Sensorische integratie van auditieve en visuele aanwijzingen in diverse contexten

Inleiding: Doel 1 is om de rol vast te stellen van gegenereerde en natuurlijke geluiden bij houdingsregulatie gezien de visuele omgeving en sensorisch verlies. Daarvoor zullen de onderzoekers houdingszwaai meten bij personen met unilaterale perifere vestibulaire hypofunctie (n=45), personen met SSD (n=45) en leeftijdsafhankelijke controles (n=45). Ze zullen worden getest in een meeslepende virtual reality-omgeving met een abstract driewandig display van sterren of een metrostation. Binnen elke omgeving vergelijken we veranderingen in houdingszwaai als reactie op visuele (statische, dynamische) en auditieve verstoringen (geen geluid, dynamisch geluid, d.w.z. ritmische witte ruis in de sterrenomgeving of natuurlijke geluiden, zoals rijdende treinen, in de metroomgeving). Doel 2 is om te bepalen in hoeverre een statische witte ruis de balans kan verbeteren (houdingszwaai verminderen) binnen een dynamische visuele omgeving bij personen met en zonder sensorisch verlies. Om dit doel te bereiken, zullen de 3 groepen deelnemers worden getest in dezelfde visuele omgeving, maar hier zullen we hun zwaai in een geluidsvrije dynamische visuele omgeving vergelijken met die met statische witte ruis.

Systeem: Visuals zijn ontworpen in C#-taal met behulp van standaard Unity Engine-versie 2018.1.8f1 (64-bit) (©Unity Tech., San Francisco, CA, VS). De scènes worden geleverd via een HTC Vive-headset (Taoyuan City, Tai-wan) die wordt bestuurd door een Dell Alienware-laptop 15 R3 (Round Rock, TX, VS). De Vive heeft ingebouwde positionele tracking die werkt op 60 Hz en een verversingssnelheid van 90 Hz. Geluiden worden geleverd via Bose (Bose Corporation, Framingham, MA, VS) QuietComfort 35 wireless headphones II met actieve ruisonderdrukking en 360º ruimtelijke audio. Het proces van het creëren van auditieve signalen omvatte meer dan 20 uur geluidsveldopname op basis van de beoogde scènes en hun intensiteitsniveaus in New York City. Auditieve signalen werden vastgelegd met de Sennheiser Ambeo-microfoon in eerste orde Ambisonics-formaat. De achtergrondgeluiden werden samengevoegd met een geluidsontwerpproces waarbij de gedetailleerde omgevingsgeluiden die in de natuurlijke omgeving bestaan, werden gesimuleerd om een ​​levensechte geluidsweergave te ontwikkelen. De audiobestanden zijn verwerkt in Wwise en geïntegreerd in Unity. Houdingszwaai wordt geregistreerd bij 100 Hz door Qualisys-software voor een Kistler 5233A-krachtplatform (Winterthur, Zwitserland).

Gegevensverzameling: Mogelijk in aanmerking komende deelnemers vullen een demografische vorm in en ondergaan de volgende diagnostische screening bij het Ear Institute: Calorische test, Video Head Impulse Test (vHIT), Oculair / Cervicaal Vestibulair Evoked Myogenic Potential en Audiogram. Ook bij het Oorinstituut zal visuele en somatosensorische screening plaatsvinden. Deze eerste sessie zal naar verwachting 2,5 uur in beslag nemen. Deelnemers ontvangen vragenlijsten om thuis of tijdens de volgende sessie in te vullen. De Dizziness Handicap Inventory (DHI) is ontworpen om moeilijkheden te identificeren die een patiënt kan ervaren als gevolg van duizeligheid. Het Activity-Specific Balance Confidence (ABC) is een maatstaf voor het vertrouwen in het uitvoeren van verschillende ambulante activiteiten zonder te vallen of zich 'instabiel' te voelen. De State-Trait Anxiety Inventory (STAI) beoordeelt de ernst van angstsymptomen en een algemene neiging om angstig te zijn. De Speech, Spatial and Quality of Hearing 12-item Scale (SSQ12) is een geldige, korte versie van de originele SSQ die inzicht geeft in de impact van dagelijks gehoorverlies. Het virtual reality-protocol (getest door de PI van het NYU Human Performance Laboratory) omvat 12 voorwaarden: 2 omgevingen (een abstracte weergave van sterren, een metrostation) X 2 beelden (bewegend, statisch) X 3 geluiden (dynamisch, geen, statisch witte ruis) elk 3 keer herhaald voor in totaal 36 pogingen. Het wordt gerandomiseerd en uitgevoerd in 1-2 sessies, naar behoefte van elk maximaal 90 minuten. Geluiden worden gespeeld op het hoogste niveau dat comfortabel is voor de deelnemer. Scènes duren 60 seconden. Tijdens alle sessies vullen de patiënten de Simulator Sickness Questionnaire in, die wordt gebruikt om de symptomen van de deelnemers te volgen.

Gegevensanalyse: voor elk van de 3 relevante maatregelen en voor elke omgeving passen we een lineair mixed effects-model toe. Elk model bevat de belangrijkste effecten van groep, visuele conditie en auditieve conditie, evenals alle 2- en 3-weg interacties. De modellen controleren ook op calorische en Video Head Impulse Test (vHIT) testresultaten, evenals leeftijdsgerelateerd gehoorverlies en leeftijd. Voor doel 1 beoordelen we de betekenis van contrasten tussen geen geluiden / dynamische geluiden voor de verschillende visuele omstandigheden en groepen. Voor doel 2 zal hetzelfde worden gedaan voor contrasten tussen geen geluiden / statische geluiden. Deze modellen schatten het verschil in visuele weging en herweging tussen de groepen, waardoor de informatie die we uit de gegevens kunnen halen, wordt gemaximaliseerd door rekening te houden met het inherente multi-level studieontwerp (persoon, omstandigheden, herhalingen). Aangezien elke persoon verschillende onderzoeken voor elke aandoening voltooit, verklaart het lineaire mixed effects-model deze bronnen van variabiliteit. P-waarden voor de vaste effecten worden berekend met behulp van de Satterthwaite-benadering voor de vrijheidsgraden voor de T-verdeling80. Daarnaast zullen we beschrijvend de relatie onderzoeken tussen DP, gebied, zelfgerapporteerde uitkomsten (DHI, ABC, STAI, SSQ12) en leeftijd.