Applicability of an immersive virtual reality system to assess egocentric orientation of older adults / Aplicabilidade de um sistema de realidade virtual imersivo para avaliar a orientação egocêntrica de idosos

Abstract Background Spatial orientation is a cognitive domain frequently compromised in patients with Alzheimer disease (AD) and may be one of its first clinical manifestations. Some studies have shown that allocentric integration with egocentric spatial information seems to be impaired in this pathology. There is no consensus on how best to assess spatial orientation and traditional tests lack ecological validity, but, recently, virtual reality (VR) has provided new opportunities for this assessment. Objectives To analyze the applicability and stability of an immersive virtual task developed to assess spatial orientation, the Spatial Orientation in Immersive Virtual Environment Maze Test (SOIVET-Maze) in older adults with and without mild cognitive impairment. Methods Forty-three older adults were included in the study, 24 without cognitive impairment and 19 with mild cognitive impairment. Applicability was assessed by the Witmer and Singer Sense of Presence Questionnaire and a questionnaire for adverse events of cybersickness. To assess stability, participants were assessed twice with an interval of 7 to 14 days, and the intraclass correlation coefficient was calculated between visits. The t test or the Mann-Whitney test was used to compare applicability and stability between groups. Results There was no significant difference between the groups regarding applicability. A strong correlation between the first and second day of testing was found in the mild cognitive impairment group. Conclusion The SOIVET-Maze task showed excellent applicability and good stability, favoring its clinical application for the evaluation of spatial orientation in older adults.

Resumo Antecedentes A orientação espacial é um domínio cognitivo frequentemente comprometido em pacientes com doença de Alzheimer (DA) e pode ser uma das suas primeiras manifestações clínicas. Alguns estudos demonstraram que a integração alocêntrica com informações espaciais egocêntricas parece prejudicada nessa patologia. Não há um consenso sobre qual a melhor forma de avaliar a orientação espacial e os testes tradicionais carecem de validade ecológica; porém, recentemente, a realidade virtual (RV) proporcionou novas oportunidades para esta avaliação. Objetivos Analisar a aplicabilidade e estabilidade de uma tarefa virtual imersiva desenvolvida para avaliar a orientação espacial, o Spatial Orientation in Immersive Virtual Environment Maze Test (SOIVET-Maze) em idosos com e sem comprometimento cognitivo leve. Métodos Quarenta e três idosos foram incluídos no estudo, 24 sem comprometimento cognitivo e 19 com comprometimento cognitivo leve. A aplicabilidade foi avaliada pelo Witmer and Singer Sense of Presence Questionnaire e um questionário para eventos adversos de cybersickness. Para avaliar a estabilidade, os participantes foram avaliados 2 vezes com intervalo de 7 a 14 dias, e o coeficiente de correlação intraclasse foi calculado entre as visitas. O teste t ou o teste de Mann-Whitney foi utilizado para comparar a aplicabilidade e estabilidade entre os grupos. Resultados Não houve diferença significativa entre os grupos quanto à aplicabilidade. Uma forte correlação entre o primeiro e o segundo dia de teste foi encontrada no grupo de comprometimento cognitivo leve. Conclusão A tarefa SOIVET-Maze apresentou excelente aplicabilidade e boa estabilidade, favorecendo sua aplicação clínica para avaliação da orientação espacial em idosos.

Applicability of an immersive virtual reality system for assessing route learning in older adults / Aplicabilidade de um sistema de realidade virtual imersivo para avaliação da aprendizagem de rotas em idosos

ABSTRACT. Spatial orientation is defined as the ability to find one's way around an environment, follow familiar routes, recognize places, and learn new routes. Spatial disorientation is one of the early symptoms of Alzheimer's disease (AD), and traditional cognitive evaluation lacks ecological validity. Therefore, new assessment methods are needed for the early identification of this cognitive impairment. Objective: This study aimed to compare the applicability and stability of an immersive virtual reality (VR) system developed to assess route learning between older adults with and without mild cognitive impairment (MCI). Methods: The study sample included 43 older adults: 22 without MCI and 23 with MCI. Applicability was assessed based on the recording of adverse events and the sense of presence reported through questionnaires. The Mann-Whitney U test was applied to compare the applicability of the Spatial Orientation in Immersive Virtual Environment Test (SOIVET)-Route task between older adults with and without MCI. Both short- and long-term stabilities of the task were evaluated using the intraclass correlation coefficient (ICC). Results: The mean age of participants was 71.4 years (SD=5.5). A minimum number of adverse events (mean=1.46; SD=2.11) and high levels of presence (mean=138.04; SD=14.80) were reported, and there was no difference between groups with and without MCI. A good to excellent correlation was found for short-term stability (CCI 0.78) and a reasonable correlation was found for long-term stability (CCI 0.58). Conclusions: The VR system was applicable for older adults and showed a good to excellent correlation for short-term stability.

RESUMO. Orientação espacial é a capacidade de encontrar um caminho em um ambiente, seguir rotas familiares, reconhecer lugares e aprender novas rotas. A desorientação espacial é um dos primeiros sintomas da doença de Alzheimer, e a avaliação cognitiva tradicional carece de validade ecológica. Diante disso, novos métodos de avaliação são necessários para a identificação precoce desse comprometimento cognitivo. Objetivo: Este estudo teve como objetivo comparar a aplicabilidade e a estabilidade de um sistema de realidade virtual imersivo desenvolvido para avaliar a aprendizagem de rotas entre idosos com e sem comprometimento cognitivo leve (CCL). Métodos: Participaram do estudo 43 idosos: 22 sem CCL e 23 com CCL. A aplicabilidade foi avaliada por meio do registro de eventos adversos e pela sensação de presença relatados. O teste de Mann-Whitney foi aplicado para comparar a aplicabilidade da tarefa SOIVET-Route entre idosos com e sem CCL. A estabilidade da tarefa em curto e longo prazo foi avaliada pelo coeficiente de correlação intraclasse (ICC). Resultados: A idade média dos participantes foi de 71,4 anos (desvio padrão — DP=5,5). Em relação à aplicabilidade, encontramos mínimo relato de sintomas adversos (média=1,46; DP=2,11) e altos níveis de sensação de presença (média 138,04; DP=14,80), e não houve diferença entre os grupos com e sem CCL. Ao analisarmos a estabilidade, encontramos de boa a excelente correlação em curto prazo (CCI=0,78) e uma correlação razoável em longo prazo (CCI=0,58). Conclusões: O sistema de realidade virtual foi aplicável em idosos e mostrou boa correlação na estabilidade de curto prazo.

Two new virtual reality tasks for the assessment of spatial orientation: preliminary results of tolerability, sense of presence and usability / Duas novas tarefas de realidade virtual para avaliação da orientação espacial: resultados preliminares de tolerabilidade, sensação de presença e usabilidade

Abstract Spatial orientation is a cognitive domain frequently impaired in Alzheimer's Disease and can be one of its earliest symptoms. Objective: This paper describes the results of tolerability, sense of presence and usability of two immersive virtual reality tasks for the assessment of spatial orientation, using VR headset in adults. Methods: 31 healthy adults recruited from university and the local community performed two experimental immersive virtual reality tasks of spatial orientation: the SOIVET-Maze for the assessment of allocentric to egocentric spatial abilities and the SOIVET-Route for the assessment of spatial memory and landmark recognition. Participants completed questionnaires about sense of presence, cybersickness symptoms, technology use profile and motion sickness history. Usability measures were assessed by spontaneous feedback from participants. Results: All participants were able to understand the task instructions and how to interact with the system. Both tasks seemed to induce a strong sense of presence, as assessed by the Witmer and Singer Presence Questionnaires (M=128 and 143 for SOIVET-Maze and SOIVET-Route, respectively). The SOIVET-Route had a small numeric advantage over the SOIVET-Maze tolerability scores assessed by the Cybersickness Questionnaire (M=4.19, SD=5.576 and M=3.52, SD=6.418 for SOIVET-Maze and SOIVET-Route respectively). Also, there were no drop-outs on the SOIVET-Route due to tolerability issues, unlike the SOIVET-Maze, which had two drop-outs. However, this difference was not statistically significant (Z= -.901, p= 0.368, Wilcoxon signed-rank test).

Resumo A orientação espacial é um domínio cognitivo freqüentemente comprometido na doença de Alzheimer e pode ser um dos primeiros sintomas manifestados. Objetivo: Este artigo descreve os resultados de tolerabilidade, sensação de presença e usabilidade de duas tarefas imersivas de realidade virtual para avaliação da orientação espacial, utilizando óculos de RV em adultos. Métodos: 31 adultos saudáveis, ​​recrutados entre estudantes universitários e da comunidade local, realizaram duas tarefas de realidade virtual imersiva para avaliação da orientação espacial: A tarefa SOIVET-Maze para avaliação da capacidade de transposição da orientação alocêntrica para egocêntrica e a tarefa SOIVET-Route para avaliação da memória espacial e reconhecimento de pontos de referência. Os participantes também responderam questionários sobre Sensação de Presença, Sintomas de cybersickness, Perfil de Uso de Tecnologia e Histórico de cinetose. Feedback espontâneo dos participantes foi utilizado como medida de usabilidade. Resultados: Todos os participantes conseguiram compreender as instruções da tarefa e como interagir com o sistema. Ambas tarefas parecem induzir forte sensação de presença, avaliada pelo Questionário de Presença de Witmer e Singer (M=128 e 143 para SOIVET-Maze e SOIVET-Route, respectivamente). A tarefa SOIVET-Route teve uma pequena vantagem numérica em relação à tarefa SOIVET-Maze na pontuação de tolerabilidade avaliada pelo Questionário de Cybersickness (M=4,19, SD=5,576 e M=3,52, SD=6,418 para SOIVET-Maze e SOIVET-Route respectivamente). Além disso, não houve desistências na SOIVET-Route devido a problemas de tolerabilidade, ao contrário da SOIVET-Maze, que teve dois drop-outs. No entanto, essa diferença não foi estatisticamente significativa (Z= -901, p=0,368, teste de postos sinalizados de Wilcoxon)