Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

CancellationTools: программное обеспечение «все-в-одном» для администрирования и анализа задач отмены

CancellationTools: All-in-one software for administration and analysis of cancellation tasks
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4636511/

В задаче аннулирования участник должен искать и вычеркивать («отменить») цели, которые обычно внедряются в стимулы раздражителя. Количество отмененных целей и их местоположение можно использовать для диагностики синдрома пренебрежения после инсульта. Кроме того, организация поиска предоставляет потенциально полезный способ измерения исполнительного контроля над многоцелевым поиском. Несмотря на то, что было введено много полезных мер по аннулированию, большинство из них не попадают в исследовательские исследования и клиническую практику из-за практических трудностей с приобретением таких параметров из традиционных методов пера и бумаги. Здесь мы представляем новое программное обеспечение с открытым исходным кодом, которое свободно доступно для всех. Это позволяет исследователям и клиницистам гибко управлять компьютеризированными задачами отмены с использованием стимулов по своему выбору и непосредственно анализировать данные удобным образом. Набор автоматизированного анализа обеспечивает вывод, который включает почти все существующие в настоящее время меры, а также несколько новых, представленных здесь. Все задачи могут выполняться с использованием компьютерной мыши или сенсорного экрана в качестве устройства ввода, а онлайн-версия среды выполнения задач доступна для планшетных устройств. Сводка результатов производится в одном документе формата A4 формата A4, включая визуализацию данных высокого качества. Для исследовательских целей возможен пакетный анализ больших наборов данных. В целом, CancellationTools позволяет пользователям использовать гибкую, компьютеризированную задачу отмены, которая обеспечивает обширные преимущества и простоту использования.

Почти половина всех пациентов с инсультом изначально страдают от нарушения внимания (Lesniak et al., 2008). Одним из наиболее серьезных инсультов, вызванных дефицитом внимания, является гемиспатическое пренебрежение, синдром, когда пациенты игнорируют то, что происходит в противоположном пространстве. Это происходит у 25-50% жертв инсульта (Appelros et al., 2002; Buxbaum et al., 2004; Nijboer et al., 2013a), преимущественно после повреждения правого полушария (Ringman et al., 2004). Пациенты с инсультом, страдающие от пренебрежения, госпитализируются дольше и сталкиваются с серьезными проблемами в повседневной жизни (Nijboer et al., 2013b, Nys et al., 2005). Хотя происходит спонтанное выздоровление, около 30-40% лиц с пренебрежением по-прежнему страдают синдромом через год (Nijboer et al., 2013a, b). Важно отметить, что пренебрежение связано со многими негативными факторами, например, оно оказывает супрессивное воздействие на восстановление моторного аппарата верхних конечностей (как синергизм, так и прочность), особенно в течение первых десяти недель после инсульта (Nijboer et al., 2014).

Из-за своей серьезности важно, чтобы были доступны хорошие инструменты для диагностики синдрома пренебрежения, а также для поддержки исследований возможных методов реабилитации. Один тип теста, который широко используется для оценки, предусматривает многоканальный визуальный поиск. Такие задачи аннулирования требуют от участников вычеркивать («отменить») все стимулы определенного типа, часто игнорируя стимулы всех других типов (дистракторы). Эти задачи поиска приобрели огромную популярность в когнитивной нейропсихологии и доказали свою ценность как в клинической, так и в исследовательской среде.

Эффективность аннулирования — это не только интерес к группам пациентов, но и к другим группам участников. Например, недавнее исследование, посвященное широкому возрасту здоровых взрослых, описало образцы поиска по задачам отмены (качественно) (например, «горизонтальные слева направо») и пришел к выводу, что между различными возрастными группами не существует существенных различий (Уоррен et al., 2008). Однако в этом исследовании не было более чувствительных мер поисковой организации, которые, как было показано, улучшаются с возрастом у детей (Woods et al., 2013). Здоровые пожилые люди, протестированные за два года до деменции, потребовали значительно больше времени для завершения задачи отмены, чем пожилые люди, у которых не развилось слабоумие (Fabrigoule et al., 1998). Различия в показателях работы у пациентов с деменцией стали очевидными, когда были развернуты тесты более высокой нагрузки внимания: пациенты с болезнью Альцгеймера выполнялись так же точно, как и пациенты с многоинфарктной деменцией при задании отмены с низкой нагрузкой, но были как менее точными, так и более быстрыми при аннулировании задача, требующая более избирательного и раздельного внимания (Gainotti et al., 2001). Анализ основных компонентов ряда нейропсихологических тестов, включая отмену, указывает на то, что может быть общий фактор, ухудшающий ухудшение качества на доклинической стадии болезни Альцгеймера, возможно, связанную с общей способностью контролировать когнитивные процессы (Fabrigoule et al., 1998).

