Medicine

המדידה והטיפול בדיכוי בעין עצלה

Published: December 14, 2012 doi: 10.3791/3927

Joanna M. Black¹, Robert F. Hess², Jeremy R. Cooperstock³, Long To³, Benjamin Thompson¹

¹Department of Optometry and Vision Science, University of Auckland, ²Department of Ophthalmology, McGill University, ³Centre for Intelligent Machines, McGill University

Summary

עין העצלה היא הפרעה התפתחותית של קליפת המוח החזותית, שלעתים קרובות מלווה בדיכוי חזק של עין אחת. אנו מציגים שיטה חדשה למדידה וטיפול בדיכוי interocular בחולים עם עין עצלה שניתן לפרוס באמצעות משקפי מציאות מדומה או מכשיר ה-iPod Touch נייד.

Abstract

עין עצלה, הפרעה התפתחותית של קליפת המוח החזותי, היא אחד מהגורמים העיקריים לתפקוד לקוי ראייה באוכלוסייה בגיל העבודה. הערכות נוכחיות לשים את השכיחות של עין עצלה בכ 1-3 ^1-3%, רוב המקרים להיות משקף ^2. עין עצלה נגרמת לרוב בשל חוסר עיני (פזילה), טשטוש הנגרם על ידי שגיאות שבירות לא שוויוניות (anisometropia), ובמקרים מסוימים על ידי חסך טופס.

אמנם בתחילה עין עצלה נגרם על ידי קלט חזותי חריג בחיתולים, הוקמו פעם, לעתים קרובות נותר הגירעון החזותי כאשר קלט חזותי נורמלי שוחזר באמצעות ניתוח ו / או תיקון שביר. הסיבה לכך היא עין עצלה היא התוצאה של התפתחות לא תקינה ויזואלי קליפת מוח ולא בבעיה בעין העצלה עצמו ^4,5. העין עצלה מאופיינת על ידי שני גירעונות ^6,7 משקפים ומשקפים הכוללים חדות ראייה לקויה ושל עניים או נעדריםtereopsis בהתאמה. התפקוד הלקוי הראייה בעין עצלה קשור לעתים קרובות עם דיכוי חזק של תשומות מהעין העצלה בתנאי צפייה משקפות ^8. העבודה האחרונה ציינה כי דיכוי עשוי לשחק תפקיד מרכזי גם במשקפת והגירעונות המשקפת קשורים בעין עצלה ^9,10.

בדיקות קליניות נוכחיות לדיכוי נוטות לאמת את קיומו או העדרו של דיכוי ולא להסתפק במדידת כמותית של מידת דיכוי. כאן אנו מתארים טכניקה למדידת דיכוי עצל עם מכשיר קומפקטי, נייד ^11,12. המכשיר מורכב ממחשב נייד מחובר לזוג משקפי מציאות מדומה. החידוש בטכניקה טמון בדרך בה אנו מציגים גירויים חזותיים למדידת דיכוי. גירויים מוצגים לעין העצלה בניגודיות גבוהה תוך הניגוד של גירויים המוצגים לעין שאינה העצלה הם מגוונים. חולים לבצע simplדואר משימת אות / רעש המאפשרת מדידה מדויקת של עוצמת אינטראקציות המשקפת מעוררות. לעומת קיזוז שבשום עין יש יתרון ביצועים הוא מדד של "נקודת האיזון" והוא מדד ישיר של דיכוי. טכניקה זו אומתה psychophysically בשניהם שליטה ^{13,14 ו6,9,11} אוכלוסיות חולות.

בנוסף למדידת דיכוי טכניקה זו עומדת גם בבסיסו של טופס רומן של טיפול להפחתת הדיכוי לאורך זמן ולשפר את התפקוד דו עיני, ולעתים קרובות המשקף בחולים מבוגרים עם עין עצלה ^12,15,16. גישה טיפולית חדשה זו ניתן לפרוס גם במערכת goggle מתואר לעיל או במכשיר ה-iPod touch שונה במיוחד ^15.

