Name: Ocena obuocznego centralnego pola widzenia i obuocznych ruchów gałek ocznych w warunkach widzenia dychoptycznego (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 45 s
Description: Poznaj metodę oceny obuocznego pola widzenia z wykorzystaniem prezentacji bodźców dichoptycznych i monitora 3D. Protokół umożliwia niezawodną diagnostykę utraty widzenia centralnego w warunkach naturalnego widzenia obuocznego.

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

To badanie zostało sfinansowane przez LC Industries Postdoctoral research fellowship dla RR i Bosma Enterprises Postdoctoral research fellowship dla AK. Autorzy pragną podziękować doktorom Laurze Walker i Donaldowi Fletcherowi za cenne sugestie i pomoc w rekrutacji uczestników.

Wszystkie procedury i protokoły opisane poniżej zostały sprawdzone i zatwierdzone przez instytucjonalną komisję rewizyjną Uniwersytetu Stanowego Wichita, Wichita, Kansas. Uzyskano świadomą zgodę od wszystkich uczestników.
1. Wybór uczestnika
<ol>
	<li>Zrekrutowani uczestnicy z prawidłowym widzeniem (n = 5, 4 kobiety, średnia ± SE: 39,8 ± 2,6 roku) oraz z utratą widzenia centralnego (n = 15, 11 kobiet, 78,3 ± 2,3 roku) z powodu zwyrodnienia plamki żółtej (związane z wiekiem / młodzieńcze). Należy zauważyć, że rażąco różny wiek obu grup był drugorzędny w stosunku do demografii osób z utratą widzenia centralnego (zwyrodnienie plamki żółtej związane z wiekiem dotyka starszych osób i jest bardziej rozpowszechnione u kobiet). Co więcej, celem tego badania nie było porównanie dwóch kohort.</li>
</ol>
2. Przygotowanie eksperymentu
<ol>
	<li>Korzystaj z bezprzewodowych okularów z aktywną migawką 3D (tabela materiałów), które można zsynchronizować z dowolnym monitorem obsługującym technologię 3D. Aby okulary migawki były aktywne, nie powinno być żadnych zakłóceń między nadajnikiem podczerwieni (małą czarną skrzynką w kształcie piramidy) a odbiornikiem podczerwieni (czujnikiem) na mostku nosowym okularów migawki.</li>
	<li>Wyświetlaj wszystkie bodźce wizualne na monitorze 3D (1920 x 1080 pikseli, 144 Hz). Aby monitor i okulary 3D działały bezproblemowo, upewnij się, że zainstalowane są odpowiednie sterowniki.</li>
	<li>Dla tego protokołu należy użyć zamontowanego na stole monitora ruchu gałek ocznych opartego na podczerwieni (Tabela materiałów), który jest w stanie mierzyć ruchy gałek ocznych przy próbkowaniu 1000 Hz. Oddziel oświetlenie w podczerwieni i kamerę eye-trackera, użyj dowolnego statywu z regulowaną wysokością i kątem (tabela materiałów), aby mocno je przymocować. Umieść kamerę w odległości 20-30 cm od uczestnika i umieść ekran w odległości 100 cm od uczestnika.</li>
	<li>Użyj naszywki odbijającej podczerwień (tabela materiałów), aby uniknąć zakłóceń między oświetleniem w podczerwieni eye-trackera a systemem podczerwieni okularów migawkowych (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1, po prawej).</li>
	<li>Skorzystaj z dostępnego na rynku oprogramowania (Tabela materiałów), aby zintegrować okulary migawkowe i monitor 3D gotowy do dynamicznej prezentacji bodźców wizualnych w celu sterowania eyetrackerem.</li>
	<li>Aby ustabilizować ruchy głowy, użyj wysokiego i szerokiego podbródka i podpórki pod czoło (Tabela materiałów) i przymocuj ją do regulowanego stołu. Szeroki wymiar podbródka i podpórki pod czoło umożliwia wygodne ułożenie uczestników z założonymi okularami migawkowymi. 
	UWAGA: <silna klasa="xfig">Rysunek 1 pokazuje konfigurację do śledzenia ruchu gałek ocznych z prezentacją bodźców dichoptycznych przy użyciu okularów migawkowych 3D i monitora 3D-ready. Łatka odbijająca podczerwień została strategicznie umieszczona poniżej czujnika podczerwieni na mostku nosowym okularów migawkowych 3D (<silna klasa = "xfig" >Rysunek 1, po prawej).</li>
	<li>Zminimalizuj wyciek informacji o luminancji, wyłączając opcję wzmocnienia światła w monitorze 3D Ready. Wyciek informacji o luminancji z jednego oka do drugiego oka jest znany jako wyciek luminancji lub przesłuch13. Jest to podatne na występowanie w przypadku wyświetlaczy stereoskopowych w warunkach wysokiej luminancji.</li>
	<li>Dzięki przesłonom ilość światła podczerwonego (z systemu śledzenia ruchu gałek ocznych) docierającego do źrenicy może być znacznie zmniejszona13 – średnio około 65% luminancji zostało zmniejszone (Tabela uzupełniająca 1). Aby temu zaradzić, zwiększ siłę diod LED podczerwieni eyetrackera do 100% lub (ustawienie maksymalne) z domyślnego ustawienia mocy. W przypadku korzystania z eye-trackera opartego na podczerwieni (tabela materiałów) zmień to ustawienie w ustawieniach "Moc oświetlenia" na lewym dolnym ekranie, jak pokazano na Rysunek 2.</li>
</ol>
3. Przeprowadzanie eksperymentu
UWAGA: Głównym eksperymentem tego badania było obuoczne śledzenie gałek ocznych i badanie przesiewowe centralnego pola widzenia za pomocą bodźca dichoptycznego. Centralne badanie przesiewowe pola widzenia było porównywalne z badaniem pola widzenia za pomocą dostępnych na rynku instrumentów (Tabela materiałów). Właściwości fizyczne bodźca wzrokowego, takie jak luminancja celu (~22 cd/m2), luminancja tła (~10 cd/m2), rozmiar celu (Goldmann III – 4 mm2), siatka pola widzenia (siatka Polar 3 z 28 punktami, <silna klasa = "xfig">Rysunek 3) i czas trwania bodźca (200 ms) były identyczne z testami pola widzenia dostępnych na rynku instrumentów. Należy pamiętać, że te wartości luminancji były mierzone przez okulary migawki, gdy migawka była włączona (Tabela uzupełniająca 1). Na potrzeby omawianych tutaj testów luminancja bodźca była stała, w przeciwieństwie do badania pola widzenia, w którym luminancja bodźca jest zmieniana w celu uzyskania progu wykrywalności. Innymi słowy, w eksperymencie zastosowano badania przesiewowe ponadprogowe, a nie progowe. W związku z tym wynikami badania przesiewowego były reakcje binarne (bodźce widziane lub niewidoczne), a nie wartości liczbowe.
<ol>
	<li>Kontrole przed eksperymentem
	<ol>
		<li>Na kilka minut przed przybyciem uczestnika na test upewnij się, że zarówno urządzenie śledzące ruch gałek ocznych, jak i komputer hosta (który uruchamia eksperyment) są włączone i upewnij się, że komputer hosta jest podłączony do urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych.</li>
		<li>Z reguły należy potwierdzić dokładność synchronizacji (za pomocą poleceń specyficznych dla platformy) wyświetlacza przed rozpoczęciem eksperymentu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Rozpoczęcie głównego eksperymentu 
	UWAGA: Poniższe kroki są bardzo specyficzne dla platformy i zależą od skryptu, który uruchamia główny eksperyment. Zapoznaj się z materiałami uzupełniającymi, które zawierają przykłady kodów użytych do zaprojektowania i przeprowadzenia eksperymentu.
	<ol>
		<li>Uruchom program (patrz materiał uzupełniający - 'ELScreeningBLR.m'), który uruchamia główny eksperyment z odpowiedniego interfejsu. Po wyświetleniu monitu przez program wprowadź informacje o uczestniku (takie jak identyfikator uczestnika, odległość testowa), które są potrzebne do zapisania pliku danych wyjściowych w folderze danych o unikatowej nazwie pliku.</li>
		<li>Szary ekran z instrukcjami, takimi jak "Naciśnij Enter, aby przełączyć kamerę; Naciśnij C, aby skalibrować, naciśnij V, aby zatwierdzić" pojawi się na ekranie. Na tym etapie dostosuj kamerę eye-trackera tak, aby wyrównała się ze źrenicą uczestnika, jak pokazano na <silna klasa="xfig">Rysunek 2.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Kalibracja i walidacja eye-trackera
	<ol>
		<li>Rozpocznij kalibrację eye-trackera. Poinstruuj uczestników, aby podążali za celem, poruszając oczami (a nie głową) i patrzyli na środek celu.</li>
		<li>Po pomyślnej kalibracji rozpocznij walidację. Postępuj zgodnie z tymi samymi instrukcjami, co podczas kalibracji.</li>
		<li>Odczytaj wyniki kroku walidacji (zwykle wyświetlane na ekranie). Powtarzaj kalibrację i walidację, aż do uzyskania "dobrego/zadowalającego" (zgodnie z zaleceniami w instrukcji obsługi eyetrackera).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Korekcja dryftu
	<ol>
		<li>Po zakończeniu kalibracji i walidacji eye-trackera rozpocznij korekcję dryfu.</li>
		<li>Poinstruuj uczestników, aby "patrzyli na centralny cel fiksacji i utrzymywali oczy tak nieruchomo, jak to możliwe". 
		UWAGA: Po kalibracji, walidacji i korekcji dryfu, śledzenie ruchu gałek ocznych zostanie zainicjowane jednocześnie z głównym eksperymentem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Badanie przesiewowe pola widzenia
