랜덤 도트 비디오 게임을 이용한 입체성 개선
Summary
여기서 제시된 프로토콜은 랜덤 도트 자극에 기초한 게임화된 지각 학습 소프트웨어를 사용하여 입체성을 향상시키는 프로토콜이다. 환자는 사시없이 입체 결핍 과목입니다. 이 프로토콜은 검안 센터 방문과 소프트웨어를 사용하는 가정 운동을 결합합니다. 컴플라이언스 및 입체진화는 클라우드에 저장됩니다.
Abstract
전통적인 약시 치료는 지배적인 눈의 폐색 또는 처벌을 관련시킵니다, 이 방법은 케이스의 30% 미만에 있는 입체 시력을 향상하더라도. 이러한 결과를 개선하기 위해, 우리는 고정 관념을 자극하기 위해 임의 의 점 자극 및 지각 학습 기술을 사용하여 비디오 게임의 형태로 치료를 제안한다. 이 프로토콜은 이미 약시 치료를 받고 적어도 0.1 logMAR의 단안 최고의 교정 거리 시력을 가진 7-14 세 사이의 입체 결핍 환자에 대해 정의됩니다. 환자는 비디오 게임을 사용하여 집에서 지각 학습 프로그램을 완료해야합니다. 규정 준수는 클라우드에 자동으로 저장되지만 주기적인 검안 센터 방문은 환자의 진화를 추적하고 가장 작은 감지 가능한 차이가 달성될 때까지 게임의 입체 수요를 조정하는 데 사용됩니다. 이 프로토콜은 성공적이었으며, 임의의 입체 테스트(글로벌 입체 또는 사이클로페안 입체 기준 테스트)에서 2단계 이득의 관점에서 효율성을 측정합니다. 더욱이, 성공 기준이 140 이상 “의 최종 입체이며, 달성 된 향상은 이상 2 수준에 해당 Wirt 서클 테스트에 따라 내측 측 입체 시력에 임의 도트 자극 학습 전송 입체 시력. 6개월 후, 무작위 도트 입체 테스트는 달성된 입체도의 감소를 기록하지 않았습니다.
Introduction
약시(amblyopia)는 사시, 이성소, 또는1세의어린 나이에 형태 박탈의 존재와 자주 연관된 공간 시력의 발달 장애이다. 일반 인구 중 약시의 부각은 1.3%에서 구역 수색합니다 – 3.6%2. 종래의 약시 요법은 어떤 굴절 오차의 보정으로 시작하고, 패치 또는 아트로핀 형벌로 좋은 눈의 폐색이 뒤따릅니다3. 종래의 치료의 결과는 처음에는 좋지만, 환자의 73%-90%가 시력 개선을 경험하지만, 이러한 개선은 환자의 약 50%에서 정상적인 시력과 동일시되지 않습니다. 또한, 아이들은 성공적인 치료 후에도 자주 악화를경험2. 이전 연구는, 쌍안경 시력에 관하여, 약시를 가진 이성애 환자의 28%가 처리 결과로 개선의 2개 이상의 수준을 기록했다는 것을보여주었습니다 4. 약시의 경우 입체증의 개선을위한 전략을 평가하기위한 연구는 거의 없었다, 입체가 인간의 시각적 인식에 필수적이라는 사실에도 불구하고5. 쌍안경 시력의 관점에서 시력에 대한 좋은 결과를 생성하지만 쌍안경 시력의 측면에서 좋지 않은 결과를 생성하는 기존의 약시 요법은 약시2의역사를 가진 환자의 입체도를 개선하기위한 중재 모델의 개발에서 혜택을 누릴 수 있습니다.
지난 10 년 동안, 일부 연구자들은 약시6,7의과정을 이해하는 대안적 인 접근 법을 제안했다. 이러한 이해는 쌍안경 시력의 회복을 위한 항억제 이색훈련에 초점을 맞춘 개입 모델의 제안에 동기를 부여했다8,9. 집에서 환자 사용을 위한 표적 게임화 활동을 수반하는 약시 요법은10,11의경우 다수에서 성공한 것으로 보고되고 있다.
그럼에도 불구하고,이 이 경각증 훈련은 입체 시력 을 향상시키기위한 효과가 없다12. 항억제 이색이능 훈련 모델을 이용한 2건의 현대 임상시험은 입체개선이 없는 것으로보고되지 않았으며 11,13. 가장 최근의 연구는 나타냅니다, 그러나, 이색 자극은 억제 깊이와 정도를 감소시키고 쌍안경 비전을 개선 할 수있다 (동시 쌍안경 지각을 복원). 경우에 따라, 이것은 개선 된 고정 체도14,15와일치합니다.
일부 연구는 지각 학습 활동을 통해 입체증의 직접 자극에 초점을 맞춘 다른 개입 접근 방식을 제안했다16,17. 이러한 연구는 실험실 조건 하에서 치료 하는 경우의 연속에 국한. Astle 등의 연구에서, 입체는 9 개의 실험실 세션의 과정을 통해 두 성인 이성애약16에서 자극되었다. 치료는 무작위 도트 이미지를 기반으로 스테레오 그램 쌍거울 스테레오 스코프를 사용하여 쌍안경 자극을 포함. 딩과 레위는 가버 패치18에기초한 거울 입체 스코프 및 스테레오그램을 사용하여 실험실 조건하에서 전적으로 수행 된 치료 과정에서 입체증을 자극했다. 그들의 과목은 5 명의 성인이었고, 그 중 4 명은 입체증이 없고 한 명은 입체 결핍이었습니다. 과목 사이 수행 하는 데 필요한 3,000-20,000 지각 학습 훈련 시험.
더욱이, Xi 등은 10-13의 지각 학습 훈련 세션의 과정을 통해 이성애 자엽을 공부, 그 동안 3-D anaglyph 텍스처는 입체 를 자극하는 데 사용되었다19. 마지막으로, Vedamurthy 등의 연구에서, 11 스테레오 결핍 성인은 가상 현실 환경에서 visuo 모터 작업 훈련 (“스쿼시 – 버그”게임)에 종사했다17. 이 과목 수행 12,600 에서 재판 35 세션의 과정을 통해 8-11 주.
입체시의 직접적인 자극은 실험실 연구에서 수행되었지만,이 치료 모델은 특히 어린이와 함께 매일 임상 실습에서 적용하기가 시간이 많이 걸리고 어렵습니다. 따라서, 실행 가능한 치료 모델은 개념의 성공적인 증명이 이전에 제시된20. 이 프로토콜은 비디오 게임 형식의 무작위 점 자극을 사용하여 지각 학습 치료를 기반으로 한 미래, 무작위, 이중 맹검 병렬 그룹 연구의 결과를 통합하여 입체성을 향상시킵니다. 이 연구에서 이어진 프로토콜에 대한 심층적인 설명이 제시된다.
Protocol
Representative Results
Discussion
여기에 제시된 것은 임의의 도트 스테레오 이미지가 입체 결핍 과목에서 입체 시력을 향상시키는 데 사용되는 입체의 직접적인 자극을 위한 프로토콜입니다. 4개의 선행 연구는 직접 자극의 결과를평가하였다 16,17,18,19. 이 최신 프로토콜은 위에서 언급한 중재 모델에 추가 기능을 제공합니다.
제안 된 내정간섭의 모형은 이미 처리를 수신한 사시 또는 이성성 약의 역사를 가진 환자를 위한 것입니다 (즉, 광학 보정, 폐색, 사시 수술, 비전 치료) 및 제일 정정된 달성했습니다 적어도 0.1 logMAR의 시력, 하지만 그 고정 지능은 낮은 남아 (사이 200″-800″). 이 프로토콜의 목표는 이러한 경우 고정을 개선하는 것입니다.
입체증의 직접적인 자극은 이미 입체 결핍 과목16,17,18,19에서입체를 향상시키는 데 효과적인 것으로 나타났다. 그러나, 자극 시스템이 가능하기 위하여는, 치료가 일어나기 위하여 배우기 위하여 요구된 3,000-20,000예심에 도달하기 위하여 환자의 집에서 실행되어야 합니다.
이 절차를 검증하고 위에서 요약 한 이전에 발표 된 연구에서, 11 과목은 자신의 고정 관성을 향상20. 그러나, 5명의 피험자는 입체도의 증가를 경험하지않았다(그림 3). 이것은 커버 테스트에서 탐지할 수 없는 작은 각도 사시의 존재에 기인할 수 있습니다. 왼쪽과 오른쪽 눈의 이미지가 Panum의 융합 영역 내에 위치해야하기 때문에 정상적인 입체체는 0.6 프리즘 디옵터(28)내에서 정렬이 필요합니다. Panum의 융합 영역은 ±5-20 아크의 분 (fovea에서 0.1-0.6 프리즘 디옵터)이며, 이 창 내정렬이 고급 입체 시력(29)을지원하기 위해 필요할 수 있습니다. 홈즈 등에서 실시한 연구에 따르면 커버 테스트가 ±3 프리즘 디옵터 이하의 편차를 감지하지 못하는 것으로 나타났습니다. 따라서, 탐지 할 수없는 사시의 존재는 미세 한 고정 체형을 취득하는 환자의 능력을 손상 시킬 수 있습니다24.
게임화는 환자의 동기 부여 및 규정 준수를 향상시키는 데 사용되었습니다. 또한, 프로그램은 각 세션 후 클라우드에 데이터를 저장하여 개업자가 매일 원격으로 환자의 활동을 추적 할 수 있게합니다. 이 기능 덕분에 규정 준수 결과가 우수합니다(88.36%) 그리고 두 개의 이전 연구에서 기록 된 것과 비교, 있는 약시 과목 집에서 iPad를 사용 하 여 dichoptic 자극 치료를 받은10,11. 그들은 또한 유사한 조건하에서 PEDIG 연구의보고 된 결과보다 훨씬낫습니다. 여기에서 입증된 규정 준수는 또한 약시에서 폐색 치료의 효과를 평가한 연구에 의해 보고된 것을 초과합니다(폐색 6h가 처방될 때 70%, 12h가 처방될 때50%)30. 웹 응용 프로그램은 부모가 자녀의 준수13의기록을 유지할 필요가 없다는 추가 이점이 있습니다. 검안사의 유일한 임무는 서버에 액세스하고 전산화 된 입체 게임 프로그램을 사용하여 각 세션의 끝에 각 환자에 대해 수집 된 데이터를 확인하는 것입니다.
훈련 기간 동안 환자는 검안 센터 (검진 방문)를 방문하여 검안사가 사용자 대 화면 거리의 중요성을 강조 할 수 있습니다. 검안사는 또한 이 검진 방문 도중 자극 종류 (가난한, 거친, 온건한 미세)를 설정합니다. 지각 학습 이론은 환자가 자신의 임계 값에서 작동하지 않는 경우 개선이 덜 가능성이 있다고 예측 (예를 들어, 환자가 화면에 가까이 이동하거나 쉽게 자극 범주에서 작동하는 경우). 이러한 발견은 이 프로토콜20을검증하기 위해 수행된 연구에서 확증되었다. 사용자 대 화면 거리는 소프트웨어의 제어에서 벗어났으며 따라서 환자 또는 환자의 부모의 책임입니다.
전산화된 입체 게임의 설계를 위해 랜덤 도트 접근법을 사용하는 결정은 중요할 수 있습니다. 무작위 도트 입체 이미지를 통한 자극은 결코 중요하지 않습니다: 심지어 임계값 이하로 일하는 환자도 개선을 경험합니다. 지각 학습 과정에서 무작위 도트 자극에 반복적으로 노출되면 쌍안경 시력이 향상됩니다. 환자의 과제는,사시31의병력을 가진 환자에게 특히 어려운 일이며, 각눈(12)에 의해 인식되는 상관무작위점을 억제없이 융합시키는 것이다. 이렇게 하면 상호 연관된 점(신호)과 융합할 수 없는 점(노이즈)을 구별하는 능력이 향상됩니다. 이러한 유형의 훈련은 지각 학습이 융합 반응을 개선하고 소음32로부터신호를 분리하는 환자의 능력을 향상시킬 것이라는 점을 감안할 때, 불균형 검출기 반응을 향상시킬 수 있다.
지각 학습 접근의 위험 중 하나는 선택성입니다. 이 방법은 학습이 Wirt 서클 테스트로 측정 된 내측 측 입체로 전송되기 때문에 무작위 도트 스테레오그램 훈련이 선택적이지 않다는 것을 입증했습니다. 이 치료 방법의 효과를 입증하는 또 다른 발견은 달성 된 결과의 안정성입니다. 다른 연구는 지각 학습 훈련의 결과로 약시와 과목에서 달성 개선이 안정적인 여부를 조사했다 16,17,19,33. 이 모델은 6개월 간의 후속 방문에서 무작위 도트 입체도 테스트로 측정된 개선사항의 안정성을 입증했습니다.
몇 가지 제한 사항이 검색되었습니다. 소프트웨어 설계는 이 과정이 환자의 진화에 따라 자동되어야 할 때 자극 범주를 수동으로 설정해야 합니다. 구현된 통과 수준 조건은 환자가 몇몇 연속적인 경우에 수준을 통과하지 못하는 경우에 거친 입체체 설정으로 환자를 다시 이동하는 가능성을 고려하여 향상될 수 있었습니다. 게임화의 목표 중 하나는 게임 역학을 통해 환자의 동기 부여를 개선하는 것이기 때문에 어쨌든 계단 절차는 폐기됩니다. 환자는 그들의 임상 상태가 개선되거나 악화되는지 여부에 관계없이 진행과 성공의 감각을 경험해야합니다. 이는 게임 흐름 내에서 더 쉬운 시험을 은폐함으로써 달성됩니다(표준 계단 절차는 아니지만 성능이 50%인 임계값 제한을 빠르고 정확하게 결정하는 것이 목표입니다). 또 다른 개선은 화면에서 환자의 거리를 자동으로 모니터링하는 것입니다. 그러나 특수 하드웨어사용을 포함하지 않는 솔루션은 잘 알고 있지 않지만 맞춤형 웹캠 헤드 트래킹 소프트웨어를 테스트할 가치가 있습니다.
다른 제한은 연구 디자인에 기인하고 다음을 포함: (1) 과목의 대부분은 사시 (이성 약의 역사를 가진 과목의 샘플이 너무 작다); (2) 연령대는 7-14세로 제한되었다. (3) 입체 범위는 800″-200″사이였다. 향후 연구에서, 이성약 약시 및 거친 입체및 더 오래된 과목에서 치료 효과를 확인하는 것이 흥미로울 것입니다.
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 부분적으로 컴퓨터 기반 테스트의 개발을 지원 VISUALIA 시각 치료 클리닉을 인정하고자, 오비에도 대학과 의계약에 따라 (FUO-EM-104-12).
Materials
| 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 |
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