Quantification des réponses oculomotrices et de l’accommodation à l’aide de boîtes à outils d’instrumentation et d’analyse

Summary

VisualEyes2020 (VE2020) est un langage de script personnalisé qui présente, enregistre et synchronise les stimuli visuels des mouvements oculaires. VE2020 fournit des stimuli pour les mouvements oculaires conjugués (saccades et poursuite en douceur), les mouvements oculaires disconjugués (vergence), l’accommodation et les combinaisons de chacun. Deux programmes d’analyse unifient le traitement des données des systèmes de suivi oculaire et d’enregistrement des hébergements.

Abstract

Grâce à la stimulation et à l’enregistrement délibérés des mouvements oculaires, les caractéristiques fondamentales des mécanismes neuronaux sous-jacents des mouvements oculaires peuvent être observées. VisualEyes2020 (VE2020) a été développé sur la base du manque de stimulation visuelle logicielle personnalisable disponible pour les chercheurs qui ne repose pas sur des moteurs ou des actionneurs dans un haploscope traditionnel. Ce nouvel instrument et cette nouvelle méthodologie ont été développés pour une nouvelle configuration d’haploscope utilisant à la fois des systèmes de suivi oculaire et d’autoréfracteur. Le logiciel d’analyse qui permet l’analyse synchronisée des mouvements oculaires et des réponses accommodatives fournit aux chercheurs en vision et aux cliniciens un environnement reproductible et un outil partageable. Le programme d’analyse des mouvements oculaires (VEMAP) du Vision and Neural Engineering Laboratory (VNEL) a été créé pour traiter les enregistrements produits par les eye-trackers de VE2020, tandis que le programme d’analyse des mouvements accommodatifs (AMAP) a été créé pour traiter les sorties d’enregistrement du système autoréfracteur correspondant. Le VNEL étudie trois stimuli principaux : l’accommodation (changements de la convexité de la lentille intraoculaire induite par le flou), la vergence (rotation convergente vers l’intérieur et vers l’extérieur, rotation divergente des yeux) et les saccades (mouvements oculaires conjugués). Le VEMAP et l’AMAP utilisent des processus de flux de données, des interactions manuelles avec les opérateurs et des interventions similaires si nécessaire; Cependant, ces plates-formes d’analyse font progresser la mise en place d’une suite logicielle objective qui minimise la dépendance des opérateurs. L’utilité d’une interface graphique et de ses algorithmes correspondants permet de mener un large éventail d’expériences visuelles avec une expérience de codage minimale requise de la part de son ou ses opérateurs.

Introduction

Une coordination binoculaire concertée et des réponses accommodatives et oculomotrices appropriées aux stimuli visuels sont des aspects cruciaux de la vie quotidienne. Lorsqu’un individu a une vitesse de réponse au mouvement oculaire de convergence réduite, quantifiée par l’enregistrement des mouvements oculaires, une vision doublée (diplopie) peut être perçue ^1,2. En outre, une méta-analyse de la littérature Cochrane a révélé que les patients présentant des dysfonctionnements oculomoteurs, tentant de maintenir une vision binoculaire normale, éprouvent des symptômes visuels couramment partagés, notamment une v....

Protocol

L’étude, pour laquelle cette suite d’instrumentation et d’analyse de données a été créée et mise en œuvre avec succès, a été approuvée par le New Jersey Institute of Technology Institution Review Board HHS FWA 00003246 Approval F182-13 et approuvée en tant qu’essai clinique randomisé publié sur ClinicalTrials.gov Identifiant: NCT03593031 financé via NIH EY023261. Tous les participants ont lu et signé un formulaire de consentement éclairé approuvé par le comité d’examen institutionnel de l’université.

1. Configuration de l’instrumentation

1. Surveillance des connexions et du matériel
   1. Le système VE2020 attribue ....

Results

Des diagrammes d’ensemble au niveau du groupe des mouvements oculaires stimulés évoqués par VE2020 sont représentés à la figure 11 avec les caractéristiques de vitesse de premier ordre correspondantes.

Figure 11 : Ensembles de réponse aux mouvements oculaires. Les diagrammes d’ensemble des m.......

Discussion

Applications de la méthode en recherche
Les innovations du logiciel initial VisualEyes2020 (VE2020) incluent l’extension du VE2020 à projeter sur plusieurs moniteurs avec un ou plusieurs stimuli visuels, ce qui permet d’étudier des questions scientifiques allant de la quantification des composants Maddox de la vergence¹⁸ à l’influence de cibles distrayantes sur des cibles instruites¹⁹. L’extension du système d’haploscope jusqu’à VE2020 ainsi que le dével.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
National	Instruments	2090A
Convex-Sphere Trial Lens Set	Reichert	Portable Precision Lenses	Used for autorefractor
Calibration Cartes graphiques	-	Performances	minimales requises de GTX980 en configuration SLI
ISCAN Eye Tracker	ISCAN	ETL200
MATLAB	requise pour MathWorks	v2022a	AMAP
MATLAB	logicielle	requise pour MathWorks	v2015a
VEMAP Microsoft Windows 10	Microsoft	Windows 10	Système d’exploitation requis pour VE2020
Plusoptix PowerRef3 Autorefractor	Plusoptix	PowerRef3
Stimuli Monitor (Quantité : 4+)	Résolution Dell	1920x1080	Remarque : tous les moniteurs doivent être du même modèle et de la même marque pour éviter les différences de résolution ainsi que les configurations physiques