DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-45536-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41872420
تاريخ النشر: 2026-03-23
المؤلف: Yiduo Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الاعتماد البصري (VD) لدى الأفراد الذين يعانون من ضعف التوازن، باستخدام اختبار القضيب والقرص (RDT) في الواقع الافتراضي (VR) مقارنةً بالإصدار التقليدي القائم على الكمبيوتر. شملت الأبحاث 15 مشاركًا صحيًا و15 فردًا يعانون من فرط الحركة العرضية، وتم تقييم VD عبر ثلاث وضعيات للرأس. تم تقييم الصلاحية المتقاربة من خلال تحليل الارتباط، بينما تم تحديد موثوقية المقيم الداخلي باستخدام معاملات الارتباط داخل الفئة (ICCs). أظهرت النتائج صلاحية متقاربة ضعيفة إلى متوسطة بين اختبارات VR وPC، مع معاملات ارتباط تبلغ 0.3 و0.4 و0.3. أظهر اختبار RDT القائم على الكمبيوتر موثوقية ضعيفة إلى متوسطة، بينما أظهر اختبار RDT القائم على VR موثوقية ضعيفة أيضًا.
تم قياس دقة القياس باستخدام الخطأ القياسي للقياس (SEM) والتغيير القابل للاكتشاف الأدنى (MDC)، حيث تراوحت قيم PC بين 0.44-0.47° (SEM) و1.23-1.30° (MDC)، وتراوحت قيم VR بين 0.65-0.78° (SEM) و1.81-2.17° (MDC). تشير النتائج إلى أن القياسات المستمدة من VR لـ VD لها صلاحية متقاربة ضعيفة إلى متوسطة مع القياسات المستمدة من PC وتظهر موثوقية ضعيفة للمقيم الداخلي عبر وضعيات الرأس. تقترح الدراسة أن الاختلافات الملحوظة في نتائج الاختبار قد لا تكون ذات دلالة سريرية، مما يبرز الحاجة إلى الحذر في تفسير الموثوقية استنادًا فقط إلى التحليلات الإحصائية دون النظر في الأهمية السريرية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم تقييم الاعتماد البصري لدى المشاركين من خلال اختبار النقاط العشوائية القائم على الكمبيوتر (RDT) وإصدار الواقع الافتراضي (VR)، الذي تم إدارته بترتيب عشوائي لضمان الصلاحية. لتقييم إمكانية حدوث دوار إلكتروني مرتبط بتجربة VR، أكمل المشاركون استبيانًا بعد اختبار RDT القائم على VR. بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد موثوقية القياسات الخاصة بالاعتماد البصري من خلال إعادة اختبار 15 مشاركًا صحيًا بفارق زمني يقارب سبعة أيام باستخدام كل من أنظمة PC وVR، مما يضمن الاتساق في النتائج عبر طرق مختلفة.
النتائج
في هذه الدراسة، تم تجنيد ما مجموعه ثلاثين مشاركًا، بمتوسط عمر يبلغ 28.7 عامًا (SD = 7.4). كانت التركيبة السكانية تتكون بشكل أساسي من الإناث، حيث شكلن 80% من العينة، وكانت الغالبية يستخدمن اليد اليمنى، حيث تمثل 90%. ومن الجدير بالذكر أن خمسة عشر مشاركًا أظهروا فرط الحركة العرضية. تتوفر معلومات ديموغرافية مفصلة في الجدول 1.
المناقشة
تقيّم قسم المناقشة في هذه الدراسة الصلاحية المتقاربة والموثوقية لاختبار القضيب والقرص القائم على الواقع الافتراضي (VR) مقارنةً باختبار RDT التقليدي القائم على الكمبيوتر لقياس الاعتماد البصري. تشير النتائج إلى وجود ارتباطات ضعيفة إلى متوسطة عبر وضعيات الرأس المختلفة، مع ملاحظة ارتباط معتدل كبير فقط عند دوران الرأس 45° إلى اليسار. كانت موثوقية إعادة اختبار المقيم الداخلي ضعيفة لكلا النظامين، حيث أظهر اختبار RDT القائم على VR موثوقية منخفضة بشكل خاص (قيم ICC تتراوح بين 0.02 إلى 0.16) مقارنةً باختبار RDT القائم على الكمبيوتر (قيم ICC تتراوح بين 0.26 و0.47). تسلط الدراسة الضوء على أن دقة نظام VR تبلغ حوالي 2°، مما يشير إلى أن التغيرات في الاعتماد البصري يجب أن تتجاوز هذا العتبة لتعتبر ذات دلالة سريرية.
يمكن أن تكون هناك عدة عوامل ساهمت في الارتباطات والمشكلات المتعلقة بالموثوقية الملحوظة. قد يكون تعديل دقة نظام الكمبيوتر لتتناسب مع نظام VR قد أدخل اختلافات طفيفة، بينما قد يكون النطاق المحدود للاعتماد البصري بين المشاركين، وخاصة أولئك الذين يعانون من فرط الحركة، قد قيد نتائج الارتباط. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون التباين الضيق في أداء الاعتماد البصري بين المشاركين قد زاد من ضوضاء القياس، مما زاد من تعقيد تقييمات الموثوقية. على الرغم من هذه القيود، تؤكد الدراسة على الفائدة المحتملة لاختبار RDT القائم على VR في الإعدادات السريرية، خاصة بسبب عناصره البصرية الديناميكية، التي قد تعزز الحساسية في التمييز بين الأفراد الأصحاء وأولئك الذين يعانون من اضطرابات التوازن. بشكل عام، تدعو النتائج إلى تفسير حذر لمقاييس الموثوقية وتؤكد على الحاجة إلى مزيد من البحث لتحديد الفروق ذات الدلالة السريرية في قياسات الاعتماد البصري.
القيود
تقدم الدراسة عدة قيود قد تؤثر على صلاحية نتائجها. أولاً، فإن الموثوقية الضعيفة إلى المتوسطة لاختبار القضيب والقرص القائم على الكمبيوتر (RDT)، الذي عمل كمعيار مرجعي، تقدم ضوضاء إحصائية قد تضعف الصلاحية المتقاربة الملحوظة للنظام القائم على الواقع الافتراضي (VR). كما أن دقة القياس العالية (0.1°) والنطاق الضيق للاعتماد البصري بين المشاركين الثلاثين (15 صحي و15 فرط الحركة) تحد من إمكانية تعميم النتائج. يُقترح أن السكان الذين يعانون من عجز أكبر في تكامل الحواس، مثل أولئك الذين يعانون من اضطرابات دهنية، قد يظهرون خصائص نفسية مختلفة وارتباطات أقوى.
بالإضافة إلى ذلك، لم تتحكم الدراسة في توقيت الاختبار، على الرغم من أن الأدلة السابقة تشير إلى أن الدقة في العمودي البصري الذاتي (SVV) قد تتأثر بعد الاستيقاظ بفترة قصيرة. كما لم يتم قياس الحمل المعرفي، الذي قد يؤثر على التفاعل مع اختبارات VR. كانت حجم العينة، على الرغم من كونه كافيًا لذراع الصلاحية، غير محسوبة لتأخذ في الاعتبار التحليلات المشتركة للصلاحية والموثوقية، وقد تحدد الغالبية من المشاركات الإناث (80%) من قابلية تطبيق النتائج، نظرًا للاختلافات المحتملة بين الجنسين في الاعتماد البصري. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى تحقيق توازن أكبر في التوزيع لتعزيز إمكانية تعميم النتائج.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-026-45536-8
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41872420
Publication Date: 2026-03-23
Author(s): Yiduo Wang et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
The study investigates visual dependence (VD) in individuals with balance impairments, utilizing a novel virtual reality (VR) Rod and Disk Test (RDT) compared to the traditional PC-based version. The research involved 15 healthy participants and 15 individuals with symptomatic hypermobility, assessing VD across three head positions. Convergent validity was evaluated through correlation analysis, while intra-rater reliability was determined using intraclass correlation coefficients (ICCs). The findings revealed weak to moderate convergent validity between the VR and PC tests, with correlation coefficients of 0.3, 0.4, and 0.3. The PC-based RDT exhibited poor to moderate ICCs, while the VR-based RDT showed poor ICCs as well.
Measurement precision was quantified using standard error of measurement (SEM) and minimal detectable change (MDC), with PC values ranging from 0.44-0.47° (SEM) and 1.23-1.30° (MDC), and VR values ranging from 0.65-0.78° (SEM) and 1.81-2.17° (MDC). The results indicate that the VR-derived measures of VD have weak to moderate convergent validity with the PC-derived measures and demonstrate poor intra-rater reliability across head positions. The study suggests that the observed differences in test results may not be clinically significant, highlighting the need for caution in interpreting reliability based solely on statistical analyses without considering clinical relevance.
Methods
In this study, visual dependence was evaluated in participants through both a PC-based Random Dot Test (RDT) and a virtual reality (VR) version, administered in a random order to ensure validity. To assess the potential for cybersickness associated with the VR experience, participants completed a questionnaire after the VR-based RDT. Additionally, the intra-rater reliability of visual dependence measurements was determined by retesting 15 healthy participants approximately seven days apart using both the PC and VR systems, thereby ensuring consistency in the results across different modalities.
Results
In this study, a total of thirty participants were recruited, with a mean age of 28.7 years (SD = 7.4). The demographic composition was predominantly female, comprising 80% of the sample, and the majority were right-handed, accounting for 90%. Notably, fifteen participants exhibited symptomatic joint hypermobility. Detailed demographic information is provided in Table 1.
Discussion
The discussion section of this study evaluates the convergent validity and reliability of a virtual reality (VR)-based rod and disk test (RDT) against a traditional PC-based RDT for measuring visual dependence. The findings indicate weak to moderate correlations across different head positions, with a significant moderate correlation observed only when the head was rotated 45° to the left. Intra-rater test-retest reliability was poor for both systems, with the VR-based RDT showing particularly low reliability (ICC values ranging from 0.02 to 0.16) compared to the PC-based RDT (ICC values between 0.26 and 0.47). The study highlights that the precision of the VR system is approximately 2°, suggesting that changes in visual dependence must exceed this threshold to be considered clinically relevant.
Several factors may have contributed to the observed correlations and reliability issues. The adjustment of the PC system’s resolution to match that of the VR system may have introduced minor discrepancies, while the limited range of visual dependence among participants, particularly those with hypermobility, could have constrained the correlation results. Additionally, the narrow variance in visual dependence performance among participants may have amplified measurement noise, further complicating reliability assessments. Despite these limitations, the study underscores the potential utility of the VR-based RDT in clinical settings, particularly due to its dynamic visual elements, which may enhance sensitivity in differentiating between healthy individuals and those with balance disorders. Overall, the findings call for cautious interpretation of reliability metrics and emphasize the need for further research to establish clinically meaningful differences in visual dependence measurements.
Limitations
The study presents several limitations that may affect the validity of its findings. Firstly, the poor-to-moderate reliability of the PC-based Rod and Disk Test (RDT), which served as the reference standard, introduces statistical noise that could weaken the observed convergent validity of the virtual reality (VR)-based system. The high measurement resolution (0.1°) and the narrow range of visual dependence among the 30 participants (15 healthy and 15 hypermobile) further limit the generalizability of the results. It is suggested that populations with more severe sensory integration deficits, such as those with vestibular disorders, may exhibit different psychometric properties and stronger correlations.
Additionally, the study did not control for the timing of testing, although prior evidence indicates that precision in subjective visual vertical (SVV) may be affected shortly after waking. Cognitive load, which could influence engagement with VR tests, was also not measured. The sample size, while adequate for the validity arm, was not calculated to account for combined analyses of validity and reliability, and the predominance of female participants (80%) may limit the applicability of the findings, given potential sex differences in visual dependence. Future research should aim for more balanced cohorts to enhance generalizability.