Presentert her er en protokoll for å forbedre stereoacuity bruker gamified oppfattes læring programvare basert på Random-dot stimuli. Pasientene er personer med mangel på stereo, uten skjeling. Protokollen kombinerer Optometry senter besøk med hjemme øvelser ved hjelp av programvare. Overholdelse og stereoacuity evolusjon er lagret i skyen.
Konvensjonell amblyopi terapi innebærer okklusjon eller penalization av det dominerende øyet, selv om disse metodene forbedre stereoskopisk synsskarphet i færre enn 30% av tilfellene. For å forbedre disse resultatene, foreslår vi en behandling i form av et videospill, ved hjelp av Random-dot stimuli og oppfattes læring teknikker for å stimulere stereoacuity. Protokollen er definert for stereo-mangelfull pasienter mellom 7-14 år som allerede har fått behandling for amblyopi og har en monokulært best korrigert avstand synsskarphet på minst 0,1 logMAR. Pasienter er pålagt å fullføre et sanse program hjemme ved hjelp av videospillet. Mens etterlevelse lagres automatisk i skyen, blir periodiske Optometry senter besøk brukt til å spore pasientens evolusjon og justere spillets stereoskopisk behov til den minste synlige forskjellen er oppnådd. Protokollen har vist seg å være vellykket, og effektiviteten er gauged i form av en to-nivå gevinst på en tilfeldig stereoacuity test (Global stereoacuity eller kyklopiske stereoacuity referansetest). Videre er det tilfeldig-prikk stimuli læring overføringer til midtre lateral stereoskopisk skarphet i henhold til en Wirt sirkler test, der suksesskriterier er en endelig stereoacuity på over 140 “, og oppnådde ekstrautstyr tilsvarer ikke mindre enn to nivåer av stereoskopisk skarphet. Seks måneder senere spilte en tilfeldig-prikk stereoacuity test ingen reduksjon i stereoacuity som ble oppnådd.
Amblyopi er en utviklingsmessige forstyrrelse av romlig visjon ofte knyttet til eksistensen av skjeling, Anisometropi, eller form deprivasjon i ung alder1. Forekomsten av amblyopi blant befolkningen generelt spenner fra 1,3%-3,6%2. Konvensjonell amblyopi behandling starter med korrigering av eventuelle brytningsfeil, etterfulgt av okklusjon av det gode øyet med en patch eller atropin penalization3. Selv om behandling utfall av konvensjonell behandling er i utgangspunktet gode, med 73%-90% av pasientene opplever bedre synsskarphet, gjør denne forbedringen ikke likestille til normal synsskarphet i ca 50% av pasientene. Dessuten opplever barn ofte forverring selv etter vellykket behandling2. En tidligere studie viste at med hensyn til kikkert syn, så få som 28% av anisometropic pasienter med amblyopi registrert to eller flere nivåer av bedring som følge av behandling4. Det har vært lite forskning rettet mot å evaluere strategier for forbedring av stereopsis i tilfeller av amblyopi, til tross for at stereopsis er avgjørende for visuell persepsjon hos mennesker5. Konvensjonell amblyopi terapi, som gir gode resultater for synsskarphet, men dårlige utfall i form av kikkert visjon, kan dra nytte av utviklingen av en interventional modell som tar sikte på å bedre stereoacuity hos pasienter med en historie med amblyopi2.
I løpet av de siste 10 årene har noen forskere foreslått en alternativ tilnærming til forståelsen av amblyopi6,7. Denne forståelsen har motivert forslaget om en interventional modell fokusert på anti-undertrykking dichoptic trening for utvinning av kikkert Vision8,9. Amblyopi terapi som involverer målrettede gamified aktiviteter for pasient bruk hjemme har blitt rapportert vellykket i en rekke tilfeller10,11.
Uansett, denne dichoptic treningen er ineffektiv for å forbedre stereoskopisk skarphet12. To samtidige kliniske studier med anti-undertrykking dichoptic trenings modell rapporterte ingen stereoacuity forbedring på11,13. Den nyeste forskningen viser imidlertid at dichoptic stimulering er i stand til å redusere undertrykkelse dybde og omfang og forbedre kikkert visjon (gjenopprette samtidige kikkert persepsjon). I noen tilfeller sammenfaller dette med forbedret stereoacuity14,15.
