CN108697389A - 用于支持神经状态评估和神经康复的系统和方法，尤其是认知和/或言语功能障碍 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于神经状态评估和神经康复的支持系统，特别是对于认知和/或言语功能障碍，其特征在于，处理器单元(PU)与屏幕(S)形成为一体，所述屏幕(S)配备有触摸输入传感器(TIS)，相机和光源工作在红外辐射范围内，其中红外相机(IFC)与至少两个红外光源(ILS)形成为一体。红外光源(ILS)和红外相机(IFC)形成为可移动组件(MC)，使得在所述可移动组件(MC)中所述红外光源(ILS)对称且单轴地位于所述红外相机(IFC)的两侧。所述可移动组件(MC)通过所述屏幕(S)连接所述处理器单元(PU)。在本发明的另一方面，提供一种支持神经状态评估和神经康复的方法，特别是对于认知和/或言语功能障碍。
Description
技术领域
本发明涉及用于支持神经状态评估和支持神经康复的系统和方法，尤其是对于患有认知和/或言语功能障碍的患者，该系统基于凝视跟踪和测量屏幕上的视觉注视点而工作。
背景技术
为了进行神经状态评估和诊断，特别是就认知和/或言语功能而言，通常使用神经学筛查方法，例如PET、MRI、fMRI、EEG。
筛查方法由于昂贵而受到应用限制。这些方法只允许刺激待检查的大脑部位。根据文献资料，这种神经系统检查不能提供有关神经病人意识状态的足够或客观的信息，尤其是对于认知和/或言语障碍而言(P:The neural correlates of consciousness:electrophysiological and neuroimaging evidence for conscious processing invegetative state.Clinical Neurophysiology 2011,122:641–642；Fellinger R,Klimesch W,Schnakers C,Perrin F,Freunberger R,Gruber W,Laureys S,Schabus M:Cognitive processes in disorders of consciousness as revealed by EEG time–frequency analyses.Clinical Neurophysiology 2011,122:2177–2184；Cruse D,ChennuS,Chatelle C,Bekinschtein T,Fernández-Espejo D,Pickard J,Laureys S,Owen AM:Bedside detection of awareness in the vegetative state:a cohort study.Lancet2011,378:2088–2094；Laureys S,Goldman S,Phillips C,Van Bogaert P,Aerts J,LuxenA,Franck G,Maquet P:Impaired effective cortical connectivity in vegetativestate:preliminary investigation using PET.NeuroImage1999,9:377–382)。
一些因素决定了已知的神经学筛查方法有效使用的局限性，尤其是在检查严重脑损伤的患者时。
其中的主要因素有：
a)专业设备的低可用性，
b)当处于MRI/fMRI/PET扫描仪内时患者的不适或其它医学干扰，
c)由于对检查者的命令作出适当反应的能力下降而导致的患者反馈反应受损，
d)必须反复进行检查以将患者的综合诊断客观化而产生的高成本。
还有一些其它方法可以提供对神经状态评估或神经康复的支持，特别是就认知或言语障碍而言。这些方法基于行为检查，并且使用诊断量表来诊断患者的神经状态，所述诊断量表例如为以下方式：
GCS(格拉斯哥昏迷量表)，CRS-R(昏迷恢复量表修订版)，FOUR(无反应状态整体分级量表)，SMART(感觉形态评估与康复技术)，MMSE(简易精神状态检查量表)，NIHSS(美国国家卫生研究院脑卒中量表)。
这些方法基于患者的意识状态观察，因此通过患者对检查者的命令或刺激(例如运动或听觉刺激)的应答和/或反应来进行诊断。这些方法是神经状态评估的主观类型。
已知的方法在许多神经疾病中无法有效实施，例如肌萎缩侧索硬化、失能相关的功能障碍，这种情况下，尽管患者保有意识，但却无法获得患者和/或对外部刺激或检查者的命令的反应和应答。
