안구 운동 장애 진단 도구로서의 시선추적-안진 증에 대해 살펴보기

멜버른 대학교 검안 및 시과학과에서 진행된 이 연구는 안구 운동 장애, 특히 안진 증과 시선추적을 진단 도구로 사용할 수 있는 가능성에 초점을 맞췄습니다.

배경

이 연구는 호주 멜버른 대학교의 검안 및 시과학과에서 래리 아벨 박사와 그의 연구팀이 수행했습니다. 이 연구는 안구 운동 장애, 특히 안진 증과 시선추적을 진단 도구로 사용할 수 있는 가능성에 초점을 맞췄습니다.

수년 동안 '부업'으로 임상 테스트를 해온 이 연구소는 토비 아이 트래커를 사용하여 이를 위한 시험 및 테스트를 진행했습니다. 성공적인 결과는 고품질 안진 평가 및 기타 안구 운동 테스트를 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 이를 교육 클리닉의 임상의에게 제공할 수 있다는 것을 의미합니다. 또한 검안과 임상 활동의 새롭고 정기적인 일부가 되고, 수련 검안사들이 시선추적을 표준적이고 정상적인 임상 도구로 인식하는 데 한 걸음 더 가까워지는 것을 의미할 것입니다.

목표

이 시험 연구의 목적은 안진 및 기타 장애를 평가할 수 있는 임상 시설을 개발하는 것이 가능한지 알아보는 것으로, 결국 전문성이 떨어지는 임상의가 운영할 수 있는 임상 시설을 개발하는 것이 목표였습니다. 주요 초점은 안진 식별 및 특성화에 있지만, 향후 연구에서는 이상적으로는 다음과 같은 평가 능력도 다룰 예정입니다. 간헐적이고 부드러운 추구 안구 운동 보다 정량적으로 평가하는 능력도 포함할 예정입니다.

첫 번째 목표는 임상의가 검사를 수행하고 그 결과를 이 연구의 저자와 같은 전문가가 평가할 수 있도록 하는 것입니다. 장기적인 목표는 더 다양한 배경의 사용자가 이용할 수 있는 보다 자동화된 검사 수단을 개발하는 것입니다.

적절한 안진 평가와 안진의 정량적 평가를 위해서는 좋은 안구 운동 기록이 필수적이므로, 이 연구에서 사용된 방법과 이 연구에서 시선추적은 중심적인 역할을 합니다.

방법

실험실에서 실험하는 동안 크게 두 가지를 비교했습니다.
토비 아이 트래커 와 구형 마이크로가이드 1000 림버스 트래커를 비교했습니다. 이는 1960년대부터 사용되어 온 고전적인 아날로그 기술로, 광전자 장치를 사용하여 홍채 가장자리의 수평 움직임을 감지하는 방식입니다. 토비의 아이 트래커와 SR 리서치의 아이링크 II도 비교했습니다. 이 실험실에서는 SMI 고속 HED 시스템도 사용하지만, 단안이라는 특성을 고려할 때 이러한 종류의 평가에는 사용하지 않습니다. 안구 운동 기록에 앞서 항상 임상 검사와 병력 조사가 선행되며, 그 결과가 기록 세션의 지침이 되는 경우가 많습니다. 그런 다음 시선추적을 사용하여 초기 임상 인상을 확인, 보강 또는 반박합니다.

시선추적 검사는 환자가 시야의 수평 및 수직에 걸쳐 다양한 목표 위치를 고정하는 방식으로 이루어집니다. 나타나는 파형을 식별하고 선천성(선천성인 경우 특정 파형) 또는 후천성 안진으로 분류합니다. 필요한 경우 안정 주시 기간(있는 경우)의 정량화가 수행됩니다. 이러한 안위 기간은 환자의 잠재적 시력을 결정하는 핵심 요소가 될 수 있으며, 시간적 및 공간적 해상도가 모두 좋은 안구 운동 기록으로만 관찰할 수 있습니다.

이러한 종류의 테스트를 위한 현재 실험실 관행은 현재 사용되는 토비 아이 트래커에서 데이터를 내보내거나 마이크로가이드 림버스 트래커에서 데이터를 디지털화하여 Matlab에 입력하여 표시 및 정량화하는 것입니다. Pro TX300 아이 트래커용 SDK의 새로운 Matlab 인터페이스는 아직 개발 중이었으며 시험 당시에는 사용할 수 없었기 때문에 이 연구를 위해 특정 Matlab 루틴을 개발하지 않았습니다. 대신 원시 데이터를 사용하고 기존 Matlab 루틴에서 처리하여 관련 파형을 얻었습니다.

시선추적—임상 진단을 위한 잠재력이 높은 도구

시험 기간 동안 몇 가지 흥미로운 결과가 나왔습니다:

임상 증상이 모호한 경우 시선추적 기록만으로 선천성 안진과 후천성 안진을 구별할 수 있습니다. 또한 선천성 안진과 잠복성/발현성 안진을 구분할 수 있습니다—이러한 관련 질환은 다르게 관리됩니다. 파형 정량화는 최상의 시각적 결과를 예측하는 데에도 사용할 수 있습니다. 안진 외에도 안진성 평가는 다발성 경화증의 흔한 징후인 경미한 핵내 안과 마비를 식별하고 중증 근무력증을 식별하는 데 사용될 수 있습니다.

어떤 경우에는 토비 아이 트래커가 다른 방법으로는 얻기 어려웠던 진단 파형 정보를 제공하기도 했습니다. 또한, 토비 프로 TX300의 진정한 잠재적 장점은 토비 프로 스튜디오의 사용 편의성으로, 의료진이 평가를 수행하도록 교육한 다음 필요할 때 전문가가 평가를 수행할 수 있다는 점입니다.

위 그림에서 선형 또는 감소하는 속도의 느린 위상 성분을 가진 수평 시선 유발 안진(파란색 흔적)을 볼 수 있습니다. 환자가 측면 시선(화살표)에서 중앙으로 뒤를 돌아볼 때 원위 안진이 이제 반대 방향으로 뛰고 있음을 알 수 있습니다. 이를 반동 안진이라고 하며 선천성 안진으로 보고된 적은 없습니다. 이 그림에서 또 하나 중요한 것은 (그리고 아이 트래커에서는 볼 수 없는) 수직 안구 위치 추적입니다. 이 환자의 수평 성분이 어떤 방향이든 상관없이 지속적인 하향 안진이 존재한다는 것을 알 수 있으며, 이는 대부분의 경우 눈이 대각선으로 움직였다는 것을 의미합니다. 이 환자는 선천성 안진으로 검사실에 의뢰되었지만 위의 기록은 여러 가지 면에서 양성 상태와 다르므로 추가 임상 평가와 면밀한 후속 조치가 권장되었습니다.

그러나 현재 상태에서는 안진 검사에 있어 임상적으로 중요한 몇 가지 평가가 어렵거나 불가능했습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• 양안 기록을 통한 단안 보정(즉, 한쪽 눈의 시야를 차단하면서도 그 동작을 기록할 수 있도록). 녹화가 시작되면 오클루전을 번갈아 가며 효과를 관찰할 수 있습니다. *

• 작업자가 대상 위치 및 타이밍 선택

• 눈 위치의 실시간 모니터링

• 눈 위치 데이터에 목표 위치 및 수동 마커 트리거를 추가하는 수단.

*이 연구가 수행된 이후 토비 캘리브레이션 및 검증 툴을 사용할 수 있게 되었습니다. 토비 캘리브레이션 및 검증 도구는 안진, 사시(짝눈), 약시(사팔눈) 등 안과 질환의 진단 및 눈 정렬 검사를 위해 참가자의 시선 패턴의 편차 각도를 측정하고 보고하는 응용 분야입니다. 예를 들어 참가자의 재활 치료 진행 중에 안구 움직임을 측정할 수 있습니다. 이 도구는 소프트웨어(Windows에서 실행)와 적외선을 투과하는 오클루더로 구성됩니다.

결론

현재 초기 목표는 대부분의 임상의가 작동할 수 있는 시스템을 만드는 것이지만, 결과를 평가하려면 여전히 전문가의 의견이 필요합니다. 장기적인 목표는 파형 분류를 자율적으로 수행할 수 있는 신경망 기반 전문가 시스템을 개발하고, 가능하다면 정량화까지 하는 것입니다. 이렇게 하면 전기 진단 분야의 작업과 병행할 수 있으며 이러한 테스트를 훨씬 더 널리 사용할 수 있습니다. 이를 구현하려면 전기 공학/컴퓨터 과학 배경과 신호 처리 전문 지식을 갖춘 박사 과정 학생을 채용해야 합니다.

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