Nova Esperança para a Visão em Pacientes com Retinite Pigmentosa
O treinamento de visão em VR mostra potencial para melhorar a navegação em pessoas com RP.
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Índice
A Retinite Pigmentosa (RP) é uma doença genética que afeta a retina, que é a parte do olho que processa a luz e manda as informações visuais pro cérebro. As pessoas com RP vão perdendo a visão aos poucos, começando pelas bordas do campo visual e indo em direção ao centro. Isso pode acabar levando à cegueira total. Além de perder partes da visão, os indivíduos podem também ter visão embaçada, sensibilidade à luz forte e dificuldade pra ver à noite. RP afeta mais ou menos 1 a cada 4.000 pessoas.
Visão em túnel e seus efeitos
À medida que a RP avança, muitas pessoas desenvolvem uma condição chamada "visão em túnel". Isso significa que elas conseguem enxergar bem só no centro do campo visual. Essa visão limitada pode impactar bastante as atividades do dia a dia, como se movimentar com segurança e encontrar objetos. Atualmente, tem só uma terapia gênica aprovada pra RP, que mostrou um bom potencial, mas não para a perda de visão de forma consistente. Por isso, é importante buscar outras maneiras de ajudar quem vive com RP a melhorar a visão e a qualidade de vida.
Treinamento de olhar
Uma abordagem promissora é chamada de treinamento de olhar. Esse método ensina as pessoas a moverem os olhos de formas que aproveitem ao máximo a visão que ainda têm. Pessoas com campo visual limitado podem se beneficiar do uso de movimentos oculares rápidos, conhecidos como sacadas exploratórias. Esses movimentos ajudam a escanear o ambiente e coletar mais informações visuais ao longo do tempo. Embora o treinamento de olhar não conserte a condição ocular subjacente, ele pode ajudar os indivíduos a se adaptarem à visão limitada, facilitando a identificação de obstáculos e a Navegação pelo ambiente de forma segura.
Realidade Virtual
O papel daNos últimos anos, os avanços na tecnologia, especialmente com os óculos de realidade virtual (VR), aumentaram o interesse em usar VR para treinamento de olhar. Os sistemas de VR oferecem um campo de visão maior do que as telas normais e podem proporcionar uma experiência mais imersiva. Eles também conseguem rastrear os movimentos da cabeça e ajustar o que o usuário vê em tempo real, permitindo que as pessoas olhem ao redor como se estivessem em um ambiente real. Isso pode oferecer oportunidades valiosas para o treinamento de olhar, especialmente porque navegar por espaços virtuais pode ajudar as pessoas a praticarem habilidades num ambiente seguro.
O estudo atual
Nosso estudo tem como objetivo explorar o uso de VR para treinamento de olhar não supervisionado em casa. Queremos ver como esse treinamento poderia ajudar a melhorar as habilidades de navegação em tarefas do mundo real.
Desenvolvimento da ferramenta de treinamento de olhar
A primeira fase do projeto focou em criar uma ferramenta de treinamento de olhar em VR que seja fácil de usar e envolvente. O software foi desenhado pra ser usado de forma simples enquanto a pessoa está sentada, garantindo que os usuários consigam participar do treinamento sem precisar se mover fisicamente. Os usuários conseguem controlar os movimentos com um controle de VR enquanto mantêm o corpo estável.
Configuração de software e hardware
O software de treinamento foi construído usando o motor de jogos Unity3D, e o headset Pico Neo 2 Eye VR foi escolhido pela sua funcionalidade autônoma, ou seja, não precisa de dispositivos adicionais. O headset tem uma taxa de atualização adequada pra visuais suaves e pode ser usado por pessoas que usam óculos ou lentes de contato.
Tarefas de treinamento
O treinamento de olhar em VR inclui três tarefas principais que visam estimular as sacadas exploratórias e movimentos oculares frequentes:
Rastreamento de alvos: Nessa tarefa, os usuários seguem alvos em movimento na tela. Eles começam com cinco alvos representados como ratinhos de desenho animado. Depois de um tempo, os alvos param, e os usuários precisam identificar quais acompanharam.
Tarefa de busca: Os usuários têm 20 segundos pra encontrar e selecionar alvos estacionários marcados com um xis em uma área definida. O desafio aumenta à medida que os alvos são relocados constantemente, garantindo que os usuários precisem continuar escaneando a área.
Tarefa de navegação: Os participantes navegam por um Percurso de Obstáculos virtual, evitando vários tipos de obstáculos. O percurso é desenhado pra motivar os usuários a adaptarem os movimentos oculares pra identificar perigos potenciais.
Todas as tarefas foram feitas pra aumentar gradualmente a dificuldade com base no desempenho do usuário. Isso mantém os participantes envolvidos e os incentiva a progredir sem ficarem sobrecarregados.
Design do estudo e metodologia
Pra avaliar a eficácia do treinamento de olhar, realizamos um estudo envolvendo participantes com RP. O estudo consistiu em duas fases: uma fase de treinamento, onde os participantes usaram o software de treinamento de olhar em VR em casa, e uma fase de controle, onde os participantes continuaram suas rotinas diárias sem usar o treinamento.
Seleção de participantes
Dez pacientes com RP confirmada participaram do estudo. Esses indivíduos tinham entre 18 e 60 anos, com um campo visual de 5° a 30°, e conseguiam se mover de forma independente. O tamanho da amostra foi baseado em cálculos pra garantir resultados confiáveis.