提供对神经状态评估和神经康复的支持的大多数方法，特别是在认知和/或言语功能障碍中，是基于对患者的行为应答和/或反应的主观诊断。这些方法不能提供关于神经病患者尤其是认知和/或言语障碍的患者的功能障碍和神经学状态的客观信息。还没有一种已知的方法推荐甚或建议采用视觉注视点分析。
根据前文所述，因此需要提供能够将神经状态评估客观化的方法，由此能够提供对神经学检查和康复的支持，该方法使患者甚至在存在严重神经功能障碍的情况下也能够与刺激相互作用。
用于对计算机屏幕上的视觉注视点跟踪定位的方法在出版物和专利公开文献中是已知的。
波兰专利申请P.391974和US 2012/0026276专利申请公开了一种利用计算机屏幕表面进行视觉注视点测量定位的方法。该方法基于被照射的用户眼睛表面，并且借助监视相机来分析来自瞳孔表面的光反射。根据专利申请P.391974，已知光源优选红外区域的光源被安装在相机的轴线上以及计算机监视器的拐角处和/或附近。然后，根据用户的眼睛特征，同时或连续地开启和/或关闭光源。相机记录来自用户瞳孔表面的反射星座。然后通过计算机和软件分析该记录。还公开了该方法在电话会议、文本阅读支持和社交沟通中的应用。
专利申请US 11/570,840公开了利用计算机鼠标的用户视线播放功能来控制计算机的方法。显示在屏幕上的与计算机鼠标动作有关的特定图形组件允许通过注视来选择期望的动作，然后在所指示的控制图标上执行。该方法允许利用鼠标来实现通过注视选择控制动作，并选择要执行鼠标动作的位置。该方法不能支持神经状态评估和神经康复。
视觉注视点或眼睛跟踪分析方法也用于开发教育软件，是指在生成计算机游戏的同时进行视觉注意力练习。该方法不允许支持神经病人的评估，尤其是对认知和/或言语功能障碍的患者进行评估。
该视觉设备用于视觉注视点定位测量分析。该视觉设备主要用于市场营销研究和社会交流，但不用于支持神经状态评估以及严重患者(特别是认知和/或言语障碍患者)的神经康复。
根据前文所述，因此需要对神经状态分析、诊断和改善神经康复进行客观化，由此提供用于支持对神经功能障碍患者，尤其是认知和/或语言障碍患者，进行神经状态评估和/或神经康复的客观方法。这设定了本发明的目的。
发明内容
本发明通过提供用于神经状态评估和神经康复(特别是认知和/或言语功能障碍)的支持系统来解决该问题，其特征在于，该系统包括具有存储器的处理单元PU、屏幕S、用于眼睛照明的光源和相机，其中屏幕配备有触摸输入传感器，处理单元与屏幕形成为一体，并且相机和光源在红外辐射区域内工作，其中红外相机与至少两个红外光源形成为一体。红外光源和红外相机形成在可移动组件内，使得在可移动组件内红外光源对称且单轴地定位在红外相机的两侧，同时可移动组件通过屏幕与处理单元连接。
在一个实施方案中，所述可移动组件具有在相对于屏幕平面的一定仰角范围内的可移动性。
在一个实施方案中，所述可移动组件位于屏幕下部。
在一个实施方案中，所述屏幕固定在可移动的伸展臂上。
在本发明的第二方面，提供一种用于支持神经状态评估和神经康复的方法，特别是对于认知和/或言语功能障碍，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-提供处理器单元，所述处理器单元配备有存储器并且与配备有触摸输入传感器的屏幕形成为一体，其中红外相机与至少两个红外光源形成为一体，红外光源对称且单轴地定位在红外相机的两侧形成可移动组件，该可移动组件通过屏幕与处理单元连接；
-在处理器单元的存储器中执行第一算法和第二算法，所述第一算法执行对从红外相机获取的用户眼睛运动图像的分析并且确定在屏幕上的用户视觉注视点，该视觉注视点通过视觉注视点指示符显示在屏幕上；所述第二算法执行对屏幕上的视觉注视点指示符位置的分析并且生成声信号和/或图形要素形式的反馈信号。
该方法的下一步是将屏幕区域分成屏幕活动域的至少两个虚拟分离区域。将可定义图形要素投射在所述屏幕活动域的至少一个分离区内，优选同时发出可定义声信号，更优选是语音，同时通过执行第一算法的处理器单元连续确定视觉注视点位置，使得通过红外相机获取用户的眼睛运动图像并且同时通过处理器单元获取用户眼睛运动图像。基于对视觉注视点的分析，在屏幕上显示视觉注视点指示符；当视觉注视点指示符在屏幕活动域的指示分离区域内持续超过0.5秒，优选持续2-3秒时，通过第二算法激活屏幕活动域的该指示分离区域，同时通过处理器单元生成包括屏幕活动域的激活分离区域的位置的反馈信号，并且将该信号存储在所述处理器单元的存储器中。该方法的接下来的步骤是生成可定义反馈图形元素并将其投射在所述屏幕活动域的至少一个激活分离区域内，优选同时发出可定义声信号，优选为语音。然后，优选的是从将屏幕区域分割成屏幕活动域的至少两个虚拟分离区域的步骤开始重复，在所述屏幕活动域的至少一个分离区域内投射可定义图形要素，以及优选同时发出可定义声信号，优选为语音。
在一个实施方案中，声级范围(0％；100％)的至少一个声学测试信号被发出并且进行音量控制，这是通过音量控制的图形元素进行可视化的，图形元素优选为文本元素，所述图形元素被投射在屏幕活动域的至少一个分离区域内。当视觉注视点指示符在屏幕活动域的指示分离区域内持续超过0.5秒，优选持续2-3秒时，通过第二算法激活屏幕活动域的指示分离区域，同时通过处理器单元生成包含屏幕活动域的激活分离区域的位置的反馈应答信号并将其储存在存储器内。在此之后，优选进行重复，其中发射逐渐更高或更低声级的声学测试信号，并且通过处理器单元分析包含屏幕活动域的激活分离区域的位置的反馈应答信号。根据分析，确定待发射的生成声信号的最优声级范围。然后，该实施方案允许调节待发射的可定义声信号的声级，以确定生成的声信号的最优声级范围。
在一个实施方案中，可定义图形测试元素被投射到屏幕活动域的至少一个分离区域内，当视觉注视点指示符在屏幕活动域的指示分离区域内持续超过0.1秒，优选超过1秒时，通过第二算法激活屏幕活动域的指示分离区域，同时通过处理器单元生成第一控制信号并将其储存在存储器中。第一控制信号包含屏幕活动域的激活分离区域的XY坐标和投射有可定义图形测试元素的屏幕活动域的分离区域的XY坐标。在处理器单元中，通过第二算法执行从第一控制信号获取XY坐标的兼容性分析。当该XY坐标兼容时，通过处理器单元生成第一兼容控制信号并存储在存储器中，然后将可定义图形测试元素投影到屏幕活动域的分离区域内，其中投射位置不同于之前的位置。当视觉注视点指示符在屏幕活动域的指示分离区域内持续超过0.1秒，优选超过1秒时，通过第二算法激活屏幕活动域的该指示分离区域，同时通过处理器单元生成后续控制信号并存储在存储器中。后续控制信号包含屏幕活动域的激活分离区域的XY坐标以及投射有后续可定义图形测试元素的屏幕活动域的后续分离区域的XY坐标。在处理器单元中，通过第二算法执行从后续控制信号获取的XY坐标的兼容性分析，如果XY坐标是兼容的，则通过处理器单元生成后续兼容控制信号并存储在存储器中。重复可定义图形测试元素生成，直至图形测试元素被投射到屏幕活动域的每一个虚拟分离区域中。根据存储的兼容控制信号，通过视觉注视点指示符指示的XY坐标指示屏幕活动域的兼容区域的位置，同时激活区域中投射有可定义图形测试元素。该实施方案随后允许可定义图形元素被投射到屏幕活动域的兼容区域内。
本发明能够使得神经状态评估及神经功能康复客观化，特别是对于认知和/或言语功能障碍。本发明允许更准确地检查神经系统患者，特别是认知和/或言语功能障碍的患者，并能够更有效地进行神经康复。根据本发明的系统制造的集成装置允许进行调节以对严重神经系统疾病患者起作用。
本发明能够在可定义图形元素投射和/或声信号发出期间通过视觉注视点位置连续跟踪以获取与疾病的病理生理基础相关的实际神经系统状态信息，这是通过现有已知方法所不可能获得的。
根据本发明的方法基于在屏幕上测量视觉注视点，并能够将检查性能调整为适应患者的神经系统疾病的特异性。因此，患者能够与视觉和听觉刺激进行交互。这些方法的起作用方式是发送特定信号并由此使得患者能够容易地进行交互，而无论是否存在认知和/或言语功能障碍。
本发明能够获得受试者认知功能的神经学简况的真实和客观信息。现有已知的方法只能够检查大脑系统结构，并没有提供有关受试者对于检查者命令的理解程度的信息，使得神经状态检查的客观性显著降低。现有已知的方法不能够确定受试者是否能有意识地感知他/她之前的对象，患者是否理解单个单词、句子，是否能够区分形状、颜色等。
附图说明
本发明的以下说明结合附图详细描述了本发明的示例性实施方案。
图1示出用于神经功能状态评估及神经功能康复的支持系统以及用户的最优声级范围分析和视觉检查视野的示意图；
图2示出用于神经系统状态评估的支持方法的示意图；
图3示出用于舒适听觉范围检查的支持方法的示意图；
图4示出将声信号的发射电平调整到用户舒适的听觉范围内的方法的示意图；
图5和图6示出评估屏幕中的用户视野的方法的示意图；和
图7示出根据用户的视野检查调整在屏幕区域内投射的限定图形元素的方法的示意图。
具体实施方式
实施例1
提供认知和言语功能评估支持的系统和方法—系统结构。
如图1所示，该系统包括计算机形式的具有存储器的处理器单元PU，其与配备触摸输入传感器和扬声器的屏幕集成为一体。
该系统配备有两个红外光源ILS，能够通过生成红外反射光指示视觉注视点的位置，该红外反射光从用户的角膜表面发射并由红外敏感相机IFC获取。红外光源ILS与红外敏感相机IFC集成在一起，使得红外光源ILS单轴对称地位于相机IFC两侧，并一起纳入纵向壳体内形成附件形式的可移动组件MC。可移动组件MC通过屏幕与处理器单元PU连接并且位于屏幕下部，并且在相对于可移动组件MC朝向屏幕S的水平位置的仰角α为45度范围内上下摆动。具有可移动组件MC的屏幕S固定在移动站形式的可移动伸展臂EA上。
提供支持用户神经状态检查的方法。
如图2所示，在处理器单元PU—计算机—的存储器中执行第一算法AL1。第一算法AL1的操作是执行对从红外相机IFC获取的用户眼睛运动图像的分析，并确定在屏幕S上的用户视觉注视点位置，即通过视觉注视点指示符以30Hz频率在屏幕S上进行显示和可视化。在处理器单元PU—计算机—的存储器中执行第二算法AL2。第二算法AL2的操作是执行在屏幕S的活动域AF的区域上的视觉注视点指示符VFI的分析，并产生预定义声信号和预定义图形元素形式的反馈信号。
屏幕S的区域被分割为屏幕S的活动域AF的四个虚拟分离区域。在康复期间开始检查或练习之前，预定义方式取决于患者的检查类型和进行练习的测试例的难度水平。
屏幕S的活动域AF的四个预定分离区域是在屏幕S区域上虚拟分割的。屏幕S的活动域AF的分离区域沿屏幕S平面的水平线连续分布，其中屏幕S的活动域AF的每个分离区域是正方形形状，其边长等于屏幕S高度的40％。屏幕S的活动域AF的四个分离区域的框架中心与屏幕S的区域中心一致。
待检查的认知和语言功能障碍的神经病患者位于屏幕S前。将屏幕S连接到可移动伸展臂EA上的位置通过调节可移动伸展臂EA的运动来调整至适合患者，使得患者位于屏幕S前60厘米处，并将位于屏幕S下部的可移动组件MC定位成平行于患者的瞳孔，使得患者的眼睛位于红外相机IFC的视角内。
然后，将象形图形式的可定义图形元素同时投射至屏幕S的活动域AF的四个分离区域内，其中一个可定义图形元素是预定义的“正确图形元素”并且同时从扬声器中发出语音形式的可定义声信号，其中发出的可定义声信号是练习命令，而练习方法是选择预定义的“正确图形元素”，该可定义图形元素被投射到屏幕S的活动域AF的四个分离区域内。生成十组这样的练习。
该方法的工作方式是在评估过程中，通过红外相机IFC以及同时通过处理器PU连续获取用户眼睛运动图像，以通过第一算法AL1进行分析，从而确定视觉注视点位置，然后根据对用户视觉注视点的分析，通过第二算法AL2在屏幕S上显示视觉注视点指示符VFI。视觉注视点位置被连续指示，其中系统采用视觉注视点评估的两种不同模式：被动模式和主动模式。视觉注视点指示的被动模式的工作方式为：只要视觉注视点指示符VFI在屏幕S的指示活动域AF的区域中持续至少2秒，则通过第二算法AL2使得屏幕的活动域AF的指示分离区域不再被激活，同时包含屏幕S的活动域的指示分离区域的位置的反馈信号FS不再被处理器单元PU获取并且不再存储于存储器中。这种模式用于患有严重神经系统疾病的患者，该患者需要更多时间来处理和理解在屏幕S的活动域AF的分离区域中显示的内容。视觉注视点指示的主动模式的工作方式为：当视觉注视点指示符VFI在屏幕S的活动域AF的分离区域内持续至少2秒时，通过第二算法AL2激活屏幕S的活动域AF的指示分离区域，以此方式进行可视化，使得屏幕S的活动域AF的指示分离区域的激活区域与具有深红色边框的屏幕S的活动域AF的整个区域相区别，同时通过处理器单元PU生成包含屏幕S的活动域AF的激活分离区域的位置的反馈信号并且以二进制格式信息存储在处理器单元PU的存储器中，其中“0”对应于错误应答并描述VFI在屏幕S的活动域AF的分离区域中以预定义的“错误图形元素”持续至少2秒的情况；“1”对应于正确应答并描述VFI在屏幕S的活动域AF的指示分离区域中以预定义的正确应答持续超过2秒的情况，亦即投射在屏幕S的活动域AF的一个分离区域内的预定义图形元素是可定义的“正确图形元素”的情况。
当包含屏幕S的活动域AF的激活分离区域的位置的反馈信号FS作为错误或正确应答(分别为如上所述的“0”和“1”)被存储在处理器单元PU的存储器中时，屏幕S的活动域AF的激活分离区域被从具有深红色边框的屏幕S的整个区域中分离出去。
连续确定视觉注视点位置，当视觉注视点指示符VFI在屏幕S的活动域AF的先前虚拟分割的一个分离区域中持续至少2秒时，通过第二算法AL2激活屏幕S的活动域AF的指示分离区域的区域，这样进行可视化，使得屏幕S的活动域AF的激活分离区域与具有深红色边框的屏幕S的整个区域相区分，同时通过处理器单元PU生成包含屏幕S的活动域AF的激活分离区域的位置的第一反馈信号FS1并以二进制信息形式存储在存储器中，其中“0”对应于错误应答，“1”对应于正确应答，如前所述。
根据产生的第一反馈信号FS1，生成象形图形式的预先指出的可定义反馈图形元素并将其投射至屏幕S的活动域AF的激活分离区域内，同时发出声信号形式的预定义反馈声信号，由此确认屏幕S的活动域AF的激活分离区域。
然后，在屏幕S的活动域AF的四个区域内投射象形图形式的后续预定义图形元素，其中所述可定义图形元素中的一个是“正确图形元素”，同时从扬声器中发出语音形式的预定义声信号。发出的声信号是后续练习命令，后续练习方式是选择投射在屏幕S的活动域AF的四个虚拟分离区域中的一个区域内的预定义的“正确图形元素”。如前所述，随后视觉注视点在屏幕S的活动域AF的指示分离区域内持续超过2秒，屏幕S的活动域AF的指示分离区域被激活，由此生成第二反馈信号FS2并投射可定义反馈图形元素。
然后，重复进行将屏幕S的区域分割成屏幕S的活动域AF的虚拟分离区域的步骤。活动域AF的分离区域的数目取决于进行检查直至检查结束的当前测试案例的类型和难度水平。根据检查期间对单个单词的理解，屏幕S的活动域AF的分离区域的数目为2(正常难度水平)至更高数目(最高难度水平)。
该方法通过评估患者保持单个单词语意理解能力的水平，能够精确且客观地检查用户的认知和言语功能。关于认知和言语功能的信息是通过对所生成和存储的包含屏幕S的活动域AF的激活分离区域的位置的反馈信号FS1-n的分析而获得的。对反馈信号FS1-n的分析能够评估神经康复的进展。
实施例2
舒适听觉范围的评估方法
在该实施例中，生成的声信号的最优声级范围是指对声级范围进行调整以使单个接受检查的患者舒适听见。
该系统的构造如实施例1中所述。
如图3所示进行用户舒适听觉范围的评估。在将可定义图形元素投射至屏幕S的活动域AF的分离区域中之前，确定初始声级。待发出的声学测试信号是用户能理解的语音。在屏幕S的活动域AF有三个区域，它们是从屏幕S区域虚拟分离出来的。屏幕S的活动域AF的分离区域沿屏幕S平面的水平线连续排列。音量控制的预定义图形元素是投射在屏幕S的活动域AF的三个分离区域中每一个区域内的象形图，其中音量控制的可定义图形元素是文本元素，包含以下应答选项：
—“声音太小”
—“很好”
—“太大声”。
在该方法的过程中，红外相机IFC不断获取用户眼睛运动图像，同时也被处理器单元PU获取，通过第一算法AL1进行分析以确定视觉注视点位置，然后根据视觉注视点的分析，通过第二算法AL2在屏幕S上显示视觉注视点指示符。连续指示视觉注视点位置。
然后，从扬声器发出最大音量的10％的第一声学测试信号，并投射音量控制的图形元素。当视觉注视点指示符VFI在屏幕S的活动域AF的指示分离区域内持续至少2秒时，通过第二算法AL2激活屏幕S的活动域AF的指示分离区域，由此使之可视化，使得屏幕S的活动域AF的虚拟激活分离区域区别于具有深红色边框的屏幕S的整体区域，同时通过处理器单元PU生成包含屏幕S的活动域AF的激活分离区域的位置的第一反馈回答信号FAS1并存储在存储器中。第一反馈回答信号FAS1提供通过视觉注视点指示符VFI指示的音量控制的图形元素的信息，当指示的回答选项是“太大声”时，则检查终止，显示待发出的生成声信号的最优声级范围。如果不是该回答选项，则发出后续的声学测试信号，知道屏幕S的活动域AF的激活分离区域对应于“太大声”的音量控制或者以设备的最大可能声级发出声学测试信号。
当声学测试信号发射结束后，通过处理器单元PU分析所产生的反馈回答信号FAS1-n，然后根据分析，能够调整在评估或康复方法期间待发出的生成声信号的最优声级范围。反馈回答信号FAS1-n用分立的XY图表表示，其中对应于音量控制图形元素的礼仪描绘在图表的横轴上，发射声级值以百分比描绘在图表的纵轴上。
根据医学研究提供的证据，颅脑损伤患者存在听觉过分敏感。这决定了根据本发明的舒适听力级检查的重要性(J.Landon,D.Shepherd,S.Stuart,A.Theadom,S.Freundlich,Hearing every footstep:Noise sensitivity in individualsfollowing traumatic brain injury,Neuropsychological Rehabilitation,22,3,391-407,2012)。
实施例3
定义声信号声级发射调整到最优声级范围的方法。
该系统的结构如实施例1中所述。
如图4所示，在舒适听力级范围内的声信号发射范围的优化是基于舒适听力级范围检查的结果，如实施例2所述—生成的声信号的最优声级范围。
如实施例1所述实施支持神经状态评估和神经康复的方法，其中在最优声级范围确定的声级内发出可定义声信号。因此，所发出的可定义声信号的声级被调整为适合用户的感知能力，并且根据本发明的方法提供神经状态检查及神经功能康复的支持，针对听觉系统疾病患者，特别是听觉过分敏感的患者，能够有效使用。
实施例4
用户视野范围的评估方法。
该系统的结构如实施例1所述。
如实施例1所述实施该方法。为了使神经状态检查的支持个性化，如图5所示，在屏幕S的活动域AF的分离区域内投射可定义图形元素之前，进行眼睛视野范围的评估。
该方法是通过利用可定义图形测试元素的视觉注视点指示来进行的，可定义图形测试元素被投射在屏幕S的活动域AF的分离区域内，其中屏幕S的测试活动域AF的分离区域与屏幕S的整体区域分开。
屏幕S的整体区域被划分为15个相等的屏幕S的测试活动域AF的分离区域，分成3行和5列。可定义图形测试元素是一个象形图，描绘了一个关闭的灯泡，其被投射至屏幕S的测试活动域AF的分离区域内，其中该关闭的灯泡的象形图没有完全填充屏幕S的测试活动域AF的分离区域，而是仅投射在屏幕S的测试活动域AF的分离区域的中央部分内。
可定义图形测试元素被投射在屏幕S的测试活动域AF的第一分离区域内，该区域位于屏幕S区域的左上角。然后，通过第一算法AL1确定用户视觉注视点在屏幕S上的位置，当视觉注视点指示符VFI在屏幕S的测试活动域AF的预定分离区域的指示区域内持续至少0.6秒时，通过第二算法AL2激活该屏幕S的测试活动域AF的指示分离区域，同时通过处理器单元PU生成第一控制信号CS1，该信号包含定义图形元素被投射在其中的屏幕S的测试活动域AF的激活分离区域的XY坐标和屏幕S的测试活动域AF的分离区域的XY坐标，并且存储在存储器中。然后，通过第二算法AL2，处理器单元PU激活在第一控制信号CS1中生成的屏幕S的测试活动域AF的区域的XY坐标的兼容性分析，当坐标兼容性分析是肯定的即坐标兼容时，通过处理器单元PU生成第一兼容控制信号CSC1并存储在存储器中。兼容信号CSC1的兼容性的存在和生成的可视化方式为在屏幕S的测试活动域AF的激活分离区域内投射的表示关闭的灯泡的象形图被更换为表示打开的灯泡的象形图。
然后，在屏幕S的限定测试活动域AF的分离区域内投射后续的可定义图形测试元素，其中屏幕S的测试活动域AF的分离区域的位置与之前的位置不同，当视觉注视点指示符VFI在屏幕S的测试活动域AF的后续指示分离区域内持续超过0.6秒，则通过第二算法AL2激活屏幕S的测试活动域AF的后续指示分离区域，同时通过处理器单元PU生成后续的-第二控制信号CS2，该信号包含后续图形测试元素被投射在其中的屏幕S的指示测试活动域AF的后续激活分离区域的XY坐标和屏幕S的测试活动域AF的后续分离区域的XY坐标，并且存储在存储器中。然后，通过第二算法AL2，处理器单元PU激活生成的后续-第二控制信号CS2的兼容性分析-XY坐标的兼容性分析，当坐标兼容性分析是肯定的时，通过处理器单元PU生成第二兼容控制信号CSC2并存储在存储器中。
重复进行定义测试图形元素的生成，直到图形测试元素被投射在屏幕S的测试活动域AF的15个分离区域中的每一个区域内，其中后续可定义图形元素的投射顺序为在同一行内从左至右，从屏幕S的域的分隔区域的第一行开始，经过中间行并终止于底端行。根据生成和存储的兼容控制信号CSC1-15，该方法能够诊断用户的视野范围，通过确定屏幕S的活动域AF的兼容区域的位置，该区域内投射有定义图形测试元素并且被视觉注视点指示符VFI所指示并由此被激活。
当通过评估表明，屏幕S的测试活动域AF的最右列区域超出了用户视野范围时，则生成后续兼容控制信号：CSC1-4、CSC5-9、CSC11-14。位于屏幕S最右侧的屏幕S的测试活动域AF的虚拟分离区域不被视觉注视点指示符VFI所指示，也不会被下标为5、10、15的兼容控制信号所表征，这些控制信号不会生成。
当视野范围评估结束后，生成的兼容控制信号CSC1-15被可视化，使得生成的兼容控制信号CSCn所指向的屏幕S的测试活动域AF的区域被可视化为填充绿色的虚拟分离区域，其中没有被生成的兼容控制信号CSCn所指向的屏幕S的测试活动域AF的区域被可视化为填充红色的虚拟分离区域。
根据本发明方法的视野范围评估能够诊断用户视野范围是正常的或有缺陷的。对于颅脑损伤患者而言，视野缺损是常见的症状，例如偏盲(一侧视力缺失)。
根据本发明方法的视野范围评估不仅能够检查屏幕范围所指出的用户视野范围，而且能够检查由β角值表征的一般视野范围，β角值可以计算得到，该计算是基于受试者和屏幕之间的距离与屏幕的感知部分的宽度(视野)。图6完整示出了该方法。
实施例5
调整可定义图形元素投影在屏幕区域内的位置的方法
该系统的结构如实施例1所述。
在通过如实施例4所述的视野评估得到的结果的基础上，能够调整可定义图形元素所要投射到的屏幕S的活动域AF的区域，如图7所示。屏幕S的活动域AF的分离区域与活动域AFcom的兼容区域虚拟分开，活动域AFcom的兼容区域定义为被视觉注视点指示符VFI所指示并且其中投射有可定义图形测试元素的屏幕的测试活动域AF的区域。
例如，当通过视野评估表明用户无法看到屏幕右侧20％的区域，则在神经康复和神经状态检查实施过程中，定义图形元素被投射在屏幕S的其余80％的区域上，虚拟分为屏幕S的活动域AF的区域。
因此，可定义图形元素投影被调整为适应用户感知能力，能够对视野范围缺陷的用户实施根据本发明的方法。
Claims (9)
1.一种用于神经状态评估和神经康复的支持系统，特别是对于认知和/或言语功能障碍，包括具有存储器的处理器单元、屏幕、用于眼照明的光源和相机，其特征在于，所述处理器单元(PU)与所述屏幕(S)形成为一体，所述屏幕(S)配备有触摸输入传感器(TIS)，所述相机和所述光源工作在红外辐射范围内，其中红外相机(IFC)与至少两个红外光源(ILS)形成为一体，并且所述红外光源(ILS)和所述红外相机(IFC)形成为可移动组件(MC)，使得在所述可移动组件(MC)中所述红外光源(ILS)对称地且单轴地位于所述红外相机(IFC)的两侧，并且所述可移动组件(MC)通过所述屏幕(S)连接所述处理器单元(PU)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述可移动组件(MC)具有在相对于所述屏幕(S)平面的一定仰角(α)范围内的可移动性。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述可移动组件(MC)位于所述屏幕(S)的下部。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述屏幕(S)固定在可移动伸展臂(EA)上。
5.一种用于支持神经状态评估和神经康复的方法，特别是对于认知和/或言语功能障碍，所述方法基于通过配备有相机和光源的用于测量视觉注视点的系统在屏幕上跟踪视觉注视点，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-提供处理器单元(PU)，所述处理器单元(PU)配备有存储器并且与配备有触摸输入传感器的屏幕(S)形成为一体，其中红外相机(IFC)与至少两个红外光源(ILS)形成为一体，所述红外光源(ILS)对称且单轴地位于红外相机(IFC)的两侧以形成可移动组件(MC)，并且所述可移动组件(MC)与所述屏幕(S)连接；
-在所述处理器单元(PU)的存储器中执行：第一算法(AL1)和第二算法(AL2)，所述第一算法(AL1)执行对从所述红外相机(IFC)获取的用户眼睛运动图像的分析并且确定在屏幕(S)上的用户视觉注视点，该视觉注视点通过视觉注视点指示符(VFI)显示在屏幕上；所述第二算法(AL2)执行对屏幕上的视觉注视点指示符(VFI)位置的分析并且生成声信号和/或图形元素形式的反馈信号(FS)；
-将所述屏幕(S)的区域分成至少两个屏幕的活动域(AF)的虚拟分离区域；和
通过所述红外相机(IFC)获取用户眼睛运动图像以及通过所述处理器单元(PU)获取这些图像的方式，通过所述处理器单元(PU)利用所述第一算法(AL1)连续确定所述视觉注视点位置，
将可定义图形元素投射到至少一个所述屏幕活动域(AF)的分离区域内，并且优选同时发出可定义声信号，优选为语音，其中根据视觉注视点的分析，在所述屏幕(S)上显示所述视觉注视点指示符(VFI)，当所述视觉注视点指示符(VFI)在所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域内持续超过0.5秒，优选2-3秒时，通过所述第二算法(AL2)激活所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域，同时通过所述处理器单元(PU)生成包含所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域的位置的所述反馈信号(FS)并存储到所述存储器中，然后生成可定义反馈图形元素并将其投射至至少一个所述屏幕(S)的活动域(AF)的激活分离区域内，优选同时发出所述可定义声信号，优选为语音，然后优选从将所述屏幕(S)区域分成至少两个屏幕的活动域(AF)的虚拟分离区域的步骤开始重复，将后续可定义图形元素投射至所述屏幕(S)的活动域(AF)的至少一个分离区域内，优选同时发出所述可定义声信号，优选为语音。
6.根据权利要求5所述的方法，其中声级范围(0％；100％)的至少一个声学测试信号被发出并且进行音量控制，通过音量控制的图形元素进行可视化，所述图形元素优选为文本元素，所述图形元素被投射在所述屏幕(S)的活动域(AF)的至少一个分离区域内，当所述视觉注视指示符(VFI)在所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域内持续超过0.5秒，优选持续2-3秒时，通过第二算法(AL2)激活所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域，同时通过处理器单元(PU)生成包含所述屏幕(S)的活动域(AF)的激活分离区域的位置的反馈应答信号并将其存储在存储器内，然后优选进行重复，其中发射逐渐更高或更低的声级的声学测试信号，并且通过所述处理器单元(PU)分析包含所述屏幕(S)的活动域(AF)的激活分离区域的位置的反馈应答信号(FASn)，然后根据分析，确定待发射的生成声信号的最优声级范围。
7.根据权利要求6所述的方法，其中调整待发射的定义声信号的声级，以确定生成的声信号的最优声级范围。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所述可定义图形测试元素被投射至所述屏幕(S)的活动域(AF)的至少一个分离区域内，当所述视觉注视指示符(VFI)在所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域内持续超过0.1秒，优选超过1秒时，通过第二算法(AL2)激活所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域，同时通过所述处理器单元(PU)生成第一控制信号(CS1)并存储在所述存储器中，其中所述第一控制信号(CS1)包含所述屏幕(S)的活动域(AF)的激活分离区域的XY坐标和其中投射有所述可定义图形测试元素的所述屏幕(S)的活动域(AF)的分离区域的XY坐标，然后在所述处理器单元(PU)中，通过所述第二算法(AL2)执行所述第一控制信号(CS1)获取的XY坐标的兼容性分析，当所述XY坐标兼容时，通过所述处理器单元(PU)生成第一兼容控制信号(CSC1)并存储在所述存储器中，然后将后续可定义图像测试元素投射至与之前区域不同的所述屏幕(S)的活动域(AF)的分离区域内，当所述视觉注视点指示符(VFI)在所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域内持续超过0.1秒，优选超过1秒时，通过第二算法(AL2)激活所述屏幕(S)的活动域(AF)的指示分离区域，同时通过所述处理器单元(PU)生成后续控制信号(CSn)并存储在所述存储器中，其中所述后续控制信号(CSn)包含所述屏幕(S)的活动域(AF)的激活分离区域的XY坐标和其中投射有所述后续可定义图形测试元素的所述屏幕(S)的活动域(AF)的分离区域的XY坐标，然后在所述处理器单元(PU)中，通过所述第二算法(AL2)执行所述后续控制信号(CSn)获取的XY坐标的兼容性分析，如果所述XY坐标兼容，则通过所述处理器单元(PU)生成后续兼容控制信号(CSCn)并存储在所述存储器中，然后重复可定义图形测试元素生成，直至在所述屏幕(S)的活动域(AF)的每个虚拟分离区域内都投射有所述可定义图形测试元素，然后根据存储的兼容控制信号(CSCn)，通过视觉注视点指示符(VFI)指示的XY坐标指示所述屏幕(S)的活动域(AFcom)的兼容区域的位置，同时指示投射有所述可定义图形测试元素的激活区域。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述可定义图形测试元素被投射在所述屏幕(S)的活动域(AFcom)的兼容区域内。
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