虚拟现实技术对弱视儿童视功能的影响

梁彩红 欧春蓓 邱悦 刘淑芳 李连改 朱灵

弱视是指临床常见空间视觉发育混乱且经光学矫正后远视力仍≤0.8的发育性儿童眼部疾病，常伴屈光参差、斜视或高度屈光不正，严重者甚至引发单眼失明[1-2]。流行病学调查显示[3-4]，该病国外平均患病率为2.0%～2.5%,我国弱视儿童高达1000多万，患病率约为2.90%～4.32%,多发于3～5岁处于视觉发育关键期的人群。弱视患儿日常生活、学习等均会受一定影响，造成心理负面情绪[5]。目前，常用治疗方法包括遮盖疗法、抑制疗法、屈光治疗、药物治疗、手术治疗、知觉学习及针刺疗法等，但上述方法多针对单眼训练、患儿依从性低，一定程度损伤深度知觉[6-7]。有文献报道[8]，虚拟现实设备通过分离摄入左右眼观看内容，具有较好立体感、沉浸感效果，有望为弱视治疗提供新方式，因此，本研究旨在探讨虚拟现实技术在弱视儿童视功能检查与治疗中的临床效果，以期为临床弱视儿童视功能治疗提供有效支持,现报告如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取医院2019年5月—2020年3月收治的100例弱视患儿（200眼）为研究对象，纳入条件：在医院小儿眼科门诊行眼部及眼底检查且经专业医师确诊为两眼均为弱视患儿，且符合中华眼科学会制定的弱视斜视诊断标准[9]；矫正远视力≤0.8；年龄4～8岁；患儿与家属自愿参与本次调查。排除条件：合并系统性疾病或近期服用药物者；无精神或认知疾病、躯体疾病或屈光不正、弱视等状况；存在眼部器质性病变者； 资料不齐全或因各种原因中途退出研究者。按照基础资料组间均衡可比的原则分为对照组和观察组，各组50例（100眼）。对照组男27例，女23例；年龄4～8 岁；弱视程度：轻度17眼，中度18眼，重度15眼；弱视类型：屈光不正性弱视22例，斜视性弱视17例，屈光参差性弱视11例。观察组男28例，女22例；年龄4～8岁；弱视程度：轻度18眼，中度19眼，重度13眼；弱视类型：屈光不正性弱视24例，斜视性弱视15例，屈光参差性弱视11例。两组患儿一般资料比较差异无统计学意义 (P＞0.05)，具有可比性。

1.2 检查方法

1.2.1 对照组 采取国际标准视力表进行常规远近视力检查，掌握患儿年龄、弱视程度、弱视类型等基本资料，通过一级同时视、二级融合视、三级立体视检查患儿眼底、眼位、眼屈光间质、眼前节、眼球运动等，排除眼部器质性病变。检查医疗器械：日本Topcon公司SP-1型同视机[10]。根据上述三级视功能检查结果，拟定合理治疗措施：结合眼位配戴矫正眼镜以矫正屈光不正；结合弱视度，采取传统遮盖法针对性调节遮盖比例治疗；斜视矫正手术治疗；借助光栅、红灯闪烁、海丁格尔刷等增视治疗仪治疗；必要时对弱视患儿进行穿针、插孔、拣豆子、画图、走迷宫等精细目力训练。

1.2.2 观察组 在对照组基础上实施虚拟现实技术，具体方案如下。

（1）视知觉状态的评估：①建立视知觉缺损解析探针库，利用临床已有患儿同视知觉矢量量化数据联合分析挖掘，构建模型并迭代至下一级神经网络系统。②建立两个神经网络系统，分别负责视知觉矢量输入、输出两者决策系统权重关系，和接收前一网络选择后视知觉矢量输入、输出神经可塑治疗方案。③开发系列脑认知感知任务刺激图像,利用已确诊治疗弱视患儿感受双眼间参数随图像刺激规律，建立动态实程诊断治疗平台，不断修正扩大脑认知感知觉图形库，提升疗效。④视知觉训练前后对患儿进行视知觉功能各项临床检查。⑤采购国家医疗保健器具工程技术研究中心的脑力影像双眼视觉训练系统，由家长陪伴监督下定期视知觉训练治疗，上午、下午、晚上分别治疗约15min，训练周期3min，训练采取遮盖优势眼。

（2）感知觉学习的训练方法：通过遮盖法、雾视法、弱视治疗仪的红闪、海丁光刷、后像、光栅、高低敏感治疗法训练弱视患儿最佳视力达到0.6，斜视患儿手术矫正眼位达正位。若上述训练方法后再次检查无双眼视觉患儿，则采取设计软件的知觉、融合功能、立体视觉逐级训练，并配合SJ-400型视加弱视治疗仪三级视功能训练图片逐级训练[11]。

（3）智能互动方式：①使用方式：用户注册及登录：首次使用在家长协助下填写患儿个人信息，设备离线自动保存用户数据，连接网络后可备份或上传至服务器，注册成功后可直接账号密码登录系统,每次登录可查看曾经训练具体时间与内容，未登录也可注册前进行试训练。训练内容选择：由患儿自己喜好确定场景或模式。训练过程：患儿需佩戴VR眼镜，结合无线蓝牙手柄使用，每次训练时长≤15min。数据保存与上传：结束训练后，患儿将训练数据保存或上传至服务器端，也支持本地离线保存。②虚拟现实交互训练过程。以Pac Man游戏为例，患儿训练任务：控制豆豆人在迷宫中的上、下、左、右移动，通过吃豆豆获得积分，躲避怪物以防被吃；开始训练：患儿依据自身情况选择左、右眼，佩戴VR眼镜后场景安排左边图像为优势眼所视屏幕，右边图像为懒惰眼所视屏幕，懒惰眼观看豆豆人及小怪物，优势眼观看静止豆豆，维持两眼所视屏幕迷宫地图完全一致，佩戴VR眼镜后屏幕融合，但若要吃掉豆豆需提升懒惰眼观察，并配合蓝牙手柄控制豆豆人移动、躲避固定移动轨迹中怪物实现训练任务；难度调整：记录每次训练全程时间与数据，根据患儿表现调整下次训练内容难度系数。

1.3 观察指标

1.3.1 弱视儿童评判标准 根据中国卫生部(现卫健委)发布的《儿童弱视诊断及疗效标准》指南[12]，将弱视儿童视功能分为轻、中、重3等级，其中矫正视力0.6～0.8为轻度弱视，矫正视力0.2～0.5为中度弱视，矫正视力≤0.1为重度弱视。

1.3.2 视功能疗效比较评估[13]对患儿进行散瞳验光，矫正患者屈光不正，同时三棱镜加交替遮盖法及映光法对患儿进行斜视角等常规检查；采取日本INAMI L-2510HB同视机检查患者治疗后同时视、远立体视及内外融合范围；选择多维空间感知觉训练软件检验患儿治疗前后双眼动态立体视功能情况。

1.4 统计学分析

采用SPSS21.0软件系统进行数据分析。计数资料组间构成比较采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

治疗后观察组患儿在同时视功能方面与对照组差异无统计学意义(P＞0.05)；观察组在融合功能、立体视功能、动态立体视功能方面明显优于对照组，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表1。

表1 两组患儿疗效比较

3 讨论

弱视是常见的、发病率较高的儿童视觉功能早期发育不良性眼科疾病，属于双眼对视刺激输入失去平衡结果，其表现症状为视力下降、无健全双眼单视功能[14]。调查显示[15]， 弱视若未获得及时治疗，可导致融合视功能消失、立体视功能不全甚至失明等严重影响。

徐英群等[16]借助视觉虚拟现实训练软件增视能，使弱视治疗在虚拟场景中实施，疗效显著。高雄飞等研究发现[17]，感知学习 (perceptual learning)应用于弱视功能训练，一定程度也提升视觉敏感期后患者懒惰眼视力，具备一定可塑性。鉴于此，研究采用虚拟现实 (virtual reality) 技术，结果显示，治疗后观察组患儿在同时视功能方面与对照组差异无统计学意义（P＞0.05)；观察组在融合功能、立体视功能、动态立体视功能方面明显优于对照组，表明上述治疗弱视双眼视功能借助虚拟现实技术训练，利用双眼分任务精细操作，刺激同时视、融合视和立体视觉3阶段神经感知，结合前期感知学习、设计训练模块等内容，借助游戏交互操作训练，有效提升患儿依从性，改善疗效。深入分析：由于本次研究应用了国际最新的“大脑神经知觉学习”“神经视觉娇治”“神经侧向交互”“视觉空间交互”等神经视觉治疗理论，采用感知觉学习的训练方法，在传统视力表评估患者视力水平基础上，加入对弱视儿童视知觉状态的评估，确定患者的低级视知觉(包括对比敏感度、定位敏感度、双眼视功能)、噪声下提取视觉信息能力、高级信息整合功能水平。以此作为依据分别进行针对性治疗，修复弱视儿童的视知觉功能障碍，建立正常的三维视觉信息摄取能力。在最新的“混合现实”“虚拟现实”信息技术平台开发了“儿童视觉与智能虚拟现实训练”系列项目。为弱视、阅读障碍、多动症等视功能障碍儿童疾病的治疗建立科学的三维视觉刺激模式并且在网络技术基础上，采用智能互动方式对患者进行交互跟踪治疗，建立了包括三维刺激图形数据库、三维刺激模板数据库等视功能检测和治疗系统，从而有效改善患儿双眼视功能，提升治疗效果。

综上所述，对弱视患儿视功能检查与治疗过程采用虚拟现实技术，可有效提升检查及治疗效果，改善视功能。