	<ol>
		<li>Ponownie poinstruuj/przypomnij uczestnikowi o zadaniu, które musi wykonać podczas eksperymentu. Poproś badanych, aby mieli otwarte oczy podczas całego testu.</li>
		<li>W tym eksperymencie z polem widzenia poinstruuj ich, aby utrzymywali fiksację na centralnym celu fiksacji, reagując na "każde widziane białe światło", naciskając przycisk "enter" w przycisku odpowiedzi (<silna klasa = "xfig">Rysunek 1, Tabela materiałów). Poinstruuj ich, aby nie poruszali oczami i szukali nowych białych świateł. Przypomnij im również, że krótkie białe światła mogą pojawić się w dowolnym miejscu na ekranie. 
		UWAGA: Podczas badania przesiewowego pola widzenia działanie okularów migawkowych można badać za pomocą tarcz monokularowych, które można połączyć w celu uzyskania pełnej percepcji (patrz rysunek uzupełniający 2 – próby złapania).</li>
		<li>Powtórz instrukcję, aby "utrzymać fiksację" kilka razy w trakcie eksperymentu, aby upewnić się, że fiksacja mieści się w żądanym obszarze. 
		UWAGA: Dźwiękowa informacja zwrotna (taka jak sygnał błędu) może być użyta do ostrzeżenia o utracie fiksacji (jak oczy przesunięte poza okno tolerancji). Kiedy fiksacja wygaśnie, ponownie poinstruuj uczestnika, aby skupił się tylko na celu krzyżowym. Prezentacja bodźców wzrokowych może zostać tymczasowo przerwana, dopóki uczestnik nie przywróci fiksacji do okna tolerancji (np. środkowego 2°).</li>
		<li>Pod koniec eksperymentu z polem widzenia na ekranie pojawi się wynik testu, podkreślając w różny sposób widoczne i niewidoczne lokalizacje (na przykład <silna klasa="xfig">Rysunek 6).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Zapisywanie pliku danych
	<ol>
		<li>Wszystkie dane dotyczące pola widzenia (np. zapisane jako plik "mat") i dane dotyczące ruchu gałek ocznych (np. zapisane jako plik ".edf") zostaną automatycznie zapisane do analizy post-hoc. Upewnij się jednak, że pliki zostały zapisane przed zamknięciem programu/platformy, na której odbywa się eksperyment.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
4. Analiza
UWAGA: Analiza danych dotyczących ruchu gałek ocznych i pola widzenia może być przeprowadzona na kilka sposobów i zależy od oprogramowania użytego do przeprowadzenia eksperymentu oraz formatu danych wyjściowych z eye trackera. Poniższe kroki są specyficzne dla konfiguracji i programu (patrz Materiały dodatkowe).
<ol>
	<li>Analiza ruchu gałek ocznych (post-hoc) 
	UWAGA: Zapisany plik danych o ruchach gałek ocznych (EDF) jest wysoce skompresowanym formatem binarnym i zawiera wiele typów danych, w tym zdarzenia ruchu gałek ocznych, wiadomości, naciśnięcia przycisków i próbki pozycji spojrzenia.
	<ol>
		<li>Konwertuj pliki EDF na ASC-II za pomocą programu do tłumaczenia (EDF2ASC).</li>
		<li>Uruchom polecenie "PipelineEyeMovementAnalysisERI.m", aby zainicjować analizę ruchu gałek ocznych i postępuj zgodnie z instrukcjami zapisanymi w kodzie (zobacz materiały uzupełniające dotyczące skryptu kodu).</li>
		<li>Uruchom 'EM_plots.m', aby wyodrębnić poziome i pionowe pozycje oczu i wykreślić, jak pokazano na Rysunek 4 i Rysunek 5. 
		UWAGA: Dane dotyczące ruchu gałek ocznych mogą być dalej analizowane w celu obliczenia stabilności fiksacji, wykrycia mikrosakkad itp. Wykracza to jednak poza zakres niniejszego dokumentu.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pola widzenia
	<ol>
		<li>Aby uzyskać raporty z testu pola widzenia, uruchom polecenie 'VF_plot.m'. 
		UWAGA: Wszystkie zestawy danych odnoszące się do eksperymentu z polem wizualnym, takie jak punkty widziane/niewidoczne, zostaną wykreślone jako mapa pola wizualnego, jak pokazano na Rysunek 6. Jeśli punkt został zauważony, zostanie on wykreślony jako "zielony" kwadrat wypełniony, w przeciwnym razie zostanie wykreślony czerwony wypełniony kwadrat. Nie będzie wymagana analiza post-hoc dla danych pola widzenia.</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>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia. Przedstawione tutaj fragmenty badań zostały zaprezentowane w formie abstraktu zatytułowanego "Obuoczna centralna funkcja wzrokowa w zwyrodnieniu plamki żółtej" na dorocznym spotkaniu Amerykańskiej Akademii Optometrii 2019.

