Stereoacuity förbättring med Random-Dot video spel

Behavior
 

Summary

Presenteras här är ett protokoll för att förbättra stereoacuity med gamifierad perceptuella lärande programvara baserad på Random-Dot stimuli. Patienter är stereo brist försökspersoner utan skelning. Protokollet kombinerar optiker Center besök med hem övningar med hjälp av programvara. Efterlevnad och stereoacuity evolution lagras i molnet.

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

Konventionell amblyopi terapi innebär ocklusion eller bestraffning av det dominerande ögat, även om dessa metoder förbättra stereoskopisk synskärpa i mindre än 30% av fallen. För att förbättra dessa resultat föreslår vi en behandling i form av ett video spel, med hjälp av Random-Dot stimuli och perceptuella inlärningstekniker för att stimulera stereoacuity. Protokollet är definierat för stereo brist patienter mellan 7-14 år som redan har fått behandling för amblyopi och har en monokulär bäst korrigerade avstånd synskärpa på minst 0,1 logMAR. Patienter är skyldiga att slutföra en perceptuell inlärningsprogram hemma med hjälp av TV-spelet. Medan efterlevnad lagras automatiskt i molnet, används periodiska optiker Center besök för att spåra patientens evolution och justera spelets stereoskopiska efterfrågan tills den minsta detekterbara skillnaden uppnås. Protokollet har visat sig vara framgångsrikt, och effektiviteten mätas i form av en vinst på två nivåer på ett slumpmässigt stereoacuity test (global stereoacuity eller cyklopiska stereoacuity Reference test). Dessutom, Random-Dot stimuli lärande överföringar till medial lateral stereoskopisk skärpa enligt en Wirt cirklar test, där framgång kriterier är en slutlig stereoacuity av över 140 ", och den uppnådda förbättringen motsvarar inte mindre än två nivåer av stereoskopisk skärpa. Sex månader senare, en Random Dot stereoacuity test inspelade ingen minskning av stereoacuity som uppnåddes.

Introduction

Amblyopi är en utvecklingsstörning av rumslig vision som ofta förknippas med förekomsten av skelning, anisometropia, eller form deprivation vid en ung ålder1. Incidensen av amblyopi bland den allmänna befolkningen varierar från 1,3%-3,6%2. Konventionell amblyopi terapi börjar med korrigering av någon refraktiv fel, följt av ocklusion av det goda ögat med en patch eller atropin bestraffning3. Även behandlingsresultaten av konventionell behandling är initialt goda, med 73%-90% av patienterna upplever förbättrad synskärpa, denna förbättring inte motsvarar normal synskärpa hos omkring 50% av patienterna. Dessutom upplever barn ofta försämring även efter lyckad behandling2. En tidigare studie visade att, med avseende på Binokulärseende, så få som 28% av anisometropic patienter med amblyopi registreras två eller flera nivåer av förbättring som en följd av behandling4. Det har varit lite forskning som syftar till att utvärdera strategier för förbättring av stereoseende i fall av amblyopi, trots att stereoseende är nödvändig för visuell perception hos människor5. Konventionell amblyopi terapi, som ger goda resultat för synskärpa men dåliga resultat i termer av Binokulärseende, kan dra nytta av utvecklingen av en interventionell modell som syftar till att förbättra stereoacuity hos patienter med en historia av amblyopi2.

Under de senaste 10 åren har vissa forskare föreslagit en alternativ metod för att förstå kursen av amblyopi6,7. Denna förståelse har motiverat förslaget till en interventionell modell inriktad på anti-suppression dichoptic utbildning för återhämtning av binokulärseendet8,9. Amblyopi terapi med riktade gamifierad aktiviteter för patientens användning hemma har rapporterats framgångsrik i ett antal fall10,11.

Trots, denna dichoptic utbildning är ineffektiv för att förbättra stereoskopiska skärpa12. Två samtida kliniska prövningar med hjälp av anti-suppression dichoptic träningsmodell rapporterade ingen stereoacuity förbättring11,13. Den senaste forskningen visar dock att dichoptic stimulering kan minska dämpning djup och omfattning och förbättra binokulärseendet (återställa samtidig Binokulärseende). I vissa fall sammanfaller detta med förbättrad stereoacuity14,15.

