役立つ可能性があります。
この研究の目的は、低コストの HMD-VR を片麻痺児の視覚運動統合障害の現実的な評価ツールとして評価することです。 私たちの研究プログラムの長期的な目標は次のとおりです。 2) 視覚と運動の統合障害に関する新しい知識を生成して、仮想および従来のリハビリテーション介入の両方の有効性を高めます。 GMFCS レベル I ～ III および手動能力分類システム レベル I ～ II の 7 ～ 16 歳の片麻痺の子供 40 人を募集します。 3 臨床施設 登録数、副作用、プロトコル完了数を使用して実現可能性を測定します。 視覚運動の統合は、標準化されたスコアを介して紙と鉛筆のタスクで定量化され、同等の時間的および空間的な目と手の指標を使用してタッチスクリーンおよび HMD-VR タスクで定量化されます。 このパイロット スタディでは、3D リアリズムが異なる条件下での視覚運動能力の違いについて、記述的な推定値を生成します。 この作業は、片麻痺の子供のための新しい VR ベースの治療オプションを知らせる有効な評価方法の最終的な目標に向けた最初のステップです。
調査の概要
詳細な説明
試験会場の個室試験室で、子供たちは登録された理学療法士と一緒に記述的な機能的感覚運動試験を完了します。 次に、快適に座った状態で、紙と鉛筆による視覚運動統合テスト (視覚運動統合の Beery-Buktenica テスト) を完了します。 次に、タッチ スクリーン コンピューターを使用して視覚運動統合タスクを実行し、視覚のみ、運動のみ、および視覚運動統合条件下で 3 つのターゲット位置のそれぞれの 5 つの試験を完了します。 タスクは、RTX 960 グラフィックス カードを搭載した 20 インチ HP Spectre タッチスクリーン ラップトップに表示されます。 アイトラッキングは、Unity ソフトウェアと統合された Tobii Nano を使用して実施されます。 Orbbec Astra深度センシングカメラを使用して、リーチトゥタッチ中の手の動きと頭の動きの運動学が収集されます。 タッチの精度は、画面上の X-Y タッチ座標を追跡するカスタム作成ソフトウェアによって記録されます。 すべてのデータ収集モダリティは、LabVIEW を使用して同期および統合されます。
その後、子供たちは 3D HMD 仮想環境で同じタスクを完了します。 VIVE Pro EYE を使用します。VIVE Pro EYE は、110 度の追跡可能な視野と埋め込まれたアイ トラッカーを備えた、主要な市販の没入型 VR システムです。 腕の動きは、ベルクロ アーム バンドを介して子供の前腕に取り付けられた軽量のトラッカーと、手に装着された ManusVR モーション トラッキング グローブによって追跡されます。 頭の動きは、HMD の位置センサーによって追跡されます。 トラッカーと手袋は、仮想世界のオブジェクトとの上肢の相互作用を可能にします。 NVIDA GeForce RTX 2060 グラフィックス カードを搭載した Alienware m15 ゲーミング ノートパソコンでタスクを実行します。 視覚のみ、運動のみ、および視覚と運動の統合タスクに続いて、子供たちは仮想オブジェクトの輸送を含む新しい視覚と運動の統合タスクを完了し、そこで仮想オブジェクトをつかみ、仮想環境内の新しい場所に輸送します。 . 最後に、HMD 内のより視聴覚的に複雑な仮想環境でオブジェクト トランスポート タスクを完了します。
研究の種類
入学 (実際)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Maine
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Portland、Maine、アメリカ、04074
- Maine Health
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Massachusetts
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Boston、Massachusetts、アメリカ、02114
- Massachusetts General Hospital
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Salem、Massachusetts、アメリカ、01970
- Spaulding Rehabilitation
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
調査対象母集団
説明
包含基準:
- 片麻痺の診断（CPまたは脳卒中による）
- 粗大運動機能分類システム (GMFCS) レベル I ～ III
- 手動能力分類システム (MACS) レベル I ～ II
- 英語の読み書きができること。
- 聴覚的および視覚的な合図に反応するのに十分な聴覚、視覚、および認知力。
除外基準:
- 影響を受けた腕の 10 度を超える肘または肩の屈曲拘縮
- 矯正されていない視覚障害（例えば、同名半盲、眼球運動障害、または皮質視覚障害）
- コントロールされていない光過敏性発作（過去 3 か月間に少なくとも 1 回の発作の発生）
- ヘミネグレクト
- 参加を妨げる認知障害（保護者の判断による）
研究計画
研究はどのように設計されていますか？
デザインの詳細
- 主な目的：デバイスの実現可能性
- 割り当て：非ランダム化
- 介入モデル：単一グループの割り当て
- マスキング：なし（オープンラベル）
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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実験的：片麻痺の子供
総運動機能分類システム（GMFCS）レベルI〜IIIおよび手動能力分類システム（MACS）レベルI〜IIの7〜16歳の片麻痺の40人の子供が参加者として募集されます。
この年齢範囲は、7 歳未満の子供は繰り返しの課題の練習に参加するのが困難であるという予備調査に基づいて選択されました。
個人は人種や民族に関係なく採用されます。
私たちの目標は、男性が 50%、女性が 50% で、マサチューセッツ州ボストン地域の人口に近い調査サンプルを作成することです。
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ヘッド マウント ディスプレイを使用した没入型 3D 仮想環境での視覚運動能力評価。
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実験的：通常、発達中の子供
7～16歳の一般的に発達中の子供40人。
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ヘッド マウント ディスプレイを使用した没入型 3D 仮想環境での視覚運動能力評価。
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この研究は何を測定していますか？
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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目と手の近接
時間枠：テスト中。
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目の終わりの時間と手の終わりの時間の間の遅れ（すなわち、
目の動きの時間 - 手の動きの時間）
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テスト中。
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Beery-Buktenica VMI テスト第 6 版 (短縮形式)
時間枠：事前テスト。
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Beery-Bukentica VMI は、省略されていないスケールのタイトルであり、幾何学的なデザインのコピー タスクを含む視覚と運動の統合スキルをテストするテストです。 投与時間は10～15分程度です。 子どもたちは、好みの手を使って、ますます複雑になる一連のデザインを模写します。 0 (最小) から 100 (最大) の範囲の標準スコアを使用しました。 スコアが高いほど、VMI スキルが優れていることを示します。 |
事前テスト。
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二次結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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ボックスとブロック
時間枠：事前テスト
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ボックス アンド ブロック テスト (BBT) は、片側の全体的な手先の器用さを測定します。
参加者は木箱の片側にあるブロックを拾い上げ、1つずつ反対側に運びます。
1 分間に正常に転送されたブロックの数がスコア化されます。
ブロックが1つ落ちたり、2つ拾ったりした場合は合計にカウントされません。
最小値はゼロです。
ブロックの最大数は 150 です。
ブロックの数が多いほど、手先の器用さ、つまり細かい運動能力が優れていることを示します。
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事前テスト
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協力者と研究者
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協力者
捜査官
- 主任研究者：Danielle Levac, PhD、Northeastern University
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- 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.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始 (実際)
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
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最初の投稿 (実際)
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