Information visuelle nécessaire à la restauration d'une lecture au moyen d'un implant rétinien chez un aveugle par dégénérescence massive des photorécepteurs

Minimale, zum elementaren Lesen mit Hilfe eines Retinaimplantates benötigte Sehinformation im Falle einer externen Retinadystrophie: Eine psychophysikalische Studie

Hintergrund Mit der vorliegenden Studie möchten wir festlegen, wie hoch der minimale, durch ein Retinaimplantat übermittelte Informationsgehalt sein müsste, um elementares Lesen zu gewährleisten. Es interessieren uns im Speziellen die Fragmentation (Pixelisation) des übermittelten Bildes und dessen Position im Sehfeld. Die Fragmentation entspräche der Anzahl der benötigten Elektrodenkontakte und die Position im Sehfeld dem Ort eines solchen Implantates in der Netzhaut.

Material und Methode In einem Fenster, entsprechend einem Gesichtsfeld von 10° × 10° wurden auf einem PC-Bildschirm Wörter und einzelne Buchstaben angezeigt und von normalen Versuchspersonen gelesen. Die Stimuli wurden mit Hilfe eines mit dem PC verbundenen Eyetrackers in einer bestimmten Zone des Gesichtsfeldes stabilisiert. So wurde die Position der Stimuli auf dem Bildschirm fortlaufend der Blickrichtung nachgeführt.

Ergebnisse 1) Ein starker Leseleistungsabfall kann bei einem bestimmten Pixelisations-Grenzwert beobachtet werden. Dieser hängt von der Exzentrizität des gezeigten Bildes ab. 2) Im zentralen Gesichtsfeld sind etwa 400 Pixel (20 × 20 Elektrodenkontakte) notwendig, um 80 % der 4-Buchstaben-Worte zu erkennen. Bei einer Exzentrizität von 10° sind es ungefähr 1225 (35 × 35) Pixel. 3) Ein Erkennen von 80 % der Worte und somit das Verständnis eines Textes sind bei einer Exzentrizität von mehr als 10° nicht mehr möglich. 4) Etwa 50 Pixel genügen, um einzelne Buchstaben zu erkennen, und dies unabhängig von deren Exzentrizität im Gesichtsfeld.

Schlussfolgerungen Diese Daten erlauben es, unsere Untersuchungmethode zu validieren. Sie liefern außerdem wichtige Angaben zu dem, was mit einer Sehprothese erreicht werden kann und muss.

Definition of the problem Our goal is to determine the minimum of information necessary for elementary reading, using a retinal implant. This concerns particularly the fragmentation (pixellisation) of the presented image and its position in the visual field. Fragmentation corresponds to the number of electrodes available, the position of the image in the visual field is equivalent to the site of the implant on the retina.

Material and methods 10^o × 10^o windows, containing isolated words or letters, were presented to six healthy subjects on a computer screen. A coupling between the computer and an eye tracker stabilizes these images in an area of the visual field. This coupling constantly corrects the position of the image on the screen according to the direction of gaze.

Results 1) A rapid decrease of the performance is observed at a certain threshold of pixellisation, dependent on the eccentricity of presentation of the images. 2) In central vision, about 400 pixels are sufficient to recognize 80 % of the four-letters words. At 10^o of eccentricity, about 1225 pixels are needed. 3) An acceptable comprehension of a text (identification of four words out of five), is impossible at eccentricities higher than 10^o 4) About 50 pixels are sufficient for a satisfactory recognition of isolated letters, independently of their eccentricity.

Conclusion These data validate the method of investigation and provide valuable indications regarding minimal visual requirements in prosthetic vision.

Schlüsselwörter

Lesen - Prothesen und Implantate - Netzhaut - Psychophysik - Retinitis pigmentosa

Key words

Reading - prostheses and implants - retina - visual psychophysics - retinitis pigmentosa

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