Wciągająca rzeczywistość wirtualna do oceny umiejętności integracji wzrokowo-motorycznej
Wciągająca rzeczywistość wirtualna do oceny umiejętności integracji wzrokowo-ruchowej u dzieci z porażeniem połowiczym
Znaczącym deficytem dotykającym prawie połowę dzieci z porażeniem połowiczym jest integracja wzrokowo-ruchowa, czyli koordynacja wzrokowo-ruchowa. Dzieci mają trudności z integracją informacji wizualnych i motorycznych, aby skutecznie planować i wykonywać ruchy. Upośledzenia wzrokowo-ruchowe są szkodliwe, ponieważ wpływają na dokładność sięgania i chwytania, czyli ruchów związanych z karmieniem, pisaniem i uprawianiem sportu, a także z wieloma innymi czynnościami życia codziennego. Chociaż istnieją oceny za pomocą papieru i ołówka oraz komputera z ekranem dotykowym, nie oceniają one upośledzeń w realistycznych warunkach 3D. Ta bariera oceny prowadzi do znacznych luk w wiedzy na temat wpływu tych dysfunkcji na wykonywanie przez dzieci czynności funkcjonalnych.
Wykorzystamy immersyjną rzeczywistość wirtualną (VR) dostarczaną za pomocą wyświetlacza montowanego na głowie (HMD), aby wypełnić tę lukę. Ponieważ jest w pełni wciągająca wizualnie, VR sprawia, że interakcje są podobne do rzeczywistych występów. Te cechy umożliwiają HMD-VR oferowanie bardziej naturalnych warunków oceny. HMD-VR może pomóc nam zdobyć nową, ważną wiedzę na temat funkcjonalnych deficytów ruchowych u dzieci z porażeniem połowiczym.
Celem tego badania jest ocena niedrogiego HMD-VR jako realistycznego narzędzia oceny deficytów integracji wzrokowo-ruchowej u dzieci z porażeniem połowiczym. Długofalowe cele naszego programu badawczego to: 1) Informowanie praktyk podejmowania decyzji klinicznych poprzez dostarczanie rodzinom i klinicystom precyzyjnych i dokładnych informacji o zdolnościach dzieci; oraz 2) generowanie nowej wiedzy na temat upośledzeń integracji wzrokowo-ruchowej w celu zwiększenia skuteczności interwencji rehabilitacyjnych zarówno wirtualnych, jak i konwencjonalnych. Zrekrutujemy 40 dzieci z porażeniem połowiczym w wieku 7-16 lat na poziomach I-III GMFCS i I-II Systemu Klasyfikacji Umiejętności Manualnych do sesji testowych zadań z papierem i ołówkiem w pozycji siedzącej, komputera z ekranem dotykowym i integracji wzrokowo-ruchowej HMD-VR w 3 ośrodki kliniczne Zmierzymy wykonalność na podstawie liczby zapisów, skutków ubocznych i ukończenia protokołu. Integracja wzrokowo-ruchowa jest oceniana ilościowo w zadaniu papier-ołówek za pomocą znormalizowanego wyniku oraz w zadaniach z ekranem dotykowym i HMD-VR przy użyciu równoważnych czasowych i przestrzennych wskaźników oka i dłoni. To badanie pilotażowe wygeneruje opisowe szacunki różnic w sprawności wzrokowo-motorycznej w warunkach zróżnicowanego realizmu 3D. Ta praca jest pierwszym krokiem w kierunku ostatecznego celu, jakim jest wiarygodna metoda oceny informująca o nowych opcjach leczenia opartych na VR dla dzieci z porażeniem połowiczym.
Przegląd badań
Status
Warunki
Interwencja / Leczenie
Szczegółowy opis
W prywatnym pokoju testowym na miejscu testowym dzieci przejdą opisowe funkcjonalne testy czuciowo-motoryczne z zarejestrowanym fizjoterapeutą. Następnie wypełnią papierowy i ołówkowy test integracji wzrokowo-motorycznej (Beery-Buktenica Test of Visual Motor Integration), siedząc wygodnie. Następnie podejmą zadania integracji wzrokowo-ruchowej za pomocą komputera z ekranem dotykowym, wykonując 5 prób każdej z 3 pozycji docelowych w warunkach integracji wzrokowo-ruchowej i wzrokowo-ruchowej. Zadanie będzie wyświetlane na 20-calowym laptopie HP Spectre z ekranem dotykowym i kartą graficzną RTX 960. Eye-tracking zostanie przeprowadzony przy użyciu Tobii Nano, który integruje się z oprogramowaniem Unity. Kinematyka ruchu ręki podczas sięgania po dotyk oraz ruchów głowy będzie rejestrowana za pomocą kamery głębinowej Orbbec Astra. Dokładność dotyku jest rejestrowana przez napisane na zamówienie oprogramowanie śledzące współrzędne dotyku X-Y na ekranie. Wszystkie metody zbierania danych są synchronizowane i integrowane za pomocą LabVIEW.
