Estudi del parpelleig en usuaris/es de pantalles digitals : anàlisi d'estratègies pel condicionament del parpelleig i la distància de manera no intrusiva

Abstract

Intoduction: There is an agreement in the scientific community, which indicates that excessive exposure to digital displays poses implications at a visual level, being ocular dryness and visual fatigue those of greater impact. The various studies document ocular dryness and visual fatigue as a risk factor for these symptoms. Blinking is directly related to the distribution of the tear film, which is altered in response to the use of digital displays, contributing in many cases to an increase in ocular dryness and fatigue. The digital display viewing distance tends to be shorter than when working on paper, especially on those devices with smaller screens, such as mobile or tablets, favoring the increase in visual fatigue of users.

Purpose: The main aim of the study was to explore and characterize blinking parameters and viewing distance in digital displays users. To this end, automatic tools for the non-intrusive analysis of the main rellevant parameters describing the eye blink process and the working distance have been set up. Throughout this work, sorne initial strategies for the improvement of the quality of eye blinks and to promote the use of the recommended viewing distance have been proposed.

Conclusions: Incomplete blinking is one of the main causes of ocular dryness, affecting the correct distribution of the tear film. Blinking rate was found to decrease in ali reading conditions, and the percentage of incomplete blinks to increase when using a digital display. Blink regularity has also a role in ocular dryness. Similarly, viewing distance in front of computer displays was not constant, but varied according to the task performed: for example, video viewing (more distance) versus reading (less distance). Sorne conditioning strategies have been explored in order to improve eye blinking and working distance for digital screen users. Future studies shall aim at determining the effectiveness of reeducation strategies on office workers, exploring the variation of blinking parameters and dryness symptoms.

Introducció: Hi ha acord entre la comunitat científica que indica que l'exposició excessiva a les pantalles digitals comporta repercussions a nivell visual, destacant, com a símptomes oculars de major impacte, la sequedat ocular i la fatiga visual. Els diversos estudis documenten com a factors de risc d’aquests símptomes les alteracions del parpelleig i la incorrecta distància de visualització de les pantalles. El parpelleig està directament relacionat amb la distribució de la pel·lícula llagrimal, que s’altera en resposta a l'ús de les pantalles digitals, contribuint en molts casos a augmentar la sequedat ocular i la fatiga visual. La distància de visualització a les pantalles digitals tendeix a ser més curta que en paper, sobretot en aquells dispositius de pantalles més petites, com ara mòbils o tauletes, afavorint a augmentar la fatiga visual dels usuaris en general i incidint en possibles canvis miòpics de l’estat refractiu. Treball realitzat: L'estudi i caracterització del parpelleig pretén determinar de manera quantitativa i objectiva els paràmetres que defineixen el parpelleig: freqüència, amplitud i regularitat. Al llarg d’aquest treball s'han desenvolupat eines i procediments per mesurar objectivament aquests paràmetres, després de valorar l’ús d’aparells emprats en altres centres de recerca, per norma general molt costosos i difícilment accessibles als optometristes que es dediquen a la cura de la salut visual de la població. Igualment, s’ha desenvolupat un sensor de mesura a temps real de la distància de visualització de pantalles, en la seva primera versió només d’ordinadors, i s’ha estudiat el possible efecte de tasques de diferents nivells d’atenció en la distància de visualització. Es va realitzar un estudi per descriure la importància de tenir en compte varis paràmetres del parpelleig que en conjunt estableixin un índex per valorar el grau de sequedat ocular. Finalment, donat que les pantalles amb què s'ha realitzat l'estudi eren dispositius moderns amb tecnologia LED, s'ha dut a terme un estudi de caracterització de la seva emissió de llum blava, amb i sense la incorporació de filtres i lents oftàlmiques especialment comercialitzats per usuaris de pantalles. Durant el treball s'han establert col·laboracions amb diversos grups de recerca, destacant la col·laboració amb l’Institute of Optometry de la University of Applied Sciences and Arts Northwestern Switzerland, per treballar conjuntament en l'elaboració d'estratègies per la modificació i el condicionament del parpelleig. Conclusions: Els parpelleigs incomplerts són una de les causes principals de sequedat ocular, al dificultar la correcta distribució de la pel!lícula llagrimal. Al comparar la lectura mitjançant dispositius electrònics i en suport paper, s'ha detectat que, malgrat que en ambdues condicions hi ha una disminució notable de la freqüència de parpelleig, és amb l’ús de pantalles, i no durant la lectura amb paper, on hi ha un augment notable del percentatge de parpelleigs incomplets. Igualment, és important valorar la regularitat del parpelleig, com a tercer paràmetre que pot estar relacionat amb la correcta distribució de la pel!lícula llagrimal. Aquesta caracterització completa del parpelleig s’ha dut a terme mitjançant l’anàlisi manual de vídeos prèviament enregistrats. Al llarg d’aquesta tesi també es va donar els primers passos en el desenvolupament d’un algorisme de comptatge automàtic del parpelleig, mitjançant una col!laboració amb el Departament d'Enginyeria de Sistemes, Automàtica i Informàtica Industrial (ESAII). Aquest algorisme, en la seva versió preliminar, ha demostrat tenir una bona sensibilitat per a la detecció i comptatge del parpelleig a partir de la càmera web, esdevenint una de les primeres eines específiques en recerca per aquest propòsit. Una vegada determinades les característiques del parpelleig, s’estudiaren estratègies i eines de condicionament del mateix, de cara a millorar-ne els paràmetres en el cas d’usuaris de pantalles. Una d’aquestes eines fou el software Blink-Blink, del centre de recerca de Suïssa, que en proves preliminars dutes a terme per aquell centre demostrà resultats prometedors pel condicionament del parpelleig de manera no intrusiva. Futurs estudis ja dissenyats en col·laboració amb la UPC tenen com a objectiu determinar l’efectivitat del software en usuaris d’oficina, explorant la variació dels paràmetres del parpelleig i dels símptomes de sequedat. A través del treball realitzat podem indicar que la distància de treball o de visualització davant de l’ordinador no es manté constant, sinó que varia en funció de la tasca que es realitza: per exemple, visualització de vídeo (més distància) versus lectura (menys distància). Aquest fet pot conduir a què les habilitats visuals requerides per veure correctament la pantalla (com ara el sistema de vergències i el sistema acomodatiu) treballin de forma incorrecta, augmentant el risc de fatiga visual. El sensor basat en ultrasons desenvolupant per mesurar la distància d’observació a temps real ha demostrat ser un eina útil per controlar, i si cal corregir mitjançant un sistema de feedback, aquesta distància. Finalment, el present treball posà de manifest les diferents propietats de transmitància i absorbància selectiva dels diversos filtres i lents comercialitzades per evitar l’efecte nociu de la llum blava de les pantalles LED. Resta pendent determinar l’efecte real d’aquesta llum pel que fa a la fatiga visual, observant, per exemple, la freqüència de parpelleig.