Amblyopi er en udviklingsforstyrrelse af den visuelle cortex, der ofte ledsages af en kraftig undertrykkelse af det ene øje. Vi præsenterer en ny teknik til at måle og behandle interocular undertrykkelse hos patienter med amblyopi, som kan implementeres ved hjælp af virtual reality briller eller en bærbar iPod Touch enhed.
Amblyopi, en udviklingsforstyrrelse af den visuelle cortex, er en af de førende årsager til visuel dysfunktion i den arbejdsdygtige alder. Aktuelle skøn sætter forekomsten af amblyopi på cirka 1-3% 1-3, de fleste tilfælde er monokulært 2. Amblyopi er oftest forårsaget af okulær forskydning (skelen), sløre induceret af ulige brydningsfejl (anisometropia), og i nogle tilfælde ved formular afsavn.
Selvom amblyopi oprindeligt er forårsaget af unormal visuelle input i barndom først er etableret, den visuelle underskud forbliver ofte når normal visuel indgang er blevet restaureret med kirurgi og / eller refraktive korrektion. Dette skyldes, at amblyopi er et resultat af unormal visuelle cortex udvikling frem for et problem med amblyopic øjet selv 4,5. Amblyopi er kendetegnet ved både monokulare og kikkert underskud 6,7 som omfatter nedsat visuel skarphed og dårlig eller manglende stereopsis hhv. Den visuelle dysfunktion i amblyopi er ofte forbundet med en stærk undertrykkelse af input fra amblyopic øje under binokulære visningsforhold 8. Nyligt arbejde har vist, at suppression kan spille en central rolle i både monokulære og binokulære deficit i forbindelse med amblyopi 9,10.
Aktuelle kliniske tests for suppression tendens til at verificere tilstedeværelse eller fravær af suppression stedet for at give en kvantitativ måling af graden af undertrykkelse. Her beskriver vi en teknik til måling amblyopic undertrykkelse med en kompakt, bærbar enhed 11,12. Anordningen består af en bærbar computer forbundet til et par virtual reality beskyttelsesbriller. Det nye i teknikken ligger i den måde, vi præsenterer visuelle stimuli til at måle undertrykkelse. Stimuli vist til amblyopic øjet ved høj kontrast mens kontrasten af stimuli vist med den ikke-amblyopic øjet varieres. Patienter udføre en simple signal / støj-opgave, der giver mulighed for en præcis måling af styrken af excitatoriske binokulære interaktioner. Forskydningen kontrast, som hverken øjet har en ydelse fordel er et mål for "balance point", og er et direkte mål for suppression. Denne teknik er blevet valideret psychophysically både i kontrol 13,14 og patient 6,9,11 populationer.
Ud over at måle suppression denne teknik også danner basis for en hidtil ukendt form for behandling for at reducere suppression over tid og forbedrer kikkert og ofte monokulære funktion hos voksne patienter med amblyopi 12,15,16. Denne nye behandlingsmetode kan installeres enten på goggle system beskrevet ovenfor eller på en specielt modificeret iPod touch-enhed 15.
Undertrykkelsen måling og behandling teknikker beskrevet i dette dokument yderst afhængig af manipulation af kontrasten i billederne, som hvert øje. Specifikt den relative interocular kontrast ubalance, hvor kikkerten kombination forekommer, nemlig "i balance punkt kontrast", giver et mål for undertrykkelse 6,11,17. Desuden, ved gentagne gange at eksponere patienter med amblyopi og undertrykkelse til "balanceret" visuelle stimuli er det muligt at reducere suppression og potentielt forbedre både monokulære og binokulære visuel funktion 12,15,16. Disse teknikker udgør et fremskridt i undertrykkelse måling og en ny tilgang til amblyopi behandling hhv. I øjeblikket tilgængelige kliniske test til vurdering undertrykkelse, såsom den Worth 4 lys test og Bagolini riller linser vurdere, om suppression er til stede eller fraværende, og andre tests, såsom sbisa bar kvantificere niveauet af suppression ved anvendelse af neutraledensitetsfiltre. Vores teknik giver yderligere kliniske oplysninger ved at tillade styrken af undertrykkelse, der skal præcist. Amblyopi, som ofte er forbundet med suppression, er generelt behandlet ved at okkludere den ikke-amblyopic øje eller forringe billedet i den ikke-amblyopic øje for at fremme brugen af amblyopic øjet 18. Mens denne teknik er effektiv til at forbedre amblyopic øjet funktion 18, betyder det ikke direkte binokulære deficit i forbindelse med amblyopi. Vor teknik direkte målrettet binokulær visuel funktion, og vi har fundet, at denne fremgangsmåde kan forbedre både monokulære og binokulære funktion hos voksne patienter med amblyopi 12,15,16. De målte og behandling beskrevne metoder er egnede til brug hos voksne og børn, selv om de spil skal muligvis tilpasses til brug for yngre pædiatriske populationer. Vi er ved at udvikle flere spil til dette formål.
Voresteknikker har begrænsninger. Nogle patienter med en skelen og stærk undertrykkelse finder det udfordrende at tilpasse de billeder, der vises på hvert øje i begyndelsen af undertrykkelsen måleprotokollen. Mens det er muligt for sådanne patienter at bringe billederne 17, kan det være tidskrævende. Med hensyn til behandling er det vigtigt at arbejde sammen med en kvalificeret kliniker hele uddannelsen regime, og til at overveje risikoen for diplopi (dobbeltsyn), hvis undertrykkelse er reduceret. Vores tidligere arbejde på denne behandling tilgang har fokuseret på patienter med anisometropia eller små-vinkel skelen og ingen patienter har udviklet dobbeltsyn, men risikoen for diplopi bør nøje overvejes af en kvalificeret læge på en patient ved patient grundlag, inden behandling administreres .
Ved opsætning af de teknikker for første gang, er det vigtigt at sikre, at alle hardware-forbindelser er sikre, og at alle relevante drivere er igået i stå og opdateret på værtscomputeren. Det er også vigtigt at bruge en computer udstyret med et grafikkort, der er kompatibelt med et Matrox grafikkort beskrevet i protokollen, og som understøtter en skærmopløsning på 1600×600 (når Matrox drivere er installeret) for at sikre, at hver goggle skærm har en klar billede. Vi har fundet, at de fleste problemer opstår, når indførelsen af systemet forekomme på grund af forkerte skærmopløsning og fraværet af ajourført drivere til den nødvendige hardware. Det er også vigtigt at sikre, at begge goggle skærme lige luminans før måling suppression at sikre nøjagtige og stabile målinger.
De beskrevne teknikker giver et fundament for yderligere udvikling af undertrykkelse måling og behandling tilgange. Især skulle udviklingen af mere engagerende videospil baseret på det centrale princip i varierende kontrast mellem øjnene gøre denne tilgang mere effektiv og mere enppealing med yngre patienter. Bortset fra deres kliniske anvendelse, kan disse teknikker også anvendes i et forskningsmiljø til at undersøge de neurale mekanismer, der ligger suppression og den rolle, inhibitoriske vekselvirkninger mellem øjnene spiller i den normale visuelle system 13.
The authors have nothing to disclose.
Name of the equipment | Company | ||
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 |