تقدم هذه الورقة البروتوكولات وبيانات التحقق السريري لاستخدام تطبيق الهاتف الذكي لقياس الخطأ الانكساري بشكل شخصي.
مقالة منهجية
تقدم هذه الورقة البروتوكولات وبيانات التحقق السريري لاستخدام تطبيق الهاتف الذكي لقياس الخطأ الانكساري بشكل شخصي.
لتحسين الوصول إلى رعاية الرؤية وتمكين فحص الرؤية الجماعية ، تم تطوير تطبيق للهواتف الذكية لقياس الأخطاء الانكسارية. دون الحاجة إلى أي مرفق خارجي ، يمكن استخدام التطبيق الذي يعمل على هاتف مستقل من قبل الموظفين العاديين لقياس الانكسار الذاتي. تم اختبار صلاحيته تجريبيا في البيئات السريرية والمجتمعات المحرومة. يقدر التطبيق الخطأ الانكساري عن طريق قياس مسافات النقاط البعيدة لتمييز المحفزات البصرية. يمكن قياس الانكسار المكافئ الكروي والاستجماتيزم باستخدام أحرف Tumbling E وأنماط الشبكة ، على التوالي. الغرض من هذه الورقة هو وصف بروتوكولات القياس لإجراء الانكسار الذاتي باستخدام التطبيق. تم تقديم النتائج التجريبية مع 34 شخصا (30 عينا للمكافئ الكروي و 38 عينا لتقييم الاستجماتيزم). تمت مقارنة القياس باستخدام التطبيق بالطرق السريرية القياسية. كان متوسط الخطأ المطلق للانكسار المكافئ الكروي 0.63D ، وكان متوسط الخطأ المطلق لقياس الاستجماتيزم 0.28 د. بالإضافة إلى ذلك ، تم تسجيل 22 شخصا لتقييم قياس المسافة بين الحدقة (IPD) باستخدام التطبيق. كان متوسط الخطأ المطلق في قياس IPD مع التطبيق 1.2 مم. كما تم وصف بروتوكول قياس IPD باستخدام التطبيق.
يعد الخطأ الانكساري غير المصحح (URE) سببا رئيسيا للعمى وضعف البصر في العالم ، حيث يصيب 861 إلى 116 مليون فرد2 ، على الرغم من أنه يمكن علاجه بالنظارات. أظهرت الدراسات أن انتشار URE في المناطق النائية مدفوع بشكل أساسي بانخفاض عدد المتخصصين في رعاية العيون وعدم وجود بنية تحتية صحية كافية لتوزيع النظارات3. على سبيل المثال، معدل انتشار ضعف البصر بسبب URE بين البالغين الذين تزيد أعمارهم عن 50 عاما في أفريقيا جنوب الصحراء الكبرى أعلى ب 10 مرات من انتشاره في البلدان المرتفعةالدخل 1.
مع التطورات الحالية في الصناعة ، انخفضت تكلفة النظارات إلى بضعة دولارات أمريكية فقط. ومع ذلك ، فإن تدريب أخصائيي العناية بالعيون مكلف ويستغرق وقتا طويلا - يتطلب سنوات من التدريب4. خلصت دراسة حديثة إلى أن انخفاض نصيب الفرد من الإنفاق على الصحة لا يزال يحد من التكامل الهادف لرعاية العيون في أنظمة الرعاية الصحية الأوسع ، لا سيما في المناطق النائية5. تشير هذه الحقائق القاتمة إلى الحاجة الماسة لجعل تشخيص URE متاحا.
بفضل قدرتها على تحمل التكاليف ، وانتشارها في كل مكان ، وصلاحيتها ، يمكن أن تلعب أدوات فحص الرؤية المستندة إلى الهواتف الذكية دورا محوريا في جهود فحص الرؤية6،7،8،9،10،11،12،13. قد تؤثر هذه الأدوات المبتكرة على رعاية صحة العيون من خلال توفير حل فعال من حيث التكلفة ومريح لفحص مشكلات الرؤية وتحديدها ومعالجتها ، خاصة في المجتمعات المحرومة.
