ES2327307A1 - Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura. - Google Patents

Abstract

Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura. El procedimiento parte de la utilización de test de lectura, teniendo como objetivo fundamental sacar del mismo al clásico Examinador, de manera que no solo se eliminan los costos inherentes a la presencia del Examinador, sino que además se eliminan también los riesgos de errores por parte de éste último. Para ello en el test se introducen métodos de ajuste y/o elección forzada controlados por ordenador, lo que permite obtener resultados objetivos precisos sin la intervención del Examinador. Además la presentación de las palabras se realiza por medios informáticos en una variedad de soportes como puede ser un monitor o una pantalla de televisión, un display, etc.

Description

Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para medir la calidad de visión general, y en particular la agudeza para la lectura, en una variedad de situaciones y con el sujeto o el paciente portando cualquier dispositivo oftálmico, tal como lentes, lentes intraoculares o lentes de contacto.

La invención se sitúa pues en el ámbito de la oftalmología, la óptica visual y la optometría.

Antecedentes de la invención

Tanto en el ámbito clínico, para la detección de enfermedades oculares o defectos visuales, como en el ámbito de la investigación, para el testeo de nuevos dispositivos oftálmicos, es imprescindible el uso de procedimientos o tests que permitan medir la calidad visual del paciente. Los test tradicionales miden la agudeza visual (AV) o la sensibilidad al contraste (SC), normalmente mediante el uso de láminas o cartas estáticas, y en algunos casos utilizando sistemas informáticos. En los tests de AV lo que se trata de determinar es el tamaño del detalle más pequeño que el paciente es capaz de ver, mientras que en los de SC se determina el contraste mínimo al que el paciente es capaz de discernir franjas de una determinada frecuencia espacial. Ambos tests aportan una valiosa información sobre la calidad visual, pero tienen limitaciones. Por ello es deseable disponer de otros nuevos procedimientos que midan específicamente las capacidades del paciente para llevar a cabo tareas visuales habituales de la vida cotidiana.

Entre estas tareas, una de las más importantes es la lectura. En un principio, los tests de lectura fueron desarrollados para estudiar la importancia de las diferentes variables que intervienen en el proceso de lectura, (Legge G. E. D. G. Pelli, G. S. Rubin & M. M. Schleske. Psychophysics of reading. I. Normal vision. Vision Research, 25, 239-252, 1985) y para medir la capacidad visual de pacientes con baja visión (Legge G.E., G.S. Rubin, D.G. Pelli & M.M. Schleske. Psychophysics of reading. II. Low vision. Vision Research, 25, 253-266, 1985). En dichos tests, se le muestran al paciente frases o palabras no relacionadas, que debe leer en voz alta a la máxima velocidad posible, mientras que el examinador anota los errores cometidos. Del número de errores y del número de palabras leídas por minuto se obtiene una medida de la velocidad de lectura. Numerosos han sido los estudios llevados a cabo sobre el tema, fundamentalmente en el Minessota Laboratory for Low-Vision Research, en los que se han investigado diferentes parámetros que pueden afectar a la lectura, como el contraste (Legge G.E., G.S. Rubin & A. Luebker. Psychophysics of reading. V. The role of contrast in normal vision. Vision Research, 27, 1165-1171, 1987), la longitud de onda de la iluminación (Legge G.E. & G.S. Rubin. Psychophysics of reading. IV. Wavelength effects in normal and low vision. Journal of the Optical Society of America, A3, 40-51, 1986), o el tamaño de las fuentes o letras (Chung S.T.L., J.S. Mansfield & G.E. Legge. Psychophysics of reading. XVIII. The effect of print size on reading speed in normal peripheral vision. Vision Research, 38, 2949-2962,1998). Tomando como base uno de estos test, el llamado Minessota Low-Vision Reading Test, abreviadamente Mnread (Legge G.E., J.A. Ross, A. Luebker & J.M. LaMay. Psychophysics of reading. VIII. The Minnesota low-vision reading test. Optometry and Vision Science, 66, 843-853, 1989), se dictaron un conjunto de reglas o directrices que deben seguirse a la hora de desarrollar tests de lectura, y que se recogen en el MNread 2000 project (http://gandalf.psych.umn.edu/gellab/MNREAD/). En este proyecto también se recogen, aparte de test que miden la velocidad de lectura, otros que miden la agudeza de lectura y el tamaño de letra crítico (mínimo tamaño de letra al que se puede leer a la máxima velocidad).

Hasta ahora, cuando la capacidad de visión de una persona es evaluada mediante un test de lectura tradicional, el procedimiento consiste en que el Examinador cuenta el número de fallos cometidos por el paciente durante la lectura de una serie de frases. Esto exige toda la atención del Examinador, y puede dar lugar a que se comentan errores en la contabilización de los fallos de lectura, con la consiguiente alteración en los resultados del test. Además la presentación de textos largos o complicados puede no ser adecuada en diversas situaciones experimentales o clínicas.

Así pues, el procedimiento estándar hasta la fecha para evaluar la capacidad visual de un paciente mediante un test de lectura se basa en la contabilización de los errores cometidos por el paciente durante la lectura de un determinado conjunto de frases. Esta contabilidad de fallos es llevada a cabo manualmente por el Examinador, lo que exige todo su tiempo y atención y puede dar lugar a errores.

Descripción de la invención

El procedimiento que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta.

De forma más concreta y para evitar los dos inconvenientes citados, la invención propone la utilización de métodos de ajuste y/o elección forzada asistidos por ordenador aplicados al test de lectura. En el método de ajuste el paciente debe ajustar o modificar alguno de los diferentes parámetros que afectan a la lectura (tamaño de letra, contraste, etc ...) buscando subjetivamente el valor de dicho parámetro por debajo del cual no puede leer correctamente. En el método de elección forzada, descrito de manera general, al paciente se le muestran palabras o frases, o grupos de éstos, que debe tratar de leer y después de cada uno de ellos debe dar una respuesta (eligiendo entre varias opciones) a una pregunta previamente establecida. De los aciertos y errores en las respuestas del paciente se obtiene una medida de su capacidad de lectura.

Descripción de las Figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra un esquema general básico del procedimiento automático asistido por ordenador para llevar a cabo test de lectura: El paciente lee las palabras o frases que el ordenador le muestra y le envía al ordenador, en la manera preestablecida, información acerca de lo que ha leído.

La figura 2.- Muestra la curva psicométrica típica de un test por el procedimiento de elección forzada. En ella se representa el porcentaje de aciertos en función de la intensidad del parámetro cuyo umbral se pretende obtener. Dicho valor umbral es el correspondiente a un porcentaje de aciertos previamente establecido en función del número de opciones de respuesta disponibles.

La figura 3.- Muestra, también sobre un sistema de coordenadas, el comportamiento típico de la intensidad del parámetro cuyo umbral se pretende determinar durante un test por el procedimiento de elección forzada. La intensidad mostrada al paciente oscila alrededor del valor umbral, que va siendo acotado conforme crece el número de presentaciones.

La figura 4.- Muestra como se establece el tamaño de letra en función de la altura de las letras minúsculas.

La figura 5.- Muestra una ventana del ordenador en la que se observa el control en el modo de ajuste para el test de lectura.

La figura 6.- Muestra una relación de ejemplos de palabras y no palabras mostradas en el modo de elección forzada del test de lectura.

La figura 7.- Muestra una ventana de control y monitorización del test de lectura, en el modo de elección forzada.

La figura 8.- Muestra una ventana de mantenimiento de palabras usadas en el test de palabras.

La figura 9.- Muestra otra ventana visualizadora a través de la pantalla del ordenador, con la configuración del test de lectura.

Realización preferente de la invención

El procedimiento que la invención propone, cuya finalidad es liberar al Examinador de la ardua tarea de evaluación, con la consecuente y complementaria eliminación de errores personales, consiste en un procedimiento o método de ajuste y/o elección forzada asistidos por ordenador, de modo que es posible cuantificar objetivamente la capacidad de lectura sin la intervención de un Examinador, dejándole libre de dicha tarea y eliminando el riesgo de errores.

Para solventar estos dos inconvenientes, la invención propone la aplicación de métodos de ajuste y/o elección forzada asistidos por ordenador, de modo que es posible cuantificar objetivamente la capacidad de lectura sin la intervención del Examinador.

Esto se desprende del esquema de la figura 1, donde con (1) se ha referenciado al paciente, con (2) al ordenador y con (3) el texto que aparece sobre la pantalla (4) del ordenador.

Además, para evitar efectos de tipo aleatorio en las respuestas, se propone presentar grupos de letras, que en un caso tienen un significado y no en otro. Sólo en aquellos casos en los que el sujeto lea correctamente la palabra estará en condiciones de discriminar la correcta de la que no lo es.

A continuación se pasa a describir la aplicación a un test de lectura de los métodos de ajuste y de elección forzada. En ambos casos, al paciente se le muestran palabras sin relación entre si, o frases completas que debe leer. En lo que sigue, y por brevedad, se hablará sólo de palabras, en el entendido de que todo lo dicho es extensivo también a frases.

En el método de ajuste, el ordenador muestra al paciente palabras y se le permite que, mediante cualquier dispositivo de comunicación con el ordenador (teclado, ratón, etc...) pueda aumentar o disminuir la intensidad de alguno de los diferentes parámetros que afectan a la lectura (tamaño de letra, contraste, etc...) debiendo entonces buscar subjetivamente el valor umbral de dicho parámetro, de modo que por debajo de él no puede leer correctamente.

En el método de elección forzada, al paciente se le muestra una secuencia de palabras o grupos de ellas que debe tratar de leer. Tras la lectura de cada uno de esos grupos, debe dar una respuesta (entre varias opciones posibles) a una pregunta previamente establecida al comienzo del test. La visualización de palabras y la obtención de respuestas son tareas automatizadas por ordenador. De los aciertos y errores en las respuestas del paciente se obtiene una medida de su capacidad de lectura, que puede ser calculada mediante dos procedimientos. En el primero de ellos, tras la obtención de la curva psicométrica (porcentaje de aciertos en las respuestas en función de la intensidad del parámetro cuyo umbral para la lectura se pretende determinar) se toma como valor umbral el que corresponda a un porcentaje de aciertos previamente establecido (fig. 2). En el segundo procedimiento, la intensidad del parámetro en cada una de las presentaciones de palabras la determina el algoritmo psicofísico empleado (linear staircase, log staircase, Quest,...). En estos algoritmos la intensidad del parámetro para cada nueva presentación viene dado por el historial de respuestas previas del paciente, es decir, por sus aciertos y errores a determinados valores de intensidad. Tras un número determinado de presentaciones, el umbral buscado ha sido acotado con la suficiente fiabilidad y es devuelto como valor final del test (fig. 3).

Ejemplo

En el siguiente ejemplo de realización lo que se describe es el procedimiento para la medida de la sensibilidad al contraste de lectura (para un determinado tamaño de letra, contraste umbral que permite la lectura) y a la agudeza de lectura (mínimo tamaño de las letras que forman la palabra que puede leerse). Las palabras son mostradas en un monitor por el ordenador que controla todo el proceso, y el sujeto introduce sus respuestas al test mediante el teclado haciendo uso de teclas determinadas.

Al igual que en el caso de la agudeza visual, la agudeza de lectura puede expresarse en logMAR, en fracciones de Snellen, o en notación decimal. Dado que existen letras con distintos tamaños (a, b, por ejemplo) se toma como tamaño de letra la altura de una minúscula pequeña, como se refleja en la (fig. 4).

Una primera implementación del test está basada en el procedimiento de ajuste (fig. 5). Al sujeto se le presentan palabras y su misión es la de cambiar el tamaño o el contraste (según lo que se pretenda medir) de las letras, mediante un teclado, hasta encontrar el valor umbral, por debajo del cual no es capaz de reconocer la palabra presentada. A partir de ahora se hablará sólo de tamaños, pero todo es igualmente válido para contrastes. Este test puede llevarse a cabo en una modalidad estática en la que la palabra cambia sólo cuando el sujeto varía el tamaño, o una modalidad dinámica en la que las palabras cambian continuamente cada cierto tiempo constante y prefijado independientemente de lo que haga el sujeto.

Este tiempo se fija en 500 ms, lo que permite al sujeto leer la palabra. Si ésta fuera siempre la misma el sujeto podría caer en el error de creer que está realmente viendo y leyendo correctamente la palabra, cuando en realidad puede ser sólo el efecto de recordar cuál es dicha palabra. En el modo estático es necesario cambiar de tamaño para cambiar la palabra presentada, mientras que eso no es necesario en el dinámico.

Una segunda forma de implementar el test es por el método de elección forzada. En este caso, al sujeto se le presentan dos palabras, una a continuación de la otra, separadas por un intervalo determinado de tiempo. Pero sólo una de ellas es realmente una palabra con significado, ya que la otra está formada simplemente por una permutación de las letras que forman la primera, pero que carece de significado. La podemos llamar una "no palabra". La fig. 6 muestra algunos ejemplos.

Lo que se pide al sujeto es que identifique, en cuál de los dos estímulos, primero o segundo, se encuentra la verdadera palabra, mediante la pulsación de la tecla adecuada. El número de repeticiones que son necesarias para completar el test y el tamaño de letra en cada nueva presentación es controlado por el algoritmo psicofísico adaptativo QUEST. En la fig. 6 se puede observar la ventana de control del QUEST y la monitorización de todo el procedimiento.

El tiempo que cada estímulo (palabra o no palabra) se muestra al sujeto es de 500 ms, que es el que se encuentra más adecuado para dar tiempo a leer la palabra, y al mismo tiempo, reducir al mínimo la duración total del test, que puede oscilar entre 3 y 4 minutos. Las palabras utilizadas deben ser sencillas, de uso muy común, y con un total de 200 es suficiente para evitar que el sujeto llegue a memorizarlas en un número razonable de sesiones. La aplicación permite el mantenimiento de la tabla de palabras y permite también generar la no palabra de manera casi totalmente automática a partir de cada palabra. No es totalmente automático el proceso porque al final hay que comprobar que la no palabra carece de significado. Esta parte de la aplicación está mostrada en la fig. 8.

La aplicación cuenta con diversas opciones necesarias para su uso cuando el sujeto no mira directamente al test, sino a través de un sistema óptico. Así permite tener en cuenta los aumentos, o la existencia de una inversión izquierda-derecha. Para esta última situación se diseñó un tipo de fuente especial en la que el diseño de cada letra es idéntico al diseño de Times New Roman pero cada letra está invertida respecto a un eje vertical que pase por su centro. Pero también es necesario, en este caso, la existencia de una opción para invertir el orden de las letras. Aparte de estas opciones, la aplicación cuenta con otras, como el poder elegir si lo que se mide en el test es el tamaño umbral o el contraste, si se lleva a cabo en español o inglés, o si se quiere letra clara sobre fondo oscuro o viceversa. La fig. 9 muestra la ventana de configuración de todas estas opciones.

El procedimiento completo de medida se inicia realizando un test rápido de ajuste. El valor de tamaño umbral devuelto por el sujeto en este test es utilizado como valor de inicio en el siguiente de elección forzada. De este modo, comenzando con un valor próximo al umbral, se reduce el tiempo total. Se llevan a cabo varias repeticiones y se toma como valor final el promedio de los resultados obtenidos en la serie. Como en los otros test, para evaluaciones rápidas, es posible promediar los resultados de varias repeticiones empleando sólo el modo de ajuste. Previamente es necesario comprobar que el sujeto es coherente en sus respuestas y sus medidas no son excesivamente dispersas.

La precisión en el tamaño con la que pueden ser mostradas las distintas palabras viene condicionada por la distancia de observación (D), los aumentos del sistema (\Gamma), el tamaño de píxel (t_{p}) y por el hecho de que se necesitan un número entero de píxeles para construir cada letra de la palabra. En función de los píxeles (n) empleados en la representación de una letra x, las posibles agudezas de lectura (AL) evaluables, expresadas en notación decimal, vienen dadas por:

1

La AL máxima no es posible determinarla directamente de aquí haciendo n=1, porque con un solo píxel no es posible representar una letra. Debido a la gran variedad de las formas de las distintas letras, es difícil concretar el número de píxeles necesarios para poder representar fidedignamente todas ellas. Lo que sí se ha comprobado es que en las condiciones habituales de utilización del test (D = 3100 mm, \Gamma= 0.83 y t_{p} = 0.2 mm) las AL de todos los sujetos evaluados están siempre por debajo de los valores de AL en los que podrían empezar a aparecer problemas de representación. Por ejemplo, en un sujeto normal, con agudeza visual de 1.3, su agudeza de lectura es 0.18, lo que requiere la utilización (despejando n en la anterior expresión) de 30 píxeles, que son más que suficientes para poder representar cualquier letra.

Claims (3)

1. Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura, que teniendo por finalidad el que dicha medida pueda ser llevada a cabo sin la intervención de un examinador, se caracteriza por la utilización de métodos de ajuste y/o elección forzada asistidos por ordenador, en el que al paciente se le muestra una secuencia de pares de palabras, en la que sólo una de ellas es una palabra con significado, y donde la misión del paciente es la de indicar cuál de ellas es la que tiene significado, recogiendo las respuestas del paciente a través de cualquier periférico, como un teclado, ratón u otros, y mostrando la palabra siguiente con el tamaño y contraste adecuado, en el idioma del paciente, en cada momento del desarrollo del test.

2. Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura, según reivindicación 1ª, caracterizado por la utilización de un método de ajuste en el que el paciente, mediante un periférico conectado al ordenador, modifica el tamaño o el contraste de las letras que forman las palabras que se le muestran, hasta encontrar el valor más pequeño en el que aún es capaz de leer.

3. Procedimiento automatizado para medir la agudeza visual de lectura, según reivindicación 1ª, caracterizado porque de los aciertos y errores en una larga secuencia de respuestas del paciente, el umbral de tamaño o contraste de las palabras se acota con la suficiente fiabilidad, y finalmente se obtiene la medida de su agudeza de lectura.