Quantifizierung okulomotorischer Reaktionen und Akkommodation durch Instrumentierung und Analyse-Toolboxen

Die in dieser Studie verwendeten Softwarepakete bieten eine umfassende und vollständige Kontrolle über jedes bestimmte Experiment von Interesse. Visualize 2020 passt die Stimulation an, AMAP und VMAP bieten eine ergänzende Analyse des akkommodativen bzw. okulären motorischen Verhaltens. Transparenz ist der Hauptvorteil dieser Technik.

Programmatisch können das Stimulusverhalten, die Kalibrierroutine und die analytischen Prozesse für jedes beliebige experimentelle Protokoll innerhalb der Softwarebereiche benutzerdefiniert werden. Die objektive Messung von Augenbewegungen und -akkommodation mit Hilfe von Datenanalysen versetzt Sehwissenschaftler und Ärzte in die Lage, zunächst den Unterschied zwischen Patienten mit binokularer Dysfunktion und binokularen Neuromkontrollen zu erkennen. Und zweitens in der Lage sein, den zugrunde liegenden neuronalen Mechanismus der Sehtherapeutika zu verstehen.

Augenmomentaufzeichnungen können als potenzieller Biomarker für okuläre motorische Funktionsstörungen verwendet werden und haben potenzielle Anwendungen in der Gehirnerschütterungs- und Parkinson-Population, die eine hohe Komorbidität von binokularen Sehstörungen aufweisen. Beginnen Sie mit der Überwachung der Verbindungen und der Hardware des Setups. Das VisualEyes 2020-System ordnet die Monitore räumlich und im Uhrzeigersinn an.

Achten Sie auf die richtige räumliche Konfiguration der Stimulusmonitore. Der primäre Kontrollmonitor wird als Null indiziert, und alle nachfolgenden Monitore werden von eins an indiziert. Wählen Sie Identifizieren, um die zugewiesenen Monitorindizes für jede an den Steuercomputer angeschlossene Stimulusanzeige zu visualisieren.

Navigieren Sie in den Einstellungen des Anzeigemonitors zu Bildschirmauflösung und überprüfen Sie die empfohlene Auflösung. Stellen Sie sicher, dass sich das Eye-Tracking-System auf der optischen Mittellinie mit einem minimalen Kameraabstand von 38 Zentimetern befindet. Vergewissern Sie sich, dass sich das Autorefraktorsystem auf der optischen Mittellinie und etwa einen Meter von den Augen entfernt befindet.

Überprüfen Sie die Konfiguration der Hardware und Ausrüstung, indem Sie auf die Abmessungen verweisen. Stellen Sie sicher, dass der Desktop und die entsprechende Eye-Tracking-Hardware gemäß den Anweisungen des Herstellers konfiguriert und kalibriert sind. Verschließen Sie das linke Auge der Teilnehmer monokular mit einem Infrarot-Transmissionsfilter und platzieren Sie eine konvexe Kugel-Versuchslinse vor dem Filter.

Als nächstes präsentieren Sie binokular einen hochakuten Vier-Grad-Stimulus von den physisch nahen Stimulusmonitoren. Präsentieren Sie dann binokular einen hochakuten 16-Grad-Stimulus von den physisch nahen Stimulusmonitoren. Sobald die Einverständniserklärung eingeholt wurde, weisen Sie den Teilnehmer an, im Haploskop Platz zu nehmen.

Positionieren Sie Stirn und Kinn des Teilnehmers gegen eine feste Kopfstütze, um Kopfbewegungen zu minimieren, und stellen Sie die Stuhlhöhe so ein, dass der Nacken des Teilnehmers während des gesamten Experiments bequem ist. Stellen Sie die Kameras zur Aufzeichnung von Augenbewegungen so ein, dass die Augen des Teilnehmers im Sichtfeld der Kamera erfasst werden können. Passen Sie dann das Eye-Tracking-Signal und die Eye-Tracking-Gating-Verstärkungen an, um anatomische Merkmale wie den Limbus, die Pupille und die Hornhautreflexion zu erfassen.

Validieren Sie die Erfassung der Augenbewegungsdaten, indem Sie den Teilnehmer bitten, wiederholte Vergenz- oder Sakkadenbewegungen auszuführen. Verwenden Sie zum Konfigurieren der Daten das externe Speichergerät, das die Autorefraktordaten enthält, und exportieren Sie die Daten auf ein Gerät, auf dem AMAP installiert ist. Starten Sie die AMAP-Anwendung, und wählen Sie entweder Datei-Präprozessor oder Batch-Präprozessor aus.

