Se presenta aquí un protocolo para mejorar la estereoacuidad utilizando un software de aprendizaje perceptivo gamificado basado en estímulos de puntos aleatorios. Los pacientes son sujetos con deficiencia de estereo sin estrabismo. El protocolo combina las visitas al centro de optometría con ejercicios domésticos utilizando software. El cumplimiento y la evolución de la estereoacuidad se almacenan en la nube.
La terapia de ambliopía convencional implica oclusión o penalización del ojo dominante, aunque estos métodos mejoran la agudeza visual estereoscópica en menos del 30% de los casos. Para mejorar estos resultados, proponemos un tratamiento en forma de videojuego, utilizando estímulos de puntos aleatorios y técnicas de aprendizaje perceptivo para estimular la estereoacuidad. El protocolo se define para pacientes con deficiencia de estéreo entre 7-14 años de edad que ya han recibido tratamiento para ambliopía y tienen una agudeza visual de distancia mejor corregida monocular de al menos 0,1 logMAR. Los pacientes deben completar un programa de aprendizaje perceptivo en casa usando el videojuego. Si bien el cumplimiento se almacena automáticamente en la nube, las visitas periódicas al centro de optometría se utilizan para realizar un seguimiento de la evolución del paciente y ajustar la demanda estereoscópica del juego hasta que se logra la menor disparidad detectable. El protocolo ha demostrado ser exitoso, y la eficacia se mide en términos de una ganancia de dos niveles en una prueba de estereoacuidad aleatoria (estereoacuidad global o prueba de referencia de estereoacuidad ciclópea). Además, los estímulos aleatorios de aprendizaje se transfiere a la agudeza estereoscópica lateral medial según una prueba de Wirt Circles, en la que los criterios de éxito son una estereoacuidad final de más de 140″, y la mejora alcanzada corresponde a no menos de dos niveles de agudeza estereoscópica. Seis meses más tarde, una prueba de estereoacuidad de punto aleatorio no registró ninguna reducción en la estereoacuidad que se logró.
La ambliopía es un trastorno del desarrollo de la visión espacial frecuentemente asociado con la existencia de estrabismo, anisometropia o privación de forma a una edad temprana de1. La incidencia de ambliopía entre la población general oscila entre 1,3%-3,6%2. La terapia de ambliopía convencional comienza con la corrección de cualquier error de refracción, seguido de la oclusión del buen ojo con un parche o penalización de atropina3. Aunque los resultados del tratamiento convencional son inicialmente buenos, con 73%-90% de los pacientes experimentando una mejor agudeza visual, esta mejora no equivale a la agudeza visual normal en aproximadamente el 50% de los pacientes. Además, los niños con frecuencia experimentan deterioro incluso después de un tratamiento exitoso2. Un estudio anterior mostró que, con respecto a la visión binocular, tan sólo 28% de los pacientes anisotrópicos con ambliopía registraron dos o más niveles de mejoría como resultado del tratamiento4. Ha habido poca investigación encaminada a evaluar estrategias para la mejora de la estereopsis en casos de ambliopía, a pesar de que la estereopsis es esencial para la percepción visual en humanos5. La terapia de ambliopía convencional, que produce buenos resultados para la agudeza visual pero los malos resultados en términos de visión binocular, puede beneficiarse del desarrollo de un modelo intervencionista destinado a mejorar la estereoacuidad en pacientes con antecedentes de ambliopía2.
En los últimos 10 años, algunos investigadores han propuesto un enfoque alternativo para entender el curso de la ambliopía6,7. Este entendimiento ha motivado la propuesta de un modelo intervencionista centrado en la formación dicopética antisupresión para la recuperación de la visión binocular8,9. La terapia con ambliopía que implica actividades dirigidas a la contenciedad dirigidas para el uso del paciente en el hogar se ha notificado con éxito en una serie de casos10,11.
No obstante, este entrenamiento dicoptico es ineficaz para mejorar la agudeza estereoscópica12. Dos ensayos clínicos contemporáneos utilizando el modelo de entrenamiento dicoptico antisupresión no reportaron mejoría de estereoacuidad11,13. Las investigaciones más recientes indican, sin embargo, que la estimulación dicopética es capaz de reducir la profundidad y extensión de supresión y mejorar la visión binocular (restaurar la percepción binocular simultánea). En algunos casos, esto coincide con la estereoacuidad mejorada14,15.
Algunos estudios han propuesto un enfoque de intervención diferente que se centra en la estimulación directa de la estereopsis a través de las actividades de aprendizaje perceptivo16,17. Estos estudios se limitan a una sucesión de casos tratados en condiciones de laboratorio. En el estudio de Astle et al., la estereopsia fue estimulada en dos ambliopes anisotrópicos adultos16 en el transcurso de nueve sesiones de laboratorio. El tratamiento incluyó estimulación binocular utilizando un esterescopio espejo con pares de estereogramas basados en imágenes de puntos aleatorios. Ding y Levi estimularon la estereopsis en un curso de tratamiento realizado enteramente en condiciones de laboratorio, utilizando un esterescopio espejo y estereogramas basados en parches Gabor18. Sus sujetos eran cinco adultos, cuatro de los cuales no tenían estereopsia y uno era deficiente en estéreo. Se requería que las asignaturas realizaran entre 3.000 y 20.000 ensayos de formación en aprendizaje perceptivo.
Además, Xi y otros estudiaron ambliopes anisotrópicos en el transcurso de 10 -13 sesiones de entrenamiento de aprendizaje perceptivo, durante las cuales se utilizaron texturas de anaglifo 3D para estimular la estereopsia19. Finalmente, en el estudio de Vedamurthy et al., 11 adultos con deficiencia de estéreo se dedicaban al entrenamiento de tareas visuomotor (un juego de “squash-the-bug”) en un entorno de realidad virtual17. Estos sujetos realizaron 12.600 ensayos en 35 sesiones en el transcurso de 8-11 semanas.
La estimulación directa de la estereopsis se ha realizado en estudios de laboratorio, pero este modelo de terapia es lento y difícil de aplicar en una práctica clínica diaria, especialmente con los niños. Así, se ha ideado un modelo de terapia factible para el que se ha presentado previamente una prueba de concepto exitosa20. Este protocolo incorpora los resultados de un estudio prospectivo, aleatorizado, doble ciego, de grupo paralelo basado en el tratamiento de aprendizaje perceptivo utilizando estímulos de puntos aleatorios en un formato de videojuego para mejorar la estereoacuidad. Se presenta una explicación en profundidad del protocolo seguido en este estudio.
Aquí se presenta un protocolo para la estimulación directa de la estereoacuidad, en el que las imágenes estéreo de puntos aleatorios se utilizan para mejorar la agudeza estereoscópica en sujetos con deficiencia de estéreo. Cuatro estudios anteriores han evaluado los resultados de la estimulación directa16,17,18,19. Este último protocolo aporta características adicionales a los modelos de intervención antes mencionados.
El modelo de intervención propuesto está dirigido a pacientes con antecedentes de ambliopía estrofa o anisometrópica, que ya han recibido tratamiento (es decir, corrección óptica, oclusión, cirugía de estrabismo, terapia visual) y han logrado una mejor corrección agudeza visual de al menos 0,1 logMAR, pero cuya estereoacuidad sigue siendo baja (entre 200″-800″). El objetivo del protocolo es mejorar la estereoacuidad en casos como estos.
La estimulación directa de la estereopsis ya ha demostrado ser eficaz en la mejora de la estereoacuidad en sujetos con deficiencia de estéreo16,17,18,19. Sin embargo, para que un sistema de estimulación sea factible, la terapia debe realizarse en el hogar del paciente para alcanzar los 3.000-20.000 ensayos necesarios para que se produzca el aprendizaje.
En el estudio publicado anteriormente que validó este procedimiento y se resume anteriormente, 11 sujetos mejoraron su estereoacuidad20. Sin embargo, cinco de los sujetos no experimentaron ningún aumento en la estereoacuidad(Figura 3). Esto puede ser atribuible a la presencia de estrabismo de ángulo pequeño indetectable en una prueba de cobertura. Lea deducido que, dado que las imágenes de los ojos izquierdo y derecho deben ubicarse dentro del área de fusión de Panum, la estereoacuidad normal debe requerir alineación dentro de 0,6 dioptrías de prisma28. El área de fusión de Panum es de 5-20 min de arco (0,1-0,6 diputador de prisma en la fóvea), y puede ser que la alineación dentro de esta ventana sea necesaria para soportar la agudeza estereoscópica de alto grado29. Un estudio realizado por Holmes et al. mostró que una prueba de cobertura no detectó desviaciones por debajo de los dioptrías de prisma n.o 3; por lo tanto, la presencia de estrabismo indetectable podría comprometer la capacidad de un paciente para adquirir estereoacuidad fina24.
La gamificación se ha utilizado para mejorar la motivación y el cumplimiento del paciente. Además, el programa almacena datos en la nube después de cada sesión, lo que permite al practicante realizar un seguimiento diario de la actividad de un paciente. Gracias a esta característica, los resultados de cumplimiento son excelentes (88,36%) y comparables a los registrados en dos estudios anteriores, en los que sujetos ambliópicos recibieron tratamiento de estimulación dicopética utilizando un iPad en casa10,11. También son mucho mejores que los resultados reportados de un estudio de PEDIG en condiciones similares, en el que sólo el 22,5% de la muestra logró completar más del 75% del tratamiento prescrito13. El cumplimiento demostrado aquí también supera el reportado por estudios que evaluaron la eficacia del tratamiento de oclusión en ambliopía (70% de cumplimiento cuando se prescriben 6 h de oclusión, y 50% cuando se prescriben 12 h)30. Una aplicación web tiene la ventaja añadida de que los padres no están obligados a mantener un registro del cumplimiento de su hijo13. El único deber del optometrista es acceder al servidor y comprobar los datos recopilados para cada paciente al final de cada sesión utilizando el programa de juego estereoscópico computarizado.
Durante el período de entrenamiento, los pacientes visitan el centro de optometría (visitas de chequeo), lo que permite al optometrista subrayar la importancia de la distancia de usuario a pantalla. Los optometristas también establecen la categoría de estimulación (pobre, gruesa, moderada-fina) durante estas visitas de chequeo. Las teorías de aprendizaje perceptivo predicen que las mejoras son menos probables si el paciente no trabaja en su umbral (por ejemplo, si el paciente se acerca a la pantalla o trabaja en una categoría de estimulación más fácil). Estos hallazgos fueron corroborados en el estudio realizado para validar este protocolo20. La distancia de usuario a pantalla está fuera del control del software y, por lo tanto, es responsabilidad de los padres del paciente o del paciente.
La decisión de usar un enfoque de punto aleatorio para el diseño del juego estereoscópico computarizado puede ser crítica. La estimulación a través de imágenes estereoscópicas de puntos aleatorios nunca es intrascendente: incluso los pacientes que trabajan por debajo de sus mejoras de experiencia de umbral. En un proceso de aprendizaje perceptivo, la exposición repetida a un estímulo de puntos aleatorios por sí sola mejorará la visión binocular. La tarea del paciente, y una que es particularmente difícil para los pacientes con antecedentes de estrabismo31,es fusionar los puntos aleatorios correlacionados percibidos por cada ojo12 sin supresión. Esto mejora su capacidad para distinguir los puntos correlacionados (señal) de aquellos incapaces de ser fusionados (ruido). El entrenamiento de este tipo puede haber mejorado la respuesta del detector de disparidad, dado que el aprendizaje perceptivo habría mejorado la respuesta de fusión y mejorado la capacidad del paciente para separar la señal del ruido32.
Uno de los riesgos del enfoque de aprendizaje perceptivo es la selectividad. Este método ha demostrado que el entrenamiento de estereogramas de puntos aleatorios no es selectivo, porque el aprendizaje se transfiere a la estereoacuidad lateral medial medida con una prueba de Wirt Circles. Otro hallazgo que demuestra la eficacia de este método de tratamiento es la estabilidad de los resultados obtenidos. Diferentes estudios han examinado si las mejoras logradas en sujetos con ambliopía como resultado de la formación perceptiva en el aprendizaje son estables16,17,19,33. Este modelo ha demostrado la estabilidad de las mejoras medidas con una prueba de estereoacuidad de punto aleatorio en una visita de seguimiento de 6 meses.
Se han detectado varias limitaciones. El diseño del software requiere que la categoría de estimulación se ajuste manualmente, cuando este proceso debe ser idealmente automático de acuerdo con la evolución del paciente. La condición de nivel de apaso implementada podría mejorarse considerando la posibilidad de mover al paciente de vuelta a un ajuste de estereoacuidad gruesa si el paciente no pasa un nivel en varias ocasiones consecutivas. En cualquier caso, se descarta un procedimiento de escalera, ya que uno de los objetivos de la gamificación es mejorar la motivación del paciente a través de la mecánica del juego. El paciente debe experimentar la sensación de progreso y éxito, independientemente de si su condición clínica está mejorando o deteriorándose. Esto se logra ocultando ensayos más fáciles dentro del flujo de juego (aunque no con un procedimiento de escalera estándar, cuyo objetivo es determinar rápida y exactamente el límite de umbral, en el que el rendimiento es del 50%). Otra mejora es monitorear la distancia del paciente desde la pantalla automáticamente. Sin embargo, no somos conscientes de una solución que no implica el uso de hardware especial, aunque puede valer la pena probar el software de seguimiento de cabeza de cámara web personalizado.
Otras limitaciones se deben al diseño del estudio e incluyen lo siguiente: (1) la mayoría de los sujetos tenían antecedentes de estrabismo (la muestra de sujetos con antecedentes de ambliopía anisostrópica era demasiado pequeña); 2) el rango de edad se limitó a 7-14 años; y (3) el rango de estereoacuidad estaba entre 800″-200″. En estudios futuros, sería interesante verificar el efecto terapéutico sobre la ambliopía anisometrópica y la estereoacuidad más gruesa y en sujetos mayores.
The authors have nothing to disclose.
Los autores desean reconocer la clínica de terapia visual VISUALIA, que apoyó parcialmente el desarrollo de la prueba informática, bajo acuerdo con la Universidad de 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 |