Vissa studier har föreslagit en annan intervention strategi som är inriktad på direkt stimulering av stereoseende genom perceptuella inlärningsaktiviteter16,17. Dessa studier är begränsade till en rad fall som behandlats under laboratorieförhållanden. I Astle et al. s studie, var stereoseende stimuleras i två vuxna anisometropic amblyopes16 under loppet av nio laborationer. Behandling inkluderade binokulär stimulering med hjälp av en spegel stereoskop med stereogram par baserat på Random-Dot bilder. Ding och Levi stimuleras stereoseende i en behandling som utförs helt under laboratorieförhållanden, med hjälp av en spegel stereoskop och stereogram baserat på Gabor plåster18. Deras försökspersoner var fem vuxna, varav fyra har ingen stereoseende och en är stereo brist. Försökspersonerna var tvungna att utföra mellan 3000-20000 perceptuella inlärnings försök utbildning.

Vidare, XI et al. studerade anisometropic amblyopes under loppet av 10 -13 perceptuella lärande utbildning, under vilken 3-D anaglyph texturer användes för att stimulera stereoseende19. Slutligen, i Vedamurthy et al. s studie, 11 stereo-bristfällig vuxna var engagerade i visuo-motor uppgift utbildning (en "squash-The-Bug" spel) i en virtuell verklighet miljö17. Dessa försökspersoner utförde 12 600 prövningar i 35 sessioner under loppet av 8-11 veckor.

Direkt stimulering av stereoseende har utförts i laboratoriestudier, men denna behandlingsmodell är tidskrävande och svår att tillämpa i en daglig klinisk praxis, särskilt med barn. Därför har en genomförbar behandlingsmodell utarbetats för vilken ett lyckat konceptbevis tidigare presenterats20. Detta protokoll innehåller resultaten av en prospektiv, randomiserad, dubbel-blind, parallell-grupp studie baserad på perceptuella lärande behandling med Random-Dot stimuli i ett video spel format för att förbättra stereoacuity. En djupgående förklaring av protokollet som följs i denna studie presenteras.

Protocol

Studiens utformning godkändes av den etiska kommittén i Baskien och följde Helsingforsdeklarationen. Skriftligt informerat samtycke erhölls antingen från deltagare inskrivna i studien eller deras vårdnadshavare. Bild 1 representerar protokoll stegen.

1. rekrytering av deltagare

  1. Rekrytera patienter med följande egenskaper: mellan 7-14 år med refraktiv amblyopi och/eller framgångsrikt behandlade strabismic amblyopi (skelning barn är endast berättigade att delta om feljustering av de visuella axlarna har framgångsrikt korrigerats med glasögon, visuell terapi, och/eller skelning kirurgi); med monokulära bäst korrigerade avstånd synskärpa av ≥ 0,1 logMAR21; och stereoacuity mätt i 800 "-200"-intervallet (grov-måttlig stereo-brist)22 enligt en Random-Dot stereogram test23.
    1. För att bestämma "refraktiv amblyopi", överväga den interokulära brytningsfel skillnaden med hjälp av autorefraktion under cycloplegia.
      Anmärkning: anisometropic amblyopi definieras när en patient uppvisar en interokulär refraktiv skillnad fel av ≥ 1 sfäriska dioptri (D), (sfäriska likvärdiga). Isometropic amblyopi definieras när det cykloplegiska brytnings felet i varje öga av ≥ 4,00 D hypermetropi eller myopi och/eller ≥ 2,00 D astigmatism och interokulär brytningsfel är < 1 D.
    2. För att bestämma framgångsrikt behandlade strabismic amblyopi, kontrollera avsaknaden av skelning med hjälp av en monokulära täcka-avslöja test och stimulerande boende med ett brev skärpa poäng av 20/30 att se till att motivet ser på bokstaven med fovea när du utför fastställande rörelse24.
  2. Utesluta patienter med följande egenskaper: skelning; hyperphoria (uppåt avvikelse) av 2 Prisma dioptrier eller mer; nystagmus hypermetropic anisometropia, där patienten presenterar en sfärisk motsvarande skillnad mellan ögonen på 3 dioptrier (eller mer) om korrigeras med glasögon (för att förhindra aniseikonia); någon okulär patologi; Attention-underskott/Hyperactivity Disorder; och eventuella kognitiva störningar. Utesluta patienter utan tillgång till en dator eller utan Internetuppkoppling hemma.

2. Visuell utvärdering

  1. Utföra den optometriska utvärderingen av baslinjen innan detta avsnitt inleds för insamling av baslinjedata och säkerställa alla lämpliga kriterier för inkludering/uteslutning.
    1. Mät bäst korrigerad avstånd synskärpa (BCVA) med tidig behandling diabetesretinopati studie (ETDRS synskärpa diagram).
    2. Kontrollera om avsaknad av skelning som förklaras i steg 1.1.2.
    3. Mät stereoacuity vid ett konstant avstånd av 40 cm, under ljus belysning på 120 cd/m2.
      Obs: belysningsstyrning garanterar kontrasternas konsistens mellan punkter och bakgrund i testmönstret. Patientens huvud-till-test-avstånd är en kritisk variabel eftersom den ingår i ekvationen som sätter stereoacuity resultat.
      1. Mät global stereoacuity med ett Random-Dot stereogram (för att undvika monokulära signaler) utförs enligt test tillverkarens anvisningar.
      2. Mät lokal stereoacuity med ett kon tur test trots närvaron av monokulära signaler med en Wirt cirklar test utförs enligt test tillverkarens anvisningar.
    4. Mät brytningsfel av cycloplegic refraktion (1% cyklopentolat) efter Pediatric ögonsjukdom utredare grupp (pedig) riktlinjer25,26.
    5. Utesluta någon okulär patologi med en fördjupad studie av den främre (spaltlampa) och bakre (indirekta ofredande) stolpar.
  2. Att genomföra optometriska centrets första besök hos patienter.
    1. Skapa en patientprofil i speltjänst programmet.
      1. Ange patientens användaridentifierare och lösenord.
      2. Ställ in patientens avstånd mellan pupillerna.
    2. Installera det datoriserade stereoskopiska spelet på patientens dator.
    3. Konfigurera spelet genom att klicka på konfigurationspanelen.
      1. Ange de fysiska dimensionerna för patientens datorskärm.
      2. Se till att användaren bär anaglyph glasögon korrekt (med det röda filtret över vänster öga).
    4. Mät patientens bassyn på stereoseende med hjälp av det datoriserade stereoskopiska spelet.
      1. Be patienten att spela spelet under uppsikt, vilket förklaras i avsnitt 3,4.
      2. Se resultatet som lagrats i molnet med hjälp av speltjänst programmet.
    5. Använd patient stereoseende basal skärpa och Ställ in patientens basala nivå i speltjänst programmet.
      1. Det datoriserade stereoskopiska spelet definierar tre stimuleringskategorier, var och en associerade med ett stereoskopisk skärpa intervallvärde: Poor (840 "-300"), grov (480 "-210") och måttlig-fin stereoseende (300 "-30"). Patienter börjar med den finaste nivå där de kan identifiera stereoseende stimulus. Till exempel, i en patient med en stereo tröskel på 720 ", tilldela den fattiga stereoseende nivå på patientens profil.
    6. Förklara för deltagarna hur övningarna ska utföras hemma, vilket förklaras i avsnitt 3.
  3. Utför check-up besök vid slutförandet av varje 15 terapisessioner med det datoriserade stereoskopiska spelet under träningsperioden.
    1. Öppna speltjänst programmet, öppna patientprofilen och kontrollera både Compliance-och stereoseende-resultatdata.
      1. Påminn föräldrar och deltagare om vikten av att respektera arbetsavståndet från skärmen.
      2. Påminn föräldrar och deltagare om vikten av efterlevnad.
    2. Utvärdera logMAR BCVA på avstånd med ett ETRDS-test för att kontrollera om eventuella försämringar från startvärdena.
    3. Mätning av patientens stereoseende synskärpa med hjälp av det datoriserade stereoskopiska spelet (steg 2.2.4)
    4. Ställ in patientens basala nivå i speltjänst programmet (steg 2.2.5).
  4. Utför den slutliga optometriska utvärderingen efter avslutad 60 terapisessioner med det datoriserade stereoskopiska spelet (slutet av behandlingen) för att samla in resultatdata.
    Anmärkning: denna utvärdering återger den optometriska utvärderingen av baslinjen, där mätningen av globala och lokala stereopsis betonas.
  5. Utför uppföljningen optometriska utvärderingen 6 månader efter avslutad för att säkerställa stabiliteten i resultaten.
    Anmärkning: denna utvärdering återger den optometriska utvärderingen av baslinjen, där mätningen av globala och lokala stereopsis betonas.

3. behandlings övningar som utförs hemma

  1. Förklara för deltagarna att de måste följa en utbildning med hjälp av den datoriserade stereoskopiska spelet hemma för 68 min sessioner.
  2. Förklara att varje session måste utföras på en annan dag och att fem sessioner per vecka måste slutföras. Förklara för patienterna att forskargruppen kommer att ha tillgång till deras efterlevnad och resultatdata i molnet.
  3. Instruera patienterna att besöka optiker centrum för ett check-up besök efter varje 15 sessioner, som bör slutföras inom 3 veckor att överväga efterlevnad som 100%, och i alla fall, inom högst 6 veckor.
  4. Förklara hur man använder den datoriserade stereoskopiska spelet
    1. Be deltagaren att sitta på ett avstånd av 80 cm från datorskärmen. Klargöra att patienter inte ska försöka lura programmet genom att närma sig skärmen.
    2. Se till att rummet är svagt upplyst, undvika eventuella reflektioner på datorskärmen.
    3. Förklara att programmet sker i form av ett video spel, där en Random-Dot bild döljer en dold silhuett. Silhuetten kan bara ses i tre dimensioner medan du bär anaglyph glasögon.
    4. Ge patienten ett par anaglyph glasögon och förklara hur man bär dem, med fokus på vilket filter går till vilken öga (med det röda filtret över vänster öga).
    5. Förse patienten med en identifierare och ett lösenord för att logga in i spelet (steg 2.2.1).
    6. Instruera patienten att använda musen för att välja vilken siluett visas, välja en siffra från de fyra alternativen som visas längst ner på skärmen (figur 2).
    7. Förklara vad som händer efter valet av en siluett.
      1. Om svaret är korrekt, avger programvaran ett högfrekvent ljud, och rätt bild visas i form av en fullfärgsbild som belöning.
      2. Om svaret är felaktigt avger programmet ett djupt ljud. Spelaren har fortfarande ytterligare två försök att hitta rätt svar.
      3. Om det finns tre på varandra följande fel svar, kommer programmet att visa rätt svar.
    8. Förklara för patienten att efter varje rättegång, genererar programvaran en ny skärm med en Random-Dot bild dölja en ny dold silhuett.
    9. Förklara för patienten att den dolda silhuetten blir svårare att hitta allteftersom sessionen fortskrider och att detta är normalt.
    10. Förklara för patienten att när sessionen är klar, lagrar programvaran resultaten i en moln server, vilket gör att optiker att spåra efterlevnad och stereoacuity evolution på distans.
      Obs: betona vikten av en stabil Wi-Fi-anslutning och att stänga det datoriserade stereoskopiska spelet ordentligt.

Representative Results

Som ett representativt exempel på de resultat som kan uppnås efter detta protokoll sammanfattar vi resultaten av en nyligen utförd studie som genomfördes av Portela et al.20. Figur 3 och figur 4 visar vilka resultat som erhölls.

Sexton stereo-bristfällig försökspersoner i åldrarna 7-14 år ingick i denna studie, varav fyra hade en historia av refraktiv amblyopi (2 anisometropic och 2 isometropic). Tolv av ämnena hade en historia av framgångsrikt behandlade strabismic amblyopi, och fyra av dessa hade en historia av både strabismic och anisometropic amblyopi. Elva av de 12 försökspersonerna med en historia av strabismic amblyopi presenterade esotropia, och en presenterade exotropia. Alla deltagare hade tidigare fått amblyopi terapi och uppnått goda nivåer av synskärpa men inte uppnå en fin nivå av stereoacuity (mindre än eller lika med 200 "). Alla utom ett av ämnena kunde slutföra 60 tilldelade utbildningssessioner som var 8 min vardera (8 h totalt). Efterlevnaden ansågs vara 100% när patienterna avslutade utbildningen på mindre än 12 veckor och 0% när träningen tog mer än 24 veckor. I genomsnitt tog försökspersonerna 79 dagar att slutföra 60 sessioner (IQR = 66-102 dagar); Därför överträffade de minsta rekommenderade efterlevnaden av fem sessioner per vecka. Efterlevnadsresultaten var utmärkta (88,36%).

