Name: 在分选择性观察条件下评估双目中央视场和双目眼运动 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: 了解使用分视刺激呈现技术评估中央视野的方法。该方法利用3D显示器和快门眼镜，为单眼和双眼视野检查提供可靠且简化的方案，适用于视力损失研究。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

本研究由LC Industries博士后研究基金资助RR，以及由Bosma Enterprises博士后研究基金资助AK。作者谨此感谢Laura Walker博士和Donald Fletcher博士在受试者招募方面提供的宝贵建议和帮助。

以下所述的所有操作步骤和方案均经堪萨斯州威奇托市威奇托州立大学机构审查委员会审核并批准。所有参与者均签署了知情同意书。
1. 受试者选择
<ol>
	<li>招募了视力正常的参与者（n=5，4名女性，平均年龄 ± 标准误：39.8 ± 2.6岁）以及因黄斑变性（年龄相关性/青少年性）导致中心视力丧失的参与者（n=15，11名女性，78.3 ± 2.3岁）。需要注意的是，两组参与者年龄差异较大，这是由于中心视力丧失受试者的人口学特征所致（年龄相关性黄斑变性多发于年长人群，且女性发病率较高）。此外，本研究的目的并非比较这两组队列。</li>
</ol>
2. 实验准备
<ol>
	<li>使用无线3D主动快门眼镜（材料表) 可与任何支持3D的显示器同步。要使快门眼镜正常工作，红外发射器（一个小型金字塔形黑色盒子）与快门眼镜鼻托处的红外接收器（传感器）之间不应存在干扰。</li>
	<li>在一台3D显示器（1920 x 1080像素，144 Hz）上呈现所有视觉刺激。为确保显示器与3D眼镜无缝协作，需安装适当的驱动程序。</li>
	<li>使用安装在桌面上的基于红外视频的眼动仪（材料表) 能够以 1000 Hz 的采样率测量眼动。将眼动仪的红外光源和摄像头分别安装在可调节高度和角度的三脚架（材料表）上，以确保其稳固。将摄像头置于受试者前方 20–30 cm 处，屏幕置于受试者前方 100 cm 处。</li>
	<li>使用红外反射贴片（材料表) 以避免眼动仪的红外照明与快门眼镜的红外系统之间产生干扰（图1，右侧。</li>
	<li>使用市售软件（材料表使用快门眼镜和3D-ready显示器实现视觉刺激的双目分离呈现，以控制眼动仪。</li>
	<li>为稳定头部运动，请使用高而宽的下巴托和前额托材料表）并将其固定在可调节的桌面上。下巴和额头托架的宽幅设计允许&#160;参与者佩戴快门眼镜后的舒适体位摆放。 
	注意： 图1 展示了使用3D快门眼镜和3D-ready显示器进行分视刺激呈现的眼动追踪设置。红外反射贴片被战略性地放置在3D快门眼镜鼻托处的红外传感器正下方图1，右侧）。</li>
	<li>通过关闭3D就绪显示器中的亮度增强选项，以最大程度减少亮度信息的泄漏。亮度信息从一只眼睛泄漏到另一只眼睛的现象被称为亮度泄漏或串扰。13这种情况容易发生&#160;在高亮度条件下使用立体显示器。</li>
	<li>由于快门的存在，到达瞳孔的红外照明（来自眼动追踪系统）的量可能会显著减少13 – 平均而言，亮度大约降低了65%（补充表1）。为克服此问题，可将眼动仪红外LED的强度从默认功率调至100%（即最高设置）。使用基于红外视频的眼动仪（材料表）时，如图所示，在屏幕左下方的“Illumination power”设置中进行此项调整 图2.</li>
</ol>
3. 运行实验
注意：本研究的主要实验为使用双目眼动追踪和双目分视刺激对中心视野进行筛查。该中心视野筛查方法与市售仪器的视野检测方法相当（材料表）。视觉刺激的物理特性，如目标亮度（约22 cd/m2）、背景亮度（约10 cd/m2）、目标大小（Goldmann III – 4 mm2）、视野网格（Polar 3 网格，共28个检测点，图3）以及刺激持续时间（200 ms），均与市售仪器的视野检测参数一致。需注意，这些亮度值是在快门眼镜开启状态下测得的（补充表1）。在本实验所讨论的检测中，刺激亮度保持恒定，而不同于常规视野检测中通过改变刺激亮度以确定察觉阈值的方法。换言之，本实验采用的是高于阈值的筛查（supra-threshold screening），而非阈值测定。因此，筛查结果为二元反应（刺激被看到或未被看到），而非数值型结果。
<ol>
	<li>实验前检查
	<ol>
		<li>在受试者到达测试前几分钟，确保眼动仪和运行实验的主机计算机均已开启，并确认主机计算机已连接到眼动仪。</li>
		<li>通常情况下，在开始实验前，使用平台特定命令确认显示器的同步精度。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>启动主实验 
	注意：&#160;以下步骤高度依赖具体平台，且取决于运行主实验的脚本。参见包含用于设计和运行实验代码示例的补充材料&#160;。
	<ol>
		<li>从适当界面启动运行主实验的程序（参见补充材料—‘ELScreeningBLR.m’）。当程序提示时，输入保存输出数据文件所需的信息（如受试者编号、测试距离），以便在数据文件夹中以唯一文件名保存数据文件。</li>
		<li>屏幕上将显示带有“按 Enter 键切换摄像头；按 C 键进行校准；按 V 键进行验证”等指令的灰色屏幕。此时，调整眼动仪摄像头，使其与受试者的瞳孔对齐，如图2所示。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>眼动仪校准与验证
	<ol>
		<li>启动眼动仪的校准程序。指导受试者仅通过眼球（而非头部）移动来追踪目标，并注视目标中心。</li>
		<li>成功完成校准后，启动验证程序。提供与校准阶段相同的指导说明。</li>
		<li>读取验证步骤的结果（通常显示在屏幕上）。重复校准和验证过程，直至获得眼动仪手册推荐的“良好/可接受”结果。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>漂移校正
	<ol>
		<li>完成眼动仪的校准和验证后，启动漂移校正。</li>
		<li>指导受试者“注视中央注视目标，并尽可能保持眼睛稳定”。 
		注意：在校准、验证和漂移校正完成后，眼动追踪将与主实验同时启动。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>视野筛查
	<ol>
		<li>再次向受试者说明其在实验过程中需要完成的任务。要求受试者在整个测试期间保持双眼睁开。</li>
		<li>在此项视野实验中，指导受试者在中央注视目标上保持注视，同时通过按下反应按钮上的“Enter”键来响应“看到的任何白光”（图1，材料表）。指导他们不要移动眼睛去搜寻新的白光。同时提醒他们，短暂出现的白光可能出现在屏幕上的任意位置。 
		注意：在视野筛查过程中，可通过单眼目标探测快门眼镜的功能，这些目标可融合形成完整的知觉（参见补充图2—捕获试验）。</li>
		<li>在整个实验过程中多次重复“保持注视”的指令，以确保注视点位于预期区域内。 
		注意：可使用音频反馈（如错误提示音）来提醒注视丢失（例如眼睛移出容许范围）。当注视偏离时，应重新指导受试者仅注视十字目标。可暂时停止视觉刺激的呈现，直到受试者将注视重新带回容许范围内（例如中央2°）。</li>
		<li>视野实验结束后，屏幕将显示测试结果，以不同方式标示出被看到和未被看到的位置（例如图6所示）。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>保存数据文件
	<ol>
		<li>所有视野数据（例如保存为“.mat”文件）和眼动数据（例如保存为“.edf”文件）将自动保存，用于后续分析。但需确保在退出运行实验的程序/平台之前，文件已成功保存。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. 分析
注意：眼动和视野数据的分析可通过多种方式进行，具体取决于用于运行实验的软件以及眼动仪输出数据的格式。以下步骤针对特定的实验设置和程序（参见补充材料）。
<ol>
	<li>眼动分析（事后分析） 
	注意：保存的眼动数据文件（EDF）是一种高度压缩的二进制格式，包含多种类型的数据，如眼动事件、消息、按钮按压以及注视位置采样。
	<ol>
		<li>使用转换程序（EDF2ASC）将EDF文件转换为ASC-II文件。</li>
		<li>运行‘PipelineEyeMovementAnalysisERI.m’以初始化眼动分析，并按照代码中的说明进行操作（代码脚本见补充材料）。</li>
		<li>运行‘EM_plots.m’，以提取水平和垂直眼动位置，并绘制如图4和图5所示的图表。 
		注意：眼动数据可进一步用于计算注视稳定性、检测微扫视等分析，但这些内容超出本文范围。</li>
	</ol>
	</li>
	<li>视野
	<ol>
		<li>为获取视野检查报告，请运行‘VF_plot.m’。 
		注意：与视野实验相关的所有数据集（例如被看到/未被看到的点）将被绘制成如图6所示的视野图。若某点被看到，则以绿色实心方块表示；否则以红色实心方块表示。视野数据无需进行事后分析。</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol><li>Fletcher, D. C., Schuchard, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preferred+retinal+loci+relationship+to+macular+scotomas+in+a+low-vision+population%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmology%22%5BJournal%5D)">Preferred retinal loci relationship to macular scotomas in a low-vision population.</a> Ophthalmology. 104 (4), 632-638 (1997).</li>
<li>Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+improvements+in+fixational+stability+in+strabismic+amblyopes+following+bifoveal+fixation+and+reduced+interocular+suppression%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmic+%26+Physiological+Optics%22%5BJournal%5D)">Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression.</a> Ophthalmic & Physiological Optics. 34, 214-225 (2014).</li>
<li>Nyström, M., Hansen, D. W., Andersson, R., Hooge, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Why+have+microsaccades+become+larger%3F+Investigating+eye+deformations+and+detection+algorithms%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Why have microsaccades become larger? Investigating eye deformations and detection algorithms.</a> Vision Research. , (2014).</li>
<li>Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transient+improvements+in+fixational+stability+in+strabismic+amblyopes+following+bifoveal+fixation+and+reduced+interocular+suppression%5BTitle%5D)+AND+%22Ophthalmic+and+Physiological+Optics%22%5BJournal%5D)">Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression.</a> Ophthalmic and Physiological Optics. 34 (2), (2014).</li>
<li>Brascamp, J. W., Naber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye+tracking+under+dichoptic+viewing+conditions%3A+a+practical+solution%5BTitle%5D)+AND+%22Behavior+Research+Methods%22%5BJournal%5D)">Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution.</a> Behavior Research Methods. 49 (4), 1303-1309 (2017).</li>
<li>Qian, C. S., Brascamp, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+build+a+dichoptic+presentation+system+that+includes+an+eye+tracker%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">How to build a dichoptic presentation system that includes an eye tracker.</a> Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).</li>
<li>Raveendran, R. N., Bobier, W. R., Thompson, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Binocular+vision+and+fixational+eye+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vision%22%5BJournal%5D)">Binocular vision and fixational eye movements.</a> Journal of Vision. 19 (4), 1-15 (2019).</li>
<li>Nallour Raveendran, R. Binocular vision and fixational eye movements. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10112/12076">https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10112/12076</a> (2017).</li>
<li>Nallour Raveendran, R. Fixational eye movements in strabismic amblyopia. , Available from: 
 <a target="_blank" href="https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/7478">https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/7478</a> (2013).</li>