Noen studier har foreslått en annen tilnærming til intervensjon som fokuserer på direkte stimulering av stereopsis gjennom sanse læringsaktiviteter16,17. Disse studiene er begrenset til en rekke tilfeller behandlet under laboratorieforhold. I Astle et al. ‘ s studie, stereopsis ble stimulert i to voksne anisometropic amblyopes16 i løpet av ni laboratorie økter. Behandling inkluderte kikkert stimulering ved hjelp av et speil stereoscope med stereogram par basert på bilder med tilfeldige prikker. Ding og Levi stimulert stereopsis i løpet av behandlingen utført i sin helhet under laboratorieforhold, ved hjelp av et speil stereoscope og Stereograms basert på Gabor patcher18. Deres undersåtter var fem voksne, hvorav fire ikke har noen stereopsis og en som stereo-mangelfull. Forsøkspersonene var pålagt å utføre mellom 3000-20000 sanse studier.
Videre XI et al. studerte anisometropic amblyopes i løpet av 10 -13 oppfattes læring trening, der 3-D anaglyph teksturer ble brukt til å stimulere stereopsis19. Til slutt, i Vedamurthy et al. ‘ s studie, 11 stereo-mangelfull voksne var engasjert i visuo-motor oppgave trening (en “squash-The-bug” spill) i en virtuell virkelighet miljø17. Disse fagene utført 12 600 studier i 35 økter i løpet av 8-11 uker.
Direkte stimulering av stereopsis er utført i laboratoriestudier, men denne behandlings modellen er tidkrevende og vanskelig å anvende i en daglig klinisk praksis, spesielt med barn. Dermed har en gjennomførbar terapi modell blitt utviklet som et vellykket bevis på konseptet har vært tidligere presentert20. Denne protokollen inkorporerer resultatene av en potensiell, randomisert, dobbelt-blind, parallell-gruppe studie basert på oppfattes læring behandling ved hjelp av Random-dot stimuli i et videospill format for å forbedre stereoacuity. En grundig forklaring av protokollen følges i denne studien er presentert.
Presentert her er en protokoll for direkte stimulering av stereoacuity, der Random-dot stereo bilder brukes til å forbedre stereoskopisk skarphet i stereo-mangelfull. Fire foregående studier har evaluert resultatene av direkte stimulering16,17,18,19. Denne siste protokollen bidrar ytterligere funksjoner til ovennevnte interventional modeller.
Modellen av intervensjon foreslått er beregnet for pasienter med en historie med strabismic eller anisometropic amblyopi, som allerede har fått behandling (dvs. optisk korreksjon, okklusjon, skjeling kirurgi, visjon terapi) og oppnådde en best korrigert synsskarphet på minst 0,1 logMAR, men hvis stereoacuity er lav (mellom 200 “-800”). Målet med protokollen er å forbedre stereoacuity i tilfeller som disse.
Direkte stimulering av stereopsis har allerede vist å være effektiv i å styrke stereoacuity i stereo-mangelfull16,17,18,19. Men for at et stimulering system skal være gjennomførbart, må behandlingen utføres i pasientens hjem for å nå de 3000-20000 forsøkene som trengs for å lære å inntreffe.
I den tidligere publiserte studien som validerte denne prosedyren og er oppsummert ovenfor, forbedret 11 sine stereoacuity20. Imidlertid opplevde fem av fagene ingen økning i stereoacuity (Figur 3). Dette kan skyldes tilstedeværelsen av små-vinkel skjeling undetectable i en cover test. Les utledes at siden bilder fra venstre og høyre øynene bør være plassert innenfor Panum ‘ s område av fusjon, normal stereoacuity bør kreve justering innen 0,6 prisme diopters28. Panum ‘ s fusional området er ± 5-20 min av buen (0,1-0,6 prisme diopter i fovea), og det kan være at justeringen i dette vinduet er nødvendig for å støtte høyverdig stereoskopisk skarphet29. En studie utført av Holmes et al. viste at en cover test ikke klarte å oppdage avvik under ± 3 prisme diopters; Derfor kan tilstedeværelsen av undetectable skjeling kompromittere pasientens evne til å tilegne seg fine stereoacuity24.
Gamification har blitt brukt til å forbedre pasientens motivasjon og overholdelse. Videre lagrer programmet data i skyen etter hver økt, noe som gjør det mulig for utøveren å spore en pasients aktivitet eksternt på daglig basis. Takket være denne funksjonen, er overholdelse resultater utmerket (88,36%) og sammenlignbare med de som er registrert i to tidligere studier, der Amblyopic fikk dichoptic stimulering behandling ved hjelp av en iPad hjemme10,11. De er også mye bedre enn de rapporterte resultatene av en PEDIG studie under lignende forhold, der bare 22,5% av prøven klarte å fullføre over 75% av behandlingen foreskrevet13. Compliance demonstrert her overstiger også det som rapporteres av studier som evaluerte effekten av okklusjon behandling i amblyopi (70% etterlevelse når 6 h av okklusjon er foreskrevet, og 50% når 12 h er foreskrevet)30. En web-applikasjon har den ekstra fordelen at foreldrene ikke er pålagt å holde en oversikt over barnets etterlevelse13. Den optiker eneste plikt er å få tilgang til serveren og sjekke dataene som samles inn for hver pasient på slutten av hver økt ved hjelp av datastyrte stereoskopisk spillet programmet.
