EYE TRACKING IN OPHTHALMOLOG



Cite item

Full Text

Abstract

Objective. To develop a new method of investigating visual acuity based on preferential looking using eye tracker. Materials and methods. We investigate data of 75 participants (150 eyes) with visual acuity from 0.01 to 0.1 and from 0.2 to 1.0. The study was done monocularly. While using the developed preferential looking method Landolt rings changing the size and position of gap were shown on monitor screen as a stimulating object. Infrared oculography system documents objectively and reproducibly whether or not stimulus is seen by participant. Then we compare the results of visual acuity obtained using developed method with data received with wall chart. Results of the study. The results obtained with preferential looking method were compared with subjective measurements of visual acuity and significant correlation of values was obtained. Conclusion. The high diagnostic value of developed method in clinical and expert practice was proved in visual acuity measurements above 0,2. Visual acuity measurement based on preferential looking can be used in clinical and expert ophthalmological practice as an additional control method (4 figs, bibliography: 15 refs).

Full Text

ВВЕДЕНИЕ Метод предпочтительного разглядывания, известный за рубежом как «preferential looking», предложен R. L. Fantz для исследования остроты зрения у детей и основан на предпочтении ребенка рассматривать какое-либо изображение, а не однородный серый фон [1, 2]. Для реализации метода испытуемого помещали в камеру, в левом и правом окошках которой ему попеременно предъявляли стимулы в виде решетки с различными показателями пространственной частоты. При этом через маленькое, незаметное для испытуемого отверстие исследователь наблюдал за положением глаз ребенка, после чего записывал количество и время фиксаций. Исследования остроты зрения, основанные на предпочтительном разглядывании и имеющие различные модификации, сегодня широко используются в педиатрии [3-9]. Кроме того, метод нашел применение в диагностике взрослых пациентов с когнитивными нарушениями, например перенесших инсульт, или страдающих слабоумием [10-12]. Основным недостатком метода является субъективная регистрация положения глаз испытуемого посредством визуального контроля, что делает его довольно трудоемкими. Современное развитие компьютерных технологий и применение систем видеофиксации взора позволили демонстрировать движущиеся стимулы на экране монитора компьютера, а минимальное изменение положения глаз достаточно точно регистрировать с помощью инфракрасных видеоокулографов (айтрекеров) [13-15]. ЦЕЛЬ С помощью инфракрасной видеоокулографии разработать новый объективный метод исследования остроты зрения на основе предпочтительного разглядывания и оценить его диагностические возможности в клинической офтальмологической практике. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ В исследованиях приняли участие 75 человек (150 глаз). Они были разделены на две группы в зависимости от остроты зрения, выявленной субъективно с помощью специально разработанной таблицы, которую демонстрировали с расстояния 1,5 м. В качестве тест-объекта использовали кольцо Ландольта. В первую группу вошли 36 человек (63 глаза) с остротой зрения от 0,01 до 0,1, во вторую - 48 человек (87 глаз) с остротой зрения от 0,2 до 1,0. Для реализации разработанных методов нами был использован инфракрасный видеоокулограф SMI (Германия) (рис. 1). Испытуемого располагали таким образом, чтобы расстояние от его глаз до монитора составляло 1,5 м. Исследования проводили отдельно для каждого глаза. В качестве тест-объектов были использованы стимулы в виде колец Ландольта, рассчитанные для исследования остроты зрения от 0,01 до 1,0. Оптотипы предъявляли в виде пар, имеющих одинаковый размер и расположенных справа и слева от центра монитора, при этом ориентация разрыва в одном кольце оставалась неизменной, а во втором менялась в случайном порядке с частотой 2 Гц в четырех направлениях. Время предъявления каждой пары оптотипов, соответствующих определенной остроте зрения, составляло 40 с, а положения статического и «подвижного» колец менялись каждые 10 с в случайном порядке. Для количественной оценки смещения внимания разработанная нами компьютерная программа вычисляла коэффициент смещения фиксации (K). По результатам исследования за объективную остроту зрения принимали минимальную ее величину с положительным значением K, после чего сравнивали с показателями, полученными субъективным методом при предъявлении тестовой таблицы. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты исследований, приведенные на рис. 2 и 3, указывают на то, что в обеих группах прослеживается отчетливая зависимость между объективными и субъективными показателями остроты зрения, характеристикой которой является построенная на графиках линия тренда. Статистический анализ показал наличие сильной положительной корреляционной связи в первой и во второй группах между показателями субъективной визометрии и результатами, полученными с помощью разработанного нами объективного метода предпочтительного разглядывания (рис. 4). Проанализировав результаты исследования в первой группе, мы обнаружили, что средний показатель остроты зрения, полученный при использовании метода предпочтительного разглядывания, был на 0,13 ниже среднего значения субъективной остроты зрения, при этом различия были статистически значимы (p < 0,05). Во второй группе различия были статистически недостоверными (p > 0,05), то есть практически острота зрения, определенная с помощью объективного метода, полностью соответствовала в большинстве наблюдений субъективным показателям. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Объективное исследование остроты зрения методом предпочтительного разглядывания с применением инфракрасной видеоокулографии может быть применено в экспертной врачебной практике в качестве дополнительного контрольного метода визометрии в диапазоне остроты зрения от 0,01 до 1,0 и является более информативным в диапазоне от 0,2 и выше.
×

