Name: Evaluación del campo visual binocular central y los movimientos oculares binoculares en una condición de visualización dicopética (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Aprende a evaluar el campo visual central y los movimientos oculares binoculares mediante estímulos dicópticos con tecnología 3D. Este método ofrece una alternativa más sencilla que el haploscopio para pacientes con pérdida de visión central.

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Esta investigación fue financiada por la beca de investigación postdoctoral de LC Industries a la beca de investigación postdoctoral RR y Bosma Enterprises a AK. Los autores quisieran agradecer a los Drs. Laura Walker y Donald Fletcher por sus valiosas sugerencias y ayuda en el reclutamiento de temas.

Todos los procedimientos y protocolos descritos a continuación fueron revisados y aprobados por la junta de revisión institucional de la Universidad Estatal de Wichita, Wichita, Kansas. Se obtuvo el consentimiento informado de todos los participantes.
1. Selección de participantes
<ol><li>Participantes reclutadas con visión normal (n=5, 4 hembras, medias ± SE: 39,8 ± 2,6 años), y con pérdida de visión central (n=15, 11 mujeres, 78,3 ± 2,3 años) debido a la degeneración macular (relacionada con la edad/juvenil). Tenga en cuenta que las edades groseramente diferentes de los dos grupos eran secundarias a la demografía de los sujetos con pérdida central de la visión (la degeneración macular relacionada con la edad afecta a los sujetos mayores y es más frecuente en las mujeres). Además, el objetivo de este estudio no era comparar las dos cohortes.</li>
</ol>2. Preparación del experimento
<ol><li>Utilice unas gafas de obturador activas 3D inalámbricas(tabla de materiales)que se pueden sincronizar con cualquier monitor listo para 3D. Para que las gafas de obturación estén activas, no debe haber interferencia entre el transmisor infrarrojo (una pequeña caja negra en forma de pirámide) y el receptor infrarrojo (sensor) en el puente nasal de las gafas de obturación.</li>
	<li>Muestra todos los estímulos visuales en un monitor 3D (1920 x 1080 píxeles, 144 Hz). Para que el monitor y las gafas 3D funcionen sin problemas, asegúrese de que se instalen los controladores adecuados.</li>
	<li>Utilice un rastreador de ojos infrarrojo basado en video montado en la mesa(Tabla de Materiales)que sea capaz de medir los movimientos oculares en el muestreo de 1000 Hz para este protocolo. Separe la iluminación infrarroja y la cámara del rastreador de ojos utilice cualquier trípode con altura y ángulo ajustables (Tabla de materiales) para mantenerlos firmemente en su lugar. Coloque la cámara a una distancia de 20-30 cm del participante y coloque la pantalla a una distancia de 100 cm del participante.</li>
	<li>Utilice un parche reflectante infrarrojo(Tabla de materiales)para evitar la interferencia entre la iluminación infrarroja del rastreador ocular y el sistema infrarrojo de las gafas de obturador(Figura 1,Derecha).</li>
	<li>Utilice software disponible comercialmente(Tabla de materiales)para integrar gafas de obturador y monitor listo para 3D para la presentación dicopética de estímulos visuales para controlar el eyetracker.</li>
	<li>Para estabilizar los movimientos de la cabeza, utilice una barbilla alta y ancha y un reposacabezas(Tabla de Materiales)y apriétela a una mesa ajustable. La amplia dimensión de la barbilla y el reposacabes permite un posicionamiento cómodo de los participantes con las gafas de obturador puestas. NOTA: La Figura 1 muestra la configuración para el seguimiento ocular con presentación de estímulo dicoptico utilizando gafas de obturador 3D y monitor listo para 3D. El parche reflectante infrarrojo se colocó estratégicamente debajo del sensor infrarrojo en el puente nasal de las gafas de obturador 3D(Figura 1,Derecha).</li>
	<li>Minimice la fuga de información de luminancia desactivando la opción de impulso de luz en el monitor listo para 3D. La fuga de información de luminancia de un ojo al otro ojo se conoce como fuga de luminancia o diafonía13. Esto es propenso a ocurrir con las pantallas estereoscópicas en las condiciones de alta luminancia.</li>
	<li>Debido a las persianas, la cantidad de iluminación infrarroja (del sistema de seguimiento ocular) que llega a la pupila puede reducirse significativamente13 – en promedio, aproximadamente el 65% de la luminancia se redujo(Tabla complementaria 1). Para superar esto, aumente la resistencia de los LED infrarrojos del eyetracker al 100% o (el ajuste máximo) desde el ajuste de potencia predeterminado. Cuando utilice el rastreador de ojos infrarrojo basado en vídeo (Tabla de materiales) cambie esta configuración en la configuración de "Potencia de iluminación" en la pantalla inferior izquierda como se muestra en la Figura 2.</li>
</ol>3. Ejecutar el experimento
NOTA: El experimento principal de este estudio fue el seguimiento ocular binocular y la detección del campo visual central utilizando estímulos dicopticos. La detección central del campo visual era comparable a las pruebas de campo visual de los instrumentos disponibles comercialmente (Tabla de materiales). Las propiedades físicas del estímulo visual como la luminancia del objetivo (~22 cd/m2),la luminancia del fondo (~10 cd/m2),el tamaño del objetivo (Goldmann III – 4 mm2),la cuadrícula de campo visual (cuadrícula Polar 3 con 28 puntos, figura 3)y la duración del estímulo (200 ms) eran idénticas a las pruebas de campo visual de los instrumentos disponibles comercialmente. Tenga en cuenta que estos valores de luminancia se midieron a través de gafas de obturador cuando el obturador estaba encendido(Tabla suplementaria 1). A los efectos de las pruebas analizadas aquí, la luminancia del estímulo fue constante a diferencia de las pruebas de campo visual donde se altera la luminancia del estímulo para obtener un umbral de detección. En otras palabras, el experimento empleó la detección supra-umbral y no el umbral. Por lo tanto, los resultados de la proyección fueron respuestas binarias (estímulos vistos o no vistos) y no valores numéricos.
<ol><li>Comprobaciones previas al experimento<ol>
<li>Un par de minutos antes de que el participante llegue para las pruebas, asegúrese de que tanto el rastreador ocular como el ordenador host (que ejecuta el experimento) estén encendidos y confirmen que el equipo host está conectado al eyetracker.</li>
		<li>Como regla general, confirme la precisión de sincronización (mediante comandos específicos de la plataforma) de la pantalla antes de comenzar el experimento.</li>
	</ol></li>
	<li>Iniciando el experimento principal NOTA: Los pasos siguientes son muy específicos de la plataforma y dependen del script que ejecuta el experimento principal. Consulte Material suplementario que contiene las muestras de los códigos utilizados para diseñar y ejecutar el experimento.<ol>
<li>Inicie el programa (Ver material suplementario - 'ELScreeningBLR.m') que ejecuta el experimento principal desde la interfaz adecuada. Cuando el programa lo solicite y si así lo solicita, introduzca la información del participante (como el ID de participante, la distancia de prueba) necesaria para guardar el archivo de datos de salida en la carpeta de datos con un nombre de archivo único.</li>
		<li>Una pantalla gris con instrucciones como "Pulse Intro para alternar la cámara; Pulse C para calibrar, Pulse V para validar" aparecerá en la pantalla. En esta etapa, ajuste la cámara del rastreador de ojos para alinearse con la pupila del participante como se muestra en la Figura 2.</li>
	</ol></li>
	<li>Calibración y validación de eye-tracker<ol>
<li>Inicie la calibración del rastreador de ojos. Indique a los participantes que sigan al objetivo moviendo los ojos (y no la cabeza) y miren el centro del objetivo.</li>
		<li>Después de la calibración correcta, inicie la validación. Proporcione las mismas instrucciones que la calibración.</li>
		<li>Lea los resultados del paso de validación (normalmente se muestra en la pantalla). Repita la calibración y validación hasta que se obtenga el resultado "bueno/justo" (según lo recomendado por el manual del eyetracker).</li>
	</ol></li>
	<li>Corrección de deriva<ol>
<li>Una vez realizada la calibración y validación del rastreador ocular, inicie la corrección de deriva.</li>
		<li>Instruya a los participantes a "mirar el objetivo central de fijación y mantener sus ojos lo más firmes posible". NOTA: Después de la calibración, validación y corrección de deriva, el seguimiento ocular se iniciará simultáneamente con el experimento principal.</li>
	</ol></li>
	<li>Proyección de campo visual<ol>
<li>Vuelva a instruir/recordar al participante acerca de la tarea que debe hacer durante el experimento. Pida a los sujetos que mantengan ambos ojos abiertos durante toda la prueba.</li>
		<li>Para este experimento de campo visual, indíquenlos a mantener la fijación en el objetivo de fijación central mientras responden a "cualquier luz blanca vista" pulsando el botón "Enter" en el botón de respuesta (Figura 1, Tabla de materiales). Indíquenles que no muevan los ojos y busquen las nuevas luces blancas. Además, recuérdeles que las breves luces blancas pueden aparecer en cualquier lugar de la pantalla. NOTA: Durante la detección de campo visual, el funcionamiento de las gafas de obturador se puede sondear utilizando objetivos monoculares que se pueden fusionar para formar un percept completo (Ver Figura Suplementaria 2 – ensayos de captura).</li>
		<li>Vuelva a iterar la instrucción de "mantener la fijación" varias veces durante todo el experimento para asegurarse de que la fijación se encuentra dentro del área deseada. NOTA: Se puede utilizar una retroalimentación de audio (como un tono de error) para alertar sobre la pérdida de fijación (como los ojos movidos fuera de una ventana de tolerancia). Cuando la fijación caduca, vuelva a estructurar el participante para fijarlo solo en el destino cruzado. La presentación de estímulos visuales se puede detener temporalmente hasta que el participante vuelva a colocar la fijación dentro de la ventana de tolerancia (como 2°central).</li>
		<li>Al final del experimento de campo visual, la pantalla mostrará el resultado de las pruebas resaltando las ubicaciones vistas y no vistas de forma diferente (como por ejemplo, la Figura 6).</li>
	</ol></li>
	<li>Guardar el archivo de datos<ol>
<li>Todos los datos del campo visual (por ejemplo, guardados como ". mat" y los datos de movimiento ocular (por ejemplo, guardados como archivo ".edf") se guardarán automáticamente para su análisis post hoc. Sin embargo, asegúrese de que los archivos se han guardado antes de salir del programa/plataforma que ejecuta el experimento.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Análisis
NOTA: El análisis del movimiento ocular y los datos de campo visual se puede realizar de varias maneras y está supeditado al software utilizado para ejecutar el experimento y el formato de datos de la salida del rastreador ocular. Los pasos siguientes son específicos de la configuración y el programa (Ver materiales suplementarios).
<ol><li>Análisis del movimiento ocular (post-hoc) NOTA: El archivo de datos de movimientos oculares guardados (EDF) es un formato binario altamente comprimido, y contiene muchos tipos de datos, incluidos eventos de movimiento ocular, mensajes, pulsaciones de botones y muestras de posición de mirada.<ol>
<li>Convertir archivos EDF a ASC-II mediante un programa de traductor (EDF2ASC).</li>
		<li>Ejecute 'PipelineEyeMovementAnalysisERI.m' para inicializar el análisis del movimiento ocular y siga las instrucciones indicadas en el código (Consulte Materiales suplementarios para el script de código).</li>
		<li>Ejecute 'EM_plots.m', para extraer posiciones horizontales y verticales de los ojos y para trazar como se muestra en las figuras 4 y 5. NOTA: Los datos de movimiento ocular se pueden analizar aún más para calcular la estabilidad de la fijación, detectar microsaccades, etc. Sin embargo, esto está fuera del alcance del documento actual.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Campos visuales<ol>
<li>Para obtener los informes de la prueba de campo visual, ejecute 'VF_plot.m'. NOTA: Todos los datasets relativos al experimento de campo visual, como los puntos vistos o no vistos, se trazarán como un mapa de campo visual como se muestra en la figura 6. Si se vio un punto, entonces será trazado como cuadrado lleno "verde", de lo contrario se trazará un cuadrado relleno rojo. No será necesario ningún análisis post hoc para los datos de campo visual.</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>

Los autores no tienen nada que revelar. Partes del estudio presentado aquí fueron presentadas como abstracta titulada "Función Visual Central Binocular en Degeneración Macular" en la reunión anual de la Academia Americana de Optometría 2019.

El método propuesto para medir los movimientos oculares en la condición de visualización dicopética tiene muchas aplicaciones potenciales. Evaluar los campos visuales binoculares en los participantes con pérdida de visión central que se demuestra aquí es una de esas aplicaciones. Utilizamos este método para evaluar el campo visual binocular en quince participantes con pérdida de visión central para estudiar cómo la visualización binocular influye en la pérdida heterogénea del campo visual central.
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La degeneración macular es generalmente una condición bilateral que afecta la visión central y el patrón de pérdida visual puede ser heterogéneo. La pérdida visual central podría ser simétrica o asimétrica entre dos ojos1. Actualmente, hay varias técnicas disponibles para evaluar el campo visual central en la degeneración macular. El gráfico de cuadrícula de Amsler contiene un patrón de cuadrícula que se puede utilizar para proyectar manualmente el campo visual central. Los perímetros automatizados (por ejemplo, el analizador de campo visual Humphrey) presentan destellos de luz de diferentes brillos y tamaños en un tazón de ganzfeld estandarizado para sondear el campo visual. La microperimetría contingente de miradas presenta estímulo visual en una pantalla LCD. Los micro-perímetros pueden compensar los movimientos de los micro-ojos mediante el seguimiento de una región de interés en la retina. Los micro-perímetros pueden sondear regiones locales en la retina central para detectar cambios en la función, pero solo pueden probar un ojo a la vez. En consecuencia, las pruebas micro-perimétricas no pueden explicar cómo los defectos heterogéneos en cada ojo afectan la interacción binocular y la función del mundo real. Existe una necesidad insatisfecha de un método para evaluar de forma fiable los campos visuales en una condición de visualización que se aproxima estrechamente a la visualización en el mundo real. Tal evaluación es necesaria para entender cómo el defecto del campo visual de un ojo afecta/contribuye al defecto del campo visual binocular. Proponemos un método novedoso para evaluar el campo visual central en personas con pérdida visual central bajo condición de visualización dicoptica (es decir, cuando los estímulos visuales se presentan de forma independiente a cada uno de los dos ojos).
Para medir los campos visuales de forma fiable, la fijación debe mantenerse en un locus determinado. Por lo tanto, es importante combinar el seguimiento ocular y la presentación dicopética para la evaluación binocular. Sin embargo, la combinación de estas dos técnicas puede ser difícil debido a la interferencia entre los sistemas de iluminación del rastreador de ojos (por ejemplo, LED infrarrojos) y los elementos ópticos de los sistemas de presentación dicopética (por ejemplo, espejos de haploscopio o prismas de estereoscopios). Las opciones alternativas son utilizar una técnica de seguimiento ocular que no interfiera con la línea de visión (por ejemplo, técnica de bobina escleral) o un eye-tracker integrado con gafas2. Aunque cada método tiene sus propios beneficios, hay desventajas. El método anterior se considera invasivo y puede causar molestias considerables3 y estos últimos métodos tienen bajas resoluciones temporales (60 Hz)4. Para superar estos problemas, Brascamp & Naber (2017)5 y Qian & Brascamp (2017)6 utilizaron un par de espejos fríos (que transmitieron luz infrarroja pero reflejaron el 95% de la luz visible) y un par de monitores a ambos lados de los espejos fríos para crear una presentación dicopética. Rastreador de ojos infrarrojo basado en vídeo se utilizó para rastrear los movimientos oculares en la configuración del haploscopio7,8.
Sin embargo, el uso de una presentación dicopética tipo haploscopio tiene un inconveniente. El centro de rotación del instrumento (haploscopio) es diferente del centro de rotación del ojo. Por lo tanto, se requieren cálculos adicionales (como se describe en el Apéndice – A de Raveendran (2013)9) para mediciones adecuadas y precisas de los movimientos oculares. Además, los planos de alojamiento y vergencia deben estar alineados (es decir, la demanda de alojamiento y vergüenza debe ser la misma). Por ejemplo, si la distancia de trabajo (distancia óptica total) es de 40 cm, la demanda de alojamiento y vergencia es de 2,5 dioptrías y ángulos de 2,5 metros, respectivamente. Si alineamos los espejos perfectamente ortogonales, entonces el haploscopio está alineado para la visualización distante (es decir, la vergencia requerida es cero), pero el alojamiento requerido sigue siendo 2.5D. Por lo tanto, se debe colocar un par de lentes convexas (+2,50 dioptrías) entre el ojo y la disposición del espejo del haploscopio para empujar el plano de alojamiento hasta el infinito (es decir, el alojamiento requerido es cero). Este arreglo requiere más espacio entre el ojo y la disposición del espejo del haploscopio es necesario, lo que nos lleva de vuelta a la diferencia en los centros de rotación. La cuestión de alinear los planos de alojamiento y vergencia se puede minimizar alineando el haploscopio con la visión cercana de tal forma que ambos aviones estén alineados. Sin embargo, esto requiere la medición de la distancia inter-pupillaria para cada participante y la alineación correspondiente de espejos de haploscopio / monitores de presentación de estímulo.
En este artículo, presentamos un método para combinar el seguimiento ocular infrarrojo basado en vídeo y la presentación de estímulos dicopticos utilizando gafas inalámbricas de obturador 3D y monitores listos para 3D. Este método no requiere ningún cálculo adicional y/o suposiciones como las utilizadas con el método haploscópico. Las gafas de obturador se han utilizado junto con los rastreadores oculares para entender la fusión binocular10,la adaptación sacádica11y la coordinación ojo-mano12. Sin embargo, cabe señalar que las gafas de obturador estéreo utilizadas por Maiello y sus colegas10,11,12 eran las gafas de obturador de primera generación, que estaban conectadas a través de un cable para sincronizarse con la frecuencia de actualización del monitor. Además, las gafas de obturador de primera generación no están disponibles comercialmente ahora. Aquí, demostramos el uso de gafas inalámbricas de obturador de segunda generación disponibles comercialmente(Tabla de Materiales)para presentar estímulos dicopticos y medir de forma fiable los movimientos oculares monoculares y binoculares. Además, demostramos un método para evaluar los campos visuales monoculares/binoculares en sujetos con pérdida de campo visual central. Mientras que la presentación dicopética de estímulo visual permite la evaluación monocular y binocular de los campos visuales, el seguimiento ocular binocular bajo condición de visualización dicoptica facilita las pruebas de campos visuales en un paradigma controlado por la mirada.

<table><tbody><tr><td>Monitor 3D</td><td>Benq</td><td>NA</td><td>Costo aproximado (en USD): 500 https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html</td></tr><tr><td>Vidrio obturador 3D</td><td>NVIDIA</td><td>NA</td><td>Costo aproximado (en USD): 300 https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html</td></tr><tr><td>Mentonera/reposacabezas</td><td>UHCO</td><td>NA</td><td>Costo aproximado (en USD): 750 https://www.opt.uh.edu/research-at-uhco/uhcotech/headspot/</td></tr> <tr><td>Eyetracker</td><td>SR Research</td><td>NA</td><td>Costo aproximado (en USD): 27,000 https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/</td></tr> <tr><td>parche reflectante IR</td><td>Tactical</td><td>NA</td><td>Costo aproximado (en USD): 10 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 Software</td><td>Mathworks</td><td>NA</td><td>Coste aproximado (en USD): 2150 https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html</td></tr><tr><td>Teclado numérico</td><td>Amazon</td><td>CP001878 (modelo), B01E8TTWZ2 (ASIN)</td><td>Costo Aproximado (en USD): 15 https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2</td></tr><tr><td>Psychtoolbox - Agregar</td><td>Freeware</td><td>NA</td><td>Costo Aproximado (en USD): GRATIS http://psychtoolbox.org/download.html</td></tr><tr><td>Trípode (Dekstop)</td><td>Manfrotto</td><td>MTPIXI-B (modelo), B00D76RNLS (ASIN)</td><td>Costo Aproximado (en USD): 30 https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS</td></tr></tbody></table>

evaluación del campo visual binocular central y los movimientos oculares binoculares en una condición de visualización dicopética

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

La degeneración macular suele producir defectos visuales centrales binoculares heterogéneos. Actualmente, los enfoques disponibles para evaluar el campo visual central, como la microperimetría, solo pueden probar un ojo a la vez. Por lo tanto, no pueden explicar cómo los defectos en cada ojo afectan la interacción binocular y la función del mundo real. La presentación de estímulos dicopticos con un sistema controlado por la mirada podría proporcionar una medida fiable de los campos visuales monoculares/binoculares. Sin embargo, la presentación de estímulos dicopticos y el seguimiento simultáneo de los ojos son desafiantes porque los dispositivos ópticos de instrumentos que presentan estímulos dicopéticamente (por ejemplo, haploscopio) siempre interfieren con los rastreadores oculares (por ejemplo, rastreadores oculares infrarrojos basados en vídeo). Por lo tanto, los objetivos eran 1) desarrollar un método de presentación de estímulo dicoptico con seguimiento ocular simultáneo, utilizando gafas de obturador 3D y monitores listos para 3D, que no se ve afectado por interferencias y 2) utilizar este método para desarrollar un protocolo para evaluar el campo visual central en sujetos con pérdida de visión central. Los resultados mostraron que esta configuración proporciona una solución práctica para medir de forma fiable los movimientos oculares en condiciones de visualización dicopticas. Además, también se demostró que este método puede evaluar el campo visual central binocular controlado por la mirada en sujetos con pérdida de visión central.

Se muestran los rastros representativos de movimiento ocular binocular de un observador con visión binocular normal durante dos condiciones de visualización diferentes (Figura 4). El seguimiento continuo de los movimientos oculares fue posible cuando ambos ojos vieron el estímulo(Figura 4A),y cuando el ojo izquierdo vio el estímulo con el ojo derecho debajo de un obturador activo(Figura 4B). Como se desprende de estos rastros, el mé...

Aquí se presenta un protocolo para evaluar los movimientos binoculares de los ojos y la detección del campo visual central controlado por la mirada en los participantes con pérdida central de la visión.

Evaluación del campo visual binocular central y los movimientos oculares binoculares en una condición de visualización dicopética

Macular degeneration typically results in heterogeneous binocular central visual defects. Currently available approaches to assess central visual field, ...