Synskärpa bland försökspersonerna förblev stabil under och efter behandling. Stereoacuity förbättrades dock i ett betydande antal försökspersoner (se diagram 3). Medel, medianer och minimi-och maximivärden presenteras i tabell 1. När dessa analyserades med Mann-Whitney U-testet förbättrades stereoacuity betydligt efter behandling (Random-Dot Stereoacuity test, p = 0,019; Wirt cirklar testar, p = 0,014). För en bättre förståelse visar figur 4 en grafisk presentation av förbättringen av stereoacuity mellan början och slutet av behandlingen.

Stereoacuity förbättrades med minst en nivå i 11 försökspersoner när stereoacuity mättes med det slumpmässiga stereoacuity testet. Där stereoacuity utvärderades med Wirt-cirklarna sågs även förbättring av minst en nivå hos 11 försökspersoner. Kliniskt sett är en förbättring av stereoacuity mätt med ett slumpmässigt stereoacuity test signifikant när förbättringen når minst två nivåer (Adams kriterier)27, och detta uppnåddes i sju försökspersoner. Om testet av Wirt-kretsar användes, skulle en förbättring av minst två nivåer och en stereoacuity lika med eller bättre än 140 "anses vara betydande (Levi ' s Criteria)12, och detta uppnåddes hos 10 försökspersoner. Efter 6 månader, resultaten var stabila enligt Random-Dot stereoacuity test. Detta är Referenstestet för att mäta stereoacuity, med dess viktigaste funktion är dess utmärkta test-retest tillförlitlighet23.

Figure 1

Bild 1: protokoll steg. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2

Figur 2: logisk process i spelet. Motivet måste ange vilken siffra som visas och välja en från de som visas längst ned på skärmen (vänster bild). Om svaret är korrekt, avger programvaran en högfrekvent ljud, och samma bild visas i bild form (höger bild). Om motivet ger tre på varandra följande korrekta svar, genererar programvaran en ny skärm med en Random-Dot bild som representerar en finare stereopsis. Om motivet ger ett felaktigt svar, avger programmet ett djupt ljud och Random-Dot bilden förblir densamma (vänster bild). Slutligen, om motivet ger tre på varandra följande fel svar, programvaran kommer att visa rätt svar (höger bild). Denna siffra är anpassad från Portela et al.20 med tillstånd från Optometry och vision Science. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3

Figur 3: mätningar av basal-och efterbehandlings nivåer av stereoacuity. Random-Dot stereoacuity (RDS) och Wirt cirklar tester användes för att mäta stereoacuity. Mätningar är i log sekunder av båge. Denna siffra är anpassad från Portela et al.20 med tillstånd från Optometry och vision Science. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4

Figur 4: medianer av stereoacuity data före och omedelbart efter behandling för varje stereoacuity test. (A) Random-Dot stereoacuity (RDS) test och (B) Wirt cirklar test. Rutorna anger 25% och 75% KVARTIL. Mätningar är i log sekunder av båge. Denna siffra är anpassad från Portela et al.20 med tillstånd från Optometry och vision Science. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.

Stereo vid baslinje Efter behandling stereo
Wirt Rst Wirt Rst
Menar 293.13 ± 271.17 475.00 ± 240.84 107.50 ± 51.60 305.63 ± 306.50
Median 200 [95 till 400] 95% 400 [250 till 800] 95% 100 [60 till 140] 95% 150 [100 till 700] 95%
Min 50 200 40 40
Max 800 800 200 800

Tabell 1: medelvärden, standardavvikelse, medianer, interkvartilintervall-intervall och högsta och lägsta stereoacuity-värden. De vänstra kolumnerna visar originaldata för stereo skärpa och de högra kolumnerna visar stereoacuity-resultat efter behandling. Stereoacuity mättes med Random-Dot stereoacuity (RDS) och Wirt cirklar tester. Mätningar är i sekunder av båge. Denna siffra är anpassad från Portela et al.20 med tillstånd från Optometry och vision Science.

Discussion

Presenteras här är ett protokoll för direkt stimulering av stereoacuity, där Random-Dot stereobilder används för att förbättra stereoskopisk skärpa i stereo-bristfällig ämnen. Fyra tidigare studier har utvärderat resultaten av direkt stimulering16,17,18,19. Det senaste protokollet bidrar med ytterligare funktioner till ovannämnda interventionella modeller.

Den föreslagna interventions modellen är avsedd för patienter med en historia av strabismic eller anisometropic amblyopi, som redan har fått behandling (dvs., optisk korrigering, ocklusion, skelning kirurgi, syn terapi) och uppnått en bäst korrigerad synskärpa på minst 0,1 logMAR, men vars stereoacuity förblir låg (mellan 200 "-800"). Målet med protokollet är att förbättra stereoacuity i fall som dessa.

Direkt stimulering av stereoseende har redan visat sig vara effektivt för att förbättra stereoacuity hos patienter med stereo brist16,17,18,19. Men för att ett stimuleringssystem ska vara genomförbart måste behandlingen utföras i patientens hem för att nå de 3000-20000 prövningar som behövs för att inlärningen ska inträffa.

I den tidigare publicerade studien som validerade detta förfarande och sammanfattas ovan, 11 försökspersoner förbättrat sin stereoacuity20. Fem av försökspersonerna upplevde dock ingen ökning av stereoacuity (figur 3). Detta kan bero på närvaron av liten vinkel skelning omätbara i ett Cover test. Läs slutsatsen att, eftersom bilder från vänster och höger ögon bör placeras inom Panums område av fusion, normal stereoacuity bör kräva anpassning inom 0,6 Prisma dioptrier28. Panums fusionsområde är ± 5-20 min av båge (0,1-0,6 Prisma dioptri i fovea), och det kan vara så att anpassningen inom detta fönster behövs för att stödja höggradig stereoskopisk skärpa29. En studie utförd av Holmes et al. visade att ett omslags test inte kunde påvisa avvikelser under ± 3 Prisma dioptrier. Därför kan närvaron av omätbara skelning äventyra patientens förmåga att förvärva fin stereoacuity24.

Gamification har använts för att förbättra patientens motivation och efterlevnad. Dessutom lagrar programmet data i molnet efter varje session, vilket gör det möjligt för utövaren att spåra en patients aktivitet på distans på en daglig basis. Tack vare denna funktion är regelefterlevnadsresultaten utmärkta (88,36%) och jämförbar med de som registrerats i två tidigare studier, där amblyopic patienter fick dichoptic stimulering behandling med hjälp av en iPad hemma10,11. De är också mycket bättre än de rapporterade resultaten av en PEDIG studie under liknande förhållanden, där endast 22,5% av provet lyckades slutföra över 75% av den behandling som föreskrivs13. Den överensstämmelse som visas här också överskrider som rapporterats av studier som utvärderade effekten av ocklusion behandling i amblyopi (70% efterlevnad när 6 h av ocklusion ordineras, och 50% när 12 h ordineras)30. En webbapplikation har den extra fördelen att föräldrarna inte är skyldiga att hålla ett register över barnets efterlevnad13. Den Optometrist enda uppgift är att få tillgång till servern och kontrollera de uppgifter som samlats in för varje patient i slutet av varje session med hjälp av datoriserade stereoskopiskt spel program.

Under träningsperioden, patienter besöker optiker Center (check-up besök), vilket gör att optiker att betona vikten av användare-till-skärm avstånd. Optiker också ställa in stimulering kategori (dålig, grov, måttlig-böter) under dessa check-up besök. Perceptuella inlärningsteorier förutspår att förbättringar är mindre benägna om patienten inte fungerar på hans eller hennes tröskel (t. ex. om patienten rör sig närmare skärmen eller arbetar i en lättare stimulering kategori). Dessa fynd bekräftas i den studie som genomförts för att validera detta protokoll20. User-to-Screen avstånd är ur programvarans kontroll och är därför patientens eller patientens föräldrars ansvar.

