การมองเห็นสามมิติแบบคงที่
คำจำกัดความ: การมองเห็นสามมิติที่ความเหลื่อมไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา
เครื่องมือวัด: การทดสอบหลายอย่าง เช่น Titmus, TNO, Lang, Frisby, Randot รองรับ
การใช้งาน: การประเมินเชิงปริมาณของความสามารถในการมองเห็นสามมิติพื้นฐาน
การมองเห็นสามมิติ (stereopsis) คือการทำงานที่สมองตรวจจับการเคลื่อนที่ในแนวนอนของภาพ (ความเหลื่อมของภาพสองตา) ที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุถูกฉายลงบนจอประสาทตาซ้ายและขวา แล้วแปลงเป็นความลึก เป็นการทำงานระดับสูงสุดของการมองเห็นด้วยสองตา ซึ่งรับรู้ความลึกผ่านการสร้างความเหลื่อมของภาพสองตาขึ้นใหม่
รากศัพท์มาจากภาษากรีก แปลว่า “ของแข็ง” และ “พลังการมองเห็น” ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1830 ชาร์ลส์ วีตสโตน เสนอแนวคิดเรื่องความแตกต่างของภาพสองตา และแสดงให้เห็นว่าเมื่อตาทั้งสองข้างจ้องไปที่จุดใดจุดหนึ่งในอวกาศ วัตถุใกล้และไกลจะเกิดภาพบนตำแหน่งที่แตกต่างกันบนจอประสาทตา
โครงสร้างสามระดับของการมองเห็นด้วยสองตา ประกอบด้วย การรับรู้พร้อมกัน (simultaneous perception) → การรวมภาพ (fusion) → การมองเห็นสามมิติ (stereopsis) ตามลำดับ การมองเห็นสามมิติจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อการรวมภาพสมบูรณ์แล้วเท่านั้น
ความแม่นยำของการมองเห็นสามมิติ วัดเป็นหน่วยพิลิปดา (seconds of arc) โดยที่ 360° → 60 ลิปดาต่อองศา → 60 พิลิปดาต่อลิปดา ยิ่งค่าตัวเลขน้อยยิ่งแม่นยำ ในกรณีที่การมองเห็นสามมิติปกติ สามารถแยกแยะความแตกต่างของความลึก 8 ซม. ที่ระยะ 10 ม. ได้
จำเป็นต้องแยกแยะความแตกต่างระหว่าง การมองเห็นแบบสามมิติและการรับรู้ระยะใกล้ในชีวิตประจำวัน การมองเห็นแบบสามมิติเป็นความรู้สึกที่ได้จากการประมวลผลข้อมูลของดวงตาทั้งสองข้าง แต่สิ่งที่เรียกว่าความรู้สึกเชิงลึกนั้นสามารถเกิดขึ้นได้จากสัญญาณเชิงลึกแบบตาข้างเดียว (เช่น ทัศนมิติ ขนาด พื้นผิว) แม้ว่าจะไม่มีการมองเห็นแบบสามมิติ โลกก็ไม่ได้ดูแบนราบ และแทบไม่ก่อให้เกิดอุปสรรคสำคัญในกิจกรรมประจำวัน
พัฒนาการและช่วงวิกฤต มีดังนี้ การมองเห็นแบบสามมิติไม่มีตั้งแต่แรกเกิด เริ่มพัฒนาประมาณ 3 เดือนหลังคลอดเมื่อตำแหน่งตาคงที่ ความไวสูงสุดในช่วงอายุ 6 เดือนถึง 1 ปี และหายไปเมื่ออายุประมาณ 15 ปี การจะได้รับการมองเห็นแบบสามมิติแบบละเอียด (fine stereopsis) จำเป็นต้องแก้ไขตำแหน่งตาภายในไม่กี่สัปดาห์ถึงอย่างช้าที่สุดไม่กี่เดือนหลังคลอด หากผ่าตัดหลังจากนั้นจนถึงประมาณ 2 ปี จะได้เพียงการมองเห็นแบบสามมิติแบบหยาบ (coarse stereopsis) เท่านั้น
แม้ไม่มีการมองเห็นแบบสามมิติ การรับรู้ความลึกก็ยังเป็นไปได้ผ่านสัญญาณตาเดียว เช่น ทัศนมิติและการเปลี่ยนแปลงขนาด ดังนั้นจึงไม่ค่อยก่อให้เกิดปัญหาสำคัญในชีวิตประจำวัน อย่างไรก็ตาม การรับรู้ความลึกที่แม่นยำ เช่น การแยกความแตกต่าง 8 ซม. ที่ระยะ 10 ม. สามารถทำได้ด้วยการมองเห็นแบบสามมิติเท่านั้น และอาจทำให้เกิดความยากลำบากในการรับลูกบอลในกีฬาหรืองานที่ต้องใช้ความแม่นยำ
เพื่อให้การมองเห็นสองตาปกติเกิดขึ้น จำเป็นต้องมีเงื่อนไขสามประการดังนี้:
ปัจจัยต่อไปนี้ที่ขัดขวางสิ่งเหล่านี้เป็นสาเหตุหลักของการขาดการมองเห็นแบบสามมิติ
การหยุดชะงักทางการมองเห็นในช่วง 8 ปีแรกของชีวิตอาจขัดขวางพัฒนาการของการรับรู้ทางสายตา โดยไม่คำนึงถึงความรุนแรงหรือระยะเวลา การหยุดชะงักทางการมองเห็นที่เกิดขึ้นหลังจากช่วงเวลานี้จะไม่ทำให้สูญเสียการมองเห็นแบบสามมิติ แต่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแบบปรับตัว
การมองเห็นแบบสามมิติเริ่มพัฒนาตั้งแต่อายุประมาณ 3 เดือน โดยมีความไวสูงสุดในช่วง 6 เดือนถึง 1 ปี การจะได้รับการมองเห็นแบบสามมิติที่ละเอียดจำเป็นต้องแก้ไขตำแหน่งของตาภายในไม่กี่สัปดาห์ถึงไม่กี่เดือนแรกของชีวิต หลังจากนั้นอาจได้รับเพียงการมองเห็นแบบสามมิติแบบหยาบ ช่วงวิกฤตของการมองเห็นอยู่จนถึงอายุ 8 ปี (ในทางปฏิบัติทางคลินิกอาจมีโอกาสดีขึ้นจนถึงประมาณ 10 ปี) แต่ช่วงไวของการทำงานการมองเห็นแบบสองตาสิ้นสุดเร็วกว่าการมองเห็นแบบสามมิติและความคมชัดของการมองเห็น
การทดสอบการมองเห็นสามมิติทั้งหมดเป็นการทดสอบแบบอัตนัย เพื่อประเมินการตอบสนองของผู้ถูกตรวจอย่างถูกต้อง จำเป็นต้องเข้าใจการทำงานของการมองเห็นสองตาทั้งปกติและผิดปกติ รวมถึงลักษณะเฉพาะของวิธีการตรวจแต่ละวิธี
หลักการเลือกเงื่อนไขการตรวจ: การรวมภาพจะยากขึ้นเมื่อห้องมืดลง การกดภาพจะเกิดขึ้นได้ง่ายขึ้นในสภาวะที่ใกล้เคียงกับการมองเห็นในชีวิตประจำวัน และยากขึ้นเมื่อห่างไกลจากการมองเห็นในชีวิตประจำวัน ต้องเปลี่ยนวิธีการและเงื่อนไขการตรวจขึ้นอยู่กับว่าเราต้องการทราบสถานะการมองเห็นสองตาในการมองเห็นในชีวิตประจำวันหรือความสามารถในการมองเห็นสองตาที่แฝงอยู่ นอกจากนี้ ควรทำการทดสอบการทำงานของประสาทสัมผัสก่อนการทดสอบแบบแยก (เช่น การทดสอบปิดตา)
การทดสอบการมองเห็นสามมิติแบ่งออกเป็น การทดสอบแบบคงที่ และ การทดสอบแบบเคลื่อนไหว การทดสอบแบบคงที่ยังจำแนกตามวิธีการแยกตาทั้งสองข้างเป็น: วิธีโพลาไรซ์ วิธีแดง-เขียว วิธีสามมิติจริง วิธีการเลี้ยวเบนแบบทรงกระบอก และไม่มีแว่นแยก
ต่อไปนี้เป็นสรุปการทดสอบการมองเห็นสามมิติระยะใกล้ที่สำคัญ:
| ชื่อการทดสอบ | วิธีการแยก | ช่วงความเหลื่อม (พิลิปดา) | อายุที่เหมาะสม | ลักษณะเฉพาะ |
|---|---|---|---|---|
| การทดสอบการมองเห็นสามมิติ Titmus | โพลาไรเซชัน | 40–3,000 พิลิปดา | อายุ 2 ปีขึ้นไป | พบบ่อยที่สุด อาจมีผลบวกลวง |
| การทดสอบการมองเห็นสามมิติ TNO | แดง-เขียว | 15–480 พิลิปดา | อายุ 2.5 ปีขึ้นไป | ไม่มีผลบวกลวง เหมาะสำหรับประเมินการมองเห็นสามมิติระดับสูง |
| การทดสอบการมองเห็นสามมิติแบบฟริสบี | ไม่มี (สามมิติจริง) | 20–600 พิลิปดา | อายุ 3 ปีขึ้นไป | ใกล้เคียงกับการมองเห็นในชีวิตประจำวันมากที่สุด |
| การทดสอบการมองเห็นสามมิติแบบแลง | การเลี้ยวเบนแบบทรงกระบอก | 200–1,200 พิลิปดา | อายุ 2 ปีขึ้นไป | ไม่ต้องใช้แว่นตา เหมาะสำหรับการคัดกรอง |
| การทดสอบสเตอริโอแรนดอท | โพลาไรเซชัน | 20–500 พิลิปดา | อายุ 2 ปีขึ้นไป | จุดสุ่ม ผลบวกลวงต่ำ |
เป็นการทดสอบการมองเห็นสามมิติระยะใกล้ที่ใช้กันทั่วไปที่สุด แยกตาทั้งสองข้างด้วยแว่นตาโพลาไรซ์ สามารถทดสอบในสภาวะใกล้เคียงกับการมองเห็นในชีวิตประจำวัน ทำที่ระยะ 40 ซม. โดยแก้ไขสายตาอย่างสมบูรณ์
การจัดวางและขั้นตอนมีดังนี้:
ข้อเสียคืออาจเกิดผลบวกลวงจากสิ่งชี้นำตาเดียวเนื่องจากรูปแบบตัน เมื่อคำบอกเล่าไม่ชัดเจน ให้พลิกแว่นตาแล้วสวมเพื่อตรวจสอบการรับรู้ความลึก นอกจากนี้ยังสามารถตรวจสอบการกดสัญญาณโดยใช้ R/L ใต้แมลงวันและวงกลม (1)
การทดสอบการมองเห็นสามมิติระยะใกล้โดยใช้รูปแบบจุดสุ่ม แยกตาทั้งสองข้างด้วยแว่นตาแดง-เขียว แตกต่างจากการมองเห็นในชีวิตประจำวันอย่างมาก และทำภายใต้สภาวะที่เกิดการกดได้ง่าย ทำที่ระยะ 40 ซม. โดยแก้ไขสายตาอย่างสมบูรณ์
ข้อดีที่สุดคือไม่มีผลบวกลวงจากสัญญาณตาเดียว หากผลการทดสอบสเตอริโอ TNO ดี ก็สามารถประเมินได้ว่าผู้ป่วยมีฟังก์ชันสเตอริโอระดับสูง
เป็นการทดสอบการมองเห็นสามมิติระยะใกล้โดยมีตะแกรงเลี้ยวเบน (เลนติคูลาร์) ฝังอยู่ในแผ่น สามารถทำได้โดยไม่ต้องใช้แว่นทดสอบ และสามารถทดสอบในเด็กเล็กอายุประมาณ 2 ปีได้ ใช้กันอย่างแพร่หลายในการคัดกรองในการตรวจเด็กอายุ 3 ปีและการตรวจโรงเรียน
แม้จะเป็นรูปแบบจุดสุ่ม แต่การเอียงแผ่นอาจทำให้เห็นสัญญาณตาเดียวได้ ต้องนำเสนอแผ่นให้ผู้ป่วยเห็นจากด้านหน้าเสมอ
ใช้แผ่นพลาสติกใสสองแผ่น แผ่นด้านหน้ามีลายพิมพ์หนึ่งลาย และแผ่นด้านหลังมีสามลายที่เหมือนกัน โดยความหนาของแผ่นพลาสติกเองเป็นตัวสร้างความเหลื่อมล้ำ มีแผ่นสามประเภทที่มีความหนาต่างกัน (6 มม. 3 มม. และ 1.5 มม.) และสามารถเปลี่ยนความเหลื่อมล้ำได้โดยการเปลี่ยนระยะการตรวจ เนื่องจากการทดสอบทำด้วยวัตถุสเตอริโอจริงโดยไม่ต้องใช้แว่นตรวจ จึงสามารถประเมินการมองเห็นสามมิติที่ใกล้เคียงกับการมองเห็นในชีวิตประจำวันมากที่สุด อายุที่เหมาะสม: 3 ปีขึ้นไป ช่วงความเหลื่อมล้ำสเตอริโอ: 600–20 พิลิปดา ระยะการตรวจ: 30–80 ซม.
หมายเหตุ: การทดสอบเชิงปฏิบัติเหล่านี้สามารถผ่านได้ด้วยการฝึกฝน ดังนั้นจึงถือเป็นการประเมินการรับรู้ความลึกในระยะใกล้แบบคร่าวๆ มากกว่าการวัดการทำงานของการมองเห็นสามมิติที่แม่นยำ
Titmus ใช้วิธีโพลาไรเซชันที่มีรูปแบบทึบ (solid pattern) จึงอาจเกิดผลบวกลวงจากสัญญาณตาข้างเดียวได้ ส่วน TNO ใช้วิธีแดง-เขียวที่มีรูปแบบจุดสุ่ม (random dot pattern) จึงไม่มีผลบวกลวง และหากผล TNO ดีก็สามารถประเมินได้ว่ามีการมองเห็นสามมิติในระดับสูง Titmus เหมาะสำหรับการประเมินในสภาวะใกล้เคียงกับการมองเห็นในชีวิตประจำวัน ส่วน TNO เหมาะสำหรับการวัดปริมาณการมองเห็นสามมิติอย่างแม่นยำ
ไม่มีการรักษามาตรฐานที่รักษาภาวะขาดการมองเห็นสามมิติโดยตรง การรักษาโรคที่เป็นสาเหตุเป็นพื้นฐาน
สมองตรวจจับความเหลื่อมของภาพสองตาและกระตุ้นเซลล์ประสาทที่เลือกตอบสนองต่อความเหลื่อมเพื่อเพิ่มความถี่ของศักยะงาน เข้ารหัสความสัมพันธ์ระหว่างภาพทั้งสอง
ฮอรอบเตอร์ (เส้นทางการมองเห็นเดี่ยว) คือเซตของจุดที่อยู่ที่ความลึกใกล้เคียงกับจุดตรึงและฉายลงบนจุดจอตาที่สอดคล้องกันของตาทั้งสองข้าง มีฮอรอบเตอร์เชิงเรขาคณิตและฮอรอบเตอร์เชิงประจักษ์ จุดบนฮอรอบเตอร์มองเห็นเป็นภาพเดียวเพราะฉายลงบนจุดจอตาที่สอดคล้องกัน แต่เมื่อเบี่ยงออกจากฮอรอบเตอร์จะเกิดความเหลื่อมของภาพสองตา
บริเวณรวมภาพของพานัม คือบริเวณที่เกิดการรวมภาพสำหรับความเหลื่อมที่เกิดจากวัตถุที่เบี่ยงเบนเล็กน้อยจากฮอรอบเตอร์ โดยไม่ทำให้เกิดภาพซ้อน ความเหลื่อมภายในบริเวณพานัมจะถูกแปลงเป็นการมองเห็นสามมิติ ส่วนความเหลื่อมขนาดใหญ่นอกบริเวณจะกลายเป็นภาพซ้อน
จุดจอตาที่สอดคล้องกัน: แอ่งกลางตาทั้งสองข้างมีทิศทางการมองเห็นร่วมกัน และจุดจอตาข้างขมับที่อยู่ห่างจากแอ่งกลางเท่ากันจะสอดคล้องกับจุดจอตาข้างจมูกของตาอีกข้าง การรวมภาพที่แอ่งกลางทำให้เกิดการมองเห็นสามมิติแบบละเอียด ส่วนการรวมภาพรอบนอกทำให้เกิดการมองเห็นสามมิติแบบหยาบ
การมองเห็นสามมิติแบบคงที่
คำจำกัดความ: การมองเห็นสามมิติที่ความเหลื่อมไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา
เครื่องมือวัด: การทดสอบหลายอย่าง เช่น Titmus, TNO, Lang, Frisby, Randot รองรับ
การใช้งาน: การประเมินเชิงปริมาณของความสามารถในการมองเห็นสามมิติพื้นฐาน
การมองเห็นสามมิติแบบเคลื่อนไหว
คำจำกัดความ: การมองเห็นสามมิติที่ความเหลื่อมเปลี่ยนแปลงตามเวลา (เป้าหมายเคลื่อนที่)
เครื่องมือวัด: วิธีสามแท่ง, เครื่องทดสอบการมองเห็นสามมิติ 3D
การใช้งาน: การประเมินการรับรู้ความลึกในสภาพแวดล้อมการทำงานจริง
การทำงานของการมองเห็นสองตาปกติถูกกำหนดเป็น “ความสามารถในการมองเห็นพร้อมกันโดยไม่มีการกดทับ มีการรวมภาพปกติ และตรวจจับความแตกต่างของสองตาน้อยกว่า 60 พิลิปดาเพื่อให้ได้การมองเห็นสามมิติ”
ค่าปกติของการรวมภาพแบบเคลื่อนไหว: การลู่เข้า 25° การเบนออก 5° แนวตั้ง 1-2° การหมุนประมาณ 8°
ค่าปกติของขอบเขตการรวมภาพ (ด้วยเครื่อง sinoptophore ขนาดใหญ่): แนวนอน -4 ถึง +25° แนวตั้ง 1-2.5° การหมุน 6-10°
เมื่อความแตกต่างของความคมชัดทางการมองเห็นเกินขีดจำกัดการชดเชยของสมอง สมองจะกดตาข้างที่อ่อนแอลง ทำให้สูญเสียการมองเห็นสามมิติแต่ป้องกันภาพซ้อน การกดถือเป็นพารามิเตอร์ที่ปรับเปลี่ยนได้อย่างอิสระ และการลดการกดมีศักยภาพในการปรับปรุงการมองเห็นสามมิติ
สัญญาณที่ทำให้เกิดการรับรู้ความลึกด้วยตาข้างเดียว ได้แก่ ทัศนมิติเชิงเส้น ขนาด ลำดับ (การซ้อนทับ) การเปลี่ยนแปลงพื้นผิวและความลาดชัน การเบลอ สี หมอก ขนาดสัมพัทธ์ เป็นต้น สัญญาณเหล่านี้มีประโยชน์แต่อ่อนไหวต่อภาพลวงตา
Li และคณะ (2024) ได้ทำการศึกษาแบบสุ่มและมีกลุ่มควบคุมในผู้ใหญ่หนุ่มสาว 40 คนที่มีสายตาปกติ (ทั้งหมดไม่ใช่นักเล่นเกม) 1) กลุ่ม 3DVG (21 คน) เล่นเกมยิงมุมมองบุคคลที่หนึ่ง PlayStation 3D รวม 40 ชั่วโมง (2 ชั่วโมง × 20 ครั้ง ตลอด 4-5 สัปดาห์) ในขณะที่กลุ่ม 2DVG (19 คน) เล่นเกมเดียวกันในโหมด 2D ในระยะเวลาเท่ากัน ใช้ทีวี 3D แบบแอคทีฟขนาด 32 นิ้ว (อัตรารีเฟรช 240 Hz) และเฉพาะกลุ่ม 3DVG เท่านั้นที่สวมแว่นตา 3D แบบแอคทีฟ
ผลลัพธ์พบว่าการมองเห็นสามมิติดีขึ้น 33% ในกลุ่ม 3DVG (อัตราการปรับปรุง 26.6±4.8%) ในขณะที่กลุ่ม 2DVG ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญ (อัตราการปรับปรุง 1.8±3.0%) การวิเคราะห์ทางสถิติโดยใช้ ANOVA การวัดซ้ำแบบสองทาง F=17.621, p<0.001 และการปรับปรุงในกลุ่ม 3DVG ด้วยการแก้ไข Bonferroni t=5.544, p<0.001 1) ผู้เข้าร่วมที่มีเกณฑ์การมองเห็นสามมิติพื้นฐานสูงกว่ามีแนวโน้มที่จะปรับปรุงได้มากกว่า ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความไวต่อคอนทราสต์ของสองตา (F=0.423, p=0.524) แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงนั้นเฉพาะเจาะจงกับการมองเห็นสามมิติ
จากการศึกษาก่อนหน้านี้ มีรายงานการปรับปรุงการมองเห็นและการมองเห็นสามมิติในผู้ใหญ่ที่มีภาวะตาขี้เกียจผ่านวิดีโอเกม 3D (Li และคณะ 2011, 2018) นัยสำคัญทางคลินิกของการศึกษานี้ชี้ให้เห็นว่าการฝึกด้วยวิดีโอเกม 3D อาจมีประโยชน์ในการปรับปรุงการมองเห็นสามมิติในผู้ป่วยที่มีความผิดปกติของการมองเห็นสองตา 1)
การรักษาสองตา (dichoptic treatment) ที่มุ่งเป้าไปที่การยับยั้งกำลังถูกศึกษาเป็นแนวทางในการปรับปรุงการทำงานของตาขี้เกียจภายใต้สภาวะการมองเห็นสองตา นอกจากนี้ Ding & Levi (2011) รายงานการฟื้นฟูการมองเห็นสามมิติผ่านการเรียนรู้การรับรู้ในผู้ใหญ่ที่มีความผิดปกติของการมองเห็นสองตา ซึ่งบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของความยืดหยุ่นที่เหลืออยู่หลังจากช่วงวิกฤต
การศึกษาของ Li et al. (2024) แสดงให้เห็นว่าผู้ใหญ่ปกติที่เล่นเกมวิดีโอ 3D เป็นเวลา 40 ชั่วโมงมีการปรับปรุงการมองเห็นสามมิติประมาณ 33% อย่างไรก็ตาม นี่เป็นข้อค้นพบในระยะวิจัยและยังไม่ใช่การปฏิบัติทางการแพทย์มาตรฐาน จำเป็นต้องปรึกษาแพทย์เพื่อการประยุกต์ใช้ทางคลินิก