أحد الأمثلة على هذه التكنولوجيا هو تطبيق Peek Acuity ، الذي قطع خطوات كبيرة في مجال فحص الرؤية عبر الهاتف المحمول. تم نشر هذا التطبيق لفحص عشرات الآلاف من الأفراد في بعض الدراسات في إفريقيا14،15،16. من خلال تقديم طريقة فعالة لقياس حدة البصر ، مكن تطبيق Peek Acuity مقدمي الرعاية الصحية من الوصول إلى المزيد من الأشخاص ، مما يجعله أداة مفيدة لمعالجة ضعف البصر. بالإضافة إلى حدة البصر ، تم أيضا اقتراح وتقييم التقنيات القائمة على الهواتف الذكية لقياس الخطأ الانكساري17،18. Salmerón-Campillo et al. استخدم شاشة هاتف ذكي لتقديم محفزات بصرية زرقاء في مقياس بصريات Badal لقياس حدة البصر والانكسار17. اختبر Tousignant et al. منكسر الهاتف الذكي Netra ، والذي يتكون من عارض مجهر محمول باليد مع إدخال هاتف ذكيفيه 18. بالمقارنة مع تطبيقات الهواتف الذكية العامة ، قد تحد المكونات أو المرفقات المخصصة بخلاف الهواتف الذكية في هذه الأنظمة من إمكانية الوصول إلى التكنولوجيا لأن المستخدمين يضطرون إلى شراء أجهزة مصنوعة خصيصا.
لمعالجة مشكلة إمكانية الوصول لفحص URE الجماعي ، قمنا بتطوير تطبيق الانكسار المستند إلى الهاتف الذكي (الشكل 1) ، والذي يستخدم الرؤية الحاسوبية والأساليب النفسية الفيزيائية لقياس الخطأ الانكساري19. يقيس التطبيق الانكسار الذاتي من خلال إيجاد النقاط البعيدة لمحفزات معينة (هبوط E للمكافئ الكروي والشبكة للاستجماتيزم) في مرضى قصر النظر. تتمثل الميزة الرئيسية للتطبيق في عدم الحاجة إلى مرفق مصمم خصيصا. يتم تنفيذ جميع المعالجة اللازمة لإجراء القياس على الجهاز داخل التطبيق ، ولا يتم تضمين أي حوسبة سحابية. وبالتالي ، يمكن قياس الانكسار دون الحاجة إلى توصيل التطبيق بالشبكة. مع الحد الأدنى من التدريب ، يمكن للأشخاص العاديين استخدام التطبيق لقياس انكسار المرضى إذا كانت هواتفهم الذكية متوافقة. تم تقييم دقة التطبيق سابقا مقابل طرق الاختبار السريريالقياسية 8. على الرغم من أن التطبيق قد لا يستخدم مباشرة لوصف النظارات ، إلا أنه من المحتمل استخدامه في فحص قصر النظر. في الآونة الأخيرة ، تم استخدامه بنجاح في فحص الرؤية بين طلاب المدارس في منطقة ريفية9. تقدم هذه الورقة بروتوكولات استخدام التطبيق لقياس الانكسار الذاتي.
أجريت الدراسة وفقا لمبادئ إعلان هلسنكي في مستوصف ماس للعين والأذن (بوسطن، ماساتشوستس). تم الحصول على الموافقة المستنيرة من جميع المشاركين. تمت الموافقة على الدراسة من قبل مجالس المراجعة المؤسسية المحلية ل Mass Eye and Ear (بوسطن ، ماساتشوستس). كانت معايير إدراج الموضوع هي تشخيص قصر النظر وعدم وجود أمراض أخرى في العين ، مثل إعتام عدسة العين وأمراض الشبكية ، وفقا لأخصائي البصريات.