Все выводы, обобщенные выше, могут быть выгодно расширены с помощью более чувствительных мер по эффективности отмены и организации поиска. При диагностировании пренебрежения основными мерами по аннулированию обычно являются объем и пространственное распространение упущений (неизмененные цели). Однако появляются новые свидетельства того, что синдром пренебрежения представляет собой не только латеральный дефицит (Husain & Rorden, 2003), но и дефицит пространственной рабочей памяти или постоянное внимание, для чего могут быть полезны дополнительные показатели эффективности отмены.

В литературе предложено множество мер общей эффективности, времени и стратегии поиска, которые могут быть получены из задач отмены (обзор см. В разделе «Поддерживаемые меры»). Однако сбор данных для этих мер часто выполняется с использованием трудоемких и, возможно, неоптимальных процедур, например, поэтапного видеоанализа (Mark et al., 2004; Woods & Mark, 2007), мониторинга «словесной отмены» ( Samuelsson et al., 2002), «наблюдение и запись преобладающего шаблона поиска» во время выполнения задачи наблюдателем-человеком (Warren et al., 2008), или попросить пациентов изменить цвет своего карандаша каждые 10-15 аннулирования (Weintraub & Mesulam, 1988). Более эффективным способом анализа шаблонов поиска будет использование компьютеризированной задачи отмены, с которой позиции и порядок отмены могут быть записаны без риска человеческой ошибки.

Несмотря на то, что первые сообщения об автоматизированном программном обеспечении для отмены были датированы 15 годами (Donnelly et al., 1999), имеющиеся в настоящее время пакеты очень ограничены либо количеством поддерживаемых задач (Donnelly et al., 1999; Wang et al., 2006) , или поддерживаемые меры (Rorden & Karnath, 2010; Wang et al., 2006), и ни один из них не обеспечивает как представление задачи, так и анализ данных (CACTS Wang et al., как сообщается, могут выполнять оба, но не доступный для скачивания). Поэтому большинство лабораторий используют специализированное программное обеспечение, и большинство клиницистов по-прежнему предпочитают ручные и бумажные тесты.

Из-за отсутствия практически полезного программного обеспечения область в настоящее время находится в ситуации, когда существуют достаточные теоретически обоснованные меры (Donnelly et al., 1999; Hills & Geldmacher, 1998; Malhotra et al., 2006; Mark et al., 2004 , Rorden & Karnath, 2010; Samuelsson et al., 2002; Warren et al., 2008; Weintraub & Mesulam, 1988), большинство из которых в небольшом масштабе проверены в исследовательских исследованиях, но очень немногие могут применяться на больших в клинической практике или исследованиях в связи с вышеупомянутыми практическими проблемами.

В настоящем документе мы представляем потенциальное решение: CancellationTools, пакет, который объединяет администрирование и анализ задач отмены, поддерживает почти все типы тестов отмены и выводит почти все доступные в настоящее время исследовательские меры. Программное обеспечение разработано максимально удобным для пользователя, используя очень простой интерфейс и возможность импортировать сканированную задачу, которая позволяет пользователям использовать их предпочитаемый тип задачи отмены. Кроме того, CancellationTools поддерживает сенсорный вход, который очень сопоставим с отменой пера и бумаги, например, в том смысле, что он позволяет тестировать прикроватные тумбочки. Наш пакет имеет открытый исходный код и доступен для загрузки бесплатно. Для обеспечения поддержки планшетных устройств доступна онлайн-версия программного обеспечения задач.

CancellationTools полностью написан на Python (Van Rossum & Drake, 2011), используя как можно меньше зависимостей. Графический пользовательский интерфейс (GUI) написан с нуля с помощью инструментария PyGame, а программное обеспечение для анализа и визуализации данных было написано с использованием пакетов NumPy (Oliphant, 2007) и Matplotlib (Hunter, 2007). Все это проекты с открытым исходным кодом, которые поддерживаются большим сообществом добровольцев.

Программное обеспечение можно скачать бесплатно с сайта www.cancellationtools.org>. Он выпущен в соответствии с GNU General Public License версии 3 (Free Software Foundation, 2007), который гарантирует, что он может использоваться, совместно использоваться и модифицироваться кем-либо. Исходный код является общедоступным и управляемым через GitHub, что стимулирует программирование с частыми обратными связями, контролем версий и совместной работой в широком масштабе — все в соответствии с лучшими практиками для научных вычислений, сформулированными Wilson et al. (2014).

