Présenté ici est un protocole pour améliorer la stéréoacuity en utilisant un logiciel d’apprentissage perceptuel gamifié basé sur des stimuli à points aléatoires. Les patients sont des sujets stéréo-déficients sans strabisme. Le protocole combine des visites de centre d’optométrie avec des exercices à domicile à l’aide d’un logiciel. La conformité et l’évolution de la stéréoacuitie sont stockées dans le cloud.
La thérapie conventionnelle d’amblyopie implique l’occlusion ou la pénalisation de l’oeil dominant, bien que ces méthodes augmentent l’acuité visuelle stéréoscopique dans moins de 30% de cas. Pour améliorer ces résultats, nous proposons un traitement sous la forme d’un jeu vidéo, en utilisant des stimuli aléatoires et des techniques d’apprentissage perceptuelpour stimuler la stéréoacuity. Le protocole est défini pour les patients stéréo-déficients entre 7-14 ans qui ont déjà reçu un traitement pour l’amblyopie et ont une acuité visuelle à distance corrigée la meilleure monoculaire d’au moins 0.1 logMAR. Les patients sont tenus de compléter un programme d’apprentissage perceptuel à la maison à l’aide du jeu vidéo. Alors que la conformité est stockée automatiquement dans le nuage, des visites périodiques au centre d’optométrie sont utilisées pour suivre l’évolution des patients et ajuster la demande stéréoscopique du jeu jusqu’à ce que la plus petite disparité détectable soit atteinte. Le protocole s’est avéré efficace, et l’efficacité est mesurée en termes de gain à deux niveaux sur un test de stéréoacuity aléatoire (test de référence de stéréoacuity global ou de stéréoacuity cyclopéen). En outre, les stimuli aléatoires d’apprentissage des transferts à l’acuité stéréoscopique latérale médiale selon un test Wirt Circles, dans lequel les critères de réussite est une stéréoacuité finale de plus de 140 », et l’amélioration atteinte correspond à pas moins de deux niveaux de l’acuité stéréoscopique. Six mois plus tard, un essai aléatoire-point de stéréoacuity n’a enregistré aucune réduction de la stéréoacuity qui a été réalisée.
L’amblyopie est un trouble du développement de la vision spatiale fréquemment associé à l’existence du strabisme, de l’anisometropie, ou de la privation de forme à un jeune âge1. L’incidence de l’amblyopie dans la population générale varie de 1,3% à 3,6%2. La thérapie conventionnelle d’amblyopie commence par la correction de n’importe quelle erreur réfractive, suivie de l’occlusion du bon oeil avec une pénalisation de correction ou d’atropine3. Bien que les résultats de traitement du traitement conventionnel soient au commencement bons, avec 73%-90% de patients subissant l’acuité visuelle améliorée, cette amélioration n’équivaut pas à l’acuité visuelle normale dans environ 50% de patients. En outre, les enfants éprouvent fréquemment la détérioration même après traitement réussi2. Une étude précédente a montré que, en ce qui concerne la vision binoculaire, aussi peu que 28% des patients anisometropic atteints d’amblyopie enregistré deux niveaux ou plus d’amélioration à la suite du traitement4. Il y a eu peu de recherche visant à évaluer des stratégies pour l’amélioration de la stéréopse dans les cas d’amblyopie, en dépit du fait que la stéréopse est essentielle à la perception visuelle chez l’homme5. La thérapie conventionnelle d’amblyopie, qui produit de bons résultats pour l’acuité visuelle mais les résultats pauvres en termes de vision binoculaire, peut bénéficier du développement d’un modèle interventionnel visant à améliorer la stéréoacuity dans les patients présentant une histoire de l’amblyopia2.
Au cours des 10 dernières années, certains chercheurs ont proposé une approche alternative pour comprendre le cours de l’amblyopie6,7. Cette compréhension a motivé la proposition d’un modèle interventionnel axé sur la formation dichoptique anti-suppression pour la récupération de la vision binoculaire8,9. La thérapie d’amblyopie impliquant des activités gamifiées ciblées pour l’usage patient à la maison a été rapportée réussie dans un certain nombre de cas10,11.
Malgré cela, cette formation dichoptique est inefficace pour améliorer l’acuité stéréoscopique12. Deux essais cliniques contemporains utilisant le modèle de formation dichoptic anti-suppression n’ont rapporté aucune amélioration de stéréoacuity11,13. Les recherches les plus récentes indiquent, cependant, que la stimulation dichoptic est capable de réduire la profondeur et l’étendue de suppression et d’améliorer la vision binoculaire (restauration de la perception binoculaire simultanée). Dans certains cas, cela coïncide avec l’amélioration de la stéréoacuity14,15.
Certaines études ont proposé une approche d’intervention différente qui est axée sur la stimulation directe de la stéréopsie par le biais d’activités d’apprentissage perceptuel16,17. Ces études se limitent à une succession de cas traités en laboratoire. Dans l’étude d’Astle et coll., la stéréopsie a été stimulée dans deux amblyopes anisometropic adultes16 au cours de neuf sessions de laboratoire. Le traitement comprenait la stimulation binoculaire à l’aide d’un stéréoscope miroir avec des paires stéréogrammes basées sur des images à points aléatoires. Ding et Levi ont stimulé la stéréopsie dans un traitement entièrement effectué dans des conditions de laboratoire, en utilisant un stéréoscope miroir et des stéréogrammes basés sur les patchs Gabor18. Leurs sujets étaient cinq adultes, dont quatre n’ayant aucune stéréopse et un étant stéréo-déficient. Les sujets devaient effectuer entre 3 000 et 20 000 essais de formation perceptuelle.
En outre, Xi et coll. ont étudié les amblyopes anisometropic au cours de 10 -13 séances de formation perceptuelle d’apprentissage, au cours de laquelle les textures d’anaglyphe sinisoïde 3-D ont été employées pour stimuler la stéréopsie19. Enfin, dans l’étude de Vedamurthy et coll., 11 adultes déficients stéréo étaient engagés dans une formation à la tâche visuo-motrice (un jeu de squash-the-bug) dans un environnement de réalité virtuelle17. Ces sujets ont effectué 12 600 essais en 35 séances au cours de 8 à 11 semaines.
La stimulation directe de la stéréopsie a été effectuée dans des études de laboratoire, mais ce modèle de thérapie est long et difficile à appliquer dans une pratique clinique quotidienne, en particulier avec les enfants. Ainsi, un modèle thérapeutique faisable a été conçu pour lequel une preuve de concept réussie a été précédemment présentée20. Ce protocole intègre les résultats d’une étude prospective, randomisée, en double aveugle, en groupe parallèle basée sur le traitement perceptuel de l’apprentissage à l’aide de stimuli aléatoires dans un format de jeu vidéo pour améliorer la stéréoacuity. Une explication approfondie du protocole suivi dans cette étude est présentée.
Présenté ici est un protocole pour la stimulation directe de la stéréoacuity, dans lequel les images stéréo aléatoires-point sont utilisés pour améliorer l’acuité stéréoscopique dans les sujets stéréo-déficients. Quatre études précédentes ont évalué les résultats de la stimulation directe16,17,18,19. Ce dernier protocole apporte des fonctionnalités supplémentaires aux modèles d’intervention susmentionnés.
Le modèle d’intervention proposé est destiné aux patients ayant des antécédents d’amblyopie strabismique ou anisometropique, qui ont déjà reçu un traitement (c.-à-d. correction optique, occlusion, chirurgie du strabisme, thérapie visuelle) et ont obtenu un meilleur traitement corrigé acuité visuelle d’au moins 0,1 logMAR, mais dont la stéréoacuité reste faible (entre 200″-800″). Le but du protocole est d’améliorer la stéréoacuity dans des cas comme ceux-ci.
La stimulation directe de la stéréopsie s’est déjà avérée efficace pour améliorer la stéréoacuity chez les sujets stéréodéficients16,17,18,19. Cependant, pour qu’un système de stimulation soit faisable, la thérapie doit être exécutée dans la maison du patient pour atteindre les 3.000-20.000 essais nécessaires pour que l’apprentissage se produise.
Dans l’étude précédemment éditée qui a validé cette procédure et est résumée ci-dessus, 11 sujets ont amélioré leur stéréoacuity20. Cependant, cinq des sujets n’ont connu aucune augmentation de la stéréoacuité (figure 3). Ceci peut être attribuable à la présence de strabismus à petit angle indétectable dans un essai de couverture. Lire inféré que, puisque les images des yeux gauche et droit doivent être situés dans la zone de panum de la fusion, la stéréoacuité normale devrait nécessiter un alignement dans 0.6 diopters prisme28. La zone fusionnelle de Panum est de 5 à 20 min d’arc (0,1-0,6 diopter prisme dans la fovea), et il se peut que l’alignement dans cette fenêtre soit nécessaire pour soutenir l’acuité stéréoscopique de haute qualité29. Une étude menée par Holmes et coll. a montré qu’un test de couverture n’a pas permis de détecter les écarts inférieurs à 3 diopters prismes; par conséquent, la présence du strabismus indétectable pourrait compromettre la capacité d’un patient d’acquérir la stéréoacuité fine24.
La gamification a été utilisée pour améliorer la motivation et la conformité des patients. En outre, le programme stocke les données dans le nuage après chaque session, ce qui permet au praticien de suivre l’activité d’un patient à distance sur une base quotidienne. Grâce à cette fonctionnalité, les résultats de conformité sont excellents (88,36 %) et comparables à ceux enregistrés dans deux études antérieures, dans lesquelles les sujets amblyopic ont reçu le traitement de stimulation dichoptic utilisant un iPad à la maison10,11. Ils sont également beaucoup mieux que les résultats rapportés d’une étude PEDIG dans des conditions similaires, dans lequel seulement 22,5% de l’échantillon a réussi à compléter plus de 75% du traitement prescrit13. La conformité démontrée ici dépasse également celle rapportée par les études qui ont évalué l’efficacité du traitement d’occlusion dans l’amblyopie (conformité de 70% quand 6 h d’occlusion sont prescrits, et 50% quand 12 h sont prescrits)30. Une application Web présente l’avantage supplémentaire que les parents ne sont pas tenus de tenir un registre de la conformité de leur enfant13. Le seul devoir de l’optométriste est d’accéder au serveur et de vérifier les données recueillies pour chaque patient à la fin de chaque session à l’aide du programme de jeu stéréoscopique informatisé.
Pendant la période de formation, les patients visitent le centre d’optométrie (visites de contrôle), ce qui permet à l’optométriste de souligner l’importance de la distance utilisateur-à-écran. Les optométristes ont également établi la catégorie de stimulation (pauvre, grossière, modérée-fine) au cours de ces visites de check-up. Les théories de l’apprentissage perceptuel prédisent que les améliorations sont moins probables si le patient ne travaille pas à son seuil (p. ex., si le patient se rapproche de l’écran ou travaille dans une catégorie de stimulation plus facile). Ces résultats ont été corroborés dans l’étude réalisée pour valider ce protocole20. La distance utilisateur-à-écran est hors du contrôle du logiciel et est donc la responsabilité du patient ou des parents du patient.
La décision d’utiliser une approche à points aléatoires pour la conception du jeu stéréoscopique informatisé peut être critique. La stimulation par des images stéréoscopiques à points aléatoires n’est jamais sans conséquence : même les patients travaillant en dessous de leur seuil s’améliore. Dans un processus d’apprentissage perceptuel, l’exposition répétée à un stimulus aléatoire-point seul améliorera la vision binoculaire. La tâche du patient, et qui est particulièrement difficile pour des patients avec une histoire de strabisme31,est de fusionner les points aléatoires corrélés perçus par chaque oeil12 sans suppression. Cela améliore leur capacité à distinguer les points corrélés (signal) de ceux qui ne peuvent pas être fusionnés (bruit). La formation de ce type peut avoir amélioré la réponse de détecteur de disparité, étant donné que l’apprentissage perceptuel aurait amélioré la réponse fusionnelle et amélioré la capacité du patient de détacher le signal du bruit32.
L’un des risques de l’approche d’apprentissage perceptuel est la sélectivité. Cette méthode a démontré que la formation au stéréogramme à points aléatoires n’est pas sélective, parce que l’apprentissage est transféré à la stéréoacuité latérale médiale mesurée à l’aide d’un test Wirt Circles. Une autre conclusion qui démontre l’efficacité de cette méthode de traitement est la stabilité des résultats obtenus. Différentes études ont examiné si les améliorations réalisées chez les sujets atteints d’amblyopie à la suite de la formation d’apprentissage perceptuel sont stables16,17,19,33. Ce modèle a démontré la stabilité des améliorations mesurées avec un test de stéréoacuity aléatoire lors d’une visite de suivi de 6 mois.
Plusieurs limitations ont été détectées. La conception du logiciel nécessite que la catégorie de stimulation soit réglée manuellement, alors que ce processus devrait idéalement être automatique en fonction de l’évolution du patient. L’état de niveau de passage mis en œuvre pourrait être amélioré en considérant la possibilité de déplacer le patient de nouveau à un arrangement grossier de stéréoacuity si le patient ne passe pas un niveau à plusieurs occasions consécutives. Dans tous les cas, une procédure d’escalier est écartée, parce que l’un des objectifs de la gamification est d’améliorer la motivation du patient grâce à la mécanique du jeu. Le patient devrait éprouver la sensation de progrès et de succès, indépendamment du fait que leur état clinique s’améliore ou se détériore. Ceci est réalisé en dissimulant des essais plus faciles dans le flux de jeu (mais pas avec une procédure d’escalier standard, dont le but est de déterminer rapidement et avec précision la limite de seuil, à laquelle la performance est de 50%). Une autre amélioration consiste à surveiller automatiquement la distance du patient par rapport à l’écran. Cependant, nous ne sommes pas au courant d’une solution qui n’implique pas l’utilisation de matériel spécial, mais il peut être utile de tester personnalisé webcam frontale logiciel.
D’autres limitations sont dues à la conception de l’étude et comprennent ce qui suit: (1) la majorité des sujets avaient des antécédents de strabisme (l’échantillon de sujets ayant une histoire d’amblyopie anisometropique était trop petit); (2) la tranche d’âge était limitée à 7-14 ans; et (3) la plage de stéréoacuity se situe entre 800″-200″. Dans de futures études, il serait intéressant de vérifier l’effet thérapeutique sur l’amblyopie anisometropique et la stéréoacuity plus grossière et chez les sujets plus âgés.
The authors have nothing to disclose.
Les auteurs tiennent à reconnaître la clinique de thérapie visuelle VISUALIA, qui a partiellement soutenu le développement du test informatisé, en accord avec l’Université d’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 |