动态视力:动态视力测试、运动员研究与训练
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由 Optics Trainer 团队根据已发表的研究撰写,所有来源均列于下方。
动态视力(DVA)是指在有运动的情况下看清细节的能力。这个词有两种含义。在前庭医学中,它指头部运动时读出字母的能力,取决于前庭眼反射(VOR)。在运动视觉领域,它指看清运动物体(例如球)上细节的能力。文末介绍 Fast Pitch,这是 Optics Trainer 以运动物体动态视力为原型设计的游戏。
动态视力是什么?两种不同的含义
标准视力表测的是静态视力:你和字母都静止不动。动态视力加入了运动,而两个研究领域对这个词的用法不同。
- 头部运动 DVA(前庭):字母不动,头部移动。一项 2016 年的研究将其描述为比较头部运动与静止时的视力,反映 VOR(使眼球向头部相反方向转动的反射)保持图像稳定的能力。
- 物体运动 DVA(运动视觉):头部不动,目标移动。Uchida 等人在 2012 年将 DVA 定义为看清运动物体细微部分的能力,并用移动的 Landolt C 环(兰氏环,一种带缺口的 C 形视标,需说出缺口方向)进行研究。
- 动体视力(KVA):日本使用的一种相关指标,Landolt 环不是横向移动,而是朝你接近;在 2013 年的一项研究中速度为每小时 30 公里。
前庭功能的动态视力测试
床旁检查时,你先在头部静止时读视力表,再在检查者左右或上下转动你的头部时读一次,记录少读出的行数。计算机化版本则在头部运动时在屏幕上测量视力。
- 动态难辨 E 字检查,1987 年:110 名没有平衡问题主诉的人中,头部运动时在 E 字视力表上下降超过一行的人数为零。作者写道,下降超过两行可视为异常。
- 计算机化 DVA,1998 年:在 42 名健康人和 55 名前庭功能丧失者(19 至 87 岁)中,Herdman 等人报告信度为 0.87 和 0.83,区分两组的灵敏度为 94.5%,特异度为 95.2%。
- 损失分数的信度可能较低:2016 年,一项针对 46 名健康成人使用商用系统的研究发现,DVA 损失分数的信度为差到一般,原始分数的信度更高。
- 头部速度有影响:在 2009 年一项针对 10 名单侧前庭功能丧失者的研究中,随着头部运动频率从每秒 0.5 次升至 2 次,分数异常的人更多,而且分数与冷热试验结果只有弱相关。
凝视稳定训练与 2022 年指南
凝视稳定训练要求你在头部运动时把视线保持在一个目标上。美国物理治疗协会(APTA)神经物理治疗学会 2022 年的临床实践指南将其分为适应性训练(如 VORx1 和 VORx2)和替代性训练。
基于强证据,该指南指出临床医生应为前庭功能减退的成人提供前庭康复。基于强证据且危害大于获益,指南指出不应使用不伴头部运动的扫视或追随眼球训练来促进凝视稳定。其对四项研究的综述发现,单纯眼球训练并未帮助 DVA 恢复。在它总结的一项试验中,做凝视稳定训练的 13 人中有 12 人的 DVA 达到同龄正常水平,对照组则无人达到。指南针对每种前庭功能丧失类型给出了居家训练的最低剂量,证据等级为中等到弱,由主治临床医生设定。
我们的临床文章凝视稳定性与 VOR 检测(英文)介绍了其他测量方法,我们的眼球追踪训练指南介绍了前庭康复试验。
运动中的动态视力是什么?研究发现
研究者探讨了运动员是否更能看清运动目标,以及原因。
| 研究 | 对象 | 任务 | 报告的结果 |
|---|---|---|---|
| Ishigaki 和 Miyao 1993,Percept Mot Skills | 53 名大学运动员,46 名非运动员 | Landolt C 横穿屏幕,从每秒 300 度开始减速,直到看清缺口 | 大缺口时无差异;运动员在更高速度下看清了最小的两种缺口 |
| Uchida 2012,PLoS One | 棒球运动员和非运动员 | 移动的 Landolt 环,眼球可自由运动或注视固定 | 眼球自由运动时运动员表现更好;注视固定时无差异 |
| Uchida 2013,Med Sci Sports Exerc | 棒球运动员和非棒球运动员 | 移动的 Landolt 环,同时记录眼动 | 运动员在较短延迟下眼动更快;在感知视网膜上的运动图像方面无差异 |
| Hoshina 2013,Clin Ophthalmol | 102 名日本职业棒球运动员 | 静态视力、KVA 和横向 DVA | 不同竞技水平之间无差异;野手的 KVA 高于投手 |
动态视力训练与练习:试验发现了什么
在 DVA 任务上练习会改变该任务的分数。在 1989 年的一项研究中,54 名男大学生用运动目标做了四次 30 分钟的练习,他们的 DVA 上升,起点最低者上升最多。1991 年一项允许头部自由运动的研究发现了同样的规律。2024 年一项针对 58 名年轻成人的研究发现,仅重复做运动目标 DVA 测试就会产生短期学习效应,长期学习效应则很少观察到。
两项针对更广泛运动视觉训练项目的对照试验报告与对照组无差异。2001 年,Abernethy 和 Wood 将 40 名年轻人平均分配到两种商业视觉训练项目、阅读安慰剂组或体能练习组,为期 4 周;训练后部分分数有变化,但各组之间没有差异,作者发现除了对测试的熟悉之外,视觉或运动表现没有提升。在 Shekar、Erickson 等人 2021 年的一项随机双盲试验中,32 名大学棒球和垒球运动员每周三次、持续 3 周,使用针对 DVA 和深度知觉的数字训练项目或安慰剂项目进行训练;两组之间无显著差异,不过 DVA 和其他三项指标的效应量至少为 0.5,而且 16 名安慰剂组运动员中有 15 人认为自己做的是真正的训练。
在 Appelbaum 等人 2011 年的一项研究中,戴频闪眼镜做投掷和接球练习的人,在中央运动敏感度和一项短时注意任务上的提升多于对照组,但在周边任务或多目标追踪上没有。Appelbaum 和 Erickson 关于数字化运动视觉训练的综述介绍了知觉学习和虚拟现实项目;Erickson 2021 年的一篇综述则指出,哪些视觉因素在运动中重要、如何最好地评估,是“诸多争论的来源”。
DVA 视力表与在线动态视力测试
目前没有统一的 DVA 视力表。运动研究使用移动的 Landolt C 环,通过改变速度或大小来找出能说出缺口方向的临界点。
我们没有找到在线或应用内 DVA 测试经过验证的常模,而且 2024 年的研究显示,仅靠重复就会让分数上升。居家测得的分数不能排除前庭问题。头晕、走路时视物晃动或突然失去平衡,应请医生检查;头部受伤后突然出现症状需要及时就医。
Fast Pitch:以运动目标 DVA 为原型的游戏
Fast Pitch 是 Optics Trainer 以运动视觉中的物体运动 DVA 为原型设计的游戏,尤其是目标接近型。一个旋转的球从出手点朝你飞来,越近越大。一个带缺口的环侧着滚入视野,在飞行快结束时短暂正对你,然后滚开,球随之消失。你点击缺口所指的方向。
它保留了 Landolt C DVA 任务的核心,即说出运动目标上缺口的方向。它改变的地方:
- 目标是接近并旋转的,而不是以固定速度横向移动。
- 随着关卡升高,飞行时间变短,环变小,旋转变快,缺口可指向的方向更多,有些球会弯曲或晚变线。
- 每局是一个计时短回合,记录得分而不是视力值。任何分数都是练习结果,不是临床测量。
- 它有可选的双眼模式:在手机、平板或电脑上使用红蓝眼镜,在 Meta Quest 上则为内置。
Optics Trainer 的定位
Optics Trainer 是一套适用于 iPhone、iPad、Android、网页浏览器和 Meta Quest 的视觉与脑力训练游戏,应用界面支持简体中文。Fast Pitch 以运动视觉研究中使用的运动目标 DVA 任务为原型,挑战你看清迎面飞来的球上的缺口。我们的多目标追踪指南中介绍的 UFO Bounce,以及周边视觉训练指南中的游戏,是其他运动与追踪类游戏。
Fast Pitch 并非以前庭 DVA 检查为原型。它不要求你移动头部,因此不检测 VOR 或凝视稳定性,不是凝视稳定训练,也不属于前庭康复。它没有在本文所述的任何研究中接受测试。它不是测试或测量工具,不是治疗或诊断,未获得 FDA 许可,也未在中国注册为医疗器械。我们不声称它能改变视力、眼球运动或运动表现。如需对注视和凝视稳定性进行临床测量,请参见我们临床网站上的 Optics Tracker(英文)。
Optics Trainer 不能替代专业诊断或医嘱治疗。关于您的具体情况,请咨询眼科医生或视光师等专业人士。手机和平板应用提供 7 天免费试用,免费网页账户每天可玩 3 次。之后,移动端和网页版的价格为:中国区 App Store 每月 ¥98(网页版在付款时显示价格),也提供年度订阅;VR 版在 7 天免费试用后,价格以您所在地区的货币在 Meta Quest Store 中显示。
常见问题
动态视力是什么?
它是指有运动时看清细节的能力。在前庭医学中,指头部运动时读出字母;在运动视觉中,指看清运动物体上的细节,例如移动的 Landolt C 环上的缺口。
动态视力测试能说明什么?
头部运动测试比较头部静止和运动时的视力,反映前庭眼反射稳定眼球的能力。在 1998 年的一项研究中,计算机化版本区分健康人和前庭功能丧失者的灵敏度为 94.5%,特异度为 95.2%。
动态视力的正常结果是多少?
取决于具体测试。在 1987 年的一项研究中,没有健康人在头部运动时少读超过一行,作者将下降超过两行视为异常。计算机化系统使用各自的参考值。
动态视力可以练吗?
在 1989 年和 1991 年的研究中,练习运动目标任务提高了该任务的分数。2001 年和 2021 年针对更广泛运动视觉训练项目的对照试验发现,与安慰剂组或对照组无差异。
什么是凝视稳定训练?
这是一种前庭康复训练,要求你在头部运动时把视线保持在目标上。2022 年 APTA 指南推荐将其用于前庭功能减退,并指出不应使用不伴头部运动的眼球训练来促进凝视稳定。
为什么棒球运动员的动态视力更好?
Uchida 等人的两项研究发现,当运动员必须保持眼球不动时,他们的优势消失,而且他们在较短延迟下眼动更快。作者将其与用眼睛追踪目标联系起来。
有动态视力训练游戏吗?
Optics Trainer 的 Fast Pitch 以运动目标 DVA 为原型:你点击朝你飞来的旋转球上缺口的方向。它不检测 VOR 或凝视稳定性,没有在这些研究中接受测试,也不是测试或治疗。
参考来源
- Herdman SJ, et al. Computerized dynamic visual acuity test in the assessment of vestibular deficits. Am J Otol. 1998
- Longridge NS, Mallinson AI. The dynamic illegible E-test: a technique for assessing the vestibulo-ocular reflex. Acta Otolaryngol. 1987
- Dannenbaum E, et al. Clinical evaluation of dynamic visual acuity in subjects with unilateral vestibular hypofunction. Otol Neurotol. 2009
- Riska KM, Hall CD. Reliability and normative data for the dynamic visual acuity test for vestibular screening. Otol Neurotol. 2016
- Hall CD, et al. Vestibular rehabilitation for peripheral vestibular hypofunction: an updated clinical practice guideline from the Academy of Neurologic Physical Therapy of the APTA. J Neurol Phys Ther. 2022
- Ishigaki H, Miyao M. Differences in dynamic visual acuity between athletes and nonathletes. Percept Mot Skills. 1993
- Uchida Y, et al. Origins of superior dynamic visual acuity in baseball players: superior eye movements or superior image processing. PLoS One. 2012
- Uchida Y, et al. Dynamic visual acuity in baseball players is due to superior tracking abilities. Med Sci Sports Exerc. 2013
- Hoshina K, et al. A study of static, kinetic, and dynamic visual acuity in 102 Japanese professional baseball players. Clin Ophthalmol. 2013
- Long GM, Rourke DA. Training effects on the resolution of moving targets: dynamic visual acuity. Hum Factors. 1989
- Long GM, Riggs CA. Training effects on dynamic visual acuity with free-head viewing. Perception. 1991
- Wang X, et al. The short- and long-term perceptual learning of clinical dynamic visual acuity test. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2024
- Abernethy B, Wood JM. Do generalized visual training programmes for sport really work? An experimental investigation. J Sports Sci. 2001
- Shekar SU, et al. Efficacy of a digital sports vision training program for improving visual abilities in collegiate baseball and softball athletes. Optom Vis Sci. 2021
- Erickson GB. Topical review: visual performance assessments for sport. Optom Vis Sci. 2021
- Appelbaum LG, Erickson GB. Sports vision training: a review of the state-of-the-art in digital training techniques. Int Rev Sport Exerc Psychol. 2018
- Appelbaum LG, et al. Improved visual cognition through stroboscopic training. Front Psychol. 2011
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