CN110381810A - 筛查装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的装置，包括用于将两种独立的且不相关的处理方法同时应用于呈现给患者的眼睛的图像的电子设备：第一处理方法应用于非弱视眼(具有较好视力的眼睛)，以及第二处理方法应用于弱视眼(视力较弱的眼睛或受损的眼睛)。一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的方法，包括：a.定义起始点，其中在患者的眼睛之间的差异完全地或实际上尽可能接近地被校正，以使两个相同或相似的图像能够从患者的眼睛传送到大脑；b.定义终点，其中对患者的任何眼睛没有应用校正；c.定义筛查、治疗、监测和/或评估方案，用于根据起始点将校正最初应用于图像，然后以受控和预定的速率朝着终点逐渐减小校正；以及d.将方案应用于呈现给患者眼睛的图像，同时监测患者的表现。

Description

筛查装置和方法

背景

本申请要求由本申请人于2016年9月23日在美国提交的临时专利申请号62398532的优先权。

技术领域

本发明涉及由眼睛和神经疾病引起的视觉缺陷，且更具体地，涉及用于对视觉缺陷的筛查、治疗、监测和评估的装置和方法。

相关技术的描述

现有技术专利和申请

Hess等人的US 8,057,036-Binocular vision assessment and/or therapy。

Evans等人的US 20130258463-APPARATUS,METHOD,AND APPARATUS FORENHANCING STEREOSCOPIC IMAGES。

Vendel等人的US 8,770,750-Apparatus and method for establishing and/orimproving binocular vision。

Avni等人的WO 2014/041545-Apparatuss and methods for treatingamblyopia by visual stimulation of the brain。

Fateh的US 8,820,930-Apparatus,method and apparatus for amblyopia andocular deviation correction。

Foss的WO 2015/145111-Apparatus and methods for the treatment ofocular disorders。

弱视

弱视是通常与小时候的斜视、屈光参差或视力丧失相关的空间视觉的发育障碍性疾病。它影响视觉敏锐度、对比敏感度和深度感知，且如果未被及时正确地治疗则可能导致弱视眼的视觉能力的永久下降。弱视在临床上很重要，因为它阻止视觉器管正常发育，且它在婴幼儿中是视力丧失的最常见原因；大约4％的儿童和2％的成人患有弱视。在健康个体中，两个稍微不同的图像从两只眼传送到大脑，大脑将这两个图像融合成合成的单个三维图像。

然而，有时从一只眼睛到达的图像与从另一只眼睛到达的图像明显不同。这可能由例如眼睛不平行(斜视)、一只眼睛比另一只眼睛更远视或近视(屈光参差)、或者在儿童的眼睛中产生异常图像的疾病(例如白内障或其他间质混浊)的多种因素引起。成人的这种疾病导致复视或模糊视觉。然而，儿童的大脑可以通过忽视来自一只眼睛的图像来避免这种令人不安的感觉。如果这种疾病在儿童时期没有被成功地治疗，这个人将变得永久弱视，即大脑忽略来自弱视眼的图像，并且这只眼睛将具有比另一只眼睛差的视力。通常在弱视眼的视力中没有自发改善，且在大约一半的病例中在诊断后恶化。

即使被按时成功地治疗，立体视觉在弱视人中也将不正确地发育或根本不发育；他们没有精确立体视觉的能力，且因此没有深度感知的能力。弱视人因此除了担心只有一只功能齐全的眼睛、更容易失去看得见的眼睛以及更常见地遭受各种心理疾病之外还在他们的职业选择中被限制。

在对成人弱视(无斜视)的调查中发现，他们感觉到这些疾病干扰学校生活(52％)，干扰他们的工作(48％)，影响他们的生活方式(50％)，影响他们的体育参与(40％)和影响他们的职业选择(36％)。这些患者被发现比正常人具有明显更大程度的躯体化障碍、强迫性的行为、过度的人际敏感度和焦虑。

会聚不足(CI)

会聚不足是干扰人在近距离处看、阅读、学习、和工作的能力的常见的近视问题。

体症和症状在儿童正在阅读或从事其他近场活动时出现，且可能包括眼睛疲劳、头痛、阅读困难、复视、专注困难、眯眼或闭上一只眼睛。

患有CI的儿童比没有CI的儿童有更多的症状，并在阅读时显示更差的注意力。这可能使父母或老师怀疑儿童有学习障碍，而不是怀疑眼睛障碍。

这个问题在成人中也存在，尤其是花大量时间看诸如计算机屏幕的近的对象的人。

其他疾病

存在许多其他眼睛的缺陷，例如视觉敏锐度下降、斜视(显性斜视或隐斜视)、立体视锐度、色盲和各种眼睛动力学疾病。它们影响许多儿童，且如果不在小时候被治疗，则变得无法治愈。

当前弱视治疗

通过防止非弱视眼进行观看或降低在该眼睛中的视觉的质量而强制使用弱视眼来治疗弱视。弱视的治疗只在至多9岁或更年幼的儿童中是有效的。存在执行下面详述的治疗的几种方式或其组合。

通过眼罩、电子百叶窗(electronic shutters)、模糊的透镜等来遮蔽优势眼(dominant eye)。

优势眼(好眼)的遮蔽是久远的方法，且在许多情况下、但只有当存在与治疗的良好依从性时才产生积极的结果。然而，眼罩有许多缺点，主要是通过遮盖儿童的视力较好的眼睛引起受损的视觉功能以及与佩戴难看的眼罩相关的社会问题和情感问题。由于所有这些因素，与眼罩的依从性是有限的，且许多儿童达到9岁的临界年龄，在被影响的眼睛中存在被认为是不可治愈的降低的视力。

此外，因为眼罩方法一次仅交替地刺激一只眼睛，在视觉皮层中的立体视觉过程没有受到挑战，且因此首先恶化或没有发育，使患者即使良好的视觉敏锐度在两只眼睛中被独立地获得也失去了三维感知能力。

此外，患有斜视性弱视的儿童将求助于斜视手术。然而，因为眼睛不用于一起工作，即使在手术后眼睛同步移动的趋势也很弱，并且即使该手术是成功的手术并且眼罩治疗在手术前被实施，眼睛也可能再次对偏。

阿托品压抑疗法

阿托品被滴注到非弱视眼内，并导致瞳孔扩大和减小的调节，随后迫使弱视眼用于近距视觉任务。这种治疗可以导致反向弱视。另外的缺点是在被治疗眼睛中的瞳孔扩大导致光敏感性、立体视觉的发育的缺乏和不合常规的依从性。

折射误差的校正

该方法用于通过平衡在两只眼睛上的图像的大小和清晰度来矫正屈光参差性弱视。这种疗法不能用于治疗斜视性弱视，且只有及时被进行才是有效的。后者是有问题的，因为与斜视不同，不存在疾病的明显症状。分视眼刺激(Dichoptic eyes stimulation)

这种方法是近年来引入的，并为两只眼睛提供不同的图像，为弱视眼提供较好的图像质量，而为对侧眼提供退化的图像。

这些图片显现在3D PC监视器上或在头戴式显示器上。然而，这种方法并不为斜视患者保证同时和准确的视网膜中央凹刺激，特别是当在两只眼睛之间的偏移角对于不同的凝视角是不恒定的时。此外，校准装置以补偿隐斜视是几乎不可能的。

感知学习

感知学习——一种过程，感觉器官经由该过程通过经验对刺激做出反应的能力而被提高。感知学习通过与环境的感觉相互作用以及通过在执行特定感觉任务时的实践来出现。由于感知学习在感觉和感知器官中发生的变化出现在行为和生理的层面。感知学习涉及对有机体的感知器官的相对长久的变化，其提高有机体对它的环境做出反应的能力。

研究表明，感知学习提供用于治疗弱视的重要方法。实践视觉任务导致在弱视眼中的表现的长久的改善。该改善对于经训练的眼睛、任务、刺激和定向通常是最强的，但看起来比在正常视觉中有更宽的空间频率带宽。重要地，关于各种不同的任务和刺激的实践似乎转移到提高视觉敏锐度。

上述方法的一个主要缺点是眼睛一次被刺激一个，因而为大脑提供单目图像，并阻止锻炼在大脑的视觉皮层中执行的立体视觉过程。因此，深度感知退化了。

在儿童期弱视治疗中的成功率约为50％[达到好于6/9(20/30)的视力]，且在屈光参差方面比在斜视性弱视方面更好。这是在成人中至少部分成功的唯一弱视治疗。然而，它需要重复的感知训练的长持续时间，且因此受到使它不能成为常规弱视治疗的低依从性的限制。

弱视的治疗应总是与它的原因的治疗相结合，即对斜视的手术、对屈光参差的光学矫正和不对等的视力的原因的消除相结合。即使成功的治疗发生在9岁以下的儿童中的关键时期期间，结果也不是永久性的，且大约一半的患者恶化且可能需要维持治疗。此外，用手术矫正的斜视的恶化经常出现，因为没有帮助保持光轴被对准的立体视觉。由于儿童弱视的现今治疗的相对无效和当该疾病仍是可治疗的时诊断该疾病的困难，在所有国家中的2％至4％的成年人口是弱视的。

