[非主流療法] 使用VR眼鏡前後眼壓和視覺參數的變化及其對眼睛的影響

glaucoma2014

2022.2 雲林科大 林慶煌教授發表在自然期刊上的研究文章Variations in intraocular pressure and visual parameters before and after using mobile virtual reality glasses and their effects on the eyes




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我們研究了短期使用具有沉浸式虛擬現實功能的移動設備對雙眼生理參數的影響。50 名參與者（23 名男性和 27 名女性）的平均年齡為 17.72 ± 1.48 歲，屈光不正範圍為 0 D 至 - 5.00 D。所有參與者均佩戴 + 3.00 D 眼鏡，並通過霧化法。參與者佩戴沉浸式虛擬現實（VR）眼鏡在過山車上觀看電影10分鐘。在佩戴VR眼鏡之前和之後測量了他們眼睛的相關生理參數。與VR使用前相比，近水平聚散度和屈光不正度無顯著性差異（P>0.05），但調節幅度有顯著性差異（P<0.05）。使用 VR 後的眼壓、發散/會聚和立體視覺。角膜彈性係數>0.2 MPa，採用Friedenwald眼剛度關係求得K值（0.065-0.09）。大約 10% 的參與者出現了噁心和頭暈等暈機症狀。使用VR觀看三維電影可以降低眼壓，這可能有助於預防或治療青光眼。


使用VR眼鏡之前，右眼和左眼的平均眼壓分別為16.18±2.13和16.24±2.29mmHg，而使用VR眼鏡之前，右眼和左眼的平均眼壓分別為14.14±2.16和14.18±2.17。使用 VR 眼鏡後分別為 mmHg。佩戴VR眼鏡前後眼壓值對比顯示，雙眼右（左）眼壓平均下降2.04±0.03（2.06±0.12）mmHg（均P < 0.05 ）  。


立體視視差角的單位是arc/s。如表4和圖 8所示，觀看3D視頻時，佩戴VR眼鏡前後雙眼視差角值分別為67.31±38.70和54.76±37.05弧/秒。佩戴VR眼鏡前後視差角值對比顯示，雙眼立體視覺平均下降12.55±1.65弧/秒（均P  < 0.05）。


在本次實驗中，使用VR眼鏡觀看3D電影。使用 VR 眼鏡會因為屏幕距離眼睛太近而導致瞳孔收縮37。此外，為了使圖像清晰地投射在視網膜上，必鬚髮生調節和會聚。調節時，睫狀肌鬆弛，晶狀體前後直徑變粗，晶狀體前囊向角膜靠攏，前房變淺，後囊因體積恆定而位置相對固定。玻璃體的；這些變化會導致眼壓升高。同時，由於會聚的加強，眼外肌的收縮直接壓迫鞏膜，使眼球內部的眼壓升高。然而，眼外肌的收縮會阻礙渦流靜脈回流。眼外肌的收縮抑制渦流靜脈回流，從而增加鞏膜上靜脈竇的壓力，阻礙房水回流，增加眼壓。因此，當參與者觀看 3D 電影時，眼壓下降。我們推測，當一個人觀看3D電影時，左右眼用於觀看不同的圖像，從而產生雙眼視差。當左右眼的圖像被大腦合成後，可以根據視差的大小來判斷物體的距離38；這導致大腦不斷融合雙眼提供的不同圖像。VR設備只提供單一景深的電影，而且電影的景深是固定的。這導致人眼始終聚焦在固定距離的平面上。一般來說，當通過焦點模糊感知的深度信息與通過雙眼視差感知的深度信息不一致時，大腦中會發生嚴重的調節-會聚衝突39 , 40 , 41 , 42。當這種散焦現象發生時，視神經信號被傳輸到大腦，從而觸發中腦埃丁格-威斯特法爾核向睫狀神經發送信號。這個過程導致睫狀神經控制睫狀肌的收縮和鬆弛。由於睫狀肌的收縮和舒張分別引起瞳孔的擴張和收縮，前房中的房水被擠壓到後房中，從而引起眼壓下降。另外，睫狀肌的收縮引起前房角收縮，使房水迅速流入施萊姆管，從而降低眼壓。這可能解釋了為什麼觀看 3D 電影會導致眼壓降低。


在這項研究中，我們觀察到參與者使用 VR 眼鏡觀看 3D 視頻後雙眼的立體視覺有所增加。在VR中觀看3D視頻前後，雙眼視差角減少了12.55±1.65弧度/秒。由於立體視覺可以辨別物體的空間位置，包括前後相對位置、距離、高度，因此還可以辨別他人眼睛的最小雙眼視差角。因此，立體視覺值越小，視差角越小，立體視覺越好。如表2所示，儘管配對樣本 t 檢驗的結果沒有顯示出顯著差異，但觀察到 NHV 檢驗中 BO 的中心值較高。這可能是由於實驗時間不夠長，導致差異不顯著。這可以從 Alvin J. Munsamy 的報告中看出4使用VR 25分鐘後，眼睛的聚散能力確實有所增強。由於眼睛與VR眼鏡之間的距離只有15厘米，我們相信使用VR眼鏡後眼睛的會聚能力會增加。在40厘米立體測試中，眼睛更容易會聚來辨別畫面的細微變化，從而導致眼睛的分辨角度減小，立體能力增加。該結果與 Mon-Williams 13不同在他們的報告中，平均立體視覺沒有顯著變化，這可能只與兩個受試者有關。另一個問題是，在 VR 中查看附近的物體時，比在現實世界中查看物體時需要更高的收斂能力。因此，雙眼視力異常的人，例如那些可能已經患有過度會聚的人，可能仍然有症狀。


根據參考文獻。3、使用VR耳機40分鐘似乎不會影響雙眼視覺。使用VR耳機10分鐘後，通過測量眼壓和眼睛的一些視覺參數，眼睛近距離的屈光度和發散能力似乎沒有影響。然而，可以觀察到 IOP、AA 和立體視覺的變化。這說明在剛開始使用VR時，確實對眼睛的調節和會聚產生了影響，也改變了立體視覺。綜上所述，3D VR是一個非常有前途的新工具。可用於控制青光眼，幫助雙眼會聚不足、立體視覺差等疾病，可作為視力訓練的工具。參考文獻中的報告。53指出，成年人使用VR治療一段時間後，調節範圍明顯增大，這說明睫狀肌和晶狀體的調節能力得到加強，不易引起視疲勞。未來需要進行更多研究才能將該技術引入臨床實踐54、55。對於一些早期出現噁心、頭暈和眼睛疲勞症狀的 VR 用戶來說，這可能是盡快培養相當程度的沉浸感的好方法。我們的數據可以幫助設計師設計出更舒適的 VR 眼鏡。