Упрощенная версия приложения может быть использована в Интернете. Из-за проблем с авторским правом мы не можем позволить пользователям загружать свои собственные задачи на наш веб-сайт. Мы предоставляем различные версии задачи отмены Landolt C. После онлайн-завершения задачи загружается файл необработанных данных, который впоследствии может быть проанализирован через автономную версию. Никакие данные не будут постоянно сохранены или доступны авторам CancellationTools или любой третьей стороне. Преимущество онлайн-времени выполнения заключается в том, что к нему можно получить доступ с компьютеров, которые не позволяют устанавливать новое программное обеспечение (например, в большинстве больниц) или через планшетные устройства (например, iPad от Apple), которые набирают все большую популярность при нейропсихологическом тестировании.

В настоящее время автономная версия CancellationTools доступна только в Windows. Пользователи других операционных систем могут выбирать между запуском приложения из источника через Python или с использованием онлайн-времени для тестирования участников и ПК для анализа данных. В настоящее время мы работаем над автономными версиями для других платформ, например Macintosh OS X и Android, и выпустим их в будущем.

Мы стремимся максимально упростить использование программного обеспечения без ограничения функциональности. Графический пользовательский интерфейс (GUI) предназначен для плавного управления с помощью сенсорных устройств и традиционных ПК, а также визуально привлекателен и интуитивно понятен (рис.1). Задачи могут быть установлены и запущены в течение минуты. Анализ данных может выполняться минимум двумя щелчками мыши. 1Снижение скриншота графического интерфейса CancellationTools, показывающее типичные кнопки и поля ввода на экране настроек задач

Задача аннулирования по умолчанию CancellationTools — это задача отмены Landolt C, как описано в Parton et al. (2006). Стимулы представляют собой круги с или без щели, отображаемые в строках и столбцах со случайным пространственным джиттером для каждого стимула (рис.2). Пользователь может выбирать типы и количество целей и дистракторов, цвет переднего плана и фона, тип ввода (мышь или сенсорный экран) и должны ли быть отмечены отметки отмены или нет. Оптимальное размещение стимулов (т. Е. Количество строк и столбцов) автоматически рассчитывается на основе разрешения экрана. Размещение целей является псевдослучайным, так как они размещаются равномерно по ширине экрана. В примере задачи, изображенной на рисунке 2, это означает, что в каждом столбце присутствуют четыре цели. 2 Пример задачи отмены Landolt C, где у 64 целей есть зазор сверху, а у 128 дистракторов есть зазор на дне или вообще отсутствует. В этом примере целевое отношение к дистратору составляет 1: 2. Обратите внимание, что цели размещаются равномерно по ширине экрана, что приводит к четырем целям на столбец в этом примере

Для исследователей и клиницистов, которые предпочитают работать с другой задачей отмены, у CancellationTools есть возможность импортировать проверенные задачи. Если пользователи выбирают этот параметр, им предлагается предоставить файл изображения. Изображение автоматически масштабируется до разрешения экрана, и пользователь может перейти к тому, чтобы указать, где находятся целевые объекты и дистракторы. Затем задача сохраняется и доступна для будущего использования при администрировании и анализе задач.

Мы попытались включить все существующие в настоящее время меры, которые могут быть получены из задач отмены, которые могут быть в целом разделены на три категории: меры смещения в пространственном отношении, организации поиска и общей производительности. Кроме того, чтобы дополнить или улучшить существующие меры, мы разработали несколько наших собственных (например, стандартизованный угол, см. Ниже). Мы не включили качественные описания структуры пути отмены (Samuelsson et al., 2002; Warren et al., 2008; Weintraub & Mesulam, 1988) или алгоритм классификации организации поиска (Huang & Wang, 2008). На наш взгляд, это не дает гораздо более глубокого понимания эффективности отмены, чем включенные качественные меры и визуализации.

CancellationTools сообщает об общем количестве пропусков и упущений на половину массива поиска, которые традиционно использовались для диагностики пренебрежения. Эти значения должны интерпретироваться с использованием стандартизованных оценок, в зависимости от того, какая задача используется. Традиционно в качестве одного из показателей пренебрежения использовалось относительно большое количество пропусков, но соотношение левого и правого пропусков потенциально более информативно и широко использовалось. Например, недавнее исследование по особо крупному образцу (55 пациентов с пренебрежением, 138 пациентов без пренебрежения и 119 контролей) Rabuffetti et al. (2012) сообщили, что пациенты с пренебрежением демонстрируют больший направленный (левый или правый) дисбаланс при пропуске, по сравнению с здоровым контролем и пациентами с левым или правым поражением без пренебрежения.

Повторный просмотр — это аннулирование ранее отмененной цели. Некоторые авторы ссылаются на такой ответ в литературе об отмене как «персеверация». Однако персеверации часто используются как термин, связанный с (лобной) отсутствием способности ингибировать. В исследованиях пренебрежения есть свидетельства того, что, хотя у некоторых пациентов может возникнуть проблема с возможностью запретить повторное отмену ранее посещаемого элемента, другие повторно отменяют из-за дефицита в пространственной рабочей памяти (Mannan et al., 2005). Поэтому мы предпочитаем использовать эмпирически описательный термин «пересмотреть».

Повторные попытки могут возникать немедленно, когда участник дважды отменяет одну и ту же цель — по аналогии, возможно, с персеверацией. Отсроченный пересмотр происходит, когда участник возвращается к ранее отмене цели, после отмены других целей (Mannan et al., 2005). Количество переходов коррелирует с мерами дезорганизованного поиска, например, с лучшим R (см. Ниже), расстоянием между удалением и числом пересечений путей маршрутизации (Mark et al., 2004). Партон и др. (2006) сообщили, что пациенты с пренебрежением демонстрировали большее количество повторений, чем пациенты без пренебрежения, что было особенно заметно, когда заметки отмены не были видны, то есть когда пациенты должны были помнить, какие цели они ранее посещали. В этом исследовании сенсорного экрана среднее число промежуточных целей составляло 8. Авторы утверждали, что возможным основным механизмом такого пересмотра поведения может быть дефицит в пространственной рабочей памяти. Наше программное обеспечение предоставляет возможность использования условия невидимой отмены, если пользователи захотят использовать этот тип поиска, который может обеспечить более чувствительную меру левого: правые смещения в пренебрежении и позволяет исследовать роль пространственной рабочей памяти в задачах отмены (Wojciulik et al., 2004).

Интервалы аннулирования относятся к евклидову расстоянию между двумя последовательно отмененными целями (иногда делящимися на количество целей) и были использованы для оценки поведения поиска (Huang & Wang, 2008; Mark et al., 2004; Wang et al., 2006; Woods & Mark, 2007). Мы вводим новую меру, которая исходит из расстояния между ударами, но сопоставима по разным задачам: стандартизованное расстояние между удалением (рис.3). Это среднее расстояние между ударами, разделенное на среднее расстояние между каждой мишенью и ближайшей соседней мишенью. Низкое стандартизованное расстояние между удалением происходит от отмены целей, находящихся в непосредственной близости друг от друга, и отражает организованный шаблон поиска. Как среднее, так и стандартизованное расстояние взаимной отмены вычисляются и сообщаются CancellationTools.Fig. 3Два примеров пути отмены. Верхний путь был получен из целевой сетки с 100-пиксельной интерполяцией, нижний путь от задачи с интерполяцией в 250 пикселей. Организация поиска идентична для обоих путей, но средние расстояния между отказами не являются. Другие меры поисковой организации (лучший R, стандартизованный угол и стандартизованный интервал) не зависят от расстояния между мишенями

Центр отмены (CoC), введенный Binder et al. (1992) и популяризированный Rorden and Karnath (2010), представляет собой среднюю горизонтальную позицию всех отмененных целей, стандартизованную таким образом, что значение -1 соответствует самому левому, а 1 — самой правой. КоК — очень изящная мера тяжести пренебрежения, поскольку он захватывает градиент внимания, а не бимодальное решение (то есть левое поле является или не нарушено). Дополнительно к горизонтальному CoC. CancellationTools предоставляет вертикальный CoC, где -1 соответствует самой верхней цели, а 1 — целевой, которая ближе всего к нижней части задачи.

Общее количество времени, затрачиваемого участником на задание на отмену, может служить указанием на постоянное внимание участника к задаче. Первичные отчеты указывают на то, что на эту меру оказывает потенциальное влияние фармакологическое вмешательство (Malhotra et al., 2006), и поэтому ее можно использовать в диагностике и реабилитации. Среднее время взаимной отмены (иногда называемое индексом латентности) отличается между здоровым контролем и поврежденными мозгом пациентами, а также между пациентами с пренебрежением и без пренебрежения (Rabuffetti et al., 2012). Он может гипотетически служить мерой исполнительного функционирования, поскольку он отражает, сколько времени на обработку участник должен найти и отменить новую цель.

Скорость поиска — это среднее значение всех расстояний между удалением, деленное на все времена взаимной отмены (уравнение 1), и было введено и подтверждено Rabuffetti et al. (2012), которые показывают, что контроль несколько быстрее, чем больные с повреждением мозга. Это неудивительно, поскольку в том же исследовании сообщается о более низких интервалах отмены для пациентов, чем для контролей. 1 documentclass [12pt] {minimum}
Usepackage {amsmath}
Usepackage {wasysym}
usepackage {amsfonts}
Usepackage {amssymb}
Usepackage {amsbsy}
usepackage {mathrsfs}
Usepackage {}: греческий
SetLength { oddsidemargin} {- 69pt}
begin {document} $$ {v} _ {search} = frac {{ displaystyle sum_ {i = 1} ^ {n-1} frac {s_i} {t_i}}} {n-1} $ $ конец {документ} vsearch = сг = 1n-1sitin-1

Где:

n — количество отмен

s — расстояние между двумя последовательными отменками

t — время между двумя последовательными отменками

Мерой качества поиска является оценка Q, представленная Hills и Geldmacher (1998). Оценка Q сочетает скорость и точность в одной мере и вычисляется с использованием уравнения 2. Высокий балл Q отражает комбинацию большого количества отмененных целей и высокую скорость отмены. Этот индекс, похоже, не зависит от задачи: Huang & Wang (2008) обнаружил, что оценки Q у здоровых студентов выше для неструктурированных массивов по сравнению со структурированными массивами. Количество правильных ответов для обоих типов задач не различалось, а это означало, что разница в оценках Q была обусловлена ​​более высоким временем выполнения для структурированного массива. Однако при интерпретации этих результатов следует быть осторожными, поскольку термины «структурированные» и «неструктурированные» применимы только к дистракторам в этом исследовании: адреса целей были одинаковыми для обеих задач, и были распределены только дистракторы (шум) либо с равным интервалом, либо без него.2 documentclass [12pt] {minimum}
Usepackage {amsmath}
Usepackage {wasysym}
usepackage {amsfonts}
Usepackage {amssymb}
Usepackage {amsbsy}
usepackage {mathrsfs}
Usepackage {}: греческий
SetLength { oddsidemargin} {- 69pt}
begin {document} $$ Q = frac {{N_ {cor}} ^ 2} {N_ {tar} cdot {t} _ {tot}} $$ end {document} Q = Ncor2Ntar⋅ttot

Где:

Ncor — количество отмененных целей (правильные ответы)

Ntar — общее количество целей

ttot — общее время, затраченное на выполнение задачи

Donnelly et al. (1999) подсчитал общее количество пересечений путей сокращения: количество раз, когда путь отмены пересекает себя (рис.4). Mark et al. (2004) и Rabuffetti et al. (2012) разделили общее количество пересечений на количество произведенных меток, чтобы исправить длину пути поиска, что привело к скорости пересечения. Rabuffetti et al. используйте термин «индекс пересечения», который отличается от скорости пересечения в одном аспекте: общее количество пересечений делится на общее количество разметки, тогда как скорость пересечений Mark et al. рассчитывается путем деления количества перекрестков на общую сумму меток, за исключением немедленного пересмотра. Поскольку путь отмены определяется только отмененными целями, мы определяем скорость пересечения как общую сумму пересечений путей, деленную на количество аннулирования, которые не подвергаются немедленному пересмотру (уравнения 3-8). 4Примеры путей отмены. (a) Путь, который не пересекает себя, что не приводит к пересечениям и скорости пересечения 0. (b) Путь, который пересекает себя, что приводит к 1 пересечению и скорости пересечения 0,25

Эффективный шаблон поиска включает в себя как можно меньше пересечений. Другими словами, высокий уровень пересечений был бы показательным для бессистемного исследования. Rabuffetti et al. (2012) показали, что эта мера может различаться между различными группами участников: контроль <безответственное повреждение правого мозга 0 right) wedge left ( left ({x} _ {1, j} <{P} _x <{x} _ {2, i} right) wedge left ({x } _ {1, j} <{P} _x <{x} _ {2, j} right) right) wedge left ( left ({y} _ {1, i} <{P} _y <{y} _ {2, i} right) wedge left ({y} _ {1, j} <{P} _y <{y} _ {2, j} right) right)}} $$ конец {документ} Nintersect = сг = 1n-1Σj = я + 1N-1D> 0∧x1, J <Рх <х2, i∧x1, J <Рх <х2, j∧y1, г < Py

Где:

(X1, y1) является начальной координатой линии между двумя последовательными отменой (отменой n)

(X2, y2) является конечной координатой линии между двумя последовательными сокращениями (аннулирование n + 1)

(Px, Py) является координатой пересечения между двумя линиями взаимной отмены

n — количество линий взаимной отмены (не путать с количеством отмен)

Mark et al. (2004) придумал количественную меру для оценки стратегии отмены, которая может рассматриваться как формализация качественных способов, которыми некоторые исследователи пытались описать пути отмены (Samuelsson et al., 2002; Warren et al., 2008; Weintraub & Mesulam, 1988). Наилучшее значение R определяется как самое высокое абсолютное значение корреляции Пирсона между номером ранга отмены и горизонтальной или вертикальной позицией отмены (уравнение 9, рис.5) и должно увеличиваться с эффективностью поиска. Самый эффективный способ выполнения задачи отмены — начать поиск на конечности (например, слева) и продолжить поиск в одном общем направлении (например, вправо или вниз), чередуя движение вверх и вниз по перпендикулярному направлению ( например, вверх и вниз, или влево и вправо), как показано на фиг.5. 5 Три пути поиска для иллюстрации наилучшего R и стандартизованного угла. (a) Эффективный поиск, начинающийся слева от поля и идущий в общем обратном направлении, приводит к высокой корреляции между номером ранга отмены и положением горизонтальной отмены. (b) Неэффективный поиск не имеет общего направления и приводит к низким корреляциям между номером ранга отмены и положением горизонтальной и вертикальной отмены. (c) Еще один эффективный путь поиска, в результате чего получается более низкий R, но высокий стандартизованный угол. (d-f) Наилучшие R-графики путей отмены a-c

Где:

Rhor — коэффициент корреляции Пирсона горизонтального положения всех сокращений и номера рангов

Rver — коэффициент корреляции Пирсона вертикальной позиции всех сокращений и номера рангов

Одним из возможных путей сокращения, который является эффективным, но, тем не менее, приведет к относительно низкому лучу R, является круговой путь, который начинается в крайних случаях задачи отмены и постепенно перемещается внутрь или спиралями (рис.5c). Что характеризует такой тип пути и пути, которые приводят к высокому лучшему R (например, на фиг.5а), является появление преимущественно горизонтальных и вертикальных линий между местоположениями отмены. Мы вводим меру, которая может различать горизонтальные и вертикальные пути (связанные с оптимальной стратегией поиска), с одной стороны, и диагональные линии (связанные с субоптимальной стратегией) с другой (уравнения 10 и 11). Когда угол взаимной отмены приближается к 45 °, стандартизованный угол приближается к 0. Напротив, углы взаимного аннулирования, приближающиеся к 90 ° или 0 °, приведут к стандартизованному углу, который приближается к 1 (рис.6). Поэтому высокий стандартизированный угол потенциально может служить показателем эффективного процесса отмены. 6 Иллюстрации стандартизованного угла. C1 является отмененной мишенью, C2a-c — потенциальные последовательные отмены. Стандартизованный угол равен 1 для вертикальных (между C1 и C2a) или горизонтальных (между C1 и C2c) углов взаимной отмены и приближается к 0 для диагональных углов (между C1 и C2b). Пути, содержащие преимущественно горизонтальные и вертикальные линии, считаются более эффективными, поэтому высокий стандартизованный угол является показателем эффективного шаблона поиска

Где:

γ — угол между двумя последовательными сокращениями

Δy — вертикальное расстояние между двумя последовательными сокращениями

d — евклидово расстояние между двумя последовательными сокращениями

n — общее количество углов взаимной отмены между последовательными сокращениями, которые не являются немедленными повторами

Возраст оказывает значительное влияние на меры поисковой организации. В частности, среднее расстояние между удалением и количество пересечений уменьшаются по мере возрастания возраста у детей, в то время как лучший R увеличивается, что демонстрирует улучшение в организации поиска с течением времени (Woods et al., 2013). Другой показатель, который увеличивается с возрастом, — это вероятность того, что первая аннулирование будет в верхнем левом квадранте поискового массива. CancellationTools предоставляет расположение первой маркировки в стандартизованном пространстве, так что верхний левый от массива поиска равен (0,0) и нижнему праву (1,1). Эти стандартизированные местоположения сопоставимы между различными типами задач и размерами. Также доступно качественное описание (например, «верхний левый») квадранта, в котором произошло первое аннулирование.

Чтобы дать предварительное указание диапазонов суммированных мер отмены, мы проверили небольшие образцы здоровых взрослых (N = 10) и пациентов с правым полушарием с уклоном влево (N = 10). Они были протестированы на заданиях отмены Landolt C, которые состояли из 64 целей (открытие сверху) и 128 дистракторов (50% без открытия и 50% с отверстием на дне), по которым маркировка отмены была невидимой, а срок 2 мин. Средние значения, стандартные отклонения и 95% доверительные интервалы всех количественных показателей CancellationTools приведены в таблице 1. Эти значения не следует рассматривать как норму. Более сложные исследования по более крупным образцам включают Rabuffetti et al. (2012 г.) (пропуски, повторные осмотры, расстояние и время отмены, скорость отмены и количество пересечений путей в здоровом контроле, пациенты с инсультом и без пренебрежения), Woods & Mark (2007) (расстояние между удалением, скорость пересечения, и лучший R в здоровой и беспроблемной пациентке образца инсульта), Parton et al. (2006) (немедленный и отсроченный повторный осмотр пациентов с инсультом с пренебрежением и без него) и Rorden & Karnath (2010) (центр отмены в пренебрежении и без пренебрежения пациентами с повреждением правого полушария). Таблицы 1 Средние значения, стандартные отклонения (между круглыми скобками ) и 95% доверительных интервалов (между квадратными скобками) здорового образца и образца пациента с пренебрежением, собранных с использованием заданий отмены Landolt C с разрешением 1280 × 1024 пикселей с 64 мишенями и 128 дистракторов, невидимой маркировкой отмены и ограничением времени в 2 минуты

Теоретически независимые от задачи меры (при условии относительно равномерного распределения целей по массиву поиска) остаются: коэффициент отсутствия права, стандартизованное расстояние между удалением, центр отмены, средняя скорость взаимного аннулирования, скорость пересечения и местоположение первая отмена в стандартизованном пространстве. Независимо от того, будет ли эта теоретическая задача-независимость выполняться на практике, может быть определена в будущих исследованиях.

Производятся два вида обобщенных результатов. Первый — это один высококачественный PDF-документ формата A4, который содержит обзор всех результатов измерений, а также график пути отмены (рис.7a-b) и тепловую карту отмененных целей (рис.7c -d). Этот вид продукции потенциально полезен в клинических условиях, когда медицинский специалист может последовательно выполнять задание и анализ и добавлять распечатку результатов в файл пациента. Кроме того, создается простой текстовый файл, который можно открыть с помощью программного обеспечения для работы с электронными таблицами (например, OpenOffice Calc или Microsoft Excel) и пакетов статистики (например, PSPP или SPSS) и может быть легко обработан с использованием пользовательских сценариев анализа (например, с использованием Python , R, Matlab или любой другой язык программирования). Используя текстовые файлы, исследователи могут легко извлечь данные из большой группы участников для дальнейшего анализа. Также доступно изображение задачи отмены со всеми отметками отмены, которые сделал участник (т. Е., Когда участник увидел задачу после окончания) и текстовый файл всех необработанных кликов (или касаний) и координат. 7Выходные файлы двух примерных наборов данных, собранных по заданию отмены Landolt C с отметками невидимой отмены. (a) путь отмены типичного здорового взрослого человека. (б) Путь отмены пациента, страдающего тяжелым левосторонним пренебрежением. (c и d) Тепловые карты пути отмены, представленные в a и b

Несколько графиков создаются каждым анализом CancellationTools. Они дают более полное представление о работе отдельных участников и могут использоваться в дополнение к описанным выше мерам. Эти графики включают вышеупомянутый путь отмены и тепловую карту. Путь отмены (фиг.7a-b) дает четкое представление об аннулировании участника, например, чтобы помочь в интерпретации мер неорганизованного поиска. График зависимости между номером ранга отмены или горизонтальным или вертикальным положением отмененной цели (рис.5d-f) дает представление о том, как организован поиск участников (Mark et al., 2004; Woods & Mark, 2007).

Графики местоположений фиксации иллюстрируют развертывание внимания в 2D-пространстве, как показано Bays et al. (2010). С нашими картами отмены мы стремимся создать аналогичную визуализацию пространственного внимания. Наши экспериментальные испытания перспективны как на индивидуальном уровне (рис.7c-d), так и на групповом уровне (рис.8). Дополнительные тепловые карты предоставляются в зависимости от местоположения пропусков и местоположений пересечений путей, чтобы дать представление о пространственных свойствах этих мер. 8 Таблицы рассогласования (a-b) и упущения (c-d) для здорового образца (N = 10, a и c) и образец правого полушария, пациенты с отсутствием внимания в левой части (N = 10, b и d). Данные были собраны с использованием задач отмены Landolt C с разрешением 1280 × 1024 пикселя с 64 мишенями и 128 дистракторов, невидимой маркировкой отмены и ограничением времени в 2 минуты