Beslutet att använda en slumpmässig-dot strategi för utformningen av det datoriserade stereoskopiska spelet kan vara kritisk. Stimulering genom Random-Dot stereoskopiska bilder är aldrig oviktiga: även patienter som arbetar under deras tröskel erfarenhet förbättringar. I en process av perceptuella lärande, upprepad exponering för en slumpmässig-dot stimulus ensam kommer att förbättra binokulärseendet. Patientens uppgift, och en som är särskilt svårt för patienter med en historia av skelning31, är att smälta korrelerade slumpmässiga prickar uppfattas av varje öga12 utan förtryck. Detta förbättrar deras förmåga att skilja korrelerade prickar (signal) från dem som inte kan vara smält (brus). Utbildning av denna typ kan ha förbättrat skillnaden mellan detektor svar, med tanke på att perceptuell inlärning skulle ha förbättrat den fusionella responsen och förbättrat patientens förmåga att lossa signalen från buller32.

En av riskerna med perceptuell inlärningsmetod är selektivitet. Denna metod har visat att Random-Dot stereogram utbildning är inte selektiv, eftersom inlärning överförs till medial lateral stereoacuity mätt med en Wirt cirklar test. Ett annat konstaterande som visar att denna behandlingsmetod är effektiv är stabiliteten i de uppnådda resultaten. Olika studier har undersökt om förbättringar som uppnåtts hos försökspersoner med amblyopi som ett resultat av perceptuella inlärnings träning är stabila16,17,19,33. Denna modell har visat stabiliteten i de förbättringar som mäts med en Random-Dot stereoacuity test vid en 6 månaders uppföljningsbesök.

Flera begränsningar har upptäckts. Mjukvaru designen kräver att stimuleringskategorin ställs in manuellt, när denna process helst bör vara automatisk enligt patientens evolution. Pass nivå villkoret genomförs kan förbättras genom att överväga möjligheten att flytta patienten tillbaka till en grov stereoacuity inställning om patienten underlåter att passera en nivå vid flera på varandra följande tillfällen. I vilket fall som helst kasseras en Trapp procedur, eftersom ett av målen för gamification är att förbättra patientens motivation genom spelmekanik. Patienten bör uppleva känslan av framsteg och framgång, oavsett om deras kliniska tillstånd är att förbättra eller försämras. Detta uppnås genom att dölja lättare prövningar inom spelet Flow (men inte med en standard trappa förfarande, vars mål är att snabbt och exakt bestämma tröskeln gräns, där prestanda är 50%). En annan förbättring är att övervaka patientens avstånd från skärmen automatiskt. Men vi är inte medvetna om en lösning som inte innebär användning av särskild hårdvara, även om det kan vara värt att testa skräddarsydda webbkamera Head-Tracking programvara.

Andra begränsningar beror på studiens utformning och inkluderar följande: (1) majoriteten av försökspersonerna hade en historia av skelning (urvalet av försökspersoner med en historia av anisometropic amblyopi var för liten); (2) åldersintervallet begränsades till 7-14 år; och (3) stereoacuity-sortimentet var mellan 800 "-200". I framtida studier, det skulle vara intressant att kontrollera den terapeutiska effekten på anisometropic amblyopi och grövre stereoacuity och hos äldre försökspersoner.

Disclosures

Det datorbaserade testet utvecklades vid universitetet i Oviedo av SWK-G., som är medförfattare till detta manuskript. Efter slutförandet av denna studie, VISIONÄRT verktyg, S.L. (finns på < www. visionarytool. com >), en privat enhet, närmade sig SWK-G. och J.A.P.-C. med en möjlighet att delta i utvecklingen av en datoriserad visuell utbildning verktyg, som omfattar flera spel och tester, varav en är Random-Dot dolda Silhouette spel som används i denna artikel.

Acknowledgments

Författarna vill erkänna VISUALIA Visual Therapy Clinic, som delvis stödde utvecklingen av datorbaserade test, enligt överenskommelse 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