弱视被认为在9岁以上的人中是无法治疗的。然而，最近的研究表明，成人弱视是可治疗的——如可以从感知学习的成功中了解的，证明了对弱视眼假定失去的神经通路可以用于在成人中的治疗。这种方式涉及持续单调乏味的眼睛练习，且因此是相当不切实际的。

现有技术会聚不足治疗

治疗范围从被动棱镜透镜到主动基于诊室的视觉治疗。

国家眼科研究所的科学研究已经证明，基于诊室的视觉治疗是最成功的治疗。

基于家庭的铅笔俯卧撑疗法似乎是最常被指示的疗法，但是科学研究表明这种疗法是无效的。

尽管这些方法相当简单，但偶尔拜访医生诊室的要求很麻烦，而基于家庭的铅笔俯卧撑疗法对孩子来说很无聊且具有低依从性。

此外，在这两种方法中，儿童跟踪刺激的进展的实时监测不存在，因此用于治疗专家和父母的反馈无法获得，可能刺激儿童改善他的锻炼的对儿童的实时反馈也无法获得。

现有技术眼睛的监测和评估方法

目前的方法由专家(眼科医生、视力矫正师或验光师)执行，并且需要耗时且昂贵的过程。

视觉敏锐度、斜视和隐斜视、立体视深度和眼睛的动态测试是标准和常规的测试。然而，它们需要患者协作，这对学步的幼儿身执行起来很难甚至是不可能的。

这些测试是在提供检测弱视(和眼睛的其他功能障碍)和评估在弱视治疗中的进展的能力方面的重要因素。

用本发明解决在用于使用眼跟踪来筛查、诊断、评估、监测和治疗眼睛疾病和视力缺陷的现有技术方法和装置中的这些和其他问题。

发明概述

本发明涉及一种用于筛查、诊断、评估、监测和治疗眼睛疾病和视觉缺陷(例如弱视和斜视)的装置和方法。

本发明的主要特征和益处是：

1.一种用于使用同时应用于患者的眼睛的两种独立的且不相关的处理方法来测量和/或治疗视觉相关的疾病的装置。

例如，呈现给患者的两只眼睛中的每只眼睛的图像经历不同的处理：

a.对于非弱视眼，该处理包括具有图像退化的受控测量的区域，以使患者更多地依赖于另一只视力较弱的眼睛；

此外，退化的区域的位置响应于非弱视眼的视线的所测量的方向而在屏幕上移动；

b.对于弱视眼，该处理包括改变图像，以便向两只眼睛呈现相同的、真实的3D视差或尽可能相似的图像，以允许在大脑中组合图像。

处理可以包括垂直和/或水平地移动图像、改变图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转图像。

该处理对弱视眼的视线的所测量的方向做出响应。也就是说，当视线垂直和/或水平地和/或扭转地移动时，在屏幕上的所呈现的图像也因此移动。

2.“在活动中”实时治疗。患者可以在他工作、步行时、在娱乐期间等接受治疗。患者佩戴护目镜，护目镜具有用于捕获实时图像的设备、用于根据适合于该患者的疾病的预定设置来对一只眼睛或两只眼睛处理图像的处理器、以及用于向患者的眼睛呈现处理后的图像的显示设备。该实施例可以节省患者的时间，并且更容易执行。患者在他/她正完成其他任务时接受治疗，而不是拜访诊所、等待和接受治疗。

3.对测量和治疗使用真实的三维(3D)图像。真实的3D图像最好地刺激大脑以组合图像，所以患者感知到每个对象在空间中的对象深度——一个具有正常健康视力的人可能未能完全认识到的基本益处。

向两只眼睛呈现完全相同的图像将保持双眼视力，然而，在皮质中的立体视觉(3D过程)不会受到挑战，且3D感知也不会增强。3D感知是当存在视觉问题时可能容易失去的宝贵而脆弱的技能。

本发明使用创新的概念来实现这一益处，包括：

a.使用真实的3D图像，其是由两个相机生成的图像，这两个相机被独立地定位，使得它们就像独立地定位的两只正常眼睛看到世界一样“看到”世界。来自这两个相机的图像不完全相同，但包含一些微小的差异；这些差异由大脑用来重建和感知3D场景。

b.通过处理呈现给弱眼的图像来校正弱眼的缺陷，所以大脑将感知到来自两只眼睛的相同或尽可能接近相同的图像；这允许大脑将两个图像组合成一个对象。

数字处理器用于通过垂直和/或水平地移动图像、改变图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转图像来改变到一只眼睛的图像。

c.通过被呈现到较强(较好视力)眼睛的图像的受控退化，挑战/刺激患者以更多地依赖于较弱的眼睛。

4.上述主要特征(1-3)可以在许多变化中组合，并且数字处理的参数可以被调整以便最佳地适合每个患者的视觉问题。

本发明中的装置是模块化和灵活的；它是软件控制的，以实现用于筛查、诊断、评估、监测和治疗眼睛疾病和视觉缺陷的非常强大和有用的装置。

注意：

1.区分开下列项是必要的：

(a)一方面，对测量和治疗使用真实的三维(3D)图像，以及

(b)3D显示设备，例如3D监视器、3D眼镜等。

特征(a)是本发明的本质部分，并且涉及3D图像创建、对每只眼睛的独立处理以及对每只眼睛的独立显示；

而(b)涉及用于向每只眼睛呈现独立图像的现有技术设备。

本发明使用在(b)中的3D设备来向每只眼睛呈现不同的独立图像；但是这仅仅是在(a)中提出的装置和方法的一个部件。

2.当代数字处理器在小包装中和在低成本下提供用于强大的图像处理的设备。这便于制造便携式的、“在活动中”的装置。

这种处理器的一个示例是由Microchip Technology公司制造的具有浮点单元(FPU)和高级外围设备集的32位PIC32MZ系列的高性能微控制器。

本发明的另外的特征和益处

该装置的目标之一是通过保持和提高弱视眼的视觉敏锐度同时保持和增强患者的深度感知来治疗弱视。

概述：

·每个所提出的实施例的示例对所有所描述的任务起作用

·该描述提供了静止的和便携式装置的示例

·通过适当地调整调节参数和会聚参数，对近视或远视治疗是可调整的

·眼球跟踪器将跟踪眼睛，并验证眼睛是否跟踪所呈现的对象

弱视治疗

·提供以电影、游戏、动画等形式的静止的或动态的分视图像(对每只眼睛的不同的图像)，因而锻炼在大脑中的立体视觉过程。这两个图像可以是相同的或者具有用于提供真实的深度感觉的视差特性，以用于更好地增强立体视觉过程和斜视补偿。

·在斜视性弱视(最难克服的弱视类型)的情况下，所提出的装置是即使斜视角随着不同的注视方向改变在视网膜上也能实现双目、清晰的融合图像的唯一解决方案。这个补偿将通过基于实时眼球跟踪数据的实时图像视差补偿来实现。

·图像的基本特征将是不同的，以便使大脑感到挑战以偏好使用弱视眼，同时也刺激对侧眼(即使具有降低的或部分的图像质量)，从而锻炼掌管从弱视眼接收的视觉信息的相关大脑通路，并鼓励在大脑的视觉皮层中的立体视觉过程。

·用于通过向每只眼睛提供不同大小的图像还治疗屈光参差性弱视的内在能力。

·单个或多个眼球跟踪器(现有技术)将针对不对称眼球运动的所有条件(包括扭转偏差)根据瞬时凝视方向来确保在2只眼睛的视网膜中央凹区域上的2个图像的相干投影。

·对于便携式护目镜，图像可以由一个或两个场景相机提供，允许“在活动中”治疗。

·在近场和远场中训练视力的能力。

·使用眼球跟踪反馈进行自动进展监测和评估。

会聚缺陷诊断和治疗

·提供以电影、游戏、动画等形式的静止的或动态的单个图像或分视图像(对每只眼睛的不同的图像)。这两个图像可以重合或具有用于提供真实的深度感觉的视差特性，以用于更好地增强立体视觉过程和斜视补偿。

·这两个图像自动朝着彼此移动，且甚至移动到屏幕的相对侧，以便挑战患者的眼睛来会聚。

·眼球跟踪器将验证眼睛是否正确地跟踪向内移动的目标。

·这个锻炼将以渐进的方式呈现给儿童，且进展被监测、评估并根据进展和训练程序进行更改，从而为专业人员和父母提供有价值的反馈，并考虑对儿童的生理反馈。

眼睛协作缺陷

·提供以电影、游戏、动画等形式的静止的或动态的单个图像或分视图像(对每只眼睛的不同的图像)。

·这两个图像可以重合或者可以具有用于提供真实的深度感觉的视差特性，以用于更好地增强立体视觉过程和斜视补偿。

·单个或独立的2个图像包括以预定速度和路径进行的动态刺激，以便训练和监测眼肌以独立地和作为一个团队工作。

·眼球跟踪器将验证眼睛是否正确地跟踪刺激。

·这个锻炼将以渐进的方式呈现给儿童，且进展被监测、评估并根据进展和训练程序进行更改，从而为专业人员和父母提供有价值的反馈，并考虑对儿童的生理反馈。

监测和评估

该装置在正常训练期间测量各种参数并评估眼睛的各种视觉表现。

重要益处：所有测试可以甚至在学龄前儿童身上被进行，因为这些测试不需要来自儿童的任何自愿反馈或与其的协作。

下面是可以连续或周期性地被执行的测试的示例：

·视觉敏锐度和对比敏感度

·斜视角度和隐斜视的程度

·会聚缺陷

·眼球运动：眼扫视速度、轨迹和反应时间

·深度感知和立体视觉质量

·瞳孔直径和反应

基于上述内容，该装置分析所测量的数据，基于与过去的患者数据或与标准模型的比较来评估进展；

·改变治疗程序

·向医生、患者或患者的亲属提供警告和报告

·向孩子提供生理反馈

筛查

对于筛查，该装置执行与用于监测和评估相同的测量，将它与标准数据进行比较，以用于报告需要由专家进行更彻底的检查的可能问题。

由于筛查需要准确度水平低的结果，因此更高的阈值可以与更快的测试顺序以及更低成本的装置一起被使用。

因为上述所有测试都是自动和快速的，所以筛查过程可以由技术人员、学校护士和其他人来执行。测试不一定需要专家，例如眼科医生或验光师。

弱视病情必须尽可能早地被检测到且弱视病情是在年幼的、甚至尚未学会说话的儿童中的最常见和危险的问题，因而将容易被检测到(使用全部或一些测试)。适当转诊至专家将会发生并降低现有的高“假阳性”率(其对眼睛护理装置有相当大的负担)，并降低未能检测到许多儿童并给他们带来无法治愈的严重眼睛问题的“假阴性”率。

如在本公开中所详述的，本发明克服了现有治疗方法和设备的缺点，容易被执行，并且对儿童有吸引力。

监测、评估和筛查需要最少的儿童协作，且可以在几分钟甚至几秒钟内被执行。

在阅读本公开和相关附图时，本发明的其他目的和益处对本领域中的技术人员将变得明显。

附图的简要说明

在下文中将参考附图公开本发明的实施例，其中：

图1示出了静止的装置的全视图。

图2示出了静止的装置的框图。

图3示出了基于平板电脑的便携式装置的全视图。

图4示出了便携式双目装置的全视图。

图5示出了便携式单目装置的全视图。

图6示出了便携式装置护目镜的横截面视图。

图7示出了便携式装置双目镜的框图。

图8示出了便携式装置单目镜的框图。

图9示出了一种方法：弱视治疗的主要过程。

图10A示出了呈现给弱视眼的高对比度图像，而图10B示出了呈现给对侧(较好、较强视力)眼睛的低对比度图像。

图11A示出了呈现给弱视眼的高对比度图像，而图11B示出了呈现给对侧(较好、较强视力)眼睛的“无图像”。

图12A示出了测试或治疗的操作的方法。

图12B示出了在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的不同大小的图像。

图12C、图12D示出了在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的不同大小的图像。

图13A、图13B示出了使用呈现给每只眼睛的互补图像的不同斑块(blob)的治疗方法。

图14A示出了使用运动对象的治疗方法。

图15A、图15B示出了非斜视眼的远视。

图16A、图16B示出了非斜视眼的近视。

图17A、图17B示出斜视眼的远视、未校正的图像位置。

图18A、图18B示出斜视眼的远视、已校正的图像位置。

图19示出了用于会聚不足诊断的方法的主要过程。

图20A、图20B示出了初始图像位置-远视。

图21A、图21B示出了在“移进”之后的图像位置。

图22A、图22B示出了图像位置–会聚不足的眼睛。

图23示出了视觉敏锐度的方法的主要过程。

图24示出了一般Gabor贴片图像。

图25示出了具有更高空间频率的Gabor贴片。

图26示出了旋转的Gabor贴片。

图27示出了具有降低的对比度的Gabor贴片。

图28示出了立体敏锐度测试的方法的主要过程。

图29示出了一般随机点立体图。

图30示出了由正常观察者感知的3D图像。

图31示出了由没有深度感知的人感知的图像(随机点)。

图32示出了由正常人感知的图像。

图33示出了由色盲者感知的图像(没有色环被看到)。

图34示出了移动形状的测试方法。

图35示出了色盲测试方法的主要过程。

图36A、图36B示出了对眼扫视测试的目标刺激的方法。

图37示出了一般眼扫视运动图。

图38A、图38B示出了在正常和缓慢眼扫视速度之间的比较的方法。

图39A、图39B、图39C示出了时延测量的结果。

图40示出了眼球轨迹测量的结果。

图41示出了用于平滑追踪测试的目标刺激运动。

图42示出了平滑追踪、眼球轨迹测量。

图43示出了平滑追踪、异常轨迹。

图44A、图44B示出前庭-眼反射测量设置。

图45示出了关于正弦头部运动的前庭-眼反射测量。

图46示出了视动反射测量鼓。

图47示出了视动反射测量屏幕显示。

图48示出了正常视动的眼球运动。

图49示出了异常视动的眼球运动。

图50示出了具有较高空间频率条纹的屏幕。

图51示出了具有较低对比度条纹的屏幕。

图52–用于会聚不足诊断的方法2的主要过程。

本发明的详细描述

现在将通过示例的方式并参考附图描述本发明。

备注：

a.3D监视器和眼镜可以具有任何类型，例如无源、交变、偏振等

b.监视器＝显示器＝屏幕(静止的装置——一个3D显示器；便携式装置——一个或两个微型显示器)

c.3D＝三维

d.近眼显示器＝微型显示器

e.对侧眼＝非弱视眼(较好、较强的眼睛)。

一种用于对每只眼睛使用独立的处理方法来同时测量和治疗一种或更多种视觉 相关的疾病的装置

例如，呈现给患者的两只眼睛中的每只眼睛的图像经历不同的处理：

a.对于非弱视眼，该处理包括具有图像退化的受控测量的区域，以使患者更多地依赖另一只视力较弱的眼睛；此外，退化的区域的位置响应于非弱视眼的视线的所测量的方向而在屏幕上移动；

b.对于弱视眼，该处理包括改变图像以便向两只眼睛呈现相同或尽可能相似的图像，以允许在大脑中组合图像。处理可以包括垂直和/或水平地移动图像、改变图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转图像。

该处理对弱视眼的视线的所测量的方向做出响应。也就是说，当视线垂直和/或水平地移动时，在屏幕上的所呈现的图像也移动。

渐进的图像退化：对于非弱视眼，图像退化的测量在具有图像退化的区域中不需要是均匀的；优选地，退化在该区域的中心更强，并且朝着该区域的边缘逐渐减小，以提供平滑过渡。

“在活动中”实时治疗

患者可以在他工作时、在娱乐期间等接收治疗。患者佩戴护目镜，护目镜具有用于捕获实时图像的设备、用于根据适合于该患者的疾病的预定设置来对一只眼睛或两只眼睛处理图像的处理器、以及用于向患者的眼睛呈现处理后的图像的显示设备。

该实施例可以节省患者的时间，并且更容易执行。患者在他/她正完成其他任务时接收治疗，而不是拜访诊所、等待和接受治疗。

对测量和治疗使用真实的三维(3D)图像

真实的3D图像最好地刺激大脑以组合图像，所以患者感知到在空间中的每个对象的深度——一个具有正常健康视力的人可能未能完全认识到的基本益处。

3D感知是当存在视觉问题时可能容易失去的宝贵而脆弱的技能。

本发明使用创新的概念来实现这一益处，包括：

a.使用真实的3D图像，该真实的3D图像是从两个相机生成的图像，这两个相机被独立定位，使得它们就像独立地定位的两只正常眼睛看到世界一样“看到”世界。

来自这两个相机的图像不完全相同，但包含一些微小的差异；这些差异由大脑用来重建3D场景。

b.通过处理呈现给弱眼的图像来校正弱眼的缺陷，所以大脑将感知来自两只眼睛的相同的或尽可能接近相同的图像；这允许大脑将两个图像组合成一个3D对象。

数字处理器用于通过垂直地和/或水平地移动图像、改变图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转图像来改变到一只眼睛的图像。

c.通过使被呈现到较强(较好视力)眼睛的图像进行受控退化，挑战/刺激患者以更多地依赖于较弱的眼睛。

用于视觉缺陷的筛查、治疗、监测和/或评估的适应性方法

该方法包括：

a.定义起始点，其中在患者的眼睛之间的差异完全地或实际上尽可能接近地被校正，以使两个相同或相似的图像能够从患者的眼睛传送到大脑；

b.定义终点，其中，对患者的任何眼睛没有应用校正；

c.定义筛查、治疗、监测和/或评估方案，用于根据起始点将校正最初应用于图像，然后以受控和预定的速率朝着终点逐渐减小校正；以及

d.将该方案应用于呈现给患者的眼睛的图像，同时监测患者的表现；

e.响应于监测患者的表现的结果来调整校正的变化率；

f.定义具有最小值和最大值的期望改善率的范围，在监测期间将实际患者的表现与期望改善率进行比较，以及如果实际表现超过期望改善率的范围，则发出报告或警告。

上述方法可以应用于在本发明中公开的装置的任何实施例。

在很多变形中组合上述主要特征，并调整数字处理的参数，以便最佳地适合每个 患者的视觉问题

本发明中的装置是模块化和灵活的；它是软件控制的，以实现用于筛查、诊断、评估、监测和治疗眼睛疾病和视觉缺陷的非常强大和有用的装置。

注意：

1.区分开下列项是必要的：

(a)一方面，对测量和治疗使用真实的三维(3D)图像，以及

(b)3D显示设备，例如3D眼镜等。

特征(a)是本发明的本质部分，并且涉及3D图像创建、对每只眼睛的独立处理以及对每只眼睛的独立显示；

而(b)涉及用于向每只眼睛呈现独立的图像的现有技术装备。

本发明使用在(b)中的3D设备来向每只眼睛呈现不同的独立的图像；但是这仅仅是在(a)中提出的装置和方法的一个部件。

2.当代数字处理器在小包装中和在低成本下提供用于强大的图像处理的设备。这便于制造便携式的、“在活动中”的装置。

这种处理器的一个示例是由Microchip Technology公司制造的具有浮点单元(FPU)和高级外围设备集的32位PIC32MZ系列的高性能微控制器。

硬件

我们将在此描述三个实施例的示例，所有这些示例都基于相似的原理和

子组件：

·用于家庭或办公室使用的基于PC、膝上型计算机等的静止的装置；

·用于家庭、办公室或放映的基于平板电脑、智能电话等的便携式装置；

·具有用于家庭、办公室或“在活动中”使用的微型显示器的基于护目镜的便携式装置。

在静止的或便携式的所有实施例中，如果需要，校正透镜可以被添加。在基于护目镜的便携式装置中，可以将用于添加校正透镜的特殊配件添加到护目镜框架或者直接集成到所提供的目镜的透镜中。

此外，在如对近视或远视所需的这样的调节/会聚特性中，将为两只眼睛独立地提供图像。操作的原理如在我们的国际专利申请号PCT/IL2016/050232中所述的。

此外，麦克风可以被添加有用于获取患者对各种刺激的反应、读取速度的测量等的适当的语音识别软件。麦克风仅在图2中被描绘，但是可以类似地被添加到所有实施例。

静止的装置

图1示出了静止的装置，其包括：

3D眼镜2(在本例中的交替快门式眼镜)、3D显示器或监视器3、位于显示器附近的远程眼球跟踪器4或安装在眼镜架上的紧贴眼球跟踪器、以及个人计算机或数字处理器5。

还示出了患者1和两个分视图像31。

装置框图在图2中被描绘并包括：

个人计算机或数字处理器5、具有3D眼镜控制器21的3D眼镜2、控制输入(即键盘、鼠标、平板电脑等)51、麦克风52、远程眼球跟踪器4和3D显示器3。

还示出了眼球跟踪器数据41、显示信号32、患者的左眼13和右眼12。

处理器5控制3D眼镜2(如果需要的话)，并向3D显示器3发送所需的和处理过的两个分视图像(静止的图片、视频、游戏等)。此外，处理器从眼球跟踪器4接收眼睛的凝视方向，并从输入设备(例如键盘、鼠标等)接收所有需要的控制。

基于平板电脑的便携式装置

该装置可以使用具有眼球跟踪器的平板电脑6(例如iPad)或智能电话来代替PC。眼球跟踪器可以由集成的平板电脑/电话相机代替，以用作眼球跟踪器。

图3示出了基于平板电脑的便携式装置。该装置包括3D眼镜2、具有前视图61和后视图62的平板电脑6、集成相机63和远程眼球跟踪器4。

还示出了患者1。

具有护目镜的便携式装置

护目镜实施例包括下面的部分，见图4：

*位于眼睛附近的两个眼球跟踪器，对每只眼睛有一个眼球跟踪器；右眼附近跟踪器45和左眼附近跟踪器46。

*位于眼睛附近的一个或微型显示器(具有适当的光学器件)，对每只眼睛有一个微型显示器(在两个微型显示器的情况下)(该实施例不需要3D显示器和3D眼镜)；这些是右眼附近显示器34和左眼附近显示器35。

*在该装置在正常操作“在活动中”期间也被使用的情况下，护目镜可以使用一个或两个场景相机71、72。

*目镜光学器件。

*便携式控制箱/处理器6。

上面详述的部分(可能在不包括处理器6的情况下)可以被安装在便携式双目或单目框架39上。

单目装置包括一个微型显示器、一个场景相机和一个目镜光学器件，见图5。示出了便携式双目或单目框架39和右场景相机71。

图6描绘护目镜的横截面。眼球跟踪器45、46位于眼睛下方，以消除图像的障碍。目镜38允许眼睛聚焦在微型显示器34、35上，以便根据规定的训练程序将图像投影在所需的距离处。

如果患者需要，目镜子组件可以包括校正光学器件。

该装置包括右场景相机71、左场景相机72、右眼附近显示器34、左眼附近显示器35、右眼附近跟踪器45、左眼附近跟踪器46和目镜透镜38。

还示出了患者的右眼12和左眼13。

处理器将所需的两个分视图像(静止的图像、视频、游戏等)发送到微型显示器，见图7中的双目装置和图8中的单目装置的框图。

在这些图中未显示控制箱/处理器。此外，处理器从眼球跟踪器接收眼睛的凝视方向，并从输入设备(例如键盘或在护目镜上的控制按钮等)接收所有所需的控制。

如果需要，场景相机捕获在患者前面的场景，其由处理器相应地处理以被显示在微型显示器上。

图7示出了便携式装置双目镜的框图，其包括：目镜透镜38、眼附近的显示器34、35、眼附近的跟踪器45、46和场景相机71、72。

还示出了患者的弱视眼14和非弱视眼15、对象或风景19、和从相机到对象的虚拟视图711、721。

图8示出了一种便携式装置单目镜的框图，其包括：目镜透镜38、眼附近的显示器35、眼附近的跟踪器45、眼附近的跟踪器46和场景相机72。

还示出了患者的弱视眼14和非弱视眼15、对象或风景19、和从相机到对象的虚拟视图721。

操作的方法

用于弱视治疗的操作的原理

弱视治疗的主要要求是防止弱视眼/脑器官恶化，导致永久性和不可治愈的视力减退。这必须伴随(不是本发明的主题)和并行地解决弱视的原因。这些过程迫使大脑使用弱视眼。

在我们的装置中，我们强迫大脑使用弱视眼，但是我们也为非弱视眼提供适当的刺激，以便训练立体视觉过程并保持双目视力和深度感知。

为了克服如上面提到的现有治疗选项的问题，我们的装置将如下工作：

·专业人员(眼科医生或验光师)将确定所需类型的刺激。它可以是静止的图片、视频、游戏、普通风景等。下面是几个示例：

o只刺激弱视眼一定的时间。对侧眼不接收任何刺激。

o用清楚和清晰的图像刺激弱视眼，同时通过清晰度、强度、细节等的衰退来给对侧眼提供模糊的图像。

o独立地向每只眼睛提供图像的不同片段

·提供右/左图像的不同位置，以便在斜视性弱视的情况下补偿斜视

·在如创建虚拟近或远图像所需的调节/会聚特性中，可以独立地为两只眼睛提供图像。操作的原理如在我们的国际专利申请号PCT/IL2016/050232中所述。

·眼球跟踪器确保刺激中心保持在视网膜中央凹区域上，而不管每只眼睛正在看哪个方向。

·该方法将在儿童玩PC游戏、观看视频等时提供治疗。

用于会聚缺陷诊断和治疗以及隐斜视治疗的操作的原理

对会聚缺陷诊断的主要要求是提供可变的会聚图像，其以不需要眼睛会聚的相对分开的图像开始，并在两个图像中逐渐移动，直到眼球跟踪器通知处理器眼睛停止会聚为止。

对会聚缺陷治疗的主要要求是提供可变的会聚图像，其以不需要眼睛会聚的相对分开的图像开始，并在两个图像中逐渐移动以训练它们会聚。

为了克服如上面提到的现有治疗选项的问题，我们的装置将如下工作：

·专业人员(眼科医生或验光师)将确定所需类型的刺激。它可以是静止的图片、视频、游戏、普通风景等。下面是几个示例：

·在如创建虚拟近或远图像所需的会聚特性中，将独立地为两只眼睛提供图像。操作的原理如在特此通过引用被包括的我们的国际专利申请号PCT/IL2016/050232中所述。

·眼球跟踪器确保刺激中心保持在视网膜中央凹区域上，而不管每只眼睛正在看向哪个方向。

可以对患有隐斜视的患者执行相同的治疗。

主要过程/方法

弱视治疗

在各种实施例中实现的过程是相似的。下文的描述是统一的，并且差异被提到。

图9是显示治疗的基本过程的流程图，其包括：

步骤#1：

处理器从训练程序中获得所需的图像。图像源可以是静止的图片、视频、游戏、普通风景等。801

步骤#2

处理器对图像执行所需的图像处理。下面是一些示例(可以有更多的方式)802：

*针对弱视眼的高对比度和针对对侧眼的低对比度(见图10A、图10B)。对比度差异可随时间(占空比)、图片质量、颜色等而变化。这将鼓励大脑更偏好从弱视眼获取更多信息。

图10A示出了呈现给弱视眼的高对比度图像，而图10B示出了呈现给对侧(视力较好、较强)眼睛的低对比度图像。

*没有针对对侧眼的图像(见图11A、图11B)。图像的缺乏可随时间而变化(各种占空比)。这种方法实际上与目前使用的现有眼睛贴片方法可比较。

图11A示出了呈现给弱视眼的高对比度图像，而图11B示出了呈现给对侧(较好、较强的视力)眼睛的“无图像”。

*对于用于治疗屈光参差性弱视的情况，向每只眼睛提供不同大小的图像，使得两个图像将被患者感知为相同大小，因而能够由大脑组合(见图12A-12D)。

*对每只眼睛应用图像的不同的互补斑块(见图13A、图13B)。斑块可以具有不同的形状，且这些形状也可以随时间而变化。这将迫使大脑使用两只眼睛，以便感知图片的全部细节。

