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沉浸式 VR 环境诱导和评估认知疲劳

2023年10月13日 更新者:National Institute of Nursing Research (NINR)

开发沉浸式 VR 环境以诱导和评估认知疲劳:用户体验和健康控制研究

背景:

研究人员使用沉浸式虚拟现实 (VR) 技术来衡量人们在受控环境中对复杂刺激的反应。 认知疲劳 (CF) 会导致严重后果,例如错误和事故。 研究人员想看看是否可以使用 VR 来了解有关 CF 的更多信息。

客观的:

测试 VR 程序的用户体验,该程序旨在研究健康人在进行日常生活活动时对发展 CF 的易感性的个体差异。

合格:

来自华盛顿都会区的 18-75 岁的健康成年人

设计:

参与者将接受有关他们的健康和病史的问题的筛选。

VR 程序模拟真实世界的杂货店购物环境。 参与者将被分配一项购物任务。

与会者将就座。 他们将佩戴头戴式显示器 (HMD) 1.5 小时。 该装置戴在头上。 它向眼睛呈现图像。 可以通过 HMD 收集眼球追踪数据。

在 VR 环境中会发生以下情况:

  • 参与者将坐在厨房的桌子旁。 他们将完成 2 次碉堡任务。
  • 参与者将被安置在一个小杂货店。 他们将接受如何使用控制器购物的培训。
  • 参与者将似乎坐在屏幕前。 将向他们展示如何回答有关他们感觉有多累以及任务是否难以完成的问题。
  • 参与者将被安置在一家大型杂货店。 他们将完成一项购物任务。

参与者将完成调查。 他们还将回答有关 VR 体验的问题。

参与者将进行 1 或 2 次研究访问。 总共将持续 3-4 小时。

研究概览

地位

终止

条件

详细说明

目标:本研究评估了沉浸式虚拟环境的效用,以客观地研究健康对照组在进行日常生活工具活动 (IADL) 的两个阶段时对发展认知疲劳的易感性的个体差异。 第一阶段旨在测试虚拟现实 (VR) 体验的功能和用户体验;第 2 阶段旨在评估参与 VR 体验后的疲劳程度,这是通过视觉模拟量表疲劳 (VAS-F) 测量的。 该协议的主要目标是使用身临其境的虚拟现实作为研究平台,研究与杂货店购物相关的主观易疲劳性的个体差异。 该协议的次要目标是确定认知疲劳的客观措施。

主要终点第 1 阶段:第 1 阶段主要相关指标是次数的总计数,在完成杂货店购物训练练习后,受试者要求研究人员解释如何使用控制器,如何移动或检查物体,以及/ 或如何在杂货店环境中从一个位置移动到另一个位置。 第一阶段的次要终点:虚拟现实症状问卷的眼部和全身症状评分(Ames 等人,2005 年);以及存在问卷的总分(Regenbrecht 等人,2002 年)。

2 期主要终点:VAS-F 总分(Lee 等人,1991 年)。

第 2 阶段的次要终点;由 NASA-TLX(Hart 等人,1988 年)测量的自我报告的认知负荷评分、眼动追踪数据(例如闭眼百分比、注视时长、眨眼率)和任务绩效测量(例如。 购物清单总正确项目选择分数、购物清单总错误项目选择分数、平均项目选择时间分数)。

研究人群:该研究计划招募 84 名年龄在 18-75 岁之间的华盛顿大都会地区的健康参与者(第 1 阶段 24 人,第 2 阶段 60 人)。

关键包含/排除标准:两个研究阶段都使用相同的关键包含/排除标准。 参与者的年龄必须在 (Bullet) 18 至 75 岁之间。 主要排除标准包括:3D 视觉受限或减弱形式的视觉障碍、动眼神经障碍/功能障碍、视觉诱发癫痫发作的易感性、虹膜炎、频繁头痛/偏头痛、对晕动病严重敏感以及手臂/手臂使用障碍/手/手指。

设计:所有参与者将在 NIH 主校区临床中心完成研究。 这是一项两阶段的研究。 将通过自我报告对所有参与者进行身体健康、认知和视觉症状筛查。 第 1 阶段结合了传统的用户体验设计,该设计利用定性、定量和观察方法来测试软件功能、用户界面和沉浸式体验的真实性,以及随机控制试验来估计疲劳诱导任务的有效性。 第 2 阶段采用 3 臂随机对照试验,其中参与者将被随机分配到三种虚拟购物体验、控制条件(购物环境探索)、认知挑战条件(标准购物清单完成任务)或认知挑战中的一种。和情绪上具有挑战性的情况(有中断、干扰和返工的购物清单)。 所有参与者都将在 VR 环境前后完成问卷调查和认知测试。 与目标过程(疲劳和工作量)相关的问卷调查在环境中进行管理。 完成后环境调查问卷后,参与者有机会就体验提供口头反馈,并记录在界面或控制器使用方面观察到的任何问题,以及他们的 VR 体验。

研究持续时间:第一阶段预计将在从开始招生到完成数据分析的 8 个月内完成。 第 2 阶段从开始注册到数据分析需要 12 个月。

参与者持续时间:第 1 阶段在一次访问 NIH 校园后完成,第 2 阶段可在同一周或连续几周内在 1 或 2 次访问 NIH 校园内完成。

研究类型

观察性的

注册 (实际的)

24

联系人和位置

本节提供了进行研究的人员的详细联系信息,以及有关进行该研究的地点的信息。

学习地点

    • Maryland
      • Bethesda、Maryland、美国、20892
        • National Institutes of Health Clinical Center

参与标准

研究人员寻找符合特定描述的人,称为资格标准。这些标准的一些例子是一个人的一般健康状况或先前的治疗。

资格标准

适合学习的年龄

18年 至 75年 (成人、年长者)

接受健康志愿者

是的

取样方法

非概率样本

研究人群

来自华盛顿特区的健康志愿者

描述

  • 纳入标准:

18-75岁的男性或女性参与者

愿意完成学习程序

愿意提供有关 VR 体验的反馈

能够提供他/她自己的同意

排除标准

英语不流利

未经镜片矫正的任何视觉功能障碍(例如 3 维深度知觉、视力、动眼神经控制)

眼痛或虹膜炎

对上光​​性癫痫发作的易感性和/或癫痫发作的诊断

无法用手操纵物体

神经系统疾病的诊断

睡眠障碍的诊断

当前治疗慢性身体疼痛、偏头痛、任何与认知或身体疲劳相关的临床病症的诊断(例如 多发性硬化症、慢性疲劳综合症等)

任何后天性脑损伤病史

目前的感冒/流感症状

NINR 雇员/职员或 NINR 雇员/职员或研究调查员的下属、亲属和/或同事。

对于第 2 阶段,参与第 1 阶段

学习计划

本节提供研究计划的详细信息,包括研究的设计方式和研究的衡量标准。

研究是如何设计的?

设计细节

  • 观测模型:其他
  • 时间观点:横截面

队列和干预

团体/队列
健康志愿者
从华盛顿特区大都市区

研究衡量的是什么?

主要结果指标

结果测量
措施说明
大体时间
第 1 阶段:受试者要求研究人员解释如何使用控制器、如何移动或检查物体和/或如何在杂货店环境中从一个位置移动到另一个位置的总次数。
大体时间:学习期间
第 1 阶段:结果是杂货店购物培训体验的有效性,正如健康成年人在沉浸式虚拟现实环境中执行所有必需的购物任务的能力所表明的那样。
学习期间
第 2 阶段:通过视觉模拟量表疲劳 (VAS-F) 衡量的参与 VR 体验后的疲劳程度。
大体时间:学习期间
第 2 阶段:自我报告的认知疲劳变化。
学习期间

次要结果测量

结果测量
措施说明
大体时间
获取有关环境按预期产生疲劳感的能力的初始数据。
大体时间:学习期间
第 1 阶段:次要结果包括:眼睛疲劳、虚拟体验中的存在程度、认知负荷以及处理速度和工作记忆。
学习期间
确定客观地识别易疲劳性的性能和潜在眼动追踪措施。
大体时间:学习期间
第 2 阶段:次要结果包括:购物前后的眼部和身体症状,评估 1) 购物表现,2) 人格与主观和客观疲劳易感性之间的关系,3) 短暂情绪与特质疲劳和主观和客观疲劳易感性之间的关系, 4) 主观和客观疲劳测量之间的关系, 5) 个体特征与认知表现、疲劳和工作量之间的关系。
学习期间

合作者和调查者

在这里您可以找到参与这项研究的人员和组织。

调查人员

  • 首席研究员:Patricia Brennan, Ph.D.、National Institute of Nursing Research (NINR)

出版物和有用的链接

负责输入研究信息的人员自愿提供这些出版物。这些可能与研究有关。

研究记录日期

这些日期跟踪向 ClinicalTrials.gov 提交研究记录和摘要结果的进度。研究记录和报告的结果由国家医学图书馆 (NLM) 审查,以确保它们在发布到公共网站之前符合特定的质量控制标准。

研究主要日期

学习开始 (实际的)

2021年6月16日

初级完成 (实际的)

2023年10月3日

研究完成 (实际的)

2023年10月3日

研究注册日期

首次提交

2021年5月11日

首先提交符合 QC 标准的

2021年5月11日

首次发布 (实际的)

2021年5月12日

研究记录更新

最后更新发布 (实际的)

2023年10月16日

上次提交的符合 QC 标准的更新

2023年10月13日

最后验证

2023年10月1日

更多信息

与本研究相关的术语

其他相关的 MeSH 术语

其他研究编号

  • 10001744
  • 001744-NR

药物和器械信息、研究文件

研究美国 FDA 监管的药品

不

研究美国 FDA 监管的设备产品

不

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