Dit artikel presenteert de protocollen en klinische validatiegegevens voor het gebruik van een smartphone-app om subjectief brekingsfouten te meten.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Subjectieve refractietest met behulp van een smartphone voor visusscreening
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Om de toegang tot oogzorg te verbeteren en massale visusscreening mogelijk te maken, is een smartphone-app ontwikkeld om brekingsfouten te meten. Zonder dat er een externe bijlage nodig is, kan de app die op een zelfstandige telefoon draait, door leken worden gebruikt om subjectieve breking te meten. De validiteit ervan is getest in klinische omgevingen en achtergestelde gemeenschappen. De app schat de brekingsfout door de afstanden van verre punten te meten voor het onderscheiden van visuele stimuli. Sferische equivalente breking en astigmatisme kunnen worden gemeten met behulp van respectievelijk Tumbling E-letters en roosterpatronen. Het doel van dit artikel is om de meetprotocollen te beschrijven voor het uitvoeren van subjectieve breking met behulp van de app. Experimentele resultaten met 34 proefpersonen (30 ogen voor sferisch equivalent en 38 ogen voor beoordeling van astigmatisme) worden gepresenteerd. Meting met de app werd vergeleken met standaard klinische methoden. De gemiddelde absolute fout van sferische equivalente breking was 0,63D en de gemiddelde absolute fout van astigmatismemeting was 0,28D. Daarnaast werden 22 proefpersonen ingeschreven om de meting van de pupilafstand (IPD) met de app te evalueren. De gemiddelde absolute fout in IPD-metingen met de app was 1,2 mm. Ook wordt het protocol voor het meten van IPD met de app beschreven.
Inleiding
Ongecorrigeerde brekingsfout (URE) is een belangrijke oorzaak van blindheid en slechtziendheid in de wereld en treft 861 tot 116 miljoen mensen2, hoewel het met een bril kan worden behandeld. Studies hebben aangetoond dat de prevalentie van URE in afgelegen gebieden voornamelijk wordt veroorzaakt door het lage aantal oogzorgprofessionals en het ontbreken van een adequate gezondheidsinfrastructuur om brillen te verstrekken3. Zo is de prevalentie van slechtziendheid als gevolg van URE onder volwassenen boven de 50 jaar in Sub-Sahara Afrika 10 keer hoger dan in landen met een hoog inkomen1.
Met de huidige ontwikkelingen in de branche zijn de kosten van brillen gedaald tot slechts een paar dollar. Het opleiden van oogzorgprofessionals is echter kostbaar en tijdrovend - het vereist jarenlange training4. Een recente studie concludeerde dat lage uitgaven per hoofd van de bevolking aan gezondheidszorg een zinvolle integratie van oogzorg binnen de bredere gezondheidszorgstelsels blijven beperken, met name in afgelegen gebieden5. Deze grimmige realiteit wijst op de grote noodzaak om de diagnose URE toegankelijk te maken.
Dankzij hun betaalbaarheid, alomtegenwoordigheid en validiteit kunnen smartphone-gebaseerde tools voor visuele screening een cruciale rol spelen bij inspanningen op het gebied van visuele screening 6,7,8,9,10,11,12,13. Deze innovatieve tools kunnen van invloed zijn op de ooggezondheidszorg door een kosteneffectieve en handige oplossing te bieden voor het screenen, identificeren en aanpakken van zichtproblemen, vooral in achtergestelde gemeenschappen.
Een voorbeeld van dergelijke technologie is de Peek Acuity-app, die aanzienlijke vooruitgang heeft geboekt op het gebied van mobiele zichtscreening. Deze app is ingezet om tienduizenden personen te screenen in sommige onderzoeken in Afrika 14,15,16. Door een efficiënte manier te bieden om de gezichtsscherpte te meten, heeft de Peek Acuity-app zorgverleners in staat gesteld meer mensen te bereiken, waardoor het een nuttig hulpmiddel is om visuele beperkingen aan te pakken. Naast de gezichtsscherpte zijn er ook smartphone-gebaseerde technologieën voor het meten van brekingsfouten voorgesteld en geëvalueerd 17,18. Salmerón-Campillo et al. gebruikten een smartphonescherm om blauwe visuele stimuli weer te geven in een Badal-optometer voor gezichtsscherpte- en brekingsmeting17. Tousignant et al. testte de Netra smartphone-refractor, die bestaat uit een draagbare verrekijkerkijker met een smartphone erin18. In vergelijking met algemene smartphone-apps kunnen speciale componenten of bijlagen, anders dan smartphones, in deze systemen de toegankelijkheid van de technologie beperken omdat gebruikers speciaal gemaakte apparaten moeten aanschaffen.
Om het toegankelijkheidsprobleem van massale URE-screening aan te pakken, hebben we een smartphone-gebaseerde refractie-app ontwikkeld (Figuur 1), die gebruikmaakt van computervisie en psychofysische methoden om brekingsfoutte meten 19. De app meet subjectieve breking door de verre punten te vinden voor bepaalde stimuli (tuimelen E voor sferisch equivalent en rooster voor astigmatisme) bij bijziende patiënten. Een belangrijk kenmerk van de app is dat er geen speciaal gemaakt hulpstuk nodig is. Alle verwerking die nodig is om een meting uit te voeren, wordt op het apparaat in de app uitgevoerd en er is geen sprake van cloud computing. Zo kan de breking worden gemeten zonder dat de app met het netwerk hoeft te worden verbonden. Met een minimale training kunnen leken de app gebruiken om de refractie van patiënten te meten als hun smartphones compatibel zijn. De nauwkeurigheid van de app is eerder geëvalueerd aan de hand van standaard klinische testmethoden8. Hoewel de app misschien niet direct wordt gebruikt voor het voorschrijven van een bril, heeft deze het potentieel om te worden gebruikt bij screening op bijziendheid. Onlangs is het met succes gebruikt bij een visusscreening onder scholieren in een landelijk gebied9. Dit artikel presenteert de protocollen voor het gebruik van de app om subjectieve breking te meten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
De studie werd uitgevoerd in overeenstemming met de principes van de Verklaring van Helsinki in de Mass Eye and Ear Infirmary (Boston, MA). Van alle deelnemers werd geïnformeerde toestemming verkregen. De studie werd goedgekeurd door de lokale institutionele beoordelingscommissies van Mass Eye and Ear (Boston, MA). Inclusiecriteria voor de proefpersoon waren de diagnose van bijziendheid en geen andere oogaandoeningen, zoals staar en netvliesaandoeningen, volgens een optometrist.
1. Meten van sferisch equivalent
- Start de app en tik op de brekingsknop op de startpagina (Afbeelding 1). Plaats de telefoon op minimaal 2 m afstand van de patiënt.
- Selecteer knop E voor Tumbling E stimuli (Figuur 2). Selecteer het oog dat moet worden gemeten (links of rechts) en vraag de patiënt om het andere oog te bedekken.
- Houd de telefoon met het scherm naar de patiënt gericht en tik op de Start-knop. Vraag de patiënt of hij/zij de richting kan zien van alle letters die op het telefoonscherm worden weergegeven.
- Als de patiënt de oriëntatie van de letters niet kan zien, beweeg de telefoon dan geleidelijk naar de patiënt toe.
- Terwijl je de patiënt geleidelijk benadert, blijf je controleren of hij de letters kan herkennen. Stop zodra de patiënt de letterrichtingen kan zien.
- Tik op de knop Verifiëren. De echte letteroriëntaties worden in tekst op het scherm weergegeven. Vergelijk ze met het rapport van de patiënt. Als alle 3 de antwoorden overeenkomen, tikt u op de knop Correct om de test af te ronden. Als de richting van een van de letters niet correct wordt gerapporteerd, tikt u op de knop Verkeerd om de test opnieuw uit te voeren.
2. Astigmatisme meten
- Start de app en tik op de brekingsknop op de startpagina (Afbeelding 1). Begin op minimaal 2 m van de patiënt.
- Selecteer Astigm 1-stimulus, een wijzerplaatpatroon (inzet rechtsboven in afbeelding 3). De stimulus bestaat uit een reeks lijngroepen vanaf één plek die in verschillende richtingen wijzen, zoals een klok. Elke lijngroep bevat 3 parallelle fijne lijnen.
- Selecteer het oog dat moet worden gemeten en vraag de patiënt om het andere oog te bedekken. Houd de telefoon met het scherm naar de patiënt gericht en tik op de Start-knop.
- Vraag de patiënt of de lijngroep in een van de richtingen wordt weergegeven als 3 afzonderlijke lijnen. Als de patiënt geen afzonderlijke lijnen in een van de richtingen kan zien, beweeg de telefoon dan geleidelijk naar de patiënt toe.
- Blijf de patiënt controleren tijdens de naderende beweging. Stop zodra de patiënt gescheiden lijnen in ten minste één richting kan zien.
- Selecteer Astigm 2 stimuli, dit zijn twee rasppleisters in rode en groene kleuren. Deze pleisters zijn aan het ene uiteinde breder dan aan het andere (inzet rechtsonder in figuur 3).
- Draai de telefoon rond de as loodrecht op het telefoonscherm naar een positie waarbij het rooster ongeveer de richting is van de duidelijkste lijngroep van Astigm 1.
- Verfijn de rotatie van de telefoon om de beste plek te vinden waar de patiënt de rode en groene roosterplekken even duidelijk kan zien. Zodra de beste plek is gevonden, tikt u op de knop Punt 1 om het eerste verre punt vast te leggen.
- Nadat punt 1 is opgenomen, draait de Astigm 2-stimulus automatisch 90°. Houd vanaf het eerste verre punt (positie punt 1) de richting van de telefoon aan en plaats de telefoon dichterbij totdat de patiënt de rode en groene roosters even duidelijk kan zien en het bredere uiteinde kan zien.
- Tik op de knop Punt 2 om het tweede verre punt op te nemen. Met de twee verre punten geregistreerd, kan de app sferische brekingsfout en astigmatisme berekenen en de resultaten op het scherm weergeven.
- Tik in het berichtvenster op het resultaat op de knop Opslaan om het resultaat op te slaan of, indien nodig, op de knop Opnieuw om de meting opnieuw uit te voeren.
3. Meten van pupilafstand (IPD)
- Start de app en tik op de IPD-knop op de startpagina (Afbeelding 1). Plaats de telefoon op ongeveer 40 cm afstand van de patiënt op ooghoogte en vraag de patiënt om naar de zaklamp te kijken.
- Tik op de ronde knop aan de rechterkant om een foto te maken van het gezicht van de patiënt. De app begint dan met het verwerken van de afbeelding.
- Wanneer twee groene dradenkruisen op het scherm zijn uitgezet (Figuur 4), onderzoek dan of hun locaties zijn uitgelijnd met het midden van de ogen. Zo ja, tik dan op de knop Opslaan.
- Als een van de dradenkruisen zich blijkbaar niet in het midden van het oog bevindt, negeert u de meting door op de knop Opnieuw te tikken om terug te gaan naar stap 3.2 en de meting opnieuw uit te voeren.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Voor dit onderzoek is het raakvlak van de refractietest weergegeven in figuur 2. Afhankelijk van de geselecteerde stimuli voert de app een sferische equivalente of volledige brekingstest uit. Wanneer Tumbling E is geselecteerd, meet de app het bolvormige equivalent (Afbeelding 2). Wanneer raspstimuli Astigma 1 of 2 is geselecteerd, meet de app brekingsfouten, inclusief astigmatisme (Figuur 3).
<...Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Met behulp van de app is het voor een persoon zonder professionele optometrietraining haalbaar om subjectieve brekingsfouttests uit te voeren. De toepassing ervan bij visusscreening is aangetoond in een recent oogscreeningsonderzoek onder scholieren in de leeftijd van een landelijk gebied9. Vergeleken met de andere screeningsmethoden voor massavisie die uitsluitend zijn gebaseerd op gezichtsscherptetesten21, kan deze app refractie meten in ...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
Gang Luo heeft een patent met betrekking tot brekingsmeting. Gang Luo en Shrinivas Pundlik zijn twee van de medeoprichters van EyeNexo LLC, een startend bedrijf dat smartphone-apps ontwikkelt voor gezichtstests. Geen financieel belangenconflict voor de andere auteurs.
Dankbetuigingen
De app voor het testen van refractie is ontwikkeld met steun van mede EY034345 van de NIH-subsidie en de Harvard Catalyst Award (National Center for Advancing Translational Sciences, NIH Award UL1 TR002541). De inhoud valt uitsluitend onder de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van Harvard Catalyst, Harvard University en de aangesloten academische gezondheidscentra, of de NIH.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Smartphone | Samsung | Galaxy | commercieel verkrijgbare smartphone |
Referenties
- Steinmetz, J. D., et al. Causes of blindness and vision impairment in 2020 and trends over 30 years, and prevalence of avoidable blindness in relation to VISION 2020: the Right to Sight: an analysis for the Global Burden of Disease Study. Lancet Glob Health. 9 (2), e144-e160 (2021).
- Flaxman, S. R., et al. Global causes of blindness and distance vision impairment 1990-2020: a systematic review and meta-analysis. Lancet Glob Health. 5 (12), e1221-e1234 (2017).
- Holden, B. A., et al. Global vision impairment due to uncorrected presbyopia. Arch Ophthalmol. 126 (12), 1731-1739 (2008).
- Fricke, T. R., et al. Global cost of correcting vision impairment from uncorrected refractive error. Bull World Health Organ. 90 (10), 728-738 (2012).
- Bechange, S., et al. Strengths and weaknesses of eye care services in sub-Saharan Africa: a meta-synthesis of eye health system assessments. BMC Health Serv Res. 20 (1), 381(2020).
- Pundlik, S., Luo, G. Preliminary evaluation of a mobile device for dark adaptation measurement. Transl Vis Sci Technol. 8 (1), 1-11 (2019).
- Pundlik, S., Shivshanker, P., Nigalye, A., Luo, G., Husain, D. Evaluation of a mobile app for dark adaptation measurement in individuals with age-related macular degeneration. Sci Rep. 13 (1), 22191(2023).
- Luo, G., et al. Preliminary evaluation of a smartphone app for refractive error measurement. Transl Vis Sci Technol. 11 (2), 40(2022).
- Wang, Z., Kempen, J., Luo, G. Using smartphones to enhance vision screening in rural areas: Pilot study. JMIR Format Research. 8, e55270(2024).
- Pundlik, S., Tomasi, M., Liu, R., Houston, K., Luo, G. Development and preliminary evaluation of a smartphone app for measuring eye alignment. Transl Vis Sci Technol. 8 (1), 19(2019).
- Luo, G., Pundlik, S., Tomasi, M., Houston, K. Using an automated Hirschberg test App to evaluate ocular alignment. J Vis Exp. (157), e60908(2020).
- Cheng, W., et al. A smartphone ocular alignment measurement app in school screening for strabismus. BMC Ophthalmol. 21 (1), 150(2021).
- Marusic, S., Luo, G., Raghuram, A. Myopia screening smartphone App: Validity in assessing refractive error in a pediatric cohort. Invest Ophthalmol Vis Sci. 63 (7), 1447-F0405 (2022).
- Andersen, T., et al. Implementing a school vision screening program in Botswana using smartphone technology. Telemed e-Health. 26 (2), 255-258 (2020).
- Manus, M., van der Linde, J., Kuper, H., Olinger, R., Swanepoel De, W. Community-based hearing and vision screening in schools in low-income communities using mobile health technologies. Lang Speech Hear Serv Sch. 52 (2), 568-580 (2021).
- Eksteen, S., Eikelboom, R. H., Kuper, H., Launer, S., Swanepoel, D. W. Prevalence and characteristics of hearing and vision loss in preschool children from low income South African communities: results of a screening program of 10,390 children. BMC Pediat. 22 (1), 22(2022).
- Salmerón-Campillo, R. M., et al. Measuring visual acuity and spherical refraction with smartphone screens emitting blue light. J Optomet. 17 (1), 100494(2024).
- Tousignant, B., Garceau, M. C., Bouffard-Saint-Pierre, N., Bellemare, M. M., Hanssens, J. -M. Comparing the Netra smartphone refractor to subjective refraction. Clin Exp Optomet. 103 (4), 501-506 (2020).
- Measuring eye refraction. US patent. , 11903644 (2024).
- Thibos, L. N., Wheeler, W., Horner, D. Power vectors: An application of Fourier analysis to the description and statistical analysis of refractive error. Optomet Vis Sci. 74 (6), 367-375 (1997).
- Lundh, B. I., Derefeldt, G., Nyberg, S., Lennerstrand, G. Picture simulation of contrast sensitivity in organic and functional amblyopia. Acta Ophthalmol. 59 (5), 774-783 (1981).
- D'Souza, H., Kun, A., Martinson, S., Bejarano, L., McCole, S. The positive predictive value of photoscreening devices for amblyogenic conditions. J Am Assoc Pediat Ophthalmol Strabismus. 25 (6), 342.e341-342.e344 (2021).
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
