传统与虚拟现实(Virtual Reality, VR)版Hess–Lancaster检查的对比:眼球运动评估中两种方法测量点位点偏差的一致性与重测可靠性

《Journal of Eye Movement Research》:Conventional Versus Virtual Reality-Based Hess–Lancaster Assessment: Agreement and Repeatability in Ocular Motility Evaluation

【字体: 时间:2026年06月11日 来源:Journal of Eye Movement Research 2.8

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  背景:传统的Hess–Lancaster检查广泛用于评估各诊断眼位下的眼球偏斜,但依赖受检者主观反应及检查者手工描记。虚拟现实(VR)技术有望为眼球运动评估提供更标准化的框架。目的:评估传统Hess–Lancaster检查与Dicopt Pro中实现的VR版H

  
背景:传统的Hess–Lancaster检查广泛用于评估各诊断眼位下的眼球偏斜,但依赖受检者主观反应及检查者手工描记。虚拟现实(VR)技术有望为眼球运动评估提供更标准化的框架。目的:评估传统Hess–Lancaster检查与Dicopt Pro中实现的VR版Hess–Lancaster检查所得逐点偏斜量测量值的一致性和方法内重测可靠性。方法:本研究为横断面观察性研究,纳入52例疑似或确诊眼球运动障碍的成人受试者,所有受试者均接受两种检查,使用相同的预设九个诊断凝视位。采用Bland–Altman分析、一致性相关系数(Concordance Correlation Coefficient, CCC)、平均绝对差(Mean Absolute Difference)及混合效应模型评估一致性;对完成重复测量的子集采用两次检查差值及组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient, ICC)评估重测可靠性。结果:VR检查与传统检查呈中等程度一致性,双眼平均CCC均为0.57;右眼平均偏倚(bias)为1.22棱镜屈光度(prism diopters, Δ),左眼为0.10 Δ;重测可靠性为中等至良好,ICC范围为0.62~0.83(仅部分受试者有重复测量)。结论:VR版Hess–Lancaster检查与传统检查平均差异较小、一致性中等,但两种方法的结果均应在完整临床查体背景下进行判读。
论文解读:《Conventional Versus Virtual Reality-Based Hess–Lancaster Assessment: Agreement and Repeatability in Ocular Motility Evaluation》
该研究由西班牙Hospital Clínico San Carlos眼科团队完成,发表于Journal of Eye Movement Research。临床评估非共同性斜视(incomitant strabismus)及麻痹性眼球运动障碍时,需准确量化不同凝视方向的眼球偏斜。传统棱镜交替遮盖法仅能提供原在位偏斜角,无法反映凝视依赖性变化;Hess–Lancaster屏幕检查虽可绘制九方位偏斜图谱以推断眼外肌不全麻痹、继发挛缩及非共同性,但其结果受患者主观反应、检查者手工描记、感官适应、固视不稳定及测试几何参数(如视距)影响,缺乏完全客观的金标准。近年三维扫视线圈、头戴式视频系统及眼动追踪(eye-tracking)改良了Hess范式,但或侵入性强或改变了经典九方位采样框架,无法直接与传统Hess图表比对。沉浸式虚拟现实(VR)可提供标准化刺激呈现、可控视距及数字化记录,若保留相同九方位诊断凝视位并沿用相同临床计量尺度,则有潜力成为传统Hess–Lancaster检查的数字补充工具。然而,VR版与传统版测量的一致性及重测可靠性尚缺乏循证验证。因此,研究人员开展此项横断面观察性研究,旨在评价Dicopt Pro软件中VR版Hess–Lancaster检查与传统Hess–Lancaster检查在逐点偏斜测量上的一致性(agreement)与方法内重测可靠性(repeatability),明确其能否互为补充或在临床高精度决策(如眼外肌手术术前规划)中互换使用。
为开展研究,研究人员自2025年10月至2026年2月于Hospital Clínico San Carlos小儿眼科与斜视专科连续招募受试者,最终纳入≥18岁、确诊或疑似眼球运动障碍(如斜视、颅神经麻痹或机械性限制)、最佳矫正视力≥0.5(小数视力)、能理解并完成测试的52例成人患者,排除严重眼底病变、近6个月眼部手术史、影响眼动的神经系统疾病及无法耐受VR头显者。所有受试者单次就诊内随机序贯完成传统Hess–Lancaster检查(108 cm×108 cm红格屏,注视距离60 cm,每格≈5棱镜屈光度(prism diopters, Δ),红绿滤片双眼分离,检查者手录)与VR版Hess–Lancaster检查(Pico Neo 3 Pro Eye头显,Dicopt Pro v1.7.1,模拟视距90 cm,每格≈5 Δ,双眼分视刺激依次呈现九方位,受试者用手持控制器对齐虚拟指针,系统自动记录棱镜屈光度和坐标;虽具eye-tracking功能但未启用,仍依赖主观对齐反应)。两法均采用相同九方位诊断凝视位及≈5 Δ/格尺度,无事后换算。一致性分析用全样本(n=52);重测可靠性分析用完成同次就诊内重复测量的子集(传统Hess–Lancaster n=16,Dicopt Pro n=14)。统计方法含Bland–Altman分析(计算平均偏倚mean bias及95%一致性界限(Limits of Agreement, LoA))、一致性相关系数(Concordance Correlation Coefficient, CCC)、平均绝对差(Mean Absolute Difference)、组内相关系数(Intraclass Correlation Coefficient, ICC,双因素混合效应模型绝对一致单细胞测量)、体内标准差(within-subject standard deviation, Sw)与重复性系数(Coefficient of Repeatability, CoR=1.96×差值标准差),并以线性混合效应模型(固定效应:方法、眼别、凝视位/坐标分量、方法×眼交互;随机效应:受试者)校正数据嵌套结构,另做受试者-眼水平聚合敏感性分析。
3.1. Sample Characteristics(样本特征)
研究人员报告最终分析样本为52例成人,平均年龄58.0±20.0岁,女性33例、男性19例,证实入组人群符合斜视及眼球运动障碍临床谱系要求。
3.2. Agreement Between Conventional Hess–Lancaster and VR-Based Hess–Lancaster Assessment(传统与VR版Hess–Lancaster检查间的一致性)
通过对每眼936对逐点坐标测量值(52人×9方位×2坐标分量)进行Bland–Altman分析,右眼平均偏倚为1.22 Δ,95% LoA为?17.46~19.89 Δ;左眼平均偏倚为0.10 Δ,95% LoA为?18.44~18.64 Δ。双眼平均CCC均为0.57,右眼平均绝对差4.78 Δ,左眼4.59 Δ。表明两法系统性偏倚较小,但个体测量点差异波动较大,整体呈中等程度一致性;按受试者-眼水平聚合的敏感性分析显示更窄LoA及更高CCC,主干结论稳健。
3.3. Agreement According to Diagnostic Gaze Position(不同诊断凝视位下的一致性)
研究人员按各诊断凝视位及坐标分量分析发现,多数方位平均差异接近0,但LoA宽度因凝视方向而异——下方凝视y轴分量、上方及中心分量一致性较高(CCC较大),某些斜向及水平分量(如上左、下左方位)CCC偏低且LoA较宽,提示两法一致性部分依赖于所测凝视方向,偏心或斜向凝视时测试几何差异(60 cm物理视距vs.90 cm模拟视距)可能影响空间定位与集合需求,致变异性增大。
3.4. Within-Method Repeatability(方法内重测可靠性)
对重复测量子集分析显示,传统Hess–Lancaster两次测量方向性差异小;Dicopt Pro整体会话间差异亦较小但右眼重测可靠性偏低。ICC为中等至良好(范围0.62~0.83),CoR接近一个Hess网格单位(≈5 Δ)。因重复测量仅来自部分受试者,该估计需谨慎解读,不能视作软件不稳定的确证。
3.5. Mixed-Effects Model Analysis(混合效应模型分析)
线性混合效应模型显示,右眼存在微小但有统计学显著性的方法效应——Dicopt Pro测得值平均较传统法高1.22 Δ(β=1.22 Δ; 95% CI: 0.52~1.91; p=0.001);方法×眼交互显著(β=?1.11 Δ; 95% CI: ?2.10~?0.13; p=0.026),左眼方法间差异接近0且无统计学意义(β=0.10 Δ; 95% CI: ?0.59~0.80; p=0.772),与Bland–Altman结果相互印证。
讨论与结论翻译总结
研究人员指出,VR版Hess–Lancaster检查与传统检查在九方位框架下呈中等一致性,平均偏倚小,但较宽的LoA意味着个体逐点测量不可直接视为临床可互换。由于传统Hess–Lancaster检查本身也受主观及操作变异影响,两法差异既可能源于VR系统特性,也反映传统方法固有变异性。一致性因凝视位不同,可能与物理/模拟视距差异引发的不同集合需求及头显校准有关。重测可靠性中等至良好但基于小样本。VR版Hess–Lancaster检查目前应作为传统检查的数字补充工具,用于标准化记录与随访,而非在眼外肌手术术前规划等高精度决策中单独替代传统检查;结果须结合完整同视机(orthoptic)及眼科临床检查综合判读。局限性含传统法非完全客观金标准、重测样本小、未启用eye-tracking故仍为主观响应、未按具体诊断亚型分层分析。未来需在大样本及按诊断(共同性/非共同性斜视、颅神经麻痹、限制性疾患等)分层人群中进一步验证,并探索整合自动eye-tracking及优化偏心凝视校准。
结论(原文浓缩翻译):
采用Dicopt Pro进行的虚拟现实版Hess–Lancaster检查,在各诊断凝视位与传统Hess–Lancaster检查相比平均差异小、呈中等程度一致性。然而较宽的95%一致性界限提示,个体逐点偏斜测量值应在完整临床检查背景下判读,不应视为直接可互换数值。现阶段VR版Hess–Lancaster检查宜视为传统检查的互补数字化工具,而非独立替代方案,尤需在眼外肌手术术前规划等要求高精度的临床决策中谨慎使用。两法的同法重测可靠性为中等至良好,但因仅部分受试者有重复测量,该结果需谨慎诠释。总体而言,VR版Hess–Lancaster检查可为标准化眼球运动记录与随访提供有用途径,其在更大规模及按诊断分层样本中的临床表现尚需进一步研究确认。
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