Configuração experimental
Foi criado um percurso de obstáculos real pro participantes navegarem. Esse percurso tinha vários obstáculos que desafiavam suas habilidades de navegação. Cada participante passou por múltiplas tentativas pra avaliar seu desempenho em um ambiente controlado.
Medindo o desempenho
Durante as tentativas, medimos vários aspectos importantes, incluindo quanto tempo os participantes levaram pra navegar pelo percurso e quantos obstáculos colidiram. Também rastreamos a direção do olhar e quaisquer movimentos oculares feitos durante as tarefas.
Resultados e descobertas
Desempenho na navegação
O desempenho dos participantes na tarefa de navegação melhorou significativamente após a fase de treinamento. Eles completaram o percurso de obstáculos mais rápido e colidiram menos em comparação com o desempenho antes do treinamento. Curiosamente, enquanto melhorias foram notadas após a fase de controle, esses ganhos não foram tão significativos quanto os observados após a fase de treinamento.
Campo de visão dinâmico
Outra medida importante foi o campo de visão dinâmico (DFoV), que analisa a área visual coberta pelos participantes durante a navegação. Após a fase de treinamento, os participantes mostraram um aumento no DFoV, indicando que o treinamento de olhar influenciou sua capacidade de ver mais ao redor. O treinamento ajudou os participantes a expandirem a consciência visual, tornando-os navegadores mais eficazes.
Desempenho nas tarefas de treinamento em VR
Durante o treinamento de olhar, os participantes mostraram melhorias em todas as três tarefas. A Tarefa de Busca teve o maior aumento de desempenho, seguida por Navegação e Rastreamento de Alvos. O aumento no DFoV durante essas tarefas em VR sugere que o treinamento foi eficaz em ajudar pessoas com visão limitada a adaptarem seu comportamento ocular de forma positiva.
Feedback dos questionários
Os participantes também deram seu feedback através de questionários durante as sessões de treinamento. As respostas deles mostraram experiências gerais positivas com o software de treinamento. A maioria avaliou sua diversão e motivação pra melhorar como alta, mas alguns relataram sentir estresse e fadiga ocular durante tarefas específicas. Sugestões de melhoria incluíram variar mais as tarefas e reduzir a dificuldade de certos desafios.
Conclusão
Esse estudo destaca o potencial do treinamento de olhar baseado em VR pra indivíduos com retinite pigmentosa. As melhorias no desempenho de navegação e na consciência visual sugerem que métodos de treinamento podem beneficiar significativamente aqueles com visão limitada. Embora haja desafios, como o risco de enjoos pra alguns usuários, o feedback geral indica que essa abordagem é promissora.
Olhando pra frente, nosso objetivo é aprimorar a ferramenta de treinamento, tornando-a mais acessível e fácil de usar. Essa tecnologia pode ser valiosa pra ajudar indivíduos com RP a melhorarem sua capacidade de navegar pelo mundo ao redor e melhorar sua qualidade de vida.
Enquanto continuamos a desenvolver essa solução de treinamento, nossa meta é garantir que ela permaneça amigável e envolvente, criando um ambiente de apoio para indivíduos que buscam se adaptar aos desafios impostos pela retinite pigmentosa.
Título: Influence of open-source virtual-reality based gaze training on navigation performance in Retinitis pigmentosa patients in a crossover randomized controlled trial
Resumo: MotivationPeople living with tunnel vision caused by Retinitis pigmentosa (RP) oftentimes face challenges navigating and avoiding obstacles due to a severely decreased Visual Field. Previous studies have shown that gaze training - guided tasks to encourage specific gaze behavior - help improve visual performance in patients with limited Visual Field. We propose a Virtual-Reality based, at-home gaze training - to the best of our knowledge the first of its kind - to increase effective eye movements and navigation performance of RP patients in a real-world obstacle course. MethodsA group of RP patients (n=8) participated in a study consisting of two 4-week-phases, both carried out by the same patient group in randomized order: In the training phase, participants carried out a Virtual-Reality gaze training for 30 minutes per day; In the control phase, no training occurred. Before and after each phase, participants were tasked to move through a randomized real-world obstacle course. Navigation performance in the obstacle course as well as eye-tracking data during the trials were evaluated. The study is registered at the German Clinical Trials Register (DRKS) with the ID DRKS00032628. ResultsOn average, the time required to move through the obstacle course decreased by 17.0% after the training phase (p < 0.001), the number of collisions decreased by 50.0% (p < 0.001) and the average visual area observed by participants increased by 4.41% (p < 0.001). In comparison, after the control phase, the time required to move through the obstacle course was found to have decreased by 5.9% (p = 0.003), collisions decreased by 10.4% (p = 0.609) and the observed visual area increased by 2.06% (p = 0.0835). ConclusionThe performance increase over the training phase significantly surpasses the natural learning effect found in the control phase, suggesting that Virtual-Reality based gaze training can improve real-world navigation performance and effective gaze movements of patients with RP. The training is available as work-in-progress open-source software.
Autores: Alexander Neugebauer, A. Sipatchin, K. Stingl, I. Ivanov, S. Wahl
Última atualização: 2023-09-12 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.11.23295342
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.09.11.23295342.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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