Amblyopi er en utviklingsforstyrrelse av det visuelle cortex som er ofte ledsaget av sterk undertrykkelse av det ene øyet. Vi presenterer en ny teknikk for å måle og behandle interocular undertrykkelse hos pasienter med amblyopi som kan brukes gjennom virtuell virkelighet briller eller en bærbar iPod Touch enheten.
Amblyopi, en utviklingsforstyrrelse av den visuelle cortex, er en av de viktigste årsakene til visuell dysfunksjon i befolkningen i arbeidsdyktig alder. Nåværende estimater setter utbredelsen av amblyopi på ca 1-3% 1-3, de fleste tilfeller være monocular 2. Amblyopi er oftest forårsaket av okulær forskyvning (skjeling), blur indusert av ulik refraksjonsfeil (anisometropi), og i noen tilfeller av skjemaet deprivasjon.
Selv amblyopi er i utgangspunktet forårsaket av unormal visuell inngang i spedbarnsalder, når etablert, forblir den visuelle underskudd ofte når normal visuell inngang har blitt restaurert ved hjelp av kirurgi og / eller refraktiv korreksjon. Dette er fordi amblyopi er resultat av unormal visuelle cortex utvikling heller enn et problem med amblyopic øyet selv 4,5. Amblyopi er preget av både monocular og binokulært underskudd 6,7 som inkluderer svekket synsskarphet og dårlig eller fraværende stereopsis hhv. Den visuelle dysfunksjon i amblyopi er ofte forbundet med en sterk undertrykkelse av inngangene fra amblyopic øyet under kikkerten visningsforhold 8. Nyere arbeid har indikert at undertrykkelse kan spille en sentral rolle i både monocular og kikkerter underskudd forbundet med amblyopi 9,10.
Gjeldende kliniske tester for undertrykking tendens å bekrefte tilstedeværelse eller fravær av undertrykkelse snarere enn å gi en kvantitativ måling av graden av undertrykkelse. Her beskriver vi en teknikk for å måle amblyopic undertrykkelse med en kompakt, bærbar enhet 11,12. Enheten består av en bærbar datamaskin som er koblet til et par av virtuelle virkelighet briller. Nyheten av teknikken ligger i måten vi presenterer visuelle stimuli for å måle undertrykkelse. Stimuli er vist til det amblyope øye ved høy kontrast mens kontrasten av stimuli vist til ikke-amblyope øye er variert. Pasienter utføre en simple signal / støy oppgave som tillater en nøyaktig måling av styrken av eksitatoriske binokulær interaksjoner. Kontrasten i en offset som verken øyet har en ytelse fordel er et mål på "balanse point" og er et direkte mål på undertrykkelse. Denne teknikken har blitt validert psychophysically både i kontroll 13,14 og pasientens 6,9,11 populasjoner.
I tillegg til å måle suppresjon denne teknikken danner også grunnlag for en ny form for behandling for å redusere undertrykkelse over tid og forbedre binokulære og ofte monokulær funksjon i voksne pasienter med amblyopi 12,15,16. Denne nye behandlingen tilnærming kan distribueres enten på goggle systemet beskrevet ovenfor, eller på et spesielt modifisert iPod touch-enheten 15.
Undertrykkelsen måling og behandling teknikker beskrevet i dette papiret kritisk avhenger manipulering av kontrasten av bildene sett av hvert øye. Spesifikt, den relative interocular kontrast ubalanse der binokulær kombinasjon oppstår, dvs. "balansepunkt kontrast", gir et mål på undertrykkelse 6,11,17. I tillegg, ved gjentatte ganger å utsette pasienter med amblyopi og undertrykkelse til "balansert" visuelle stimuli, er det mulig å redusere undertrykking og potensielt forbedre både monocular og binokulært synsfunksjon 12,15,16. Disse teknikkene representerer et fremskritt i undertrykkelse måling og en ny tilnærming til amblyopi behandling hhv. For tiden tilgjengelige kliniske tester for vurdering suppresjon som Worth 4 lysene test og Bagolini striated linser vurdere om undertrykking er tilstede eller fraværende, og andre tester som sbisa baren kvantifisere nivået av undertrykking med bruk av nøytraletetthet filtre. Vår teknikk gir ytterligere klinisk informasjon ved at for styrken av undertrykkelse blir nøyaktig kvantifisert. Amblyopi, som ofte forbindes med undertrykkelse, behandles vanligvis ved å tilstoppes ikke-amblyopic øye eller nedverdigende bildet i den ikke-amblyopic øye for å oppmuntre til bruk av amblyopic øyet 18. Mens denne teknikken er effektive i å forbedre amblyopic øye funksjon 18, betyr det ikke direkte møte de binokulære underskudd forbundet med amblyopi. Vår teknikk mål direkte binocular visuell funksjon, og vi har funnet at denne tilnærmingen kan forbedre både monocular og binokulært funksjon hos voksne pasienter med amblyopi 12,15,16. Måling og behandling tilnærminger beskrevet er egnet for bruk hos voksne og barn, selv spillene kan måtte tilpasses for bruk i yngre pediatriske populasjoner. Vi utvikler for tiden flere spill for dette formålet.
Vårteknikker har begrensninger. Noen pasienter med skjeling og sterk undertrykkelse synes det er vanskelig å justere bildene som vises til hvert øye ved starten av undertrykkelsen måling protokollen. Mens det er mulig for slike pasienter for å justere bildene 17, kan dette være tidkrevende. Med hensyn til behandlingen er det viktig å arbeide sammen med en kvalifisert kliniker hele treningsregime, og for å vurdere risikoen for dobbeltsyn (dobbelt syn) hvis undertrykking reduseres. Vårt tidligere arbeid på denne behandlingen tilnærming har fokus på pasienter med anisometropi eller liten vinkel skjeling og ingen pasienter har utviklet dobbeltsyn, men risikoen for dobbeltsyn bør vurderes nøye av fagfolk kliniker på en pasient ved pasient før behandlingen administreres .
Når du setter opp teknikker for første gang er det viktig å sikre at all maskinvare er riktig tilkoblet og at alle relevante drivere er ifastlåste og oppdatert på vertsmaskinen. Det er også viktig å bruke en datamaskin utstyrt med et grafikkort som er kompatibelt med Matrox grafikkort beskrevet i protokollen og som støtter en skjermoppløsning på 1600×600 (når Matrox-driverne er installert) for å sikre at hver goggle skjermen har en distinkt bilde. Vi har funnet ut at de fleste problemer oppstått når du setter opp systemet oppstå på grunn av feil skjermoppløsningsinnstillingene og fravær av oppdatert drivere for nødvendig maskinvare. Det er også viktig å sikre at begge goggle skjermer har lik luminans før måling undertrykking å sikre nøyaktige og stabile målinger.
Teknikkene som beskrives gi et grunnlag for videre utvikling av undertrykkelse måling og behandling tilnærminger. Spesielt kan utviklingen av mer engasjerende videospill basert på kjernen prinsippet varierende kontrast mellom øynene gjør denne tilnærmingen mer effektiv og mer enppealing til yngre pasienter. Bortsett fra deres klinisk bruk, kan disse teknikkene også brukes i et forsknings innstilling å utforske Nervemekanismene underliggende undertrykkelse og den rolle som inhiberende interaksjoner mellom øynene spille i normale visuelle systemet 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 |