CN109875495A - 一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，包括检查端显示器、眼动采集模块、处理模块和输入模块，检查端显示器、眼动采集模块、输入模块均与处理模块电连接；其中，检查端显示器用于交替呈现固视点和刺激点，眼动采集模块用于采集受试者在检查过程中所产生的眼动信息，处理模块用于根据所述眼动信息得出检查结果。本新型视野计，相对于标准视野计来说体积小、轻便性好，使视野计更易于普及，同时采用眼动技术实现非接触式交互，实现全自动反馈交互，简化了操作流程，拓宽了视野检查的适龄范围。
Description
技术领域
本发明涉及眼科检查技术领域，特别涉及一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计。
背景技术
视野计是用于测定眼球视野范围和进行医学眼科神经测试的专业仪器，临床上常用来进行视野检查，对各类具有视野缺损症状的眼病进行辅助诊断，如青光眼、视网膜色素性变性、视网膜脱离等视觉、视神经疾病，是医学眼科领域必不可少的辅助诊断仪器。
静态视野是指当眼球向正前方固视不动时所能看见的周边空间区域，临床上尤以中心30°静态视野检查结果作为视野缺损疾病的主要辅助诊断依据。目前绝大多数诊所和医院采用标准自动视野计(如图1所示)进行视野检查。检查前，受试者需适当调整人与设备的相对高度并将头部固定在指定位置，此时受试者前方为白色的半球面视野屏，该屏在不同位点植入有LED灯，以通过改变两端电压来呈现位置和强度可变的刺激光点。检查时，受试者需始终保持固视正前方中心点，每隔一定时间，视野屏某位点出现特定刺激强度的刺激视标，若视标可见，受试者需在保持固视的状态下手动触发响应器，直至所有视野位点的视野敏感度被检查到，视野检查结束。虽然标准视野计能够进行视野检查，但是也存在着以下两大缺陷，使得视野检查难以普及应用：
1.体积大，便携性差
医用标准视野计占地约合1个平方以上，重达上百公斤，便携性差，通常需要一个固定的使用场所；且由精密的光学模块和机械机构组成(如，在半球面视野屏背面的特定位点打孔植入有LED灯)，制造及运输成本高昂。上述两方面原因使得视野检查难以普及到基层医院、各类视力检测机构以及学校、家庭等，对于及时发现广大人群中的潜在视野缺损患者、及时对青光眼等视野缺损疾病进行早期干预治疗及预后随访工作造成较大阻碍。
2.交互复杂，用户体验较差
对于受试者来说，主要有三方面问题：第一，视野检查前需将头部固定于下巴托上，降低了使用舒适度；第二，检查全程需持续注视屏幕固视点，即需保持视线不被视野周围出现的刺激视标所吸引，要求受试者具有良好的自我控制能力；第三，当某一刺激视标可见时，受检者需在固视的同时快速按下响应器，对受试者的操作能力要求较高。结合第二、第三点，标准的视野检查方法无法良好适用于老人、小孩以及部分不便于操作的残疾人士等。
发明内容
本发明的目的在于改善现有技术中所存在的上述不足，提供一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计。
为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：
一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，包括检查端显示器、眼动采集模块、处理模块和输入模块，检查端显示器、眼动采集模块、输入模块均与处理模块电连接；其中，检查端显示器用于交替呈现固视点和刺激点，眼动采集模块用于采集受试者在检查过程中所产生的眼动信息，处理模块用于根据所述眼动信息得出检查结果。
在进一步优化的方案中，所述检查端显示器套设有遮光罩。通过遮光罩的设置，可以避免光干扰，提高检查结果的准确度。
在进一步优化的方案中，还包括与处理模块电连接的监督端显示器，用于显示检查过程中受试者的状态信息。通过监督端显示器的设置，可以便于医护人员对检查过程的有效进行实现观察，以便在必要时对受试者进行提醒。
在一个实施方案中，所述眼动采集模块包括红外光源和图像传感器，所述红外光源用于向受试者的眼球发射红外光线，所述图像传感器用于采集受试者的眼球在被所述红外光线照射后的眼动信息。红外光源可以是一个或在多个。红外光源优选设置于检查端显示器的下方。如此设置，不仅方便实现眼动信息采集，也不占用额外空间。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.轻便性好。本发明提出的视野计硬件部分由至多两台显示设备、一台处理器、眼动模块及遮光罩组成，相对于标准视野计来说体积小、轻便性好，使视野计易于普及，便于对正常人群中较为隐蔽的视野缺损患者进行早期筛查、对青光眼等视野缺损疾病进行相关治疗和康复评价。
2.基于眼动技术的非接触式全自动反馈，交互更加友好。本发明提出的视野计利用显示设备作为视野刺激视标的呈现平台，不需要受试者固定头部位置；同时采用眼动技术实现非接触式交互，即用眼球自然扫视视野中可见刺激视标来替代按键交互，在一系列刺激视标呈现之后通过眼动数据自动计算出受试者的视野范围，检查过程不需任何手动输入，实现全自动反馈交互，也不需检查全程保持高度固视，简化了操作流程，拓宽了视野检查的适龄范围。
3.检测结果稳定可靠。本发明提出的基于显示设备的视野计所进行的视野检查采用眼动交互方式，有效利用人的应激本能产生眼动数据，使得结果稳定可靠，不易因受试者主观因素产生偏差(如在标准视野检查中受试者可能会错按响应器)，提高了视野检查的效率和水平。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为现有技术中标准自动视野计的结构示意图。
图2为实施例中所述基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计的外形结构示意图。
图3为实施例中所述基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计的组成模块示意图。
图中标记说明
检查端显示器1，计算机主机2，眼动采集模块3，遮光罩4，监督端显示器5，输入设备6。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图2-3，本实施例中提供了一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，包括存储模块、显示模块、输入模块、眼动采集模块以及处理模块。视野检查过程中，存储模块用于存储视野检查软件系统指令及检查相关数据；显示模块用于展现程序界面(主要用于交替显示固视点以及特定位置和刺激强度的刺激点)，并可能用于显示或播放所需提示信息；输入模块用于对程序进程进行控制(如，退出视野检查程序)；眼动采集模块用于采集受试者在视野检查过程中的实时眼动信息(如视线轨迹、注视点等)，在每个刺激点出现周期内，将上述眼动信息与当前刺激点预置信息(如刺激点在屏幕上的位置)进行对比，当相似度达到一定阈值时，确定输入信息为受试者可见当前刺激点，反之为不可见，并将输入信息传送给处理模块；处理模块进行程序后台运算处理，从而确定每个刺激点出现周期内该刺激点的位置、颜色、刺激强度等信息，传送给显示模块进行显示，并在检查结束后根据当前检查数据(及历史视野检查结果、受试者的相关信息)给出本次检查的结果，另外还用于控制与各外接设备之间的通信(如，外接打印机)。
对于上述眼动采集模块，一种可能的眼动采集方法是：向受试者的至少一只眼球发射至少一组红外光线，在受试者眼睛的角膜和瞳孔上产生反射，通过图像传感器采集眼部反射图像上的角膜-瞳孔矢量，从而获取眼动信息。在使用眼动采集模块进行上述视野检查前，受试者需对受检查眼进行眼动标定并确保标定数据准确度达到一定标准，标定方式可选：9点标定、5点标定、3点标定、1点标定和自由标定等；若视野检查前不久的时间段内进行过眼动标定，需检验标定数据是否可用。
根据视野检查过程中的实时数据是否需要显示给监督者进行查看，本发明提出的视野计可分为非监督式和监督式两种硬件结构。
①非监督式：该模式下视野计硬件结构至少包括一台显示设备(如，液晶显示器)作为检查端，一台处理器(如计算机主机)，眼动采集模块，设置于检查端显示器的遮光罩以及输入设备(如键盘、鼠标)。眼动采集模块主要由红外光源(图2中检查端显示器1上的两个灰色圆圈表示)及图像传感器构成，可以是外接式硬件，也可以是显示器内嵌模块，当为外接式硬件时通常置于显示设备下方，并调整其放置角度使得红外光源可发送至被测眼。遮光罩用于保证呈现在显示设备上的刺激点的刺激强度几乎不受外环境光干扰。输入设备主要用于程序进程控制。
②监督式：该模式下视野计硬件结构在非监督式的基础上增加至少一个显示设备作为监督端，按需配置输入设备。在上述视野检查过程中，检查端显示设备交替呈现固视点和刺激点，监督端显示设备显示检查过程中一些受试者状态信息(如瞳孔大小、眼球图像等)，便于监督者(如医护人员、系统管理员等)对测试进程进行适当控制(如，根据眼球图像发现持续的固视丢失时，监督者对受试者做出及时提醒)。输入设备应至少配置于监督端显示设备，用于程序进程控制。
相比于标准视野计，本实施例所述视野计主要在硬件结构上具有以下优势：
1.具备便携性优点
本发明提出的视野计硬件部分由至多两台显示设备、一台处理器、眼动采集模块及遮光罩组成，相对于标准视野计来说体积小、轻便性好，使视野计易于普及，便于对正常人群中较为隐蔽的视野缺损患者进行早期筛查、对青光眼等视野缺损疾病进行相关治疗和康复评价。
2.基于眼动技术的非接触式全自动反馈交互更加友好
本发明提出的视野计利用显示设备作为视野刺激视标的呈现平台，不需要受试者固定头部位置；同时采用眼动技术实现非接触式交互，即用眼球自然扫视视野中可见刺激视标来替代按键交互，在一系列刺激视标呈现之后通过眼动数据自动计算出受试者的视野范围，检查过程不需任何手动输入，实现全自动反馈交互，也不需检查全程保持高度固视，简化了操作流程，拓宽了视野检查的适龄范围。
3.检测结果稳定可靠
本发明提出的基于显示设备的视野计所进行的视野检查采用眼动交互方式，有效利用人的应激本能产生眼动数据，使得结果稳定可靠，不易因受试者主观因素产生偏差(如在标准视野检查中受试者可能会错按响应器)，提高了视野检查的效率和水平。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，包括检查端显示器、眼动采集模块、处理模块和输入模块，检查端显示器、眼动采集模块、输入模块均与处理模块电连接；其中，检查端显示器用于交替呈现固视点和刺激点，眼动采集模块用于采集受试者在检查过程中所产生的眼动信息，处理模块用于根据所述眼动信息得出检查结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，所述检查端显示器套设有遮光罩。
3.根据权利要求1所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，还包括与处理模块电连接的监督端显示器，用于显示检查过程中受试者的状态信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，所述眼动采集模块包括红外光源和图像传感器，所述红外光源用于向受试者的眼球发射红外光线，所述图像传感器用于采集受试者的眼球在被所述红外光线照射后的眼动信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，所述红外光源位于检查端显示器的下方。
6.根据权利要求1所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，所述处理模块为计算机主机。
7.根据权利要求1所述的一种基于显示设备的非接触式全自动反馈视野计，其特征在于，所述输入模块为键盘和/或鼠标。
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