Los métodos disponibles actualmente para evaluar el campo visual central son monoculares. Utilizamos la presentación de estímulos dicópticos con el sistema de control de la mirada para una evaluación fiable del campo visual monocular y binocular. Este método utiliza un monitor listo para 3D y gafas con obturador 3D para la presentación de estímulos dicópticos, lo que proporciona enfoques más simples y directos que otros métodos, por ejemplo, el uso de un haploscopio.El Dr. Guler Arsal, investigador postdoctoral asociado en el Instituto de Investigación Envision, demostrará el procedimiento de prueba. Antes de comenzar un experimento, seleccione un par de gafas inalámbricas con obturador activo 3D que se puedan sincronizar con cualquier monitor preparado para 3D. Para que las gafas del obturador estén activas, no debe haber interferencias entre el transmisor de infrarrojos y el receptor de infrarrojos en el puente de la nariz de las gafas del obturador.Muestre todos los estímulos visuales en un monitor 3D con una resolución de 1920 por 1080 píxeles y 144 hercios. Para que el monitor y las gafas 3D funcionen sin problemas, asegúrese de que estén instalados los controladores adecuados. Coloque un rastreador ocular basado en video infrarrojo montado en una mesa que sea capaz de medir los movimientos oculares a una frecuencia de muestreo de 1.000 hercios en la mesa junto al monitor y coloque un asiento para el participante a 100 centímetros del monitor.Utilice un trípode para colocar la cámara del seguimiento ocular a una distancia de 20 a 30 centímetros de donde se sentará el participante y utilice un parche reflectante infrarrojo para evitar interferencias entre la iluminación infrarroja del rastreador ocular y el sistema infrarrojo de las gafas obturadoras. Utilice el software disponible en el mercado para integrar las gafas con obturador con el monitor 3D listo para la presentación dicóptica de estímulos visuales para controlar el seguimiento ocular. Sujete una barbilla alta y ancha y un reposacabezas a una mesa ajustable para permitir una posición cómoda del participante una vez que las gafas del obturador estén puestas.Coloque el parche reflectante infrarrojo debajo del sensor y desactive la opción de aumento de luz en el monitor listo para 3D para minimizar cualquier fuga de la información de luminancia, luego aumente la fuerza de los LED infrarrojos del rastreador ocular al 100% desde el 50% predeterminado en el software. Unos minutos antes de que llegue el participante, verifique que el rastreador ocular y la computadora host estén encendidos y confirme que la computadora esté conectada al rastreador ocular. A continuación, compruebe la precisión de la sincronización de la pantalla.Cuando llegue el participante, pídale que se siente con la cabeza y la barbilla en el resto y pídale que se ponga las gafas de obturador activo 3D. Cuando el participante se sienta cómodo, inicie el programa que ejecuta el experimento principal desde la interfaz adecuada. Cuando el programa se lo solicite, ingrese la información del participante y guarde el archivo de datos de salida en una carpeta de datos con un nombre de archivo único.Cuando aparezca en la pantalla una pantalla gris con instrucciones como presionar Enter para alternar la cámara, presionar C para calibrar, presionar V para validar, ajuste la cámara del rastreador ocular para alinearla con la pupila del participante. Para la calibración del rastreador ocular, inicie la calibración en el software e indique al participante que siga al objetivo moviendo los ojos, pero no la cabeza, y que mire al centro del objetivo. Si la calibración se realiza correctamente, inicie la validación e indique al participante que vuelva a seguir el objetivo solo con los ojos mientras mira al centro del objetivo.A continuación, lea los resultados del paso de validación en la pantalla. Una vez que se haya logrado una buena calibración y validación justa del rastreador ocular, inicie la corrección de la deriva e indique al participante que mire al objetivo de fijación central mientras mantiene los ojos lo más firmes posible. Una vez finalizada la corrección de la deriva, informe al participante de que debe mantener los dos ojos abiertos durante toda la prueba, mantener la fijación en el objetivo de fijación central y pulsar Intro en respuesta a cualquier luz blanca observada.Indique al participante que no busque nuevas luces blancas y que no mueva los ojos y que las luces pueden aparecer en cualquier lugar de la pantalla. Al final del experimento de campo visual, la pantalla mostrará el resultado de la prueba, resaltando diferencialmente las ubicaciones vistas y no vistas. Aunque todos los datos del campo visual y del movimiento ocular se guardarán automáticamente para el análisis post-hoc, asegúrese de confirmar que los archivos se han guardado antes de salir de la plataforma que ejecuta el experimento.Aquí, se muestran las trazas representativas del movimiento ocular binocular de un observador con visión binocular normal durante dos condiciones de visualización diferentes. El seguimiento continuo de los movimientos oculares es posible cuando ambos ojos ven el estímulo y cuando el ojo izquierdo ve el estímulo con el ojo derecho bajo un obturador activo. Como es evidente, este método no afecta a la calidad de la medición del movimiento ocular y puede medir los movimientos oculares incluso para experimentos de larga duración.Como se ha observado, el método se puede utilizar para medir de forma fiable los movimientos oculares incluso en participantes difíciles con pérdida de la visión central. De hecho, una aplicación importante de este método es la detección del campo visual central en sujetos con y sin pérdida de visión central. El método proporciona una forma de documentar el impacto de la pérdida de visión central en una visión del mundo real con ambos ojos abiertos, como para este observador representativo en el que se observó la ventaja binocular.Se puede lograr una sincronización exitosa del monitor listo para 3D y las gafas con obturador 3D con el seguimiento ocular colocando estratégicamente el parche reflectante de infrarrojos. Aunque demostramos que se trata de un solo campo visual, este método puede ampliarse para medir el umbral en cada localización de la retina para estudiar los déficits del campo visual monocular y binocular.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Behavior

Comportamiento

Objeto De Movimiento (OFM) y protocolos estéreo de duración limitada son instrumentos sensibles para identificar monocular y déficit de la función visual binocular dinámicas, las cuales se ven afectadas de forma exclusiva en pacientes con neuritis óptica. Además, estas pruebas pueden ser utilizados como herramientas no invasivas cuantitativos para evaluar el grado de mielinización largo de las vías visuales.

Tests visuales dinámicos para identificar y cuantificar los daños visuales y Reparación Siguiendo desmielinización en neuritis óptica pacientes

Recientemente hemos propuesto un método que permite la presentación de estímulos visuales dicópticos y binocular ojo al mismo tiempo de seguimiento1. La clave es la combinación de un tracker de ojo infrarrojo y los espejos infrarrojos transparente correspondientes. Este manuscrito ofrece un detallado protocolo de configuración inicial y operación diaria.

Cómo construir un sistema de presentación de dicópticos que incluye un Eye Tracker

Aquí, presentamos protocolos detallados para la privación visual monocular y el análisis de plasticidad de dominio ocular, que son métodos importantes para estudiar los mecanismos neuronales de la plasticidad visual durante el período crítico y los efectos de genes específicos en desarrollo visual.

Medición de la plasticidad de la privación visual monocular y la dominación ocular en la corteza visual primaria del ratón

La presente investigación demuestra un método para examinar con precisión la agudeza visual dinámica (AVD) en sujetos miopes con corrección de anteojos. Un análisis posterior indicó que cuanto más cerca está el estado de refracción de la emetropía, mejor es el DVA binocular corregido por anteojos a 40 y 80 grados por segundo.

Agudeza visual dinámica binocular en pacientes miopes corregidos por gafas

VisualEyes2020 (VE2020) es un lenguaje de scripting personalizado que presenta, registra y sincroniza estímulos visuales de movimiento ocular. VE2020 proporciona estímulos para movimientos oculares conjugados (sacadas y persecución suave), movimientos oculares desconjugados (vergencia), acomodación y combinaciones de cada uno. Dos programas de análisis unifican el procesamiento de datos de los sistemas de seguimiento ocular y registro de alojamiento.

Cuantificación de respuestas oculomotoras y acomodación a través de instrumentación y cajas de herramientas de análisis

Aquí se describe una nueva prueba de agudeza basada en el movimiento que permite evaluar el procesamiento visual central y periférico en individuos sanos y con baja visión, junto con gafas que limitan la visión periférica compatibles con los protocolos de resonancia magnética. Este método ofrece una evaluación integral de la visión para las deficiencias funcionales y las disfunciones del sistema visual.

Prueba de agudeza de movimiento para la medición de la agudeza del campo visual con formas definidas por el movimiento

Presentamos el desarrollo de un marco de visualización contingente a la mirada diseñado para la investigación perceptiva y oculomotora que simula la pérdida de la visión central. Este marco es particularmente adaptable para el estudio de estrategias conductuales y oculomotoras compensatorias en individuos que experimentan pérdida de visión central tanto simulada como patológica.

Un marco de visualización contingente a la mirada para la investigación del aprendizaje perceptual con pérdida de visión central simulada

La metodología exploró las contribuciones visuales y vestibulares a la estabilización de la mirada durante las rotaciones optocinéticas y de todo el cuerpo. Las estimulaciones se llevaron a cabo a través de ensayos visuales, vestibulares y visuovestibulares. La ganancia de movimiento ocular torsional y las frecuencias de nistagmo sirvieron como indicadores para la transmisión subcortical de información de movimiento sensorial específica hacia la respuesta reflexiva del tronco encefálico para...

Uso del seguimiento ocular para evaluar la importancia relativa de la entrada visual y vestibular para el procesamiento del movimiento subcortical en el plano de balanceo

Aquí presentamos una batería completa de tareas para evaluar la visión binocular. Las tareas incluyen estereoagudeza periférica y movimiento en profundidad, que no se evalúan según las pruebas clínicas actuales. Incorporar estas tareas proporcionará una evaluación en profundidad de la binocularidad de la persona.

Una batería de pruebas cuantitativas de visión binocular para adultos: protocolos de prueba

El presente artículo describe cómo utilizar metodologías de seguimiento ocular para estudiar los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de texto. Se incluyen descripciones de los equipos de seguimiento ocular, cómo desarrollar estímulos experimentales y recomendaciones de procedimientos. La información presentada se puede aplicar a la mayoría de cualquier estudio utilizando estímulos verbales.

Uso de movimientos oculares para evaluar los procesos cognitivos involucrados en la comprensión de texto

Aprende a evaluar el campo visual central y los movimientos oculares binoculares mediante estímulos dicópticos con tecnología 3D. Este método ofrece una alternativa más sencilla que el haploscopio para pacientes con pérdida de visión central.

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Evaluación del campo visual binocular central y los movimientos oculares binoculares en una condición de visualización dicopética

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