Protocol

1. המדידה של דיכוי

לפני תחילת המדידה של דיכוי, נותן את ההוראות המפורטות המטופל (ראה 1.8) ותציג את הגירויים החזותיים המתייחסים לצעדים 1.2-1.8 מתחת על מסך מחשב הנייד. כל החולים צריכים ללבוש תיקון תשבורת מלא (משקפים / עדשות מגע) לאורך ההליך, מותאמים כראוי למרחק העבודה.
את המשקפים (eMagin 8700) צריכים להיות מותאמים למטופל (מעל למסגרת משקפים / עדשות מגע) ומכוונים כראוי. ודא כי המסכים לשבת במקביל למשטח העיני. המסכים יכול להיות מותאם לחשבון מרחק interpupillary של כל חולה. הוראות לחיבור וכיול את המשקפים ניתן למצוא כאן: http://www.3dvisor.com/wpcontent/uploads/2010/08/UserGuide10.7.pdf.
הגירויים מורכבים משתי אוכלוסיות של נקודות נעות, לאוכלוסייה אחת נועגרם בכיוון משותף (הנקודות "האותות") והמרגש האחרים בכיוונים אקראיים (הנקודות 'הרעש'). משימתו של הצופה היא שתדווח על כיוון האות. קושי משימה הוא מניפולציה על ידי שינוי החלק היחסי של אות לרעש בנקודתי הגירוי.
תוכניות Matlab המותאמות אישית השולטות מדידות אלה לנצל הליך מדרגות עד 1-3-למטה. ישנם שני שלבי מדידה נפרדות. הראשון מספק סף משקף, כלומר, מספר הסף של נקודתי אות נדרשות כאשר שתי נקודתי אותות ורעש מוצגות לשתי העיניים בניגודיות גבוהה. התכנית השנייה מודדת את חוסר איזון הניגוד הנדרש כדי להשיג אותו הסף שבו אוכלוסיות dot מוצגות לעיניים נפרדות.
תמונות שונות מוצגות על מסכי משקפים באמצעות שימוש בMatrox DualHead2Go, (מונטריאול, קנדה) מכשיר.
כדי להתחיל הערכת הדיכוי, למדוד סף משקף ראשון. הנה אותו חזותי הגירויים arהדואר הראה לשתי עיניים והמספר המינימאלי של נקודתי אות נדרשות לשפוט במדויק את הכיוון של תנועת הנקודה נמדד.
כדי ליישר את העיניים, המסכים יציג צלב שחור למחצה בכל עין מפני מסך לבן. שימוש במקלדת, המטופל מתבקש להעביר מחצית מהצלב נראה על ידי העין העצלה עד ששורות עם המחצית ראתה בעין הבחור. חשוב שהמטופל מומלץ שהתמונה נראית על ידי העין העצלה עשויה להיות מטושטשת, אבל זה היישור שחשוב. אם התמונה נעה נעלמה מנוף לשאול את החולה למצמץ בתדירות גבוהה יותר כמו זה עשוי לשפר את הנראות של התמונה. יישור עיני מדויק (ערכי הפיקסלים) ניתן לחלץ לאחר כל מדידה כדי לוודא את הדירות של משימה זו.
ברגע שהמטופל מדווח שצלבי 1/2 מיושרים, הליך המדידה יכול להתחיל. כל מדידה לוקחת בערך שלוש דקות כדי להשלים. חמש מדידות גרמו מדרגות קצרות הן גompleted לכל אחד משני החלקים של המדידה. ההוראות הבאות צריכות להינתן לפני המדידה מתחילה:
הוראות לצופה:
"במהלך בדיקה זו תתבקש לעשות שיפוט לגבי הכיוון של תמונות נעות".
"אתם תראו קבוצה של נקודות לבנות / אפורות על רקע אפור. לאחר כל מצגת אני אבקש ממך להחליט אם את הנקודות בעיקר עוברות לשמאל או לימין בעזרת מקשי חיצים שמאלה וימינה במקלדת לפניך . "
"יש שתי קבוצות של נקודות, שחלק לעבור בצורה חלקה לימין או לשמאל (את נקודתי אות), הקבוצה השנייה תופיע לנוע בכיוונים אקראיים."
"אנא נסה להחליט לאיזה כיוון את נקודתי האות נעות ב( ימין או שמאל) בין הבלבול של הנקודות האקראיות." "כפי שאתה תמשיך לקבל החלטות במספר הנקודות אקראיות יגדיל, ולכן קשים יותר לראות את הנקודות של האות, כאשר הוא מקבל כל כך קשה אתה לא יכול להגיד את הכיוון, בבקשה לקחתהניחוש הטוב ביותר שלך ".
המדידה הראשונה יכולה עכשיו להתחיל. ההוראה 'ברגע האחרון' טוב היא להזכיר למשתתף להבהב באופן קבוע ("זמן טוב למצמץ הוא כאשר אתה לוחץ על הכפתור").
חמש מדידות באמצעות הפרדיגמה המדרגות המשקפות מיוצרות עתה. יישור עיני חוזר על עצמו לפני כל מדידה הוא התחיל.
התוצאה המתקבלת מכל מדידה היא מספר הסף של נקודתי אות (מתוך 100 נקודות סה"כ) נדרשות נכון לשפוט את הכיוון כאשר שתי העיניים רואות את אותם גירויים. התכנית גם מדווחת על המגוון של תגובות כשגיאה סטנדרטית של המדידה.
למדידה הבאה, מדרגות לעומת זאת, החמש התוצאות מגרמי המדרגות המשקפות הן ממוצע וכתוצאה מהסף מגדיר את מספר נקודות לאות שהוצגו לעין העצלה. נקודתי הרעש הנותרות מוצגות לעין העצלה שאינן משתנה בניגוד להערכת דיכוי.
למדידה זו העין העצלהתמיד רואה נקודתי ניגודיות גבוהות ואילו הניגוד של נקודתי הרעש מוצגות לעין הלא העצלה מגוון באמצעות הליך מדרגות. בתחילת המדרגות מספר קבוע של נקודתי אות (מתקבל מצעד 1.11) מוצג לעין העצלה בניגוד 100% והמספר הנותר של נקודתי רעש מוצג לעין הבחור בניגוד 0% (כלומר ללא נקודתי רעש וכתוצאה גלויה בדיכוי מינימאלי). זיהוי נכון של תוצאות כיוון נקודת האותות בעלייה בניגוד לנקודתי הרעש המוצגים לעין הבחור פי 3-למטה אלגוריתם המדרגות 1-למעלה. במהלך המדידה, לעומת של נקודתי הרעש המוצגת לעין הבחור מגוון על ידי המדרגות עד ביצוע משימה מתכנס על 79% נכונים. זה מצביע על כך שנקודתי האותות ורעש מתבצעים בשילוב בין שתי עיניים כדי לייצר את אותה רמת ביצועי משימה שנצפתה בתנאי צפייה משקפים (שלב 1.11). יחס ניגודיות שלנקודתי האותות שהוצגו לעין העצלה (תמיד 100%) ביחס לניגוד של נקודתי הרעש המוצגת לעין הבחור בסף היא מדד לנקודת האיזון. הגדלת הניגודיות של נקודתי הרעש המוצגות לעין הבחור מעל הנקודה הזאת תגרום לדיכוי של נקודתי האות המוצגת לעין העצלה וליקוי בביצוע משימה.
חמש מדידות עשויות חוסר איזון הניגוד ותוצאה ממוצעת מחושבת. התוצאה מודיעה על בוחן הרמה של חוסר איזון והניגוד הזה הוא הכרחי כדי להתגבר על דיכוי ולאפשר העין העצלה ועין בחור לראות את הנקודות בו זמנית.

2. אימון בשיטה זו

חוסר איזון הניגוד נמצא בשלב 1.14 לעיל יכול לשמש כנקודה מוצאת למשטר אימונים. אימון כרוך בשילוב השימוש בתמונות dichoptic עם חוסר איזון הניגוד לפורמט משחק וידאו ("טטריס"). משחק הווידאו יכול להיות מיושם עלגם את משקפי המציאות מדומה או במכשיר ה-iPod touch.
משחק הווידאו טטריס כולל סדרה של לוקים נופלים אשר הנן מצוידים יחד כדי ליצור קווים מלאים. העין העצלה רואה בלוקי ניגודיות מלאים, ובחור עין רואה תמונות עם ניגודיות מופחתות. מידע המוצג לעין כל חייב להיתפס במקביל למחזה מצליח.
לאורך הזמן כמו משטר האימונים ממשיך את חוסר איזון הניגוד הוא מופחת על ידי הגדלת הניגוד לעיני בחור, ולכן קשה יותר למערכת הראייה להתגבר על הדיכוי נגרם על ידי תמונות dichoptic דומות נוספות.
משך אימון צריך להיות 1-2 שעות ביום, ויש להמשיך עד אין שיפור נוסף בחוסר איזון ניגוד (עלייה בניגוד הוצג לעיני הבחור) הוא ציין. במהלך משטר אימונים, בדיקות של תפקוד משקף ומשקף צריכים להיעשות באופן קבוע (שנקבע על ידי גיל המטופל והמצב בסיסי). בדיקות של חדות, stereopsis החזותי המשקףובדיקות סטנדרטיות של דיכוי הם חשובות במיוחד לדיווח על התקדמות.

Representative Results

רמת הדיכוי מצאה בשיטה שתוארה תלויה בסיבה הבסיסית של העין העצלה, הטיפול הקודם, שימוש בתיקון שביר וחדות ראייה. מאחר שכל מטופל יש היסטוריה ייחודית מאוד, שקשה להגדיר את הערכים 'נורמלים' של דיכוי או לערוך השוואות בין אנשים. באופן כללי אנו מצפים אלו עם חדות ראייה גרועות שיש ברמה עמוקה יותר של דיכוי ^9. במהלך אימון, כפי שאנו מפחיתים את חוסר איזון הניגוד בין העיניים, את עומק הדיכוי בדרך כלל מפחית וזה משפר את מכלול תפקידיו משקפים ומשקפים. שינוי זה בדיכוי הודגם במספר אוכלוסיות חולות (ראה איורים 3 ו 4 ^ב12 התייחסות, טבלה 3 ואיור 9 ^ב15 התייחסות ואיור 2 ^ב16 הפניה). חשוב לציין כי מדידה מפורטת של דיכוי באמצעות ההיא טכניקה יש פוטנציאל לשפר את ההבנה של תסמונת העין העצלה שלנו.

איור 1. ציוד המשמש למדידת דיכוי הכולל 1) מחשב נייד 2) משקפי 3) האות ספליטר.

איור 2. את המשקפים מצוידים כהלכה במשתתפי מחקר.

איור 3. סקירה של גירויי kinetogram נקודות האקראיים (שלב 1.2/1.3). הפנל העליון מדגים את השלב שבו יישור צלב חיצו מוצג לכל עין monocularly כרמז לרובינו יישור cular. הלוח המרכזי ממחיש את האות לרעש שבו הפרדיגמה נקודתי אותות מוצגות לעין העצלה ורק את נקודתי הרעש מוצגות לעיני בחור, בתנאים משקפים האות והרעש משולבות לתת סף לכידות תנועה אשר לאחר מכן מנוצל לעומת משתנה שלב של המדידה. הפנל התחתון ממחיש את הסף לעומת זאת, הליך זה משתמש בסף לכידות התנועה ברמה קבועה של אות לרעש, ומציג רמות שונות ניגוד בין שתי עיניים. הנקודה שבה שתי העיניים רואות קלט משקף מאוזן היא סף הניגוד או "נקודת איזון".

מסכי יישור איור 4. (שלב 1.7) כפי שניתן לראות דרך המשקפים, האופקיים ואנכיים מקשי חיצים משמשים למטרות ליישר עד כל צלב נראה.

e_content "fo: לשמור-together.within עמודים =" תמיד ">

איור 5. סקירה של פרוטוקול אימונים.

איור 6. דוגמה של נתונים קליניים והפסיכו מתקבלים ממשתתף מבוגר אחד עם עין עצלה strabismic שהשלים את הליך ההכשרה (שלבים 2.1-2.4). איור 6 א ממחיש את השינוי בחדות ראייה (נמדד עם תרשים סגנון לוגריתמים ביחידות logMAR במשך ארבעה שבועות הכשרה היא לעין העצלה (AME) ועין בחור (FFE)). ערכי LogMAR קטנים מצביעים על חדות ראייה טובה יותר. המספר המצטבר של שעות של משחקים מוצג בסוגריים על ציר x. האיור 6B מדגים את השינוי בניגוד imbaרומח על פני ארבעה שבועות של אימונים. ציר y מציג את הניגוד שיכול להיות נסבל בעיני הבחור, ולכן ערכים גדולים יותר מצביעים על פחות דיכוי. בתחילת אימון רק 30% לעומת יכול להיות נסבל בעיני הבחור לפני העין העצלה דוכאה. עם זאת כאימון התקדם, יותר קונטרסט יכול להיות נסבל המצביע על ירידה בדיכוי. איור 6C מראה השיפור בstereoacuity לאורך תקופת ההכשרה (שנמדד במבחן Randot סטריאו). אפס על ציר y מציין שאין חזון וערכי סטריאו הגדלה מצביעים שיפור רגישות סטריאו (יחידות הן הדדיות של סף סטריאו בשניות קשת).

איור 7. בדיקות קליניות סטנדרטיות המשמשות להערכת מצב ראייה כפולה לפני ואחרי אימון כולל 4 מבחן הנקודה השווה (למעלה משמאל), Bagollini lenses (ימין למעלה), Randot stereopsis הבדיקה (צד שמאל למטה) ומבחן stereopsis TNO (למטה מימין).

Discussion

את טכניקות המדידה וטיפול הדיכוי המתוארים במאמר זה תלוי באופן קריטי מניפולציה של הניגוד של התמונות נראות על ידי כל עין. באופן ספציפי, את חוסר איזון ניגוד interocular היחסי שבשילוב משקף מתרחש, כלומר "ניגוד נקודת האיזון", מספק מדד לדיכוי ^6,11,17. בנוסף, על ידי חשיפת חולים עם עין עצלה ודיכוי לגירויים חזותיים "מאוזנים" שוב ושוב, ניתן לצמצם את הדיכוי ופוטנציאל לשפר הוא משקפת ותפקוד ראייה דו עיני ^12,15,16. טכניקות אלו מייצגות התקדמות במדידת דיכוי וגישה חדשה לטיפול בעין עצל בהתאמה. בדיקות קליניות זמינות כרגע להערכת דיכוי כגון 4 מבחן האורות וורת' ועדשות המפוספסות Bagolini להעריך אם הדיכוי נוכח או נעדר, ובדיקות אחרות כגון בר sbisa לכמת את הרמה של דיכוי על ידי השימוש ניטראלימסנני צפיפות. הטכניקה שלנו מספקת מידע קליני נוסף על ידי מתן האפשרות לכוחו של דיכוי שיש לכמת במדויק. עין עצלה, שלעתים קרובות מקושרים עם דיכוי, מטופל בדרך כלל על ידי occluding העין אינה העצלה או מבזה את התמונה בעין שאינה העצלה, כדי לעודד שימוש בעין העצלה ^18. בעוד טכניקה זו יעילה בשיפור תפקוד עין עצלה ^18, זה לא ישירות לכתובה הגירעונות המשקפת קשורים בעין עצלה. הטכניקה שלנו ישירות מטרות תפקוד ראייה דו עיני ומצאנו כי גישה זו יכולה לשפר היא משקפת ותפקוד דו עיני בחולים מבוגרים עם עין עצלה ^12,15,16. את גישות המדידה וטיפול שתוארו מתאימות לשימוש במבוגרים וילדים, אם כי המשחקים ייתכן שיצטרכו להיות מותאמים לשימוש באוכלוסיות ילדים צעירות יותר. אנחנו כרגע בפיתוח משחקים נוספים למטרה זו.

שלנוטכניקות לעשות יש מגבלות. חלק מהחולים עם פזילה ודיכוי חזק מוצאים את זה מאתגר כדי ליישר את התמונות מוצגות לעין כל בתחילת פרוטוקול מדידת הדיכוי. למרות שניתן לחולים כאלה כדי ליישר את התמונות ^17, זה יכול להיות זמן רב. בכל קשור לטיפול זה חשוב לעבוד לצד מטפל הכשרה מתאים בכל משטר אימונים, ולשקול את הסיכון לכפל הראייה (ראייה כפולה), אם דיכוי הוא מופחת. העבודה הקודמת שלנו על גישת טיפול זו התמקדה בחולים עם anisometropia או פזילה קטנה זווית ואף חולה לא פתח כפל ראיה, עם זאת הסיכון לכפל הראיה יש לשקול בזהירות על ידי מטפל מוסמך כראוי על מטופל על ידי בסיס מטופל לפני הטיפול מנוהל .

בעת הגדרת הטכניקות לפעם הראשונה שזה חשוב לוודא שכל חיבורי החומרה הם בטוחים וכי כל הנהגים הרלוונטיים בנתקע ומעודכן במחשב המארח. חשוב גם להשתמש במחשב מצויד בכרטיס גרפי תואם Matrox גרפיקת הלוח המתואר בפרוטוקול ושתומך ברזולוצית מסך של 1600x600 (פעם אחת את נהגי Matrox מותקנים) כדי להבטיח שכל מסך יש goggle מובחן תמונה. אנחנו גילינו שרוב הבעיות נתקלו בעת הגדרת המערכת להתרחש עקב הגדרות שגויות מסך ברזולוציה וההעדר מעודכן מנהלי התקן עבור החומרה הדרושה. חשוב גם על מנת להבטיח כי שני המסכים לוטשים לי היקות שווה לפני מדידת דיכוי כדי להבטיח מדידות מדויקות ויציבות.

הטכניקות מתוארות לספק בסיס לפיתוח נוסף של מדידת דיכוי וגישות טיפול. בפרט, הפיתוח של משחקי וידאו מרתקים נוספים המבוססים על עיקרון הליבה של ניגוד משתנה בין העיניים יכול להפוך גישה זו יעילה יותר ויותרppealing לחולים צעירים. מלבד השימוש הקליני שלהם, טכניקות אלה יכולים לשמש גם בסביבת מחקר כדי לחקור את המנגנונים העצביים העומדים בבסיס דיכוי ואת התפקיד שאינטראקציות מעכבות בין העיניים לשחק במערכת הראייה הרגילה ^13.

Disclosures

הטכניקות המתוארות בכתב יד זה מהווים את הבסיס של שני פטנטים מוחזקים על ידי BT וRFH, שאחד מהם הוא גם מוחזק על ידי JC וLT.

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 Psychtoolbox^19,20	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