糖尿病视网膜病变的辅助技术与模拟暗点

《Array》:Simulated Scotoma with Assistive Technology for Diabetic Retinopathy

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月11日 来源:Array 5.3

编辑推荐:

  本研究呈现了一篇文献综述以及在暗点(Scotoma)盲点辅助技术方面的新贡献。该综述涵盖了以下方面的近期进展:(i)盲点模拟,(ii)盲点下的搜索任务,(iii)人工盲点下的阅读,(iv)使用虚拟现实头戴设备模拟盲点,(v)盲点的辅助技术,以及(vi)涉及暗点

  
本研究呈现了一篇文献综述以及在暗点(Scotoma)盲点辅助技术方面的新贡献。该综述涵盖了以下方面的近期进展:(i)盲点模拟,(ii)盲点下的搜索任务,(iii)人工盲点下的阅读,(iv)使用虚拟现实头戴设备模拟盲点,(v)盲点的辅助技术,以及(vi)涉及暗点(Scotoma)和盲点的其他研究。研究人员还展示了一种新型定制的计算机模拟,用于模拟由糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy, DR)引起的暗点(Scotoma)。这些暗点模拟被用于研究暗点(Scotoma)对阅读及日常生活活动(Activities of Daily Living, ADL)的影响。研究人员开发了一种辅助技术解决方案,并将其集成到模拟模型中,该模型将受暗点(Scotoma)影响的视网膜区域内的视觉重新映射到周边视野中健康的视网膜部分。评估表明,这种将中央视觉辅助重映射到周边视觉的方法,对于受中央暗点(Central Scotoma)影响的人群来说,可能是一种有前景的辅助技术。
**研究背景及意义**
糖尿病视网膜病变(Diabetic Retinopathy, DR)是导致视力丧失的主要原因之一,其中中央暗点(Central Scotoma)表现为视野中心区域的盲点,严重影响患者的阅读、驾驶及日常生活活动(Activities of Daily Living, ADL)。现有模拟暗点的方法存在边界过于清晰、动态变化不真实等问题,且针对暗点的辅助技术(如视觉重映射)仍处于探索阶段。为此,研究人员开展了一项融合文献综述与新型模拟技术的研究,旨在构建更真实的暗点模拟模型,并评估通过视觉重映射(Remapping)将中央视觉信息转移至周边视野的辅助技术效果。该研究发表在《Array》。

**主要技术方法**
研究人员采用以下关键技术方法:
1. **文献综述**:依据PRISMA指南,通过PubMed、Google Scholar和IEEE Xplore检索相关文献,系统梳理了模拟暗点、搜索任务、阅读任务、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)头戴设备应用以及辅助技术等方面的研究进展。
2. **基于OpenCV的眼动追踪模拟**:开发定制算法,利用计算机摄像头追踪用户眼动,并引入50ms延迟和渐进浮动运动,以模拟棉絮斑(Cotton Wool Spots)等真实暗点的缓慢动态行为。
3. **视觉重映射算法**:设计了两种重映射方法——方形重映射(Square Remapping)和环形扭曲重映射(Circular Warp Remapping),将中央视野50像素内的图像数据转移至周围50-100像素的环形区域。
4. **定量评估**:招募3名健康志愿者,在5种模拟视觉条件(健康视觉、模拟棉絮斑、模拟中央视力丧失、方形重映射辅助、环形扭曲重映射辅助)下,记录阅读时间以评估辅助技术效果。定性反馈来自大学及英国国家医疗服务体系(NHS)的眼科医生。

**研究结果**

- **定性反馈(Qualitative feedback from ophthalmologists)**:眼科医生通过现场演示给出了结构化反馈,认为系统对糖尿病视网膜病变患者具有潜在用途,同时建议:(1)降低眼动追踪延迟以实现精确实时追踪;(2)将系统从静态阅读任务扩展到真实世界日常移动和避障;(3)使用轻量级头戴显示器(Head-Mounted Display, HMD)减少疲劳;(4)设计适合不同年龄和背景人群的设备。

- **定量评估(Quantitative evaluation of developed visual remapping assistive technology)**:在5种视觉条件下测量阅读时间(秒)的均值(标准差):健康视觉33.1(5.9),模拟棉絮斑39.4(7.2),模拟中央视力丧失55.3(5.3),方形重映射辅助43.3(6.7),环形扭曲重映射辅助43.7(5.5)。结果显示,两种辅助技术均显著降低了因中央视力丧失导致的阅读时间延长,其中方形重映射效果略优,可能因其不扭曲文本,但将信息移至更远周边视野可能带来劣势。

**结论与讨论**
研究人员总结指出,本研究回顾了当前模拟暗点的研究模型,并识别出一些不足与不准确性。未来模拟暗点研究应通过匹配暗点外观与患者反馈来提高逼真度——真实暗点通常具有模糊不规则边缘、随时间变化的形状和大小,且患者常无意识边界变化;而人工模拟暗点常采用清晰边界,且优先视网膜位点(Preferred Retinal Locus, PRL)形成速度过快(真实病例需数月)。将中央视觉重映射到周边视觉的方法技术,对于受中央暗点影响的患者而言,可能是一种有前景的辅助技术,有助于改善阅读等日常生活活动。研究人员还对伦理声明和未来扩展(如结合音频映射)进行了讨论。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号