CN105142497B - 轮廓线融合视野检查视力测试 - Google Patents

Abstract

本公开内容的一方面包括评估视力功能的方法。在一种实施例中，该方法包括在刺激间隔内在显示器(106)上向测试主体(102)提供一系列测试图像并且在刺激间隔之后的响应间隔内对于测试图像序列当中每一个提供响应图案图像。测试图像序列当中每一个包括排列在固定目标(302)周围的多个刺激图案(304，306)。响应图案图像包括多个响应目标(320)，每个响应目标对应于多个刺激图案(304，306)当中每一个的位置。多个刺激图案(304，306)当中有一个(304)是不同的。测试主体(102)的视力功能的评估至少部分地基于测试主体对测试主体指示的多个响应目标(320)当中一个的选择，其中这一个响应目标对应于多个刺激图案当中不同的一个(304)的位置。还公开了对应的视力测试系统(100)。

Description

轮廓线融合视野检查视力测试

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年4月26日提交、Yi-Zhong Wang的标题为“ContourIntegration Perimetry Vision Test”的美国临时申请No.61/816,421的权益，该申请与本发明共同受让并且通过引用被结合于此，就好像其全部内容在此被复制一样。

技术领域

本发明一般而言针对视力测试并且，更具体而言，针对利用一系列图像的视力测试。

背景技术

在标题为“Dynamic Shape Discrimination Vision Test”的美国专利8,066,366中，Wang和Krenik讲授了基于测试主体所观看的动态图像的视力测试，其中测试主体基于他们对动态图像的感知来作出响应。所作响应的计算机分析允许确定测试主体的视力功能。诸如Wang和Krenik的成果(work)的低成本计算机化系统的好处对本领域技术人员是清楚的。监测视力功能对于具有大范围视力障碍的人是极为重要的。特别地，具有视网膜疾病的人可以受益于正在进行的视力监测，以确保他们视力功能的变化不会被忽视，其中视力功能的变化可能预示着需要及时关注的严重疾病。

发明内容

本公开内容的一方面包括评估视力功能的方法。在一种实施例中，该方法包括在刺激间隔内在耦合到计算机的显示器上向测试主体提供一系列测试图像并且在刺激间隔之后的响应间隔内对于测试图像序列当中每一个在显示器上向测试主体提供响应图案图像。测试图像序列当中每一个包括排列在固定目标周围的多个刺激图案。响应图案图像包括多个响应目标，每个响应目标对应于所述多个刺激图案当中每一个的位置。所述多个刺激图案当中至少一个刺激图案与多个刺激图案当中的其它图案不同。测试主体的视力功能的评估至少部分地基于，对测试图像序列当中每一个，在响应间隔内测试主体对响应图案图像的所述多个响应目标当中的至少一个响应目标的选择，其中，测试主体指示所述至少一个响应目标对应于所述多个刺激图案当中的与所述多个刺激图案当中的其它刺激图案不同的所述至少一个刺激图案的位置。

本公开内容的另一方面包括视力测试系统。在一种实施例中，视力测试系统包括显示器和耦合到显示器的计算机。计算机被配置为在刺激间隔内向测试主体显示一系列测试图像并且在刺激间隔之后的响应间隔内对于测试图像序列当中每一个显示响应图案图像。测试图像序列当中每一个包括排列在固定目标周围的多个刺激图案。响应图案图像包括多个响应目标，每个响应目标对应于所述多个刺激图案当中每一个的位置。所述多个刺激图案当中至少一个刺激图案与多个刺激图案当中的其它图案不同。测试主体的视力功能的评估至少部分地基于，对测试图像序列当中每一个，在响应间隔内测试主体对响应图案图像的响应图案当中的至少一个响应图案的选择，其中所述测试主体指示所述至少一个响应图案对应于所述多个刺激图案当中的与所述多个刺激图案当中的其它刺激图案不同的所述至少一个刺激图案的位置。

