Amblyopie is een ontwikkelingsstoornis van de visuele cortex die vaak gepaard gaat met een sterke onderdrukking van een oog. We presenteren een nieuwe techniek voor het meten en behandelen van interocular onderdrukking bij patiënten met amblyopie die kunnen worden ingezet met behulp van virtual reality bril of een draagbaar iPod Touch-apparaat.
Amblyopie, een ontwikkelingsstoornis van de visuele cortex, is een van de belangrijkste oorzaken van visuele stoornissen in de bevolking op beroepsactieve leeftijd. Huidige schattingen van de prevalentie van amblyopie ongeveer 1-3% 1-3, de meeste gevallen zijn monoculaire 2. Amblyopie wordt meestal veroorzaakt door oculaire verkeerde uitlijning (strabismus), onscherpte veroorzaakt door ongelijke refractieve fout (anisometropie), en in sommige gevallen door de vorm ontbering.
Hoewel amblyopie wordt in eerste instantie veroorzaakt door abnormale visuele input in de kinderschoenen, eenmaal vastgesteld, de visuele tekort blijft vaak als normale visuele input is hersteld met behulp van chirurgie en / of refractieve correctie. Dit komt omdat amblyopie is het resultaat van abnormale visuele cortex ontwikkeling dan een probleem met het oog zelf amblyopic 4,5. Amblyopie wordt gekenmerkt door zowel monoculaire en binoculaire tekorten 6,7 die verminderde gezichtsscherpte en weinig of geen s bevattentereopsis respectievelijk. De visuele disfunctie bij amblyopie wordt vaak geassocieerd met een sterke onderdrukking van de inbreng van de amblyopic oog onder binoculair kijkomstandigheden 8. Recent werk heeft aangegeven dat onderdrukking kan een centrale rol spelen bij zowel de monoculaire en binoculaire tekorten in verband met amblyopie 9,10.
Huidige klinische proeven onderdrukking neiging om de aanwezigheid of afwezigheid van onderdrukking eerder dan een kwantitatieve meting van de mate van onderdrukking verifiëren. Hier beschrijven we een techniek voor het meten van amblyopic onderdrukking met een compact, draagbaar apparaat 11,12. De inrichting bestaat uit een laptop computer verbonden met een paar virtual reality bril. De nieuwigheid van de techniek schuilt in de manier waarop we presenteren visuele stimuli te onderdrukken meten. Stimuli worden getoond aan de amblyopic oog hoog contrast, terwijl het contrast van de stimuli getoond aan de niet-amblyopic oog worden gevarieerd. Patiënten uitvoeren van een simple signaal / ruis taak die zorgt voor een nauwkeurige meting van de sterkte van exciterende binoculaire interacties. Compenseren contrast heeft waar noch oog een prestatievoordeel is een maat voor het "zwaartepunt" en is een directe maat van onderdrukking. Deze techniek is psychofysisch gevalideerd zowel in de controle 13,14 en patiënt 6,9,11 populaties.
Naast het meten onderdrukking deze techniek vormt ook de basis van een nieuwe vorm van behandeling onderdrukking na verloop van tijd en verbeteren binoculaire en vaak monoculair functie volwassen patiënten met amblyopie 12,15,16. Deze nieuwe benadering van de behandeling kan worden ingezet op de goggle hierboven beschreven systeem of op een speciaal aangepaste iPod touch-apparaat 15.
De onderdrukking meet-en behandelingstechnieken in dit document beschreven mate afhangen van manipulatie van het contrast van de beelden die door elk oog. Met name de relatieve interocular contrast onbalans waarbij verrekijker combinatie optreedt, dat wil zeggen het 'balanspunt contrast ", geeft een maat voor de onderdrukking 6,11,17. Bovendien, door herhaaldelijk blootstellen van patiënten met amblyopie en suppressie tot "balanced" visuele stimuli, is het mogelijk om onderdrukking te verminderen en mogelijk ook zowel monoculaire en binoculaire functie 12,15,16. Deze technieken een vooraf onderdrukking meting en een nieuwe benadering van amblyopie behandeling respectievelijk. Momenteel beschikbare klinische proeven voor het beoordelen van onderdrukking zoals Worth 4 lampjes en de gegroefde Bagolini lenzen beoordelen of onderdrukking aanwezig of afwezig is, en andere tests zoals de sbisa bar de mate van onderdrukking kwantificeren door het gebruik van neutraledensity filters. Onze techniek geeft aanvullende klinische informatie waardoor de sterkte van onderdrukking nauwkeurig te kwantificeren. Amblyopie, die vaak wordt geassocieerd met onderdrukking, wordt in het algemeen behandeld door afsluiten van de niet-amblyopic oog of vermindering van de afbeelding in de niet-amblyopic oog om het gebruik van de amblyopic oog 18 bevorderen. Hoewel deze techniek is effectief in het verbeteren amblyopic oogfunctie 18, is het niet rechtstreeks de binoculaire tekorten in verband met amblyopie. Onze techniek richt zich direct binoculaire visuele functie en we hebben ontdekt dat deze aanpak kan zowel monoculaire en binoculaire functie bij volwassen patiënten met amblyopie 12,15,16 verbeteren. De beschreven meting en behandeling benaderingen zijn geschikt voor gebruik bij volwassenen en kinderen, maar het spel kan worden aangepast voor gebruik bij jongere pediatrische populaties. Wij ontwikkelen momenteel extra games voor dit doel.
Onzetechnieken hebben beperkingen. Sommige patiënten met een strabismus en sterke onderdrukking vinden het een uitdaging de afbeeldingen om elk oog aan het begin van de onderdrukking meetprotocol lijnen. Hoewel het mogelijk is voor deze patiënten uitlijnen van de afbeeldingen 17, kan dit tijdrovend. Met betrekking tot behandeling is het belangrijk om naast een gekwalificeerde arts tijdens de training regime en het risico van diplopie (dubbelzien) nagaan of onderdrukking wordt verlaagd. Onze eerdere werk aan deze benadering van de behandeling is gericht op patiënten met anisometropie of kleine-hoek scheelzien en geen van de patiënten hebben ontwikkeld diplopie, maar het risico van diplopie moet zorgvuldig worden overwogen door een gekwalificeerde arts bij een patiënt per patiënt basis voor de behandeling wordt toegediend .
Bij het opzetten van de technieken voor de eerste keer is het belangrijk om ervoor te zorgen dat alle hardware goed zijn aangesloten en dat alle relevante chauffeurs zijn invastgelopen en bijgewerkt op de hostcomputer. Het is ook belangrijk om een computer die is uitgerust met een grafische kaart die compatibel is met de Matrox grafische kaart zoals beschreven in het protocol en dat ondersteunt een schermresolutie van 1600×600 (als de Matrox drivers zijn geïnstalleerd) om ervoor te zorgen dat elke goggle scherm een duidelijk heeft beeld. We hebben gemerkt dat de meeste problemen bij het opzetten van het systeem optreden als gevolg van onjuiste scherm resolutie-instellingen en de afwezigheid van tot stuurprogramma's voor de nodige hardware-date. Het is ook belangrijk dat zowel goggle schermen gelijke helderheid hebben voorafgaand aan het meten onderdrukking nauwkeurige en stabiele meting te waarborgen.
De beschreven technieken bieden een basis voor verdere ontwikkeling van onderdrukking meet-en behandelmethoden. In het bijzonder zou de ontwikkeling van meer boeiende video-games gebaseerd op de kern principe van verschillende contrast tussen de ogen maken deze aanpak efficiënter en meer eenppealing met jongere patiënten. Naast hun klinisch gebruik, kunnen deze technieken worden gebruikt in een onderzoek naar de neurale mechanismen onderdrukking en de rol die remmende interacties tussen de ogen spelen in de normale visuele systeem 13 verkennen.
The authors have nothing to disclose.
Name of the equipment | Company | ||
Equipment for the measurement of suppression | |||
Computer equipped with a graphics card compatible with a Matrox Duel Head to Go device (see below) and Psychtoolbox19,20 | Any Suitable Manufacturer | ||
Matlab software of a version compatible with Psychtoolbox | Mathworks | ||
Psychtoolbox and custom software for stimulus generation | Psychtoolbox | Psychtoolbox is available for download from psychtoolbox.org and the additional custom software is available from the corresponding author upon request. | |
Matrox Duel Head to Go | Matrox | ||
Z800 3D dual pro-HMD video goggles | eMagin Corporation | ||
Equipment for the treatment of suppression | |||
iPod Touch | Apple | ||
Screen overlay to allow for dichopic viewing of the iPod | Spatial View | ||
Custom software for the tetris treatment game | The software was built using Spatial View’s proprietary SDK, full details have been published previously15 |