Для отмены и бездействия гауссовское ядро ​​добавляется в местоположение каждой аннулированной или пропущенной цели. Полученное поле затем масштабируется до карты тепла, которая будет результатом оптимальной работы в задаче аннулирования, что означает, что карты теплоты сопоставимы между людьми и задачами. На рис. 7c-d показаны карты тепла для отдельных данных от здорового человека и пациента с пренебрежением. На рис. 8 показаны усредненные тепломассы здорового и пренебрегательного образца и показывают равномерное распространение аннулирования в поисковой решетке у здоровых людей (рис.8а), тогда как у пренебрежительных пациентов наблюдается смещение вправо (рис. 8b). Пренебрегающие пациенты также демонстрируют уклонение влево от упущений (рис.8d), тогда как наш здоровый образец показывает отсутствие упущений (рис.8c).

Существует потребность в количественном определении многозадачности визуального поиска по задачам отмены. Мы попытались обобщить все доступные в настоящее время меры, которые могут быть получены из данных задачи отмены. В новом программном обеспечении, представленном здесь, мы включили все релевантные меры из имеющейся в настоящее время литературы в приложение, которое может использоваться для администрирования задачи компьютеризированной отмены, и для анализа полученных данных одним нажатием кнопки. Мы стремились сделать это программное обеспечение максимально гибким, например, позволяя пользователям включать свои собственные проверенные задачи в программное обеспечение, одновременно следя за простотой. Результатом этого является удобный интерфейс, который можно использовать как в клинических, так и в исследовательских условиях. Наше программное обеспечение является открытым исходным кодом и свободно загружается и используется любым пользователем.

Мы внедрили два новых метода организации поиска: стандартизованное расстояние и угол аннулирования. Первый — это усовершенствование существующего среднего расстояния между удалением, которое учитывает расстояния между мишенями в пределах массива поиска, что позволяет сравнивать эффективность отмены для разных задач. Стандартизованный угол взаимной отмены можно рассматривать как удобный для лучшего R, так как он устойчив к ситуациям, когда лучший R не отражает оптимальную организацию поиска (рис.5c). Несмотря на то, что лучший R и стандартизованный угол взаимного аннулирования, по-видимому, различают наши небольшие тестовые группы, гораздо большее различие между здоровыми людьми и пациентами с пренебрежением влево наблюдается в скорости пересечения, что указывает на то, что это может быть наиболее четкой мерой организации поиска.

CancellationTools уже полезен клиницистам, поскольку он предоставляет количественные данные о установленных мерах пренебрежения (например, количество пропусков), а также качественные данные, которые обеспечивают лучшее понимание поведения пациентов, чем тесты отмены отмены писем и бумаги (например, путь отмены участки). Однако для большинства мер, описанных выше, в настоящее время нет нормальных оценок для сравнения результатов отдельных тестов. Диапазоны значений, которые мы предоставляем на основе нашего экспериментального тестирования (таблица 1), служат в качестве предварительного указания того, как пренебрежение пациентами и здоровыми средствами контроля различаются по различным показателям и не следует рассматривать как клиническую директиву.

Помимо нашей недавно введенной стандартизованной меры угла, все индексы, которые мы сообщаем, были проверены в небольших масштабах в статьях, в которых они были придуманы. Некоторые из них были подтверждены в более широком масштабе в исследовании Rabuffetti et al. (2012), но можно утверждать, что это дает достаточные данные для оценки базовых норм. Мы стремимся облегчить быстрое тестирование суммированных мер, предоставив единый инструмент, который поможет как можно проще собрать данные задачи отмены. Мы надеемся, что это поможет установить нормативы для мер, которые доказали бы, чтобы иметь диагностическую ценность.

Предоставляя CancellationTools общедоступным, мы надеемся вдохновить широкомасштабное международное сотрудничество на объединение данных, от здоровых людей и групп пациентов, по всем мерам, которые мы суммируем в текущей статье. Удалив практические границы, которые ранее препятствовали крупномасштабному тестированию, наше программное обеспечение открывает новые возможности для исследований. Доступность CancellationTools создает ситуацию, при которой анализ данных задачи отмены может выполняться на высоком уровне в разных клинических и исследовательских условиях.

E.S.D. поддерживается в рамках гранта Европейского союза FP7 Мэри Кюри (606901). M.H. поддерживается Welcome Trust. T.C.W.N. поддерживается NWO (Нидерландская организация по научным исследованиям, грант 451-10-013).

Комментариев нет.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *