CN112469325A - 使用移动设备进行视觉测试 - Google Patents

Abstract

提供了用于测试个人视觉的移动设备和方法，所述移动设备包括用于显示至少一个测试图案的屏幕，例如智能手机或者平板电脑。使用在所述移动设备的屏幕上显示的测试图案执行个人视觉的测试，尤其是用于测试视敏度、对比敏感度和/或视觉障碍。进一步，在执行所述测试之前和/或执行所述测试期间，评估影响测试结果的参数。所述参数包括所述个人的眼睛和屏幕之间的距离、显示所述测试图案的亮度、以及环境光度中的至少一项。

Description

使用移动设备进行视觉测试

本发明涉及一种用于测试个人视觉的移动设备，特别是使用患者的移动设备，例如智能手机或平板电脑，其适于允许患者定期进行视觉测试，该视觉测试提供结论性结果。患有慢性黄斑疾病的患者需要医生(通常是眼科医生)对他们的视觉参数进行定期监控。疾病包括但不限于湿性AMD(年龄相关性黄斑变性)，具有新血管形成风险的干性AMD，具有或不具有黄斑水肿的糖尿病性视网膜病和具有新血管形成风险的高度近视。这些患者中有许多都超过50岁，患有并发症和复方用药，尤其是在患有糖尿病多年之后。

视觉参数通常在眼科医生办公室使用标准化方法进行测试，以监控个人视觉和/或疾病的进展。根据实际情况，定期进行的测试包括对近距视敏度(near visual acuity)、对比敏感度(contrast sensitivity)和/或视觉障碍(visual disturbance)(如变形(metamorphosis)和盲点(scotoma))的监控。

很难估计应该在哪个时间间隔合理地重复进行测试。一方面，例如视网膜疾病在较长的一段时间内是稳定的，例如几个月甚至几年。但是，另一方面，视觉可能会突然恶化，这通常需要立即进行治疗，以避免造成永久性损害。因此，医生通常至少每三个月重复进行一次测试。

定期拜访医生的需求不仅对患者而言繁琐，而且成本高昂。因此，希望为患者提供自我测试的可能性。自我测试的结果应与在医师办公室在良好定义的条件下进行的测试的结果相当或甚至等同。特别地，测试结果应允许医师估计对所监测的疾病例如视网膜疾病进行进一步检查和/或治疗的需求。

专利申请US2015/190048和US2013/128229描述了用于监测黄斑和视网膜疾病的系统和方法，包括在硬件平台上实现的视频游戏测试，硬件平台包括视频监控器、设备显示器和摄像机。但是，上述硬件平台的使用受到某些条件的限制：

(i)测试对象的眼睛需要与设备显示器顶部和底部的距离(D)大约相等(从大约43厘米至48厘米)，这意味着设备显示器最好放在架子上，并且需要测量距离D的精确方法；

(ii)由摄像机仅相对于一只眼睛监测所述距离D的测量，并且需要使用可以由所述摄像机捕获的精确和已知尺寸的可见特征。可以在安装在使用者眼睛前面的眼镜上的遮光器上设计此可见特征，或者将其与受试者眼睛的角膜宽度相对应。因此，这意味着具有精确和已知尺寸的这种可见特征是可用的。此外，根据该系统，由于存在遮挡物，因此只能以顺序方式测试用户的眼睛；

(iii)由于必须在昏暗的房间照明(暗视的)下执行该方法，因此摄像机还用于监控环境光水平。此外，尽管在视觉测试期间未监控屏幕的亮度，但屏幕的亮度会根据测量的环境光水平自动进行调整，并且可以指示用户适当增加或减少室内照明。因此，这限制了系统和方法的使用条件。

因此，仍然需要执行视觉测试的设备，其不限于特定的使用条件或具体的依赖于用户的要求。

为了提高视觉测试结果的重要性，并且优选地使其与医师办公室进行的测试具有可比性，可以估计至少一个环境参数。该参数可以在执行测试之前被估计，或者优选地，在执行测试期间被监控。特别地，在测试期间，将要测试的个人的眼睛离屏幕的距离、屏幕的亮度和环境光度(luminosity)中的至少一个控制在某范围内。

因此，本发明的目的是提供一种执行视觉测试的移动设备。特别地，本发明基于使用诸如智能电话或平板电脑之类的移动设备来自我测试患者视觉的想法。为了提供结论性的结果，在执行测试之前和/或执行测试期间监控可能影响测试结果的至少一个参数，例如患者到屏幕的距离或屏幕的亮度或周围环境(环境光度)。

