Contribution of Augmented Reality Solutions to Assist Visually Impaired People in Their Mobility.

International audienceNowadays, the difficulties faced by visually impaired in their everyday life are not yet well identified. Representative patients have been questioned during an immersion study in a re-adaptation clinic. During experiments and interviews, we have analyzed how professionals assist their patients to learn, to adapt their technics, or yet to interpret the surroundings. This is essential to be connected to the ground truth of such augmented reality devices. Objectively, without any objective study coupled with interactions with professionals who prescribe aids for visually impaired, none augmented reality eyewear solution can be developed in a mobility context. And taking advantage of the progress of new embedded systems, augmented reality eyewear solution should be helpful for elderly and visually impaired people. First experiments and results demonstrate the interest to progress in this direction for helpful solutions adapted and easily adaptable according to the diseases of patients in their mobility

Diseño e implementación de un laboratorio destinado a la validación clinica de ayudas para la percepción y movilidad en pacientes con limitación de campo periférico

Tesi sotmesa a condicions de confidencialitat, publiquem la versió encriptada.People with peripheral visual field loss perceive limited information about the environment and present severe problems in achieving successful orientation and mobility. In recent years, virtual and augmented reality systems have been incorporated with the aim of taking advantage of the performance of new technologies to improve people's quality of life, and the need to design and propose an evaluation system to assess them has arisen. The aim of this work is to design and build a laboratory (MoviLab) that allows the systematic and objective analysis of visual skills, as well as the effect of interventions aimed at improving mobility skills in patients suffering visual impairment with peripheral field defect. To this end, two areas of work have been identified. On the one hand, the creation of a visual skills assessment system and, on the other, a mobility assessment system. To assess the visual skills, a computer system has been designed and implemented (Movilab software and auxiliary devices), which allows adapting the tests to the patient's visual capacity and facilitates the recording of the results. This computer system makes it possible to include in clinical practice aspects that are generally under-evaluated in this patient profile, such as glare, visual search and certain areas of visual perception. For the evaluation of mobility, a physical space has been designed and implemented, equipped with a video recording system and control of lighting conditions, where safe itineraries in which obstacles are placed, without danger, and which represent the real problem can be carried out. The laboratory makes it possible to detect variations in the walking speed of patients if the lighting or obstacles are modified. The main result of this thesis is the MoviLab laboratory as a whole, which is now a UPC asset included in the catalogue of external scientific-technical services, in the Healthtech area. MoviLab will allow the promotion of R&D in the field of systematic and objective analysis of visual skills, as well as the effect of interventions aimed at improving mobility skills in patients suffering visual impairment. Normality reference values have been obtained for the new assessment tests. These values allow the comparison of results with those of special populations. A model report has been created which includes the parameters of visual impairment mentioned in the BOE. This report has been very well accepted by patients and professionals such as the ophthalmologists who treat them. A validation study of the laboratory and mobility itineraries has been carried out on a sample of healthy observers, whose visual field is reduced with simulation glasses, and on a sample of patients with peripheral field defect. The results have confirmed its sensitivity to detect variations in walking speed and it is therefore considered validated to evaluate mobility aids. The effect of two mobility aids aimed at improving mobility skills in patients suffering peripheral field defect has been analyzed and the importance of carrying out this type of study in two phases, the pre-clinical phase and the clinical phase, has been demonstrated. The following protocols have been proposed: - Visual skills assessment protocol for patients suffering visual impairment with peripheral field defect. - Mobility assessment protocol.Les persones amb pèrdua de camp visual perifèric perceben una informació limitada sobre l’entorn i presenten una problemàtica accentuada per aconseguir una orientació i mobilitat exitosa. En els últims anys, s’estan incorporant sistemes de realitat virtual i augmentada amb l’objectiu d’aprofitar les prestacions de les noves tecnologies per millorar la qualitat de vida de les persones i sorgeix la necessitat de dissenyar i proposar un sistema d’avaluació que permeti valorar-les. L’objectiu d’aquest treball és dissenyar i construir un laboratori (MoviLab) que permeti l’anàlisi sistemàtica i objectiva de les habilitats visuals, així com, l’efecte de les intervencions dirigides a la millora de les habilitats de mobilitat en pacients afectats de discapacitat visual amb limitació en el camp visual perifèric. S’han detectat dues àrees de treball: la creació d’un sistema d’avaluació de les habilitats visuals i d’un sistema d’avaluació de la mobilitat. Per a l’avaluació de les habilitats s’ha dissenyat i implementat un sistema informàtic (programa Movilab i dispositius auxiliars) que permet adaptar les proves a la capacitat visual del pacient i facilita el registre dels resultats. Aquest sistema informàtic permet incloure en la pràctica clínica aspectes en general poc avaluats en aquest perfil de pacients com són l’enlluernament, la cerca visual i determinades àrees de la percepció visual. Per a l’avaluació de la mobilitat, s’ha dissenyat i implementat un espai físic dotat d’un sistema de registre de vídeo i control de les condicions d’il·luminació, on es puguin realitzar itineraris segurs en què es col·loquen obstacles, que no tenen perillositat, i que representen la problemàtica real. El laboratori permet detectar variacions en la velocitat de marxa dels pacients si es modifica la il·luminació o els obstacles. El resultat principal d’aquesta tesi és el laboratori MoviLab en el seu conjunt, que és ara un actiu de la UPC inclòs en el catàleg de serveis científic-tècnics externs, a l’àrea de Healthtech. MoviLab permetrà impulsar l’R+D en l’àmbit de l’anàlisi sistemàtica i objectiva de les habilitats visuals, així com, de l’efecte de les intervencions dirigides a la millora de les habilitats de mobilitat en pacients afectats de discapacitat visual. S’han obtingut valors de referència de normalitat de les noves proves d’avaluació. Aquests valors permeten la comparació de resultats respecte als resultats de poblacions especials. S’ha creat un informe model que inclou els paràmetres de discapacitat visual mencionats en el BOE. Aquest informe ha tingut molt bona acceptació per part dels pacients i professionals com són els oftalmòlegs que els tracten. S’ha realitzat un estudi de validació del laboratori i itineraris de mobilitat en una mostra d’observadors sans als quals es redueix el camp visual amb unes ulleres de simulació i en una mostra de pacients amb limitació de camp perifèric i els resultats han confirmat la seva sensibilitat per detectar variacions en la velocitat de marxa pel que es considera validat per avaluar ajudes a la mobilitat. S’ha analitzat l’efecte de dues ajudes dirigides a la millora de les habilitats de mobilitat en pacients afectats de limitació de camp perifèric i s’ha demostrat la importància de realitzar aquest tipus d’estudis en dues fases, la fase preclínica i la fase clínica. S’han proposat els següents protocols: -Protocol d’avaluació de les habilitats visuals per a pacients afectats de discapacitat visual amb disminució del camp visual perifèric. -Protocol de valoració de la mobilitat.Postprint (published version