RESEARCH
Peer reviewed scientific video journal
Video encyclopedia of advanced research methods
Visualizing science through experiment videos
EDUCATION
Video textbooks for undergraduate courses
Visual demonstrations of key scientific experiments
BUSINESS
Video textbooks for business education
OTHERS
Interactive video based quizzes for formative assessments
Products
RESEARCH
JoVE Journal
Peer reviewed scientific video journal
JoVE Encyclopedia of Experiments
Video encyclopedia of advanced research methods
EDUCATION
JoVE Core
Video textbooks for undergraduates
JoVE Science Education
Visual demonstrations of key scientific experiments
JoVE Lab Manual
Videos of experiments for undergraduate lab courses
BUSINESS
JoVE Business
Video textbooks for business education
Solutions
Language
ko_KR
Menu
Menu
Menu
Menu
A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Research Article
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
Erratum Notice
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
여기에 제시된 것은 중앙 시력 상실을 가진 참가자의 쌍안경 눈 움직임 및 시선 제어 중앙 시야 검열을 평가하기 위한 프로토콜입니다.
황반 변성은 전형적으로 이기종 쌍안경 중앙 시각적 결함을 초래합니다. 현재 미세 perimetry와 같은 중앙 시야를 평가하기 위한 접근 법은 한 번에 하나의 눈만 테스트할 수 있습니다. 따라서 각 눈의 결함이 쌍안경 상호 작용및 실제 기능에 어떤 영향을 미치는지 설명 할 수 없습니다. 시선 제어 시스템을 갖춘 Dichoptic 자극 프리젠 테이션은 단안 / 쌍안경 시야의 신뢰할 수있는 측정을 제공 할 수 있습니다. 그러나, 이압 자극 프리젠 테이션 및 동시 아이 트래킹은 자극을 제시하는 악기의 광학 장치 (예 : haploscope)는 항상 아이 트래커 (예 : 적외선 비디오 기반 의 아이 트래커)를 방해하기 때문에 도전적입니다. 따라서, 목표는 1) 3D 셔터 안경과 3D 준비 모니터를 사용하여 동시 아이 트래킹을 사용하여 dichoptic 자극 프리젠 테이션을위한 방법을 개발하고, 간섭에 의해 영향을받지 않으며 2) 이 방법을 사용하여 중앙 시력 상실을 가진 과목의 중앙 시야필드를 평가하기위한 프로토콜을 개발하는 데 사용하였다. 그 결과, 이 설정은 이크옵틱 보기 상태에서 눈 움직임을 안정적으로 측정할 수 있는 실용적인 솔루션을 제공한다는 것을 보여주었습니다. 또한, 이 방법은 중앙 시력 상실을 가진 과목에서 시선 제어 쌍안경 중앙 시야를 평가할 수 있다는 것을 입증하였다.
황반 변성은 일반적으로 중앙 시력에 영향을 미치는 양측 상태이며 시각적 손실의 패턴은 이질적 일 수 있습니다. 중앙 시각적 손실은 두 눈1사이의 대칭 또는 비대칭일 수 있습니다. 현재 황반 변성에서 중앙 시야를 평가하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 기술이 있습니다. Amsler 그리드 차트에는 중앙 시야를 수동으로 검사하는 데 사용할 수 있는 그리드 패턴이 포함되어 있습니다. 자동 둘레(예: 험프리 시야 분석기)는 표준화된 간즈펠트 그릇에 다양한 밝기와 크기의 빛이 깜박임하여 시야를 조사합니다. 시선 우발적 마이크로페리어측정은 LCD 디스플레이에 시각적 자극을 제공합니다. 마이크로 둘레는 망막에 관심 있는 지역을 추적하여 미세 눈의 움직임을 보상할 수 있습니다. 마이크로 둘레는 중앙 망막의 로컬 영역을 조사하여 기능의 변화를 조사할 수 있지만 한 번에 한 눈만 테스트할 수 있습니다. 따라서, 마이크로 perimetric 테스트는 각 눈의 이질적 결함이 쌍안경 상호 작용및 실제 기능에 어떻게 영향을 미치는지 설명할 수 없습니다. 실제 시청과 밀접하게 근사하는 보기 조건에서 시각적 필드를 안정적으로 평가하는 방법이 충족되지 않은 필요가 있습니다. 이러한 평가는 한 눈의 시야 결함이 쌍안경 시야 결함에 영향을 미치는지 또는 기여하는 방법을 이해하는 데 필요합니다. 우리는 dichoptic 보기 조건하에서 중앙 시각 손실을 가진 사람들의 중앙 시야를 평가하기 위한 새로운 방법을 제안합니다 (즉, 시각적 자극이 두 눈 각각에 독립적으로 제시될 때).
시각적 필드를 안정적으로 측정하려면 지정된 궤적에서 고정을 유지관리해야 합니다. 따라서 쌍안경 평가를 위해 아이 트래킹 및 이방성 프리젠 테이션을 결합하는 것이 중요합니다. 그러나, 이러한 두 가지 기술을 결합하는 것은 아이 트래커의 조명 시스템(예: 적외선 LED)과 디크옵틱 제시 시스템의 광학 요소(예: 합경의 거울 또는 입체스코프의 프리즘)의 간섭으로 인해 어려울 수 있다. 대체 옵션은 시력 선(예: 경경 코일 기술)을 방해하지 않는 아이트래킹 기술 또는 고글2와통합된 아이 트래커를 사용하는 것입니다. 각 방법은 자체적인 이점을 가지고 있지만 단점이 있습니다. 상기 방법은 침습적인 것으로 간주되며 상당한 불편함을 야기할 수있고 3및 후자의 방법은 낮은 측두해상도(60Hz)4를갖는다. 이러한 문제를 극복하기 위해 Brascamp & Naber (2017)5 및 Qian & Brascamp (2017)6은 차가운 거울 (적외선을 전송하지만 가시광선의 95 %를 반영함)과 차가운 거울 의 양쪽에 모니터 한 쌍을 사용하여 dichoptic 프리젠 테이션을 만들었습니다. 적외선 비디오 기반 의 아이 트래커는 합경 설정7,8에서눈의 움직임을 추적하는 데 사용되었다.
그러나, 합계경형 이크옵틱 프리젠테이션을 사용하면 단점이 있다. 악기의 회전 중심 (haploscope)는 눈의 회전 중심과 다릅니다. 따라서 부록에 설명된 대로 추가 계산(부록 - Raveendran A (2013)9)는눈의 움직임을 적절하고 정확하게 측정하기 위해 필요합니다. 또한 숙박 시설과 동종기의 평면은 정렬되어야합니다 (즉, 숙박 시설과 동종에 대한 수요는 동일해야합니다). 예를 들어, 작업 거리(총 광학 거리)가 40cm인 경우 숙박 및 수렴에 대한 수요는 각각 2.5디옵터 및 2.5미터 각도입니다. 거울을 완벽하게 정렬하면 먼 시야를 위해 합조코프가 정렬되지만 필요한 숙박 시설은 여전히 2.5D입니다. 따라서 숙박 시설을 무한대로 밀어 내기 위해 볼록 렌즈(+2.50 디옵터)를 눈과 거울 배열 사이에 배치해야 합니다(예: 필수 숙박 시설은 0). 이 배열은 회전 중심의 차이로 우리를 데려 갈 수있는 햅스코프의 눈과 거울 배열 사이의 더 많은 공간을 필요로한다. 두 평면이 정렬될 수 있도록 햅스코프를 가까운 시야에 맞추어 숙박 및 동종 평면 정렬 문제를 최소화할 수 있습니다. 그러나, 이것은 모든 참가자에 대한 혈관 간 거리의 측정과 햅스코프 거울 / 자극 제시 모니터의 해당 정렬이 필요합니다.
이 백서에서는 무선 3D 셔터 안경과 3D 준비 모니터를 사용하여 적외선 비디오 기반 아이 트래킹 및 dichoptic 자극 프리젠 테이션을 결합하는 방법을 소개합니다. 이 메서드는 haploscopic 메서드와 함께 사용되는 것과 같은 추가 계산 및/또는 가정이 필요하지 않습니다. 셔터 안경은 쌍안경융합(10),색소적응 11, 눈손협착(12)을이해하기 위해 아이 트래커와 함께 사용되어 왔다. 그러나 마이엘로와 동료가 사용하는 스테레오 셔터안경(10,11,12)은 모니터 새로 고침 빈도와 동기화하기 위해 와이어를 통해 연결된 1세대 셔터 안경이었다는 점에 유의해야 합니다. 또한, 1세대 셔터 안경은 현재 상용화되지 않았습니다. 여기서는 시판되는 2세대 무선 셔터안경(재료 표)의사용을 시연하여 이축자극을 제시하고 단안경 및 쌍안경 눈 움직임을 안정적으로 측정합니다. 또한 중앙 시야 손실과 관련하여 단안/쌍안경 시야를 평가하는 방법을 시연합니다. 시각적 자극의 이분광학 프리젠 테이션은 시각 필드의 단반 및 쌍안경 평가를 가능하게하지만, 이분포성 보기 조건하에서 쌍안경 눈 추적은 시선 제어 패러다임에서 시각적 필드 테스트를 용이하게합니다.
아래에 설명된 모든 절차와 프로토콜은 캔자스 주 위치타 주립 대학의 기관 검토 위원회에 의해 검토되고 승인되었습니다. 모든 참가자로부터 통보된 동의를 얻었습니다.
1. 참가자 선택
2. 실험 준비
3. 실험 실행
참고: 이 연구의 주요 실험은 이산화 자극을 사용하여 중앙 시각 필드의 쌍안경 추적 및 검열이었습니다. 중앙 시야 검사는 시판되는계측기(재료표)의시야 테스트와 비슷했습니다. 대상의 휘도(~22cd/m2), 배경의 휘도(~10cd/m2),대상크기(Goldmann III – 4mm2),시야 그리드(28점, 그림 3)및 자극 지속시간(200ms)과 같은 시각적 자극의 물리적 특성은 상용 악기의 시야 테스트 필드와 동일하였다. 셔터가 켜졌을 때 이러한 휘도 값을 셔터 안경을 통해 측정되었습니다(보조표 1). 여기서 논의된 테스트의 목적상, 자극의 휘도는 검출 임계값을 얻기 위해 자극의 휘도가 변경되는 시각 필드 테스트와 는 달리 일정했다. 즉, 실험은 임계값이 아닌 수프라 임계값 스크리닝을 사용하였다. 따라서, 스크리닝의 결과는 수치 값이 아닌 바이너리 응답(볼 또는 보이지 않음)이었다.
4. 분석
참고: 눈 이동 및 시야 데이터의 분석은 여러 가지 방법으로 수행될 수 있으며 아이 트래커 출력의 실험 및 데이터 형식을 실행하는 데 사용되는 소프트웨어에 달려 있습니다. 아래 단계는 설정 및 프로그램에 따라 다릅니다(보충 자료참조).
두 가지 보기 조건 동안 정상적인 쌍안경 시력을 가진 한 관찰자의 대표적인 쌍안경 눈 이동 흔적이 도시된다(도4). 두 눈이자극(도 4A)을볼 때, 그리고 왼쪽 눈이 활성 셔터(그림4B)아래에서 오른쪽 눈으로 자극을 보았을 때 눈의 움직임을 지속적으로 추적할 수 있었다. 이러한 흔적에서 알 수 있듯이 제안된 방법은 눈 이동 측정의 품질에 영향을 미치지 않으며 장시간 실험을 위해 눈의 움직임을 측정할 수 있습니다. 그런 다음 중앙 시력상실(그림 5)을가진 도전적인 참가자에서도 눈의 움직임을 안정적으로 측정하는 방법을 사용할 수 있음을 입증했습니다. 이 방법의 중요한 적용은(도 6)및 없이(보충 도 1)중앙 시력 상실과 과목에서 중앙 시야를 스크리닝하는 것입니다. 이 방법은 두 눈을 뜨고 실제 시야에서 중앙 시력 손실의 영향을 문서화하는 방법을 제공합니다. 이 대표적인 관찰자(보충표 2에서S7)에서 쌍안경 이점이 관찰되었다(즉, 오른쪽/왼쪽 눈과 비교하여 두 눈으로 더 많은 포인트를 볼 수 있음). 중앙 시력 상실을 가진 모든 참가자의 시각 필드 테스트 결과의 예비분석(보충 표 2)은쌍안경 보기의 이점을 보여줍니다(비지배적인 눈 보기 조건에 비해). 단방향 ANOVA는 보기 조건 [F (2,28) = 6.51, p=0.004]의 중요한 주요 효과가 있음을 밝혔다. 포스트호크(Tukey HSD)는 중앙 시력 상실을 가진 참가자가 비지배적인 시청 조건(p&0.01)에 비해 쌍안경 시청 조건에서 더 많은 포인트를 보았지만 지배적인 눈 관찰 상태(p=0.43)는 그렇지 않은 것으로 나타났습니다.

그림 1: 아이트래킹 및 이크옵틱 프레젠테이션 설정.
왼쪽 - 장비 설정 표시(a)3D 준비 모니터,(b)턱 / 이마 받침대,(c & d)아이링크 아이트래커 카메라 및 적외선 조명 소스 (테이블 장착),(e & f)3D 셔터 안경 및 IR 송신기 및(g)응답 버튼. 오른쪽 -3D 셔터 안경코 브리지에적외선센서와(i)적외선 반사 패치전략적으로 센서 아래에 배치 하 고 얇은 와이어에 의해 제자리에 개최. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 2: 아이 트래커 설정의 화면 캡처입니다.
이 그림은 적외선 조명 전력 설정(왼쪽 아래 모서리)이 50%, 75%, 100% 사이로 전환될 수 있음을 보여줍니다. 이 그림은 또한 동공의 적절한 정렬을 보여줍니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 3: 시각적 필드 테스트 그리드의 그림입니다.
폴라 3 그리드(N = 28, 직경 2.3°, 6.6°및 직경 11°)의 3개의 동심 고리에서 시각적 필드 테스트 설계를 나타내는 그림 표현. 테스트 매개 변수는 시판된 계측기와 유사했습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 4: 정상적인 시력을 가진 피사체의 쌍안경 눈 추적.
대조군 참가자의 대표적인 쌍안경 눈 이동 흔적:(A)왼쪽 눈(위)과 오른쪽 눈(아래쪽)의 수평 및 수직 눈 위치가 양눈에 이질적으로 제시되었을 때; 및(B)왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 수평 및 수직 눈 위치는 시각적 자극이 왼쪽 눈만 이분하게 제시되었다. x축 및 y축의 각 단위는 각각 1초 와 1도를 나타냅니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 5: 중앙 시력 상실을 가진 피사체의 쌍안경 눈 추적.
황반 변성을 가진 참가자의 대표적인 쌍안경 운동 흔적:(A)왼쪽 눈의 수평 및 수직 눈 위치(위)와 오른쪽 눈(아래쪽)은 시각적 자극이 양쪽 눈에 이색으로 제시되었을 때,(B)왼쪽 눈과 오른쪽 눈의 수평 및 수직 눈 위치는 시각적 자극이 왼쪽 눈만 에만 제시되었다. x축 및 y축의 각 단위는 각각 1초 와 1도를 나타냅니다. 중앙 시력 상실 (그림 4과비교하여) 환자의 더 큰 고정 눈 움직임에도 불구하고 신뢰할 수있는 눈 추적이 가능했다는 점에 유의해야합니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

그림 6: 중심 시력 상실을 가진 피사체의 시각적 현장 스크리닝 테스트 결과.
중앙 시력 상실(보충표2의 S7)을 가진 대표 참가자의 시각 필드 스크리닝 결과(N=28). 두 눈(왼쪽), 왼쪽 눈(가운데)에만 제시된 시각적 자극과 오른쪽 눈(오른쪽). 고정 십자가는 중앙에 표시되며 짧은 흰색 자극이 보인 시각적 필드 위치는 녹색 채워진 사각형으로 표시됩니다. 자극을 보이지 않은 위치는 빨간색 채워진 사각형으로 표시됩니다. 세 가지 보기 조건에서 볼 수 있는 비율은 0.50(14/28, 두 눈 보기, 왼쪽); 0.29 (8/28, LE 보기, 중간); 및 0.14 (4/28, RE 보기, 오른쪽). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
보조 도 1: 제어 대상자의 시각적 필드 스크리닝 테스트 결과. 대표 제어 참가자의 시각 필드 스크리닝(N=28) 결과. 두 눈(위쪽), 왼쪽 눈(가운데)에만 제시된 시각적 자극과 오른쪽 눈(아래)만 제시합니다. 고정 십자가는 중앙에 표시되며 짧은 흰색 자극이 보인 시각적 필드 위치는 녹색 채워진 사각형으로 표시됩니다. 자극을 보이지 않은 위치는 빨간색 채워진 사각형으로 표시됩니다. 세 가지 보기 조건에서 볼 수 있는 비율은 1.00 (28/28, 두 눈 보기, 상단); 1.00 (28/28, LE 보기, 중간); 및 0.93 (26/28, RE 보기, 하단). 이 그림을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 그림 2 : 시험 잡기 - 셔터 안경의 기능을 탐구. IR 방출기와 스테레오 디스플레이와 동기화와 입체 안경의 중단통신을 확인 시험. 중앙 이미지는 동기화가 작동하는 경우 피사체(빨간색 십자가 및 빨간색/녹색/노란색 사각형)에 의해 보고되어야 하는 인식을 보여 줍니다. 교차 대상(및 개별 막대)의 치수는 시야 스크리닝에 사용되는 고정 크로스와 동일하며 외부 정사각형 테두리는 4° 공차 창에 해당합니다. 심하게 다른 시력을 가진 과목에서 더 확률이 높은 눈을 보는 악화의 억제는 주관적인 지각 보고서를 혼동할 수 있습니다. 캐치 트라이얼(10회 마다 시험)의 경우 왼쪽 눈과 오른쪽 눈(2° x 0.4°)만 보이는 녹색 사각형에 둘러싸인 빨간색 수직 막대가 빨간색 사각형에 동봉되어 사용되었습니다. 단안경 대상은 입체 모드가 켜지고 셔터 안경이 제대로 작동하는 경우 빨간색 중앙 십자가를 인식하기 위해 융합 될 수 있습니다. 이 단계는 두 개의 적외선 광원이 방해하지 않고 셔터 안경이 3D 준비 모니터와 동기화되었는지 확인했습니다. 이 그림을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 표 1: 배경의 휘도와 자극. 회색 배경의 휘도와 추정 대상자의 눈 수준에서 셔터 안경없이 측정 된 흰색 자극. 셔터 안경은 휘도를 약 65% 줄입니다. 설정 된 휘도 및 대비의 시각적 자극을 제시 할 때 전송 손실을 설명하는 것이 중요합니다. 아이 트래커의 적외선 조명 전력(항상 테스트에서 100%로 설정)은 이러한 측정에 아무런 역할이 없습니다. 이 테이블을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보조 표 2: 중앙 필드 손실 참가자의 시야 테스트 요약. 지배적 인 눈, 비 지배적 인 눈 및 쌍안경 보기 조건에서 중심 시력 손실을 가진 참가자의 시야 성능. 약어: DE – 지배적인 눈; NDE – 비 지배적 인 눈; BE – 두 눈. DE에 대한 쌍안경 비율은 BE 및 DE 보기 조건에서 보이는 점의 비율 사이의 비율을 찾아서 계산되었습니다. 마찬가지로, NDE에 대한 쌍안경 비율도 계산하였다. >1의 비율은 쌍안경 이점(즉, 쌍안경 보기 조건 하에서 더 나은 성능)을 제안합니다. 전반적으로, NDE 보기 조건에 비해 BE 보기 조건에서 더 많은 포인트가 보였습니다. 이 테이블을 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
보충 재료. 이 자료를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
저자는 공개 할 것이 없습니다. 여기에 제시 된 연구의 일부는 미국 검안 아카데미2019의 연례 회의에서 "황반 변성의 쌍안경 중앙 시각 기능"이라는 제목의 추상으로 제시되었다.
여기에 제시된 것은 중앙 시력 상실을 가진 참가자의 쌍안경 눈 움직임 및 시선 제어 중앙 시야 검열을 평가하기 위한 프로토콜입니다.
이 연구는 LC 인더스트리 박사 후 연구 펠로우십에 의해 R과 보스마 엔터프라이즈 박사 후 연구 펠로우십에 의해 AK에 투자되었습니다. 저자는 로라 워커 박사와 도널드 플레처 박사에게 귀중한 제안을 감사하고 주제 모집에 도움을 원합니다.
| 3D 모니터 | Benq | NA | 대략적인 비용(USD): 500 https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html |
| 3D 셔터 유리 | NVIDIA | NA | 대략적인 비용(USD): 300 https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html |
| 턱/이마 받침대 | UHCO | NA | 대략적인 비용(USD): 750 https://www.opt.uh.edu/research-at-uhco/uhcotech/headspot/ |
| Eyetracker | SR Research | NA | 대략적인 비용(USD): 27,000 https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/ |
| IR 반사 패치 | 전술 | NA | 대략적인 비용(USD): 10 https://www.empiretactical.org/infrared-reflective-patches/tactical-infrared-ir-square-patch-with-velcro-hook-fastener-1-inch-x-1-inch |
| MATLAB Software | Mathworks | NA | 대략적인 비용(USD): 2150 https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html |
| 숫자 키패드 | Amazon | CP001878(모델), B01E8TTWZ2(ASIN) | 대략적인 비용 (USD) : 15 https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2 |
| Psychtoolbox - | 프리웨어 | 에 추가NA | 대략적인 비용 (USD) : 무료 < / > http://psychtoolbox.org/download.html |
| 삼각대 (Dekstop) | Manfrotto | MTPIXI-B (모델), B00D76RNLS (ASIN) | 대략적인 비용 (USD) : 30 https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS |