Stereoacuity forbedring ved hjælp af Random-dot video spil

Behavior
 

Summary

Præsenteret her er en protokol for at forbedre stereoacuity ved hjælp af gamificeret perceptuelle lærings software baseret på tilfældige prikker stimuli. Patienter er stereo-mangelfulde forsøgspersoner uden strabismus. Protokollen kombinerer Optometry Center besøg med hjemmeøvelser ved hjælp af software. Compliance og stereoacuity Evolution gemmes i skyen.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations | Reprints and Permissions

Martín-González, S., Portela-Camino, J., Ruiz-Alcocer, J., Illarramendi-Mendicute, I., Garrido-Mercado, R. Stereoacuity Improvement using Random-Dot Video Games. J. Vis. Exp. (155), e60236, doi:10.3791/60236 (2020).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Konventionel amblyopi terapi involverer okklusion eller straf af det dominerende øje, selv om disse metoder øge stereoskopisk synsskarphed i mindre end 30% af tilfældene. For at forbedre disse resultater, foreslår vi en behandling i form af et videospil, ved hjælp af Random-dot stimuli og perceptuelle lærings teknikker til at stimulere stereoacuity. Protokollen er defineret for stereo-mangel patienter mellem 7-14 år, der allerede har fået behandling for amblyopi og har en mono ulær bedst korrigeret afstand synsskarphed på mindst 0,1 logMAR. Patienter er forpligtet til at fuldføre en perceptuelle læringsprogram derhjemme ved hjælp af videospil. Mens overholdelse gemmes automatisk i skyen, periodiske Optometry Center besøg bruges til at spore patientens evolution og justere spillets stereoskopiske efterspørgsel, indtil den mindste detekterbare ulighed er opnået. Protokollen har vist sig at være vellykket, og effektiviteten måles i form af en to-niveau gevinst på en tilfældig stereoacuity test (global stereoacuity eller cyclopean stereoacuity reference test). Desuden er Random-dot stimuli læring overførsler til mediale lateral stereoskopisk skarphed i henhold til en Wirt cirkler test, hvor succeskriterier er en endelig stereotype på over 140 ", og den opnåede forbedring svarer til ikke mindre end to niveauer af stereoskopisk skarphed. Seks måneder senere, en Random-dot stereoacuity test registreret ingen reduktion i stereoacuity, der blev opnået.

Introduction

Amblyopi er en udviklingsmæssige forstyrrelse af rumlig vision ofte forbundet med eksistensen af strabismus, anisometropia, eller form afsavn i en ung alder1. Forekomsten af amblyopi blandt den almindelige befolkning varierer fra 1,3%-3,6%2. Konventionel amblyopi terapi starter med korrektion af enhver refraktiv fejl, efterfulgt af okklusion af det gode øje med en patch eller atropin penalisering3. Selvom behandlingsresultaterne af konventionel behandling i første omgang er gode, og 73%-90% af patienterne oplevede forbedret synsskarphed, svarer denne forbedring ikke til normal synsskarphed hos ca. 50% af patienterne. Desuden oplever børn ofte forværring selv efter vellykket behandling2. En tidligere undersøgelse viste, at med hensyn til binokulær vision, så få som 28% af anisometropiske patienter med amblyopi registreret to eller flere niveauer af forbedring som følge af behandling4. Der har været lidt forskning med henblik på at evaluere strategier til forbedring af stereopsis i tilfælde af amblyopi, trods det faktum, at stereopsis er afgørende for visuel perception i mennesker5. Konventionel amblyopi terapi, som giver gode resultater for synsskarphed, men dårlige resultater med hensyn til binokulære syn, kan drage fordel af udviklingen af en interventionel model, der sigter mod at forbedre stereo skarphed hos patienter med en anamnese med amblyopi2.

I løbet af de sidste 10 år, nogle forskere har foreslået en alternativ tilgang til at forstå forløbet af amblyopi6,7. Denne forståelse har motiveret forslaget om en interventionel model fokuseret på anti-undertrykkelse dichoptic uddannelse til genopretning af binokulære vision8,9. Amblyopi-behandling, der involverer målrettede gamificerede aktiviteter til patientbrug derhjemme, er blevet rapporteret som en succes i en række tilfælde10,11.

Uanset denne dichoptic uddannelse er ineffektiv til at forbedre stereoskopisk skarphed12. To samtidige kliniske forsøg med anti-suppression dichoptic Training model rapporterede ingen stereoacuity forbedring11,13. Den seneste forskning indikerer dog, at dichoptic stimulation er i stand til at reducere undertrykkelse dybde og omfang og forbedre binokulære syn (genoprette samtidig binokulær perception). I nogle tilfælde, dette falder sammen med forbedret stereoacuity14,15.

Nogle undersøgelser har foreslået en anden interventionsmetode, der fokuserer på direkte stimulering af stereopsis gennem perceptuelle læringsaktiviteter16,17. Disse undersøgelser er begrænset til en række tilfælde, der behandles under laboratorieforhold. I Astle et al. 's undersøgelse blev stereopsis stimuleret i to voksne anisometropiske amblyopes16 i løbet af ni laboratorie sessioner. Behandling omfattede binokulær stimulation ved hjælp af et spejl stereoskop med Stereogram par baseret på Random-dot billeder. Ding og Levi stimuleret stereopsis i et behandlingsforløb, der udelukkende udføres under laboratorieforhold, ved hjælp af et spejl stereoskop og stereogrammer baseret på Gabor patches18. Deres var fem voksne, hvoraf fire ikke har nogen stereopsis og en er stereo-mangel. Emner var forpligtet til at udføre mellem 3000-20000 perceptuelle læring uddannelse forsøg.

Desuden har XI et al. studeret anisometropic amblyopes i løbet af 10 -13 perceptuelle læring kurser, hvorunder 3-D anaglyph teksturer blev brugt til at stimulere stereopsis19. Endelig, i Vedamurthy et al. 's undersøgelse, 11 stereo-mangel voksne var engageret i Visuo-motor Task træning (en "squash-The-Bug" spil) i en Virtual Reality miljø17. Disse udførte 12.600 forsøg i 35 sessioner i løbet af 8-11 uger.

Direkte stimulation af stereopsis er blevet udført i laboratorieundersøgelser, men denne terapi model er tidskrævende og vanskeligt at anvende i en daglig klinisk praksis, især med børn. Der er således udarbejdet en realistisk behandlingsmodel, for hvilken et vellykket proof of concept tidligere er blevet præsenteret20. Denne protokol inkorporerer resultaterne af en prospektiv, randomiseret, dobbelt-blind, parallel-gruppe undersøgelse baseret på perceptuelle læring behandling ved hjælp af Random-dot stimuli i et videospil format for at forbedre stereoacuity. En grundig forklaring af den protokol, der blev fulgt i denne undersøgelse, præsenteres.

Protocol

Undersøgelsens design blev godkendt af den etiske komité for Baskerlandet og fulgte de principper, som blev fremlagt i Helsingfors-erklæringen. Skriftlig informeret samtykke blev indhentet enten fra deltagere tilmeldt studiet eller deres værge. Figur 1 repræsenterer protokol trinnene.

1. deltagerrekruttering

  1. Rekruttere patienter med følgende karakteristika: mellem 7-14 år med refraktiv amblyopi og/eller med held behandlet strabismiske amblyopi (skelen børn er kun berettiget til at deltage, hvis forkert justering af de visuelle akser er blevet korrigeret med briller, visuel terapi, og/eller skelen kirurgi); med monulært bedste korrigerede distance synsskarphed på ≥ 0,1 logMAR21; og stereoskarphed målt i 800 "-200" området (grov-moderat stereo-mangel)22 ifølge en Random-dot Stereogram test23.
    1. For at bestemme "refraktiv amblyopi", Overvej den interokulære refraktive difference fejl ved hjælp af autorefraktion under cycloplegi.
      Bemærk: anisometropic amblyopi defineres, når en patient præsenterer en interokulær refraktiv difference fejl på ≥ 1 sfærisk styrke (D), (sfærisk ækvivalent). Isometropic amblyopi er defineret, når cycloplegic brydnings fejl i hvert øje af ≥ 4,00 d hypermetropi eller nærsynethed og/eller ≥ 2,00 d bygnings matisme og den interokulære refraktive forskel fejl er < 1 D.
    2. For at bestemme vellykket behandlet strabismiske amblyopi, kontrollere for fraværet af skelen ved hjælp af en monulært Cover-afdække test og stimulerende indkvartering med en bogstav skarphed score på 20/30 for at sikre, at emnet ser på brevet med fovea, når du udfører fastsættelse bevægelse24.
  2. Udelukke patienter med følgende egenskaber: strabismus; hyperphoria (opadgående afvigelse) af 2 prisme dioptere eller mere; Nystagmus hypermetropic anisometropia, hvor patienten præsenterer en sfærisk ækvivalent forskel mellem øjnene af 3 dioptere (eller mere), hvis korrigeret med briller (for at forhindre aniseikonia); enhver okulær patologi; opmærksomhed underskud/hyperaktivitet lidelse; og enhver kognitiv lidelse. Udelukke patienter uden adgang til en computer eller uden internetforbindelse derhjemme.

2. visuelle evalueringer

  1. Udfør den grundlæggende Optometrisk evaluering forud for indledningen af dette afsnit for indsamling af baselinedata og sikre alle relevante inklusion/udelukkelse kriterier.
    1. Målret den bedste korrigerede distance synsskarphed (BCVA) med diabetisk retinopati-studie med tidlig behandling (etdrs visuel synsstyrke chart).
    2. Check for fraværet af skelen som forklaret i trin 1.1.2.
    3. Mål stereo skarphed i en konstant afstand på 40 cm, under lys belysning af 120 CD/m2.
      Bemærk: belysningskontrol garanterer kontrast konsistens mellem prikker og baggrund i testmønsteret. Patientens hoved-til-test-distance er en kritisk variabel, fordi den er inkluderet i ligningen, der angiver stereoacuity-resultatet.
      1. Mål den globale stereo skarphed med et Random-dot Stereogram (for at undgå monkulære signaler) udført i henhold til test producentens anvisninger.
      2. Måle lokal stereoskarphed ved hjælp af en kontur test på trods af tilstedeværelsen af monulære signaler med en Wirt Circles test udført i henhold til test producentens anvisninger.
    4. Mål refraktiv fejl ved cycloplegic refraktion (1% cyclopentolat) efter pædiatrisk øjensygdom investigator gruppe (pedig) retningslinjer25,26.
    5. Udelukke enhver okulær patologi med en dybtgående undersøgelse af den forreste (slit lampe) og posterior (indirekte oftalmoskop) poler.
  2. Gennemførelse af optometric Center første besøg hos patienter.
    1. Opret en patient profil i Game service-applikationen.
      1. Angiv patientens bruger-id og adgangskode.
      2. Indstil patientens din-distance.
    2. Installer det edb-stereoskopiske spil på patientens computer.
    3. Konfigurer spillet ved at klikke på konfigurationspanelet.
      1. Indstil de fysiske dimensioner på patientens computerskærm.
      2. Sørg for, at brugeren bærer anaglyph-brillerne korrekt (med det røde filter over det venstre øje).
    4. Mål patientens stereopsis basal skarphed ved hjælp af edb stereoskopisk spil.
      1. Bed patienten om at spille spillet under opsyn, som forklaret i afsnit 3,4.
      2. Se resultatet, der er lagret i skyen, ved hjælp af Game service-applikationen.
    5. Ved hjælp af patient stereopsis basal skarphed, indstille patientens basal niveau i spillet tjeneste ansøgning.
      1. Det edb-stereoskopiske spil definerer tre stimulerings kategorier, der hver er forbundet med en stereoskopisk synsstyrke intervalværdi: dårlig (840 "-300"), grov (480 "-210") og moderat-fin stereopsis (300 "-30"). Patienter begynder med det fineste niveau, hvor de kan identificere stereopsis stimulus. For eksempel, i en patient med en stereo tærskel på 720 ", tildele den dårlige stereopsis niveau på patientens profil.
    6. Forklar deltagerne, hvordan de skal udføre øvelserne derhjemme, som forklaret i afsnit 3.
  3. Udfør check-up besøg ved afslutningen af hver 15 terapi sessioner med det edb-stereoskopiske spil i løbet af træningsperioden.
    1. Åbn programmet spil tjeneste, Åbn patient profilen, og kontroller både overholdelses-og stereopsis-resultatdata.
      1. Mind forældrene og deltagerne om vigtigheden af at respektere arbejdsafstanden fra skærmen.
      2. Mind forældrene og deltagerne om vigtigheden af overholdelse.
    2. Evaluer logMAR BCVA på afstand med en ETRDS-test for at kontrollere, om startværdierne forringes.
    3. Mål patientens stereopsis skarphed ved hjælp af det edb-stereoskopiske spil (trin 2.2.4)
    4. Indstil patientens basal niveau i Game service-applikationen (trin 2.2.5).
  4. Udfør den endelige optometrisk evaluering ved afslutningen af 60 terapi sessioner med det edb-stereoskopiske spil (slutningen af behandlingen) for at indsamle resultatdata.
    Bemærk: denne evaluering gengiver den grundlæggende optometrisk evaluering og understreger målingen af global og lokal stereopsis.
  5. Udføre den opfølgende optometrisk evaluering 6 måneder efter afslutningen for at sikre stabiliteten af resultaterne.
    Bemærk: denne evaluering gengiver den grundlæggende optometrisk evaluering og understreger målingen af global og lokal stereopsis.

3. behandlings øvelser udført derhjemme

  1. Forklar deltagerne, at de skal følge et kursus i uddannelse ved hjælp af det edb-stereoskopiske spil derhjemme for 68 min sessioner.
  2. Forklar, at hver session skal udføres på en anden dag, og at fem sessioner pr. uge skal være afsluttet. Forklar patienterne, at forskerteamet vil have adgang til deres overholdelses-og resultatdata i skyen.
  3. Instruer patienter til at besøge Optometry Center for et check-up besøg efter hver 15 sessioner, som skal være afsluttet inden for 3 uger til at overveje overholdelse som 100%, og i alle tilfælde, inden for højst 6 uger.
  4. Forklarer, hvordan man bruger det edb-stereoskopiske spil
    1. Bed deltageren om at sidde i en afstand af 80 cm fra computerskærmen. Gør det klart, at patienter ikke bør forsøge at snyde programmet ved at flytte tættere på skærmen.
    2. Sørg for, at rummet er svagt belyst, så du undgår refleksioner på computerskærmen.
    3. Forklar, at programmet tager form af et videospil, hvor et billede med tilfældig prik skjuler en skjult silhuet. Silhuet kan kun ses i tre dimensioner mens iført anaglyph briller.
    4. Giv patienten et par anaglyph-briller og Forklar, hvordan de skal bære dem, med fokus på, hvilket filter der går til hvilket øje (med det røde filter over det venstre øje).
    5. Giv patienten et id og en adgangskode for at logge ind på spillet (trin 2.2.1).
    6. Instruer patienten i at bruge musen til at vælge, hvilken silhuet der skal vises, og vælge en figur ud fra de fire indstillinger, som vises nederst på skærmen (figur 2).
    7. Forklar, hvad der sker efter udvælgelsen af en silhuet.
      1. Hvis svaret er korrekt, udsender softwaren en høj lyd, og det korrekte billede vises i form af et billede i fuld farve som en belønning.
      2. Hvis svaret er forkert, udsender softwaren en dyb lyd. Spilleren har stadig to forsøg på at finde det rigtige svar.
      3. Hvis der er tre på hinanden følgende forkerte svar, vil softwaren vise det korrekte svar.
    8. Forklar patienten, at softwaren efter hvert forsøg genererer en ny skærm med et billede med tilfældig prik, der skjuler en ny skjult silhuet.
    9. Forklar patienten, at den skjulte silhuet bliver vanskeligere at finde, da sessionen skrider frem, og at dette er normalt.
    10. Forklar patienten, at når sessionen er afsluttet, softwaren gemmer resultaterne i en Cloud-Server, så optometrist at spore overholdelse og stereoacuity Evolution fjernt.
      Bemærk: understrege vigtigheden af en stabil Wi-Fi-forbindelse og lukke det edb-stereoskopiske spil korrekt.

Representative Results

Som et repræsentativt eksempel på de resultater, der kan opnås efter denne protokol, opsummerer vi resultaterne af en nylig undersøgelse foretaget af Portela et al.20. Figur 3 og figur 4 viser de opnåede resultater.

16 stereo-mangelfulde forsøgspersoner i alderen 7-14 år var inkluderet i dette studie, hvoraf fire havde en anamnese med refraktiv amblyopi (2 anisometropic og 2 isometropic). Tolv af emnerne havde en historie med succes behandlet strabismiske amblyopi, og fire af disse havde en historie af både strabismiske og anisometropic amblyopi. Elleve af de 12 med en historie af strabismiske amblyopi præsenterede esotropia, og en præsenteret exotropia. Alle deltagere havde tidligere fået amblyopi terapi og opnåede en god grad af synsskarphed, men nåede ikke et fint niveau af stereo skarphed (mindre end eller lig med 200 "). Alle, men et af emnerne var i stand til at fuldføre de 60 tildelte træningssessioner, der var 8 min hver (8 timer i alt). Overholdelsen blev anset for at være 100%, når patienterne afsluttede træningen på mindre end 12 uger og 0%, når uddannelsen tog mere end 24 uger. I gennemsnit tog 79 dage at fuldføre 60 sessioner (IQR = 66-102 dage); Derfor, de overgik minimum anbefalede overholdelse af fem sessioner om ugen. Overholdelses resultaterne var fremragende (88,36%).

Synsskarphed blandt forsøgspersonerne forblev stabile under og efter behandling. Stereoskarphed, dog, forbedret i et betydeligt antal emner (Se figur 3). Midlerne, medianerne og minimums-og maksimumsværdierne er angivet i tabel 1. Da disse blev analyseret ved hjælp af Mann-Whitney U-testen, forbedredes stereo skarphed betydeligt efter behandling (Random-dot Stereoacuity test, p = 0,019; Test af Wirt Circles, p = 0,014). For en bedre forståelse viser figur 4 en grafisk præsentation af forbedringen i stereo skarphed mellem behandlingens start og afslutning.

Stereoskarphed forbedret med mindst et niveau i 11, når stereoacuity blev målt med den tilfældige stereoacuity test. Hvor stereo skarphed blev evalueret med Wirt Circles test, blev forbedring af mindst et niveau også observeret hos 11 forsøgspersoner. Klinisk set er en forbedring i stereo skarphed målt med en tilfældig stereoacuity test signifikant, når forbedringen når mindst to niveauer (Adams kriterier)27, og dette blev opnået i syv. Hvis Wirt Circles-testen blev anvendt, anses en forbedring på mindst to niveauer og en stereoskarphed, der er lig med eller bedre end 140, for signifikant (Levi's kriterier)12, og dette blev opnået i 10. Efter 6 måneder, resultaterne var stabile i henhold til Random-dot stereoacuity test. Dette er referencetesten til måling af stereo skarphed, med dens vigtigste funktion er dens fremragende test-retest pålidelighed23.

Figure 1

Figur 1: protokol trin. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2

Figur 2: logisk proces af spillet. Motivet skal angive, hvilket tal der vises, og vælge et fra dem, som vises nederst på skærmen (venstre billede). Hvis svaret er korrekt, udsender softwaren en høj lyd, og det samme billede vises i billedform (højre billede). Hvis emnet giver tre på hinanden følgende korrekte svar, genererer softwaren en ny skærm med et billede med tilfældig prik, der repræsenterer en finere stereopsis. Hvis motivet giver et forkert svar, udsender softwaren en dyb lyd, og billedet med tilfældig prik forbliver det samme (venstre billede). Endelig, hvis emnet giver tre på hinanden følgende forkerte svar, vil softwaren vise det korrekte svar (højre billede). Dette tal er tilpasset fra Portela et al.20 med tilladelse fra Optometry og vision Science. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3

Figur 3: målinger af basal-og post-behandlingsniveauer for stereoacuity. Random-dot stereoacuity (RDS) og Wirt Circles tests blev brugt til at måle stereo skarphed. Målingerne er i logsekunder af Arc. Dette tal er tilpasset fra Portela et al.20 med tilladelse fra Optometry og vision Science. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4

Figur 4: Medians af stereoacuity data før og umiddelbart efter behandling for hver stereoacuity test. (A) Random-dot stereoacuity (RDS) test og (B) Wirt Circles test. Kasser angiver 25% og 75% quartiles. Målingerne er i logsekunder af Arc. Dette tal er tilpasset fra Portela et al.20 med tilladelse fra Optometry og vision Science. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.

Baseline stereo Stereo anlæg efter behandling
Wirt Rst Wirt Rst
Mener 293.13 ± 271.17 475.00 ± 240.84 107.50 ± 51.60 305.63 ± 306.50
Median 200 [95 til 400] 95% 400 [250 til 800] 95% 100 [60 til 140] 95% 150 [100 til 700] 95%
Min 50 200 40 40
Maks 800 800 200 800

Tabel 1: middelværdi, standardafvigelse, medians, interkvartil intervaller og maksimale og minimale stereoacuity-værdier. Kolonnerne i venstre side viser stereoacuity-data fra baseline, og de højre kolonner viser stereoacuity-resultater efter behandling. Stereo skarphed blev målt ved hjælp af Random-dot stereoacuity (RDS) og Wirt Circles tests. Målingerne er i sekunder af Arc. Dette tal er tilpasset fra Portela et al.20 med tilladelse fra Optometry og vision Science.

Discussion

Præsenteret her er en protokol til direkte stimulering af stereoacuity, hvor Random-dot stereo billeder bruges til at forbedre stereoskopisk skarphed i stereo-mangelfulde emner. Fire forudgående undersøgelser har evalueret resultaterne af direkte stimulation16,17,18,19. Denne seneste protokol bidrager med yderligere funktioner til ovennævnte interventions modeller.

Den foreslåede interventionsmodel er beregnet til patienter med strabismisk eller anisometropisk amblyopi i anamnesen, som allerede har fået behandling (dvs. optisk korrektion, okklusion, skelen kirurgi, syns terapi) og opnået en bedst korrigeret synsskarphed på mindst 0,1 logMAR, men hvis stereo skarphed er lav (mellem 200 "-800"). Målet med protokollen er at forbedre stereoskarphed i tilfælde som disse.

Direkte stimulering af stereopsis har allerede vist sig at være effektiv til at øge stereo styrken i stereo-mangelfulde16,17,18,19. Men for at et stimulerings system skal være muligt, skal der udføres behandling i patientens hjem for at nå de 3000-20000 forsøg, der er nødvendige for at lære at forekomme.

I den tidligere offentliggjorte undersøgelse, der validerede denne procedure, og som er opsummeret ovenfor, forbedrede 11 forsøgspersoner deres stereo skarphed20. Fem af forsøgspersonerne oplevede imidlertid ingen stigning i stereoacuiteten (figur 3). Dette kan skyldes tilstedeværelsen af lille vinkel-skelen, der ikke er detekterbar i en dæktest. Læs udledt, at eftersom billeder fra venstre og højre side skal placeres inden for Panums fusions område, bør normal stereoskarphed kræve justering inden for 0,6 prisme dioptere28. Panums flekterende område er ± 5-20 min af ARC (0,1-0,6 prisme dioptri i fovea), og det kan være, at tilpasningen inden for dette vindue er nødvendig for at understøtte høj-grade stereoskopisk skarphed29. En undersøgelse foretaget af Holmes et al. viste, at en dæktest ikke kunne påvise afvigelser under ± 3 prisme dioptere; Derfor, tilstedeværelsen af målbart skelen kunne kompromittere en patients evne til at erhverve fine stereoacuity24.

Gamification er blevet brugt til at forbedre patientens motivation og Compliance. Desuden gemmer programmet data i skyen efter hver session, hvilket gør det muligt for behandleren at spore en patients aktivitet eksternt på daglig basis. Takket være denne funktion er overholdelses resultater fremragende (88,36%) sammenlignelige med dem, der blev registreret i to tidligere undersøgelser, hvor amblyopiske-patienter fik dichoptisk stimulerings behandling ved hjælp af en iPad derhjemme10,11. De er også meget bedre end de rapporterede resultater af en PEDIG undersøgelse under lignende betingelser, hvor kun 22,5% af prøven formået at fuldføre over 75% af den foreskrevne behandling13. Den overensstemmelse, der er påvist her, overstiger også det, som blev rapporteret af undersøgelser, der evaluerede virkningen af okklusionsbehandling i amblyopi (70% overholdelse, når 6 timer af okklusion er ordineret, og 50% når 12 timer er ordineret)30. En web-applikation har den ekstra fordel, at forældrene ikke er forpligtet til at føre en fortegnelse over deres barns overholdelse13. Den optometrist eneste pligt er at få adgang til serveren og kontrollere de indsamlede data for hver patient i slutningen af hver session ved hjælp af edb stereoskopisk spil program.

I løbet af træningsperioden, patienter besøger Optometry Center (check-up besøg), gør det muligt for optometrist at understrege betydningen af bruger-til-skærm afstand. Optometrists også indstille stimulation kategori (fattige, grove, moderat-fine) under disse check-up besøg. Perceptuelle læring teorier forudsige, at forbedringer er mindre sandsynligt, hvis patienten ikke arbejder på hans eller hendes tærskel (f. eks, hvis patienten bevæger sig tættere på skærmen eller arbejder i en lettere stimulation kategori). Disse resultater blev bekræftet i den undersøgelse, der blev udført for at validere denne protokol20. Bruger-til-skærm-distance er ude af softwarens kontrol og er derfor patientens eller patientens forældres ansvar.

Beslutningen om at bruge en tilfældig-dot tilgang til udformningen af det edb-stereoskopiske spil kan være kritisk. Stimulering gennem random-dot stereoskopiske billeder er aldrig ligegyldig: selv patienter, der arbejder under deres tærskel erfaring forbedringer. I en proces med perceptuelle læring, gentagen udsættelse for en tilfældig-dot stimulus alene vil forbedre binokulære vision. Patientens opgave, og en, der er særligt vanskeligt for patienter med en historie af skelen31, er at smelte de korrelerede tilfældige prikker opfattes af hvert øje12 uden undertrykkelse. Dette øger deres evne til at skelne de korrelerede prikker (signal) fra dem, der ikke kan sammensmeltet (støj). Uddannelse af denne type kan have forbedret forskellen detektorrespons, da den perceptuelle læring ville have forbedret den responsionelle respons og forbedret patientens evne til at frigøre signalet fra støj32.

En af risiciene ved den perceptuelle læringstilgang er selektiviteten. Denne metode har vist, at Random-dot Stereogram træning ikke er selektiv, fordi læring overføres til mediale lateral stereo skarphed målt med en Wirt Circles test. En anden konstatering, der viser effektiviteten af denne behandlingsmetode, er stabiliteten af de opnåede resultater. Forskellige undersøgelser har undersøgt, om forbedringer opnået i emner med amblyopi som følge af perceptuelle læring uddannelse er stabile16,17,19,33. Denne model har vist stabiliteten af forbedringerne målt med en Random-dot stereoacuity test ved en 6 måneders opfølgende besøg.

Flere begrænsninger er blevet opdaget. Software designet kræver, at stimulerings kategorien indstilles manuelt, når denne proces ideelt set skal være automatisk i henhold til patientens Evolution. Pass level tilstand implementeret kunne forbedres ved at overveje muligheden for at flytte patienten tilbage til en grov stereoacuity indstilling, hvis patienten undlader at passere et niveau ved flere på hinanden følgende lejligheder. Under alle omstændigheder er en trappe procedure kasseres, fordi et af målene for gamification er at forbedre patientens motivation gennem spil mekanik. Patienten bør opleve fornemmelsen af fremskridt og succes, uanset om deres kliniske tilstand forbedres eller forværres. Dette opnås ved at skjule lettere forsøg i spillet flow (dog ikke med en standard trappe procedure, hvis mål er hurtigt og præcist at bestemme tærsklen, hvor ydeevnen er 50%). En anden forbedring er at overvåge patientens afstand fra skærmen automatisk. Men vi er ikke klar over en løsning, der ikke involverer brugen af specialhardware, selv om det kan være værd at teste specialbyggede webcam Head-tracking software.

Andre begrænsninger skyldes undersøgelsens design og omfatter følgende: (1) de fleste forsøgspersoner havde en historie af skelen (prøven af forsøgspersoner med en historie af anisometropic amblyopi var for lille); (2) aldersintervallet var begrænset til 7-14 år; og (3) stereoacuity intervallet var mellem 800 "-200". I fremtidige undersøgelser, det ville være interessant at kontrollere den terapeutiske virkning på anisometropic amblyopi og grovere stereoacuity og i ældre.

Disclosures

Den computerbaserede test blev udviklet ved universitetet i Oviedo af S.M.-G., der er medforfatter til dette manuskript. Efter afslutningen af denne undersøgelse henvendte VISIONARY TOOL, S.L. (fundet på < www. visionarytool. com >), en privat enhed, sig til S.M.-G. og J.A.P.-C. med en mulighed for at deltage i udviklingen af et edb-baseret visuelt træningsværktøj, som omfatter flere spil og tests, hvoraf den ene er den tilfældige-dot skjulte silhuet spil, der anvendes i denne artikel.

Acknowledgments

Forfatterne ønsker at anerkende VISUALIA Visual Therapy Clinic, som delvist støttede udviklingen af den computerbaserede test, efter aftale med universitetet i Oviedo (FUO-EM-104-12).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Autorrefractometer, model TRK 1P Topcon, Japan Refractive error measurements by autorrefraction
Computerized Stereoscopic Game University of Oviedo, Spain The computer-based test itself was developed at the University of Oviedo by SM-G, coauthor of this manuscript. After finishing this study, a private company named VISIONARY TOOL (www.visionarytool.com) has contacted both SM-G and JAP-C to participate in the development of a computerized visual training tool. This tool includes several games and tests. The one used in this article, based on random dot hidden silhouettes, is one of them.
Randot Preschool Stereoacuity Test Stereo Optical Company Inc, USA Global stereoacuity test
Screen model SIFIMAV, Italy Logarithmic visual acuity chart ETDRS format
Wirt Circles Test Stereo Optical Company Inc, USA Local stereoacuity test

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ciuffreda, K. J., Levi, D. M., Selenow, A. Amblyopia: Basic and Clinical Aspects. Butterworth-Heinemann. 1-64 (1991).
  2. Birch, E. E. Amblyopia and binocular vision. Progress in Retinal and Eye Research. 33, 67-84 (2013).
  3. Repka, M. X., Holmes, J. M. Lessons from the amblyopia treatment studies. Ophthalmology. 119, 657-658 (2012).
  4. Wallace, D. K., et al. Stereoacuity in children with anisometropic amblyopia. Journal of American Association for Pediatric Ophthalmology. 15, 455-461 (2011).
  5. O'Connor, A. R., Tidbury, L. P. Stereopsis: are we assessing it in enough depth? Clinical and Experimental Optometry. 101, 485-494 (2018).
  6. Mansouri, B., Thompson, B., Hess, R. F. Measurement of suprathreshold binocular interactions in amblyopia. Vision Research. 48, 2775-2784 (2008).
  7. Farivar, R., Thompson, B., Mansouri, B., Hess, R. F. Interocular suppression in strabismic amblyopia results in an attenuated and delayed hemodynamic response function in early visual cortex. Journal of Vision. 11, 1-12 (2011).
  8. Hess, R. F., Thompson, B., Baker, D. H. Binocular Vision in Amblyopia: Structure, Suppression and Plasticity. Ophthalmic and Physiological Optics. 34, 146-162 (2014).
  9. Vedamurthy, I., et al. A dichoptic custom-made action video game as a treatment for adult amblyopia. Vision Research. 114, 173-187 (2015).
  10. Li, S. L., et al. A binocular iPad treatment for amblyopic children. Eye. 28, 1246-1253 (2014).
  11. Kelly, K. R., et al. Binocular iPad Game vs Patching for Treatment of Amblyopia in Children: A Randomized Clinical Trial. JAMA Ophthalmology. 134, 1402-1408 (2016).
  12. Levi, D. M., Knillm, D. C., Bavelier, D. Stereopsis and amblyopia: A mini-review. Vision Research. 114, 17-30 (2015).
  13. Holmes, J. M., et al. Effect of a Binocular iPad Game vs Part-time Patching in Children Aged 5 to 12 Years With Amblyopia: A Randomized Clinical Trial. JAMA Ophthalmology. 134, E733-E741 (2016).
  14. Kelly, K. R., Birch, E. E. Binocular outcomes following binocular treatment for childhood amblyopia. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59, 1221-1228 (2018).
  15. Webber, A. L., Wood, J. M., Thompson, B. Fine Motor Skills of Children With Amblyopia Improve Following Binocular Treatment. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 57, 4713-4720 (2016).
  16. Astle, A. T., McGraw, P. V., Webb, B. S. Recovery of stereo acuity in adults with amblyopia. BMJ Case Reports. 1-4 (2011).
  17. Vedamurthy, I., et al. Recovering stereo vision by squashing virtual bugs in a virtual reality environment. Philosophical Transactions of the Royal Society B. 37, 20150264 (2016).
  18. Ding, J., Levi, D. M. Recovery of stereopsis through perceptual learning in human adults with abnormal binocular vision. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108, E733-E741 (2011).
  19. Xi, J., et al. Perceptual Learning Improves Stereoacuity in Amblyopia. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55, 2384-2391 (2014).
  20. Portela-Camino, J. A., et al. A Random Dot Computer Video Game Improves Stereopsis. Optometry and Vision Science. 95, 523-535 (2018).
  21. Birch, E. E., et al. Risk Factors for Esotropic Amblyopia. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 48, e1108 (2007).
  22. Leske, D. A., Birch, E. E., Holmes, J. M. Real depth vs randot stereotests. American Journal of Ophthalmology. 142, 699-701 (2006).
  23. Fawcett, S. L., Birch, E. E. Interobserver test-retest reliability of the Randot preschool stereoacuity test. Journal of American Association for Pediatric Ophthalmology. 4, 354-358 (2000).
  24. Holmes, J. M., Leske, D. A., Hohberger, G. G. Defining real change in prism-cover test measurements. American Journal of Ophthalmology. 145, 381-385 (2008).
  25. Cotter, S. A., et al. Treatment of anisometropic amblyopia in children with refractive correction. Ophthalmology. 113, 895-903 (2006).
  26. Cotter, S. A., et al. Treatment of strabismic amblyopia with refractive correction. American Journal of Ophthalmology. 143, 1060-1063 (2007).
  27. Adams, W. E., et al. Defining real change in measures of stereoacuity. Ophthalmology. 116, 281-285 (2009).
  28. Read, J. C. A. Stereo Vision and Strabismus. Eye. 29, 214-224 (2015).
  29. Birch, E. E., Wang, J. Stereoacuity outcomes after treatment of infantile and accommodative esotropia. Optometry and Vision Science. 86, 647-652 (2009).
  30. Stewart, C. E., et al. Objectively monitored patching regimens for treatment of amblyopia: randomised trial. British Medical Journal. 335, 707 (2007).
  31. Westheimer, G. Clinical evaluation of stereopsis. Vision Research. 90, 38-42 (2013).
  32. Gantz, L., et al. Mechanisms of Perceptual Learning of Depth Discrimination in Random Dot Stereograms. Vision Research. 47, 2170-2178 (2007).
  33. Zhou, Y., et al. Perceptual learning improves contrast sensitivity and visual acuity in adults with anisometropic amblyopia. Vision Research. 46, 739-750 (2006).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics