PTM模型的参数分析以及在成人弱视疗效评价中的应用研究

论文摘要

弱视是一种常见的视觉发育性疾病,在临床上通常表现为视力、对比敏感度以及立体视觉等视功能的损害。由于许多儿童弱视患者延误了治疗的最佳时期,使得我国成人弱视患者数量大幅增加。为了找到治疗成人弱视的有效方法,近年来国内外专家在弱视视觉缺损机制的研究中,发现了利用知觉模板模型(Prepertural Template Model,PTM)可以解释成人弱视视功能损害的潜在机制,对该机制的研究有助于更全面的了解弱视的视功能缺陷,为应用知觉训练方法治疗成人弱视提供了重要的依据。国内外研究者利用PTM模型在研究成人弱视患者的视觉缺损机制中,发现成人弱视患者视觉敏锐度和对比敏感度的损害与内部加法噪声和模板匹配能力紧密相关,表现为内部加法噪声的增加和模板匹配能力的变差,但由于没有给出正常人PTM模型的参数,因此不能定量描述弱视患者经过知觉学习训练后内部加法噪声和视觉模板匹配能力的改变程度。本文分析了正常眼的PTM模型参数,并通过分析成人弱视患者知觉学习训练前后的PTM模型参数,确定患者视力和对比敏感度提高的潜在影响因素。本文的主要工作有以下几个方面:1、采用Xu(2006) PTM模型的心理物理学实验方案,测量了平均年龄为24.3的正常被试21人(42只正常眼)在外加噪声情况下的对比度阈值,通过最优参数拟合,得到正常人PTM模型的内部加法噪声、内部乘法噪声、信号增益、非线性因素,以这4个参数作为基准参数对比分析成人弱视患者在知觉学习训练前、后表征内部加法噪声和模板匹配能力的参数。2、在现有知觉学习治疗成人弱视的研究基础上,设计并实现了基于知觉学习的成人弱视训练系统。根据知觉学习的特异性和迁移性,设计了Gabor的识别训练,在训练中改变Gabor光栅的方向,对比度和空间频率。另外,采用侧翼加干扰的训练方式,来提高弱视患者的空间交互作用,促进弱视患者视功能的恢复。在训练过程中根据患者当前的训练情况实时调整训练参数,每次训练的参数由系统根据最新的训练结果自动获得,确保患者始终在阈值附近训练。3、对实验组平均年龄为20.2的5名成人弱视患者训练前后PTM模型的参数,患者的视力、对比敏感度进行分析。通过知觉学习进行为期一个月的训练后,分析训练前后的数据表明:弱视视觉系统表征内部加法噪声的参数Aa和表征模板匹配能力的参数Af均有不同程度的下降,且趋向于正常眼的参数值1,其中内部加法噪声的降低更为显著,对训练前、后Aa进行Wilcoxon符号秩检验,p<0.05,具有显著性差异。同时,经标准对数E字视力表测量训练后视力平均提高1.4行,使用OPTEC6500测量训练后对比敏感度在5个空间频率上均有不同程度的提高,经配对t检验,p<0.05,差异显著。通过本文的知觉学习训练方法可以降低成人弱视患者的内部加法噪声和改善模板匹配能力,对提高视力和对比敏感度具有较好的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及目的意义
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势
• 1.2.1 视知觉认知模型研究进展
• 1.2.2 知觉学习在成人弱视治疗中的进展
• 1.3 本文的研究内容
• 第2章 相关基础理论
• 2.1 弱视相关知识
• 2.2 知觉模板模型—PTM模型
• 2.2.1 PTM模型的组成
• 2.2.2 PTM模型的数学表达
• 2.2.3 PTM模型的三种视觉机制
• 2.2.4 PTM模型的视觉刺激实验
• 2.3 知觉学习
• 2.3.1 知觉学习的神经机制
• 2.3.2 知觉学习应用于弱视治疗的方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 PTM模型的心理物理学实验
• 3.1 软、硬件环境
• 3.2 刺激源
• 3.3 检测过程
• 3.4 分析方法
• 3.4.1 数据拟合方法及工具
• 3.4.2 视功能评价方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于知觉学习的成人弱视训练系统设计
• 4.1 结构框架
• 4.2 系统的功能模块
• 4.3 训练方案设计
• 4.3.1 gabor刺激源设计
• 4.3.2 训练过程设计
• 4.4 关键部分实现
• 4.4.1 gabor刺激源的实现
• 4.4.2 训练画面
• 4.5 本章小结
• 第5章 效果评价与结果讨论
• 5.1 被试基本信息
• 5.2 训练前PTM模型数据分析
• 5.3 训练后PTM模型数据分析
• 5.4 视觉敏锐度和对比敏感度数据分析
• 5.4.1 视觉敏锐度数据分析
• 5.4.2 对比敏感度数据分析
• 5.5 结果讨论
• 5.6 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读学位期间参加的科研项目和成果