《Scientific Reports》：Development and pilot evaluation of a binocular virtual reality Headset-Based pupillometer for quantitative assessment of pupillary light reflexes
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本研究針對(duì)傳統(tǒng)相對(duì)傳入性瞳孔缺陷(RAPD)主觀評(píng)估的局限性，開發(fā)了基于虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)頭顯的雙目瞳孔儀。通過集成雙目眼動(dòng)追蹤技術(shù)和自動(dòng)眨眼校正算法，實(shí)現(xiàn)了在標(biāo)準(zhǔn)化光照下同步記錄直接與間接瞳孔反射。在17名單側(cè)視神經(jīng)病變患者和30名健康對(duì)照的試驗(yàn)中，該系統(tǒng)計(jì)算的絕對(duì)RAPD評(píng)分（2.46±2.00 vs 0.27±0.25 log單位）展現(xiàn)出0.903的AUC值，診斷靈敏度達(dá)87%，特異性達(dá)91。該研究為視神經(jīng)病變的客觀診斷提供了新型便攜式解決方案。
在神經(jīng)眼科臨床實(shí)踐中，相對(duì)傳入性瞳孔缺陷(RAPD)被視為診斷單側(cè)或不對(duì)稱視神經(jīng)病變的關(guān)鍵體征，如青光眼、創(chuàng)傷性視神經(jīng)病變、缺血性視神經(jīng)病變和視神經(jīng)炎等。然而，傳統(tǒng)的擺動(dòng)閃光燈測(cè)試存在明顯局限性：其結(jié)果高度依賴檢查者的主觀判斷、環(huán)境光照條件以及患者的生理波動(dòng)，導(dǎo)致在臨界或早期病變中容易出現(xiàn)結(jié)果不一致的情況。這種主觀性制約了RAPD在精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的應(yīng)用價(jià)值。
隨著技術(shù)進(jìn)步，自動(dòng)化瞳孔測(cè)量技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為瞳孔動(dòng)力學(xué)評(píng)估提供了量化手段。但現(xiàn)有設(shè)備多采用單眼順序測(cè)量模式，這種時(shí)間上的不同步可能導(dǎo)致細(xì)微的雙眼不對(duì)稱信息被掩蓋。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)為同時(shí)性雙目測(cè)量帶來了新的可能性。VR頭顯能夠提供完全受控的光環(huán)境，同時(shí)集成雙目眼動(dòng)追蹤功能，從原理上消除了傳統(tǒng)方法存在的時(shí)空變異問題。
在這項(xiàng)發(fā)表于《Scientific Reports》的研究中，韓國全南大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)并初步驗(yàn)證了一款基于VR頭顯的雙目瞳孔儀。該設(shè)備通過120Hz高速紅外攝像頭同步記錄雙眼瞳孔反應(yīng)，采用先進(jìn)的圖像處理算法進(jìn)行實(shí)時(shí)瞳孔邊界描記，并創(chuàng)新性地應(yīng)用多項(xiàng)式插值技術(shù)對(duì)眨眼偽影進(jìn)行自動(dòng)校正。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了兩種測(cè)量協(xié)議：直接與間接瞳孔反射測(cè)試模擬傳統(tǒng)單眼刺激，而擺動(dòng)閃光燈測(cè)試協(xié)議則通過快速交替刺激再現(xiàn)臨床檢查場(chǎng)景。
關(guān)鍵技術(shù)方法包括：使用FOVE? VR頭顯在光適應(yīng)(約130 lux)和暗適應(yīng)(<1 lux)條件下采集數(shù)據(jù)；通過Delaunay三角剖分和最小二乘法橢圓擬合實(shí)現(xiàn)亞像素級(jí)瞳孔定位；采用五點(diǎn)移動(dòng)平均濾波計(jì)算瞳孔運(yùn)動(dòng)速度參數(shù)；最終通過ROC曲線分析評(píng)估診斷效能。
研究結(jié)果通過多個(gè)維度驗(yàn)證了該技術(shù)的可靠性。在瞳孔運(yùn)動(dòng)參數(shù)方面，患者組的直接收縮百分比顯著低于對(duì)照組(26.3% vs 47.8%)，平均擴(kuò)張速度明顯減慢，最小瞳孔直徑更大。這些定量指標(biāo)為臨床描述的“瞳孔遲鈍”現(xiàn)象提供了客觀證據(jù)。特別值得注意的是，基于雙眼不對(duì)稱性的參數(shù)展現(xiàn)出卓越的診斷價(jià)值：絕對(duì)RAPD評(píng)分（計(jì)算公為log10(直接收縮幅度/間接收縮幅度)）的受試者工作特征曲線下面積(AUC)達(dá)到0.903，最佳截?cái)嘀?1.12 log單位)對(duì)應(yīng)的敏感性和特異性分別為87%和91%。相比之下，單眼測(cè)量參數(shù)（如收縮百分比）的診斷準(zhǔn)確性較低，這凸顯了同步雙目測(cè)量在檢測(cè)傳入通路不對(duì)稱性方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。
討論部分深入分析了該技術(shù)的臨床意義。與傳統(tǒng)方法相比，VR瞳孔儀的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，同步測(cè)量模式消除了時(shí)間變異，使直接反射和間接反射能夠在完全相同的條件下進(jìn)行比較；其次，自動(dòng)化處理減少了檢查者間差異，特別是對(duì)輕度RAPD的判定更加一致；最后，設(shè)備便攜性和易用性使其適合在急診、床邊等多種場(chǎng)景應(yīng)用。研究者特別指出，雖然本研究主要針對(duì)視神經(jīng)病變，但該技術(shù)同樣適用于其他導(dǎo)致傳入性缺陷的疾病，如不對(duì)稱性黃斑變性或視網(wǎng)膜脫離。
研究人員也客觀指出了研究的局限性。樣本量較小(17例患者)且病種分布不均，缺乏針對(duì)不同嚴(yán)重程度的分層分析，可能高估了診斷效能。使用的FOVE?頭顯屬消費(fèi)級(jí)設(shè)備，要轉(zhuǎn)化為臨床工具還需通過醫(yī)療器械認(rèn)證。此外，在認(rèn)知障礙人群中的耐受性、測(cè)量重復(fù)性等問題仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。
盡管存在這些限制，這項(xiàng)研究為瞳孔反射的客觀量化提供了重要概念驗(yàn)證。通過將現(xiàn)代VR技術(shù)與傳統(tǒng)神經(jīng)眼科檢查相結(jié)合，該設(shè)備有望成為早期發(fā)現(xiàn)和監(jiān)測(cè)視神經(jīng)病變的有力工具。隨著硬件迭代和規(guī)范化數(shù)據(jù)的積累，這種基于同步雙目測(cè)量的新方法或?qū)⒊蔀樯窠?jīng)眼科檢查的標(biāo)準(zhǔn)配置，推動(dòng)精準(zhǔn)診療的發(fā)展。