Überprüfen Sie den AMAP-Fortschrittsbalken und die Benachrichtigungen, da das System diese bereitstellt, wenn die ausgewählten Daten vorverarbeitet wurden. Ordnerverzeichnisse werden aus der AMAP-Vorverarbeitung generiert, um die Transparenz der Datenverarbeitung und den Zugriff über das lokale Laufwerk des Computers unter der AMAP-Ausgabe zu gewährleisten. Wenn eine AMAP-Funktion ohne vorherige Datenverarbeitung ausgewählt wird, suchen Sie nach einem Datei-Explorer-Fenster, in dem der Benutzer ein Datenverzeichnis auswählen kann.

Um die AMAP-Datenanalyse durchzuführen, wählen Sie als Nächstes eine Datendatei aus, die analysiert werden soll, indem Sie die Schaltfläche Daten laden und alle verfügbaren Dateien in das aktuelle Dateiverzeichnis laden, standardmäßig in einen generierten AMAP-Unterstrich-Ausgabeordner. Der Name der ausgewählten Datendatei wird im aktuellen Dateifeld angezeigt. Aktivieren Sie unter der Augenauswahl die Standardauswahl, die binokular gemittelte Daten für die aufgezeichnete Akkommodationsrefraktion anzeigt.

Wechseln Sie den Datentyp zwischen akkommodativer Refraktion und okulomotorischer Vergenz, die als Anvisieren durch die Typauswahl bezeichnet wird. Sehen Sie sich weitere grafische Anpassungen an, die verfügbar sind, um die Datenmetriken und Charakterisierungen erster und zweiter Ordnung darzustellen. Überprüfen Sie die Standardmetriken für AMAP.

Führen Sie nach der Anzeige der grafischen Optionen Änderungen am Startindex der Antwort, am Endindex der Antwort und am Index der Spitzengeschwindigkeit über die Zahlenauswahlfelder für metrische Änderungen durch. Speichern Sie nach der Analyse aller angezeigten aufgezeichneten Bewegungen die analysierten Metriken für jede Datendatei im Feld Bewegungs-ID oder über die Navigationspfeile für das linke Wort und das rechte Wort. Nicht analysierte Bewegungen haben eine Standardklassifizierung von keiner Zahl, die als NaN bezeichnet wird, und werden nicht gespeichert oder exportiert.

Führen Sie für jede Bewegung eine manuelle Klassifizierung als gut oder schlecht durch, um eine vollständige Analyse durch jeden Bediener zu gewährleisten. Klicken Sie auf die Schaltfläche Speichern, um die analysierten Daten zu speichern. Wählen Sie dann die Schaltfläche Exportieren aus, um die analysierten Daten in eine zugängliche Tabelle zu exportieren, die einzelne Bewegungsmetriken und die gemittelten exportierten Metrikblätter enthält.

Ensemble-Diagramme auf Gruppenebene von stimulierten Augenbewegungen, die durch VisualEye 2020 hervorgerufen werden, sind hier mit den entsprechenden Geschwindigkeitsmerkmalen erster Ordnung dargestellt. Jede Positionsspur der Augenbewegung wird als einfarbige Linie dargestellt und mit der Geschwindigkeitsantwort auf Gruppenebene in Rot überlagert. Die Visualisierung der Teilnehmerleistungen kann auch mit dem AMAP erfolgen, das ein Ensemble von fünf Grad konvergenten Antworten und den entsprechenden 1,5 Dioptrien akkommodativen Antworten zeigt, die sich aus der Datenverarbeitung ergeben.

Es ist wichtig, dass ein Teilnehmer auf der Mittellinie zentriert ist und versteht, was er mit seinen Augen für das Experiment tun muss. Klare Augenbilder mit geeignetem Gating sind entscheidend, um Daten aufzuzeichnen, die offline analysiert werden können. Wir erforschen neue Technologien wie Virtual Reality, um diese Techniken in tragbare Geräte zu übersetzen, die für diagnostische und therapeutische Interventionen gedacht sind, um Patienten mit binokularer Dysfunktion zu helfen, die in der Allgemeinbevölkerung nach einer Gehirnerschütterung oder bei Patienten mit Parkinson häufig vorkommt.