Następnie dzieci wykonają te same zadania w wirtualnym środowisku 3D HMD. Wykorzystamy VIVE Pro EYE, wiodący komercyjnie dostępny immersyjny system VR, który ma 110-stopniowe pole widzenia i wbudowany eye tracker. Ruchy ramion są śledzone przez lekkie urządzenia śledzące przymocowane za pomocą opaski na rzep do przedramion dzieci i rękawiczek śledzących ruch ManusVR noszonych na dłoniach. Ruchy głowy są śledzone przez czujniki położenia w HMD. Trackery i rękawiczki umożliwiają interakcję kończyn górnych z obiektami w wirtualnym świecie. Zadanie wykona laptop do gier Alienware m15 z kartą graficzną NVIDA GeForce RTX 2060. Po zadaniach obejmujących tylko wzrok, tylko ruch i integrację wzrokowo-ruchową dzieci wykonują nowe zadanie integracji wzrokowo-ruchowej obejmujące transport obiektów wirtualnych, podczas którego chwytają wirtualny przedmiot i przenoszą go w nowe miejsce w środowisku wirtualnym . Na koniec wykonają zadanie transportu obiektów w bardziej złożonym audiowizualnie środowisku wirtualnym w HMD.
Typ studiów
Zapisy (Rzeczywisty)
Faza
- Nie dotyczy
Kontakty i lokalizacje
Lokalizacje studiów
-
-
Maine
-
Portland, Maine, Stany Zjednoczone, 04074
- Maine Health
-
-
Massachusetts
-
Boston, Massachusetts, Stany Zjednoczone, 02114
- Massachusetts General Hospital
-
Salem, Massachusetts, Stany Zjednoczone, 01970
- Spaulding Rehabilitation
-
-
Kryteria uczestnictwa
Kryteria kwalifikacji
Wiek uprawniający do nauki
Akceptuje zdrowych ochotników
Badana populacja
Opis
Kryteria przyjęcia:
- Rozpoznanie hemiplegii (z powodu MPD lub udaru mózgu)
- System Klasyfikacji Funkcji Motoryki Dużej (GMFCS) Poziomy I-III
- Ręczny System Klasyfikacji Umiejętności (MACS) Poziomy I-II
- Umiejętność czytania i pisania po angielsku.
- Wystarczający słuch, wzrok i zdolności poznawcze do reagowania na bodźce słuchowe i wzrokowe.
Kryteria wyłączenia:
- Większy niż 10-stopniowy przykurcz zgięcia łokcia lub barku w dotkniętym ramieniu
- Nieskorygowane deficyty wzroku (np. homonimiczne porażenie połowicze, zaburzenia okoruchowe lub korowe zaburzenia widzenia)
- Niekontrolowane napady nadwrażliwości na światło (wystąpienie co najmniej jednego napadu w ciągu ostatnich 3 miesięcy)
- Zaniedbanie
- Zaburzenia funkcji poznawczych, które uniemożliwiłyby uczestnictwo (według oceny rodzica)
Plan studiów
Jak projektuje się badanie?
Szczegóły projektu
- Główny cel: Wykonalność urządzenia
- Przydział: Nielosowe
- Model interwencyjny: Zadanie dla jednej grupy
- Maskowanie: Brak (otwarta etykieta)
Broń i interwencje
Grupa uczestników / Arm |
Interwencja / Leczenie |
|---|---|
|
Eksperymentalny: Dzieci z hemiplegią
40 dzieci z porażeniem połowiczym w wieku 7-16 lat w Systemie Klasyfikacji Funkcji Motoryki Dużej (GMFCS) Poziomy I-III i Systemu Klasyfikacji Umiejętności Manualnych (MACS) Poziomy I-II zostanie zrekrutowanych jako uczestnicy.
Ten przedział wiekowy został wybrany na podstawie naszych wstępnych badań, w których dzieci w wieku poniżej 7 lat miały trudności z wykonywaniem powtarzalnych zadań.
