Uso del 3d per la diagnosi e il trattamento dell'amblipia. Progetto 3D4amb, dell'Universitàd i Bergamo.

1. Diagnosi e trattamento con
tecnologia 3D
dell’ambliopia nei bambini
L’evoluzione delle tecnologie a disposizione
dell’Ortottista
XI Corso AIOrAO Lombardia
Sabato 1 aprile 2017
Angelo Gargantini
Professore associato di Ingegneria Informatica
Università di Bergamo

2. Università di Bergamo
• Nasce nel 1961, statale dal 1990
• 6 Corsi di studi : Economia, Giurisprudenza, Ingegneria, Lingue e
Letterature straniere, Scienze della Formazione, Scienze Umanistiche
• Iscritti: 15.300 Iscrizioni al primo anno: 4.400 circa
• Ingegneria:
• Informatica
• delle Tecnologie per la Salute
• Dall’AA 17/18 anche un corso di laurea in
Medicina e Chirurgia
con Ospedale PG23
insieme ad UniMIB
• In futuro anche un master in tecnologie
per l’oculistica e l’ortottista
3D4amb - Bergamo Scienza 2012 2

3. Premessa
• I computer e gli smartphone hanno cambiato il
nostro modo di lavorare e di comunicare
• Potranno cambiare anche il nostro modo con cui
curiamo i malati?
• Come?
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4. Nell’ambliopia?
• Come può la tecnologia aiutarci in una attività
vecchia 1000 anni?
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5. Possiamo migliorare qualcosa?
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6. 3D for the diagnosis and treatment of amblyopia
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http://3d4amb.unibg.it
• Possiamo inventare un sistema per la diagnosi e il
trattamento che sia:
• Economico e adatto all’uso domestico
• Facilmente estendibile
• Preveda l’uso di entrambi gli occhi
• Non penalizzante ma «abilitante»
• Che sia piacevole (come gioco)
Disclaimer:
Nessuna delle seguenti
tecniche è stata ancora
validata clinicamente

7. Tecnologia 3D
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tecnologia 3D - 3D4amb

8. Cosa è il 3D
• Le tecnologie 3D sono usate
per creare su una superficie
piana (come un monitor o
uno schermo) una perfezione
di profondità
• Illusione ottica del 3D
• Usi:
• Realtà virtuale (VR)
• Games
• Entertainment
• DUE IMMGINI DIVERSE AI
DUE OCCHI
Depth
?
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9. Tecniche classiche
• Mediante colori
diversi
• anaglifi
• Mediante
polarizzazione
• Colori migliori
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10. 3D attivo (NVIDIA)
• Il monitor funziona a 120 Hz
(double of the min speed) and
shows alternatively two images
• Gli occhiali sono sincronizzati on il
monitor
Monitor
LCD
Glasses
l r l rmonitor
LEFT eye
RIGHT eye
NVIDIA® 3D Vision™
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Qualità piena per ogni occhio
Colori originali e risoluzione
massima per ogni occhio

11. Google cardboard
3D4AMB
Vantaggi:
• economico
• Facile da utilizzare (con lo smartphone
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12. Uso della tecnologia 3D
stereotest
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13. Misurare la stereoacuity
• Può scoprire problemi alla vista il prima possibile
• Sistemi 3D in alternativa ai test classici?
• Potrebbero essere più efficienti
• Poco costosi
• Alta sensitività
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S. Stewart-Brown and S. Snowdon. Evidence-based dilemmas in pre-school vision screening. Archives of Disease in Childhood,
78(5):406–407, 1998.
E. Hahn, D. Comstock, S. Connick, J. MacCarron, S. Mulla, P. Peters, and R. LaRoche. Monocular clues in seven stereoacuity tests.
Dalhousie Medical Journal, 37(1), 2010.
C.-H. Chang, R.-K. Tsai, and M.-M. Sheu. Screening amblyopia of preschool children with uncorrected vision and stereopsis tests in
eastern Taiwan. Eye, 21(12):1482–1488, Sept. 2006.

14. Usare il 3D per un test della
Stereoacuity ?
• Si possono utilizzare tecniche 3D per mandare due
immagini separate ai due occhi.
• Ad esempio immagini random dot
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15. Stereo test con 3D attivo
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16. 3D SAT - demo
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17. Stereoacuity test using Google
cardboard
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StereoAcuity test
Silvia Bonfanti, Angelo Gargantini, and Andrea Vitali, A mobile application for the
stereoacuity test, HCI2015, pp. 315-326, Springer International Publishing, 2015.
3D4AMB

18. Stereotest con anaglifico e
smartphone/table
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Demo mode

19. Vantaggi rispetto ai test tradizionali
++++ sensitività
(-- false negative: amblyopic not correctly
identified and falsely passing)
L’immagine è scelta a caso tra
diversi insiemi
Si può inserire una immagine
nulla di control
Neanche l’operatore sa che
immagine viene mostrata
Senza occhiali non si vede nulla
Con un occhio solo non si vede
nulla
++ specificità
(-- false positive, non amblyopic falsely
failing the test)
La forma è mostrata come
immagine, il bambino deve
solo identificarla
Fase iniziale di training
Quando un bambino fallisce, il
test può essere rifatto con un
altro insieme di immagini
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20. Uso della tecnologia 3D
per il trattamento
dell’ambliopia
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21. Come usiamo il 3D
per la penalizzione
virtuale
• Il 3D viene usato non per
crare l’illusione di profondità
• Ma per mandare due
immagini distinte ai due occhi
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L’occhio normale riceve una
versione «penalizzata»
L’occhio pigro riceve una
versione completa migliorata
L’occhio pigro è stimolato a
lavorare di più
Entrambi gli occhi lavorano

22. Mediante cardboard
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3D4AMB

23. Terapia mediante filmati
• Riabilitazione mediante visione di
immagini e di filmati
• Ribilanciamento visivo
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Immagine
migliorata
Immagine
degradata

24. Gargantini - Diagnosi e trattamento con tecnologia 3D - 3D4amb

25. Videogiochi
• Esercizi e videogiochi
• Una parte della scena va solo all’occhio pigro
• Per completare il gioco, il bambino deve sforzare l’occhio
pigro ed usare entrambi gli occhi
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26. Car racing cardboard
Gargantini - Diagnosi e trattamento con
tecnologia 3D - 3D4amb
Angelo Gargantini, Fabio Terzi, Matteo Zambelli, and Silvia Bonfanti, A low-cost
virtual reality game for amblyopia rehabilitation, REHAB '15, ACM, 2015, pp. 81-84.
Normal eyeAmbliopic eye
• Lo stesso anche con cardboard
3D4AMB

27. Videogiochi con anaglifici
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Giocando
Cambia colore

28. Non solo ambliopia
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29. Lancaster test
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3D4AMB

30. Aniseiconia
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Gli occhi percepiscono la stessa immagine con dimensioni differenti
3D4AMB
Marta Maffioletti

31. Credits
• Silvia Bonfanti
• Andrea Vitali
• Diversi studenti del corso di laurea in Ing. Informatica
• Flavia Fabiani
• Mariella Bana
• Giancarlo Facoetti
• Marta Maffioletti
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32. Concludo
• Possiamo usare la tecnologia anche per questo?
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http://3d4amb.unibg.it