以上概述了本发明的优选和备选特征，使得本领域技术人员可以更好地理解以下本发明的详细描述。本发明的附加特征将在下文中描述，这些附加特征构成本发明权利要求的主题。本领域技术人员应当认识到，他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为设计或修改用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础。本领域技术人员还应当认识到，这种等效构造不背离本发明的精神和范围。

附图说明

为了本发明的更完整理解，现在结合附图参考以下描述，其中：

图1示出了接受计算机化的视力测试的测试主体；

图2示出了包括触摸屏显示器的手持式计算机设备；

图3a示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的实施例；

图3b示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图3c示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图3d示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图3e示出了适于供图3a-3d中所示的图像使用的响应图案图像的实施例；

图4a示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图4b示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图4c示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图4d示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例；

图4e示出了适于供图4a-4d中所示的图像使用的响应图案图像的实施例；及

图5示出了包括固定目标和四个刺激图案的测试图像的另一实施例。

具体实施方式

本公开内容提供了超出在标题为“Dynamic Shape Discrimination VisionTest”的美国专利8,076,366中所提供的视力测试的附加视力测试。特别地，本公开内容讲授了基于测试主体从轮廓线片段融合视力信息并且检测跨视网膜区域的畸变的能力的视力测试，其中轮廓线在测试过程中是可见的。

在图1中，计算机化视力测试系统100的测试主体102被示为佩戴由显示器电缆108连接到计算机104的双目观察器110。计算机104生成在双目观察器110上被测试主体102观看的一系列测试图像并且，依赖于测试主体102如何辨认测试图像，测试主体102通过游戏控制器112提供反馈。测试主体还可以通过键盘105提供反馈并且还可能直接在常规的计算机监视器106上观看测试图像。游戏控制器112经由电缆114连接到计算机104。

在图2中，示出了手持式设备200。手持式设备200包括触摸屏显示器204、外壳202、光标控制210、指纹传感器214、相机212、麦克风222、第一按钮206、第二按钮208、通信接口218、电源接口216以及扬声器220。

计算机化视力测试系统100和手持式设备200包括在本公开内容中，以提供计算机化视力测试可以在其上进行的系统的例子。由于本公开内容讲授了新颖的测试图像和响应图像，因此对本领域技术人员将很清楚，本公开内容的测试图像和响应图像可以在诸如计算机化测试系统100或手持式设备200的系统上输送。诸如测试主体102的测试主体可以对在经双目观察器110、常规计算机显示器106、触摸屏显示器204或者适于视力测试的任何其它类型电子显示器进行的计算机化视力测试过程中输送的测试图像或响应图像作出响应。并且测试主体可以基于游戏控制器112、键盘105、触摸屏显示器204或者任何其它可能的用户输入或反馈设备(例如，操纵杆、眼睛跟踪系统、语音响应系统、轨迹球、计算机鼠标和手势识别设备是可以被使用的许多可能用户输入设备的几个例子)的使用来输送反馈。对于本公开内容，将认识到，所讲授的视力测试可以经包括适于此用途的电子显示器和输入设备的任何合适计算机设备进行。所提供的实施例的解释将假设包括触摸屏显示器204的手持式设备200的使用。本领域技术人员将认识到，通过所提供的实施例的微小和常规扩展，其它电子显示器和输入设备的使用可以被采用。

图3a示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。调制弧304在测试图像的左下象限。图3a的测试图像在灰色背景300上给出。贯穿本公开内容，示出包括固定目标302的测试图像。本领域技术人员将认识到，除了对固定目标302所示的十字，还有许多可能的固定目标是可能的。十字线、小圆圈、点和其它可能的对象可被用于固定目标，如通常在视力测试中所使用的。本领域技术人员还将认识到，固定目标可以是不同的颜色并且还可以是动态的并且可以闪烁、旋转、振荡，或以其它方式包括运动，以增强测试主体注视它们的能力。

贯穿本公开内容，测试图像将在灰色背景300上以灰度级示出。但是，本领域技术人员将认识到，对于一些实施例，彩色背景和彩色测试图像也是可能的并且颜色的使用可以增强视力测试的一些方面。测试图像被示为方形图像，但是本领域技术人员将认识到，矩形图像或其它格式也是可能的。特别地，对于一些实施例，对应于它们在其上被输送的电子显示器的纵横比的测试图像会是有益的。

对于本文体现的视力测试的各种实施例，假设测试主体可以一次测试一只眼睛或者可以一起测试两只眼睛。视力测试的其它方面，诸如维持离测试图像在其上显示的电子显示器的可接受距离、维持环境照明的适当水平、维持显示对比度和亮度的适当水平以及影响视力测试的其它因素，可以与目前已知的技术和最佳实践一致地被说明。

用于测试图像的轮廓线体现为关于固定目标302径向分布的光滑弧306和调制弧304。但是，许多其它轮廓线可以被使用，具有相似的效果，包括线段、任意曲线、各种波状轮廓线以及许多其它可能的轮廓线。诸如椭圆形、圆形、三角形的闭合形状以及其它闭合形状也可以代替轮廓线关于固定目标302分布。如关于图5将解释的，这种轮廓线可以具有各种尺寸、可以具有各种横截面宽度和亮度剖面、可以以各个角度关于固定目标分布，并且可以关于固定目标处于各种距离。所使用的一些轮廓线可以沿轮廓线长度被调制，诸如调制弧304。在这种情况下，调制可以是正弦、三角、锯齿、方形或者其它可能类型的空间调制。对于各种实施例，沿轮廓线长度的调制的频率和振幅可以变化。

图3a的光滑弧306和调制弧304包括中央亮区域308，在中央亮区域308的每一侧上的周围暗区域310，以及在周围暗区域310的外侧的外部亮区域312。这种跨轮廓线宽度的亮度变化被称为横截面亮度调制。在一些实施例中，中央亮区域308、周围暗区域310和外部亮区域312的宽度、亮度、灰度级、颜色和其它方面可以变化。本领域技术人员将认识到，对于各种实施例，许多不同的横截面亮度调制是可能的，包括线性变化、急剧变化、指数变化、利用其它数学函数变化、利用数学函数的组合变化、由各种数量的变化亮度的条组成或者以其它可能方式变化的横截面亮度调制。而且，应当指出，图3a的光滑弧306和调制弧304被体现为稍有模糊的元素，就好像它们稍微焦点未对准(与清楚和高清晰的轮廓线相反)。这种模糊图像对视力刺激图案的使用是有意的，因为它强迫测试主体融合其视网膜中光电探测器的响应来辨认轮廓线。本领域技术人员将认识到，对于各种实施例，具有变化程度的模糊并且由各种数量的更亮和更暗区域组成(这些区域可以是如图3a中所示的条或者可以是以其它形状或轮廓线构成的区域)并且可以使用大范围横截面亮度调制的大范围图像是可能的。

图3b示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图3b的测试图像与图3a的类似，但是调制弧304被移动至占据左上象限并且调制振幅减小。

图3c示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图3c的测试图像与图3b的类似，但是调制弧304被移动至占据右下象限并且调制振幅进一步减小。

图3d示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图3d的测试图像与图3c的类似，但是调制弧304被移动至占据右上象限并且调制振幅仍然进一步减小。

图3e示出了适于供图3a-3d中所示的图像使用的响应图案图像的实施例。图3e包括背景300、固定目标302和响应目标320。响应目标320被示为灰色的点并且关于固定目标302径向定位，以对应于图3a-3d中光滑弧306和调制弧304占据的位置。以这种方式，测试主体可以在图3e的响应图案显示的时间间隔内对响应目标320进行检测，以指示调制弧304之前刚被显示的位置的选择。在利用图3a-3e的视力测试的过程中，将发生刺激时间间隔，其中图3a-3d中所示的测试图像之一将被显示。在这个刺激间隔内，测试主体将在他/她注视固定目标302的同时观察测试图像并注意调制弧304的位置。在刺激间隔之后的第二响应间隔内，将向测试主体给出图3e的响应图案。在响应间隔内，测试主体将选择(经由触摸屏或者，如前面所指出的，其它输入设备)对应于之前在刺激间隔内刚显示的调制弧304的位置的响应目标。在响应间隔内，测试主体不需要注视固定目标并且固定目标302在响应图案图像中的结合是可选的特征。

刺激间隔可以具有变化的时间长度。一般而言，对于一些实施例，可以使用小于250毫秒的时间，因为小于250毫秒的时间允许测试主体有足够的时间融合视力刺激，但是不允许有时间盯住或深入研究测试图像或者进行多次眼睛移动来利用其最佳中心视力(最佳视力)搜索调制轮廓线。响应间隔可以是方便的时间长度并且可以简单地在测试主体作出选择时结束。如果测试主体等待太长时间而不能作出选择，则测试系统可以提示测试主体作出选择，即使他们不确信选择哪个目标。一些测试协议可以在测试主体不确信时允许他们猜测，而不会最终降低整体视力测试的效果。其中刺激间隔可变使得测试主体的融合时间能力可以被评估的测试也是有可能的。并且利用适应测试主体能力、适应调制弧304调制振幅或其它因素的刺激间隔的测试也是可能的。

在利用图3a-3e的视力测试的过程中，刺激间隔后面跟着响应间隔的多次试验将顺序进行。如所指出的，图3a-3d提供了调制弧304的各个位置和调制振幅。在视力测试的过程中，调制弧304可以出现在这各个位置并处于各种调制振幅，使得在具有足够小调制振幅时测试主体具有区分调制弧304的能力，使得区分它与光滑弧306处于测试主体辨认它的极限。以这种方式，测试主体的视力功能可以被评估并作为他们视网膜的区域的函数被客观地评分。即，除了整体视力功能得分，测试主体还可以基于他们可以在其视力的每个象限中检测到的最小调制振幅被评分。本领域技术人员将认识到，除了图3a-3e中用于测试的四个象限，使用更多或更少刺激区域的类似测试的附加实施例是可能的。

图4a示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。调制弧304正好出现在固定目标下方。

图4b示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图4b的测试图像与图4a的类似，但是调制弧304被移动至固定目标302的正好右方并且调制振幅减小。

图4c示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图4c的测试图像与图4b的类似，但是调制弧304被移动至固定目标302的正好上方并且调制振幅进一步减小。

图4d示出了包括固定目标302、三个光滑弧306和一个调制弧304的测试图像的实施例。图4d的测试图像与图4c的类似，但是调制弧304被移动至固定目标302的正好左方并且调制振幅减小。

图4e示出了适于供图4a-4d中所示的图像使用的响应图案图像的实施例。图4e包括背景300、固定目标302和响应目标320。

本领域技术人员将认识到，图4a-4e的测试图像和响应图案图像可以被用来设计与利用图3a-3e的图像设计的视力测试类似的视力测试。但是，对于图4a-4e的情况，刺激图案旋转了45度，使得刺激图案和响应目标看起来正好在固定目标302的上方、下方、右方和左方(与关于固定目标302在左下、左上、右下和右上象限相反)。本领域技术人员将认识到，还可以实现利用图3a-4e的测试图像和响应图像一起的视力测试并且，对于这种测试，关于测试主体的视力功能，作为刺激图案落在他们视网膜上的位置的函数，可以获得更大程度的信息。值得注意的是，相对于开发采用更大量区域的测试，如对于组合图3a-4e的使用的测试的情况一样，组合利用视野的较粗划分的测试和组合图案对于一些实施例会是有好处的。清楚的是，具有更大量测试区域的测试会把测试主体搞糊涂并且使得难以在短的刺激间隔内进行测试图像的视觉融合。

图5示出了包括固定目标302和四个刺激图案的测试图像的实施例。其中三个刺激图案是光滑弧306并且第四个是调制弧304。图5包括允许弧尺寸512、弧旋转位置506、弧半径502、调制振幅510和轮廓线横截面宽度514被清楚定义的维度。参照方向504正好指向固定目标302的右边并且弧旋转位置506是从参照方向504向给定弧(或者其它可能的刺激图案)的中心逆时针方向测量的。因此，旋转位置506测量从参照方向504到弧中心线508(弧中心线508在图5中以虚线示出)的角度(按度、弧度或其它方便的测量)。弧尺寸512测量弧的长度(在图5中，示出了测量调制弧304的长度，但是弧尺寸512还可以被用来测量光滑弧306的长度)。弧尺寸512可以作为角度测量(按度、弧度等)或者作为弧长度的绝对测量(按毫米、英寸等)提供，或者没有可能的测量。弧半径502测量从固定目标302到弧(或者是所示的光滑弧306，或者是调制弧304)中心的距离。调制振幅510测量调制弧304的调制水平的峰-峰空间振幅(按毫米、英寸或者其它合适的测量标度)。轮廓线横截面宽度514测量光滑轮廓线，诸如图5所示的光滑弧306，的宽度。

如前面所解释的，弧尺寸512、弧旋转位置506、弧半径502、调制振幅510和轮廓线横截面宽度514全都可以变化，以产生适于本专利申请中描述的测试的各种视力测试图像。并且如前面所指出的，对于各种实施例，颜色、背景、横截面亮度调制、形状、尺寸、不同数量的刺激图案、刺激间隔以及可以应用到各种测试图像的其它因素可以在视力测试的过程中变化。

本公开内容的好处应当是清楚的。它提供了允许通过关于固定目标分布的轮廓线的视觉融合进行视力功能的自动测试的技术。测试图像可以对刺激间隔给出并且对应的响应图像可以对响应间隔给出。很多种测试图像和响应图像可以顺序地提供，以生成适于分析测试主体的视网膜功能的视力测试。

虽然本公开内容已经详细地进行了描述，但是本领域技术人员应当理解，在不背离本发明最广泛形式的精神和范围的情况下，他们可以对本文进行各种改变、替换和变更。

Claims (10)

1.一种视力测试系统，包括：

显示器；

计算机，耦合到所述显示器并且被配置为向测试主体显示：

在刺激间隔内，测试图像序列；及

在所述刺激间隔之后的响应间隔内，对于所述测试图像序列当中每一个的响应图案图像；

其中：

所述测试图像序列当中每一个包括排列在固定目标周围的多个刺激图案；

所述响应图案图像包括多个响应目标，每个响应目标对应于所述多个刺激图案当中每一个的位置；

所述多个刺激图案当中至少一个刺激图案与所述多个刺激图案当中的其它刺激图案不同；及

所述测试主体的视力功能的评估至少部分地基于，对所述测试图像序列当中每一个，在所述响应间隔内所述测试主体对所述响应图案图像的所述多个响应目标当中至少一个响应目标的选择，其中所述测试主体指示所述至少一个响应目标对应于所述多个刺激图案当中的与所述多个刺激图案当中的其它刺激图案不同的所述至少一个刺激图案的位置。

2.如权利要求1所述的视力测试系统，其中所述多个刺激图案当中每一个包括具有横截面亮度调制的轮廓线。

3.如权利要求2所述的视力测试系统，其中所述横截面亮度调制包括中央亮区域、所述中央亮区域每一侧的周围暗区域，以及所述周围暗区域的外侧的外部亮区域。

4.如权利要求1所述的视力测试系统，其中所述多个刺激图案当中的所述其它刺激图案当中每一个是光滑弧。

5.如权利要求1所述的视力测试系统，其中所述多个刺激图案当中的所述至少一个刺激图案是调制弧。

6.如权利要求5所述的视力测试系统，其中所述调制弧的调制振幅能够变化。

7.如权利要求5所述的视力测试系统，其中所述多个刺激图案的弧长度能够变化。

8.如权利要求1所述的视力测试系统，其中所述刺激间隔小于250毫秒。

9.如权利要求1所述的视力测试系统，其中所述多个刺激图案能够是灰度级或彩色的。

10.如权利要求1所述的视力测试系统，其中用于所述多个刺激图案的背景可以是灰度级或彩色的。