趙宏偉 張 宇 趙冰藝 任艷茹 郭世超 郭小華 張建華 陳 宏 羅 靈

虛擬現(xiàn)實(shí)(virtual reality,VR)技術(shù)是計(jì)算機(jī)與相關(guān)科學(xué)技術(shù)結(jié)合后生成高度近似真實(shí)環(huán)境下的數(shù)字化環(huán)境,用戶借助特殊裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用和相互影響[1]。頭戴式VR以其小型便攜成為了訓(xùn)練型平臺發(fā)展的新趨勢。已經(jīng)證實(shí)VR技術(shù)訓(xùn)練對弱視患者的多項(xiàng)視覺功能參數(shù)有良好的效果[2]。但VR對于近視眼患者視覺功能參數(shù)的影響研究目前較少。本研究采用頭戴式VR對近視眼受試者進(jìn)行了干預(yù)訓(xùn)練,現(xiàn)將其視覺功能參數(shù)變化報(bào)道如下。

對象與方法

1.研究對象:本研究為前瞻性研究,已獲得中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)特色醫(yī)學(xué)中心醫(yī)學(xué)倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)[倫理學(xué)審批號:K2020倫審第(07)號]后,招募某部隊(duì)近視眼官兵和門診近視眼患者,將最終符合條件的34例患者采用隨機(jī)數(shù)字表法分為兩組,即受試組(n=18)和對照組(n=16)。對研究對象進(jìn)行常規(guī)檢查后,于受試前、受試1次后、受試10次后檢測裸眼視力、矯正視力、動態(tài)立體視、近立體視、對比敏感度、集合值、散開值、正相對調(diào)節(jié)(positive relative accommodation,PRA)、負(fù)相對調(diào)節(jié)(negative relative accommodation,NRA)、調(diào)節(jié)靈活度、調(diào)節(jié)幅度(amplitude of accommodation,AMP);于受試前、受試10次后進(jìn)行視疲勞問卷評分和視覺作業(yè)能力答題評分。對照組和受試組除常規(guī)配戴框架眼鏡外,均未使用藥物或其他功能性治療干預(yù)措施,本研究項(xiàng)目的研究對象在研究周期內(nèi)均未發(fā)生失訪現(xiàn)象,采集數(shù)據(jù)全部用于統(tǒng)計(jì)分析。

2.納入與排除標(biāo)準(zhǔn):納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡18～45歲,性別不限;②視力:雙眼矯正視力≥0.8,且有雙眼立體視;③屈光度:-6.00D≤等效球鏡度≤+6.00D;-3.00D≤散光度≤+3.00D;④無眼科器質(zhì)性疾病,無眼手術(shù)史,無嚴(yán)重全身性疾病,如糖尿病、高血壓、惡性腫瘤、自身免疫病、艾滋病等,無精神科疾患,如精神分裂癥、情感障礙、神經(jīng)癥性障礙等,認(rèn)知能力正常,可以配合檢查且主觀愿意參加該臨床試驗(yàn)。排除標(biāo)準(zhǔn):①不能簽署知情同意書的患者;②在研究期間相關(guān)數(shù)據(jù)丟失的病例。

圖1 Vivid vision系統(tǒng)

4.遠(yuǎn)視力:采用5m國際標(biāo)準(zhǔn)視力表,以小數(shù)記錄,受試者進(jìn)行裸眼和矯正分別檢測后進(jìn)行記錄。

5.對比敏感度:采用多寶視視功能軟件技術(shù)檢測。依據(jù)說明由被測試者識別黑灰正弦波方向,系統(tǒng)自動在3、6、12、18空間頻率下自動生成對比敏感度數(shù)據(jù)和曲線。

6.動態(tài)立體視和近立體視:均采用沐目清視功能軟件技術(shù)檢測。動態(tài)立體視檢查根據(jù)3次結(jié)果,3次均通過記錄為+++,通過2次記錄為++,通過1次記錄為+。近立體視要求找出距離自己最近的圖像,數(shù)值記錄范圍為40～200s以上。

7.集合與散開:采用沐目清視功能軟件技術(shù)檢測。被檢者戴紅藍(lán)眼鏡,盯住屏幕上的圖形,直到看到1個圖形變成2個為止,點(diǎn)擊確定按鍵。同樣的方法檢查第2次,得出2個數(shù)值,第1個為散開值,第2個為集合值。

8.調(diào)節(jié)功能:NRA/PRA/AMP:采用視功能箱和鏡片箱檢測。調(diào)節(jié)靈活度(Flipper):用±2.00D的雙面鏡20/30視力E字卡,刺激目標(biāo)距離為40cm。記錄60s內(nèi)受試者看清視標(biāo)的循環(huán)次數(shù)(看清+2.00D和-2.00D為一次循環(huán))。

9.視疲勞問卷:本研究采用的視疲勞問卷由Chen等[3]為評價觀看3D電視后視疲勞狀態(tài)所設(shè)計(jì)。視疲勞問卷包含11個項(xiàng)目。每個項(xiàng)目的評價按主觀感受程度分為0、1、2、3、4、5分,分別對應(yīng)“完全沒有”、“隱約有一點(diǎn)”、“稍微有一點(diǎn)”、“有感覺”、“比較強(qiáng)烈的感覺”和“很強(qiáng)烈的感覺”。記錄每項(xiàng)得分及總和得分。

10.視覺作業(yè)能力:本研究采用王鳳嬌[4]為評價觀看三維視頻后視覺作業(yè)能力所設(shè)計(jì)的校對試驗(yàn)表。每次作業(yè)的完成時間是25s。記錄受試者答對及答錯的個數(shù),最后計(jì)算出正確率,用小數(shù)記錄。

從寢室裝飾與文化建設(shè)設(shè)計(jì)到對學(xué)生寢室的改造，這對學(xué)生寢室標(biāo)準(zhǔn)化管理工作可能會帶來一些影響。由此，工作室負(fù)責(zé)同學(xué)應(yīng)與學(xué)生處、宿舍管理人員等多方溝通，在不違反學(xué)校管理規(guī)章制度的前提下開展創(chuàng)意設(shè)計(jì)和裝飾工作。

結(jié) 果

1.基線情況:受試組和對照組在性別、年齡、等效球鏡屈光度(spherical equivalent SE)、最佳矯正視力(best corrected visual acuity,BCVA)基線數(shù)據(jù)比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表1。

表1 對照組及受試組基線情況比較

2.遠(yuǎn)視力情況:以對照組及受試組右眼視力作為統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)來源,結(jié)果顯示,受試組裸眼視力在受試前和受試1次后比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);而受試組裸眼視力在受試10次后分別與受試前和對照組比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。最佳矯正視力在組間和受試前和受試1次、受試10次后比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,詳見表2。

表2 對照組及受試組遠(yuǎn)視力情況比較

3. 動態(tài)立體視和近立體視情況:動態(tài)立體視和近立體視在對照組和受試組各對應(yīng)時間點(diǎn)上比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表3。

表3 對照組及受試組動態(tài)立體視和近立體視情況比較

4.集合與散開情況:受試組集合值在受試前和受試1次后比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);受試組集合值在受試10次后與受試前比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);受試組集合值在受試10次后與對照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);散開值在受試組和對照組之間比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),且受試組內(nèi)散開值在受試前與受試后1次、受試10次分別比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表4。

表4 對照組及受試組集合與散開情況比較

5.對比敏感度情況:對比敏感度在對照組和受試組各對應(yīng)時間點(diǎn)上比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表5。

表5 對照組及受試組對比敏感度情況比較

6.調(diào)節(jié)情況:受試1次后,對照組和受試組之間Flipper比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而NRA、PRA、AMP比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。受試10次后,對照組和受試組的NRA和Flippe比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),PRA和AMP差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,受試組在受試10次后與受試前在NRA和Flipper方面,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);而在PRA和AMP方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表6。

表6 對照組及受試組調(diào)節(jié)情況比較

7.視疲勞和視覺作業(yè)能力問卷評分:視疲勞和視覺作業(yè)能力問卷評分在對照組和受試組各對應(yīng)時間點(diǎn)上比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),詳見表7。

表7 對照組及受試組視疲勞和視覺作業(yè)能力問卷評分比較分)

討 論

VR目前不僅作為一種視功能檢測工具[5],同時在視功能異常的治療甚至青光眼視神經(jīng)損傷恢復(fù)方面均有報(bào)道[6]。本研究是通過對近視眼患者使用頭戴式VR技術(shù)的訓(xùn)練,來評價近視眼患者再進(jìn)行訓(xùn)練前后遠(yuǎn)視力、動態(tài)立體視、近立體視、集合與散開功能、對比敏感度、調(diào)節(jié)功能、視疲勞和視覺作業(yè)能力方面的臨床研究。

VR用于弱視訓(xùn)練的療效已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。因?yàn)閂R的趣味性及個性化軟件的設(shè)計(jì)可以加強(qiáng)使用者的積極性和依從性。很多研究顯示,VR可以促進(jìn)弱視患者視力、對比敏感度和立體視覺功能的改善[2,7～10]。但VR對于某些近視眼患者的視覺功能參數(shù)的影響研究很少。

在視力方面本研究結(jié)論與上述研究基本一致。本研究納入病例為近視眼患者,矯正視力均基本正常,不做進(jìn)一步分析。結(jié)果顯示,受試組裸眼視力在受試10次后較受試前有明顯提高。在調(diào)節(jié)功能方面,本研究結(jié)論顯示,在受試10次后,NRA和Flipper較受試前差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。眾所周知,調(diào)節(jié)痙攣是影響裸眼視力的重要因素。因此,本研究分析VR可能通過改善受試者的調(diào)節(jié)功能達(dá)到提高了裸眼視力和調(diào)節(jié)靈活度的目的。盡管尚沒有證據(jù)證實(shí)調(diào)節(jié)功能異常在近視發(fā)生和進(jìn)展中的具體作用,但還是認(rèn)為調(diào)節(jié)靈活度和調(diào)節(jié)穩(wěn)定性是導(dǎo)致近視的重要危險因素[11]。Yoon等[12]在一項(xiàng)研究中招募了23例志愿者,他們以兩種模式(沉浸式和非沉浸式)玩VR游戲30min。在使用VR之前和之后檢查視覺參數(shù)。使用VR 30min會增加調(diào)節(jié)近點(diǎn)(near point of accommodation NPA)、會聚近點(diǎn)(near point of convergence NPC),尤其是在使用沉浸式模式之后。此外,使用VR后,較高的外隱斜和較小的NPA與增加的調(diào)節(jié)滯后有關(guān)。Mohamed等[13]研究也認(rèn)為VR可以提高調(diào)節(jié)反應(yīng)。

本研究選取成人近視眼患者作為研究對象,盡管結(jié)論顯示VR技術(shù)訓(xùn)練可以提高近視眼患者的裸眼視力和某些調(diào)節(jié)功能,但不能說明對于近視眼患者的防控尤其兒童近視眼防控有益。

在集合與散開功能方面,Boon等[18]對于集合不足的患者進(jìn)行每周3次的治療,6周后,發(fā)現(xiàn)VR中視覺訓(xùn)練可以有效提高患者雙眼的集合程度,且與患者治療的依從性相關(guān)。也有研究顯示,VR可以改善一定程度的斜視[19]。Li等[20]通過對25例間歇性外斜視患者進(jìn)行VR治療后認(rèn)為,VR技術(shù)訓(xùn)練可以降低間歇性外斜視的斜視程度并重建立體視覺。本研究中VR技術(shù)訓(xùn)練內(nèi)容之一包括階梯融像和跳躍融像訓(xùn)練,改訓(xùn)練通過設(shè)定聚散單一方向的階梯訓(xùn)練,以及聚散兩方向的跳躍訓(xùn)練,來達(dá)到提升聚散融像能力的目的。本研究結(jié)果顯示,受試組集合功能在受試10次后較受試前明顯改善,而散開功能改善不明顯。我們認(rèn)為集合功能的改善是VR針對性訓(xùn)練的結(jié)果,進(jìn)一步提示VR對于集合不足型的外斜可能有改善作用。

在對比敏感度方面,Long等[21]研究發(fā)現(xiàn),每天2次、持續(xù)2周的VR技術(shù)訓(xùn)練并不能提高對比敏感度。本研究結(jié)果顯示,對比敏感度在對照組和受試組各對應(yīng)時間點(diǎn)上比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。但本研究發(fā)現(xiàn),受試組在進(jìn)行VR技術(shù)訓(xùn)練10次后與對照組比較,統(tǒng)計(jì)值(P=0.098)接近于臨界統(tǒng)計(jì)顯著水平。因此,本研究推測如果擴(kuò)大樣本量或者延長訓(xùn)練時間,可能會有不同的研究結(jié)論。

在視疲勞和視覺作業(yè)能力方面,Deemer等[22]對30例低視力的患者使用頭戴式VR進(jìn)行7～10天的家庭式訓(xùn)練,發(fā)現(xiàn)VR系統(tǒng)改善閱讀和視覺信息處理中的功能視覺能力。但Condino等[23]在對20例志愿者行頭戴式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(augmented reality,AR)引導(dǎo)手動任務(wù)期間測試發(fā)現(xiàn),使用AR與否并不能提高單眼或雙眼測試的能力,在視覺舒適度和工作負(fù)載的影響上,兩者無明顯差異。Hirota等[24]評估了頭戴式VR和二維訓(xùn)練在執(zhí)行視覺任務(wù)之前和之后經(jīng)歷的客觀和主觀視覺疲勞,結(jié)果顯示,兩者在視覺疲勞的客觀和主觀評價沒有顯著差異。因此,VR對于上述問題目前并沒有統(tǒng)一的結(jié)論。本研究結(jié)果顯示,視疲勞和視覺作業(yè)能力問卷評分在對照組和受試組各對應(yīng)時間點(diǎn)上比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但還是發(fā)現(xiàn)視疲勞和視覺作業(yè)能力方面,受試組在進(jìn)行VR技術(shù)訓(xùn)練10次后與對照組比較,統(tǒng)計(jì)值(P分別為0.074和0.072)均接近于臨界統(tǒng)計(jì)顯著水平。因此,本研究推測如果擴(kuò)大樣本量或者改變訓(xùn)練模式或時間可能會有不同的研究結(jié)論。

從本研究的結(jié)果來看,適當(dāng)?shù)念^戴式VR技術(shù)訓(xùn)練能夠改善近視眼患者的裸眼視力、NRA和調(diào)節(jié)靈活度。本研究分析上述指標(biāo)的改善可能與VR軟件模塊的內(nèi)涵相關(guān),本研究VR所用模塊的脫抑制方式通過雙眼分視原理,能夠更好地調(diào)整優(yōu)勢眼的遮光度和對比度,連續(xù)立體視標(biāo)和聚散靈活度訓(xùn)練,以及通過周邊部視網(wǎng)膜立體視覺的差異刺激,從而有助于改善調(diào)節(jié)功能,最終改善部分的裸眼視力和調(diào)節(jié)靈活度。但通過近視眼進(jìn)展與調(diào)節(jié)滯后的關(guān)系來看,VR技術(shù)訓(xùn)練可能對近視眼存在有益成分,但目前VR技術(shù)訓(xùn)練對近視眼影響研究尚在起步階段。

綜上所述,VR對于視功能的不同指標(biāo)問題上研究結(jié)果依然存在較大分歧[25]。有研究認(rèn)為,VR的使用會帶來諸如干眼、一過性調(diào)節(jié)性斜視等功能性眼病[26]?？赡艿脑蚍治鋈缦?一方面基于雙眼視差原理設(shè)計(jì)的VR顯示器位置恒定,存在觀看時人眼調(diào)節(jié)與集合不一致的問題,后者可能是導(dǎo)致一過性斜視的原因;另一方面,VR本身缺陷,比如光纖光線強(qiáng)度、對比度、使用時間、使用方式、使用軟件模塊等沒有標(biāo)準(zhǔn)。VR的使用存在適應(yīng)證選擇、使用時間、方法以及本身軟件模塊的問題。不同生理年齡有著不同程度的視覺功能代償能力,因此,受試者對VR的反應(yīng)不同。不同的VR使用方法可能造成不同的結(jié)果,因VR本身屬于立體視頻,連續(xù)使用較長時間和短期使用,受試者對閃爍光刺激的反應(yīng)可能存在區(qū)別。目前看來,VR硬件和軟件的共同開發(fā)、兼容應(yīng)該是VR技術(shù)在視功能康復(fù)方面深入應(yīng)用的重要途徑。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。