【增视能脑视觉科普】重磅推荐！眼科专家与增视能团队在国际期刊联合发表关于“斜视患者短期可塑性”的研究论文

《基于虚拟现实和增强现实的斜视术后短期视知觉训练的初步研究》

★论文原题：《Preliminary Study of Short-Term Visual Perceptual TrainingBased on Virtual Reality and Augmented Reality in Postoperative Strabismic Patients》

★收录：CYBERPSYCHOLOGY , B EHAVIOR , AND S OCIAL N ETWORKING Volume 00, Number 00, 2022

★作 者：Xubo Yang, Yuchen Fan,Hang Chu, Li Yan, Brenda K. Wiederhold, Mark Wiederhold and Yongchuan Liao

★摘 要：该研究旨在探讨基于虚拟现实(VR)和增强现实(AR)平台的短期视觉知觉训练对斜视术后患者的潜在影响。我们招募了236名术后斜视患者，其中111名患者接受了基于VR的训练，125名患者接受了基于AR的训练。VR训练提高1.5 m立体视锐度和动态立体视;同时，AR训练在0.8和1.5 m的立体视敏度、动态和粗糙立体视觉方面表现出更多的改善。基于VR和AR技术的视知觉训练有望应用于斜视术后治疗，促进双眼视觉的恢复。

★关键词:短期视觉知觉训练，虚拟现实，增强现实，术后斜视，双眼视觉

★讨论：以往的研究表明，即使手术矫正成功，斜视术后患者的双眼视功能仍然异常。传统上，色觉图和立体图最常用于在宏观水平上评估双眼视觉功能，但不足以提供感觉眼平衡的定量测量。在我们的研究中，通过计算机控制的知觉检查评估系统在分视视觉条件下测量精细、粗糙和动态立体视觉以及PEP，来定量验证斜视术后患者的双眼视功能。PEP更接近生理状态，更准确，使用像素值而不是传统方法记录。

与精细立体视觉不同，粗糙系统作为一种备用机制，当双眼中的图像具有不同的亮度、模糊或呈现的差异远远超过融合极限时，就依赖于粗糙系统。动态立体视觉比静态立体视觉更复杂和高级，主要处理的是背侧通道，而静态立体视觉偏向于处理腹侧通道。因此，与传统方法相比， 我们的双眼功能测试参数可以提供额外的信息，并揭示双眼在现实世界中的感知状态。

虚拟现实呈现了一个人工的计算机生成的三维环境，用户完全沉浸在其中，可以通过多种感官渠道(视觉、听觉或触觉)进行探索和互动。与传统显示相比，三维虚拟现实显示可以为用户提供更多逼真，可以增强视觉训练的顺应性。与VR不同，AR技术可以将3D虚拟对象同时融入现实世界，还可以提供多种感官输入。除了高度沉浸感和交互性，用户还可以感知现实世界环境和数字对象的组合。

与大脑区域的电或磁刺激类似，视觉刺激会导致突触连接强度的变化，这被称为视觉神经可塑性。突触连接的时间增强有助于短期可塑性(STP)，它会迅速衰减至初始状态。此外，重复的视觉训练带来了与长期可塑性相关的长期积极变化。在我们的初步研究中，我们使用了一系列基于计算机控制的知觉检查评估系统的新方法来评估术后斜视患者的双眼功能。经过一次短期视知觉训练后，VR组的1.5 m精细立体视锐度和动态立体视均有所提高。

同时，在AR组中，包括0.8和1.5 m的精细立体视锐度以及动态和粗略立体视在内的更多参数显示出显著的改善。VR和ar的时间视觉反馈证实了斜视术后患者双眼视功能的STP，可以预测AR和VR的最终训练效果，为斜视手术后恢复双眼视功能提供了一种可能的替代方法。

AR可能比VR改善更多的双目视觉参数，这可能是增加真实世界视觉任务的结果，这将在我们未来的研究中得到进一步验证。鲍和恩格尔认为，受试者可以在真实世界和实验室世界相结合的环境。因此，这种训练可以克服传统知觉训练的局限性。

弱视和斜视都是研究神经可塑性的良好模型。随着虚拟现实技术的发展，人们已经尝试通过玩交互式电脑游戏或观看3D视频来治疗近视，这些治疗方法显示了视力的各种改善。与基于虚拟现实治疗的研究相比，基于增强现实治疗的研究很少。2018年，鲍等人研究了眼优势可塑性，并通过ar技术治疗了弱视患者。他们发现基于AR的治疗最重要的优势是它最终可以被弱视患者在家使用。这一优势也改善了患者的眼间平衡。

对于斜视，传统的视觉疗法效果不佳，依从性差。将一种基于智能虚拟现实平台的新训练方法应用于腹直肌治疗。在间歇性外斜视患者中，通过VR训练，错位减少，立体视觉改善。在我们之前的研究中，VR技术也用于恢复术后间歇性外斜视患者的双眼功能。

在这项初步研究中，我们探索了AR和VR训练改善术后斜视患者双眼视觉的可能性，并通过短期知觉训练提供了一种潜在的视觉治疗替代选择。知觉训练可以降低视觉处理通道的压力/噪声，放大斜视眼的视觉信号，增强中枢控制，从而消除视觉处理通道中的障碍，修复双眼功能的缺陷除了治疗弱视和斜视，VR和AR还应用于视觉领域的其他方面，如低视力，青光眼，诊断斜视，和检测双眼不平衡。

虽然VR或AR的长期知觉训练可以改善间歇性外斜视或术后间歇性外斜视的PEP，但在本研究中，基于VR或AR的短期训练对术后斜视患者的PEP没有影响。这似乎表明，更多的时间和重复训练可能会增强突触强度，从而提高PEP。

总之，虽然斜视手术后两只眼睛达到了临床上的正常排列，但是双眼视觉还没有完全恢复。基于VR和AR技术的视觉感知训练有望应用于斜视术后治疗，促进双眼视觉的恢复，从而提高生活质量。短期训练可能预测长期知觉学习的效果，这将在我们未来的研究中得到进一步验证。