Dürbün Merkezi Görme Alanının ve Dürbün Göz Hareketlerinin İkiTik Görüntüleme Durumunda Değerlendirilmesi
Summary
Burada, merkezi görme kaybı olan katılımcılarda dürbün göz hareketlerinin ve bakış kontrollü merkezi görme alanı taramasının değerlendirilmesi için bir protokol sunulmaktadır.
Abstract
Makula dejenerasyonu tipik olarak heterojen dürbün merkezi görme kusurları ile sonuçlanır. Mikroperimetri gibi merkezi görme alanını değerlendirmek için şu anda mevcut yaklaşımlar aynı anda yalnızca bir gözü test edebilir. Bu nedenle, her gözdeki kusurların dürbün etkileşimini ve gerçek dünyadaki işlevi nasıl etkilediğini açıklayamazlar. Bakış kontrollü bir sistemle dikotik uyaran sunumu monoküler/dürbün görme alanlarının güvenilir bir ölçüsünü sağlayabilir. Bununla birlikte, ikilik uyaran sunumu ve eşzamanlı göz izleme zordur, çünkü uyaranı iki yönlü olarak sunan cihazların optik cihazları (örneğin, haploscope) her zaman göz izleyicilerine (örneğin, kızılötesi video tabanlı göz izleyicileri) müdahale eder. Bu nedenle, hedefler 1) eşzamanlı göz takibi ile dichoptic uyaran sunumu için, 3D deklanşör gözlükleri ve 3D hazır monitörler kullanarak, parazitlerden etkilenmeyen bir yöntem geliştirmek ve 2) merkezi görme kaybı olan konularda merkezi görme alanını değerlendirmek için bir protokol geliştirmek için bu yöntemi kullanmaktı. Sonuçlar, bu kurulumun ikilik görüntüleme durumunda göz hareketlerini güvenilir bir şekilde ölçmek için pratik bir çözüm sağladığını gösterdi. Ayrıca bu yöntemin merkezi görme kaybı olan deneklerde gaz kontrollü dürbün merkezi görme alanını değerlendirebildiği de gösterilmiştir.
Introduction
Makula dejenerasyonu genellikle merkezi görüşü etkileyen bilateral bir durumdur ve görme kaybı paterni heterojen olabilir. Merkezi görme kaybı iki göz arasında simetrik veya asimetrik olabilir1. Şu anda, makula dejenerasyonunda merkezi görme alanını değerlendirmek için çeşitli teknikler mevcuttur. Amsler ızgara grafiği, merkezi görsel alanı el ile taramak için kullanılabilecek bir kılavuz deseni içerir. Otomatik çevreler (örneğin Humphrey görsel alan analizörü), görsel alanı araştırmak için standartlaştırılmış bir ganzfeld kasesinde değişen parlaklık ve boyutlarda ışık parlamaları sunar. Bakışlara bağlı mikroperimetri, LCD ekranda görsel uyaran sunar. Mikro çevreler retinadaki ilgi çekici bir bölgeyi izleyerek mikro göz hareketlerini telafi edebilir. Mikro çevreler, fonksiyon değişiklikleri için merkezi retinadaki yerel bölgeleri araştırabilir, ancak aynı anda sadece bir gözü test edebilir. Sonuç olarak, mikro-perimetrik test, her gözdeki heterojen kusurların dürbün etkileşimini ve gerçek dünyadaki işlevi nasıl etkilediğini açıklayamaz. Gerçek dünya görüntülemeye yakından yaklaşan bir görüntüleme koşulunda görsel alanları güvenilir bir şekilde değerlendirmek için karşılanmamış bir yönteme ihtiyaç vardır. Böyle bir değerlendirme, bir gözün görme alanı kusurunun dürbün görme alanı kusursunu nasıl etkilediğini/katkıda bulunduğunu anlamak için gereklidir. Merkezi görme kaybı olan kişilerde iki gözün her birine bağımsız olarak görsel uyaranlar sunulduğunda) merkezi görme alanını değerlendirmek için yeni bir yöntem öneriyoruz.
Görsel alanları güvenilir bir şekilde ölçmek için, belirli bir çekirgede sabitleme yapılmalıdır. Bu nedenle dürbün değerlendirmesi için göz takibi ve ikilik sunumun birleştirilmesi önemlidir. Bununla birlikte, bu iki tekniğin birleştirilmesi, göz izleyicinin aydınlatıcı sistemleri (örneğin kızılötesi LED’ler) ile ikitik sunum sistemlerinin optik elemanları (örneğin, haploskop aynaları veya stereoskop prizmaları) arasındaki parazit nedeniyle zor olabilir. Alternatif seçenekler, görüş çizgisine müdahale etmeyen bir göz izleme tekniği (örneğin, skleral bobin tekniği) veya gözlük2ile entegre edilmiş bir göz izleyici kullanmaktır. Her yöntemin kendi yararları olsa da, dezavantajları vardır. Eski yöntem invaziv olarak kabul edilir ve önemli rahatsızlıklara neden olabilir3 ve ikinci yöntemler düşük zamansal çözünürlüklere sahiptir (60 Hz)4. Bu sorunların üstesinden gelmek için Brascamp & Naber (2017)5 ve Qian & Brascamp (2017)6, iki yönlü bir sunum oluşturmak için bir çift soğuk ayna (kızılötesi ışığı ileten ancak görünür ışığın% 95’ini yansıtan) ve soğuk aynaların her iki tarafında bir çift monitör kullandı. Haploscope kurulumunda göz hareketlerini izlemek için kızılötesi video tabanlı göz izleyici kullanıldı7,8.
Ancak, haploscope tipi ikilik sunu kullanmanın bir dezavantajı vardır. Aletin dönme merkezi (haploscope) gözün dönme merkezinden farklıdır. Bu nedenle, göz hareketlerinin doğru ve doğru ölçümleri için ek hesaplamalar (Ekte açıklandığı gibi – Raveendran’ın A’sı (2013)9)gereklidir. Buna ek olarak, konaklama ve vergence düzlemleri hizalanmalıdır (yani, konaklama ve vergence talebi aynı olmalıdır). Örneğin, çalışma mesafesi (toplam optik mesafe) 40 cm ise, konaklama ve vergence talebi sırasıyla 2,5 diyopter ve 2,5 metre açıdır. Aynaları mükemmel ortogonal olarak hizalarsak, haploscope uzak görüntüleme için hizalanır (yani, gerekli vergence sıfırdır), ancak gerekli konaklama hala 2.5D’dir. Bu nedenle, konaklama düzlemini sonsuzluğa itmek için haploscope’un göz ve ayna düzeni arasına bir çift dışbükey lens (+2.50 diyopter) yerleştirilmelidir (yani, gerekli konaklama sıfırdır). Bu düzenleme, haploscope’un göz ve ayna düzeni arasında daha fazla boşluk gerektirir, bu da bizi dönme merkezlerindeki farka geri götürür. Konaklama ve vergence düzlemlerinin hizalanma sorunu, haploskopun her iki düzlemin de hizalanacak şekilde yakın görüntülemeye hizalanarak en aza indirilebilir. Bununla birlikte, bu, her katılımcı için gözbebeği arası mesafenin ölçülmesini ve haploskop aynalarının / uyaran sunum monitörlerinin karşılık gelen hizalamasını gerektirir.
Bu yazıda, kablosuz 3D deklanşör gözlükleri ve 3D hazır monitörler kullanarak kızılötesi video tabanlı göz izleme ve ikilik uyaran sunumlarını birleştirmek için bir yöntem sunuyoruz. Bu yöntem, haploscopic yöntemle kullanılanlar gibi ek hesaplamalar ve/veya varsayımlar gerektirmez. Deklanşör gözlükleri dürbün füzyonu10,sakkadik adaptasyon11ve göz-el koordinasyonu12’yianlamak için göz izleyicileri ile birlikte kullanılmıştır. Bununla birlikte, Maiello ve meslektaşları 10,11,12 tarafından kullanılan stereo deklanşör gözlüklerinin, monitör yenileme hızıyla senkronize etmek için bir tel aracılığıyla bağlanan birinci nesil deklanşör gözlükleri olduğu belirtilmelidir. Ayrıca, birinci nesil deklanşör gözlükleri artık ticari olarak kullanılamıyor. Burada, dichoptic uyaran sunmak ve monoküler ve dürbün göz hareketlerini güvenilir bir şekilde ölçmek için piyasada bulunan ikinci nesil kablosuz deklanşörgözlüklerinin (Malzeme Masası)kullanımını gösteriyoruz. Ayrıca, merkezi görme alanı kaybı olan konularda monoküler/dürbün görme alanlarını değerlendirmek için bir yöntem gösteriyoruz. Görsel uyaranın dikoptik sunumu görsel alanların monoküler ve dürbünle değerlendirilmesini sağlarken, dikoptik görüntüleme koşulu altında dürbün göz takibi, bakış kontrollü bir paradigmada görsel alanların testini kolaylaştırır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Dichoptic görüntüleme durumunda göz hareketlerini ölçmek için önerilen yöntemin birçok potansiyel uygulaması vardır. Burada gösterilen merkezi görme kaybı olan katılımcılarda dürbün görme alanlarının değerlendirilmesi böyle bir uygulamadır. Dürbün görüntülemenin heterojen merkezi görme alanı kaybını nasıl etkilediğini incelemek için merkezi görme kaybı olan on beş katılımcıda dürbün görme alanını değerlendirmek için bu yöntemi kullandık.
Pro…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma, LC Industries Doktora Sonrası araştırma bursu ile RR ve Bosma Enterprises Doktora Sonrası Araştırma Bursu tarafından AK’ye finanse edildi. Yazarlar, Dr. Laura Walker ve Donald Fletcher’a değerli önerileri ve konu işe alımlarında yardımcı olmaları için teşekkür eder.
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
- Fletcher, D. C., Schuchard, R. A. Preferred retinal loci relationship to macular scotomas in a low-vision population. Ophthalmology. 104 (4), 632-638 (1997).
- Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression. Ophthalmic & Physiological Optics. 34, 214-225 (2014).
- Nyström, M., Hansen, D. W., Andersson, R., Hooge, I. Why have microsaccades become larger? Investigating eye deformations and detection algorithms. Vision Research. , (2014).
- Raveendran, R. N., Babu, R. J., Hess, R. F., Bobier, W. R. Transient improvements in fixational stability in strabismic amblyopes following bifoveal fixation and reduced interocular suppression. Ophthalmic and Physiological Optics. 34 (2), (2014).
- Brascamp, J. W., Naber, M. Eye tracking under dichoptic viewing conditions: a practical solution. Behavior Research Methods. 49 (4), 1303-1309 (2017).
- Qian, C. S., Brascamp, J. W. How to build a dichoptic presentation system that includes an eye tracker. Journal of Visualized Experiments. (127), (2017).
- Raveendran, R. N., Bobier, W. R., Thompson, B. Binocular vision and fixational eye movements. Journal of Vision. 19 (4), 1-15 (2019).
- . Binocular vision and fixational eye movements Available from: https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10112/12076 (2017)
- . Fixational eye movements in strabismic amblyopia Available from: https://uwspace.uwaterloo.ca/handle/10012/7478 (2013)
- Maiello, G., Chessa, M., Solari, F., Bex, P. J. Simulated disparity and peripheral blur interact during binocular fusion. Journal of Vision. 14 (8), (2014).
- Maiello, G., Harrison, W. J., Bex, P. J. Monocular and binocular contributions to oculomotor plasticity. Scientific Reports. 6, (2016).
- Maiello, G., Kwon, M. Y., Bex, P. J. Three-dimensional binocular eye-hand coordination in normal vision and with simulated visual impairment. Experimental Brain Research. 236 (3), 691-709 (2018).
- Agaoglu, S., Agaoglu, M. N., Das, V. E. Motion Information via the Nonfixating Eye Can Drive Optokinetic Nystagmus in Strabismus. Investigative Opthalmology & Visual Science. 56 (11), 6423 (2015).
- Erkelens, C. J. Fusional limits for a large random-dot stereogram. Vision Research. 28 (2), 345-353 (1988).
- Seiple, W., Szlyk, J. P., McMahon, T., Pulido, J., Fishman, G. A. Eye-movement training for reading in patients with age-related macular degeneration. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 46 (8), 2886-2896 (2005).
- Aguilar, C., Castet, E. Gaze-contingent simulation of retinopathy: Some potential pitfalls and remedies. Vision Research. 51 (9), 997-1012 (2011).
- Pratt, J. D., Stevenson, S. B., Bedell, H. E. Scotoma Visibility and Reading Rate with Bilateral Central Scotomas. Optom Vis Sci. 94 (31), 279-289 (2017).
- Babu, R. J., Clavagnier, S., Bobier, W. R., Thompson, B., Hess, R. F., PGH, M. Regional Extent of Peripheral Suppression in Amblyopia. Investigative Opthalmology & Visual Science. 58 (4), 2329 (2017).
- Ebenholtz, S. M. Motion Sickness and Oculomotor Systems in Virtual Environments. Presence: Teleoperators and Virtual Environments. 1 (3), 302-305 (1992).