Proponowana metoda pomiaru ruchów gałek ocznych w warunkach widzenia dichoptycznego ma wiele potencjalnych zastosowań. Ocena obuocznego pola widzenia u uczestników z ubytkiem widzenia centralnego, która jest tutaj pokazana, jest jednym z takich zastosowań. Użyliśmy tej metody do oceny obuocznego pola widzenia u piętnastu uczestników z utratą widzenia centralnego, aby zbadać, jak widzenie obuoczne wpływa na niejednorodną utratę centralnego pola widzenia.
Najważniejszym krokiem w protokole jest ...

Zwyrodnienie plamki żółtej jest zazwyczaj obustronnym stanem wpływającym na widzenie centralne, a wzorzec utraty wzroku może być niejednorodny. Centralny ubytek wzroku może być symetryczny lub asymetryczny między dwojgiem oczu1. Obecnie dostępnych jest kilka technik oceny centralnego pola widzenia w zwyrodnieniu plamki żółtej. Wykres siatkowy Amslera zawiera wzór siatki, który może być używany do ręcznego filtrowania centralnego pola widzenia. Zautomatyzowane obwody (np. analizator pola widzenia Humphreya) prezentują błyski światła o różnej jasności i rozmiarach w znormalizowanej misce Ganzfelda w celu zbadania pola widzenia. Mikroperymetria zależna od spojrzenia prezentuje bodziec wizualny na wyświetlaczu LCD. Mikroobwody mogą kompensować ruchy mikrogałek ocznych, śledząc obszar zainteresowania na siatkówce. Mikroobwody mogą badać lokalne obszary w centralnej siatkówce pod kątem zmian w funkcjonowaniu, ale mogą badać tylko jedno oko na raz. W związku z tym badania mikroperymetryczne nie mogą wyjaśnić, w jaki sposób niejednorodne defekty w każdym oku wpływają na interakcję obuoczną i funkcjonowanie w świecie rzeczywistym. Istnieje niezaspokojona potrzeba opracowania metody wiarygodnej oceny pola widzenia w warunkach obserwacji, które są bardzo zbliżone do obserwacji w świecie rzeczywistym. Taka ocena jest niezbędna, aby zrozumieć, w jaki sposób ubytek pola widzenia jednego oka wpływa na wadę obuocznego pola widzenia. Proponujemy nowatorską metodę oceny centralnego pola widzenia u osób z centralną utratą wzroku w warunkach widzenia dichoptycznego (tj. gdy bodźce wzrokowe są niezależnie prezentowane każdemu z dwojga oczu).
Aby wiarygodnie mierzyć pola widzenia, musi być utrzymana fiksacja w danym miejscu. Dlatego ważne jest, aby połączyć śledzenie ruchu gałek ocznych i prezentację dichoptyczną do oceny obuocznej. Jednak połączenie tych dwóch technik może być trudne ze względu na interferencję między systemami oświetlenia gałek ocznych (np. diodami LED na podczerwień) a elementami optycznymi dichoptycznych systemów prezentujących (np. lustra haploskopu lub pryzmaty stereoskopów). Alternatywnymi opcjami są użycie techniki śledzenia ruchu gałek ocznych, która nie koliduje z linią wzroku (np. technika cewki twardówkowej) lub eye-trackera, który jest zintegrowany z goglamles2. Chociaż każda metoda ma swoje zalety, są też wady. Pierwsza metoda jest uważana za inwazyjną i może powodować znaczny dyskomfort3, a druga metoda ma niskie rozdzielczości czasowe (60 Hz)4. Aby przezwyciężyć te problemy, Brascamp & Naber (2017)5 oraz Qian & Brascamp (2017)6 wykorzystali parę zimnych luster (które przepuszczały światło podczerwone, ale odbijały 95% światła widzialnego) oraz parę monitorów po obu stronach zimnych luster, aby stworzyć prezentację dichoptyczną. Do śledzenia ruchów gałek ocznych w konfiguracji haploskopu użyto wizjera opartego na podczerwieni7,8.
Jednak korzystanie z prezentacji dwufunkcyjnej typu haploskopowego ma pewną wadę. Środek obrotu instrumentu (haploskopu) różni się od środka obrotu oka. W związku z tym wymagane są dodatkowe obliczenia (opisane w Dodatku – A do Raveendran (2013)9) są wymagane do prawidłowych i dokładnych pomiarów ruchów gałek ocznych. Ponadto płaszczyzny akomodacji i wergencji muszą być wyrównane (tj. popyt na akomodację i wergencja muszą być takie same). Na przykład, jeśli odległość robocza (całkowita odległość optyczna) wynosi 40 cm, to zapotrzebowanie na akomodację i wergencję wynosi odpowiednio 2,5 dioptrii i kąty 2,5 metra. Jeśli ustawimy lustra idealnie ortogonalnie, to haploskop jest ustawiony do oglądania na odległość (tj. wymagana wergencja wynosi zero), ale wymagana akomodacja nadal wynosi 2,5D. Dlatego między układem oka a lustrem haploskopu należy umieścić parę wypukłych soczewek (+2,50 dioptrii), aby przesunąć płaszczyznę akomodacji do nieskończoności (tj. wymagana akomodacja wynosi zero). Taki układ wymaga większej przestrzeni między okiem a lustrem wymagany jest układ haploskopu, co prowadzi nas z powrotem do różnicy w środkach obrotu. Problem wyrównania płaszczyzn akomodacji i wergencji można zminimalizować, ustawiając haploskop do bliska widzenia w taki sposób, aby obie płaszczyzny były wyrównane. Wymaga to jednak pomiaru odległości między źrenicami dla każdego uczestnika i odpowiedniego ustawienia luster haploskopowych/monitorów prezentujących bodźce.
W tym artykule przedstawiamy metodę łączenia śledzenia wzroku w podczerwieni opartej na wideo i prezentacji bodźców dichoptycznych za pomocą bezprzewodowych okularów migawkowych 3D i monitorów 3D-ready. Metoda ta nie wymaga żadnych dodatkowych obliczeń i/lub założeń, takich jak te stosowane w przypadku metody haploskopowej. Okulary migawkowe były używane w połączeniu z urządzeniami śledzącymi ruch gałek ocznych w celu zrozumienia fuzji obuocznej10, adaptacji sakkadowej11 i koordynacji wzrokowo-ruchowej12. Należy jednak zauważyć, że okulary stereoskopowe używane przez Maiello i współpracowników10,11,12 były okularami migawkowymi pierwszej generacji, które były połączone przewodem w celu synchronizacji z częstotliwością odświeżania monitora. Co więcej, okulary migawkowe pierwszej generacji są obecnie niedostępne na rynku. W tym miejscu demonstrujemy zastosowanie dostępnych na rynku bezprzewodowych okularów migawkowych drugiej generacji (tabela materiałów) do prezentacji bodźca dichoptycznego i wiarygodnego pomiaru ruchów gałek ocznych i jednoocznych. Dodatkowo demonstrujemy metodę oceny jednoocznego/obuocznego pola widzenia u osób z utratą centralnego pola widzenia. Podczas gdy dychoptyczna prezentacja bodźca wzrokowego umożliwia jednooczną i obuoczną ocenę pól widzenia, obuoczne śledzenie gałek ocznych w warunkach widzenia dichoptycznego ułatwia testowanie pola widzenia w paradygmacie kontrolowanym przez wzrok.