About the authors

A A Koval’skaya

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

S A Koskin

S. M. Kirov Military Medical Academy of the Russian Defense Ministry

Saint Petersburg, Russia

References

  1. Fantz R. L. Maturation of pattern vision in infants during the first six months. Journal of Comparative and Physiological Psychology. 1962; 55: 907-17.
  2. Fantz R. L. Pattern vision in newborn infants. Science. 1963; 140 (3564): 296-7.
  3. Atkinson J. «Preferential looking» for monocular and binocular acuity testing of infants. British Journal of Ophthalmology. 1982; 66 (4): 264-8.
  4. Cavallini A. Visual acuity in the first two years of life in healthy term newborns: an experience with the teller acuity cards. Functional neurology. 2002; 17 (2): 87-92.
  5. Dobson V. Behavioral tests of visual acuity in infants. International Ophthalmology Clinics. 1980; 20 (1): 233-50.
  6. Dobson V. Teller Acuity Card norms with and without use of a testing stage. Journal of AAPOS. 2006; 10 (6): 547-51.
  7. Drover J. R. The Teller Acuity Cards are effective in detecting amblyopia. Optometry & Vision Science. 2009; 86 (6): 755-9.
  8. Lim M. Development of visual acuity in children with cerebral visual impairment. Archives of Ophthalmology. 2005; 123 (9): 1215-20.
  9. Mash С. Interobserver agreement for measurement of grating acuity and interocular acuity differences with the Teller acuity card procedure. Vision Research. 1995; 35 (2): 303-12.
  10. Becker R. H. Preliminary report: examination of young children with Lea symbols. Strabismus. 2000; 8 (3): 209-13.
  11. Friedman D. S. Grating visual acuity using the preferential-looking method in elderly nursing home residents. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2002; 43 (8): 2572-8.
  12. Marx M. S. Visual acuity estimates in noncommunicative elderly persons. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 1990; 31 (3): 593-6.
  13. Breyer A. A new objective visual acuity test: an automated preferential looking. Klinische Monatsblätter für Augenheilkunde. 2003; 220 (3): 93-5.
  14. Sturm V. Objective estimation of visual acuity with preferential looking. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2011; 52 (2): 708-13.
  15. Ковальская А. А., Коскин С. А., Бойко Э. В., Шелепин Ю. Е. Объективное исследование остроты зрения на основе регистрации оптокинетического нистагма с помощью инфракрасной видеоокулографии в целях врачебной экспертизы. Современная оптометрия. 2013; 3 (63): 27-33.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2019 Koval’skaya A.A., Koskin S.A.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 77760 от 10.02.2020.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies