Avaliando os movimentos visuais do binóculo central e dos olhos binóculos em uma condição de visualização dicóptica
Summary
Apresentado aqui é um protocolo para avaliar os movimentos dos olhos binóculos e a triagem de campo visual central controlada pelo olhar em participantes com perda de visão central.
Abstract
A degeneração macular normalmente resulta em defeitos visuais heterogêneos do binóculo central. Atualmente, abordagens disponíveis para avaliar o campo visual central, como a microperimetria, podem testar apenas um olho por vez. Portanto, eles não podem explicar como os defeitos em cada olho afetam a interação binóculo e a função do mundo real. A apresentação de estímulos dicóticos com um sistema controlado pelo olhar poderia fornecer uma medida confiável dos campos visuais monoculares/binóculos. No entanto, a apresentação de estímulos dicóticos e o rastreamento ocular simultâneo são desafiadores porque dispositivos ópticos de instrumentos que apresentam estímulos dicopicamente (por exemplo, heploscópio) sempre interferem com rastreadores oculares (por exemplo, rastreadores oculares baseados em vídeo infravermelho). Portanto, as metas eram 1) desenvolver um método de apresentação de estímulo dicótico com rastreamento ocular simultâneo, utilizando óculos 3D-obturador e monitores prontos para 3D, que não é afetado por interferência e 2) para utilizar este método para desenvolver um protocolo para avaliação do campo visual central em sujeitos com perda de visão central. Os resultados mostraram que essa configuração fornece uma solução prática para medir de forma confiável os movimentos oculares em condição de visualização dicóptica. Além disso, também foi demonstrado que este método pode avaliar o campo visual central binóculo controlado pelo olhar em sujeitos com perda de visão central.
Introduction
A degeneração macular é geralmente uma condição bilateral que afeta a visão central e o padrão de perda visual pode ser heterogêneo. A perda visual central pode ser simétrica ou assimétrica entre dois olhos1. Atualmente, existem várias técnicas disponíveis para avaliar o campo visual central na degeneração macular. O gráfico da grade Amsler contém um padrão de grade que pode ser usado para tela manualmente do campo visual central. Perímetros automatizados (por exemplo, analisador de campo visual humphrey) apresentam flashes de luz de brilho e tamanhos variados em uma tigela de ganzfeld padronizada para sondar o campo visual. A microperimetria contingente de olhar apresenta estímulo visual em um visor LCD. Micro-perímetros podem compensar os movimentos dos micro-olhos rastreando uma região de interesse na retina. Micro-perímetros podem sondar regiões locais na retina central para mudanças na função, mas podem testar apenas um olho por vez. Consequentemente, os testes micro-perimétricos não podem explicar como os defeitos heterogêneos em cada olho afetam a interação binóculo e a função do mundo real. Há uma necessidade não atendida de um método para avaliar de forma confiável os campos visuais em uma condição de visualização que se aproxima de perto da visualização do mundo real. Tal avaliação é necessária para entender como o defeito de campo visual de um olho afeta/contribui para o defeito de campo visual binóculo. Propomos um novo método para avaliar o campo visual central em pessoas com perda visual central sob condição de visualização dicóptica (ou seja, quando os estímulos visuais são apresentados independentemente a cada um dos dois olhos).
Para medir os campos visuais de forma confiável, a fixação deve ser mantida em um determinado lócus. Por isso, é importante combinar o rastreamento ocular e a apresentação dichoptica para avaliação binóculo. No entanto, a combinação dessas duas técnicas pode ser desafiadora devido à interferência entre os sistemas iluminador do eye-tracker (por exemplo, LEDs infravermelhos) e os elementos ópticos dos sistemas de apresentação dichoptica (por exemplo, espelhos de heploscópio ou prismas de estereoscópios). Opções alternativas são usar uma técnica de rastreamento ocular que não interfira na linha de visão (por exemplo, técnica de bobina escleral) ou um rastreador ocular integrado com óculos2. Embora cada método tenha seus próprios benefícios, há desvantagens. O método anterior é considerado invasivo e pode causar considerável desconforto3 e os últimos métodos possuem baixas resoluções temporais (60 Hz)4. Para superar essas questões, a Brascamp & Naber (2017)5 e Qian & Brascamp (2017)6 utilizaram um par de espelhos frios (que transmitiam luz infravermelha, mas refletiam 95% da luz visível) e um par de monitores em ambos os lados dos espelhos frios para criar uma apresentação dicotética. O rastreador ocular baseado em vídeo infravermelho foi usado para rastrear os movimentos dos olhos na configuração do heploscópio7,8.