I løpet av treningsperioden kan pasientene besøke Optometry Senter (innsjekkings besøk), slik at optiker kan understreke viktigheten av avstand mellom bruker og skjerm. Øyeleger setter også stimulering kategori (dårlig, grov, moderat-fine) under disse Check-up besøk. Sanse lære teorier spår at forbedringer er mindre sannsynlig hvis pasienten ikke fungerer ved hans eller hennes terskel (for eksempel hvis pasienten beveger seg nærmere skjermen eller arbeider i en enklere stimulering kategori). Disse funnene ble bekreftet i studien utført for å validere denne protokollen20. Bruker-til-skjerm-avstand er utenfor Programvarekontrollen og er derfor ansvaret til pasienten eller pasientens foreldre.
Beslutningen om å bruke en Random-dot tilnærming for utformingen av den datastyrte stereoskopisk spillet kan være kritisk. Stimulering gjennom Random-dot stereoskopisk bilder er aldri inconsequential: selv pasienter som arbeider under deres terskel erfaring forbedringer. I en prosess med oppfattes læring, gjentatt eksponering for en tilfeldig-prikk stimulans alene vil forbedre kikkert visjon. Pasientens oppgave, og en som er spesielt vanskelig for pasienter med en historie med skjeling31, er å fusjonere de korrelert tilfeldige prikker oppfattes av hvert øye12 uten undertrykkelse. Dette forbedrer deres evne til å skille de korrelert prikker (signal) fra de som ikke kan være smeltet (støy). Opplæring av denne typen kan ha bedret misforhold detektor responsen, gitt at den oppfattes læring ville ha forbedret fusional respons og forbedret pasientens evne til å løsne signalet fra støy32.
En av risikoene med den sanse lærings tilnærmingen er selectiveness. Denne metoden har vist at Random-dot stereogram trening er ikke selektiv, fordi læring er overført til midtre lateral stereoacuity målt med en Wirt sirkler test. Et annet funn som demonstrerer effektiviteten av denne behandlingen metoden er stabiliteten av oppnådde resultater. Ulike studier har undersøkt om forbedringer oppnådd i forsøkspersoner med amblyopi som et resultat av det som oppfattes som lærings trening er stabile16,17,19,33. Denne modellen har vist stabiliteten av forbedringene målt med en Random-dot stereoacuity test på en 6 måneders oppfølging besøk.
Flere begrensninger er oppdaget. Programvaren design krever stimulering kategorien skal stilles inn manuelt, når denne prosessen bør ideelt sett være automatisk i henhold til pasientens evolusjon. Passet nivå tilstand implementert kan forbedres ved å vurdere muligheten for å flytte pasienten tilbake til en grov stereoacuity innstilling hvis pasienten unnlater å passere et nivå på flere påfølgende anledninger. I alle fall er en trapp prosedyre forkastet, fordi ett av målene for gamification er å forbedre pasientens motivasjon gjennom spill mekanikere. Pasienten skal oppleve følelsen av fremgang og suksess, uansett om deres kliniske tilstand er bedre eller svekkes. Dette oppnås ved å skjule enklere prøvelser i spillet Flow (men ikke med en standard trapp prosedyre, hvis mål er å raskt og nøyaktig bestemme terskelen grensen, hvor ytelsen er 50%). En annen forbedring er å overvåke pasientens avstand fra skjermen automatisk. Men vi er ikke klar over en løsning som ikke involverer bruk av spesiell maskinvare, men det kan være verdt å teste skreddersydde webkamera hode-sporing programvare.
Andre begrensninger skyldes studien design og omfatter følgende: (1) flertallet av fagene hadde en historie med skjeling (utvalget av med en historie om anisometropic amblyopi var for liten); (2) aldersgruppen var begrenset til 7-14 år; og (3) stereoacuity området var mellom 800 “-200”. I fremtidige studier, ville det være interessant å verifisere den terapeutiske effekten på anisometropic amblyopi og grovere stereoacuity og i eldre.
The authors have nothing to disclose.
Forfatterne ønsker å anerkjenne VISUALIA Visual Therapy Clinic, som delvis støttet utviklingen av datamaskin-basert test, under avtale med Universitetet i Oviedo (FUO-EM-104-12).
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 |