<li>Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simulated+disparity+and+peripheral+blur+interact+during+binocular+fusion%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Vision%22%5BJournal%5D)">Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusion.</a> Journal of Vision. 14 (8), (2014).</li>
<li>Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monocular+and+binocular+contributions+to+oculomotor+plasticity%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Monocular and binocular contributions to oculomotor plasticity.</a> Scientific Reports. 6, (2016).</li>
<li>Maiello, G., Kwon, M. Y., Bex, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+binocular+eye-hand+coordination+in+normal+vision+and+with+simulated+visual+impairment%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional binocular eye-hand coordination in normal vision and with simulated visual impairment.</a> Experimental Brain Research. 236 (3), 691-709 (2018).</li>
<li>Agaoglu, S., Agaoglu, M. N., Das, V. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+Information+via+the+Nonfixating+Eye+Can+Drive+Optokinetic+Nystagmus+in+Strabismus%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Opthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Motion Information via the Nonfixating Eye Can Drive Optokinetic Nystagmus in Strabismus.</a> Investigative Opthalmology & Visual Science. 56 (11), 6423(2015).</li>
<li>Erkelens, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fusional+limits+for+a+large+random-dot+stereogram%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Fusional limits for a large random-dot stereogram.</a> Vision Research. 28 (2), 345-353 (1988).</li>
<li>Seiple, W., Szlyk, J. P., McMahon, T., Pulido, J., Fishman, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Eye-movement+training+for+reading+in+patients+with+age-related+macular+degeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Ophthalmology+and+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Eye-movement training for reading in patients with age-related macular degeneration.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 46 (8), 2886-2896 (2005).</li>
<li>Aguilar, C., Castet, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gaze-contingent+simulation+of+retinopathy%3A+Some+potential+pitfalls+and+remedies%5BTitle%5D)+AND+%22Vision+Research%22%5BJournal%5D)">Gaze-contingent simulation of retinopathy: Some potential pitfalls and remedies.</a> Vision Research. 51 (9), 997-1012 (2011).</li>
<li>Pratt, J. D., Stevenson, S. B., Bedell, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scotoma+Visibility+and+Reading+Rate+with+Bilateral+Central+Scotomas%5BTitle%5D)+AND+%22Optom+Vis+Sci%22%5BJournal%5D)">Scotoma Visibility and Reading Rate with Bilateral Central Scotomas.</a> Optom Vis Sci. 94 (31), 279-289 (2017).</li>
<li>Babu, R. J., Clavagnier, S., Bobier, W. R., Thompson, B., Hess, R. F., PGH, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regional+Extent+of+Peripheral+Suppression+in+Amblyopia%5BTitle%5D)+AND+%22Investigative+Opthalmology+%26+Visual+Science%22%5BJournal%5D)">Regional Extent of Peripheral Suppression in Amblyopia.</a> Investigative Opthalmology & Visual Science. 58 (4), 2329(2017).</li>
<li>Ebenholtz, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Motion+Sickness+and+Oculomotor+Systems+in+Virtual+Environments%5BTitle%5D)+AND+%22Presence%3A+Teleoperators+and+Virtual+Environments%22%5BJournal%5D)">Motion Sickness and Oculomotor Systems in Virtual Environments.</a> Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 1 (3), 302-305 (1992).</li>
</ol>

作者无任何利益冲突需要披露。本研究的部分内容曾以摘要形式在2019年美国验光学会年会上发表，摘要标题为“黄斑变性中的双眼中心视觉功能”。

在双目分视条件下测量眼动的 proposed 方法具有多种潜在应用。本文所展示的对中心视力丧失受试者进行双目视野评估便是其中一种应用。我们采用该方法对15名中心视力丧失的受试者进行了双目视野评估，以研究双目观察如何影响异质性的中心视野缺损。
该方案中最重要的步骤是调整眼动仪红外光源的位置（眼睛的距离和角度），以实现最佳照明。这对于眼动仪持续捕捉角膜反射点和瞳孔中心至关重要。一旦实现理想位置，即使佩戴矫正眼镜或存在中心视力缺损的受试者，也应能保持连续追踪。在长时间测试过程中，需注意受试者的姿势变化，尤其是头部倾斜（即使头部和下巴已固定），因为这可能干扰眼动追踪。通过缩短整体测试时间，可尽量减少姿势改变和疲劳。对于较难测试的受试者，测试时长主要取决于完成成功校准/验证所需的时间。在黄斑变性受试者中，整个测试过程的总时长约为45分钟。红外反射贴片、发射器以及眼动仪红外光源的位置，对快门眼镜的正常运行至关重要。对于视力正常的受试者，可采用默认校准模式（如9点校准或HV 9）。然而，在评估中心视力缺损受试者时，可能需要使用其他替代方案（如5点校准或HV 5），和/或较大的自定义校准目标（如黑...

