視障新知

科學家開發出治療弱視的增強現實技術

中科院之聲

撰文時間:2017/12/14
  當一隻眼睛的輸入信號較差時,大腦中來自於另一隻眼的信號就變得更加主導,該現象的一種極端情形就是弱視。弱視在人群中發病率較高,約占總人口的3%,其治療的傳統干預方法是將好眼遮蓋以強迫患者在生活中使用弱眼。
  
  中國科學院心理研究所行為科學重點實驗室鮑敏研究組聯合北京同仁眼科醫院、美國明尼蘇達大學,開發出一種利用可穿戴的增強現實(augmented-reality,AR)技術,使患者有望在日常活動中治療弱視和重塑雙眼平衡的系統。研究組稱,這套系統廣義上可以認為是一種特殊的AR技術,與常見AR技術的區別在於,它並沒有在攝像頭拍攝的畫面上疊加環境中並不存在的物體(如箭頭提示、網頁窗口),而是把原始攝像頭拍攝畫面中的某些視覺屬性經過特殊的算法改變後再呈現給佩戴者,即佩戴者看到的畫面就是經過某種改變後的真實世界。因此,該系統也被稱為更改現實系統。系統會實時呈現雙眼互補的攝像頭視頻,佩戴者在與周圍環境實時交互的同時,被迫協作使用兩隻眼觀看世界。
  
  該系統通過AR技術克服了傳統實驗室訓練的一些不足,例如該方法通過電腦程式電子化地調節真實環境的視覺輸入,使視覺適應訓練得以整合到日常生活中。這樣病人就不需要花費時間到指定研究機構去治療,也不會因為長時間觀看特定實驗刺激造成他們無法觀看現實場景而影響學習、工作和生活。研究組基於雙眼競爭任務對雙眼再平衡效果進行了測量和跟蹤。實驗結果顯示,在每日3小時,持續5天的訓練階段,雙眼不平衡的正常成年人知覺到來自強眼和弱眼的光柵時長比例逐漸接近;而在告別適應訓練後的跟蹤後測階段,兩眼知覺到的時長比例隨著時間的推移變得更加接近;此效應在適應訓練結束後的兩個月達到最大值,在四個月時仍然可以被觀測到。研究組還對18名弱視患者使用了類似的訓練流程,患者得到了1.5行(logMAR視力表)的弱視眼視力改善。在另外一組被試中,研究組對除雙眼競爭以外的6種不同視覺任務的成績受適應訓練影響進行了檢測。結果發現這種適應訓練顯著改變了離眼運動一致性、視銳度、艾賓浩斯錯覺和眼間相位整合任務的成績。
  
  該研究發現的「訓練結束後兩個月裡,被試雖然生活在正常視覺環境,眼優勢卻繼續變得更加平衡」現象是相關研究領域內的首次報導,同時也是我國科學家首次把視覺可塑性基礎研究與AR技術開發應用相結合的成果。
  
  
本文出處:中科院之聲(參考網址)
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