根据优选实施例，在执行测试之前和/或在执行测试期间，监控患者离屏幕的距离和环境光度两者。

根据更优选的实施例，在执行测试之前和/或在执行测试期间，监控患者离屏幕的距离、屏幕的亮度以及周围环境。

根据更优选的实施例，在执行测试之前和执行测试期间，监控至少一个所述参数。

因此，本发明涉及一种用于测试个人视觉的移动设备，该移动设备包括用于显示测试图案的屏幕，其中该移动设备被配置为：

(i)使用移动设备的屏幕上显示的至少一个测试图案对个人的视觉执行至少一项测试，以及

(ii)估计选自以下项的组中的至少一个参数：

-个人的眼睛与屏幕之间的距离；

-显示测试图案的亮度；和

-环境光度。

根据优选实施例，本发明的移动设备被配置为(ii)估计个人的眼睛与屏幕之间的距离以及环境光度。

根据优选实施例，本发明的移动设备被配置为(ii)估计个人的眼睛与屏幕之间的距离、显示测试图案的亮度以及环境光度。

根据优选实施例，本发明的移动设备被配置为(ii)估计显示测试图案的亮度，所述亮度独立于环境光度测量来确定。

根据优选实施例，所述移动设备还包括捕获图像(特别是视频图像)的摄像头。根据优选实施例，由于它们的广泛使用，因此在智能电话和平板电脑的组中选择所述移动设备。此外，智能电话或平板电脑通常提供高显示质量，并且通常包括根据本发明可以有利地使用的附加传感器。

根据特定实施例，在执行测试之前估计所述参数。根据优选实施例，在执行测试之前估计至少两个所述参数。根据甚至更优选的实施例，在执行测试之前估计所有所述参数。

根据优选实施例，在执行测试期间监控所述参数。根据优选实施例，在执行测试期间估计至少两个所述参数。根据甚至更优选的实施例，在执行测试期间估计所有所述参数。

根据优选实施例，在执行测试之前和执行测试期间监控所述参数。根据优选实施例，在执行测试之前和执行测试期间估计至少两个所述参数。根据甚至更优选的实施例，在执行测试之前和执行测试期间估计所有所述参数。

根据一个特殊的实施例，在执行测试之前和执行测试期间，估计个人的眼睛与屏幕之间的距离和环境光度。根据该替代实施例，可以在执行测试之前和/或在执行测试期间进一步估计显示测试图案的亮度。

如本文所使用的，术语“患者”或“个人(individual)”是指期望对其监控视觉、视觉发展和/或疾病的任何受试者。它可以指健康的患者以及患有疾病的患者，尤其是视网膜疾病，尤其是慢性黄斑疾病。这些疾病包括但不限于湿性AMD(年龄相关性黄斑变性)，具有新血管形成风险的干性AMD，伴有或不伴有黄斑水肿的糖尿病性视网膜病以及具有新血管形成风险的高度近视。

如本文所使用的，术语“约”是指在给定值或范围的10％以内，优选在8％以内，更优选在5％以内。根据一个具体实施例，“约X”意思是X。

为了估计要测试的个人的眼睛与屏幕之间的距离，可以在测试之前和/或测试期间使用例如移动设备的摄像头追踪个人的面部。根据优选实施例，在由所述摄像头捕获的用户面部的图像中，识别用户的眼睛，并且测量它们彼此的距离。基于所测得的两只眼睛之间的距离，相对于眼睛之间的实际距离(可能基于已知的标准值，或者可以预先测量并存储)以及设备摄像头的参数，可以确定个人眼睛和屏幕之间的距离。测量距个人的两只眼睛的距离的一个优点是，这不需要使用精确和已知尺寸的可见特征，特别是人造特征。此外，患者无需特殊培训即可轻松掌握对从一个用户的眼睛到另一只眼睛的距离的该测量。

因此，本发明涉及如上所述的移动设备，其中，通过在从该设备的摄像头馈送的图像上检测用户的面部并计算在所述图像内部两只眼睛之间的距离以估计设备与眼睛之间的距离，来估计个人的眼睛与屏幕之间的所述距离。

根据一个优选实施例，在执行测试之前，如上所述，通过测量距个体的两只眼睛的距离来估计个人的眼睛与屏幕之间的距离，并且在执行该测试期间，可以通过本领域任何其他方法来对其进行监控。根据另一个优选实施例，在进行测试之前，如上所述，通过测量距个人的两只眼睛的距离来估计个人的眼睛与屏幕之间的距离，并且在执行该测试期间，通过本领域的任何其他方法来对其进行监控，本领域的任何其他方法允许遮挡两只眼睛中的一只(单眼测试)。

被测试的眼睛与屏幕之间的距离优选在定义的范围内。优选在约30cm至约50cm的范围内选择，有利地在约35cm至约45cm之间选择，理想地为约40cm。如果在测试期间该距离落在该范围之外，则可以向用户显示警告，要求用户调整他/她相对于屏幕的位置。附加地或可替代地，可以停止测试并且仅在个人的要测试的眼睛与屏幕之间的距离回到优选范围内时才继续测试。根据特殊的实施例，同时(双眼测试)或单独(单眼测试)对个人的两只眼睛进行测试。

因此，根据特殊实施例，本发明涉及一种移动设备，其中该移动设备被配置为通过使用该移动设备的摄像头并使用个人的两只眼睛之间的距离来追踪该个人的面部，来估计该个人的眼睛与该屏幕之间的距离，并确定所估计的眼睛和屏幕之间的距离是否在定义的范围内，特别是从大约30cm到50cm，有利地在大约35cm到45cm之间，理想的是大约40cm。

本发明还涉及如上所述的移动设备，其中通过在从该设备的摄像头馈送的图像上检测用户的面部并计算所述图像内部两只眼睛之间的距离以便估计设备与眼睛之间的距离，来估计个人的眼睛与屏幕之间的所述距离。

根据本发明，控制移动设备，使得显示测试图案的屏幕亮度优选地在大约100lux至大约300lux，更优选地从大约150lux至大约250lux的范围内选择，并且甚至更优选为约200lux。根据优选实施例，在执行测试期间，禁止用户手动改变显示器的亮度的可能性。

因此，根据特殊实施例，本发明涉及一种移动设备，其中，该移动设备被配置为将显示测试图案的亮度控制为在预定义的范围内，特别是在从大约100lux至大约300lux，更优选地从约150lux至约250lux的范围内选择的亮度，甚至更优选地约200lux。

与用于监控个人视觉的现有技术移动设备相反，本发明的设备不需要将环境光调整为低暗视或昏暗的房间照明。作为信息，典型的房间照明约为300-500lux，而室外光线从阴天的1500lux到晴天的100000lux不等。本发明涉及移动设备被配置为确定环境光是否在定义的范围内。优选地，在低暗视或昏暗的房间照明以上选择环境光度。优选地，环境光度在约5lux至约2000lux的范围内选择，更优选地在5lux以上，优选地在约10lux至约2000lux，甚至更优选地在10lux以上。

为了确定环境光度，可以使用移动设备中包括的传感器。例如，移动设备可以包括专用的光传感器，在其他方面，该专用的光传感器用于适应显示器的亮度、对比度和/或色温，根据本发明，其可以用于监控环境光度。在其他方面，可将移动设备的一个摄像头(最好是前置摄像头)用于此目的。优选地，环境光度在约5lux至约2000lux的范围内选择，更优选地在5lux以上，优选地在约10lux至约2000lux，甚至更优选地在10lux以上。再次，当确定环境光度在优选范围之外时，可以中断测试和/或可以显示警告，要求个人调整环境光度，例如通过选择另一环境来执行测试。

根据特殊实施例，本发明涉及一种被配置为测量环境光的移动设备，该移动设备被配置为确定环境光是否在定义的范围内，特别是在从大约5lux至大约2000lux的范围内选择，更优选5lux以上，优选约10lux至约2000lux，甚至更优选10lux以上。

根据一个优选实施例，本发明涉及一种移动设备，其中该移动设备被配置为仅当所估计的眼睛和屏幕之间的距离和/或环境光度在定义的范围内时才允许执行测试。

根据一个更优选的实施例，本发明涉及一种移动设备，其中该移动设备被配置为仅当所估计的眼睛和屏幕之间的距离和环境光度在定义的范围内时才允许执行测试。

根据一个甚至更优选的实施例，本发明涉及移动设备，其中该移动设备被配置为仅在以下情况下才允许执行测试：

-所估计的眼睛和屏幕之间的距离在从大约30cm至约50cm，有利的是在约35cm至约45cm之间的范围内进行选择，理想的是约40cm，以及

-环境光度在约5lux至约2000lux之间，甚至更优选地在10lux以上。

本发明的移动设备包括用于显示用于测试或监控个人视觉的程序、应用程序或视频游戏的屏幕。更准确地，本发明的移动设备包括用于显示测试图案的屏幕。测试图案取决于要执行的特定视觉测试(例如，视敏度测试，对比敏感度测试，视觉障碍测试)。根据特定实施例，本发明的移动设备包括用于显示具有随后的测试图案的多项选择测试的屏幕。

当应该测试视觉时，使用改编的知名视力表(例如，Snellen或E Raskin图表)。根据一个特殊的实施例，当应当测试视觉时，可以显示具有通用形式的符号，例如字母“E”，例如，E的腿指向不同的方向，例如左、右、上和下。在测试过程中，还可以改变符号的大小。

因此，根据特殊实施例，本发明还涉及一种移动设备，其中对个人视觉的测试包括测试视敏度，更具体地为近距视敏度测试，其中当测试视敏度时，屏幕被配置为显示视标符号，优选地具有不同方向和不同大小的“E”的通用形状，其中该方向将由个人(尤其是通过使用移动设备的触摸屏)指示。结果以字母数字logMAR、十进制、Snellen或单体字母(monoyer)表示。

此外，当应测试对比敏感度时，使用改编的众所周知的测试(例如Landolt测试)。根据特殊实施例，当应当测试对比敏感度时，符号，例如具有环和具有不同方向的缺口的“C”形符号，再次是左、右、上和下，并且可能另外是，中间方向。该符号以不同的对比度进一步显示。为了执行测试，要求个人特别是通过使用移动设备的触摸屏来指示各种显示符号的方向。根据正确和不正确的答案，可以确定视觉参数。

因此，根据一个特殊的实施例，本发明还涉及一种移动设备，其中对个人视觉的测试包括测试对比敏感度，其中在测试对比敏感度时，屏幕被配置为显示视标符号，通常具有通用形状的“C”，其具有不同对比度值(例如0至1.8logCS)的环和具有不同方向的缺口，缺口的方向将由个人指示。结果以LogCS或百分比表示。

此外，当应在个人的视野中测试视觉障碍，尤其是视物变形症(metamorphosia)或盲点(scotoma)时，使用改编的众所周知的测试方法(例如，Amsler网格)。根据特殊实施例，当应当测试视觉障碍，特别是视物变形症或盲点时，可以在屏幕上显示具有个人要聚焦(focus)的中心点的网格，通常被称为Amsler网格。要求被测试的个人指示网格中的变形(distored)和/或模糊(blurred)区域，特别是通过使用移动设备的触摸屏指向各个区域来指示。变形/模糊区域的存在及其位置可被视为个人视网膜(特别是黄斑)变化的指示。为了扩展视野，测试可以允许通过使用触摸屏的功能来移动网格。

因此，根据特殊实施例，本发明还涉及一种移动设备，其中屏幕被配置为显示带有中心点的网格，用于检测视觉障碍，作为对个人视觉的测试，特别是视物变形症或盲点，其中在将观看聚焦在点上时，个人应指示变形和/或模糊的区域。

根据本发明，可以在本发明的移动设备的屏幕上显示本领域技术人员公知的大量测试图案，以执行对个人视觉的测试。

为了进一步提高患者定期使用他/她的移动设备执行视觉测试的动力，可以将与视觉测试相对应的测试图案嵌入可在移动设备上执行的移动游戏应用程序中。为了被允许在游戏的某些点开始或继续游戏，可以要求用户进行视觉测试。测试一旦完成，游戏才可以继续。因此，本发明还涉及一种移动设备，该移动设备还被配置为执行游戏，其中仅当以预定时间间隔执行视觉测试时才允许执行或继续游戏。

视觉测试的结果，特别是几次连续视觉测试的结果，可以存储在移动设备的存储器中。因此，根据特殊实施例，本发明还涉及一种移动设备，其中该移动设备包括用于存储所执行的视觉测试的结果的存储器。

此外，可以使用移动设备的通信功能来将结果发送至例如存储个人病历的数据库或安全服务器。因此，根据特殊实施例，本发明还涉及一种移动设备，其中该移动设备包括用于将测试结果发送到控制面板(dashboard)的发送器，该控制面板可以从医师办公室在线访问，显示存储在安全服务器上的医疗数据。

根据优选实施例，医生可以在线访问结果，最好是从其办公室访问。测试的结果可以帮助医生决定是否需要进行其他检查，然后可以在医生的办公室进行检查并可以开始治疗。因此，可以避免患者需要在短时间内定期去看医生。

根据一个特殊的实施例，本发明的移动设备是智能电话或平板电脑。

因此，与仅在移动设备屏幕上允许显示测试图案的智能手机或平板电脑的可用应用程序相反，根据本发明的移动设备提供了考虑与评估使用特定传感器执行的视觉测试的重要性相关的参数的可能性。因此，本发明提供了一种用于执行视觉测试的改进的移动设备。

本发明还提供一种测试个人视觉的方法。该方法包括使用显示在移动设备(如智能手机或平板电脑)的屏幕上的测试图案对个人的视觉执行测试。对个人视觉的测试包括测试近距视敏度、测试对比敏感度以及检测视觉障碍(特别是视物变形症或盲点)中的一项或更多项。该方法还包括估计参数，该参数包括个人的眼睛与屏幕之间的距离、显示测试图案的亮度以及环境光度中的至少一个。

因此，本发明还涉及一种测试个人视觉的方法，该方法包括以下步骤：(i)使用显示在移动设备(例如智能手机或平板电脑)的屏幕上的至少一个测试图案对个人的视觉执行至少一个测试，其中对个人的视觉的测试包括以下中的一项或更多项：测试近距视敏度，测试对比敏感度，以及检测视觉障碍，特别是视物变形症或盲点；以及

(ii)估计参数，该参数包括以下中的至少一个：

个人的眼睛与屏幕之间的距离；

显示测试图案的亮度；和

环境光度。

根据一个特殊的实施例，步骤(ii)在步骤(i)之前实现。

根据一个特殊的实施例，步骤(ii)与步骤(i)同时实现。

本发明还涉及上述测试个人视觉的方法，其中估计了该个人的眼睛与屏幕之间的距离以及环境光度。

本发明还涉及上述测试个人视觉的方法，其中通过在从该设备的摄像头馈送的图像上检测用户的面部并计算所述图像内部两只眼睛之间的距离以便估计设备与眼睛之间的距离，来估计该个人的眼睛与屏幕之间的距离。根据一个优选实施例，当眼睛和屏幕之间的距离在定义的范围内时，特别是在大约30cm和大约50cm之间，有利地在大约35cm和大约45cm之间，理想地在大约40cm的范围内，执行该方法。

本发明还涉及上述测试个人视觉的方法，其中，移动设备还包括被配置为测量环境光的传感器，并且该方法是在定义的范围内的环境光下执行的。优选地，环境光度在低暗视以上或昏暗的房间照明以上进行选择。优选地，环境光度在约5lux至约2000lux的范围内选择，更优选地在5lux以上，优选地在约10lux至约2000lux，甚至更优选地在10lux以上。

在下文中，参考附图更详细地解释本发明，其中：

图1示出了根据本发明实施例的用于测试视觉灵敏度的移动设备的屏幕；

图2示出了用于在(a)筛查(screening)阶段和(b)阈值阶段中估计视敏度的算法；

图3示出了根据本发明实施例的用于测试对比敏感度的移动设备的屏幕；

图4示出了用于在(a)筛查阶段和(b)阈值阶段中估计对比敏感度的算法；和

图5示出了根据本发明实施例的移动设备的屏幕，该屏幕显示用于测试视觉障碍的Amsler网格。

本发明的目的是提供一种移动设备，例如平板电脑或智能手机，其执行用于自检的应用软件(以下也称为“应用程序(app)”或“移动应用程序(mobile app)”)，所述自检由医师或眼科医生规定(prescribe)，旨在允许监控以下视觉参数中的至少一个：(近)视敏度，对比敏感度以及检测视物变形症或盲点。测试应与在医院或办公室以标准化方法执行的测试等效或至少类似。

患者可以在家中执行测试。数据结果可以被发送到数据库(优选地在安全服务器上)，该数据库可以在医生可以在其中可视化数据的数字控制面板中使用。当检测到异常结果时，指示变化(特别是视觉参数的恶化)的警报可以显示在控制面板和/或移动设备中，这可能导致根据医师决定安排进行附加就诊。

移动应用程序中的游戏部件可用于保持患者对应用程序的保留，因此可以定期执行测试。根据特殊实施例，游戏部件可以分析患者的行为并检测可能触发视觉测试的异常。

根据本发明的实施例，移动设备可以被嵌入在系统中，所述系统包括执行移动应用程序和在线控制面板的移动设备。

1.移动应用程序包括以下视觉模块中的至少一项：

-视敏度模块，其允许患者测试其视敏度；它基于ETDRS(糖尿病性视网膜病变研究的早期治疗)

-对比敏感度模块，其允许患者测试其对比敏感度；它基于Pelli-Robson测试

-Amsler网格(Amsler Grid)模块，允许检测视物变形症或盲点；它基于纸上Amsler网格(Amsler Grid)。

该移动设备可以进一步执行至少一个移动应用程序，例如：

-提供登录、主菜单、参数、通知等的全局模块。

-电子游戏，例如允许留住用户的谜题。

以下每个测试都可以在患者的单只眼睛(单眼)或两只眼睛(双眼)上进行。

运行该应用程序的移动设备将数据发送到在线控制面板，其可视化从患者和警报流式传输的数据。

在该应用程序中，视觉模块旨在收集与通常在眼科医生办公室使用标准化方法获得的视觉相关的数据。电子游戏是医疗准确性和数字娱乐之间的微妙平衡，可为患者提供顺畅、令人耳目一新和令人放心的体验。

医师(例如眼科医生)规定运行该应用的移动设备，并可选地配置患者应执行的测试的频率和类型。回到家中，患者通过视觉模块玩游戏并进行定期体检。用户的结果由应用程序保存并发送到医生的控制面板。控制面板显示患者结果和进展。当出现视觉参数降低(例如，视敏度和对比敏感度)时，控制面板会向医生显示警报，而应用程序会向患者显示通知，建议与他的医生联系。该应用程序和控制面板不应给出任何建议，也不应解释测试结果。该应用程序不意图用于诊断。医生决定病人是否需要比下一次已经安排好的就诊更早地来就诊。诊断仍然是开处方的医生的责任。

在下文中，将更详细地描述三个视觉模块。

1.1视敏度模块

视敏度模块的目的是评估用户的近距视敏度(NVA)。该模块的灵感来自标准化方法ETDRS，这是眼科评估患者视敏度和眼科临床研究的黄金标准。

NVA模块通过视觉ETDRS图表重新创建对视敏度的估计。它提出了一个简短的交互式测试来评估视敏度，其中患者需要通过沿相应的方向(上、下、左或右)滑动其手指来指示视标“E”的方向。视标被称为“翻滚E”，看起来像字母E。

几种选定的视标，例如，如图1所示，在移动设备的屏幕上，优选在屏幕的中央，一个一个地显示“E”。视标的方向和/或大小在每次患者响应后都会改变。视标方向是随机的，但是其大小会根据预定义的算法而变化。

根据一个特殊的实施例，该视标被一个黑色正方形围绕，该黑色正方形让人联想到“拥挤的酒吧”，该酒吧模拟形状周围的噪声，就像经典视力表测试中的其他字母一样。视线的宽度以及视标条之间的间距使得无论大小如何都可以保持相等的比例。

根据一个特殊的实施例，像标准视敏度测试一样，视标在屏幕上以100％的对比度显示。根据优选实施例，背景是白色，视标和围绕它的条是黑色。

根据一个特殊的实施例，视标显示在屏幕的中央。因此，患者能够通过在移动设备的触摸屏上沿相应的方向滑动他/她的手指来使用整个屏幕来指示他/她看到视标的方向。

该测试可以评估从0.0到约0.3logMAR的视敏度范围，优选从0.0到约1.5logMAR(最小分辨率角的对数)。

用于根据患者给出的答案评估视敏度的算法分为两个阶段。这两个阶段可以是独立的。第一阶段，即筛查阶段，如图2(a)所示，是获得视敏度阈值的近似值的阶段。第二阶段，即阈值阶段，如图2(b)所示，是一个更完整的测试阶段，用于获得视敏度评分。

筛查阶段是标准的阶梯算法：如果用户的回答正确，则呈现更小的“E”，否则，呈现更大的“E”。在2个错误答案后停止。最后一个错误答案之前的“E”的大小被用作阈值。

在阈值阶段期间，可以多次(例如5次)呈现被确定为筛查阶段中的阈值的大小的视标。随后，如果先前的答案是正确的，则该算法呈现更困难的步骤，即，更小的视标，如果不是，则呈现更简单的步骤。在这个阶段期间，所有不同大小的视标可以混合在一起。

更具体地，如图2(b)所示，阈值阶段可以从池中呈现“E”，该池包括在筛查阶段发现的阈值大小的5倍的“E”和具有更小的尺寸的另外5倍的“E”。每次给出正确答案时，会向池中添加更多具有更小尺寸的符号，而当答案不正确时，则将具有更大尺寸的符号添加到池中。在此阶段，将不同尺寸的符号混合在一起。

在测试结束时，模块将保留对患者近距视敏度测试的最准确估计，并将其用于开始下一次视觉测试。即，仅当患者开始使用移动设备时才执行筛查测试。随后的所有测试仅包括阈值阶段，其中测试从先前测试的视敏度开始。

使用根据本发明的移动设备上的视敏度模块执行的测试与在医生办公室执行的已知测试之间的主要区别在于，已知测试通常在图表上使用不同的字母，而视敏度模块仅显示翻滚的E。因此，可能答案的数量减少到4，这增加了具有假阳性答案的风险。但是，这可以通过视敏度模块中使用的特定算法来补偿。此外，使用视敏度模块不需要能够读取字母。

1.2对比敏感度模块

对比敏感度(CS)模块的目的是评估用户的对比敏感度。该模块的灵感来自于Pelli-Robson测试，这是眼科评估对比敏感度的黄金标准(D.G.Pelli等人，诊所视觉科学(Clin.Vision Sci.)，第二卷，第三期，187-199页,1988年)。用于找到对比敏感度阈值的算法类似于在视敏度模块中使用的算法。

该模块允许评估对比敏感度，其中患者需要通过沿相应的方向(上、下、左或右)滑动手指来指示视标“C”的方向。视标称为“Landolt C”：带有缺口的环，看起来像字母C，具有特定的笔画/空白比和比例。

在本发明的模块中，如图3所示，在移动设备的屏幕上，优选在屏幕的中央，一个一个地显示几个视标，例如“C”。在每次患者响应后，视标的方向和对比度都会改变，视标的大小是固定的。视标方向是随机的，但其对比度会根据预定义的算法发生变化。

根据一个特殊的实施例，背景优选是白色，并且视标以黑色(例如灰色)的梯度显示。

根据一个特殊的实施例，视标出现在屏幕的中央。用户能够通过在移动设备的触摸屏上沿相应的方向滑动他/或她的手指来使用整个屏幕来指示他/她看到视标的方向。

该测试可以评估0.0至1.8logCS的对比灵敏度范围。

该算法类似于上述用于评估视敏度的算法，并且也分为两个阶段。这两个阶段可以是独立的。第一阶段，即图4(a)所示的筛查阶段，是获得对比灵敏度阈值的近似值的阶段。第二阶段，即图4(b)中所示的阈值阶段，是一个更完整的测试阶段，以获得精确的对比灵敏度的值。

筛查阶段是标准的阶梯算法：如果用户回答正确，则呈现对比度较低的视标，如果不是，则呈现对比度较高的视标。在2个错误答案后，测试将停止。

阈值阶段呈现数次(例如3次)，在筛查阶段找到具有对比度的视标作为阈值。如果先前的答案是正确的，则阈值阶段呈现更困难的步骤，即，更难于感知的视标，而如果不正确的话，则呈现更容易的步骤。在此阶段，将符号的所有不同对比度混合在一起。

根据优选的实施例，背景是白色。根据一个优选的实施例，背景的亮度被选择为在约100lux至约300lux的范围内，更优选地从约150lux至约250lux，甚至更优选约200lux。计算背景的亮度(优选约为200lux)和字母的亮度之间的对比度。黑色字母(大约0lux)是100％对比度，50％灰度字母(大约100lux)是50％对比度，作为背景的字母(例如白色)是0％对比度。

同样，对于视敏度测试，仅当患者开始使用移动设备时才执行筛查测试。随后的所有测试仅包括阈值阶段，其中测试从先前测试的视敏度开始。

与标准测试或移动设备的已知应用程序相比，使用了Landolt C，而不是要识别的字母。此外，与在眼科医生办公室进行的测试相比，距离屏幕的距离优选地在大约30cm至大约50cm的范围内选择，有利地在大约35cm至大约45cm之间，理想地固定为40cm，其中通常使用距Pelli-Robson对比敏感度图的距离约为1m。

1.3 Amsler网格模块

Amsler网格模块的目的是提出Amsler网格的数字化版本(M.Amsler，英国，眼科杂志，第37卷，521页，1953年)。Amsler网格是一种诊断工具，可帮助检测由视网膜变化(尤其是黄斑)引起的视觉障碍。通常是在打印在一张纸上的10×10厘米的网格上完成的，意思是在家中完成。

由根据本发明的移动设备执行的Amsler网格模块被设计为提供与用户习惯相似的体验。它要求用户画线，看是否出现变形，或者在固定中心点时填充或画圈网格消失的区域。由于设备屏幕通常太小而无法显示10×10厘米的网格，因此可以将网格分为左/中/右三部分，并且用户可以使用触摸屏的触摸功能从一个部分导航到另一个部分，并一个接一个地填充它们，同时仍然聚焦于在网格中导航时移动的点。在一个特定的实施例中，移动设备上的网格是正方形的，优选地正方形测量至少为8×8cm，优选为9×9cm或10×10cm，因此其评估的要比纸张评估得少。也就是说，纸张Amsler网格可以覆盖20度的视野(40cm距离处为10×10cm)，而Amsler网格模块仅允许18度。然而，无论如何在相关的病理学中都不会影响周围的视觉。除了较小的尺寸外，纸张Amsler网格还可以在移动设备的屏幕上正确复制，包括以0.5×0.5cm的正方形缩放。

Amsler网格测试没有给出结果或值，但是模块将用户绘制的内容的编码图像存储在存储空间或内存中，优选地由医生访问。然后，医生可以检查受故障区域的演变，并在需要时要求用户进行检查。

2.参数监控

根据优选实施例，所述至少一个测试模块是根据选自以下组的至少一种受控条件来执行的：

-设置到屏幕的距离，

-设置屏幕亮度，和

-设置环境光度。

2.1到屏幕的距离

上面的测试模块意思是使用设备与用户的眼睛至少之一之间的距离优选地是在大约30cm至大约50cm的范围内，最好在大约35cm至大约45cm之间，理想地在至少40厘米的距离。为了确保在测试之前和测试期间该距离是正确的并保持不变，移动设备会自动估计该距离，并在他/她的位置不正确时(太远、太近)警告用户。验证优选在每次测试期间连续(每秒几次)完成。正确放置后，患者将继续执行测试。否则，测试会中断，并要求患者重新正确地定位他/她自己。

设备的摄像头，例如前置摄像头，可用于估计该距离。具体来说，该应用程序在从设备的前置摄像头馈送的图像上检测用户的脸部，追踪一些脸部标志点(眼睛、鼻子、嘴巴等)并计算图像内部眼睛之间的距离，以便估计设备与眼睛之间的距离。

到屏幕的距离可用以下公式近似：

距离＝现实世界中目标的尺寸*焦距/图像传感器上目标的尺寸，

其中，

距离：距屏幕的距离(输出应为40cm)

现实世界中目标的尺寸：用户瞳孔间距的平均值(常数值＝63mm)

图像传感器上目标的尺寸：根据图像中眼睛之间的距离计算

焦距：设备前置摄像头的焦距

在患者需要将他/她的手放在他眼睛上(因为他/她无法闭合眼睛)的情况下，即使部分遮挡了脸部，也可以使用摄像头馈送的图像内部的脸部检测结果来估计距离。

现有技术中当前可用的自测解决方案均不允许在执行测试时检查到屏幕的距离。

2.2屏幕亮度

基于标准化测试，视觉测试要求移动设备显示在从大约100lux到大约300lux的范围内选择的特定亮度，更优选从大约150lux到大约250lux，甚至更优选大约200lux。启动视觉测试时，将自动设置亮度。根据特殊的实施例，设备被设置为防止用户通过设备的设置更改屏幕亮度。

2.3环境光

根据一个优选实施例，只有当环境光在从10lux到大约2000lux的范围内选择时，诸如近距视敏度、对比敏感度和Amsler网格之类的视觉测试才被认为是可靠的。超出此范围，则认为该地方太暗或太亮而无法在良好条件下进行测试。

为了再现良好的环境条件，移动设备检测外部环境光是否高于大约2000lux并且低于大约10lux，例如通过使用设备(Android)的光传感器或使用设备(iOS)的摄像头输入和参数的算法。

用户执行测试时，设备会检测环境光。如果光低于约10lux或高于约2000lux，则会显示警告，要求用户进入更亮或更暗的地方。

与可用的应用程序进行视觉自测相反，例如使用旨在提供视觉功能的定量监控的移动设备，本发明因此连续监控执行测试的环境条件。因此有可能在家中取得有意义的结果，这可能是医生计划进一步检查和治疗间隔的根据。

本发明由以下各条款进一步定义：

1.一种用于测试个人的视觉的移动设备，该移动设备包括用于显示测试图案的屏幕，

其中移动设备配置成：

使用在移动设备的屏幕上显示的测试图案对个人的视觉进行测试，以及

估计参数，所述参数包括至少中的至少一个：

所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离；

显示所述测试图案的亮度；和

环境光度。

2.根据条款1所述的移动设备，在执行所述测试之前估计所述参数。

3.根据条款1所述的移动设备，在执行所述测试期间监控所述参数。

4.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中所述测试个人的视觉包括测试近距视敏度，其中当测试近距视敏度时，所述屏幕配置成显示视标符号，优选地具有不同方向和不同尺寸的通用形状“E”，其中所述方向将由所述个人指出。

5.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中所述测试个人的视觉包括测试对比敏感度，其中当测试对比敏感度时，所述屏幕配置成显示视标符号，优选地具有通用形状“C”，所述通用形状“C”具有不同对比度和具有不同方向的缺口的环，其中所述缺口的所述方向将由所述个人指出。

6.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中所述屏幕配置成显示具有中心点的网格，用于检测视觉障碍，作为所述测试个人的视觉，尤其是视物变形症或盲点，其中变形和/或模糊区域由所述个人在将观看聚焦在所述点时指出。

7.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备配置成将显示测试图案的所述亮度控制在预定义的范围内，尤其是在从约100lux到约300lux的范围内，更优选地从约150lux到约250lux的范围内，以及甚至更优选地在约200lux选择的。

8.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备配置成通过使用所述移动设备的摄像头追踪所述个人的面部使用所估计的两只眼睛之间的距离估计所述个人的至少一只眼睛与所述屏幕之间的距离，并确定所估计的所述眼睛和所述屏幕之间的距离是否在定义的范围内，尤其在约35cm和45cm之间。

9.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备进一步包括传感器，所述传感器配置为测量所述环境光，所述移动设备配置成确定所述环境光是否在定义的范围内，尤其在约10lux和约2000lux之间。

10.根据条款8或9所述的移动设备，其中，所述移动设备配置为仅仅在所估计的所述眼睛和所述屏幕之间的距离和/或所述环境光度在定义的范围内时，允许执行所述测试。

11.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备包括存储器，用于存储所执行的视觉测试的结果。

12.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备包括发送器，用于将所述测试结果发送到控制面板，所述控制面板显示存储在安全服务器上的医疗数据，所述控制面板可以从内科医师的办公室进行线上访问。

13.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备进一步配置成执行游戏，其中，仅仅在以预定时间间隔执行视觉测试时允许执行或继续所述游戏。

14.根据前述条款中任意一项所述的移动设备，其中，所述移动设备是智能手机或者平板电脑。

15.一种测试个人视觉的方法，包括以下步骤：

使用在移动设备的屏幕上显示的测试图案执行对所述个人视觉的测试，所述移动设备例如智能手机或平板电脑，其中对个人视觉的所述测试包括测试近距视敏度、测试对比敏感度和检测尤其是视觉变形症或盲点的视觉障碍中的一个或更多个，以及

估计参数，所述参数包括以下中的至少一个：

所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离；

显示所述测试图案的亮度；和

环境光度。

Claims (16)

1.一种用于测试个人的视觉的移动设备，所述移动设备包括用于显示测试图案的屏幕，

其中，所述移动设备被配置成：

(i)使用在所述移动设备的所述屏幕上显示的至少一个测试图案执行对所述个人的视觉的至少一个测试，以及

(ii)估计参数，所述参数包括以下中的至少一个：

所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离；

显示所述测试图案的亮度；和

环境光度。

2.根据权利要求1所述的移动设备，其中对所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离以及所述环境光度进行估计。

3.根据权利要求1所述的移动设备，其中对所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离、显示所述测试图案的亮度、以及所述环境光度进行估计。

4.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中通过在从所述设备的摄像头馈送的图像上检测用户的面部并计算在所述图像内部两只眼睛之间的距离以估计所述设备和所述眼睛之间的距离，来对所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离进行估计。

5.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述测试个人的视觉包括测试近距视敏度，其中当测试近距视敏度时，所述屏幕被配置成显示视标符号，优选地具有不同方向和不同尺寸的通用形状“E”，其中所述方向将由所述个人指出。

6.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述测试个人的视觉包括测试对比敏感度，其中当测试对比敏感度时，所述屏幕被配置成显示视标符号，优选地具有通用形状“C”，所述通用形状“C”具有不同对比度的环和具有不同方向的缺口，其中所述缺口的方向将由所述个人指出。

7.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述屏幕被配置成显示具有中心点的网格，用以检测视觉障碍作为所述测试个人的视觉，尤其是视物变形症或盲点，其中变形区域和/或模糊区域由所述个人在将观看聚焦在所述点上时指出。

8.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备被配置成估计显示测试图案的亮度以及将所述亮度控制在预定义的范围内，尤其是在所选的从约100lux到约300lux的范围内，更优选地从约150lux到约250lux的范围内，以及甚至更优选地为约200lux。

9.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备被配置成估计所述个人的至少一只眼睛之间的距离，以及确定所述距离是否在定义的范围内，尤其是否在约35cm和约45cm之间。

10.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备被配置为估计环境光，以及确定所述环境光是否在定义的范围内，尤其是否在约5lux和约2000lux之间。

11.根据权利要求9或10所述的移动设备，其中所述移动设备被配置为仅仅在所述眼睛和所述屏幕之间的所述距离和/或所述环境光度在定义的范围内时，允许执行所述测试。

12.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备包括存储器，用于存储所执行的视觉测试的结果。

13.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备包括发送器，用于将所述测试结果发送到从内科医师的办公室能够线上访问的控制面板，所述控制面板显示存储在安全服务器上的医疗数据。

14.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备进一步配置成执行游戏，其中仅仅在以预定时间间隔执行视觉测试时允许执行或继续所述游戏。

15.根据前述权利要求中任意一项所述的移动设备，其中所述移动设备是智能手机或者平板电脑。

16.一种测试个人的视觉的方法，包括以下步骤：

(i)使用在移动设备的屏幕上显示的至少一个测试图案执行对所述个人的视觉的至少一个测试，所述移动设备例如智能手机或平板电脑，其中测试个人的视觉包括测试近距视敏度、测试对比敏感度、和检测视觉障碍尤其是视物变形症或盲点中的一个或更多个，以及

(ii)估计参数，所述参数包括以下中的至少一个：

所述个人的眼睛和所述屏幕之间的距离；

显示所述测试图案的亮度；和

环境光度。

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