年龄相关性黄斑变性通常是一种影响双眼中心视力的双侧性疾病，其视力丧失模式具有异质性。双眼的中心视力丧失可能对称，也可能不对称1。目前已有多种技术可用于评估黄斑变性患者的中心视野。Amsler方格图包含一个网格图案，可用于手动筛查中心视野。自动视野计（例如Humphrey视野分析仪）在标准化的全视野碗中呈现不同亮度和大小的光刺激，以探测视野范围。注视追踪微视野计则在液晶显示屏上呈现视觉刺激。微视野计可通过追踪视网膜上的感兴趣区域来补偿微小的眼球运动。这类设备能够检测中心视网膜局部区域的功能变化，但每次只能检测一只眼睛。因此，微视野检测无法解释每只眼的异质性缺损如何影响双眼相互作用及真实世界中的视觉功能。目前尚缺乏一种可在接近真实视觉条件下可靠评估视野的方法。此类评估对于理解单眼视野缺损如何影响或贡献于双眼视野缺损至关重要。我们提出一种新颖的方法，用于在双目分视条件下（即视觉刺激独立呈现于双眼）评估具有中心视力丧失个体的中心视野。
为了可靠地测量视野，必须在给定位置维持注视。因此，将眼动追踪与双目分视呈现相结合，对于双眼评估至关重要。然而，由于眼动追踪仪的照明系统（例如，红外LED）与分视呈现系统（例如，haploscope的反射镜或立体镜的棱镜）的光学元件之间可能存在干扰，将这两种技术结合使用具有挑战性。替代方案包括使用不影响视线的眼动追踪技术（例如，巩膜线圈技术），或使用与护目镜集成的眼动追踪仪2。尽管每种方法都有其优势，但也存在缺点：前者具有侵入性，可能引起明显不适3，而后者的时间分辨率较低（60 Hz）4。为克服这些问题，Brascamp &amp; Naber（2017）5 和 Qian &amp; Brascamp（2017）6 采用了一对冷反射镜（可透射红外光但反射95%的可见光）以及位于冷反射镜两侧的显示器，以实现分视呈现。在haploscope装置中，使用基于红外视频的眼动追踪仪来记录眼动7,8。
然而，使用类似haploscope的双目分视呈现方式存在一个缺点：仪器（haploscope）的旋转中心与眼睛的旋转中心不一致。因此，为了准确测量眼动，需要进行额外的计算（如Raveendran（2013）附录A中所述）9。此外，调节平面和辐辏平面必须对齐（即调节需求与辐辏需求应相同）。例如，若工作距离（总光学距离）为40 cm，则调节需求和辐辏需求分别为2.5屈光度和2.5米角。如果我们将反射镜完全正交对齐，则haploscope适用于远距离观察（即所需辐辏为零），但所需的调节仍为2.5D。因此，必须在眼睛与haploscope的反射镜装置之间放置一对凸透镜（+2.50屈光度），以将调节平面推至无穷远（即所需调节为零）。这种设置要求眼睛与haploscope反射镜装置之间留出更大的空间，而这又会重新引发旋转中心不一致的问题。通过将haploscope调整为近距观察状态，使两个平面重合，可尽量减小调节平面与辐辏平面的对齐问题。然而，这需要对每位受试者测量瞳孔间距，并相应地调整haploscope反射镜或刺激呈现显示器的位置。
本文介绍了一种结合基于红外视频的眼动追踪与双目分视刺激呈现的方法，该方法使用无线3D快门眼镜和支持3D的显示器。此方法无需采用传统haploscopic方法中所需的额外计算或假设。快门眼镜此前已与眼动仪联合使用，用于研究双眼融合10、扫视适应11以及眼手协调12。然而需要注意的是，Maiello及其同事10,11,12所使用的立体快门眼镜属于第一代产品，需通过有线连接与显示器刷新率同步。此外，第一代快门眼镜目前在市场上已无法购得。本文展示了如何使用市面上可获得的第二代无线快门眼镜（材料表）来呈现双目分视刺激，并可靠地测量单眼和双眼的眼动。此外，我们还展示了一种用于评估中心视野缺损受试者单眼/双眼视野的方法。视觉刺激的双目分视呈现可实现对视野的单眼和双眼评估，而在双目分视观察条件下进行双眼眼动追踪，有助于在基于注视控制的范式下开展视野检测。

