قياس وعلاج الحول في قمع

Summary

الحول هو اضطراب التنموية من القشرة البصرية التي كثيرا ما يكون مصحوبا قمع قوية من عين واحدة. نقدم تقنية جديدة لقياس وعلاج قمع بين العينين في المرضى الذين يعانون من الحول التي يمكن نشرها باستخدام نظارات الواقع الافتراضي أو آي بود تاتش جهاز محمول.

Abstract

الحول، وهو اضطراب التنموية من القشرة البصرية، هي واحدة من الأسباب الرئيسية لضعف البصر في السكان في سن العمل. وتشير التقديرات الحالية إلى انتشار الحول في حوالي 1-3٪ ^1-3، في معظم الحالات يكون أحادي ^2. إن أغلب تسبب الحول من اختلال العين (الحول)، وطمس الناجمة عن الأخطاء الانكسارية غير متساوية (تفاوت الانكسار)، وفي بعض الحالات بالحرمان النموذج.

على الرغم من البداية هو سبب الحول من المدخلات البصرية غير طبيعي في مرحلة الطفولة، عند إنشائه، يبقى العجز البصري في كثير من الأحيان عندما تمت استعادة المدخلات البصرية العادية باستخدام الجراحة و / أو تصحيح الانكسار. وذلك لأن الحول هو نتيجة غير طبيعية التنمية القشرة البصرية بدلا من وجود مشكلة في العين نفسها غمشة ^4،5. ويتميز كل من الحول والعجز أحادي مجهر ^6،7 والتي تشمل ضعاف البصر وفقراء أو غائبةtereopsis على التوالي. وكثيرا ما يرتبط الخلل البصري في الحول مع قمع قوية للمدخلات من العين غمشة في ظل ظروف المشاهدة مجهر ^8. وأشارت الأعمال الأخيرة أن قمع قد تلعب دورا مركزيا في كل من أحادي والعجز مجهر المرتبطة الحول ^9،10.

الاختبارات السريرية الحالية لقمع تميل إلى التحقق من وجود أو عدم وجود قمع بدلا من إعطاء القياس الكمي لدرجة القمع. نحن هنا وصف تقنية لقياس قمع غمشة مع جهاز، والتعاقد المحمولة ^11،12. الجهاز يتكون من جهاز كمبيوتر محمول متصل زوج من نظارات الواقع الافتراضي. حداثة هذه التقنية تكمن في الطريقة التي تقدم المحفزات البصرية لقياس القمع. وتظهر محفزات للعين غمشة في حين تباين عالية وتتنوع على النقيض من المحفزات المعروضة للعين غير غمشة. المرضى إجراء simplه إشارة / ضجيج المهمة التي تسمح لقياس دقيق لقوة التفاعلات مجهر مثير. على النقيض تعويض في العين التي لا تتمتع بميزة الأداء هو مقياس ل"نقطة توازن" ومقياسا مباشرا من القمع. تم التحقق من صحة هذه التقنية psychophysically سواء في السيطرة ^13،14 المريض والسكان ^6،9،11.

بالإضافة إلى قياس قمع هذه التقنية تشكل أيضا الأساس لشكل جديد من العلاج لخفض قمع على مر الزمن وتحسين وظيفة مجهر وأحادي في كثير من الأحيان المرضى البالغين مع الحول ^12،15،16. يمكن نشر هذا النهج علاج جديد إما على النظام حملق المذكورة أعلاه أو على جهاز آي بود على اتصال معدلة خصيصا ^15.