图13A、图13B示出了使用呈现给每只眼睛的互补图像的不同斑块的治疗方法。

*仅(或主要)将运动对象应用于弱视眼(见图14A，其包括飞鸟305)。运动对象305可以随时间(占空比)、速度、图片质量、颜色等而变化。这将挑战大脑以更偏好选择弱视眼。

图14A示出了使用呈现给弱视眼的运动对象305的治疗方法，以及图14B示出了呈现给非弱视眼的不包括运动对象的图像。

*仅(或主要)将认知刺激应用于弱视眼。例如，这种刺激可能是仅针对弱视眼的计算机游戏的目标。

上述示例的任何组合都可以在训练中被使用。

每个示例的各种参数都可以针对患者被改变和调整。

在所有上述内容中，训练应该被仔细设计，注意抑制好眼睛将不使它变成弱视的(反向弱视)。

步骤#3

处理器从眼球跟踪器接收每个眼睛凝视方向。803

步骤#4

处理器计算在屏幕上的位置804。如果患者的两只眼睛是平行的，则针对两只眼睛的两个图像应被确切地显示在监视器上的同一位置上。每只眼睛将确切地在视网膜中央凹上感知到图片的每一个相同和相关的部分。大脑将这两个图像组合成一个3D图像，见图15A、图15B。为了清楚起见，在图片上的图像被显示为简单的十字以强调算法。图像可以是平行的以模拟如图15所示的远视图，或者可以向内移动以模拟如图16A、图16B所示的近视图。

现在让我们假设患者的两只眼睛是不平行的，例如患者患有斜视。如果我们平行地显示图像，如图17A、图17B所示，并且如使用现有解决方案完成的，非斜视眼将确切地在视网膜中央凹上看到图像的感兴趣位置，而斜视眼将在视网膜中央凹的右侧上看到图像的感兴趣位置。总的所感知的图像将是分视的(复视)，或者斜视眼的图像将被患者的大脑忽略。

我们的设备将确定每只眼睛的相对凝视方向。让我们再次假设患者的2只眼睛是不平行的，例如患者患有斜视。我们移动斜视眼的图像，使得它的感兴趣区域确切地投射在视网膜中央凹上。非斜视眼也将确切地在视网膜中央凹上看到图像的感兴趣位置。总的所感知的图像将由大脑组合，并产生单个正常3D图像，见图18A、图18B。

因为我们使用眼球跟踪器，该装置将补偿眼睛的任何类型的偏差，无论是共同性(非麻痹性)斜视还是非共同性(麻痹性)斜视。

对于斜视眼，类似的过程将以类似的方式应用于近视训练，如上面所解释的。

步骤#5

处理器将在显示器上的适当位置上显示2个处理过的图像，并且该过程将在整个训练期间继续。805

图12A示出了用弱视眼14、非弱视眼15、3D眼镜2、和远处目标凝视方向723进行的测试或治疗的操作方法。

图12B示出了不同大小的图像301、302，其将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上。这个效应是由于患者的视力问题(在眼睛放大或变焦中的差异)。这种不同大小的图像可能阻止图像在大脑中组合。我们的发明的一个目标是通过按需要放大或减小图像来校正呈现给一只眼睛的图像，以在两只眼睛中获得相同大小的图像311、312。相同大小的图像将在大脑中组合成一个图像321(如果原始图像301、302属于3D对象，则为三维图像)。

图12C、图12D示出了在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的不同大小的图像。

图14A示出了使用呈现给弱视眼的运动对象305的治疗方法，以及图14B示出了呈现给非弱视眼的不包括运动对象的图像。

图15A、图15B示出了非斜视眼睛的远视。

图15B示出了将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的图像301、302。图像正确地具有相同的大小，并且出现在视网膜上的相同位置处，因此校正是不需要的。

图16A、图16B示出了非斜视眼的近视。

图16B示出了将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的图像301、302。图像对两只眼睛并不是呈现在同一个位置上，因此在大脑中组合它们时存在问题。

我们的发明的一个目标是通过改变呈现在视网膜上的图像的位置来校正呈现给一只眼睛或两只眼睛的图像，所以相同或相似的图像出现在两只眼睛中的如使用已校正的图像311、312所示的相同位置上。相同大小的图像将在大脑中正确地组合成一个图像321(如果原始图像301、302属于3D对象，则为三维图像)。

图17A、图17B示出斜视眼的远视、未校正的图像位置。

图17B示出了将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的图像301、302。图像对于两只眼睛将呈现在相同的位置上，但是眼睛指向不同的方向，因此所感知的图像311、312不位于同一位置，并且在大脑中组合它们时存在问题，如图像321所示。

图18A、图18B示出斜视眼的远视、已校正的图像位置。

本发明的一个目标是通过改变呈现在视网膜上的图像301和302的位置来校正呈现给一只眼睛或两只眼睛的图像，所以相同或相似的图像出现在两只眼睛中的如使用已校正的图像311、312所示的相同位置上。相同大小的图像将在大脑中正确地组合成一个图像321(如果原始图像301、302属于3D对象，则为三维图像)。

会聚不足诊断

在各种实施例中实现的过程是相似的。下文的描述是统一的，且差异(如果存在)被提到。

图19是示出诊断的基本过程的流程图，其包括：

步骤#1：

处理器从训练程序中获得所需的图像，并在初始非会聚位置上将它们显示在显示器上。图像源可以是静止的图片、视频、游戏、普通风景等。见图20。两只眼睛是平行的，如在图像在远处的情况中。811

步骤#2

眼球跟踪器跟踪眼睛，并通知处理器眼睛是否跟踪图像。812

步骤#3

如果眼球跟踪图像，则过程将转到步骤4。如果眼睛没有跟踪图像，过程将转到步骤5。813

步骤#4

图像将“移进(move in)”例如额外的1度。814。也见图21A、图21B。

步骤#5

如果眼睛没有跟踪图像，则所感知的图像将如在图22A、图22B中所看到的。

处理器将根据最后一个角度来计算会聚不足角度。

如果眼睛至少被会聚为特定目标距离的所需会聚，则会聚不足可以被排除。815

步骤6

过程的结束，该过程可以重复几次，以便取平均值并获得更准确的结果。816

图20A、图20B示出了初始图像位置——远视。

图20B示出了将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的图像301、302。图像正确地具有相同的大小，并且出现在视网膜上的相同位置上，因此校正是不需要的。

图21A、图21B示出了在“移进”之后的图像位置。

本发明的一个目标是通过改变呈现在视网膜上的图像301和302的位置来校正呈现给一只眼睛或两只眼睛的图像，使得相同或相似的图像出现在两只眼睛中的如使用已校正的图像311、312所示的相同位置上。相同大小的图像将在大脑中正确组合成一个图像321。

图22A、图22B示出了图像位置——会聚不足眼睛。

图22B示出了将在没有外部干预/校正的情况下呈现在每只眼睛的视网膜上的图像301、302。图像不位于同一位置，因此所感知的图像311、312不位于同一位置，并且在大脑中组合它们时存在问题，如图像321所示。

会聚不足与隐斜视治疗

如上面参考“会聚不足诊断”所详述的执行治疗，有下面的变化：

一旦确定了会聚不足，就刚好在眼睛失去图像跟踪之前停止“移动进图像”的增加，并且训练将根据训练程序而重复，例如一天15分钟。诊断过程将偶尔发起，且如果检测到进展，例如1度的增加就被加到图像“移进”参数。

为了提高治疗效率，锻炼可以甚至在最佳会聚之外继续，以为儿童实现更好的训练。

监测和评估

该装置可以以有规律的间隔和在常规锻炼中测量各种参数，例如：

·视觉敏锐度

·斜视角度和隐斜视的程度

·立体视觉的范围

·色盲测试

·会聚不足诊断

·眼球运动：眼扫视速度、轨迹和反应时间、前庭-眼反射测量

·视动反射测量

·阅读速度

·瞳孔测试

基于结果，该装置将评估患者的进展，以及：

·在治疗程序中的所推荐的变化

·向受训人员提供反馈信号

·自动改变治疗程序。

视觉敏锐度试验

可以用若干种方式执行自动测试。下面详细解释一个示例。

可以使用“Gabor贴片”图像来执行测试，见图24。

这个过程是基于被称为“Teller视觉敏锐度卡”的技术，其是在眼科学中的测量幼儿的视觉敏锐度方面的公知实践。

可以通过各种参数来修改Gabor贴片。例如：

·空间频率——改变在相邻线之间的距离——见图25。

·定向——见图26。

·对比度——见图27。

·位置和动态——Gabor贴片可以显示在各种屏幕位置上，并以不同的速度移动。

我们的装置通过在跟踪眼睛时改变贴片的各种参数并确定眼睛是否跟踪贴片来自动执行测试。此外，用卡片手动地执行这个测试是静止地完成的——通常模式将显示在视场的左侧或右侧上。我们的装置在视场的任何区域中动态地提供位置。

我们将在本文介绍对单只眼执行的测试。对于第二只眼睛也可以类似地执行该过程。

因为必须对每只眼睛独立地执行测试，未测试的眼睛必须被遮挡。这可以通过如今天在传统视觉敏锐度测试中所执行的机械遮挡或者通过使用如在本文档中所述的3D显示器和3D眼镜来实现。在护目镜便携式实施例的情况下，这将通过仅将图像投影到被测试的眼睛来执行。

图23示出了视觉敏锐度主要过程或方法，其包括：

步骤1–Gabor图像(最初具有低空间频率和高对比度)被移动到显示器上的位置。821

步骤2–用眼球跟踪器跟踪眼睛，并将数据提供给处理器。822

步骤3-处理器将确定眼睛是否跟踪目标。如果眼睛正在跟踪Gabor贴片，则过程将移动到步骤4。如果眼睛不能看到和/或跟踪贴片，则过程将转到步骤5。823

步骤4–贴片参数通过增加空间频率(条纹逐渐变得更细或更紧密)、通过降低对比度、通过增加贴片移动速度等将变得更难以跟踪，提供新的位置并返回到步骤1。824

步骤5–处理器将基于最后跟踪的贴片和使该贴片与相关视觉敏锐度相关联的标准现有表格来计算视觉敏锐度。825

可通过为儿童提供更有吸引力的目标，例如动物、卡通英雄、符号等，用除了Gabor贴片以外的其他图像来进行测试。

图像可以在屏幕的不同部分上是静止的，或以各种速度移动，同时眼球跟踪器确定眼睛是否跟随目标。

图像可以被显示有不同的定向，以及通过检查对不同定向的跟踪能力，关于可能的散光和散光轴的信息可以被收集。

步骤6-结束。826

斜视和隐斜视测试

斜视测试如在此通过引用被包括的我们的国际专利申请号PCT/IL2016/050232中所述的被执行。

立体视觉深度测试

立体视觉是基于从两只眼睛获得的视觉信息而得到的深度和三维结构的感知的过程。因为人类的眼睛位于头部上的不同的横向位置处，双目视力导致被投影到眼睛的视网膜上的两个稍微不同的图像。差异主要在两个图像中的不同对象的相对水平位置上。这些位置差异被称为水平视差。这些视差在大脑的视觉皮层中被处理以产生深度感知。

当用两只眼睛观看真实的三维场景时，双眼视差是自然存在的，但是它们也可以通过独立地向每只眼睛人为地呈现两个不同的图像来进行模拟。在这种情况下的深度的感知也被称为“立体深度”。

人不仅通过双目视力的水平视差效应而且通过单目线索(clues)例如相对对象的大小、相对运动等来感知3D印象。

可以用几种方式来执行我们的自动测试。下面详细解释一个示例。

现有技术方法：

这里显示的测试示例没有单目线索，因此提供由在视觉皮层中执行的双眼视差和立体视觉过程产生的立体敏锐度的可靠评估。

测试基于随机点立体图(RDS)——见图29。这种技术例行地用于评估人的立体深度的水平。它有两个正交地偏振的图像，使得佩戴具有两个正交地偏振的滤波器的眼镜的人将用合适的眼睛观看每个图像。

这两个图像的一部分被水平地移动，以便以产生所需的空间差异，使得当被两只眼睛独立地观看时产生深度的感知，对象看起来在显示器水平的前面或后面。见由具有正常深度感知的人所感知的正方形的示例——图30。移动的区域产生给出深度的感觉所必需的双眼视差。不同的位移对应于不同的深度。

没有深度感知的人或者只有一只眼睛的正常人将只随机地看到如在图31中描绘的点。

形状可以具有任何种类——以彩色或黑白等的字母、几何形状、动物等。

在图像中的相关部分的双眼视差可以根据在当前过程中使用的标准值改变(例如从弧的4,800秒到12.5秒)。如由被测试者认识到的，被看作3D图像的视差越低，他的立体敏锐度就越好。

我们的装置：

我们的装置通过创建RDS并在预定路径上和预定速度将目标图像从一侧移动到另一侧来自动执行测试，同时眼球跟踪器确定眼睛是否跟随目标。

当患者适当地跟踪目标时，目标图像的水平视差将从最高视差逐渐变化到较低视差，直到眼球跟踪器将确定不再有跟踪为止。如果患者没有深度感知，他将不能够跟踪目标。

我们的独立地向每只眼睛显示2个图像的方法如在整个本文档中解释的那样被执行。

图28示出了立体视觉敏锐度测试的主要过程。该方法包括：

步骤1–显示具有高视差的RDS目标(在初始化阶段中)，并在屏幕上移动它。831

步骤2–用眼球跟踪器跟踪眼睛，并将数据提供到处理器。832

步骤3–处理器将确定眼睛是否沿着它的路径看到/跟踪目标。如果眼睛正在跟踪3D目标，则该过程将移动到步骤4。如果眼睛不能看到和/或跟踪目标，则该过程将转到步骤5。833

步骤4–目标视差参数将减小，并返回到步骤1。834

步骤5–处理器将基于上一个跟踪的目标视差和将该上一个视差与相关立体敏锐度相关联的标准现有表来计算立体敏锐度。835

方法6–结束。836

通过为儿童提供更有吸引力的目标，例如动物、卡通英雄、符号等，可以用除了几何形状以外的其他图像进行测试。

图29示出了一般随机点立体图。

图30示出了如由普通观众感知的3D图像303。

图31示出了由没有深度感知的人感知的图像(随机点)。

色盲测试

色盲影响大约8％的男性和0.5％的女性。

现有技术方法

最受欢迎的测试的示例是石原氏板。该测试由38个不同的假性同色板组成，它们中的每个在彩色点后面隐藏一个数字或形状。基于你能看到的东西和不能看到的东西，有可能检查你是否患有某种形式的色盲。受试者的协作是需要告知他看到什么数字或形状。

在下面的图片中，我们显示石原氏板的示例。由于专利制图的实际原因，我们仅以灰度级显示制图。然而，显色板是非常常见的，且本领域中的任何技术人员都知道真正的显色板。

图32描绘了例如一般红/绿石原氏色盲目标。不同的点以不同的强度、对比度和大小被染上红色和绿色。

可以通过改变各种强度、对比度和大小来测试颜色感知的深度。

正常人将看到如图32所示的彩色环304。红色/绿色色盲的人将看不到圆圈，而是如图33所示的以各种强度和不同大小的随机点的集合，并且将不能跟踪圆圈。

我们的装置：

我们的新装置和方法自动执行颜色感知深度的测试。它将创建吸引眼睛的目标形状(例如，对于小孩子是熊的形状)，并且在预定路径和以预定速度在显示器上移动目标图像(见图34中的示例)，同时眼球跟踪器确定眼睛是否跟随目标。

图34示出了移动形状的测试方法。当彩色环304在如用箭头305所指示的方向上移动时，彩色环304显示在三个连续的位置上。

当患者适当地跟踪目标时，点的强度、对比度和大小将从较高的强度、对比度和大小逐渐变化到较低的强度、对比度和大小，直到眼球跟踪器确定不再有跟踪为止。

人的眼睛将停止跟踪的点将指示他/她的颜色深度感知。

图35示出色盲测试的主要过程。通常，该方法包括：

步骤1–显示具有高强度、对比度和大小的色盲目标(在初始化阶段中)，并在屏幕上移动它。841

步骤2–用眼球跟踪器跟踪眼睛，并将数据提供到处理器。842

步骤3–处理器将确定眼睛是否沿着它的路径看到/跟踪目标。如果眼睛在跟踪色盲目标，则该过程将移动到步骤4。如果眼睛不能看到和/或跟踪目标，则该过程将转到步骤5。843

步骤4–色盲参数将减小，并返回到步骤1。844

步骤5–处理器将基于上一个跟踪的目标颜色对比度来计算色盲分数。845

方法6–结束。846

通过为儿童提供更有吸引力的目标，例如动物、卡通英雄、符号等，可以用除了几何形状以外的其他图像进行测试。

眼睛的动力学测试

在该测试中，装置测量若干参数：

·眼扫视发起延迟

·眼扫视速度和轨迹

·平滑追踪跟踪质量

·前庭-眼反射

·视动反射

眼扫视延迟、速度和轨迹测量

在下面的图片中，我们显示了针对单只眼的显示器。目标将显现在显示器上，并将突然改变它的位置。它将从显示器的左下侧跳到右上位置。见图36A和图36B。

图36A、图36B示出了用于眼扫视测试的目标刺激的方法。

测试图像306首先在如图36A中所示的一个位置上、然后在如图36B中所示的另一个位置上示出。

对于这种刺激，眼睛的一般运动在图37中示出。

图37示出了一般眼扫视运动曲线图。该曲线图显示了眼睛角位置与时间的关系。在测试期间，可以刺激眼睛以水平地、垂直地或在倾斜方向上移动。

最初，测试图像306显示在第一位置上，如图36A中所示。

在时间321施加刺激之后(测试图像306被移动到它的第二位置，如图36B所示)，直到眼球运动在时间322开始之前存在时间延迟。如图36B所示，当眼睛指向在它的第二位置上的测试图像306时，眼球运动在时间323结束。

在该实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛，并且将确定速度、平均值和峰值是否是正常的或从先前的测量以来被改善、恶化或未改变，见图38A、图38B。

图38A、图38B示出了在正常和缓慢眼扫视速度之间的比较的方法。

图38A示出了正常眼睛扫视，两个曲线图分别示出了角度和角速度与时间的关系。

图38B示出了缓慢的眼睛扫视，两个曲线图再次分别示出了角度和角速度与时间的关系。在这种情况下，角速度小于正常眼睛的角速度。

在该实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛，并且将确定眼扫视发起时延的发起延迟(时延)是否是正常的、从先前的测量以来被改善、恶化或未改变，见图39A、图39B、图39C。

图39A、图39B、图39C示出了时延测量的结果。

在图39A、图39B、图39C中的曲线图分别示出了对于正常时延、延长的时延(缓慢的眼球运动)和减少的时延(较快的眼球运动)的角度眼睛位置与时间的关系。

在图40中，我们可以看到正常和异常的轨迹。在该实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛的轨迹，并且将确定眼轨迹是否是正常的、异常的、从先前的测量以来被改善、恶化或未改变。

此外，异常眼轨迹的形状将使选项能够提供患者的状况，例如哪些肌肉或神经(如果有的话)可能受损。

图40示出了眼轨迹测量的结果，示出了正常眼睛角度轨迹305和异常轨迹306。

平滑追踪跟踪质量测量

在下面的图片中，我们显示了针对单只眼睛的显示器。在下面的图片中，箭头不是刺激的一部分。

目标将显现在显示器上，并将以恒定速度从显示器的左下侧移动到右上位置，见图41。

图41示出了用于平滑追踪测试的目标刺激运动。

目标在显示器上沿着路径307移动。

对于这种刺激，眼睛的一般运动在图42中示出。

图42示出了平滑追踪的眼轨迹测量。

该曲线图示出了眼睛角度与时间的关系，指示目标运动开始308、目标追赶309、然后追踪直到目标运动结束310为止。

如上面对眼扫视轨迹提到的，在该实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛的轨迹，并且将确定该轨迹是否是正常的、异常的、从先前的测量以来被改善、恶化或未改变。在图43中描绘异常平滑追踪眼轨迹的示例。

此外，异常眼轨迹的形状将指出6块眼外肌中的哪一块出现机能障碍。

前庭-眼反射测量

将在实施例的显示器上为患者显现固定的目标。如图44A所示，患者头部将由他自己或由另一个人突然或平稳地旋转到侧面。这些运动可以是水平的、垂直的或其任何组合。

在这种刺激中，正常患者的眼睛应该保持固定在目标上，如在图44A的右侧上所示的。

在该实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛的轨迹，并且将确定该轨迹是否是正常的、异常的、从先前的测量以来被改善、恶化或未改变。在图44B上描绘了异常眼轨迹的一个示例。

在正弦头部旋转的情况下，相对于头部的正常眼睛旋转将如图45所示。

图45示出正弦头部运动的前庭-眼反射测量，指示头部角运动311和眼球角运动312与时间的关系。

在上面提到的情况下，头部位置跟踪器将增加装置的准确度。这个头部跟踪器可以是在视频游戏和虚拟现实中使用的商业设备类型。

此外，无论是眼睛还是前庭装置，异常眼轨迹的形状将在对该病例的原因的诊断中帮助专业人员。

另一个实施例使用远程眼球跟踪器和眼球附近的跟踪器来从其计算头部运动。远程眼球跟踪器测量相对于固定平台的眼睛视线方向，而近距离眼球跟踪器测量相对于患者的面部的眼睛视线方向。在这些测量之间的差异给出了患者的头部的方向。

视动反射测量

视动反射是眼扫视和平滑追踪眼球运动的组合。它在个人用他的眼球跟踪移动的对象时被发现，这个对象然后从视野移出，此时他们的眼睛移回到当它第一次看到对象时它所在的位置，依此类推。它用于测试在尚未学会说话的和年幼的儿童中的视觉敏锐度。

用于这个测量的标准装置由具有如图46所示的垂直线的可旋转鼓组成。

图46示出视动反射测量鼓312。鼓312可以绕纵轴旋转，如用箭头313所示的。

鼓被旋转，且患者从左到右在平滑追踪运动中跟踪条纹。当眼睛达到右凝视极限时，眼睛随着眼扫视运动返回到它们的初始位置，依此类推。

现有的鼓是机械设备，在其上很难改变条纹的空间频率和对比度或保持所需的速度。我们的实施例将不是在鼓上而是在显示器上显现目标。条纹将例如从左向右连续移动，见图47。

图47示出了视动反射测量屏幕显示。在屏幕上显现的垂直条纹如用箭头314所指示的在水平方向上连续移动。

在实施例中的眼球跟踪器将跟踪眼睛的轨迹，并且将确定该轨迹是否是正常的、异常的、从先前的测量以来被改善、恶化或未改变。在图48中描绘正常轨迹的示例。

图48示出了正常视动眼球运动，指示眼睛角运动与时间的关系。该曲线图示出了响应于用图46的鼓或图47的屏幕的眼睛激励的平滑追踪315和眼扫视316的交替区域。

追踪315出现在眼睛跟随水平移动的条纹时；眼扫视317出现在眼睛跳到要跟随的另一条纹时。

在图49中描绘了异常眼轨迹，其中眼扫视太慢太慢。

图49示出了异常视动的眼球运动，再次指示眼睛角运动与时间的关系。该曲线图示出了响应于用图46的鼓或图47的屏幕的眼睛激励的平滑追踪315和眼扫视316的交替区域。

差异是在这种情况下眼扫视316很慢，指示在执行该任务时眼睛有问题。

用于视动反射的使用的另一种方式是分析视觉敏锐度和对比灵敏度。

这通过如在图50中看到的逐渐增加条纹的速度或空间频率或者如在图51中看到的降低条纹的对比度直到专家观察到患者停止跟踪条纹来完成。可选地，处理器可以自动检测到患者停止跟踪条纹。

在优选实施例中，眼球跟踪器将跟踪眼睛的轨迹。

通过增加空间频率(条纹逐渐变得更细或更紧密和/或通过增加速度)，通过降低对比度等直到眼睛不能继续跟踪为止，条纹变得更难以跟踪。眼球跟踪器将确定眼睛何时停止跟踪。

处理器将基于使条纹的频率、密度和对比度与相关视觉敏锐度相关联的标准表来计算视觉敏锐度。这一信息与在尚未学会说话的儿童中的视觉敏锐度测量特别相关。

图50示出了具有更高空间频率条纹的屏幕。条纹在水平方向上连续移动，如用箭头314所指示的。

与在图47所示的条纹的差异是条纹的更高空间频率，这对在测试中的眼睛提出更困难的挑战。

阅读速度

通过跟踪如由眼球跟踪器测量的阅读速度(通常可能从6岁左右开始)，除了独立地阅读速度测量本身(其对于儿童认知发育是重要的参数)之外，还可以收集关于阅读因素(例如注视稳定性和眼扫视准确度)的重要参数。阅读速度将用内置麦克风和语音识别软件(在本领域中众所周知)确定，该麦克风和语音识别软件将针对正确性比较患者的阅读和所显示的单词。

瞳孔测试

瞳孔测试可以指出各种问题，例如视网膜、神经系统或其他疾病。

眼球跟踪器提供瞬时瞳孔大小和位置，且装置根据下表来执行测试。如果未获得正常结果，则装置通知操作员差异。

筛查

该装置将用于针对视力缺陷对人特别是幼小的儿童和婴儿进行筛查。

所有种类的所建议的实施例都可以用来执行任务。

下面是一些任务的示例：

·视觉敏锐度

·斜视角度和隐斜视的程度

·立体视觉的范围

·色盲测试

·会聚不足诊断

·眼球运动：眼扫视速度、轨迹和反应时间、前庭-眼反射测量

·视动反射测量

·阅读速度

·瞳孔测试。

装置执行与对监测和评估相同的任务(见上面的描述)，将它与用于可能问题的报告的标准模型进行比较，该报告需要由专家进行更彻底的检查。

因为该装置将在这种情况下由非专家操作员用于筛查目的，该装置和应用可以被修改，以便以牺牲准确性为代价来最大化测试的速度和舒适性。

图51示出了具有较低对比度条纹的屏幕。条纹在水平方向上连续移动，如用箭头314所指示的。

与图47所示条纹的差异是条纹的较低对比度，这对在测试中的眼睛提出更困难的挑战。

在根据本发明的测试或治疗方法中，可以在电子屏幕(显示器)上产生图47、图50和图51所示的移动条纹。应当理解的是，也可以产生这些条纹的变化，例如在垂直方向上移动的水平条纹、在垂直于条纹的方向的方向上移动的倾斜条纹、彩色条纹等。

用于视觉缺陷的筛查、治疗、监测和/或评估的适应性方法

注意：

该方法可以应用于在本发明中公开的装置的任何实施例。

该方法包括：

a.定义起始点，其中，在患者的眼睛之间的差异完全地或实际上尽可能接近地被校正，以使两个相同或相似的图像能够从患者的眼睛传送到大脑。所需的校正基于测量患者的眼睛的特征的结果；

b.定义终点，其中，对患者的任何眼睛没有应用校正。治疗的理想或最终目标是校正在患者的眼睛中的缺陷，所以他/她就可以在没有外部支持装置的情况下行使功能。根据患者的能力，目标可以或可以不被达到；然而，在任何情况下，本发明例如都帮助改善患者的视力或者至少防止或最小化在手术后的可能的恶化；

c.定义筛查、治疗、监测和/或评估方案，用于根据起始点将校正最初应用于图像，然后以受控和预定的速率朝着终点逐渐减小校正；以及

d.将该方案应用于呈现给患者的眼睛的图像，同时监测患者的表现。

对该方法的另外的可选改进可以包括：

e.响应于监测患者的表现的结果来调整校正的变化率。也就是说，如果监测显示患者的进展比最初估计的慢，那么变化率可能降低，所以我们目标在于更适度的但可达到的目标。

f.校正可以包括图像的垂直和/或水平移动，改变图像的放大率(放大或缩小)、和/或图像的旋转。

g.响应于监测患者对将该方案应用于其的反应的结果，改变用于筛查、治疗、监测和/或评估的方案。

如果监测显示患者对最初计划的策略没有反应，则可以应用该步骤。不同的策略可以被试用。不可能事先知道患者如何对治疗做出反应。

h.定义具有最小值和最大值的期望改善率的范围，在监测期间将实际患者的表现与期望改善率进行比较，以及如果实际表现超过期望改善率的范围，则发出报告或警告。

可以在先前尝试使治疗适应该患者失败的情况下应用这个步骤。专业人员可能可以为该患者设计更好的方案，额外的测试或干预可能是需要的，等等。

用于会聚不足诊断的方法2的主要过程

图52示出了用于会聚不足诊断的方法2。该方法包括：

1.测量患者的眼睛。由专业人员执行，测量优选地包括眼睛的尽可能多的疾病。每只眼睛独立地被测量，且两只眼睛一起的表现也被测量。851

2.设计会聚不足诊断方案。852

该方案包括：

a.定义起始点，其中，在患者的眼睛之间的差异完全地或实际上尽可能接近地被校正，以使两个相同或相似的图像能够从患者的眼睛传送到大脑；

b.定义终点，其中，对患者的任何眼睛没有应用校正；

c.定义诊断方案，用于根据起始点将校正最初应用于图像，然后以受控和预定的速率朝着终点逐渐减小校正；

d.根据方案的起始点来设置对呈现给眼睛的图像的校正的初始值。

3.执行诊断过程的阶段：

a.根据校正的当前值对呈现给眼睛的图像应用校正，并将图像呈现给患者的眼睛；853

b.例如通过在屏幕上移动图片来挑战眼睛；

c.使用眼球跟踪器测量眼睛是否跟随运动。

d.记录/登记测量的结果连同相关参数。

4.成功吗？患者的眼睛执行了所要求的任务吗？854

5.决定做什么：855

a.如果在初始阶段失败——第一次测试被应用于患者的眼睛，方案应被修改和/或装备应被检查：

可能由于对患者的眼睛的测试不够，最初的图像校正可能是不令人满意的。

测试装备可能需要被验证和/或调整。退出测试。

b.如果在初始参数中的仅仅一次改变之后失败，也许增量太大。测试可以以较慢的进展——在每次迭代后在图像处理中的较小变化——重新开始。继续测试，转到853。

c.如果在初始参数中的多于一次变化之后失败，则指示患者的会聚不足(CI)。从参数的最后一个值(其中患者的眼睛执行了所需任务)中，计算患者的CI。退出测试。

d.如果测试到达在该方案中的终点(这指示完全正常的视力，没有任何帮助)——报告这个事实，并退出测试。

6.通过减小对呈现给患者的眼睛的图像的校正来提高测试的难度的水平。856.

减小——根据在852中设计的方案。

如果测试到达在该方案中的终点(这指示完全正常的视力，没有任何帮助)，转到结束855。

将认识到，前述内容只是在本发明的范围内的装置和方法的一个示例，以及本领域中的技术人员在阅读在上文阐述的本公开连同相对应的附图时将想到各种修改。

Claims (27)

1.一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的装置，包括用于将两种独立的且不相关的处理方法同时应用于呈现给患者的眼睛的图像的电子设备：第一处理方法应用于非弱视眼(具有较好视力的眼睛)，以及第二处理方法应用于弱视眼(视力较弱的眼睛、或受损的眼睛)。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电子设备包括图像生成设备、数字图像处理设备、用于测量所述患者的眼睛的视线的方向的眼球跟踪器设备、以及用于向所述患者的至少一只眼睛呈现图像的显示设备。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置是静止的，并且基于桌上型或膝上型个人计算机(PC)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置是便携式的，并且基于平板电脑或智能电话。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置是便携式的，并且基于可佩戴的护目镜，其中，所述显示设备包括安装在所述护目镜上的微型显示器，并且还包括用于控制和图像处理的数字处理器。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置，其中，所述第一处理方法创建具有图像退化的受控测量的区域。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，具有图像退化的所述区域位于所述显示器上，使得呈现在所述非弱视眼的视网膜中央凹上。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，具有图像退化的所述区域位于所述显示器上，使得呈现在所述非弱视眼的黄斑上。

9.根据权利要求7或8所述的装置，还包括用于使用所述非弱视眼的视线的所测量的方向来在所述非弱视眼的视网膜中央凹或黄斑上呈现具有图像退化的所述区域的设备。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的装置，其中，所述第二处理方法包括改变所述图像，以便向两只眼睛呈现相同的、真实的3D视差或尽可能相似的图像，以允许在大脑中组合所述图像。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第二处理方法包括垂直地和/或水平地移动所述图像、改变所述图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转所述图像。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，所述第二处理方法对所述弱视眼的视线的所测量的方向做出响应。

13.根据权利要求12所述的装置，还使用用于测量所述弱视眼的所述视线的所述眼球跟踪器设备。

14.一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的装置，包括可佩戴护目镜，所述可佩戴护目镜具有相机、数字处理器设备和安装在护目镜上的微型显示器，并且其中，所述相机捕获所述护目镜所指向的区域的实时图像，以产生传送到所述处理器的视频信号，并且所述处理器根据适合于该患者的疾病的预定设置来将数字处理应用于针对一只眼睛或两只眼睛的视频，并且所述显示设备将处理后的图像呈现给所述患者的眼睛。

15.根据权利要求14所述的装置，还包括用于测量所述患者的眼睛的视线的方向并将结果传送到所述处理器的眼球跟踪器设备，并且其中，所述数字处理对所述眼球跟踪器测量做出响应。

16.一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的装置，包括用于生成真实三维(3D)图像的设备、数字图像处理设备、用于测量所述患者的眼睛的视线的方向的眼球跟踪器设备以及用于向所述患者的至少一只眼睛呈现图像的显示设备。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，用于生成真实的三维(3D)图像的所述设备包括两个相机，所述两个相机通常都指向相同的方向并且相对于彼此横向地移位。

18.根据权利要求16所述的装置，其中，用于生成真实的三维(3D)图像的所述设备包括两个相机，所述两个相机通常都指向相同的方向，并且每个相机在可佩戴的护目镜上被安装在患者的一只眼睛附近。

19.根据权利要求16所述的装置，其中，用于生成真实的三维(3D)图像的所述设备包括在可佩戴的护目镜上被安装在患者的一只眼睛附近的一个相机，并且其中，所述护目镜允许所述患者的另一只眼睛看周围环境。

20.根据权利要求16至19中的任一项所述的装置，其中，所述数字处理设备包括用于改变呈现给所述非弱视眼的所述图像的设备，以便向所述两只眼睛呈现相同的、真实的3D视差或尽可能相似的图像，以允许在大脑中组合所述图像。

21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述数字处理包括垂直地和/或水平地移动所述图像、改变所述图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转所述图像。

22.根据权利要求20或21所述的装置，其中，所述数字处理对所述弱视眼的视线的所测量的方向做出响应。

23.一种用于筛查、治疗、监测和/或评估视觉缺陷的方法，包括：

a.定义起始点，其中，在患者的眼睛之间的差异完全地或实际上尽可能接近地被校正，以使两个相同或相似的图像能够从所述患者的眼睛传送到大脑；

b.定义终点，其中，对所述患者的任何眼睛没有应用校正；

c.定义筛查、治疗、监测和/或评估方案，用于根据所述起始点将校正最初应用于图像，然后以受控和预定的速率朝着所述终点逐渐减小所述校正；以及

d.将所述方案应用于呈现给所述患者的眼睛的图像，同时监测患者的表现。

24.根据权利要求23所述的方法，还包括响应于监测所述患者的表现的结果来调整所述校正的变化率的步骤。

25.根据权利要求23或24所述的方法，其中，所述校正包括垂直地和/或水平地移动所述图像、改变所述图像的放大率(放大或缩小)、和/或旋转所述图像。

26.根据权利要求23至25中的任一项所述的方法，响应于监测所述患者对将所述方案应用于所述患者的反应的结果同时改变用于筛查、治疗、监测和/或评估的所述方案。

27.根据权利要求23至26中的任一项所述的方法，还包括下面的步骤：定义具有最小值和最大值的期望改善率的范围，在监测期间将实际患者的表现与所述期望改善率进行比较，以及如果所述实际表现超过所述期望改善率的范围，则发出报告或警告。