眼球運(yùn)動(dòng)及眼動(dòng)追蹤技術(shù)的臨床應(yīng)用進(jìn)展

尤佳璐，惠延年，張 樂(lè)

0 引言

眼球運(yùn)動(dòng)是指眼球一系列的自發(fā)性、控制性及目的性運(yùn)動(dòng)。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是獲取眼球運(yùn)動(dòng)信息的重要檢測(cè)手段，因其在研究視覺(jué)系統(tǒng)信息處理和多學(xué)科疾病診治中的重要意義成為近年來(lái)學(xué)者的研究熱點(diǎn)。為了最大程度發(fā)揮眼動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的促進(jìn)作用，熟練掌握眼動(dòng)追蹤技術(shù)的原理、類型及設(shè)備選擇，并細(xì)致了解其觀察對(duì)象眼球運(yùn)動(dòng)的特征十分關(guān)鍵。

以往雖有一些文章報(bào)道眼球運(yùn)動(dòng)方面的研究進(jìn)展，但對(duì)眼動(dòng)追蹤技術(shù)及其臨床應(yīng)用鮮有提及。隨著相關(guān)研究的快速進(jìn)展，發(fā)表的臨床應(yīng)用新內(nèi)容日益增多。而且，一般眼科工作者缺乏對(duì)眼動(dòng)追蹤技術(shù)在眼科臨床應(yīng)用進(jìn)展的了解。基于此，本篇綜述重點(diǎn)介紹眼動(dòng)追蹤技術(shù)及其輔助下眼球運(yùn)動(dòng)的研究進(jìn)展，并闡述眼球追蹤技術(shù)的設(shè)備選擇及眼科臨床應(yīng)用。希望今后的研究可以利用眼動(dòng)追蹤技術(shù)獲取精準(zhǔn)眼動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)而深入探討眼球運(yùn)動(dòng)機(jī)制，并改進(jìn)現(xiàn)有眼動(dòng)追蹤技術(shù)的不足，使其更多運(yùn)用并促進(jìn)眼科臨床工作的發(fā)展。

1 利用眼動(dòng)追蹤技術(shù)了解眼球運(yùn)動(dòng)

現(xiàn)代對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的深入了解依賴于眼動(dòng)追蹤技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。眼球運(yùn)動(dòng)作為研究的對(duì)象，眼動(dòng)追蹤技術(shù)作為觀察研究的重要手段，兩者相輔相成。對(duì)兩者建立系統(tǒng)的概念和知識(shí)基礎(chǔ)是重要的。

1.1眼球運(yùn)動(dòng)及其意義人類對(duì)外界的信息主要依靠感官系統(tǒng)獲取。視覺(jué)系統(tǒng)將外界信息通過(guò)視覺(jué)神經(jīng)傳遞到大腦被我們所認(rèn)知，這是人類與外界環(huán)境聯(lián)系的最重要的過(guò)程。雖然對(duì)視覺(jué)至關(guān)重要的中心凹區(qū)域直徑僅0.5mm，但其捕捉到的外界信息卻占有效信息的一半之多[1]。Yarbus[2]第一次將眼球運(yùn)動(dòng)與高級(jí)認(rèn)知聯(lián)系起來(lái)解釋了這個(gè)現(xiàn)象，他通過(guò)分析受試者觀察圖片時(shí)的眼動(dòng)資料，發(fā)現(xiàn)聚焦于中心凹的光學(xué)成像總是當(dāng)前注意中心的事物。這說(shuō)明眼球運(yùn)動(dòng)具有從所有目標(biāo)中過(guò)濾出感興趣信息并聚焦于中心凹上的作用。

除了根據(jù)大腦意愿有選擇的與外界信息交互之外，眼球運(yùn)動(dòng)還是保證清晰視覺(jué)成像的基礎(chǔ)。眼球運(yùn)動(dòng)的良好發(fā)育可以極大促進(jìn)視敏度：良好的眼球平滑追隨運(yùn)動(dòng)(smooth pursuit movement)能增加運(yùn)動(dòng)物體空間細(xì)節(jié)的分辨能力[3]，良好的注視(fixation)行為可將視力提高0.15LogMAR以上[4]，這說(shuō)明高視敏度不是單純的視覺(jué)成就、而是主動(dòng)控制(active controlled)的視覺(jué)運(yùn)動(dòng)過(guò)程。眼球運(yùn)動(dòng)具有目的性(purposeful movements)，目標(biāo)刺激出現(xiàn)時(shí)眼球做出自發(fā)反應(yīng)達(dá)到獲取清晰視覺(jué)成像的目的，進(jìn)而完成大腦與外界的交互作用。對(duì)上述眼球運(yùn)動(dòng)及其功能的深入了解，可以解釋為什么人眼能看清迅速移動(dòng)的目標(biāo)，而且人在迅速運(yùn)動(dòng)中也能看清關(guān)注的目標(biāo)。這種能力是普通的照相機(jī)無(wú)法比擬的。把人眼比作照相機(jī)，是對(duì)人眼極其不當(dāng)?shù)暮?jiǎn)單化說(shuō)法。

1.2眼球運(yùn)動(dòng)類型及高級(jí)控制中樞為了保證有效的視覺(jué)捕捉及處理，眼球運(yùn)動(dòng)擁有特定的運(yùn)動(dòng)策略。眼球運(yùn)動(dòng)主要有三種形式：注視(fixation)、平滑追蹤(smooth tracking)及掃視(saccade)[5]。觀察靜止物體時(shí)將目標(biāo)刺激物的視覺(jué)映像固定在中心凹的過(guò)程稱為注視。此過(guò)程是處理視覺(jué)信息相對(duì)穩(wěn)定的階段，可以產(chǎn)生最穩(wěn)定的視覺(jué)映像，為其在大腦的加工提供保障。實(shí)際上在注視過(guò)程中眼球并不是完全靜止的，而是以注視點(diǎn)為中心做微小的運(yùn)動(dòng)以此不斷清除視網(wǎng)膜上成像，進(jìn)而抵消目標(biāo)刺激適應(yīng)性消退[6]。這些注視性眼動(dòng)包括微漂移(drift)、微掃視(microsaccadic)和微顫動(dòng)(microfibrillation)[7]。漂移是注視過(guò)程中緩慢的位置變化。微顫動(dòng)是不規(guī)則的，波浪樣疊加是漂移中的一種眼球運(yùn)動(dòng)。而微掃視則是注視過(guò)程中快速的位置變化。一般將振幅小于1度視角的掃視稱為微掃視運(yùn)動(dòng)。微掃視運(yùn)動(dòng)發(fā)生前，中心凹對(duì)比敏感度普遍開(kāi)始衰減，并呈現(xiàn)越靠近中心的區(qū)域衰減越強(qiáng)、越快的特點(diǎn)。微掃視結(jié)束后越靠近中心的區(qū)域?qū)Ρ让舾卸然謴?fù)并趨于穩(wěn)定的速度越快。說(shuō)明中心凹的對(duì)比敏感度不均勻，并受到微掃視運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)，以此增強(qiáng)目標(biāo)位置的精細(xì)空間視覺(jué)，達(dá)到維持注視期間視覺(jué)穩(wěn)定的目的[8-9]。此外，微掃視可能與閱讀速度及注意過(guò)程有關(guān)[10]。另一種靜止?fàn)顟B(tài)下的眼球運(yùn)動(dòng)是掃視。它是指當(dāng)我們將中心凹區(qū)域的目標(biāo)重新定位到新的空間位置時(shí)、進(jìn)行的非常快速的共軛的眼球運(yùn)動(dòng)。而當(dāng)觀察者本身或被觀察物體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，平滑追隨運(yùn)動(dòng)則發(fā)揮作用使中心凹始終位于感興趣的目標(biāo)上。

除以上三種臨床評(píng)估中通常涉及的眼球運(yùn)動(dòng)之外，還存在一系列其他的眼球運(yùn)動(dòng)。眼球震顫(nystagmus)是眼球的反射性運(yùn)動(dòng)。可分為生理性及病理性眼球震顫。生理性眼球震顫可出現(xiàn)在健康群體中，還可分為終點(diǎn)性(end-point,極度向側(cè)方注視時(shí)發(fā)生)、前庭性(vestibular,由改變半規(guī)管中的內(nèi)淋巴液平衡誘發(fā))及視動(dòng)性等。當(dāng)很大一部分視野沿同一方向連續(xù)移動(dòng)時(shí)就可以觀察到眼球震顫現(xiàn)象，稱之為視動(dòng)性眼震(optokinetic nystagmns,OKN)。通常OKN存在緩慢和快速兩個(gè)階段。緩慢的追隨運(yùn)動(dòng)保證視野跟隨移動(dòng)的物體，快速共軛運(yùn)動(dòng)使中心凹快速移動(dòng)專注于感興趣的目標(biāo)上[11]。此外，當(dāng)頭部移動(dòng)的同時(shí)維持對(duì)感興趣目標(biāo)刺激的注視時(shí)，眼球則通過(guò)前庭眼動(dòng)反射(vestibulo-ocular reflex)確保眼球適當(dāng)?shù)奈恢谜{(diào)整。例如當(dāng)注視前方時(shí)頭向右旋轉(zhuǎn)則眼球向左旋轉(zhuǎn)以保持目標(biāo)注視。人類的眼球運(yùn)動(dòng)大多是共軛的，但當(dāng)眼球聚焦在十分近的目標(biāo)刺激上時(shí)雙眼則發(fā)生會(huì)聚(convenhence)，聚焦在較遠(yuǎn)目標(biāo)上雙眼就會(huì)分散，這種眼球運(yùn)動(dòng)稱為輻輳運(yùn)動(dòng)(vergence movement)。以上這些眼球運(yùn)動(dòng)共同協(xié)作形成清晰穩(wěn)定的視知覺(jué)。

雖然眼球運(yùn)動(dòng)的發(fā)生不依賴于自主意識(shí)，具有自發(fā)性，但通過(guò)對(duì)猴子的眼動(dòng)研究及對(duì)患者的眼動(dòng)觀察，發(fā)現(xiàn)眼球運(yùn)動(dòng)又是控制性的。小腦是主要控制眼球運(yùn)動(dòng)的高級(jí)中樞，小腦不僅參與眼球運(yùn)動(dòng)的控制也在認(rèn)知中發(fā)揮作用[12]。不同小腦區(qū)域控制對(duì)應(yīng)的眼動(dòng)方式。小腦皮層絨球/副絨球主要保證注視穩(wěn)定不發(fā)生向心偏倚，并與移動(dòng)物體形成清晰視覺(jué)映像相關(guān)[13]。小腦小結(jié)葉和腹側(cè)舌葉與持續(xù)、低速的前庭反應(yīng)相關(guān)。而掃視的準(zhǔn)確性則是由小腦背蚓部和后頂核保證[14-15]。任何累及小腦的疾病都可能影響眼球運(yùn)動(dòng)，如在患有自閉癥及精神分裂癥的患者中都可觀察到異常眼動(dòng)[16-17]。雖然小腦對(duì)于眼球運(yùn)動(dòng)的功能分區(qū)彼此并不能完全獨(dú)立，但功能分區(qū)依舊可以為臨床診斷定位做出提示。

1.3人類眼球運(yùn)動(dòng)的發(fā)育及衰老人類眼球運(yùn)動(dòng)并不是一成不變的。Shaikh等[18]選取14名年齡在24～36歲的健康成年人及10名年齡在5～13歲的健康兒童，使用高分辨率視頻眼動(dòng)設(shè)備追蹤受試者的眼球運(yùn)動(dòng)，分別記錄兩組被試注視保持及視覺(jué)引導(dǎo)掃視時(shí)的眼動(dòng)特點(diǎn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)與成年人相比，兒童眼動(dòng)注視保持不穩(wěn)定，在與成人固定掃視頻率相似的情況下掃視幅度大于成人，且掃視缺乏不對(duì)稱性。年齡較小兒童很難形成準(zhǔn)確掃視，并且不存在注視偏好優(yōu)先的特定部位。此研究嚴(yán)格控制了性別、精神系統(tǒng)及眼部結(jié)構(gòu)病變等可能影響眼動(dòng)特征的混雜因素，并使用不受被試配合程度影響的眼動(dòng)記錄裝置，其眼動(dòng)結(jié)果的準(zhǔn)確性得到保證。

對(duì)于成年人和兒童平滑追隨差異的研究，表明8周齡以下的嬰兒觀察不到平滑眼動(dòng)追蹤，8周齡以上的兒童較成年人眼球平滑追蹤運(yùn)動(dòng)速度更快、潛伏期更長(zhǎng)，且不能準(zhǔn)確預(yù)料目標(biāo)刺激的方向改變[19]。Nakagawa等[20]觀察嬰幼兒眼球運(yùn)動(dòng)后發(fā)現(xiàn)頭部運(yùn)動(dòng)和眼球運(yùn)動(dòng)在發(fā)育過(guò)程中高度相關(guān)，但眼球運(yùn)動(dòng)的優(yōu)先級(jí)隨發(fā)育逐步升高并在18月齡后發(fā)生明顯逆轉(zhuǎn)。以上所得到的眼動(dòng)特點(diǎn)說(shuō)明兒童時(shí)期眼動(dòng)不穩(wěn)定、視功能受限并處于系統(tǒng)性完善和學(xué)習(xí)的過(guò)程。

眼動(dòng)功能不斷發(fā)育到成年逐步穩(wěn)定。Takahashi等[21]為探究年齡對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的影響做了一項(xiàng)多中心、大樣本研究：受試者為3個(gè)獨(dú)立的健康人群，分別為235、242、205名健康受試者，使用Eyelink 1000及以上配置眼動(dòng)設(shè)備記錄眼動(dòng)數(shù)據(jù)，收集包括3種注視眼動(dòng)、3種平滑追蹤眼動(dòng)及56張圖像自由觀看時(shí)眼動(dòng)在內(nèi)的7種眼動(dòng)類型。最終得出的結(jié)果是，成年以后隨著年齡增加，眼球平滑追蹤相對(duì)于刺激目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的速度逐漸變慢；為了補(bǔ)償這種因速度降低導(dǎo)致的較大眼動(dòng)追蹤誤差，年老者出現(xiàn)更大掃視幅度、更長(zhǎng)掃視時(shí)間及更大峰值掃視速度。觀察發(fā)現(xiàn)注視性眼動(dòng)則受年齡的影響較小。除此之外，隨著年齡增長(zhǎng)步入老年，不同方向的眼球運(yùn)動(dòng)隨之發(fā)生衰老，以向上注視的范圍受損最嚴(yán)重[22]。

依賴于眼動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)測(cè)量，我們更清楚地了解到不同類型的眼球運(yùn)動(dòng)及其發(fā)育過(guò)程和高級(jí)中樞。這提示臨床醫(yī)師在診療過(guò)程中對(duì)不同生長(zhǎng)發(fā)育階段的人群應(yīng)根據(jù)其不同眼動(dòng)特征做出判斷，抓住眼球運(yùn)動(dòng)發(fā)育時(shí)期及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常并最大限度保證視功能。

2 眼動(dòng)追蹤技術(shù)的實(shí)現(xiàn)及發(fā)展

2.1眼動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)眼動(dòng)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)獲取早在19世紀(jì)就有學(xué)者通過(guò)顯微鏡觀察視網(wǎng)膜上小血管的移動(dòng)來(lái)了解眼動(dòng)情況[23]。但先前的眼動(dòng)測(cè)量方法準(zhǔn)確性低、量化困難，隨著科技不斷進(jìn)步，更精準(zhǔn)的眼動(dòng)測(cè)量方法應(yīng)運(yùn)而生。眼動(dòng)追蹤技術(shù)是記錄眼球運(yùn)動(dòng)及注視位置隨時(shí)間及任務(wù)變化的方法。目前最新的眼動(dòng)追蹤技術(shù)是基于紅外光角膜反射原理。眼動(dòng)追蹤設(shè)備由紅外發(fā)光器和攝像機(jī)組成，紅外發(fā)光器將人類不可見(jiàn)的紅外光射入人眼，隨后通過(guò)角膜反射回相機(jī)形成角膜反射點(diǎn)(corneal reflexes，CR)。因?yàn)镃R在眼球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空間位置一直維持不變，因此以CR作為參照物計(jì)算其與瞳孔的相對(duì)距離變化[24]就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)眼球聚焦位置的連續(xù)追蹤(圖1)。

這種眼動(dòng)追蹤裝置，因其諸多優(yōu)點(diǎn)被學(xué)者廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域研究中。包括：(1)眼動(dòng)追蹤技術(shù)在人的整個(gè)生命全程都可獲取眼動(dòng)數(shù)據(jù)，對(duì)于無(wú)法配合的患者也同樣適用。例如：移動(dòng)式眼動(dòng)裝置可以獲取長(zhǎng)期意識(shí)障礙患者的眼動(dòng)數(shù)據(jù)并未觀察到不良反應(yīng)，依靠所得數(shù)據(jù)可以分辨出不同類型眼球運(yùn)動(dòng)并支持臨床評(píng)估的結(jié)果[25]。(2)眼動(dòng)追蹤技術(shù)相對(duì)客觀，較少受到主觀偏見(jiàn)影響，且準(zhǔn)確度高。劉慧等[26]比較眼動(dòng)儀與眼電圖測(cè)量眼球運(yùn)動(dòng)效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，紅外眼動(dòng)儀精確度更高、變異程度更低、可重復(fù)性更高。(3)眼動(dòng)追蹤是一項(xiàng)可以對(duì)人類行為及眼動(dòng)神經(jīng)進(jìn)行探究的無(wú)侵入性技術(shù)，對(duì)被試者無(wú)傷害。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)因其大樣本定量分析操作流程多、成本高且定性分析難等諸多因素限制，還未普遍應(yīng)用于臨床，目前大多僅應(yīng)用于研究。期待未來(lái)更多便捷、易操作的標(biāo)準(zhǔn)診斷范式出現(xiàn)，使眼動(dòng)追蹤技術(shù)造福于臨床患者。

2.2眼動(dòng)追蹤裝置的分類及選擇使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)的首要步驟是選擇合適的眼動(dòng)追蹤設(shè)備。體現(xiàn)眼動(dòng)追蹤設(shè)備性能的指標(biāo)主要有3個(gè)：采樣率、重新捕獲率及測(cè)量精度。采樣率是指眼動(dòng)儀每秒報(bào)告的數(shù)據(jù)點(diǎn)，高采樣率的設(shè)備對(duì)真實(shí)眼動(dòng)開(kāi)始和偏倚的測(cè)量更精準(zhǔn)。為了保證科學(xué)研究嚴(yán)謹(jǐn)性及臨床工作有效性，所選眼動(dòng)追蹤設(shè)備性能必須與目標(biāo)獲取數(shù)據(jù)的類型和準(zhǔn)確度相匹配。

市面上眼動(dòng)追蹤裝置主要分為固定式和移動(dòng)式。固定式眼動(dòng)裝置采樣率高，采樣率最高可達(dá)2000Hz。對(duì)于觀察掃視或者注視目標(biāo)持續(xù)變化等復(fù)雜眼動(dòng)類型，一般首選采樣率較高的固定式裝置。但固定式眼動(dòng)裝置也同時(shí)存在受試人員活動(dòng)范圍小、測(cè)試環(huán)境受限及造價(jià)昂貴等不足。相較于固定式眼動(dòng)裝置而言，移動(dòng)式眼動(dòng)裝置對(duì)受試人群及環(huán)境要求低，可以保證采集最自然、高質(zhì)量的視覺(jué)行為數(shù)據(jù)[27]。Bulf等[28]在一項(xiàng)嬰兒視覺(jué)注意的研究中使用移動(dòng)式眼動(dòng)儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)法配合的嬰兒眼動(dòng)數(shù)據(jù)的精確獲取。雖然對(duì)于注視等簡(jiǎn)單眼動(dòng)的獲取移動(dòng)式眼動(dòng)裝置完全可以勝任，但畢竟其采樣率低，大多數(shù)研究要通過(guò)增大樣本量來(lái)彌補(bǔ)采樣誤差[29]。由此可見(jiàn)，使用何種眼動(dòng)儀取決于研究范式的設(shè)計(jì)、受試人群特點(diǎn)及目標(biāo)數(shù)據(jù)的類型。研究者及臨床醫(yī)師應(yīng)熟練掌握各類眼動(dòng)裝置的特性并明確所需眼球運(yùn)動(dòng)類型特征，只有這樣才能選擇合適設(shè)備進(jìn)而提高獲取數(shù)據(jù)的可靠性。

3 眼動(dòng)追蹤技術(shù)在眼科的前沿應(yīng)用

眼動(dòng)追蹤技術(shù)較多應(yīng)用于心理、認(rèn)知和神經(jīng)系統(tǒng)的研究及臨床工作中。眼科范疇內(nèi)，眼動(dòng)追蹤技術(shù)更多作為一種客觀衡量眼球運(yùn)動(dòng)的工具，輔助神經(jīng)眼科醫(yī)生診斷疾病。眼動(dòng)追蹤設(shè)備精確識(shí)別異常注視、掃視等，進(jìn)而定位病變位置。除此之外，眼動(dòng)追蹤技術(shù)還能為眼科醫(yī)生提供哪些新幫助？下文將介紹眼動(dòng)追蹤技術(shù)在眼科的前沿應(yīng)用，希望可以對(duì)現(xiàn)有研究作以總結(jié)，并為眼科臨床工作提供新手段、新思路。

3.1眼動(dòng)追蹤技術(shù)支持客觀視力檢查視力檢查是一切眼科診療過(guò)程的基礎(chǔ)，也是最直接反映眼部情況的參數(shù)。但現(xiàn)有視力檢查的手段多為主觀檢查，客觀圖形視覺(jué)誘發(fā)電位(visual evoked potential,VEP)檢查又操作困難、不易實(shí)現(xiàn)。尋求客觀、準(zhǔn)確且簡(jiǎn)便的視力檢查方法是眼科同道共同的期盼。

如前所述，人眼面對(duì)快速移動(dòng)的目標(biāo)刺激會(huì)做出與刺激相反的眼球運(yùn)動(dòng)，隨即被快速重置反應(yīng)打斷,這種眼球運(yùn)動(dòng)稱為視動(dòng)性眼震(OKN)。宋鈺等[30]利用眼動(dòng)追蹤技記錄OKN，提出一種客觀的視力檢查方法。即將滾動(dòng)的黑色條柵作為移動(dòng)視標(biāo)，記錄受試者觀察視標(biāo)時(shí)發(fā)生的眼球震顫并將其傳入計(jì)算機(jī)形成眼震波形。檢查以引出3個(gè)眼震波形為終點(diǎn)，視作被試者看清視標(biāo)。為驗(yàn)證此方法是否有效，宋鈺等[30]分別使用OKN及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)視力表檢查82名受試者視力。OKN可檢測(cè)率達(dá)93.9%，與國(guó)際視力表檢測(cè)結(jié)果相比無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，且重復(fù)檢測(cè)結(jié)果之間無(wú)顯著差異。OKN的引出為低級(jí)神經(jīng)反射，不受主觀意志影響，更加客觀。眼動(dòng)追蹤技術(shù)的加入使視力檢查更客觀、準(zhǔn)確、便捷。

圖1 眼動(dòng)追蹤技術(shù)檢測(cè) A：紅外光形成的角膜反射點(diǎn)；B：隨眼球向前、右和左看時(shí)角膜反射點(diǎn)的變化。

3.2眼動(dòng)追蹤技術(shù)在斜視診療中的應(yīng)用斜視度測(cè)定是開(kāi)展斜視患者一切診療工作的關(guān)鍵。三棱鏡加交替遮蓋試驗(yàn)(prism alternating cover test, PACT)是國(guó)際上測(cè)量斜視度的金標(biāo)準(zhǔn)，但其測(cè)量結(jié)果受到患者主觀判斷及配合程度的影響，且當(dāng)斜視角較大時(shí)棱鏡遞增度數(shù)較大影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性[33]。Valente等[34]利用eyeswift TM系統(tǒng)基于眼動(dòng)追蹤技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)眼球偏斜并評(píng)估斜視程度及方向。準(zhǔn)確的斜視度數(shù)是通過(guò)計(jì)算眼球運(yùn)動(dòng)完全中和之后屏幕呈現(xiàn)的目標(biāo)之間距離與測(cè)試距離的比值得出的。Valente使用眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)測(cè)量69名3～15歲兒童并與傳統(tǒng)PACT結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其準(zhǔn)確性與PACT測(cè)量結(jié)果高度相關(guān)。多次測(cè)量結(jié)果間變異性為0.2△±4.5△，比先前研究中高年資專業(yè)醫(yī)生測(cè)量結(jié)果(-3.9△±4.7△)變異性小[33]。此外，該方法在測(cè)量過(guò)程中對(duì)眼球偏倚的檢測(cè)也具有優(yōu)勢(shì)(研究中自動(dòng)檢測(cè)裝置發(fā)現(xiàn)7名受試者眼球偏倚、但只有其中4例眼球偏倚被高年資醫(yī)生觀察到)。由于此方法測(cè)試時(shí)間短、測(cè)試具有趣味性、不受頭部位置影響可以應(yīng)用于年齡較小兒童。Miao等[35]也使用紅外眼動(dòng)追蹤技術(shù)測(cè)量斜視患者斜視度，同樣表示眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)應(yīng)用于斜視度測(cè)量具有頭部運(yùn)動(dòng)高容忍、準(zhǔn)確度高及差異性小等優(yōu)勢(shì)。

地方基層醫(yī)院缺乏高年資專業(yè)醫(yī)生且醫(yī)療需求大，斜視度的確定及手術(shù)量的決策是一大難題，不準(zhǔn)確的手術(shù)量可能會(huì)造成欠校或過(guò)矯增加后續(xù)治療難度。若將眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用于基層醫(yī)療環(huán)境將會(huì)提高斜視診治效率。

3.3眼動(dòng)追蹤技術(shù)可提高LASIK手術(shù)準(zhǔn)確性諸多學(xué)者發(fā)現(xiàn)，眼動(dòng)追蹤技術(shù)可以改善準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù)(laser-assistedinsitukeratomileusis, LASIK)、飛秒激光(small incision lenticule extraction,SMILE)等近視矯正手術(shù)中由于身體位置變化導(dǎo)致的眼球旋轉(zhuǎn)以及術(shù)中眼球的回旋運(yùn)動(dòng)造成的消融偏中心的問(wèn)題[36]。消融偏中心會(huì)加大術(shù)后再治療的風(fēng)險(xiǎn)，且其程度又隨度數(shù)的增高而增高[37]。Lee等[38]對(duì)50例患者進(jìn)行近視或近視散光矯正手術(shù)，其中25例患者使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)，25例未使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)。為保證研究嚴(yán)謹(jǐn)性，所有受試者術(shù)前檢查及術(shù)后點(diǎn)眼治療、術(shù)后復(fù)查均一致。經(jīng)比較兩組術(shù)后效果發(fā)現(xiàn)：眼動(dòng)追蹤技術(shù)組80%的患者術(shù)后裸眼視力≥1.0，消融偏中心化為0.37±0.18。未使用眼動(dòng)追蹤技術(shù)組64%的患者術(shù)后裸眼視力≥1.0，消融偏中心化為0.58±0.31且存在較高殘余柱鏡散光。由此可見(jiàn)，眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)輔助LASIK消融偏中心程度小、術(shù)后殘余散光小。準(zhǔn)確的消融是LASIK手術(shù)成功的關(guān)鍵，為了達(dá)到較高的消融準(zhǔn)確性，眼動(dòng)儀采樣率至少應(yīng)達(dá)到激光重復(fù)率的2倍[39]。眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)的輔助使LASIK實(shí)現(xiàn)了從僅治療屈光問(wèn)題到治療角膜或整個(gè)眼球的高階像差的轉(zhuǎn)變。總之高頻率眼動(dòng)設(shè)備的加入可以大大提高近視矯正手術(shù)消融位置的準(zhǔn)確性。消融位置準(zhǔn)確性得到保證有利于降低術(shù)后角膜散光改變[40]，并獲得更好視覺(jué)質(zhì)量。

3.4眼動(dòng)追蹤技術(shù)應(yīng)用于青光眼診斷青光眼早期診斷是一個(gè)挑戰(zhàn)性難題。臨床上視野檢查普遍使用的標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)視野測(cè)量(standard automated perimetry,SAP)需要被試者穩(wěn)定的注視和手動(dòng)響應(yīng)，因此對(duì)于兒童及存在認(rèn)知障礙的人群，傳統(tǒng)方法判斷效能低。眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)則可以免除這種有意識(shí)手動(dòng)響應(yīng)的需求。Soans等[41]量化一組患有青光眼或神經(jīng)眼病患者的眼球運(yùn)動(dòng)并分析其時(shí)空特性，比如被試的視覺(jué)靈敏度因?yàn)橐曇叭睋p而降低，那么可以預(yù)期他們?cè)谧分鹉繕?biāo)刺激時(shí)會(huì)出現(xiàn)時(shí)間延遲。又如視野缺損影響被試視線而無(wú)法追隨刺激時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致更長(zhǎng)時(shí)間延遲和更多空間誤差。青光眼患者出現(xiàn)視野缺損會(huì)打亂掃視產(chǎn)生和固視維持之間的平衡。計(jì)算機(jī)大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)這些特征后，形成依賴于眼動(dòng)特征進(jìn)行青光眼診斷的方法。這種方法對(duì)患者和健康人群的分類準(zhǔn)確性可達(dá)到94.5%。另一項(xiàng)研究同樣使用眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)參與青光眼的診斷[42]，通過(guò)判斷眼球位置相對(duì)目標(biāo)刺激和固定點(diǎn)的變化方向及幅度來(lái)確定被試是否看清刺激。這種方法可以根據(jù)眼球自動(dòng)調(diào)整刺激的大小及位置并允許患者測(cè)試期間頭部移動(dòng)。此外，眼動(dòng)追蹤技術(shù)對(duì)青光眼患者日常行為受限程度的判斷也具有積極意義[43]，由此可見(jiàn)眼動(dòng)追蹤技術(shù)在青光眼早期篩查方面具有很大潛力。

眼動(dòng)追蹤技術(shù)因其對(duì)被檢對(duì)象配合程度高包容、精確度高且不受主觀意志影響等特點(diǎn)表現(xiàn)出比傳統(tǒng)檢查及診斷治療的優(yōu)勢(shì)。除了以上應(yīng)用之外，眼動(dòng)追蹤技術(shù)還被應(yīng)用于色覺(jué)檢查及眼底照片檢查等醫(yī)療活動(dòng)中[44]。這些新臨床手段可以應(yīng)用在基層醫(yī)院和大樣本人群篩查中彌補(bǔ)地方診療水平不足、醫(yī)師間診療差異大等限制，也可以應(yīng)用在年齡小、認(rèn)知功能或精神狀態(tài)不佳導(dǎo)致不能配合傳統(tǒng)診療患者的就醫(yī)過(guò)程中。但以上基于眼動(dòng)追蹤技術(shù)的診療手段多需要采樣率高的設(shè)備，以保證復(fù)雜患者的準(zhǔn)確率，這就加大了醫(yī)療成本。而且一些文獻(xiàn)報(bào)道，病例對(duì)照研究往往會(huì)高估其性能。雖然通過(guò)前期研究證實(shí)眼動(dòng)技術(shù)具有巨大的潛力，但要想使其更廣泛地造福于眼科患者，還需更大樣本、更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯孔C實(shí)其可行性。

4 問(wèn)題與展望

國(guó)內(nèi)外關(guān)于眼球運(yùn)動(dòng)及眼動(dòng)追蹤技術(shù)的應(yīng)用研究取得了一定進(jìn)展，但仍存在局限性。眼動(dòng)追蹤技術(shù)在心理、大腦認(rèn)知及神經(jīng)生理上的臨床應(yīng)用已比較成熟，但在眼科的應(yīng)用還在探索階段，仍存在不少待解決的問(wèn)題。例如：“病例對(duì)照研究得出的結(jié)果是否高估了眼動(dòng)追蹤技術(shù)的性能”“小樣本研究得出的結(jié)論是否適用于全部人群”“是否可以制造更經(jīng)濟(jì)的設(shè)備降低醫(yī)療成本”“對(duì)于眼科疾病的診斷和治療范式需進(jìn)一步完善以解決眼球震顫等異常眼動(dòng)對(duì)結(jié)果帶來(lái)的不穩(wěn)定影響”。以往臨床醫(yī)生對(duì)于眼球運(yùn)動(dòng)的關(guān)注較少，眼球運(yùn)動(dòng)不僅與視功能好壞相關(guān)還是大腦功能的外在表現(xiàn)。在未來(lái)臨床工作中，醫(yī)師應(yīng)將眼球運(yùn)動(dòng)的概念貫穿整個(gè)診療過(guò)程中，熟練掌握眼球運(yùn)動(dòng)的發(fā)展過(guò)程及特性，并將眼球追蹤技術(shù)應(yīng)用于眼科檢查及疾病診治，造福于廣大患者。