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.

Spatial orientation tasks show moderate to high accuracy for the diagnosis of mild cognitive impairment: a systematic literature review / Tarefas de orientação espacial têm acurácia moderada a alta para o diagnóstico de comprometimento cognitivo leve: uma revisão sistemática

Abstract Spatial disorientation has been observed in mild cognitive impairment (MCI) and is associated with a higher risk of progression to Alzheimer's disease (AD). However, there is no gold standard assessment for spatial orientation and paper-and-pencil tests lack ecological validity. Recently, there has been an increasing number of studies demonstrating the role of spatial disorientation as a cognitive marker of pathological decline, shedding new light on its importance for MCI. This systematic review aimed to investigate the accuracy of spatial orientation tasks for the diagnosis of MCI by comparison with cognitively healthy elderly. The search was conducted in the databases Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MEDLINE/PubMed), Web of Science, Scopus, Excerpta Medica Database (Embase), Literatura Latino-Americana e do Caribe em Ciências da Saúde (Lilacs) and Scientific Electronic Library Online (SciELO). Only original studies reporting spatial orientation assessment in MCI patients compared to a healthy control group were included. Studies were excluded if the MCI classification did not follow well described criteria and/or if accuracy results of spatial orientation assessment were not provided. Seven studies met the eligibility criteria, describing a variety of spatial orientation assessments including questionnaires, paper-and-pencil, office-based route learning, and computer-based and virtual reality tasks. Spatial orientation tasks demonstrated moderate to high accuracy in detecting elderly with MCI compared to cognitively healthy elderly, with areas under the curve (AUC) ranging from 0.77 to 0.99. However, important methodological issues were found in the selected studies which should be considered when interpreting results. Although the inclusion of spatial orientation assessments in MCI evaluations seems to have significant value, further studies are needed to clarify their true capacity to distinguish pathological from non-pathological aging.

RESUMO A ocorrência de desorientação espacial foi observada no comprometimento cognitivo leve (CCL) e está associada a um maior risco de progressão para a doença de Alzheimer (DA). No entanto, não há um padrão ouro para avaliação da orientação espacial e os testes em papel e caneta não apresentam validade ecológica. Recentemente, um número cada vez maior de estudos têm apontado o papel da desorientação espacial como um marcador cognitivo do declínio patológico, lançando uma nova luz sobre sua importância para o CCL. Esta revisão sistemática teve como objetivo investigar a acurácia de tarefas de orientação espacial para se estabelecer o diagnóstico de CCL entre idosos cognitivamente saudáveis. A pesquisa foi realizada através das bases de dados Medline/PubMed, Web of Science, Scopus, Embase, Lilacs e Scielo. Apenas artigos originais que reportassem avaliação da orientação espacial em idosos CCL comparados a um grupo controle saudável foram incluídos. Foram excluídos os estudos que não utilizassem a classificação de CCL segundo critérios bem descritos e/ou que não reportassem resultados de acurácia da avaliação da orientação espacial. Sete estudos atenderam aos critérios de elegibilidade, descrevendo uma variedade de formas de avaliação da orientação espacial, incluindo questionários, tarefas em papel e lápis, tarefas de aprendizado de rotas no escritório, tarefas baseadas em computador e com realidade virtual. As tarefas de orientação espacial demonstraram acurácia moderada a alta na detecção de CCL em comparação com idosos cognitivamente saudáveis, com áreas sob a curva (area under the curve — AUC) variando de 0,77 a 0,99. No entanto, um viés metodológico importante foi identificado nos estudos selecionados, o que deve ser levado em consideração na interpretação dos resultados. Apesar da inclusão da orientação espacial na avaliação cognitiva em CCL parecer ter um valor significativo, mais estudos são necessários para esclarecer sua verdadeira capacidade de distinguir o envelhecimento patológico do não patológico.