Osoby będą rekrutowane bez względu na rasę lub pochodzenie etniczne.
Naszym celem jest posiadanie próby badawczej, która składa się w 50% z mężczyzn i w 50% z kobiet i jest zbliżona do populacji regionu Greater Boston, MA.
|
Ocena umiejętności wzrokowo-motorycznych w immersyjnym wirtualnym środowisku 3D przy użyciu wyświetlacza montowanego na głowie.
|
|
Eksperymentalny: Typowo rozwijające się dzieci
40 typowo rozwijających się dzieci w wieku 7-16 lat.
|
Ocena umiejętności wzrokowo-motorycznych w immersyjnym wirtualnym środowisku 3D przy użyciu wyświetlacza montowanego na głowie.
|
Co mierzy badanie?
Podstawowe miary wyniku
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Bliskość oko-ręka
Ramy czasowe: Podczas testowania.
|
Opóźnienie między czasem zakończenia oka a czasem zakończenia rozdania (tj.
czas ruchu gałek ocznych - czas ruchu ręki)
|
Podczas testowania.
|
|
Test Beery-Buktenica VMI, wydanie 6 (wersja skrócona)
Ramy czasowe: Testy wstępne.
|
Beery-Bukentica VMI, która jest nieskróconą nazwą skali, to test umiejętności integracji wzrokowo-ruchowej obejmujący zadania kopiowania projektów geometrycznych. Czas podawania wynosi 10-15 minut. Dzieci kopiują serię coraz bardziej złożonych projektów, używając swojej ulubionej ręki. Użyliśmy standardowego wyniku, który waha się od 0 (minimum) do 100 (maksimum). Wyższe wyniki wskazują na lepsze umiejętności VMI. |
Testy wstępne.
|
Miary wyników drugorzędnych
Miara wyniku |
Opis środka |
Ramy czasowe |
|---|---|---|
|
Pudełko i bloki
Ramy czasowe: Testy wstępne
|
Test pudełek i bloków (BBT) mierzy jednostronną dużą sprawność manualną.
Uczestnicy podnoszą klocki z jednej strony drewnianego pudełka i przenoszą je na drugą stronę, jeden po drugim.
Punktowana jest liczba bloków pomyślnie przetransportowanych w ciągu jednej minuty.
Jeśli blok spadnie lub zostaną podniesione 2 klocki, nie jest to wliczane do sumy.
Minimum to zero.
Maksymalna liczba bloków to 150.
Większa liczba klocków wskazuje na lepszą sprawność manualną, zwaną inaczej motoryką małą.
|
Testy wstępne
|
Współpracownicy i badacze
Sponsor
Współpracownicy
Śledczy
- Główny śledczy: Danielle Levac, PhD, Northeastern University
Publikacje i pomocne linki
Publikacje ogólne
- 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.
Daty zapisu na studia
Główne daty studiów
Rozpoczęcie studiów (Rzeczywisty)
Zakończenie podstawowe (Rzeczywisty)
Ukończenie studiów (Rzeczywisty)
Daty rejestracji na studia
Pierwszy przesłany
Pierwszy przesłany, który spełnia kryteria kontroli jakości
Pierwszy wysłany (Rzeczywisty)
Aktualizacje rekordów badań
Ostatnia wysłana aktualizacja (Rzeczywisty)
Ostatnia przesłana aktualizacja, która spełniała kryteria kontroli jakości
Ostatnia weryfikacja
Więcej informacji
Terminy związane z tym badaniem
Słowa kluczowe
Dodatkowe istotne warunki MeSH
Inne numery identyfikacyjne badania
- 412575-19357
- P2CHD101912 (Grant/umowa NIH USA)
Plan dla danych uczestnika indywidualnego (IPD)
Planujesz udostępniać dane poszczególnych uczestników (IPD)?
Informacje o lekach i urządzeniach, dokumenty badawcze
Bada produkt leczniczy regulowany przez amerykańską FDA
Bada produkt urządzenia regulowany przez amerykańską FDA
Te informacje zostały pobrane bezpośrednio ze strony internetowej clinicaltrials.gov bez żadnych zmian. Jeśli chcesz zmienić, usunąć lub zaktualizować dane swojego badania, skontaktuj się z register@clinicaltrials.gov. Gdy tylko zmiana zostanie wprowadzona na stronie clinicaltrials.gov, zostanie ona automatycznie zaktualizowana również na naszej stronie internetowej .