1. Bevezetés
Az éleslátás feltétele, hogy a tárgy pontjairól érkező fénysugarak a szembe kerülve, annak törőközegein (szaruhártya, csarnokvíz, lencse, üvegtest) áthaladva, irányukat megváltoztatva, az ideghártyán (retinán) egyesüljenek képpontokká. Ha nem megfelelő a leképezés, akkor ún.
fénytörési hibák alakulhatnak ki, vagyis a myopia (rövidlátás), a hypermetropia (távollátás) és az astigmia (a szaruhártya nem pontosan gömb felszíne vagy a felület egyenetlenségei miatt a kép egyes részei homályosan láthatóak), melyek szemüveggel, kontaktlencsével vagy egyes esetekben műtéttel javíthatóak. Binokuláris diszparitásnak nevezzük azt a fiziológiás jelenséget, hogy a két szem kissé eltérő nézőpontjából adódóan ugyanannak a tárgynak a retinális képe a két szemben enyhén eltér – ebből az eltérésből számítja ki az agy a tárgytávolságot. Minél közelebb, vagy távolabb van a tárgy a fixációs síkhoz képest, annál nagyobb a diszparitás szöge. Binokuláris parallaxis pedig azt jelenti, hogy a két szemtengely közötti szög eltéréséből fakadóan a szem minden látható pontot eltérő szögből tekint. A látott tárgyakat a két szem retinájában külön-külön keletkezett kép ellenére egynek látjuk, távolságukat, alakjukat, „mélységüket” észleljük, ez a binocularis vagy sztereolátás. A klasszikus klinikai felfogás szerint a sztereolátásnak három fokozata van (Worth 1906): 1. a szimultán percepció, vagyis hogy a jobb és bal szemet külön érő ingert egyszerre fogjuk fel, 2. a fúzió, azaz hogy a két szem retináján létrejövő képet az agy egybeolvasztja, így végül egyetlen képet látunk. Ha ez a fúzió nem jön létre maradéktalanul, kettős képek keletkeznek.
A 3. szint a térlátás, mélységlátás, ezen az utolsó fokozaton már három dimenzióban látunk, a tárgyak térbeli elhelyezkedését meg tudjuk becsülni. Ezen fokozatok szorosan összefüggnek, az első kettő sérülése esetén a harmadik is zavart szenved, esetleg teljesen hiányozni fog.
Az amblyopia legfontosabb okai a hypermetropia, az anisometropia és a kancsalság.
Kancsalság esetén a kancsalító szem nem képes ugyanarra a pontra fixálni, mint a jól fixáló szem, távolba tekintve a nézővonalak nem párhuzamosak, hanem szöget zárnak be, ezért a két szembe érkező kép jelentősen különbözik. A kancsalságnak számos idegi vagy anatómiai oka lehet. Ha azonban a kancsalság a motoros rendszer szemhibához (pl. hypermetropiához, anisometropiához) történő alkalmazkodása következtében jön létre, kísérő kancsalságnak (strabismus concomitans) nevezzük. Az utóbbi előfordulása jelentősen gyakoribb. A strabismus nem csak esztétikai jelentőségű kórkép, hanem súlyos egyszemes látásromláshoz vezethet. A sokáig fennálló, jelentősen eltérő két képet az agy ugyanis nem képes háromdimenziós érzékletté alakítani. Ezért kezeletlen esetekben a hibás állású szemből érkező rosszabb minőségű információt az agy mellőzni kezdi, így a rossz szemhez tartozó kéregrész kevesebb impulzust kap azáltal, hogy átépülnek az agyi kapcsolatok. Ennek következtében az érintett szemen tompalátás alakulhat ki, mely súlyos esetekben a vakság mértékét is elérheti.
Fontos megemlítenünk még az anisometropiát, mely esetén a két szem törőereje eltér. Ez szintén amblyopiához vezethet. Az ok szintén a két szembe érkező képek jelentős különbözőségére vezethető vissza. Amblyopia során az egyik szem látása tehát nem optikai ok miatt, hanem a szinaptikus kapcsolatok helytelen alakulása miatt csökken. A rosszul kooperáló szemek miatt sérül a térlátás is, melyek megnehezítik a gyermek mindennapjait.
Központi idegrendszeri kapcsolatok zavarából adódóan az eltérés kisiskolás kort követően már szemüveg segítségével sem korrigálható. Az állapot korai szűrés nélkül akár teljesen észrevétlen is maradhat. Mivel a fent említett kórképek a térlátás képességét befolyásolják, így felderítésük egyik kézenfekvő lehetősége ennek vizsgálata. A diagnosztika kiemelt fontosságú, hiszen az életkor előrehaladtával a sikeres kezelés esélye csökken. Az ideális az lenne, ha a gyermekek még jóval a látórendszer fejlődésének lezárulta (7-9 éves kor) előtt, vagyis még óvodás korban átesnének megfelelő látásszűrésen. A tompalátás kezelése gyermekkorban általában a szemhibát korrigáló szemüveggel és a jól látó szem letakarásával történik. [1-3]
2. Célunk
A Pécsi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kar Élettani Intézet Látásélettani Laboratóriumában elsősorban a térlátás élettana, fejlődése és az amblyopia (tompalátás) témakörével kapcsolatban végzünk kutatómunkát. A kutatás már sok éve folyik, ez idő alatt elkészült egy szűrésre is alkalmas szoftver, mely asztali számítógépen és tableten is futtatható.
A tesztelési fázisban alkalmazott random pont sztereotesztben ún. Snellen-E optotypeket (standardizált látásvizsgáló jeleket) használtunk (RDS-E: Random Dot Stereogram-E), vagyis véletlenszerű pontokból álló háttéren különböző orientációjú, diszparitással rendelkező E betűket jelenítettünk meg (1. ábra). A teszt optimális beállításai mellett szabad szemmel kivehető mintázatot nem tartalmaz, az ábrák csak 3D (vörös-cián szűrőjű) szemüveg segítségével, ép térlátás mellett ismerhetők fel (2. ábra). Jelen kutatás célja a látásszűrő szoftver továbbfejlesztése oly módon, hogy online elérhető és könnyen kezelhető legyen, így a szülő otthon, ismerős környezetben végezheti el a szűrést egy 3D-s szemüveg segítségével, számítógépen, tableten vagy akár okostelefonon is. Jelen kutatási fázis célja a célinger 3D szemüveggel való felismerhetőség tesztelése különböző beállítások mellett, minél többféle megvilágítási környezetben és digitális eszközön, illetve az esetleges, nem kívánatos monokuláris artefaktok (műtermékek) felderítése is. Artefaktnak tekintettük, ha valaki egy szemmel felismerte az ábrát, ami rontja a tesztünk érzékenységét.
1. ábra: Snellen E négy orientációban
Forrás: saját készítésű kép
2. ábra: Vörös-cián lencséjű 3D szemüveg Forrás: http://www.nlcafe.hu/data/cikk/9/88725/6.jpg
3. Anyag és módszer
2017 tavaszán kezdtük meg a munkálatokat, amelyben önkéntes, egészséges, fiatal felnőttek voltak segítségünkre. Kizárásra kerültek azok az alanyok, ahol nem korrigálható ismert szembetegség állt fenn. Az alanyokkal előre egyeztetett időpontban és helyszínen találkoztunk, majd egy rövid tájékoztatást követően végeztük a szűrést, melynek teljes időtartamát figyelemmel kísértük, az esetlegesen felmerülő kérdéseket megválaszoltuk, valamint technikai nehézségeket megoldottuk és feljegyeztük. A szűrés megkezdése előtt az alany regisztrációja szükséges, illetve az online felületen szükséges megadni bizonyos paramétereket, az adatok megfelelő összehasonlíthatósága érdekében. Ezek közt szerepel az alany születési ideje, a szűrés alatt a szobában uralkodó fényviszony (napfénynél, vagy este
lámpafénynél, esetleg sötétben végezzük-e a szűrést), a használt platform típusa, tehát hogy asztali számítógépen, laptopon, tableten vagy okostelefonon kívánjuk használni a programot, a kijelző típusa (régi fajta CRT vagy újabb LCD technológiát használ-e), a kijelző mérete colban megadva, illetve a vizsgálati távolság centiméterben kifejezve. Önbevallásos módszerrel rögzítettük az alanyok szemészeti státuszát is, valamint az esetleges korrekció mértékét. A tényleges szűrés megkezdése előtt a program egy úgynevezett betanulást indít el, melynél az önkéntesek megismerkedhetnek azzal, mi lesz a feladatuk az elkövetkezendőkben (négy random pontokból álló kép közül az egyetlen felismerhető, térben látható kiválasztása).
Ha ebben a tanulási fázisban hibázik az alany, a program felajánlja az ismétlést, ugyanakkor magas hibázási arány esetén nem engedi a továbblépést, hiszen feltételezhetően a páciens nem értette meg a feladatot, így a tényleges szűrésnél fals pozitív eredményt kapnánk. A betanulás teljesítését követően indul a tényleges szűrés. A tesztelés során a képek három különböző denzitással (ponstűrűséggel) kerültek megjelenítésre. Denzitás alatt a célingert és a hátteret képező pontok sűrűségének százalékos arányát értjük az egész megjelenített kép pixelszámához képest, ami esetünkben 2, 10 és 50%. A 2-es denzitás tartalmazza a legkevesebb, míg az 50-es denzitás tartalmazza a legtöbb pontot. Tehát 2%-os denzitás esetén egy 100x100 pixeles kép esetén 98% a homogén szürke pontok aránya, 1-1% a célingert és a hátteret is képező világos, ill. sötét pontok aránya.
A pontok mozgása szerint pedig két különböző fajta RDS-E került felhasználásra, statikus (álló) és dinamikus (állandó frekvenciával mozgó). A vizsgálatokat előre meghatározott protokoll szerint végeztük, az adatok pontos összehasonlíthatósága érdekében. Az alanyok 6 különböző beállításban nézték a képeket, azaz 3D szemüveg nélkül két szemmel, bal szem letakarva, jobb szem letakarva, 3D szemüveg segítségével két szemmel, bal szem letakarva, jobb szem letakarva. Minden verzióban 10 képet láttak az önkéntesek, így végül egy teljes teszt során 360 képet tekintettek meg az alanyok, mely kb. egy órát vett igénybe. A program random sorrendben adta a beállításokat, így elkerülendő a szisztematikus hibákat, úgymint a szem fáradása vagy adaptálódása. A tanulmány írásakor 20 fő eredményeiről tudunk beszámolni.
A szoftver minden szűréssel kapcsolatos adatot rögzít, úgymint:
– a szűrés időpontja, időtartama és pontos körülményei, – a megjelenített képek típusai és paraméterei,
– az alany válaszai és kalkulált eredménye.
4. Eredményeink
A betanulási fázist minden alany sikerrel teljesítette. A szűrési beállításoknál két szemmel, vörös-cián szűrőszemüveggel nézve vizsgált alanyok találati aránya a denzitással pozitív korrelációt mutatott. A kettes denzitású, legkevesebb pontot tartalmazó képek statikus és dinamikus változatban is nehéznek bizonyultak az alanyok számára, hiszen egyik esetben sem volt 100%-os a találati arány (3. ábra).
A diagramok függőleges tengelyén látható a találati arány százalékban kifejezve, a vízszintes tengelyen pedig a vizsgálat 6 különböző verziója. A kék oszlopok a 3D szemüveg nélküli, míg a piros oszlopok a 3D szemüveg segítségével látott verziókat mutatják. Balról-jobbra, sorrendben ezek a következők: 3D szemüveg nélkül két szemmel, bal szemmel, jobb szemmel, 3D szemüveg segítségével két szemmel, bal szemmel, jobb szemmel.
3. ábra: A 2-es denzitású, statikus és dinamikus képek találati aránya Forrás: saját készítésű kép
A statikus képek denzitásonkénti találati aránya lépcsőzetes eloszlást mutatott: 2-es denzitásnál jóval 100% alatti, a 10-es denzitásnál már csak valamivel 100% alatti és egyedül a legmagasabb pontsűrűségű, 50-es denzitásnál érte el a 100%-ot (4. ábra).
4. ábra: A statikus képek denzitásonkénti találati aránya Forrás: saját készítésű kép
A dinamikus képek esetében már a 10-es denzitásnál is 100% volt a találati arány, bizonyítva, hogy ennek a verziónak a láthatósága könnyebb az önkéntesek számára.
Tehát következtetésként levonható, hogy a dinamikus ábrák felismerhetősége általában jobb volt, mint a statikusaké. A legnagyobb pontsűrűségű képeknél mindkét módban 100%-os találati arányt mérhettünk. A 2-es denzitású képeket nehéz felismerhetőségük miatt valószínűleg nem fogjuk alkalmazni a további szűrések során. Statisztikailag kimutatható monokuláris artefaktokat nem találtunk, ellentétben több, eddig alkalmazott módszerrel. [4]
Esetünkben csakis a 3D szemüveget alkalmazva, két szemmel nézve értek el az önkéntesek határérték feletti találati arányt.
A tesztelési fázis eddigi eredményei alapján az online verzió ígéretesnek bizonyult a térlátás mérésében.
5. Jövőbeli terveink
További terveink között szerepel, hogy a szűrések során a fent bemutatott Snellen-E mellett egyéb, gyermekek számára érdekesebb figurákat is alkalmazzunk, úgymint mosolygós arcok, állatok, mesehősök. A jelenlegi artefakt szűrésekben egészséges, felnőtt önkéntesek voltak segítségünkre, a későbbiekben szeretnénk először egészséges, majd ezt követően a rizikócsoportba tartozó gyerekeken is alkalmazni a szűrőprogramunkat. A felnőttek esetében nem került sor a kérdőív kitöltésére, a gyermekeknél már ezzel is kiegészül majd a szűrés.
Magyarországon egyedülálló kezdeményezés, reményeink szerint a tesztelési időszak lezárulta után egy könnyen elérhető és kezelhető program segíti majd a szülőket az otthoni, kényelmes szűrésben, ezáltal időben felismerhetővé és korrigálhatóvá válnak az esetleges hibák. Hosszú távú tervünk, hogy programunkat nem csak hazánkban, hanem világszerte is elérhetővé tegyük.
Köszönetnyilvánítás
Szeretném megköszönni a Látásélettani labor munkatársainak hathatós segítségét, valamint a teszt alanyainak szíves együttműködését.
Irodalomjegyzék
[1] Süveges, I.: Szemészet. Budapest, Medicina Könyvkiadó Rt. 2004 [2] Holmes, J.M., Clarke, M.P.: Amblyopia. Lancet, 367, 2006. 1343-51.
[3] Hangyál, É.: Az amblyopia (tompalátás) megjelenése és kezelésének fontossága. 16(4), 2011. 166-168.
[4] Hahn, E., Comstock, D., Durling, S., MacCarron, J., Mulla, S., James, P., LaRoche, R.:
Monocular Clues in Seven Stereotests. Dalhousie Medical Journal, 37(1), 2010. 4-13.
Lektorálta: Dr. Mikó-Baráth Eszter, egyetemi adjunktus, Pécsi Tudományegyetem, Általános Orvostudományi Kar, Élettani Intézet