<table><tbody><tr><td>3D显示器</td><td>Benq</td><td>NA</td><td>近似成本（美元）：500&lt;br/&gt; https://zowie.benq.com/zh-cn/product/monitor/xl/xl2720.html</td></tr><tr><td>3D快门眼镜</td><td>NVIDIA</td><td>NA</td><td>约计成本（美元）：300&lt;br/&gt; https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html</td></tr><tr><td>下颌/前额托</td><td>UHCO</td><td>NA</td><td>近似成本（美元）：750&lt;br/&gt; https://www.opt.uh.edu/research-at-uhco/uhcotech/headspot/</td></tr><tr><td>眼动仪</td><td>SR Research</td><td>NA</td><td>近似成本（美元）：27,000&lt;br/&gt; https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/</td></tr><tr><td>红外反射贴片</td><td>战术</td><td>NA</td><td>约成本（美元）：10&lt;br/&gt; https://www.empiretactical.org/infrared-reflective-patches/tactical-infrared-ir-square-patch-with-velcro-hook-fastener-1-inch-x-1-inch</td></tr><tr><td>MATLAB 软件</td><td>Mathworks</td><td>NA</td><td>近似成本（美元）：2150&lt;br/&gt; https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html</td></tr><tr><td>数字小键盘</td><td>亚马逊</td><td>CP001878（型号），B01E8TTWZ2（ASIN）</td><td>近似成本（美元）：15&lt;br/&gt; https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2</td></tr><tr><td>Psychtoolbox - 附加组件</td><td>免费软件</td><td>NA</td><td>近似成本（美元）：免费&lt;br/&gt; http://psychtoolbox.org/download.html</td></tr><tr><td>三脚架（台式）</td><td>曼富图</td><td>MTPIXI-B（型号），B00D76RNLS（ASIN）</td><td>约计成本（美元）：30&lt;br/&gt; https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS</td></tr></tbody></table>

在双目分视条件下评估双眼中心视野和双眼眼动

Assessing Binocular Central Visual Field and Binocular Eye Movements in a Dichoptic Viewing Condition

黄斑变性通常导致双眼中心视野出现异质性视觉缺损。目前用于评估中心视野的方法，如微视野检查，一次只能检测一只眼睛，因此无法解释每只眼的缺损如何影响双眼相互作用及真实世界的视觉功能。采用眼动控制系统的双目分视刺激呈现方法可为单眼/双眼视野提供可靠的测量手段。然而，双目分视刺激呈现与同步眼动追踪存在技术挑战，因为用于实现分视刺激呈现的光学设备（例如，haploscope）总会干扰眼动追踪装置（例如，基于红外视频的眼动仪）。因此，本研究的目标是：1）开发一种基于3D快门眼镜和3D-ready显示器的双目分视刺激呈现方法，实现不受干扰的同步眼动追踪；2）利用该方法建立一套用于评估中心视力丧失受试者中心视野的实验方案。结果表明，该装置能够在双目分视观察条件下可靠地测量眼动。此外，还证明了该方法可用于评估中心视力丧失受试者在眼动控制下的双眼中心视野功能。

一名具有正常双眼视觉的受试者在两种不同观察条件下的代表性双眼眼动轨迹如图所示（图4）。当双眼同时观察刺激时（图4A），以及当左眼观察刺激而右眼处于主动快门遮挡状态时（图4B），均可实现连续的眼动追踪。从这些轨迹中可以明显看出，本方法不会影响眼动测量的质量，并且能够对长时间实验中的眼动进行准确测量。随后我们证明，该方法即使在具有中心视野缺损的难治性受试者中，也能可靠地测量眼动（图5）。该方法的一个重要应用是筛查具有（图6）和不具有（补充图1）中心视野缺损的受试者的中心视野。该方法提供了一种记录在双眼睁开状态下真实视觉环境中中心视野缺损影响的途径。在此代表性受试者（见补充表2中的S7）中观察到了双眼优势（即双眼同时观察时看到的点数多于仅用右眼或左眼观察时）。对所有具有中心视野缺损...

本文介绍了一种用于评估中心视力丧失受试者双眼眼动及凝视控制的中心视野筛查的实验方案。

黄斑变性通常导致双眼中心视野出现异质性视觉缺损。目前可用于评估中心视野的方法，……

目前可用的中心视野评估方法均为单眼测试。我们采用双目分视刺激呈现方式，并结合注视控制系统，以实现可靠地进行单眼和双眼视野评估。该方法利用支持3D的显示器和3D快门眼镜进行双目分视刺激呈现，相较于其他方法（例如使用haploscope）更为简便和直接。演示测试过程的是Envision研究所的博士后研究员Guler Arsal博士。在开始实验之前，请选择一副可与任何支持3D功能的显示器同步的无线3D主动快门眼镜。为了确保快门眼镜正常工作，红外发射器与快门眼镜鼻托上的红外接收器之间不应存在任何干扰。在分辨率为 1920 × 1080 像素、刷新率为 144 赫兹的 3D 显示器上呈现所有视觉刺激。为确保显示器与 3D 眼镜无缝协作，请安装相应的驱动程序。在显示器旁的桌面上放置一台基于红外视频的眼动仪，该眼动仪应具备每秒 1,000 赫兹的采样率以测量眼动，同时在距离显示器 100 厘米处为受试者放置座椅。将眼动仪摄像头安装在三脚架上，置于受试者就座位置前方 20 至 30 厘米处，并使用红外反射贴片，以避免眼动仪的红外照明与快门眼镜的红外系统之间产生干扰。使用 commercially available software 将快门眼镜与支持 3D 的显示器集成，以实现视觉刺激的双目分视呈现，并控制眼动仪。将一个高而宽的下巴和前额托架固定在可调节的桌面上，以便在受试者佩戴快门眼镜后能够舒适地定位头部。将红外反射贴片置于传感器下方，并在3D就绪显示器中关闭亮度增强选项，以最大限度减少亮度信息的泄漏，然后在软件中将眼动仪红外LED的强度从默认的50%提高至100%。在被试到达前几分钟，检查眼动仪和主机计算机是否已开启，并确认计算机已连接至眼动仪。随后检查显示器的同步精度。当参与者到达后，让他们将头部和下巴放置在托架上，并佩戴3D主动快门眼镜。当参与者感到舒适后，从相应界面启动运行主实验的程序。当程序提示时，输入参与者信息，并将输出数据文件保存到数据文件夹中，文件名需具有唯一性。当屏幕上出现带有“按 Enter 键切换摄像头，按 C 键进行校准，按 V 键验证”等说明的灰色界面时，调整眼动仪摄像头，使其与被试者的瞳孔对齐。进行眼动仪校准时，在软件中启动校准程序，并指导被试者仅通过移动眼睛（而非头部）跟随目标，并注视目标中心。若校准成功，则启动验证程序，并再次指导被试者仅用眼睛跟随目标，同时注视目标中心。然后在屏幕上读取验证步骤的结果。当眼动仪完成良好且可靠的校准与验证后，启动漂移校正，并指导受试者注视中央注视目标，同时尽可能保持眼睛稳定不动。漂移校正完成后，告知受试者在整个测试过程中必须保持双眼睁开，持续注视中央注视目标，并在看到任何白光时按 Enter 键作出反应。指导受试者不要主动寻找新的白光，且不要移动眼睛，并告知其光线可能出现在屏幕的任意位置。在视野实验结束时，屏幕将显示测试结果，对已看到和未看到的位置进行不同颜色的高亮标注。尽管所有视野和眼动数据都会自动保存，以便后续分析，但在退出运行实验的平台前，务必确认文件已成功保存。此处展示了具正常双眼视觉的一名观察者在两种不同观察条件下的代表性双眼眼动轨迹。当双眼均观看刺激图像，以及左眼观看刺激图像而右眼处于主动快门遮蔽状态时，均可实现眼动的连续追踪。显然，该方法不影响眼动测量的质量，即使在长时间实验中也能准确测量眼动。如所观察到的，该方法可用于可靠地测量具有中心视野缺损的受试者的的眼球运动。事实上，该方法的一个重要应用是在有或无中心视野缺损的受试者中筛查中心视野。该方法提供了一种记录中心视野缺损影响的途径，即在双眼睁开的真实视觉环境中进行观察，例如在此代表性受试者中观察到的双眼视觉优势。通过战略性地放置红外反射贴片，可以成功实现3D就绪显示器、3D快门眼镜与眼动仪之间的同步。尽管我们仅以单个视野为例进行了演示，但该方法可扩展应用于测量视网膜各位置的阈值，以研究单眼和双眼的视野缺损。

assessing-binocular-central-visual-field-binocular-eye-movements

Research

科研

JoVE Journal

Behavior

行为

在分选择性观察条件下评估双目中央视场和双目眼运动

运动感知物体（OFM）和时间约束性立体视觉检测方案是识别单眼和双眼动态视功能缺损的敏感工具，这些功能缺损在视神经炎患者中具有独特表现。此外，这些检测还可作为定量、无创的工具，用于评估视觉通路中髓鞘化程度。...

动态视觉测试用于识别和量化视神经炎患者脱髓鞘后的视觉损伤与修复

我们近期提出了一种可同时实现双目分视视觉刺激呈现与双眼眼动追踪的方法1。其关键在于结合红外眼动追踪仪与相应的红外透射镜。本文提供了该系统初始安装及日常操作的详细实验方案。...

如何构建包含眼动仪的双目视觉呈现系统

本文介绍了单眼视觉剥夺和眼优势可塑性分析的详细实验方案，这些方法对于研究关键期视觉可塑性的神经机制以及特定基因对视觉发育的影响具有重要意义。...

小鼠初级视觉皮层中单眼视觉剥夺与眼优势可塑性的测量

本研究展示了一种准确检测近视受试者在佩戴眼镜矫正情况下的动态视力（DVA）的方法。进一步分析表明，屈光状态越接近正视眼，受试者在每秒40度和每秒80度条件下的眼镜矫正双眼动态视力越好。...

屈光不正患者配戴眼镜矫正后的双眼动态视力

VisualEyes2020（VE2020）是一种自定义脚本语言，用于呈现、记录和同步视觉眼动刺激。VE2020...

通过仪器与分析工具箱对眼动反应和调节进行量化

本文描述了一种基于运动的新型视敏度检测方法，可用于评估低视力和正常视力个体的中心及周边视觉处理功能，同时介绍了一种与磁共振成像（MRI）协议兼容、可限制周边视野的护目镜。该方法为视觉系统的功能性损伤和功能障碍提供了全面的视力评估手段。...

运动视敏度测试：基于运动定义图形的视野敏锐度测量

我们介绍了一种用于感知觉和眼动研究的视线追踪显示框架的开发，该框架旨在模拟中心视野缺损。此框架特别适用于研究在模拟及病理性中心视野缺损个体中出现的代偿性行为与眼动策略。...

一种用于模拟中央视野缺损感知学习研究的注视-依从性显示框架

该方法探讨了视动和全身旋转过程中视觉与前庭觉对凝视稳定性的贡献。通过视觉、前庭觉以及视听觉联合试验实施刺激。每项试验中，扭转性眼动增益和眼震频率作为感觉特异性运动信息向反射性脑干反应的皮层下传递通路的指标。...

利用眼动追踪评估视觉与前庭输入在翻滚平面中对皮层下运动处理的相对重要性

本文介绍了一套全面的检测任务，用于评估双眼视觉。这些任务包括周边立体视锐度和深度方向运动感知，而当前的临床检测方法并未涵盖这两项指标。引入这些检测任务将能够对个体的双眼视功能进行更为深入的评估。...

一套针对成人的定量双眼视觉功能测试：测试方案

本文介绍了如何使用眼动追踪方法来研究文本理解过程中的认知活动。内容包括眼动追踪设备的描述、实验刺激材料的设计方法以及实验操作建议。文中提供的信息适用于大多数使用语言刺激材料的研究。...

利用眼动追踪评估文本理解中的认知过程

了解使用分视刺激呈现技术评估中央视野的方法。该方法利用3D显示器和快门眼镜，为单眼和双眼视野检查提供可靠且简化的方案，适用于视力损失研究。

在双目分视条件下评估双眼中心视野和双眼眼动

探索更多视频