Salzburg Visual Field Trainer (SVFT): A virtual reality device for (the evaluation of) neuropsychological rehabilitation

„Visuelle Restitutionstherapien“ (VRT) behaupten, Gesichtsfeldausfälle neurologischer Patienten durch wiederholte visuelle Lichtstimulation zu verbessern, was zu trainingsbedingter Neuroplastizität und zur Wiederverbindung von geschädigten Neuronen in frühen kortikalen Bereichen führt. Da bestehende Systeme stationär, unbequem und unzuverlässig sind, haben wir ein Trainingsinstrument auf Basis von Virtual-Reality-Brillen entwickelt. Das Ziel des „Salzburg Visual Field Trainer“ (SVFT) ist zweifach: (1) Das Gerät erleichtert die klinische Evaluierung etablierter neuropsychologischer Rehabilitationsansätze wie VRT. (2) Das Gerät ermöglicht es den Patienten, VRT-basierte (oder andere) neuropsychologische Trainingsmethoden flexibel und komfortabel selbstständig durchzuführen.

Methoden und Analyse

Der SVFT wurde nach den Prinzipien der VRT entwickelt. Die individuelle Konfiguration des SVFT basiert auf perimetrischen Daten des jeweiligen Gesichtsfeldes des Patienten. Um den wichtigsten Aspekt neuropsychologischer Rehabilitationsmethoden zu validieren – nämlich die präzise Darstellung von Reizen an den gewünschten Stellen im Gesichtsfeld des Benutzers – wurden in dieser Machbarkeitsstudie zwei Schritte durchgeführt: Erstens haben wir die Lage und Ausdehnung der individuellen „blinden Flecken“ von 40 gesunden, normal sehenden Teilnehmern bewertet. Dies geschah mit Hilfe unserer kürzlich entwickelten perimetrischen Methodik „Eye Tracking Based Visual Field Analysis“ (EFA). Zweitens haben wir, abhängig von den individuellen Merkmalen der blinden Flecken jedes Teilnehmers, mittels des SVFT 15 Reize an den jeweiligen Stellen der blinden Flecken und 85 Reize im umliegenden, intakten visuellen Bereich dargestellt. Das Verhältnis zwischen sichtbaren und nicht sichtbaren Reizen, das sich in den Verhaltensreaktionen (Klicks auf eine Fernbedienung) der 40 Teilnehmer widerspiegelt, gibt Aufschluss über die Genauigkeit des SVFT bei der Darstellung von Trainingsreizen in den vom Forscher gewünschten Bereichen. Da der blinde Fleck ein natürlich vorkommendes, absolutes Skotom ist, haben wir diesen blinden Bereich als objektives Kriterium und als „simulierten“ Gesichtsfeldausfall genutzt, um die theoretische Anwendbarkeit des SVFT zu bewerten.

Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen, dass der SVFT mit einer Genauigkeit von 99,0% hochpräzise Trainingsreize in den gewünschten Bereichen des Gesichtsfeldes des Benutzers darstellt. Die Datenanalyse zeigte weiter eine Sensitivität von 0,98, eine Spezifität von 0,99, einen positiven Vorhersagewert von 0,96, einen negativen Vorhersagewert von 0,996, eine Trefferquote von 0,99, eine Zufallstrefferquote von 0,74 und einen RATZ-Index von 0,98. Dies entspricht 14,7% korrekten Nicht-Reaktionen, 0,7% falschen Nicht-Reaktionen, 0,3% falschen Reaktionen und 84,3% korrekten Reaktionen auf die während der Evaluierungsstudie dargestellten Testreize. Berichte von Teilnehmern zeigen außerdem, dass der SVFT angenehm zu tragen und intuitiv zu bedienen ist.

Schlussfolgerungen

Der SVFT kann helfen, die tatsächlichen Effekte von VRT-basierten Methoden (oder anderen neuropsychologischen Ansätzen) und die zugrunde liegenden Mechanismen der trainingsbedingten Neuroplastizität im visuellen Kortex bei neurologischen Patienten mit Gesichtsfeldausfällen zu untersuchen.