Name: Binoculair centraal gezichtsveld en verrekijker-oogbewegingen beoordelen in een dichoptische kijkconditie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Leer een betrouwbare methode voor het beoordelen van het centrale gezichtsveld met dichoptische stimuli en 3D-technologie. Dit protocol verbetert de visuele screening bij patiënten met centraal visusverlies.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd gefinancierd door LC Industries Postdoctoral research fellowship to RR and Bosma Enterprises Postdoctoral research fellowship to AK. De auteurs willen Drs. Laura Walker en Donald Fletcher bedanken voor hun waardevolle suggesties en hulp bij het werven van onderwerpen.

Alle hieronder beschreven procedures en protocollen werden beoordeeld en goedgekeurd door de institutionele toetsingscommissie van de Wichita State University, Wichita, Kansas. Van alle deelnemers werd geïnformeerde toestemming verkregen.
1. Deelnemersselectie
<ol><li>Aangeworven deelnemers met normaal zicht (n=5, 4 vrouwtjes, gemiddelde ± SE: 39,8 ± 2,6 jaar), en met centraal gezichtsverlies (n=15, 11 vrouwtjes, 78,3 ± 2,3 jaar) als gevolg van maculadegeneratie (leeftijdsgebonden/juveniel). Merk op dat de sterk verschillende leeftijden van de twee groepen secundair waren aan de demografie van de proefpersonen met centraal gezichtsverlies (leeftijdsgebonden maculadegeneratie treft oudere proefpersonen en komt vaker voor bij vrouwen). Verder was het doel van deze studie het niet vergelijken van de twee cohorten.</li>
</ol>2. Voorbereiding van het experiment
<ol><li>Gebruik een draadloze 3D actieve sluiterbril(Table of Materials)die kan worden gesynchroniseerd met elke 3D-compatibele monitor. Om de sluiterbril actief te laten zijn, mag er geen interferentie zijn tussen de infraroodzender (een kleine piramidevormige zwarte doos) en de infraroodontvanger (sensor) op de neusbrug van de sluiterbril.</li>
	<li>Alle visuele stimuli weergeven op een 3D-monitor (1920 x 1080 pixels, 144 Hz). Zorg ervoor dat de juiste stuurprogramma's zijn geïnstalleerd om de monitor en de 3D-bril naadloos te laten werken.</li>
	<li>Gebruik voor dit protocol een op tabel gemonteerde infrarood videogebaseerde eye-tracker(Table of Materials)die oogbewegingen kan meten bij het bemonsteren van 1000 Hz. Scheid de infraroodverlichting en de camera van de eye-tracker en gebruik elk statief met instelbare hoogte en hoek (Materialentabel) om ze stevig op hun plaats te houden. Plaats de camera op een afstand van 20-30 cm van de deelnemer en plaats het scherm op een afstand van 100 cm van de deelnemer.</li>
	<li>Gebruik een infrarood reflecterende patch(Tabel met materialen)om de interferentie tussen infraroodverlichting van de eye-tracker en het infraroodsysteem van de sluiterbril te voorkomen(figuur 1,rechts).</li>
	<li>Gebruik commercieel beschikbare software(Table of Materials)om sluiterbrillen en 3D-ready monitor te integreren voor dichoptische presentatie van visuele stimuli om de eyetracker te bedienen.</li>
	<li>Om de hoofdbewegingen te stabiliseren, gebruikt u een lange en brede kin- en voorhoofdssteun(Tafel van materialen)en klemt u deze vast aan een verstelbare tafel. De brede afmeting van de kin- en voorhoofdssteun maakt een comfortabele positionering van deelnemers mogelijk met de sluiterbril op. OPMERKING: Figuur 1 toont de instelling voor eye-tracking met dichoptic stimulus presentatie met behulp van 3D sluiterglazen en 3D-ready monitor. De infrarood reflecterende patch werd strategisch geplaatst onder de infraroodsensor op de neusbrug van 3D sluiterbrillen(figuur 1,rechts).</li>
	<li>Minimaliseer de lekkage van luminantie-informatie door de light-boost optie in de 3D ready monitor te deactiveren. De lekkage van luminantie-informatie van het ene oog naar het andere oog staat bekend als luminantielekkage of crosstalk13. Dit is gevoelig voor de stereoscopische displays in de hoge luminantieomstandigheden.</li>
	<li>Door de rolluiken kan de hoeveelheid infraroodverlichting (van het eye-tracking systeem) die de pupil bereikt aanzienlijk worden verminderdmet 13 – gemiddeld werd ongeveer 65% van de luminantie verminderd (Aanvullende tabel 1). Om dit te overwinnen, verhoogt u de sterkte van de infrarood-LED's van de eyetracker tot 100% of (de maximale instelling) vanaf de standaardvoedingsinstelling. Wanneer u de infrarood videogebaseerde eye-tracker (Tabel met materialen) gebruikt, wijzigt u deze instelling in de instellingen "Verlichtingsvermogen" in het linkeronderscherm, zoals weergegeven in figuur 2.</li>
</ol>3. Het uitvoeren van het experiment
OPMERKING: Het belangrijkste experiment van deze studie was het volgen van verrekijkerogen en het screenen van het centrale gezichtsveld met behulp van dichoptische stimulus. De centrale screening op het gezichtsveld was vergelijkbaar met de visuele veldtests van in de handel verkrijgbare instrumenten (Materialentabel). De fysische eigenschappen van de visuele stimulus zoals luminantie van het doel (~22 cd/m2),luminantie van de achtergrond (~10 cd/m2),grootte van het doel (Goldmann III – 4 mm2),het visuele veldraster (Polar 3-raster met 28 punten, figuur 3)en stimulusduur (200 ms) waren identiek aan het testen van het gezichtsveld van commercieel beschikbare instrumenten. Merk op dat deze luminantiewaarden werden gemeten door een rolluikbril wanneer de sluiter aan was (aanvullende tabel 1). Voor de hier besproken tests was de luminantie van de stimulus constant in tegenstelling tot visuele veldtests waarbij de luminantie van de stimulus wordt gewijzigd om een detectiedrempel te verkrijgen. Met andere woorden, het experiment hanteerde supradrempelscreening en geen drempels. Daarom waren de resultaten van de screening binaire reacties (stimuli gezien of niet gezien) en geen numerieke waarden.
<ol><li>Controles vóór het experiment<ol>
<li>Een paar minuten voordat de deelnemer aankomt voor de tests, moet u ervoor zorgen dat zowel de eyetracker als de hostcomputer (waarop het experiment wordt uitgevoerd) is ingeschakeld en bevestigt u dat de hostcomputer is aangesloten op de eyetracker.</li>
		<li>Controleer in de regel de synchronisatienauwkeurigheid (met behulp van platformspecifieke opdrachten) van het scherm voordat u met het experiment begint.</li>
	</ol></li>
	<li>Initiëren van het hoofdexperiment OPMERKING: De onderstaande stappen zijn zeer platformspecifiek en zijn afhankelijk van het script dat het hoofdexperiment uitvoert. Zie Aanvullend materiaal dat de monsters bevat van de codes die worden gebruikt om het experiment te ontwerpen en uit te voeren.<ol>
<li>Start het programma (Zie Aanvullend Materiaal - 'ELScreeningBLR.m') dat het hoofdexperiment uitvoert vanuit de juiste interface. Wanneer en indien daarom wordt gevraagd, voert u de deelnemersgegevens in (zoals deelnemer-ID, testafstand) die nodig zijn om het uitvoergegevensbestand op te slaan in de gegevensmap met een unieke bestandsnaam.</li>
		<li>Een grijs scherm met instructies zoals "Druk op Enter om de camera in te schakelen; Druk op C om te kalibreren, Druk op V om te valideren" verschijnt op het scherm. Pas in dit stadium de camera van de eye-tracker aan om uit te lijnen met de pupil van de deelnemer, zoals weergegeven in figuur 2.</li>
	</ol></li>
	<li>Kalibratie en validatie van eyetrackers<ol>
<li>Start de kalibratie van de eye-tracker. Instrueer de deelnemers om het doel te volgen door de ogen (en niet het hoofd) te bewegen en naar het midden van het doel te kijken.</li>
		<li>Start na de succesvolle kalibratie de validatie. Geef dezelfde instructies als de kalibratie.</li>
		<li>Lees de resultaten van de validatiestap (meestal weergegeven op het scherm). Herhaal de kalibratie en validatie totdat het resultaat "goed/eerlijk" (zoals aanbevolen door de eyetrackerhandleiding) is verkregen.</li>
	</ol></li>
	<li>Driftcorrectie<ol>
<li>Zodra de kalibratie en validatie van de eye-tracker is voltooid, start u de driftcorrectie.</li>
		<li>Instrueer de deelnemers om "naar het centrale fixatiedoel te kijken en hun ogen zo stabiel mogelijk te houden". OPMERKING: Na de kalibratie-, validatie- en driftcorrectie wordt de eye-tracking gelijktijdig met het hoofdexperiment gestart.</li>
	</ol></li>
	<li>Visuele veldscreening<ol>
<li>De deelnemer opnieuw instrueren/herinneren aan de taak die hij/zij tijdens het experiment moet uitvoeren. Vraag proefpersonen om beide ogen open te houden tijdens de hele test.</li>
		<li>Voor dit visuele veldexperiment, instrueer hen om de fixatie op het centrale fixatiedoel te houden terwijl ze reageren op "elk wit licht gezien" door op de knop "enter" in de reactieknop te drukken (figuur 1, Materialentabel). Instrueer hen om de ogen niet te bewegen en te zoeken naar de nieuwe witte lichten. Herinner ze er ook aan dat de korte witte lampjes op elke locatie op het scherm kunnen verschijnen. OPMERKING: Tijdens het screenen op het gezichtsveld kan de werking van sluiterbrillen worden onderzocht met behulp van monoculaire doelen die kunnen worden gesmolten om een volledig waarnemingsbeeld te vormen (zie aanvullende figuur 2 – vangstproeven).</li>
		<li>Her itereer de instructie om gedurende het experiment meerdere keren "fixatie vast te houden" om ervoor te zorgen dat de fixatie binnen het gewenste gebied valt. OPMERKING: Een audiofeedback (zoals een fouttoon) kan worden gebruikt om het verlies van fixatie te waarschuwen (zoals ogen die buiten een tolerantievenster worden bewogen). Wanneer de fixatie vervalt, moet u de deelnemer opnieuw instrueren om alleen op het kruisdoel te fixeren. De visuele stimulipresentatie kan tijdelijk worden gestopt totdat de deelnemer de fixatie terugbrengt binnen het tolerantievenster (zoals centrale 2°).</li>
		<li>Aan het einde van het experiment met het gezichtsveld geeft het scherm het resultaat weer van de tests die de geziene en niet-geziene locaties anders markeren (zoals bijvoorbeeld figuur 6).</li>
	</ol></li>
	<li>Het gegevensbestand opslaan<ol>
<li>Alle visuele veldgegevens (zeg opgeslagen als ". mat"-bestand) en oogbewegingsgegevens (bijvoorbeeld opgeslagen als bestand ".edf") worden automatisch opgeslagen voor post-hocanalyse. Zorg er echter voor dat de bestanden zijn opgeslagen voordat u het programma/ platform afsluit waarop het experiment wordt uitgevoerd.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Analyse
OPMERKING: De analyse van oogbewegingen en visuele veldgegevens kan op verschillende manieren worden uitgevoerd en is afhankelijk van de software die wordt gebruikt om het experiment en het gegevensformaat van de uitvoer van eyetrackers uit te voeren. De onderstaande stappen zijn specifiek voor de installatie en het programma (Zie Aanvullende materialen).
<ol><li>Oogbewegingsanalyse (post-hoc) OPMERKING: Het opgeslagen oogbewegingengegevensbestand (EDF) is een sterk gecomprimeerd binair formaat en bevat veel soorten gegevens, waaronder oogbewegingsgebeurtenissen, berichten, drukknoppen en voorbeeld van de blikpositie.<ol>
<li>Converteer EDF naar ASC-II-bestanden met behulp van een vertalersprogramma (EDF2ASC).</li>
		<li>Voer 'PipelineEyeMovementAnalysisERI.m' uit om de analyse van de oogbeweging te initialiseren en volg de instructies zoals vermeld in de code (zie Aanvullende materialen voor het codescript).</li>
		<li>Voer 'EM_plots.m' uit, om horizontale en verticale oogposities te extraheren en om te plotten zoals weergegeven in figuur 4 en figuur 5. OPMERKING: Oogbewegingsgegevens kunnen verder worden geanalyseerd om fixatiestabiliteit te berekenen, microsaccades te detecteren, enz. Dit valt echter buiten het bereik van het huidige document.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Visuele velden<ol>
<li>Voer 'VF_plot.m' uit om de rapporten van de visuele veldtest te krijgen. OPMERKING: Alle gegevenssets met betrekking tot het veldexperiment, zoals geziene/niet-geziene punten, worden geplot als een visuele veldkaart zoals weergegeven in figuur 6. Als een punt is gezien, wordt het geplot als "groen" gevuld vierkant, anders wordt een rood gevuld vierkant uitgezet. Er is geen post-hocanalyse voor visuele veldgegevens vereist.</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>

De auteurs hebben niets te onthullen. Delen van de hier gepresenteerde studie werden gepresenteerd als abstract getiteld "Binocular Central Visual Function in Macular Degeneration" tijdens de jaarlijkse bijeenkomst van de American Academy of Optometry 2019.

De voorgestelde methode voor het meten van oogbewegingen in dichoptische kijkconditie heeft veel potentiële toepassingen. Het beoordelen van verrekijker visuele velden bij deelnemers met centraal gezichtsverlies dat hier wordt aangetoond, is een dergelijke toepassing. We gebruikten deze methode om het verrekijkveld te beoordelen bij vijftien deelnemers met centraal gezichtsverlies om te bestuderen hoe verrekijker het heterogene centrale gezichtsveldverlies beïnvloedt.
De belangrijkste stap in ...

Maculadegeneratie is over het algemeen een bilaterale aandoening die het centrale gezichtsvermogen beïnvloedt en het patroon van gezichtsverlies kan heterogeen zijn. Het centrale visuele verlies kan symmetrisch of asymmetrisch zijn tussen twee ogen1. Momenteel zijn er verschillende technieken beschikbaar om het centrale gezichtsveld bij maculadegeneratie te beoordelen. Het Amsler-rasterdiagram bevat een rasterpatroon dat kan worden gebruikt om handmatig het centrale visuele veld te screenen. Geautomatiseerde perimeters (bijv. Humphrey visual field analyzer) presenteren lichtflitsen van verschillende helderheid en grootte in een gestandaardiseerde ganzfeldkom om het gezichtsveld te onderzoeken. Gaze-contingent microperimetry presenteert visuele stimulus op een LCD-scherm. Micro-perimeters kunnen micro-oogbewegingen compenseren door een gebied van belang op het netvlies te volgen. Micro-perimeters kunnen lokale gebieden in het centrale netvlies onderzoeken op veranderingen in functie, maar kunnen slechts één oog tegelijk testen. Bijgevolg kunnen microperimetrische tests niet verklaren hoe de heterogene defecten in elk oog de verrekijkerinteractie en de echte functie beïnvloeden. Er is een onvervulde behoefte aan een methode om gezichtsvelden betrouwbaar te beoordelen in een weergavevoorwaarde die het bekijken in de echte wereld nauw benadert. Een dergelijke beoordeling is noodzakelijk om te begrijpen hoe het gezichtsvelddefect van één oog het verrekijker-gezichtsvelddefect beïnvloedt/bijdraagt. We stellen een nieuwe methode voor voor het beoordelen van het centrale gezichtsveld bij mensen met centraal gezichtsverlies onder dichoptische kijktoestand (d.w.z. wanneer visuele stimuli onafhankelijk aan elk van de twee ogen worden gepresenteerd).
Om visuele velden betrouwbaar te meten, moet fixatie op een bepaalde locus worden gehandhaafd. Daarom is het belangrijk om de eye-tracking en dichoptische presentatie te combineren voor verrekijkerbeoordeling. Het combineren van deze twee technieken kan echter een uitdaging zijn vanwege interferentie tussen de verlichtingssystemen van de eye-tracker (bijv. infrarood-LED's) en de optische elementen van de dichoptische presentatiesystemen (bijv. spiegels van haploscoop of prisma's van stereoscopen). Alternatieve opties zijn om een eye-tracking techniek te gebruiken die de gezichtslijn niet verstoort (bijv. sclerale spoeltechniek) of een eye-tracker die is geïntegreerd met bril2. Hoewel elke methode zijn eigen voordelen heeft, zijn er nadelen. De eerste methode wordt als invasief beschouwd en kan aanzienlijk ongemak veroorzaken3 en de laatste methoden hebben lage temporele resoluties (60 Hz)4. Om deze problemen op te lossen, gebruikten Brascamp & Naber (2017)5 en Qian & Brascamp (2017)6 een paar koude spiegels (die infrarood licht uitzonden maar 95% van het zichtbare licht reflecteerden) en een paar monitoren aan weerszijden van de koude spiegels om een dichoptische presentatie te creëren. Infrarood video-gebaseerde eye-tracker werd gebruikt om oogbewegingen te volgen in de haploscoop setup7,8.
Het gebruik van een haploscoopachtige dichoptische presentatie heeft echter een nadeel. Het rotatiecentrum van het instrument (haploscoop) verschilt van het draaipunt van het oog. Daarom zijn aanvullende berekeningen (zoals beschreven in aanhangsel – A van Raveendran (2013)9) vereist voor een goede en nauwkeurige meting van oogbewegingen. Bovendien moeten de vliegtuigen van accommodatie en vergence op elkaar worden afgestemd (d.w.z. de vraag naar accommodatie en vergence moet hetzelfde zijn). Als de werkafstand (totale optische afstand) bijvoorbeeld 40 cm is, dan is de vraag naar accommodatie en vergence respectievelijk 2,5 dioptrie en 2,5 meter hoeken. Als we de spiegels perfect orthogonaal uitlijnen, wordt de haploscoop uitgelijnd voor weergave op afstand (d.w.z. de vereiste vergence is nul), maar de vereiste accommodatie is nog steeds 2,5D. Daarom moet een paar bolle lenzen (+2,50 dioptrie) tussen het oog en de spiegelopstelling van haploscoop worden geplaatst om het vlak van de accommodatie tot in het oneindige te duwen (d.w.z. de vereiste accommodatie is nul). Deze opstelling vereist meer ruimte tussen het oog en de spiegelopstelling van haploscoop is vereist, wat ons terugbrengt naar het verschil in rotatiecentra. Het probleem van het uitlijnen van vlakken van accommodatie en vergence kan worden geminimaliseerd door de haploscoop uit te lijnen op de nabije weergave, zodat beide vlakken zijn uitgelijnd. Dit vereist echter het meten van de inter-pupillenafstand voor elke deelnemer en de bijbehorende uitlijning van haploscoopspiegels/stimuluspresentatiemonitoren.
In dit artikel introduceren we een methode om infrarood videogebaseerde eye-tracking en dichoptische stimuluspresentatie te combineren met behulp van draadloze 3D-sluiterbrillen en 3D-ready monitoren. Deze methode vereist geen aanvullende berekeningen en/of aannames zoals die welke worden gebruikt met de haploscopische methode. Sluiterglazen zijn gebruikt in combinatie met eye trackers voor het begrijpen van verrekijker fusion10,saccadic aanpassing11, en oog-hand coördinatie12. Er moet echter worden opgemerkt dat stereo-sluiterbrillen die door Maiello en collega's10,11,12 werdengebruikt,de eerste generatie sluiterbrillen waren, die via een draad werden aangesloten om te synchroniseren met de verversingssnelheid van de monitor. Bovendien is de rolluikbril van de eerste generatie nu commercieel niet beschikbaar. Hier demonstreren we het gebruik van in de handel verkrijgbare draadloze sluiterbrillen van de tweede generatie(Materialentabel)om dichoptische stimulus te presenteren en op betrouwbare wijze monoculaire en verrekijker-oogbewegingen te meten. Daarnaast demonstreren we een methode om monoculaire/verrekijker visuele velden te beoordelen bij onderwerpen met centraal gezichtsveldverlies. Terwijl dichoptische presentatie van visuele stimulus monoculaire en verrekijkerbeoordeling van visuele velden mogelijk maakt, vergemakkelijkt verrekijkeroogtracking onder dichoptische kijkconditie visuele veldentests in een blikgestuurd paradigma.

<table><tbody><tr><td>3D monitor</td><td>Benq</td><td>NA</td><td>Approximate Cost (in USD): 500 https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html</td></tr><tr><td>3D shutter glass</td><td>NVIDIA</td><td>NA</td><td>Approximate Cost (in USD): 300 https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html</td></tr><tr><td>Chin/forehead rest</td><td>UHCO</td><td>NA</td><td>Approximate Cost (in 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>Approximate Cost (in USD): 27,000 https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/</td></tr><tr><td>IR reflective patch</td><td>Tactical</td><td>NA</td><td>Approximate Cost (in 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>Approximate Cost (in USD): 2150 https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html</td></tr><tr><td>Numerical Keypad</td><td>Amazon</td><td>CP001878 (model), B01E8TTWZ2 (ASIN)</td><td>Approximate Cost (in USD): 15 https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2</td></tr><tr><td>Psychtoolbox - Add on</td><td>Freeware</td><td>NA</td><td>Approximate Cost (in USD): GRATIS http://psychtoolbox.org/download.html</td></tr><tr><td>Tripod (Dekstop)</td><td>Manfrotto</td><td>MTPIXI-B (model), B00D76RNLS (ASIN)</td><td>Approximate Cost (in USD): 30 https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS</td></tr></tbody></table>

binoculair centraal gezichtsveld en verrekijker-oogbewegingen beoordelen in een dichoptische kijkconditie

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

Maculadegeneratie resulteert meestal in heterogene verrekijker centrale visuele defecten. Momenteel beschikbare benaderingen om centraal gezichtsveld te beoordelen, zoals de microperimetry, kunnen slechts één oog tegelijk testen. Daarom kunnen ze niet verklaren hoe de defecten in elk oog de verrekijkerinteractie en de echte functie beïnvloeden. Dichoptische stimuluspresentatie met een blikgestuurd systeem zou een betrouwbare maat kunnen bieden voor monoculaire / verrekijker visuele velden. Dichoptic stimulus presentatie en gelijktijdige eye-tracking zijn echter een uitdaging omdat optische apparaten van instrumenten die stimulus dichoptically presenteren (bijv. haploscoop) altijd interfereren met eye-trackers (bijv. infrarood video-gebaseerde eye-trackers). Daarom waren de doelen 1) het ontwikkelen van een methode voor dichoptische stimuluspresentatie met gelijktijdige eye-tracking, met behulp van 3D-sluiterbrillen en 3D-ready monitoren, die niet wordt beïnvloed door interferentie en 2) om deze methode te gebruiken om een protocol te ontwikkelen voor het beoordelen van centraal gezichtsveld bij onderwerpen met centraal gezichtsverlies. De resultaten toonden aan dat deze opstelling een praktische oplossing biedt voor het betrouwbaar meten van oogbewegingen in dichoptische kijkconditie. Daarnaast werd ook aangetoond dat deze methode blikgestuurd verrekijker centraal gezichtsveld kan beoordelen bij onderwerpen met centraal gezichtsverlies.

De representatieve verrekijker oogbewegingssporen van één waarnemer met normaal verrekijkerzicht tijdens twee verschillende kijkomstandigheden worden weergegeven (figuur 4). Continue tracking van oogbewegingen was mogelijk wanneer beide ogen de stimulus bekeken (figuur 4A), en wanneer het linkeroog de stimulus met het rechteroog onder een actieve sluiter bekeek (figuur 4B). Zoals uit deze sporen blijkt, heeft de voorgestelde methode...

Hier wordt een protocol gepresenteerd voor het beoordelen van verrekijker oogbewegingen en blikgestuurde centrale gezichtsveldscreening bij deelnemers met centraal gezichtsverlies.

Binoculair centraal gezichtsveld en verrekijker-oogbewegingen beoordelen in een dichoptische kijkconditie

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

Momenteel beschikbare methoden voor het beoordelen van het centrale gezichtsveld zijn monoculair. We gebruiken dichoptische stimuli-presentatie met het blikcontrolesysteem voor een betrouwbare monoculaire en binoculaire beoordeling van het gezichtsveld. Deze methode maakt gebruik van een 3D-ready monitor en 3D-shutterbrilletjes voor dichoptische stimuli-presentatie, wat eenvoudiger en directer is dan andere methoden, bijvoorbeeld het gebruik van een haploscoop.Het demonstreren van de testprocedure zal door Dr. Guler Arsal worden gedaan, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij het Envision Research Institute. Voordat u met een experiment begint, selecteert u een set draadloze 3D-active shutterbrilletjes die kunnen worden gesynchroniseerd met elke 3D-ready monitor. Om de shutterbrilletjes actief te laten zijn, mag er geen interferentie zijn tussen de infraroodzender en de infraroodontvanger op de neusbrug van de shutterbrilletjes.Toon alle visuele stimuli op een 3D-monitor met een resolutie van 1920 bij 1080 pixels, 144 Hertz. Om de monitor en de 3D-brilletjes naadloos te laten werken, moet u ervoor zorgen dat de juiste drivers zijn geïnstalleerd. Plaats een tafelgemonteerde infrarood video-based oogtracker die in staat is om oogbewegingen te meten met een samplefrequentie van 1.000 Hertz naast de monitor en plaats een stoel voor de deelnemer op 100 centimeter afstand van de monitor.Gebruik een statief om de camera van de oogtracker op 20 tot 30 centimeter afstand te plaatsen van waar de deelnemer zal zitten en gebruik een infrarood reflecterend plekje om interferentie te voorkomen tussen de infraroodverlichting van de oogtracker en het infraroodsysteem van de shutterbrilletjes. Gebruik commercieel verkrijgbare software om de shutterbrilletjes te integreren met de 3D-ready monitor voor de dichoptische presentatie van visuele stimuli om de oogtracker te besturen. Klem een hoge, brede kin- en voorhoofdsteun aan een verstelbare tafel om comfortabele positionering van de deelnemer mogelijk te maken zodra de shutterbrilletjes zijn opgezet.Plaats het infrarood reflecterende plekje onder de sensor en deactiveer de lichtboostoptie in de 3D-ready monitor om eventuele lekkage van de luminantie-informatie te minimaliseren, vervolgens verhoogt u de sterkte van de infrarood-LED's van de oogtracker tot 100% van de standaard 50% in de software. Enkele minuten voordat de deelnemer arriveert, controleert u of de oogtracker en de hostcomputer zijn ingeschakeld en bevestigt u dat de computer is verbonden met de oogtracker. Controleer vervolgens de synchronisatie-nauwkeurigheid van het display.Wanneer de deelnemer arriveert, laat hem met zijn hoofd en kin in de steun zitten en vraag hem om de 3D-active shutterbrilletjes op te zetten. Wanneer de deelnemer comfortabel zit, start u het programma dat het hoofdexperiment uitvoert vanaf de juiste interface. Wanneer het programma daarom vraagt, voert u de deelnemersinformatie in en slaat u het uitvoergegevensbestand op in een datamap met een unieke bestandsnaam.Wanneer een grijze scherm met instructies zoals Enter indrukken om camera te schakelen, C indrukken om te kalibreren, V indrukken om te valideren verschijnt op het scherm, past u de camera van de oogtracker aan om te lijnen met de pupil van de deelnemer. Voor de oogtracker calibratie, start u de calibratie in de software en instrueert u de deelnemer om het doelwit te volgen door hun ogen te bewegen, maar niet hun hoofd, en om naar het midden van het doelwit te kijken. Als de calibratie succesvol is, start u de validatie en instrueert u de deelnemer om nogmaals het doelwit te volgen met alleen hun ogen terwijl ze naar het midden van het doelwit kijken.Lees vervolgens de resultaten van de validatiestap op het scherm. Zodra een goede en eerlijke calibratie en validatie van de oogtracker is bereikt, start u de driftcorrectie en instrueert u de deelnemer om naar het centrale fixatiedoelwit te kijken terwijl ze hun ogen zo stil mogelijk houden. Na voltooiing van de driftcorrectie, informeert u de deelnemer dat ze beide ogen open moeten houden tijdens het hele testen, om de fixatie op het centrale fixatiedoelwit te houden, en om Enter in te drukken als reactie op elke witte licht waargenomen.Instrueer de deelnemer om niet naar nieuwe witte lichten te zoeken en om hun ogen niet te bewegen en dat de lichten op elke locatie op het scherm kunnen verschijnen. Aan het einde van het gezichtsveldexperiment zal het scherm het resultaat van de test weergeven, waarbij de waargenomen en niet waargenomen locaties differentieel worden gemarkeerd. Hoewel alle gegevens over het gezichtsveld en de oogbewegingen automatisch worden opgeslagen voor post-hoc analyse, zorg ervoor dat u bevestigt dat de bestanden zijn opgeslagen voordat u het platform dat het experiment uitvoert, verlaat.Hier worden de representatieve binoculaire oogbewegingssporen van één waarnemer met normaal binoculaire zicht tijdens twee verschillende bekijkingscondities getoond. Continu volgen van oogbewegingen is mogelijk wanneer beide ogen het stimulus bekijken en wanneer het linkeroog het stimulus bekijkt met het rechteroog onder een actieve sluiter. Zoals duidelijk is, heeft deze methode geen invloed op de kwaliteit van de oogbewegingsmeting en kan oogbewegingen meten voor zelfs lange duur experimenten.Zoals waargenomen, kan de methode worden gebruikt om oogbewegingen betrouwbaar te meten, zelfs bij uitdagende deelnemers met centraal gezichtsverlies. Inderdaad is een belangrijke toepassing van deze methode het screenen van het centrale gezichtsveld bij proefpersonen met en zonder centraal gezichtsverlies. De methode biedt een manier om de impact van centraal gezichtsverlies te documenteren bij realistische bekijkingen met beide ogen open zoals voor deze representatieve waarnemer waarbij een binoculaire voordeel werd waargenomen.Een succesvolle synchronisatie van de 3D-ready monitor en de 3D-shutterbrilletjes met de oogtracker kan worden bereikt door middel van strategisch plaatsen van het infrarood reflecterende plekje. Hoewel we dit als een enkele visual field demonstreerden, kan deze methode worden uitgebreid om de drempel op elke retinale locatie te meten om de monoculaire en binoculaire visuele velddeficieten te bestuderen.

assessing-binocular-central-visual-field-binocular-eye-movements

Research

JoVE Journal

Behavior

Gedrag

Object Van Motion (OFM) en-tijd beperkte stereo protocollen zijn gevoelig instrumenten om monoculaire en binoculaire dynamische tekorten visuele functie, die uniek zijn aangetast bij neuritis optica patiënten te identificeren. Bovendien kunnen deze proeven worden gebruikt als kwantitatieve invasieve instrumenten voor zover van myelinisatie langs visuele paden beoordelen.

Dynamic Visual Tests te identificeren en te kwantificeren Visual schade en herstel Na Demyelinisatie in optische neuritis Patiënten

Wij hebben onlangs voorgesteld een methode waarmee dichoptic visuele stimuli presentatie en verrekijker eye tracking tegelijkertijd1. De sleutel is de combinatie van een infrarood oog tracker en de bijbehorende infrarood-transparante spiegels. Dit manuscript biedt een diepgaande protocol voor de eerste installatie en de dagelijkse werking.

How to Build een Dichoptic presentatie systeem waarin een Eye Tracker

Hier presenteren we gedetailleerde protocollen voor monoculaire visuele ontbering en oculaire dominantie plasticiteit analyse, die belangrijke methoden voor het bestuderen van de neurale mechanismen van visuele plasticiteit tijdens de kritieke periode en de effecten van specifieke genen op visuele ontwikkeling.

Monoculaire visuele ontbering en oculaire dominantie plasticiteit meting in de muis primaire visuele cortex

Het huidige onderzoek demonstreert een methode om dynamische gezichtsscherpte (DVA) bij bijziende proefpersonen nauwkeurig te onderzoeken met brilcorrectie. Verdere analyse gaf aan dat hoe dichter de brekingstoestand bij emmetropie ligt, hoe beter de brilgecorrigeerde binoculaire DVA zowel bij 40 als 80 graden per seconde is.

Binoculaire dynamische gezichtsscherpte bij brilgecorrigeerde bijziende patiënten

VisualEyes2020 (VE2020) is een aangepaste scripttaal die visuele oogbewegingsstimuli presenteert, registreert en synchroniseert. VE2020 biedt stimuli voor geconjugeerde oogbewegingen (saccades en soepele achtervolging), disconjugate oogbewegingen (vergence), accommodatie en combinaties van elk. Twee analyseprogramma's verenigen de gegevensverwerking van de eye tracking- en accommodatieregistratiesystemen.

Kwantificering van oculomotorische responsen en accommodatie door middel van instrumentatie- en analysetoolboxen

Een nieuwe, op beweging gebaseerde scherptetest die de beoordeling van centrale en perifere visuele verwerking bij slechtziende en gezonde personen mogelijk maakt, samen met een bril die het perifere zicht beperkt en compatibel is met MRI-protocollen, wordt hier beschreven. Deze methode biedt een uitgebreide beoordeling van het gezichtsvermogen voor functionele beperkingen en disfuncties van het visuele systeem.

Bewegingsscherptetest voor gezichtsveldscherptemeting met bewegingsgedefinieerde vormen

We presenteren de ontwikkeling van een blikafhankelijk weergaveraamwerk dat is ontworpen voor perceptueel en oculomotorisch onderzoek dat centraal gezichtsverlies simuleert. Dit raamwerk is met name geschikt voor het bestuderen van compenserende gedrags- en oculomotorische strategieën bij personen die zowel gesimuleerd als pathologisch verlies van centraal gezichtsvermogen ervaren.

Een blikafhankelijk weergavekader voor perceptueel leeronderzoek met gesimuleerd centraal gezichtsverlies

De methodologie onderzocht visuele en vestibulaire bijdragen aan blikstabilisatie tijdens optokinetische rotaties en rotaties van het hele lichaam. Stimulaties werden uitgevoerd door middel van visuele, vestibulaire en visuovestibulaire onderzoeken. Torsie-oogbewegingswinst en nystagmusfrequenties dienden als indicatoren voor het subcorticale doorgeven van sensorisch-specifieke bewegingsinformatie naar de reflexieve hersenstamrespons voor elke proef.

Eye-tracking gebruiken om het relatieve belang van visuele en vestibulaire input voor de verwerking van subcorticale bewegingen in het rolvlak te beoordelen

Hier presenteren we een uitgebreide reeks taken om binoculair zicht te beoordelen. Taken omvatten perifere stereoacuïteit en diepgaande beweging, die niet worden beoordeeld door de huidige klinische tests. Het opnemen van deze taken geeft een diepgaande beoordeling van iemands binoculariteit.

Een reeks kwantitatieve verkijkers voor volwassenen: Testprotocollen

Dit artikel beschrijft hoe u eye tracking-methodologieën kunt gebruiken om de cognitieve processen te bestuderen die betrokken zijn bij tekstbegrip. Beschrijvingen van oogvolgapparatuur, hoe experimentele stimuli te ontwikkelen en procedurele aanbevelingen zijn opgenomen. De gepresenteerde informatie kan worden toegepast op de meeste studies met behulp van verbale stimuli.

Oogbewegingen gebruiken om de cognitieve processen te evalueren die betrokken zijn bij tekstbegrip

Leer een betrouwbare methode voor het beoordelen van het centrale gezichtsveld met dichoptische stimuli en 3D-technologie. Dit protocol verbetert de visuele screening bij patiënten met centraal visusverlies.

Binoculair centraal gezichtsveld en verrekijker-oogbewegingen beoordelen in een dichoptische kijkconditie

Meer video's verkennen