虚拟现实镜对人眼视觉功能的影响

发布时间：2017-12-12 11:06

  本文关键词：虚拟现实镜对人眼视觉功能的影响

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【摘要】：背景虚拟现实(Virtual reality,VR)是指使用者通过头戴显示器及可穿戴设备实现与虚拟的三维世界进行真实的互动体验。该技术现在已经广泛应用于教育、娱乐、医疗、工业、商业等各个民用领域。然而,目前有很多学者提出观看3D视频时调节与辐辏的不一致可能导致出现视疲劳、干眼、一过性调节性斜视、视频终端综合症等功能性眼病。同时,又有学者提出观看VR立体视频,可以训练睫状肌功能,解除睫状肌痉挛,达到改善视疲劳,控制近视发展作用。到目前为止,有关VR使用对视觉功能的影响尚不明确,而且据我们了解,目前尚没有文章全面评估基于头戴式显示器所设计的虚拟现实镜对视觉功能影响。因此,本研究拟评价虚拟现实镜使用前后视力、屈光度、调节功能、辐辏功能、瞳孔大小、斜视角、视疲劳症状变化及探讨各指标变化间的关系,为健康使用VR镜提供眼部的健康检查和评估,并为临床诊疗此类症状提供一定的依据。第1部分短期虚拟现实镜使用对人眼视觉功能的影响目的:研究持续使用虚拟现实镜15分钟和30分钟视觉功能参数及视疲劳症状的改变,并探讨引起参数改变的原因。方法:本研究通过了浙一医院伦理委员会评审,招募2016.11至2017.3来浙江大学附属第一医院及浙江大学国际医院无明显眼科疾病的受试者。分别测量受试者VR使用前,使用后及使用后休息30分钟时的视力(包括远视力、近视力、矫正视力、低对比敏感视力、眩光视力)、屈光度、调节幅度、调节反应、正/负相对调节、调节灵敏度、辐辏功能、AC/A值、瞳孔大小、斜视角、视觉作业能力及视疲劳问卷评分,采用配对样本T或者配对样本Wilcoxon符号秩和检验分别比较使用后、使用后休息30分钟与使用前的差别。针对每一项使用前后的变化值,采用Pearson或Spearman两两相关性检验检验各项视觉参数改变之间的相互关系。结果:研究共纳入受试者55人,其中15分钟组40人(包括18～24岁青年亚组16人,45～60岁中老年亚组12人),30分钟组15人。发现:1.视力:15分钟组VR使用后受试者远视力(LogMAR)提升-0.09(95%CI,-0.12～-0.06,P0.001)、近视力(LogMAR)提升-0.05(95%CI,-0.08～-0.03,P0.001)、矫正视力(LogMAR)提升-0.04(95%CI,-0.06～-0.02,P0.001)及低对比敏感视力(LogMAR)提升-0.06(95%CI,-0.08～-0.03,P0.001),均具有显著差异。休息 30 分钟后除了近视力(LogMAR)仍较受试前显著提升-0.02(95%CI,-0.04～-0.01,P=0.005)外,远视力、矫正视力及低对比敏感视力与受试前比无统计学差异(P0.05)。相关性检验发现远视力、低对比敏感视力及矫正视力改变与瞳孔大小改变呈负相关(P0.01),与屈光度、调节功能、辐辏功能、视疲劳评分的改变无相关性(P0.05)。同时发现受试后瞳孔较前显著缩小-0.34mm(95%CI,-0.46～-0.22,P0.001),屈光度较前无显著差异0.05D(95%CI,-0.04～0.13,P0.05)。近视力改变与调节幅度改变呈正相关(P0.01),与瞳孔大小、屈光度、辐辏功能、视疲劳评分的改变无相关性(P0.05)。2.调节、辐辏功能:15分钟组VR使用后受试者调节幅度提升0.41D(95%CI,0.11～0.71,P=0.008)、正相对调节提升 0.34D(95%CI,0.11～0.56,P=0.004)、调节灵活度提升1.29CPM(95%CI,0.84～1.74,P0.001),均具有显著差异。调节滞后较前显著缩小-0.19D(95%CI,-0.27～-0.10,P0.001)。集合度数、分开度数、AC/A值较受试前无显著差异(P0.05)。但30分钟组AC/A值较前显著下降-0.98(95%CI,-1.51～-0.45,P0.001)。相关性检验发现调节幅度改变与集合度数改变呈负相关(P0.05)。3.视疲劳症状:15分钟组VR使用后视疲劳评分较使用前无显著差异(P0.05),但其中中老年亚组视疲劳评分较前显著增加(Z=2.37,P=0.018)。30分钟组视疲劳评分较前显著增加(Z=3.41,P=0.001),但休息30分钟后均较受试前无统计学差异(P0.05)。相关性检验发现视疲劳评分改变与视觉作业能力答对数及调节灵活度的改变呈负相关(P0.05),与视力、调节幅度、辐辏功能、瞳孔大小、AC/A值其改变无相关性(P0.05)。结论:1.短期观看VR视频可以在短时间内改善裸眼视力、近视力、矫正视力及低对比敏感视力。其中裸眼视力、矫正视力及低对比敏感视力的提升可能为亮适应造成瞳孔缩小所致,和屈光度等无关,而近视力的改善与调节幅度的增加相关。短期VR使用对屈光度不产生影响。2.短期VR使用可以改善人眼调节幅度、调节反应、正相对调节及调节灵敏度。但其可打破正常调节、辐辏功能之间的相互关系,并表现为AC/A值减小。3.连续30分钟使用VR可导致视疲劳,且中老年人更容易出现视疲劳症状,但休息30分钟均可恢复。同时发现调节灵敏度、单位时间视觉作业正确数可以作为评价观看VR视频后视疲劳的客观指标,而调节幅度、调节反应、集合度数、AC/A值、瞳孔大小的改变等与主观视疲劳症状改变无相关性。第2部分长期虚拟现实镜使用对人眼视功能的影响目的:研究连续1个月使用VR镜对人眼视觉功能的影响。方法:本研究通过了浙一医院伦理委员会评审,招募2016.11至2017.2来浙江大学附属第一医院及浙江大学国际医院无明显眼科疾病的受试者。分别测量受试者VR使用前及持续1个月每天3～4次,每次15分钟使用后的视力(包括远视力、近视力、矫正视力、低对比敏感视力、眩光视力)、屈光度、调节幅度、调节反应、正/负相对调节、调节灵敏度、辐辏功能、AC/A值、瞳孔大小、斜视角、视觉作业能力及视疲劳问卷评分,采用配对样本T或者配对样本Wilcoxon符号秩和检验比较使用前后的差别。结果:研究共纳入受试者20名。发现连续使用VR1月后受试者近视力(LogMAR)提升-0.03(95%CI,-0.06～-0.01;P=0.01),调节幅度提升 0.69D(95%CI,0.26～1.11;P0.01),调节灵活度提升0.90CPM(95%CI,0.45～1.35;P0.01),均具有统计学差异。远视力、矫正视力、低对比敏感视力、眩光视力、屈光状态、调节反应、正/负相对调节、辐辏功能、AC/A、瞳孔大小、斜视状态、视觉作业能力及视疲劳问卷得分均较前无显著差异(P0.05)。结论:发现持续1个月每天3～4次,每次15分钟VR使用可以改善人眼的近视力、调节幅度和调节灵敏度。然而屈光度、远视力、辐辏功能、斜视状态及视疲劳症状没有改变。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R778

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本文编号：1282250