Protocol

1. بقياس قمع

1. قبل البدء في قياس قمع، وإعطاء الإرشادات التفصيلية المريض (انظر 1.8) وعرض هذه المحفزات البصرية المتصلة الخطوات 1،2-1،8 أدناه على شاشة الكمبيوتر المحمول. يجب ارتداء جميع المرضى تصحيح الانكسار الكامل (نظارات / عدسات لاصقة) في جميع أنحاء الداخلي، تعديلها على الوجه المناسب لمسافة العمل.
2. ينبغي تركيب نظارات واقية (eMagin 8700) للمريض (أكثر من الجزء العلوي من النظارات / العدسات اللاصقة) ويتم تعديلها بشكل صحيح. تأكد من أن الجلوس شاشات موازية لسطح العين. ويمكن تعديل الشاشات لحصر المسافة بين الحدقتين كل مريض. ويمكن الاطلاع على تعليمات لربط ومعايرة نظارات هنا: http://www.3dvisor.com/wpcontent/uploads/2010/08/UserGuide10.7.pdf .
3. المحفزات السكان تتألف من اثنين من النقاط المتحركة، واحدة السكان موفنز في اتجاه المشتركة ("إشارة" نقاط) وأخرى تتحرك في اتجاهات عشوائية (في "ضوضاء" النقاط). مهمة المراقب هو أن يقدم إشارة الاتجاه. يتم التلاعب صعوبة المهمة من خلال تغيير الحصة النسبية من إشارة إلى النقاط الضوضاء في التحفيز.
4. العادة برامج ماتلاب التي تتحكم هذه القياسات الاستفادة من أسفل الإجراء 3-1-الدرج لأعلى. هناك مرحلتان قياس منفصلة. أول يوفر عتبة مجهر، وهذا هو، وعدد من النقاط عتبة إشارة المطلوبة عند عرض كل النقاط الإشارة والضجيج لكلتا العينين في التباين العالي. البرنامج الثاني يقيس التوازن المقابل اللازمة لتحقيق عتبة نفسه عندما تعرض السكان لعيون نقطة منفصلة.
5. يتم عرض الصور على شاشات مختلفة من خلال استخدام نظارات واقية من DualHead2Go MATROX، (مونتريال، كندا) الجهاز.
6. لبدء تقييم القمع وقياس لأول مرة عتبة مجهر. هنا نفس المحفزات البصرية عيتم قياس ه تبين أن كلتا العينين والحد الأدنى لعدد النقاط المطلوبة للحكم على إشارة بدقة اتجاه حركة نقطة.
7. لمحاذاة العينين، فإن شاشات عرض عبر نصف أسود في كل عين على شاشة بيضاء. باستخدام لوحة المفاتيح، يطلب من المريض لنقل نصف الصليب رؤيتها بالعين غمشة حتى يصطف مع النصف رؤيتها بالعين الآخرين. من المهم أن ينصح المريض أن الصورة رؤيتها بالعين قد تكون ضبابية غمشة، وإنما هو محاذاة هذا أمر مهم. إذا كانت الصورة المتحركة يختفي عن الأنظار يطلب من المريض وميض بشكل متكرر أكثر لأن هذا قد يحسن من وضوح الصورة. ويمكن استخراج الدقيق محاذاة العين (القيم بكسل) بعد كل قياس للتأكد من التكرار من هذه المهمة.
8. وبمجرد أن تقارير المريض أن يتم محاذاة الصلبان النصف، يمكن إجراء قياس تبدأ. كل قياس يستغرق حوالي ثلاث دقائق لإكمال. خمسة قياسات الدرج القصير هي جompleted لكل من شطري القياس. ينبغي إعطاء الإرشادات التالية قبل بدء القياس:
9. تعليمات لمراقب:
   وأضاف "خلال هذا الاختبار يطلب منك إصدار حكم حول اتجاه الصور المتحركة."
   "سترى مجموعة من النقاط البيضاء / رمادية على خلفية رمادية. بعد كل عرض تقديمي وسوف يطلب منك أن تقرر ما إذا النقاط تتحرك في الغالب إلى اليسار أو اليمين باستخدام مفاتيح الأسهم الأيمن والأيسر على لوحة المفاتيح أمامك ".
   وقال "هناك مجموعتين من النقاط، بعض التحرك بسلاسة إلى اليسار أو اليمين (إشارة النقاط) تظهر المجموعة الأخرى، على التحرك في اتجاهات عشوائية."
   "الرجاء المحاولة لتحديد الاتجاه الذي تتحرك إشارة النقاط في (اليمين أو اليسار) بين الخلط بين النقاط العشوائية". "في الوقت الذي يواصل اتخاذ قرارات عدد من النقاط العشوائية ستزداد، مما يجعلها أكثر صعوبة لمعرفة النقاط إشارة، عندما يحصل صعبة للغاية لا يمكنك معرفة اتجاه، يرجى تأخذ فقطأفضل تخمين ".
10. يمكن القياس الأول يبدأ الآن. تعليمات 'اللحظة الأخيرة' A جيدة لتذكير المشاركين وميض بانتظام ("وقتا طيبا وميض هو عند الضغط على زر").
11. يتم إجراء قياسات الآن خمسة باستخدام نموذج سلم مجهر. ويتكرر محاذاة العين قبل بدء كل قياس.
12. النتيجة تم الحصول عليها من كل قياس هو عدد من النقاط عتبة الإشارات (من أصل 100 مجموع النقاط) اللازمة للحكم بشكل صحيح الاتجاه عندما نرى كلتا العينين نفس المحفزات. البرنامج تقارير أيضا مجموعة من الاستجابات بمثابة الخطأ المعياري للقياس.
13. لقياس المقبل، بيت الدرج المقابل، بلغ متوسط ​​النتائج خمسة من سلالم مجهر وعتبة الناتجة يحدد عدد من النقاط إشارة قدم للعين غمشة. يتم عرض النقاط المتبقية الضوضاء للعين غير غمشة في مختلف التناقضات لتقييم القمع.
14. لهذا القياس العين غمشةترى دائما عالية على النقيض من النقاط في حين أن تختلف على النقيض من النقاط الضوضاء يظهر للعين غير غمشة باستخدام إجراء الدرج. وترد في بداية الدرج وتظهر عدد محدد من النقاط إشارة (تم الحصول عليها من الخطوة 1.11) للعين في المقابل غمشة 100٪ والعدد المتبقي من النقاط الضوضاء للعين زميل في المقابل 0٪ (أي لا ضوضاء النقاط مرئية مما أدى إلى قمع الحد الأدنى). الصحيح تحديد نتائج إشارة الاتجاه في نقطة زيادة في المقابل من النقاط الضوضاء يظهر للعين زميل وفقا لخوارزمية أسفل الدرج 3-1-يصل. في جميع أنحاء القياس، وتتنوع على النقيض من النقاط الضوضاء يظهر للعين من قبل زميل الدرج حتى أداء المهمة يتقاطع على 79٪ الصحيح. هذا يدل على أن يجري الجمع بين الإشارة والضجيج النقاط بين عينيه لإنتاج نفس المستوى من الأداء المهمة التي لوحظ في ظل ظروف المشاهدة مجهر (الخطوة 1.11). نسبة تباينالنقاط إشارة قدم للعين غمشة (دائما 100٪) نسبة إلى النقيض من النقاط الضوضاء يظهر للعين زميل في العتبة هو مقياس لنقطة التوازن. وزيادة على النقيض من النقاط الضوضاء يظهر للعين زميل أعلاه هذه النقطة يؤدي إلى قمع النقاط إشارة تظهر للعين غمشة وضعف في الأداء المهمة.
15. يتم إجراء قياسات خمسة من الخلل التباين ويتم احتساب نتيجة المتوسط. نتيجة يبلغ الفاحص عن مستوى التوازن المقابل ما هو ضروري للتغلب على القمع والسماح للغمشة العين والعين زميل لرؤية النقاط في وقت واحد.

2. التدريب باستخدام هذه الطريقة

1. ويمكن استخدام الخلل المقابل وجدت في الخطوة أعلاه 1،14 كنقطة انطلاق لنظام التدريب. التدريب يشمل دمج استخدام الصور dichoptic مع الخلل في المقابل شكل لعبة فيديو ("تتريس"). يمكن تنفيذها لعبة فيديو علىإما نظارات الواقع الافتراضي أو على جهاز آي بود تاتش.
2. لعبة تتريس الفيديو ينطوي على سلسلة من القطع المتساقطة التي يتم تركيبها معا لتشكيل خطوط كاملة. العين ترى كتل غمشة النقيض الكامل، والعين ترى زميل الصور النقيض مخفضة. يجب أن ينظر إلى المعلومات المقدمة في وقت واحد كل عين للعب ناجحة.
3. مع مرور الوقت، فالنظام لا يزال التدريب يتم تقليل عدم التوازن المقابل عن طريق زيادة التباين للعين زميل، مما يجعل الأمر أكثر صعوبة بالنسبة للنظام البصري للتغلب على القمع الناجمة عن مزيد من الصور dichoptic مماثلة.
4. يجب أن تكون مدة التدريب 1-2 ساعة في اليوم، ويجب أن تستمر حتى يتم ملاحظة أي خلل في مزيد من التحسين على النقيض (زيادة في المقابل قدم للعين زميل). خلال نظام التدريب، ينبغي إجراء الفحوصات وظيفة أحادي ومجهر بانتظام (يحدده عمر المريض والشرط الأساسي). اختبارات بصرية أحادي المجسمة، حدةوالاختبارات القياسية من قمع لها أهمية خاصة للإبلاغ عن التقدم.

Representative Results

مستوى قمع وجدت في الطريقة الموضحة يعتمد على السبب الكامن وراء الحول، العلاج السابقة، واستخدام تصحيح الانكسار وحدة البصر. لأن كل مريض لديه تاريخ فريد جدا، فمن الصعب تحديد «طبيعية» أو قمع قيم إجراء مقارنات بين الناس. عموما نتوقع ذوي البراعة البصرية أن يكون أسوأ مستوى أعمق من قمع ^9. أثناء التدريب، ونحن لحد من اختلال التوازن بين العينين النقيض، وعمق قمع يقلل عادة وهذا يحسن من وظائف مجموعة مجهر وأحادي. وقد تجلى هذا التغيير في قمع السكان في العديد من المريض (انظر الشكلين 3 و 4 في اشارة ^12، الجدول 3 والشكل 9 في اشارة ¹⁵ و الشكل 2 في إشارة ^16). من المهم أن نلاحظ أن قياسات مفصلة لقمع باستخدام الوتقنية لديها القدرة على تعزيز فهمنا لمتلازمة الحول.

الشكل 1. والمعدات المستخدمة لقياس قمع الذي يتضمن 1) كمبيوتر محمول 2) نظارات 3) إشارة الخائن.

الشكل 2. ونظارات واقية مزودة بشكل صحيح على أحد المشاركين الدراسة.

الشكل 3. لمحة عامة عن المنبهات نقطة kinetogram العشوائي (الخطوة 1.2/1.3). لوحة الأعلى يوضح المرحلة المحاذاة حيث يتم عرض عبر نصف إلى كل عين monocularly كما جديلة لبينو cular المحاذاة. لوحة الأوسط يدل على إشارة إلى نموذج الضوضاء حيث يتم عرض النقاط إشارة إلى العين غمشة فقط وتعرض النقاط الضوضاء للعين زميل، في ظل ظروف مجهر يتم الجمع بين الإشارة والضجيج لإعطاء تماسك الحركة عتبة الذي يستخدم بعد ذلك في على النقيض متفاوتة مرحلة من مراحل القياس. لوحة أسفل يدل على عتبة النقيض من ذلك، يستخدم هذا الإجراء عتبة تماسك الحركة على مستوى ثابت للإشارة إلى الضوضاء، ويعرض مستويات مختلفة التناقض بين البؤرتين. والنقطة التي عينيه رؤية متوازنة مدخلات مجهر هو عتبة التباين أو "نقطة توازن".

وتستخدم شاشات محاذاة الشكل 4. (الخطوة 1.7) ينظر إليها على أنها من خلال نظارات واقية، الأفقي والرأسي مفاتيح الأسهم لمواءمة الأهداف حتى يتم شهدت عبر كامل.

e_content "FO: المحافظة على together.within صفحة =" دائما ">
الشكل 5. لمحة عامة عن بروتوكول التدريب.

الشكل 6. مثال على المعطيات السريرية والنفسية تم الحصول عليها من المشاركين الكبار واحد مع الحول حولي الذين أكملت إجراء التدريب (الخطوات 2،1 حتي 2،4). الشكل 6A يوضح التغير في حدة البصر (قياس مع أسلوب التخطيط في وحدات لوغاريتمي logMAR أكثر من أربعة أسابيع تدريب العين على حد سواء غمشة (AME) وزميل العين (الغذاء مقابل التعليم)). قيم أصغر LogMAR تشير حدة أفضل البصرية. يظهر العدد التراكمي للساعات من اللعب بين قوسين على المحور س. الشكل 6B يدل على تغيير في المقابل IMBAانس أكثر من أربعة أسابيع من التدريب. ذ محور يظهر على النقيض يمكن أن يكون مقبولا في العين، أيتها المواطنات، ولذلك تشير القيم أكبر قمع أقل. يمكن في بداية التدريب يتم التسامح سوى 30٪ النقيض في العين قبل زميل قمعت العين غمشة. ولكن كما تقدم التدريب، يمكن أن تحمل أكثر النقيض مما يشير إلى انخفاض في القمع. الشكل 6C يظهر التحسن في stereoacuity أكثر من فترة التدريب (قياس مع اختبار ستيريو Randot). صفر على المحور الصادي إلى عدم وجود رؤية والقيم ستيريو زيادة تحسين حساسية تشير ستيريو (وحدات هي المتبادل للعتبة ستيريو في ثوان من القوس).

الشكل 7. الاختبارات السريرية القياسية المستخدمة لتقييم الوضع مجهر الرؤية قبل وبعد التدريب بما في ذلك اختبار ورث نقطة 4 (أعلى اليسار)، Bagollini جنيهnses (أعلى يمين)، Randot المجسمة اختبار (أسفل اليسار) واختبار TNO المجسمة (أسفل اليمين).

Discussion

قمع قياس والعلاج التقنيات الموضحة في هذه الورقة تعتمد بشكل حاسم على التلاعب على النقيض من الصور التي اطلعت عليها كل عين. على وجه التحديد، وعدم التوازن النسبي بين العينين المقابل الذي يحدث مزيج مجهر، أي "نقطة التوازن المقابل"، ويوفر قدرا من قمع ^6،11،17. وبالإضافة إلى ذلك، من خلال تعريض المرضى الذين يعانون من الحول مرارا وقمع للمحفزات "متوازن" بصرية، فمن الممكن للحد من قمع وتحسين يحتمل كلا أحادي وظيفة البصرية مجهر ^12،15،16. هذه التقنيات تمثل تقدما في قياس القمع ونهج جديد لعلاج الحول على التوالي. الاختبارات السريرية المتاحة حاليا لتقييم قمع مثل اختبار وورث (4) وأضواء عدسات Bagolini مخطط تقييم ما إذا كان القمع هو حاضرا أو غائبا، وغيرها من التجارب مثل شريط sbisa تحديد مستوى القمع عن طريق استخدام محايدةكثافة مرشحات. تقنية المعلومات السريرية التي قمنا بها توفر إضافية من خلال السماح لقوة القمع ليكون كميا بدقة. عموما تعامل الحول، والذي كثيرا ما يرتبط مع القمع وتسد بواسطة العين غير غمشة أو المهينة صورة في العين غير غمشة من أجل تشجيع استخدام العين غمشة ^18. في حين أن هذا الأسلوب هو فعالة في تحسين وظيفة العين غمشة ^18، فإنه لا تعالج مباشرة العجز مجهر المرتبطة الحول. أسلوبنا تستهدف مباشرة وظيفة البصرية مجهر أننا وجدنا أن هذا النهج يمكن أن تحسن وظيفة كل من أحادي مجهر في المرضى البالغين مع الحول ^12،15،16. النهج القياس والمعاملة المذكورة هي مناسبة للاستخدام في البالغين والأطفال، على الرغم من أن الألعاب قد تحتاج إلى تكييفها للاستخدام في السكان الأصغر سنا للأطفال. نحن نعمل على تطوير الألعاب حاليا إضافية لهذا الغرض.

لناتقنيات لديها قيود. بعض المرضى الذين يعانون من الحول وقمع قوية تجد تحديا لمحاذاة الصور المبينة لكل عين في بداية قمع بروتوكول القياس. في حين أنه من الممكن لمثل هؤلاء المرضى لمحاذاة الصور ^17، وهذا يمكن أن يكون مضيعة للوقت. فيما يتعلق العلاج من المهم أن تعمل جنبا إلى جنب مع الطبيب المؤهلين تأهيلا مناسبا في جميع أنحاء نظام التدريب، والنظر في خطر شفع (الرؤية المزدوجة) إذا تم تخفيض القمع. وقد ركز عملنا على هذا النهج قبل العلاج على المرضى الذين يعانون من تفاوت الانكسار أو الحول الصغيرة الزاوية وليس المرضى قد وضعت شفع، ولكن ينبغي أن خطر شفع النظر بعناية من قبل الطبيب المؤهلين تأهيلا مناسبا لمريض على حدة المريض قبل إدارة العلاج .

عند إعداد تقنيات لأول مرة أنه من المهم التأكد من أن كافة الاتصالات الأجهزة مأمونة، وأن جميع السائقين ذات الصلة فيوتوقفت تحديث على الكمبيوتر المضيف. من المهم أيضا لاستخدام الكمبيوتر مجهزا بطاقة الرسومات متوافق مع المجلس الرسومات MATROX هو موضح في البروتوكول والتي تدعم دقة شاشة 1600x600 ل(مرة واحدة يتم تثبيت برامج التشغيل MATROX) للتأكد من أن كل شاشة حملق لديه متميزة الصورة. لقد وجدنا أن معظم المشاكل التي واجهتها عند إعداد النظام غير صحيحة تحدث بسبب إعدادات دقة الشاشة وعدم وجود حتى الآن برامج تشغيل الأجهزة اللازمة. من المهم أيضا لضمان أن كلا من شاشات حملق يكون على قدم المساواة الإنارة قبل قياس قمع لضمان قياسات دقيقة ومستقرة.

وصف تقنيات توفير أساس لمزيد من التطوير للقياس والعلاج قمع النهج. على وجه الخصوص، يمكن تطوير ألعاب الفيديو أكثر جاذبية استنادا إلى المبدأ الأساسي من النقيض متفاوتة بين العينين جعل هذا النهج أكثر كفاءة وأكثرppealing إلى المرضى الأصغر سنا. وبصرف النظر عن استخدامها السريرية، ويمكن أيضا أن تستخدم هذه التقنيات في بيئة بحثية لاستكشاف الآليات العصبية الأساسية قمع والدور الذي التفاعلات بين العينين المثبطة لعب في النظام البصري العادي ^13.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Equipment for the measurement of suppression
Computer equipped with a graphics card compatible with a Matrox Duel Head to Go device (see below) and Psychtoolbox19,20	Any Suitable Manufacturer
Matlab software of a version compatible with Psychtoolbox	Mathworks
Psychtoolbox and custom software for stimulus generation	Psychtoolbox		Psychtoolbox is available for download from psychtoolbox.org and the additional custom software is available from the corresponding author upon request.
Matrox Duel Head to Go	Matrox
Z800 3D dual pro-HMD video goggles	eMagin Corporation
Equipment for the treatment of suppression
iPod Touch	Apple
Screen overlay to allow for dichopic viewing of the iPod	Spatial View
Custom software for the tetris treatment game			The software was built using Spatial View's proprietary SDK, full details have been published previously15