No entanto, usar uma apresentação dicóptica do tipo heploscópio tem uma desvantagem. O centro de rotação do instrumento (heploscópio) é diferente do centro de rotação do olho. Portanto, cálculos adicionais (conforme descrito no Apêndice – A de Raveendran (2013)9) são necessários para medições adequadas e precisas dos movimentos oculares. Além disso, os planos de acomodação e vergence devem ser alinhados (ou seja, a demanda por acomodação e vergence deve ser a mesma). Por exemplo, se a distância de trabalho (distância óptica total) for de 40 cm, então a demanda por acomodação e vergence é de 2,5 diopters e ângulos de 2,5 metros, respectivamente. Se alinharmos os espelhos perfeitamente ortogonais, então o heploscópio está alinhado para visualização distante (ou seja, a vergence necessária é zero), mas a acomodação necessária ainda é 2,5D. Portanto, um par de lentes convexas (+2,50 dicóplos) deve ser colocado entre o arranjo do olho e do espelho do heploscópio para empurrar o plano de acomodação para o infinito (ou seja, a acomodação necessária é zero). Este arranjo requer mais espaço entre o olho e o arranjo espelho do heploscópio, o que nos leva de volta à diferença nos centros de rotação. A questão de alinhar planos de acomodação e vergence pode ser minimizada alinhando o haploscópio à visualização próxima de tal forma que ambos os planos estejam alinhados. No entanto, isso requer a medição da distância inter pupilar para cada participante e o alinhamento correspondente dos espelhos/estímulos haploscópios apresentando monitores.
Neste artigo, introduzimos um método para combinar o rastreamento ocular infravermelho baseado em vídeo e a apresentação de estímulo dicótico usando óculos de obturador 3D sem fio e monitores prontos para 3D. Este método não requer cálculos adicionais e/ou suposições como as utilizadas com o método haploscópico. Os óculos obturadores têm sido usados em conjunto com rastreadores oculares para a compreensão da fusão binóculo10,adaptação saccádica11e coordenação olho-mão12. No entanto, deve-se notar que os óculos de obturador estéreo usados por Maiello e seus colegas10,11,12 eram os óculos de primeira geração do obturador, que foram conectados através de um fio para sincronizar com a taxa de atualização do monitor. Além disso, os óculos de primeira geração estão comercialmente indisponíveis agora. Aqui, demonstramos o uso de óculos de obturador sem fio de segunda geração disponíveis comercialmente(Tabela de Materiais)para apresentar estímulos dicóticos e medir de forma confiável movimentos oculares monoculares e binóculos. Além disso, demonstramos um método para avaliar campos visuais monoculares/binóculos em indivíduos com perda de campo visual central. Enquanto a apresentação dicóptica de estímulo visual permite a avaliação monocular e binóculo dos campos visuais, o rastreamento de olhos binóculos sob condição de visualização dicóptica facilita o teste de campos visuais em um paradigma controlado pelo olhar.
Protocol
Representative Results
Discussion
O método proposto de medir os movimentos oculares em condição de visualização dicóptica tem muitas aplicações potenciais. Avaliar campos visuais binóculos em participantes com perda de visão central que é demonstrado aqui é uma dessas aplicações. Utilizamos este método para avaliar o campo visual binóculo em quinze participantes com perda de visão central para estudar como a visualização do binóculo influencia a perda heterogênea do campo visual central.
O passo mais impor…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi financiada pela bolsa de pesquisa de pós-doutorado da LC Industries para a bolsa de pesquisa de pós-doutorado da RR e da Bosma Enterprises pós-doutorado para a AK. Os autores gostariam de agradecer aos Drs. Laura Walker e Donald Fletcher por suas valiosas sugestões e ajuda no recrutamento de assuntos.
Materials
| 3D monitor | Benq | NA | Approximate Cost (in USD): 500 https://zowie.benq.com/en/product/monitor/xl/xl2720.html |
| 3D shutter glass | NVIDIA | NA | Approximate Cost (in USD): 300 https://www.nvidia.com/object/product-geforce-3d-vision2-wireless-glasses-kit-us.html |
| Chin/forehead rest | UHCO | NA | Approximate Cost (in USD): 750 https://www.opt.uh.edu/research-at-uhco/uhcotech/headspot/ |
| Eyetracker | SR Research | NA | Approximate Cost (in USD): 27,000 https://www.sr-research.com/eyelink-1000-plus/ |
| IR reflective patch | Tactical | NA | Approximate Cost (in USD): 10 https://www.empiretactical.org/infrared-reflective-patches/tactical-infrared-ir-square-patch-with-velcro-hook-fastener-1-inch-x-1-inch |
| MATLAB Software | Mathworks | NA | Approximate Cost (in USD): 2150 https://www.mathworks.com/pricing-licensing.html |
| Numerical Keypad | Amazon | CP001878 (model), B01E8TTWZ2 (ASIN) | Approximate Cost (in USD): 15 https://www.amazon.com/Numeric-Jelly-Comb-Portable-Computer/dp/B01E8TTWZ2 |
| Psychtoolbox – Add on | Freeware | NA | Approximate Cost (in USD): FREE http://psychtoolbox.org/download.html |
| Tripod (Dekstop) | Manfrotto | MTPIXI-B (model), B00D76RNLS (ASIN) | Approximate Cost (in USD): 30 https://www.amazon.com/dp/B00D76RNLS |
References
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