1. قياس المكافئ الكروي
2. قياس الاستجماتيزم
3. قياس المسافة بين الحدقة (IPD)
بالنسبة لهذه الدراسة ، تظهر واجهة اختبار الانكسار في الشكل 2. اعتمادا على المحفزات المحددة ، يقوم التطبيق بإجراء اختبار مكافئ كروي أو اختبار انكسار كامل. عند تحديد Tumbling E، يقيس التطبيق المكافئ الكروي (الشكل 2). عند تحديد محفزات صريف Astigma 1 أو 2 ، يقيس التطبيق الخطأ الانكساري ، بما في ذلك الاستجماتيزم (الشكل 3).
لإثبات فعالية التطبيق ، تم تقسيم 66 شخصا (25 أنثى) إلى 3 مجموعات وشاركوا في اختبارات المكافئة الكروية والاستجماتيزم واختبار IPD ، على التوالي. وتتراوح الفئة العمرية للموضوع من 8 سنوات إلى 74 سنة (متوسط ± SD: 33.7 سنة ± 13.9 سنة).
يوضح الشكل 5 نتائج قياس المكافئ الكروي من دراسة (30 عينا) تمت فيها مقارنة قياس التطبيق بالقياس السريري القياسي باستخدام منكسر تلقائي. كان أعلى خطأ انكساري يصل إلى -8D. يشير تحليل الانحدار إلى أن الطريقتين كانتا متسقتين للغاية ، حيث أن منحدر الانحدار الخطي هو 1 تقريبا ، ومربع R للانحدار هو 0.965. كان متوسط الفرق المطلق بين الطريقتين 0.63D ، وكان الفرق < 1D في 80٪ من الحالات. توضح مؤامرة Bland-Altman في الشكل 5 ب أن حدود الاتفاق بنسبة 95٪ كانت [-1.81D ، 1.58D].
يوضح الشكل 6 نتائج دراسة قياس الاستجماتيزم (38 عينا) ، حيث تمت مقارنة قياسات التطبيق بقياس الانكسار الذاتي القياسي. كان أعلى استجماتيزم -2.25D ، وكان متوسط قوة الأسطوانة لهؤلاء المرضى -0.63D ± 0.59D. كان الفرق (متوسط ± SD) بين قياسات التطبيق والانكسار الذاتي 0.08D ± 0.41D ، وكان متوسط الخطأ المطلق 0.28D. توضح مؤامرة Bland-Altman في الشكل 6 ب أن حدود الاتفاق بنسبة 95٪ كانت [-0.89D ، 0.73D]. علاوة على ذلك ، تم تحلل قوة الأسطوانة للقياسين إلى متجهين ، J0 و J45 ، بناء على محور الأسطوانة20 ، تم تحليل أخطاء التطبيق. كان الخطأ J0 (متوسط الخطأ والانحراف المعياري لانتشار الخطأ) -0.15D ± 0.56D ، وكان خطأ J45 0.07D ± 0.21D.
في الشكل 4 ، يتم عرض حالتين لقياس IPD. الصورة الموجودة على الجانب الأيسر هي تجربة ناجحة ، والصورة الموجودة على اليمين تظهر تجربة فاشلة ، حيث أن التصويب للعين اليسرى خارج المركز. يوضح الشكل 7 خطأ قياسات IPD مع التطبيق (n = 22) مقارنة بالقياسات السريرية لطبيب العيون باستخدام مسطرة IPD. كان نطاق IPD وفقا لقياس المسطرة من 58-69 مم (متوسط ± SD: 63.6 مم ± 3.2 مم). كان خطأ التطبيق (-0.55 مم ± 1.4 مم) ، وكان متوسط الخطأ المطلق 1.2 مم.