<table><tbody><tr><td>Monitor 3D</td><td>Benq</td><td>NA</td><td>Przybliżony koszt (w USD): 500 https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html</td></tr><tr><td>Szkło migawki 3D</td><td>NVIDIA</td><td>NA</td><td>Przybliżony koszt (w USD): 300 https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html</td></tr><tr><td>Podbródek/czoło</td><td>UHCO</td><td>NA</td><td>Przybliżony koszt (w 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>Przybliżony koszt (w USD): 27 000 https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/</td></tr> <tr><td>IR naszywka odblaskowa</td><td>Tactical</td><td>NA</td><td>Przybliżony koszt (w 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>Przybliżony koszt (w USD): 2150 https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html</td></tr><tr><td>Klawiatura numeryczna</td><td>Amazon</td><td>CP001878 (model), B01E8TTWZ2 (ASIN)</td><td>Przybliżony koszt (w USD): 15 https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2</td></tr><tr><td>Psychtoolbox - Dodatek do</td><td>freeware</td><td>NA</td><td>Przybliżony koszt (w USD): FREE http://psychtoolbox.org/download.html</td></tr><tr><td>statyw (Dekstop)</td><td>Manfrotto</td><td>MTPIXI-B (model), B00D76RNLS (ASIN)</td><td>Przybliżony koszt (w USD): 30 https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS</td></tr></tbody></table>

ocena obuocznego centralnego pola widzenia i obuocznych ruchów gałek ocznych w warunkach widzenia dychoptycznego

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

Zwyrodnienie plamki żółtej zazwyczaj skutkuje niejednorodnymi wadami centralnego widzenia obuocznego. Obecnie dostępne podejścia do oceny centralnego pola widzenia, takie jak mikroperymetria, mogą badać tylko jedno oko na raz. W związku z tym nie mogą wyjaśnić, w jaki sposób wady w każdym oku wpływają na interakcję obuoczną i funkcjonowanie w świecie rzeczywistym. Prezentacja bodźca dychoptycznego za pomocą systemu sterowanego wzrokiem może zapewnić wiarygodny pomiar pola widzenia jednoocznego/obuocznego. Jednak prezentacja bodźców dichoptycznych i jednoczesne śledzenie ruchu gałek ocznych są wyzwaniem, ponieważ urządzenia optyczne instrumentów, które prezentują bodziec w sposób dychoptyczny (np. haploskop), zawsze zakłócają działanie urządzeń śledzących ruch gałek ocznych (np. Eye-trackery oparte na podczerwieni). W związku z tym celem było: 1) opracowanie metody prezentacji bodźców dichoptycznych z jednoczesnym śledzeniem ruchu gałek ocznych, przy użyciu okularów z migawką 3D i monitorów 3D-ready, które nie są narażone na zakłócenia oraz 2) wykorzystanie tej metody do opracowania protokołu oceny centralnego pola widzenia u osób z utratą widzenia centralnego. Wyniki pokazały, że ta konfiguracja stanowi praktyczne rozwiązanie do niezawodnego pomiaru ruchów gałek ocznych w warunkach obserwacji dichoptycznej. Ponadto wykazano również, że metoda ta może oceniać centralne pole widzenia obuoczne sterowane wzrokiem u osób z utratą widzenia centralnego.

Przedstawiono reprezentatywne zapisy binokularnych ruchów gałek ocznych jednego obserwatora z prawidłowym widzeniem obuocznym w dwóch różnych warunkach obserwacji (Rysunek 4). Ciągłe śledzenie ruchów gałek ocznych było możliwe, gdy oba oczy widziały bodziec (Rysunek 4A), a gdy lewe oko obserwowało bodziec przy prawym oku pod aktywną migawką (Rysunek 4B). Jak wynika z tych zapisów, proponowana metoda nie wpływa na jakość pomiaru ruch...

Prezentowany tutaj jest protokół oceny obuocznych ruchów gałek ocznych i kontrolowanych przez spojrzenie badań przesiewowych centralnego pola widzenia u uczestników z utratą widzenia centralnego.

Ocena obuocznego centralnego pola widzenia i obuocznych ruchów gałek ocznych w warunkach widzenia dychoptycznego

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

Obecnie dostępne metody oceny centralnego pola widzenia są jednooczne. Wykorzystujemy prezentację bodźców dichoptycznych z systemem kontroli wzroku do wiarygodnej oceny pola widzenia monocznego i obuocznego. Ta metoda wykorzystuje monitor 3D ready i okulary migawkowe 3D do prezentacji bodźców dichoptycznych, które zapewniają prostsze i bardziej bezpośrednie podejścia niż inne metody, na przykład z użyciem haploskopu.Procedurę testowania zademonstruje dr Guler Arsal, adiunkt w Instytucie Badawczym Envision. Przed rozpoczęciem eksperymentu wybierz parę bezprzewodowych okularów z aktywną migawką 3D, które można zsynchronizować z dowolnym monitorem obsługującym technologię 3D. Aby okulary migawki były aktywne, nie powinno być żadnych zakłóceń między nadajnikiem podczerwieni a odbiornikiem podczerwieni na mostku nosowym okularów migawki.Wyświetlaj wszystkie bodźce wizualne na monitorze 3D w rozdzielczości 1920 na 1080 pikseli, 144 Hz. Aby monitor i okulary 3D działały bezproblemowo, upewnij się, że zainstalowane są odpowiednie sterowniki. Umieść zamontowany na stole monitora wizyjnego na podczerwień, który jest w stanie mierzyć ruchy gałek ocznych z częstotliwością próbkowania 1 000 Hz, na stole obok monitora i umieść miejsce dla uczestnika w odległości 100 centymetrów od monitora.Użyj statywu, aby ustawić kamerę śledzącą ruch gałek ocznych w odległości od 20 do 30 centymetrów od miejsca, w którym uczestnik będzie siedział, i użyj naszywki odblaskowej w podczerwieni, aby uniknąć zakłóceń między oświetleniem w podczerwieni urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych a systemem podczerwieni okularów migawki. Użyj dostępnego na rynku oprogramowania, aby zintegrować okulary migawki z monitorem 3D Ready w celu dyskretnej prezentacji bodźców wizualnych w celu sterowania śledzeniem ruchu gałek ocznych. Przymocuj wysoki, szeroki podbródek i podpórkę pod czoło do regulowanego stołu, aby umożliwić wygodne ułożenie uczestnika po założeniu okularów migawki.Umieść łatkę odbijającą podczerwień pod czujnikiem i wyłącz opcję wzmocnienia światła w monitorze 3D, aby zminimalizować wyciek informacji o luminancji, a następnie zwiększ siłę diod LED podczerwieni w okulomotorze do 100% z domyślnych 50% w oprogramowaniu. Na kilka minut przed przybyciem uczestnika sprawdź, czy urządzenie śledzące ruch gałek ocznych i komputer hosta są włączone i upewnij się, że komputer jest podłączony do urządzenia do śledzenia ruchu gałek ocznych. Następnie sprawdź dokładność synchronizacji wyświetlacza.Kiedy uczestnik przybędzie, poproś go, aby usiadł z głową i podbródkiem w pozostałej części i poproś o założenie okularów z aktywną migawką 3D. Gdy uczestnik poczuje się komfortowo, zainicjuj program, który uruchamia główny eksperyment z odpowiedniego interfejsu. Po wyświetleniu monitu przez program wprowadź informacje o uczestniku i zapisz plik danych wyjściowych w folderze danych o unikalnej nazwie pliku.Gdy na ekranie pojawi się szary ekran z instrukcjami, takimi jak naciśnij Enter, aby przełączyć kamerę, naciśnij C, aby skalibrować, naciśnij V, aby zatwierdzić, dostosuj kamerę śledzenia oczu, aby wyrównać ją ze źrenicą uczestnika. W celu kalibracji urządzenia do śledzenia ruchu gałek ocznych rozpocznij kalibrację w oprogramowaniu i poinstruuj uczestnika, aby podążał za celem, poruszając oczami, ale nie głową, i patrzył na środek celu. Jeśli kalibracja się powiedzie, rozpocznij walidację i poinstruuj uczestnika, aby ponownie podążał wzrokiem za celem, patrząc tylko na środek tarczy.Następnie odczytaj wyniki kroku walidacji na ekranie. Po uzyskaniu dobrej, uczciwej kalibracji i walidacji urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych, zainicjuj korekcję dryfu i poinstruuj uczestnika, aby patrzył na centralny cel fiksacji, trzymając oczy tak nieruchomo, jak to możliwe. Po zakończeniu korekcji dryftu poinformuj uczestnika, że musi mieć otwarte oczy podczas całego testu, aby utrzymać fiksację na centralnym celu fiksacji i nacisnąć Enter w odpowiedzi na zaobserwowane białe światło.Poinstruuj uczestnika, aby nie szukał nowych białych świateł i nie poruszał oczami oraz aby światła mogły pojawić się w dowolnym miejscu na ekranie. Pod koniec eksperymentu z polem widzenia na ekranie zostanie wyświetlony wynik testu, różnicowo podkreślając miejsca widziane i niewidoczne. Chociaż wszystkie dane dotyczące pola widzenia i ruchu gałek ocznych zostaną automatycznie zapisane do analizy post-hoc, należy upewnić się, że pliki zostały zapisane przed zamknięciem platformy, na której przeprowadzany jest eksperyment.Pokazano tu reprezentatywne ślady ruchu gałek ocznych jednej osoby z normalnym widzeniem obuocznym w dwóch różnych warunkach obserwacji. Ciągłe śledzenie ruchów gałek ocznych jest możliwe, gdy oba oczy widzą bodziec i gdy lewe oko ogląda bodziec prawym okiem pod aktywną migawką. Jak widać, metoda ta nie wpływa na jakość pomiaru ruchu gałek ocznych i może mierzyć ruchy gałek ocznych nawet w przypadku długotrwałych eksperymentów.Jak zaobserwowano, metoda ta może być stosowana do wiarygodnego pomiaru ruchów gałek ocznych nawet u trudnych uczestników z utratą widzenia centralnego. Rzeczywiście, ważnym zastosowaniem tej metody jest badanie przesiewowe centralnego pola widzenia u osób z utratą lub bez utraty widzenia centralnego. Metoda ta pozwala udokumentować wpływ utraty widzenia centralnego w świecie rzeczywistym z otwartymi oczami, jak w przypadku tego reprezentatywnego obserwatora, u którego zaobserwowano przewagę lornetkową.Pomyślną synchronizację monitora 3D ready i okularów migawki 3D z eyetrackerem można osiągnąć poprzez strategiczne umieszczenie łatki odbijającej podczerwień. Chociaż wykazaliśmy, że jest to tylko pojedyncze pole widzenia, metodę tę można rozszerzyć o pomiar progu w każdym miejscu siatkówki w celu zbadania deficytów jednoocznego i obuocznego pola widzenia.

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

Research

JoVE Journal

Behavior

Zachowanie

Protokół Object From Motion (OFM) i Time-Limited stereo są czułymi narzędziami do identyfikacji deficytów dynamicznych funkcji wzrokowych jednoocznych i obuocznych, które są wyjątkowo dotknięte u pacjentów z zapaleniem nerwu wzrokowego. Ponadto testy te mogą być wykorzystywane jako ilościowe nieinwazyjne narzędzia do oceny stopnia mielinizacji wzdłuż szlaków wzrokowych.

Dynamiczne testy wzrokowe w celu identyfikacji i ilościowego określenia uszkodzeń wzrokowych i naprawy po demielinizacji u pacjentów z zapaleniem nerwu wzrokowego

Niedawno zaproponowaliśmy metodę, która pozwala na jednoczesne prezentowanie bodźców wizualnych i obuoczne śledzenie gałek ocznych1. Kluczem jest połączenie urządzenia śledzącego ruch gałek ocznych na podczerwień i odpowiednich luster przezroczystych w podczerwieni. Ten manuskrypt zawiera szczegółowy protokół wstępnej konfiguracji i codziennej obsługi.

Jak zbudować system prezentacji dichoptycznej, który zawiera Eye Tracker

Tutaj prezentujemy szczegółowe protokoły do analizy jednoocznej deprywacji wzrokowej i plastyczności dominacji oka, które są ważnymi metodami badania neuronalnych mechanizmów plastyczności wzrokowej w okresie krytycznym oraz wpływu określonych genów na rozwój wzrokowy.

Pomiar jednoocznej deprywacji wzrokowej i plastyczności dominacji oka w pierwszorzędowej korze wzrokowej myszy

Obecne badania demonstrują metodę dokładnego badania dynamicznej ostrości wzroku (DVA) u osób krótkowzrocznych z korekcją okularów. Dalsza analiza wykazała, że im bliżej stanu refrakcji do emmetropii, tym lepsza jest lornetka DVA z korekcją okularów zarówno przy 40, jak i 80 stopniach na sekundę.

Obuoczna dynamiczna ostrość wzroku u pacjentów z krótkowzrocznością skorygowaną okularami

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.

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

Nowatorski test ostrości oparty na ruchu, który pozwala na ocenę centralnego i peryferyjnego przetwarzania wzrokowego u osób słabowidzących i zdrowych, wraz z goglami ograniczającymi widzenie peryferyjne kompatybilnymi z protokołami MRI, są opisane tutaj. Metoda ta oferuje kompleksową ocenę wzroku pod kątem zaburzeń funkcjonalnych i dysfunkcji układu wzrokowego.

Test ostrości ruchu do pomiaru ostrości pola widzenia z kształtami zdefiniowanymi przez ruch

Prezentujemy rozwój struktury wyświetlania zależnej od spojrzenia, przeznaczonej do badań percepcyjnych i okoruchowych symulujących utratę widzenia centralnego. Ramy te są szczególnie podatne na adaptację do badania kompensacyjnych strategii behawioralnych i okoruchowych u osób doświadczających zarówno symulowanej, jak i patologicznej utraty widzenia centralnego.

Ramy wyświetlania zależne od spojrzenia do badań nad uczeniem się percepcyjnym z symulowaną utratą widzenia centralnego

Metodologia badała wkład wzrokowy i przedsionkowy w stabilizację spojrzenia podczas rotacji optokinetycznej i całego ciała. Stymulacje przeprowadzono poprzez badania wzrokowe, przedsionkowe i wizuo-przedwostykowe. Wzmocnienie ruchu oczu skrętne i częstotliwości oczopląsów służyły jako wskaźniki podkorowego przekazywania informacji o ruchu specyficznym dla sensorycznych do odruchowej odpowiedzi pnia mózgu w każdym badaniu.

Wykorzystanie śledzenia oczu do oceny względnego znaczenia bodźców wzrokowych i przedsionkowych dla przetwarzania ruchu podkorowego w płaszczyźnie przechylania

Przedstawiamy tutaj kompleksową baterię zadań do oceny widzenia binokularnego. Zadania obejmują stereookość obwodową i ruch w głębi, które nie są oceniane przez obecne testy kliniczne. Włączenie tych zadań zapewni dogłębną ocenę binokularności osoby.

Zestaw ilościowych testów widzenia binokularnego dla dorosłych: Protokoły testowania

Niniejszy artykuł opisuje, jak używać metodologii śledzenia ruchu gałek ocznych do badania procesów poznawczych związanych ze zrozumieniem tekstu. Dołączono opisy sprzętu do śledzenia ruchu gałek ocznych, sposób opracowywania bodźców eksperymentalnych oraz zalecenia proceduralne. Przedstawione informacje można zastosować do większości badań z wykorzystaniem bodźców werbalnych.

Wykorzystanie ruchów gałek ocznych do oceny procesów poznawczych związanych ze zrozumieniem tekstu

Poznaj metodę oceny obuocznego pola widzenia z wykorzystaniem prezentacji bodźców dichoptycznych i monitora 3D. Protokół umożliwia niezawodną diagnostykę utraty widzenia centralnego w warunkach naturalnego widzenia obuocznego.

Ocena obuocznego centralnego pola widzenia i obuocznych ruchów gałek ocznych w warunkach widzenia dychoptycznego

Przeglądaj więcej filmów