A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
כאן מתוארת בדיקת חדות חדשנית מבוססת תנועה המאפשרת הערכה של עיבוד ראייה מרכזי והיקפי אצל אנשים לקויי ראייה ובריאים, יחד עם משקפי מגן המגבילים את הראייה ההיקפית התואמים לפרוטוקולי MRI. שיטה זו מציעה הערכת ראייה מקיפה לליקויים תפקודיים ותפקוד לקוי של מערכת הראייה.
מדידות חדות הראייה הסטנדרטיות מסתמכות על גירויים נייחים, אותיות (תרשימי סנלן), קווים אנכיים (חדות ורנייר) או תרשימי סורגים, המעובדים על ידי אותם אזורים במערכת הראייה הרגישים ביותר לגירוי נייח, ומקבלים קלט חזותי מהחלק המרכזי של שדה הראייה. כאן מוצעת מדידת חדות המבוססת על הבחנה בין צורות פשוטות, המוגדרות על ידי תנועת הנקודות בקינמטוגרמות הנקודות האקראיות (RDK) המעובדות על ידי אזורי ראייה הרגישים לגירוי תנועה ומקבלים קלט גם משדה הראייה ההיקפי. במבחן חדות התנועה, המשתתפים מתבקשים להבחין בין מעגל ואליפסה, עם משטחים תואמים, הבנויים מ- RDKs, ומופרדים מהרקע על ידי קוהרנטיות, כיוון או מהירות של נקודות. מדידת החדות מבוססת על גילוי אליפסה, שעם כל תגובה נכונה הופכת מעגלית יותר עד שמגיעים לסף החדות. בדיקת חדות התנועה יכולה להיות מוצגת בניגודיות שלילית (נקודות שחורות על רקע לבן) או בניגודיות חיובית (נקודות לבנות על רקע שחור). הצורות המוגדרות בתנועה ממוקמות במרכז בתוך 8 מעלות חזותיות ומוקפות ברקע RDK. כדי לבחון את השפעת היקפי הראייה על חדות המדידה המרכזית, מוצע צמצום מכני של שדה הראייה ל-10 מעלות, באמצעות משקפי מגן אטומים עם חורים במיקום מרכזי. מערכת היצרות קלה וניתנת לשכפול זו מתאימה לפרוטוקולי MRI, ומאפשרת חקירות נוספות של תפקודי הקלט החזותי ההיקפי. כאן מוצעת מדידה פשוטה של צורה ותפיסת תנועה בו זמנית. בדיקה פשוטה זו מעריכה ליקויי ראייה בהתאם לקלט שדה הראייה המרכזי וההיקפי. בדיקת חדות התנועה המוצעת מקדמת את יכולתן של בדיקות סטנדרטיות לחשוף תפקודי ראייה רזרביים או אפילו מחוזקים בחולים עם מערכת ראייה פגועה, שעד כה לא אותרו.
רוב בדיקות הראייה הזמינות מכוונות לבחון את התכונות המעובדות על ידי ראייה מרכזית, תוך הסתמכות על הקלט הנובע מהרשתית המרכזית1. הרשתית המרכזית היא בעלת אוכלוסיית הפוטורצפטורים החרוטית הצפופה ביותר לחדות ראייה מקסימלית וחסרה פוטורצפטורים מסוג מוט, השולטים ברשתית ההיקפית2. נוכחותם של פוטורצפטורים צפופים משתקפת גם בצפיפות מוגברת של תאי גנגליון, מה שאומר שמספר גדול יותר של אקסונים מופנים לעצב הראייה, ובסופו של דבר, לקליפת המוח הראייתית. מחוץ לגומה המרכזית לכיוון הפריפריה, מספר המוטות עולה על הפוטורצפטור של החרוט3. עם הגופים הרחבים יותר של המוטות והפסיפס הדליל יותר של פוטורצפטורים, הרשתית ההיקפית מגיבה בעיקר לראיית לילה ומודעות לתנועה4.
מבחינה קלאסית, הוא האמין כי עיבוד חזותי, בהתאם לגירוי של החלק המרכזי של שדה הראייה, מוקדש ניתוח עדין של אובייקטים נייחים, והחלק ההיקפי שלה מתמחה בזיהוי תנועה והבאת אובייקטים לראייה המרכזית, foveal, שם הוא מנותח עוד 5,6. עם זאת, כעת יש לנו ראיות חדשות המראות כי ברמה קליפת המוח, הניתוח העדין של המסלול הנייח אינו מופרד לחלוטין מהמסלול הרגיש לתנועה 6,7,8. בדיקת תפיסת צורה ותנועה בו זמנית מתבצעת באופן קלאסי באמצעות גרגרים נעים9 ותבניות זכוכית10 וגם טבעות קונצנטריות תנועה11. המטרה שלנו היא להציג מבחן הקרוב לחיים הרגילים של אנשים עם מוגבלות ראייה, אשר יכול להפחית את התסכולים שלהם ולתת תקווה על ידי מראה להם במפורש כי תכונות מסוימות של עיבוד חזותי שלהם עדיין עשוי להישמר ואף להתחזק. מבחן חדות התנועה המוצע המבוסס על קינמטוגרמות של נקודות אקראיות (RDKs) משלב ניתוח תפיסת תנועה וצורה ובו זמנית בודק את תפקוד תפיסת התנועה והצורה. בתוך מבחן חדות התנועה, ישנן אפשרויות רבות של תכונות פסיכופיזיות לבדיקה, כגון מהירויות שונות, כיוונים וניגודים של RDKs. על ידי שינוי הפרמטרים, אנו יכולים לתפעל את עוצמת הגירוי, בין אם ספציפי עבור עיבוד מרכזי או היקפי. לדוגמה, זיהוי עצמים הנעים במהירות הוא תכונה המתוארת היטב ספציפית לעיבוד חזותי היקפי12, בעוד שעיבוד הכהים על הרקע הבהיר מעובד באופן מועדף על ידי ראייה מרכזית13. בדיקה זו בוצעה בתחילה בחולים עם ניוון רשתית של פוטורצפטורים, הממוקמים באופן ספציפי בתוך הרשתית המרכזית או ההיקפית14. רטיניטיס פיגמנטוזה (RP) מתבטאת בנזק היקפי ושוררת ב~1/5000 חולים ברחבי העולם15. מחלת סטארגרדט (STGD), עם שכיחות של ~1/10000, היא הגורם השכיח ביותר לניוון מקולרי לנוער (MD)16. נזק לקולטני האור ברשתית המרכזית, כמו בניוון מקולרי או כמו ברטיניטיס פיגמנטוזה ברשתית ההיקפית, גורם לאובדן שדה ראייה תואם. הפסדי שדה ראייה אלה משתקפים בליקויים של התכונות הספציפיות לאזורי מערכת הראייה הנתונים17. חשוב לציין, אזורי מערכת הראייה המקבלים קלט מחלקים לא מושפעים של הרשתית מושפעים גם הם. בעבר הוכח במודלים של בעלי חיים של ניוון מקולרי18 כי לאחר נזק רשתית מרכזית דו-עינית, לא רק שהחדות מחמירה, אלא שתפיסת התנועה, תכונה האופיינית לעיבוד היקפי, מתחזקת. בדיקת חדות התנועה המתוארת כאן מספקת תובנה חשובה לתכנון הליכי שיקום חזותי. לראייה מלאה של יחסי הגומלין בין חלקים מרכזיים והיקפיים של שדה הראייה יש תפקיד מכריע בהבנת האופן שבו תפקודים שאבדו עשויים להשתלט על ידי החלקים הרזרביים של מערכת הראייה, וכיצד תהליך זה יכול להיות נתמך על ידי הליכי שיקום אימון חזותי. בתוך השורה, הידע על האופן שבו ניוון רשתית אזורי משפיע על עיבוד הראייה, במיוחד מעבר לחלקיו הפגועים, עדיין אינו שלם. בדיקות אופטיות מבוססות על המדידות של תכונות הצורה הנייחת. לדוגמה, מדידות חדות הראייה מסתמכות על גירויים נייחים, או אותיות (תרשימי סנלן), תרשימי סורגים או תרשימי חדות ורנייר.
לצורך הרחבת התובנה לגבי הדינמיקה בין ראייה מרכזית והיקפית בעיניים בריאות ובעיניים לקויות עם תפקודי ראייה מרכזיים/היקפיים, הוכנס מבחן חדות מבוסס תנועה המודד את הצורה ואת תפיסת התנועה בו זמנית. בדיקת חדות התנועה מבוססת על זיהוי צורות במיקום מרכזי בניגודיות שלילית או חיובית (נקודות כהות או בהירות), אליפסה ועיגול עם משטחים תואמים, הבנויים מקינמטוגרמות של נקודות אקראיות (RDK) ומופרדים מאותו רקע RDK על ידי מהירות, קוהרנטיות או כיוון. חדות נמדדת כהבדל המינימלי הנתפס בין ממדי המעגל והאליפסה, והתוצאות ניתנות בדרגות חזותיות שבהן הנבדק עוצר לתפוס את ההבדל. בנוסף, כדי לבדוק אם ניגודיות הזוהר משפיעה על חדות התנועה הנמדדת, ניתן להציג גירויים בשלילי (נקודות שחורות על רקע לבן) או בניגודיות חיובית (נקודות לבנות על רקע שחור). כל המידע הזמין על עיבוד ניגודיות חיובית (סוג ON) וניגודיות שלילית (סוג OFF) במערכת הראייה מגיע מגירוי נייח של שדה הראייה המרכזי19,20. אבל האופן שבו עיבוד היקפי של אותות תנועה תלוי בניגודיות נותר די לא ידוע14,21. נקבע רק כי רגישות למהירויות גבוהות היא ספציפית לעיבוד היקפי, בעוד שעיבוד תנועה מרכזי עוסק במהירויות איטיות בתדרים מרחביים גבוהים יותר המוצגים בניגודיות חיובית (סוג ON)12. גרסאות הניגודיות החיוביות והשליליות של גירויי חדות התנועה, כמו גם היכולת לשנות את מהירות הנקודות, כמו גם את הקוהרנטיות או הכיוון, חיוניים לתיאור מפורט יותר של שדה הראייה המלא. בנוסף, מוצע צמצום מכני של שדה הראייה ל-10 מעלות מרכזיות באמצעות משקפי מגן עם עדשות שהוחלפו בעדשות אטומות עם חורים במיקום מרכזי. מערכת היצרות קלה לשכפול זו, המתאימה לפרוטוקולי fMRI ו-TMS, מאפשרת חקירה נוספת של תפקודי הקלט החזותי ההיקפי וכיצד פריפריות ראייה משפיעות על חדות המדידה המרכזית. מערכת דומה אומתה לראשונה במחקרים קודמים14, בהם נמצא כי בדיקות חדות תנועה בניגודיות שלילית ובתנועה מהירה, המפעילות בחוזקה את היקפי הראייה, הן הקשות ביותר עבור כל המשתתפים. עבור חולים עם מחלת סטארגארדט, הם היו בלתי ניתנים לניהול. חשוב לציין, הנחתה של גירוי היקפי חזותי, על ידי הפחתת המהירות של RDKs, משפרת את ספי החדות בכל הנבדקים. לסיכום, אנו מציעים את המשימה עם מדידת חדות תנועה המבוססת על הבחנה פשוטה בצורה. לכן, התוצאות פשוטות וקלות להבנה גם עבור המטופלים והמטפלים שלהם. מבחן חדות התנועה המוצג כאן מיועד גם למשתמשים מחוץ לאקדמיה. קל להסביר את המשימה למגוון רחב של גילאים וקבוצות מטופלים.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל ההליכים בוצעו בהתאם להנחיות ולתקנות הרלוונטיות ואושרו על ידי הוועדה האתית, WUM (KB/157/2017). הסכמה בכתב התקבלה מכל המשתתפים, כדי להבטיח שהם מבינים את המטרה הכללית של הניסוי וכי הם מבינים את הכללת הנתונים שלהם למטרות ניתוח סטטיסטי. כל הגירויים החזותיים המוצגים נוצרים באמצעות יישום שולחן עבודה מבוסס Java (Viscacha2) שנוצר לצורך ניסויים אלה.
1. הגדרה
2. קביעת רמת הקושי הראשונית של הבחינה
איור 1: שינוי במפלס גרם המדרגות במהלך ניסוי Shape_Brt (ניסויים עוקבים). העלילה האדומה מתארת את מפלס המדרגות, המתורגם ליחס הממדים של האליפסה S. לאחר שהתרחשו 4 היפוכים (פסים כחולים), נקבע סף הזיהוי של הנושא והמשימה הושלמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
3. הליך גירויים
הערה: בסך הכל ייערכו 10 ניסויים: 5 עם נקודות לבנות על רקע שחור ו -5 עם נקודות שחורות על רקע לבן.
4. משקפי מגן המגבילים את הראייה
איור 2: משקפי היצרות (Narrowing Goggles). החורים המרכזיים הם בקוטר של 1.4 מ"מ. היו לנו 14 זוגות משקפי מגן עם מרחקים בין חורים של 58 מ"מ עד 72 מ"מ. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של איור זה.
5. הגדרה מחדש
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
משימת חדות התנועה מייצרת, עבור כל משתתף, קובץ תוצאות אחד עבור כל הליך גירוי. קובץ יומן לדוגמה עבור משתתף בבחינה נכלל במאגר בתוך תיקיית המסמך. משורה 1 לשורה 31, מדווחות הגדרות שונות, כגון שם המטופל והגדרות התצורה. בלוק המשימה מתחיל משורה 34 ומדווח על מידע חשוב הדרוש לניתוח נוסף: זמן אירוע, סוג אי...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כאן מתוארת שיטה חדשנית למדידת חדות תנועה חזותית באמצעות מערכת גירויים המבוססת על קינמטוגרמות נקודה אקראיות. התוצאה ניתנת כהבדל נתפס מינימלי בין עיגול לאליפסה, והיא מאפשרת לראות מתי הסובייקט הפסיק להבחין בין צורות. ככל שההבדל שהושג קטן יותר, כך החדות טובה יותר: זה אומר שהנבדק עדיין יכול לז...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
למחברים אין מה לחשוף.
הפרוטוקול נערך במעבדה לדימות המוח במכון ננקי לביולוגיה ניסויית, ורשה, פולין ונתמך על ידי מענק 2018/29/B/NZ4/02435 מהמרכז הלאומי למדע (פולין) שהוענק לק.ב. וג'.ס.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chinrest | custom-made | ||
Computer | Windows 10 or higher | ||
Display | 1920 × 1080, 31 inches | ||
EyeLink 1000 Plus | SR Research | desktop mount | |
USB Keyboard | |||
USB mouse |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
This corrects the article 10.3791/66272
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved