Reaction time and false-positive response characteristics in semi-automated kinetic perimetry in normal subjects

Abstract

Purpose: To determine the characteristics of reaction time (RT) for semi-automated kinetic perimetry (SKP) in normal subjects. Design: Clinical trial Participants: 83 healthy subjects (aged 10 - 79 years, 42 male, 41 female)

Methods: One eye of each individual was examined with SKP using the OCTOPUS 101 perimeter with four different stimuli: Goldmann III4e at 25°/s, III4e at 5°/s, I3e at 5°/s and I2e at 2°/s. For each stimulus combination two centripetally moving RT-test stimuli were presented clearly inside the isopters. Sub-threshold stimuli in the periphery of the visual field served as false-positive catch trials. Main outcome measure: mean geometric reaction time as a function of stimulus characteristics and age.

Results: Geometric mean of RT over all subjects and stimulus combinations was 453 ms with a coefficient of variation (CV) of 30%. Inter-individual variation of RTs was greater than all systematic variation. RT had a minimum in the third decade (20-29 yrs) and then increased with age. RT with the stimulus III4e at 25°/s were about 20% shorter than RT with the same stimulus moving with 5°/s. False-positive responses had longer response times and a greater variability than correct responses (mean 2,600 ms vs. 453 ms; CV 225% vs. 30%).

Conclusions: Subject-related variability of RT was greater than all systematic variations. Stimulus angular velocity has an impact on RT that may exceed all other systematic influences. The response time to a kinetic stimulus may be used as a discriminator between legal and false-positive responses and can identify stimuli whose starting position is located inside the visual field.

Ziel der Studie: Messung der Reaktionszeiten und der Rate an falsch-positiven Antworten bei Semiautomatischer Kinetischer Perimetrie (SKP).

Methoden: 83 gesunde Probanden im Alter von 10 bis 79 Jahren wurden mittels SKP mit dem OCTOPUS 101-Perimeter untersucht. Es wurden vier verschiedene Kombinationen von Stimuluseigenschaften verwendet: Goldmann III4e mit einer Winkelgeschwindigkeit von 25°/s, III4e mit 5°/s, I3e mit 5°/s und I2e mit 2°s. Von jeder Kombination wurden 2 Stimuli präsentiert, die sicher innerhalb der jeweiligen Isoptere begannen und sich zentripetal auf den Mittelpunkt des Gesichtsfeldes zu bewegten. Unsichtbare Stimuli in den Aussenbereichen des Gesichtsfeldes wurden zur Bestimmung der Rate falsch positiver Antworten verwendet.

Ergebnisse: Der geometrische Mittelwert aller Reaktionszeiten betrug 453 Millisekunden (ms) bei einem Variationskoeffizienten von 30%. Die kürzesten Reaktionszeiten wurden in der 3. Lebensdekade gemessen und stiegen dann mit dem Alter an. Der Einfluss des Individuums auf die Reaktionszeiten war größer als alle systematischen Einflüsse durch die Eigenschaften der verwendeten Stimuli. Bei gleicher Größe und Intensität (III4e) waren die Reaktionszeiten auf Stimuli, die sich mit 25°/s bewegten, 20% kürzer als die Antworten auf Stimuli mit einer Winkelgeschwindigkeit von 5°/s. Der Vergleich der Reaktionszeitverteilung von falsch-positiven Antworten und korrekten Antworten zeigte höhere Mittelwerte und eine größere Variabilität bei falsch positiven Antworten (geom. Mittel 2600 ms, Variationskoeffizient 225%). Die unterschiedliche Verteilung der Reaktionszeiten erlaubte die Identifikation von Stimuli, deren Startpunkt versehentlich innerhalb des Gesichtsfeldes platziert wurde, sowie die Erkennung falsch-positiver Antworten mit hinreichender Genauigkeit.

Schlussfolgerungen: Zur exakten Bestimmung der kinetischen Schwellen ist eine individuelle Reaktionszeitmessung für jeden verwendeten Stimulus erforderlich. Der Einfluss der Bewegungsgeschwindigkeit des Stimulus auf die Reaktionszeit ist größer als alle anderen systematischen Einflüsse. Auch bei kinetischen perimetrischen Untersuchungsverfahren kann die Reaktionszeit zur Identifikation falsch-positiver Antworten verwendet werden.