الشكل 1: الصفحة الرئيسية لتطبيق فحص الرؤية. يمكن للمستخدمين إنشاء سجلات المرضى وتحديد الاختبار المراد إجراؤه ، بما في ذلك الانكسار والمسافة بين الحدقتين وحدة البصر (لم يتم تقديمه هنا). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2: واجهة قياس الانكسار. تظهر لقطة الشاشة هذه جلسة اختبار مكافئة كروية. يستخدم المريض إصبعين لتغطية عينه اليسرى. يكون الانسداد ضئيلا ، حيث أن الحاجب والأنف والفم كلها مرئية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 3: قياس الاستجماتيزم. في هذه الحالة ، أفاد المريض أن اتجاه الساعة الواحدة ل Astigm 1 (الجزء العلوي الأيمن الداخلي) كان الأكثر حدة. لذلك ، عند التبديل إلى محفز Astigm 2 (الجزء السفلي الأيمن) ، يجب إمالة الهاتف للبحث عن أفضل مكان حول اتجاه الساعة الواحدة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 4: حالتان لقياس IPD. إلى اليسار: يتماشى الشعيران المتصالبان مع مراكز العين جيدا. يمكن قبول القياس. على اليمين: يبدو أن التقاطع على العين اليسرى ليس في مركز العين. يجب تجاهل هذا القياس. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 5: تقييم نتائج قياس المكافئ الكروي. في هذه الدراسة ، تم قياس 30 عينا باستخدام التطبيق وأيضا جهاز الانكسار الذاتي. (أ) يبين الانحدار الخطي أن القياسين متسقان للغاية (الميل = 1.02 ، R2 = 0.965). (ب) مؤامرة بلاند ألتمان. كانت حدود الاتفاق بنسبة 95٪ [1.81 ، 1.58]. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 6: تقييم نتائج قياس الاستجماتيزم. (أ) مربع مخطط خطأ قياس الاستجماتيزم بواسطة التطبيق ل 38 عين. كان متوسط قوة الأسطوانة لهؤلاء المرضى -0.63D ± 0.59D. يمثل المربع النطاق الربيعي ، وتشير الشعيرات إلى نطاق الخطأ. يشير الصليب إلى متوسط الخطأ. كان هناك نوعان من القيم المتطرفة ، كما هو موضح بالدوائر. (ب) مؤامرة بلاند ألتمان. كانت حدود الاتفاق بنسبة 95٪ [-0.89 ، 0.73]. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 7: مخطط مربع لخطأ قياس IPD بواسطة التطبيق ل 22 شخصا. بمقارنة القياسات السريرية مع مسطرة IPD ، كان الخطأ (-0.55 مم ± 1.4 مم). يمثل المربع النطاق الربيعي ، وتشير الشعيرات إلى نطاق الخطأ. يشير الصليب إلى متوسط الخطأ. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
باستخدام التطبيق ، من الممكن لأي شخص ليس لديه تدريب احترافي على البصريات إجراء اختبارات الخطأ الانكساري الذاتية. تم إثبات تطبيقه في فحص الرؤية في دراسة حديثة لفحص العين بين الطلاب في سن المدرسة في منطقةريفية 9. بالمقارنة مع طرق فحص الرؤية الجماعية الأخرى التي تعتمد فقط على اختبار حدة البصر21 ، يمكن لهذا التطبيق توفير قياس الانكسار من حيث قيم الخطأ الكروية والأسطوانية المستخدمة عادة في العيادات. نظرا لأن التطبيق جاهز للاستخدام بمجرد تثبيته على الهواتف الذكية ، فإن هذا الحل متاح للغاية للمجتمعات المحرومة. الهواتف الذكية ذات دقة الشاشة أعلى من 400 بكسل لكل بوصة ودقة كاميرا سيلفي أعلى من 1920 × 1080 بكسل مناسبة لتشغيل تطبيق الانكسار. يمكن للعديد من الهواتف الذكية الموجودة في السوق في الوقت الحاضر تلبية المواصفات.
يمكن توقع أن حلول قياس الانكسار المستندة إلى الهواتف الذكية يمكن أن تكمل برامج الخدمة التي يقدمها أطباء العيون وأجهزة الفحص المخصصة (مثل iScreen و Spot Vision Screener)22 وهي مناسبة بشكل خاص للبلدان والحالات منخفضة الموارد. ومع ذلك ، فإن أحد قيود التطبيق هو أنه لا يقيس مد البصر باستخدام البروتوكول المقدم هنا. كيفية قياس أو تحديد مد البصر باستخدام التطبيق قيد التحقيق. بالنسبة لتقييم الحول المطلوب في بعض برامج فحص العين ، فقد قمنا بتطوير والتحقق من صحة تطبيق آخر ، والذي يمكن استخدامه في فحص الرؤية في المجتمعات المحرومة أيضا10،11،12.
على الرغم من أن وصفة العين لا ينبغي أن تستند إلى قياس التطبيق عند توفر الوصول إلى أخصائيي العناية بالعيون ، إلا أنها لا تزال ذات قيمة في فحص الرؤية الجماعي حيث يمكن للموظفين غير المحترفين الانضمام إلى القوى العاملة. يمكن إحالة المرضى الذين تم الإبلاغ عن خطأ انكساري كبير إلى أطباء العناية بالعيون لمزيد من الفحص.
دقة القياس أمر بالغ الأهمية لتقليل معدل الإحالة الإيجابي الخاطئ. فيما يلي بعض النصائح للقياسات الناجحة. يجب إجراء القياس باستخدام التطبيق عادة في بيئات مضاءة جيدا (يفضل 300 لوكس على الأقل). يستخدم تطبيق الهاتف الذكي تقنيات رؤية الكمبيوتر لاستخراج ملامح الوجه ، والتي يتم على أساسها تقدير مسافة المشاهدة. من الضروري التأكد من ظهور وجه المريض فقط في مجال رؤية كاميرا الهاتف. يجب ألا يظهر أي وجه آخر ، بما في ذلك وجه مسؤول الاختبار ، في معاينة كاميرا السيلفي المعروضة على شاشة الهاتف أثناء الاختبار ، لأن التطبيق لا يمكنه معرفة من هو المريض. نظرا لأن التطبيق يعتمد على ملامح الوجه لتقدير مسافة المشاهدة ، فسيكون مفيدا لعرض تقدير المسافة إذا كان أكبر عدد ممكن من ملامح الوجه مرئية أثناء الاختبار. يوصى باستخدام مانع صغير أو إصبعين فقط لتغطية العين غير المختبرة بحيث تكون زاوية الحاجب والأنف والفم مرئية للكاميرا (الشكل 2). على مسافات المشاهدة القصيرة ، قد يشغل وجه المريض عرض الكاميرا بالكامل تقريبا. يجب على المختبرين مراقبة الصورة الحية على الشاشة والتأكد من محاذاة الكاميرا بشكل صحيح بحيث يكون الوجه الكامل مرئيا دائما في عرض الكاميرا.
IPD هو معلمة أساسية للانكسار المقاس بالتطبيق. يمكن إدخاله يدويا في ملف تعريف المريض في التطبيق إذا كان معروفا مسبقا. خلاف ذلك ، يمكن قياس IPD باستخدام التطبيق. بدون IPD فردي ، سيستخدم التطبيق قيمة افتراضية ، وقد يتسبب في حدوث أخطاء في القياس إلى درجة معينة. وتجدر الإشارة إلى أن التقارب غير الدقيق قد يؤثر على قياس IPD. على سبيل المثال ، قد لا يركز المريض المصاب بالخطأ الانكساري والفوريا بشكل صحيح على المصباح المجدين ، حيث قد تنحرف إحدى العينين. في مثل هذه الحالات ، يجب على المريض ارتداء النظارات في اختبار IPD.
يحتاج المختبرون إلى فهم أن الاختبار هو مقياس شخصي للانكسار ، مما يعني أن النتيجة تستند إلى إدراك المرضى بدلا من تحليل بصريات العين كما هو الحال بواسطة الانكسرات التلقائية. الانكسار الذاتي هو المعيار الذهبي لوصف النظارات. ومع ذلك ، فإن التحدي هو العثور على حالة أفضل تصور ذاتي. بالنسبة للقياس المكافئ الكروي ، يعتمد المعيار على قراءة 3 أحرف. هناك احتمال أن يخمن المرضى بعض الحروف بشكل صحيح بينما لا يمكنهم رؤية جميع الحروف بوضوح. يمكن أن تساعد الاختبارات المتعددة في التخفيف من المشكلة.
بالإضافة إلى ذلك ، قد لا يكون المرضى الذين يعانون من الاستجماتيزم المرتفع (عادة أعلى من 2D) مناسبين لاختبار المكافئ الكروي مع التطبيق لأن البروتوكول الحالي مع أحرف Tumbling E لا يأخذ اتجاه الحروف في الاعتبار. بالنسبة للمرضى الذين يشتبه في إصابتهم بالاستجماتيزم القوي ، يمكن العثور على تقدير تقريبي من خلال إظهار محفز ساعة الاتصال الهاتفي (Astigm 1) وسؤال المريض عما إذا كان أحد الاتجاهات أكثر حدة من الاتجاهات الأخرى.
يعد قياس الاستجماتيزم أكثر تطلبا من الناحية الإجرائية من القياس المكافئ الكروي لأنه يجب تحديد الانكسار للمحاور المختلفة. مفتاح القياس الدقيق هو تحديد النقاط البعيدة الحقيقية لمحاور مختلفة ، بينما يجب أيضا تحديد الاتجاه الدقيق للمحور. تتمثل الإستراتيجية الجيدة في مسح اتجاه الشبكة عن طريق تدوير شاشة الهاتف بسرعة نسبيا أثناء تحريك الهاتف ببطء نحو المريض. قد يتسبب التحرك بسرعة كبيرة في المبالغة في تقدير الهاتف لأن الهاتف قد يمر فوق النقاط البعيدة. يميل بعض المرضى إلى الإبلاغ عن أنهم يستطيعون رؤية الشبكة بوضوح عندما يتمكنون في الواقع من رؤية أفضل من الصور غير الواضحة للغاية. مثل هذه التقارير السابقة لأوانها تسبب التقليل من شأنها. من المفيد أن تظهر للمرضى كيف تبدو المحفزات الحادة قبل الاختبار حتى يتمكنوا من الإبلاغ باستمرار أثناء الاختبار. قد يؤدي عدم فهم كيفية الإبلاغ بشكل صحيح عن إدراك الحافز إلى حدوث أخطاء كبيرة ، مثل القيم المتطرفة الموضحة في الشكل 6 أ. كان القيم المتطرفة من شخص واحد ، أبلغ عن النقطة 1 في وقت مبكر جدا (لم ير حقا خطوط الشبكة المنفصلة بوضوح) عندما تم اختبار عينه اليمنى. كما أبلغ عن النقطة 2 بعد فوات الأوان (كان قد اجتاز بالفعل النقطة الواضحة) عندما تم اختبار عينه اليسرى. وبالتالي ، أدت تقارير النقاط البعيدة غير الصحيحة إلى أخطاء كبيرة.
Gang Luo لديه براءة اختراع تتعلق بقياس الانكسار. Gang Luo و Shrinivas Pundlik هما من مؤسسي EyeNexo LLC ، وهي شركة ناشئة تطور تطبيقات الهواتف الذكية لاختبارات الرؤية. لا يوجد تضارب مالي في المصالح للمؤلفين الآخرين.
تم تطوير تطبيق اختبار الانكسار بدعم جزئي من EY034345 منح المعاهد الوطنية للصحة وجائزة Harvard Catalyst (المركز الوطني للنهوض بالعلوم الانتقالية ، جائزة المعاهد الوطنية للصحة UL1 TR002541). المحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل بالضرورة وجهات النظر الرسمية لجامعة هارفارد كاتاليست أو جامعة هارفارد ومراكز الرعاية الصحية الأكاديمية التابعة لها أو المعاهد الوطنية للصحة.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الهاتف الذكي | Samsung | Galaxy | الهاتف الذكي المتاح تجاريا |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن