Kwantyfikacja reakcji okoruchowych i akomodacji za pomocą oprzyrządowania i zestawów narzędzi do analizy

Sebastian N. Fine; Yi Guo; Henry Talasan; Stephen LeStrange; Chang Yaramothu; Tara L. Alvarez

doi:10.3791/64808

Method Article

Kwantyfikacja reakcji okoruchowych i akomodacji za pomocą oprzyrządowania i zestawów narzędzi do analizy

DOI:

10.3791/64808

⸱

March 3rd, 2023

Sebastian N. Fine¹ , Yi Guo¹^,² , Henry Talasan¹ , Stephen LeStrange¹ , Chang Yaramothu¹^,³ , Tara L. Alvarez¹

¹Department of Biomedical Engineering, New Jersey Institute of Technology, ²Neural Automations Ltd., ³School of Applied Engineering and Technology, New Jersey Institute of Technology

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

VisualEyes2020 (VE2020) to niestandardowy język skryptowy, który prezentuje, rejestruje i synchronizuje bodźce wzrokowe ruchu gałek ocznych. VE2020 dostarcza bodźców do sprzężonych ruchów gałek ocznych (sakkady i płynny pościg), sprzężonych ruchów gałek ocznych (wergencja), akomodacji i kombinacji każdego z nich. Dwa programy analityczne ujednolicają przetwarzanie danych z systemów śledzenia ruchu gałek ocznych i rejestracji zakwaterowania.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dzięki celowej stymulacji i rejestrowaniu ruchów gałek ocznych można zaobserwować podstawowe cechy podstawowych mechanizmów neuronalnych ruchów gałek ocznych. VisualEyes2020 (VE2020) został opracowany w oparciu o brak konfigurowalnej stymulacji wizualnej opartej na oprogramowaniu dostępnej dla badaczy, która nie opiera się na silnikach lub siłownikach w tradycyjnym haploskopie. Ten nowy instrument i metodologia zostały opracowane z myślą o nowatorskiej konfiguracji haploskopu wykorzystującej zarówno systemy śledzenia ruchu gałek ocznych, jak i autorefraktora. Oprogramowanie analityczne, które umożliwia zsynchronizowaną analizę ruchu gałek ocznych i reakcji akomodacyjnych, zapewnia badaczom wzroku i klinicystom powtarzalne środowisko i narzędzie, które można udostępniać. Program Analizy Ruchu Oczu (VEMAP) Laboratorium Inżynierii Wizyjnej i Neuronalnej (VNEL) został stworzony w celu przetwarzania nagrań wytwarzanych przez urządzenia śledzące ruch gałek ocznych VE2020, podczas gdy Program Analizy Ruchu Akomodacyjnego (AMAP) został stworzony w celu przetwarzania danych wyjściowych zapisu z odpowiedniego systemu autorefraktora. VNEL bada trzy podstawowe bodźce: akomodację (zmiany wypukłości soczewki wewnątrzgałkowej spowodowane rozmyciem), wergencję (rotacja do wewnątrz, zbieżna i na zewnątrz, rozbieżna rotacja oczu) i sakkady (sprzężone ruchy gałek ocznych). VEMAP i AMAP wykorzystują podobne procesy przepływu danych, ręczne interakcje operatora i interwencje tam, gdzie to konieczne; Jednak te platformy analityczne przyspieszają tworzenie obiektywnego pakietu oprogramowania, który minimalizuje zależność od operatora. Użyteczność interfejsu graficznego i odpowiadające mu algorytmy pozwalają na przeprowadzanie szerokiego zakresu eksperymentów wizualnych przy minimalnym wymaganym wcześniejszym doświadczeniu w kodowaniu od jego operatora (operatorów).

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wspólna koordynacja obuoczna oraz odpowiednie reakcje akomodacyjne i okoruchowe na bodźce wzrokowe są kluczowymi aspektami codziennego życia. Gdy dana osoba ma zmniejszoną szybkość reakcji na ruchy gałek ocznych, określoną ilościowo za pomocą rejestracji ruchu gałek ocznych, można zauważyć podwójne widzenie (podwójne widzenie)¹^,². Co więcej, metaanaliza literatury Cochrane wykazała, że pacjenci z dysfunkcjami okoruchowymi, próbujący utrzymać normalne widzenie obuoczne, doświadczają często wspólnych objawów wizualnych, w tym niewyraźnego/podwójnego widzenia, bólów głowy, stresu/zmęczenia oczu i trudności z wygo....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Badanie, dla którego ten zestaw do analizy danych i instrumentów został stworzony i pomyślnie wdrożony, zostało zatwierdzone przez New Jersey Institute of Technology Institution Review Board HHS FWA 00003246 Approval F182-13 i zatwierdzone jako randomizowane badanie kliniczne opublikowane na ClinicalTrials.gov Identyfikator: NCT03593031 finansowane przez NIH EY023261. Wszyscy uczestnicy przeczytali i podpisali formularz świadomej zgody zatwierdzony przez uczelnianą Komisję Rewizyjną.

1. Ustawienia oprzyrządowania

Monitorowanie połączeń i sprzętu
1. System VE2020 przypisuje monitory przestrzennie w kolej....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wykresy zespołowe na poziomie grupy stymulowanych ruchów gałek ocznych wywołane przez VE2020 są przedstawione w Rysunek 11 z odpowiednimi charakterystykami prędkości pierwszego rzędu.

figure-results-1
Rysunek 11: Zespoły reakcji na ruchy gałek ocznych. Pokazano wykresy zespołowe stopni wergencji (po lewej) i sakkad .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zastosowania metody w badaniach naukowych
Innowacje w stosunku do początkowego oprogramowania VisualEyes2020 (VE2020) obejmują rozszerzenie VE2020 o projekcję na wielu monitorach z jednym lub kilkoma bodźcami wizualnymi, co pozwala na badanie pytań naukowych, począwszy od kwantyfikacji składników Maddoxa wergencji¹⁸ po wpływ rozpraszających celów na cele instruowane¹⁹. Rozbudowa systemu haploskopowego do VE2020 wraz z uzupełniającym rozwojem VEMAP i AM.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają do zadeklarowania konfliktu interesów.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie było wspierane przez grant National Institutes of Health R01EY023261 dla T.L.A. oraz stypendium Barry'ego Goldwatera i nagrodę doktorską NJIT Provost Doctoral Award dla S.N.F.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
Name	Company	Catalog Number	Comments
Skrzynka rozdzielcza terminala analogowego	National Instruments	2090A
Convex-Sphere Trial Lens Set	Przenośne obiektywy precyzyjne	Reichert	Wykorzystywane do kalibracji autorefraktora
Karty graficzne	-		Minimalne wymagania dotyczące wydajności GTX980 w konfiguracji SLI
ISCAN Eye Tracker	ISCAN	ETL200
MATLAB	Wymagania dotyczące oprogramowania	MathWorks	v2022a
MATLAB	oprogramowania VEMAP	MathWorks	v2015a
Microsoft Windows 10		Windows 10	Wymagany system operacyjny Microsoft Windows 10 dla VE2020
Autorefraktor Plusoptix PowerRef3	Plusoptix	PowerRef3
(ilość: 4+)	Rozdzielczość Dell	1920x1080	Należy pamiętać, że wszystkie monitory powinny być tego samego modelu i marki, aby uniknąć różnic w rozdzielczości, a także konfiguracji fizycznych

AMAP Wymagania dotyczące Microsoft Monitory bodźców

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Alvarez, T. L., et al. Disparity vergence differences between typically occurring and concussion-related convergence insufficiency pediatric patients. Vision Research. 185, 58-67 (2021).
Alvarez, T. L., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Kwantyfikacja reakcji okoruchowych i akomodacji za pomocą oprzyrządowania i zestawów narzędzi do analizy

In This Article

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Results

Discussion

Disclosures

Acknowledgements

Materials

References

Reprints and Permissions

Tags

Related Articles