CN112842248B - 一种动态对比敏感度测试系统及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种动态对比敏感度测试系统及其测试方法，该测试系统包括测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板，其中屏幕用于显示动态光栅；判定器用于供被试判定所显示的光栅运动的方向；控制面板用于调整光栅的对比度、空间频率和运动速度；测试用电脑用于运行动态对比敏感度检测程序显示动态光栅，接收判定器按下的方向并判定正确还是错误，接收控制面板的控制信息；测试用电脑中设置有动态对比敏感度检测程序，动态对比敏感度检测程序具有动态正弦光栅显示功能、自动调整功能、对比度快速切换功能、空间频率快速切换功能、运动速度快速切换功能、自动测试功能、测试数据自动存储功能、测试结果自动输出功能和动态对比敏感度曲线自动绘图功能。

Description

一种动态对比敏感度测试系统及其测试方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种动态对比敏感度测试系统及其测试方法。

背景技术

动态视力是指被试与视觉目标之间存在相对运动时，观察者辨别视觉目标细节的能力。目前临床上对视觉功能的检测(如视力、色觉、对比敏感度等)主要是评估受检者的静态视功能，对于动态视觉的评估相对较少。然而，由于日常生活中的视觉目标主要是运动的，且随着医疗水平的不断提高，人们越来越注重实际生活中的视觉质量。目前常用的视功能检查无法全面了解患者在日常生活中的实际视觉状态，单纯静态视力的评估已远远无法满足临床需要，还需要辅以动态视力检测以了解受检者的视功能对生活能力的影响。

对比敏感度是指将具有特定空间频率的视标从背景中分辨出所需要的对比度。传统的对比敏感度测试方案应用的是具有不同空间频率和对比度的静态光栅。但在视觉信号的传递过程中，光信号在视网膜水平调制成具有不同时间频率和空间频率的信号，并继续向下传递。而传统的检查方法仅仅局限于视标的空间频率，而没有考虑时间频率。同时视网膜神经节细胞包括M和P神经节细胞，其中M节细胞主要传递高时间频率，低空间频率的信号，而P节细胞主要传递高空间频率，低时间频率的信号。同时，视觉信号在传入到颅脑内之后，物体的对比度、颜色、速度等信息处理位于不同的脑区。因此设计针对不同时、空频率信号的检测手段对于不同神经节细胞以及视神经通路特异性损伤的判别具有重要意义。而目前尚无同时针对时、空频率信号的检测手段。

此外，视觉通路上不同类型的神经细胞在传递不同类型的视觉信号上有倾向性：M通路主要传导低空间频率、低对比度、高时间频率的视觉信号，随着视觉信号时间频率的增加，M通路传递信号所占的百分比逐渐增加，因此M通路主要负责运动视觉信息的传导；相较之下，P通路主要传导高空间频率、低时间频率的视觉信号，主要负责物体形态细节的识别。研究表明，早期青光眼患者M通路会选择性受损，因此动态视力的异常可能会早于其他异常的出现，评估动态视力可能具有早期诊断价值。

目前在临床上主要通过特定的程序在电脑屏幕上显示不同模式的动态视标来检测动态视力，然而这种测试方法主要检测的是高对比度下的动态视敏度(例如视标黑色、背景白色，对比度95％)。然而，实际生活中我们不仅需要识别高对比度的动态视觉目标，我们还需要大量动用辨别中、低对比度动态视觉目标的能力。有时高对比度的测试(如传统视力测试)结果正常但进行对比敏感度检测已出现异常。因此单纯进行高对比度的动态视觉检测已不能满足临床需求，但目前缺乏同时测定不同对比度动态视力的检测方法。

现有技术中动态视力的评估手段主要分为：视标静止和视标运动的动态视力检测。

(1)视标静止的动态视力检测：此种方法主要用于评估前庭功能，在临床眼科的应用相对较少，仅限于用于初步鉴别视疲劳及前庭功能受损引起的头晕。

(2)视标运动的动态视力检测，此种方法主要用于临床眼科评估被试的动态视敏度，目前已研发出多种此类型的测试系统，主要可分为机械法显示视标以及计算机显示视标。

①机械法显示视标：此方法优点为更接近现实，不受电脑显像中刷新频率和相应速度的影响；但缺点为需要特定的设备。

驱动装置与视标整体运动：按照LogMAR视力表自制视标，以动力模型车作为驱动装置，装载车上每次运载不同大小并以自左向右逐渐缩小排列的多个视标，使装载车以一定速度在被试正前方自左向右运动，嘱受试者在保持头部不动的情况下自左向右辨认装载车上运动中的视标。

驱动装置不动仅视标运动：如KOWA HI-10(Kowa company,Ltd.,Japan)系统。此系统包括一垂直固定于转盘上的镜子，转盘的旋转速度可通过一变速电动机控制，一投影仪可投射Landolt-C视标至镜子上，镜面反射视标至屏幕上。通过镜子以不同速度旋转实现视标从左至右以不同速度水平运动，并设定视标运动速度逐渐减缓。嘱受试者辨认视标。

②计算机显示视标：通过计算机软件生成可调节大小、运动速度、运动模式的动态视标，将视标直接显示在屏幕上或利用投影仪将视标放映至幕布上，嘱受试者辨别视标的开口方向，以一定速度下能辨别的最小视标记录试验结果。该方法无需特定的检查设备，便于临床广泛普及。但缺点为受屏幕刷新频率和响应时间的限制。

目前，对比敏感度测试主要分为光栅法和字母法。光栅法(如Vistech测试图表)即利用黑白干涉条纹，检测一定空间频率(条纹周数)下受检者能分辨出条纹的最小对比度(对比度临界值)，当对比度小于临界值时，人眼即无法辨别条纹，形成一片均匀的灰色；亦可检测一定对比度下可分辨条纹的最大空间频率。字母法(如Pelli-Robson检测图表)利用不同对比度的字母检测受试者能识别的最小对比度字母。

常用的对比敏感度测试方案是应用具有不同空间频率和对比度的静态光栅，但在视觉信号的传递过程中，光信号在视网膜水平调制成具有不同时间频率和空间频率的信号，并继续向下传递。而传统的检查方法仅仅局限于视标的空间频率，而没有考虑时间频率。同时视网膜神经节细胞包括M和P神经节细胞，其中M节细胞主要传递高时间频率，低空间频率的信号，而P节细胞主要传递高空间频率，低时间频率的信号。同时，视觉信号在传入到颅脑内之后，物体的对比度、颜色、速度等信息处理位于不同的脑区。因此设计针对不同时、空频率信号的检测手段对于不同神经节细胞以及视神经通路特异性损伤的判别具有重要意义。而目前尚无同时针对时、空频率信号的检测手段。

综上所述，现有技术的缺点主要包括：

1)对比敏感度是指将具有特定空间频率的视标从背景中分辨出所需要的对比度。传统的对比敏感度测试方案应用的是具有不同空间频率和对比度的静态光栅。但在视觉信号的传递过程中，光信号在视网膜水平调制成具有不同时间频率和空间频率的信号，并继续向下传递。而传统的检查方法仅仅局限于视标的空间频率，而没有考虑时间频率。同时视网膜神经节细胞包括M和P神经节细胞，其中M节细胞主要传递高时间频率，低空间频率的信号，而P节细胞主要传递高空间频率，低时间频率的信号。同时，视觉信号在传入到颅脑内之后，物体的对比度、颜色、速度等信息处理位于不同的脑区。因此设计针对不同时、空频率信号的检测手段对于不同神经节细胞以及视神经通路特异性损伤的判别具有重要意义。而目前尚无同时针对时、空频率信号的检测手段。

2)目前在临床上主要通过特定的程序在电脑屏幕上显示不同模式的动态视标来检测动态视力，然而这种测试方法主要检测的是高对比度下的动态视敏度(例如视标黑色、背景白色，对比度95％)。然而，实际生活中我们不仅需要识别高对比度的动态视觉目标，我们还需要大量动用辨别中、低对比度动态视觉目标的能力。有时高对比度的测试(如传统视力测试)结果正常但进行对比敏感度检测已出现异常。因此单纯进行高对比度的动态视觉检测已不能满足临床需求，但目前缺乏同时测定不同对比度动态视力的检测方法。

发明内容

本发明旨在提供一种动态对比敏感度测试系统及其测试方法，所要解决的技术问题包括如何同时针对时、空频率信号检测患者动态视力视敏度，以及如何同时测定不同对比度动态视力。

本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种动态对比敏感度测试系统，包括测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板，其中所述的屏幕与所述的测试用电脑相连，用于显示动态光栅；所述的判定器与所述的测试用电脑和屏幕相连，用于供被试判定所显示的光栅运动的方向；所述的控制面板与测试用电脑相连，用于调整光栅的对比度、空间频率和运动速度；所述的测试用电脑用于运行动态对比敏感度检测程序显示动态光栅，接收判定器按下的方向并判定正确还是错误，接收控制面板的控制信息；所述的测试用电脑中设置有动态对比敏感度检测程序，所述的动态对比敏感度检测程序具有动态正弦光栅显示功能、自动调整功能、对比度快速切换功能、空间频率快速切换功能、运动速度快速切换功能、自动测试功能、测试数据自动存储功能、测试结果自动输出功能和动态对比敏感度曲线自动绘图功能。

所述的动态正弦光栅显示功能是指动态对比敏感度检测程序能够在屏幕上展示不同对比度、不同空间频率、不同速度和沿四种运动方向运动的正弦光栅，四种运动方向分别为水平向左，水平向右，垂直向上以及垂直向下；该动态对比敏感度测试系统能够自动随机显示活通过按下控制面板上方向控制中的按键人为控制显示四种不同运动方向的动态光栅；该动态对比敏感度测试系统的光栅亮度分布采用正弦分布模式；光栅对比度能够在0-100％之间变化；光栅的空间频率能够在1-30周/度之间变化。

所述的自动调整功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输入的参数对光栅进行自动调整，所述的输入的参数包括测试距离、实际使用的屏幕的宽度、长度、对比度、时间频率和/或空间频率。

所述的对比度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的对比度，切换策略为在相邻的对比度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上对比度控制模块中的上下按键实现；所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设置了一系列对比度，范围为0-100％；在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的对比度值，从而实现在相邻的对比度之间快速切换；当前的对比度能够在测试界面的状态栏中呈现。

所述的空间频率快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的空间频率，切换策略为在相邻的空间频率之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上空间频率控制模块中的上下按键实现；所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设定了一系列的空间频率，在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，从而实现在相邻的空间频率之间快速切换；当前的空间频率能够在测试界面的状态栏中呈现。

所述的运动速度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的运动速度，切换策略为在相邻的运动速度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上速度控制模块中的上下按键实现；在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，从而实现在相邻的运动速度之间快速切换；当前的运动速度能够在测试界面的状态栏中呈现。

所述的自动测试功能是指动态对比敏感度检测程序能够按照设置的初始值自动测试不同空间频率和不同速度下的对比敏感度；正式测试前，在初始值设置界面设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X和自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y；正式测试时，所述的动态对比敏感度测试系统按照设置的初始值开始自动测试：所述的动态对比敏感度测试系统随机显示X个动态光栅，被试按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑自动判定被试识别的对错；每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个，所述的动态对比敏感度测试系统自动记录该空间频率、该速度下，被试的对比度阈值为能够正确识别X个光栅中的Y个的最小对比度；完成后，使用控制面板改变对比度、空间频率和光栅速度，点击“开始测试”，所述的动态对比敏感度测试系统重复自动测试，从而测试不同空间频率和不同速度下的对比敏感度。

所述的测试数据自动存储功能是指动态对比敏感度检测程序能够自动储存测试结果，测试全过程中的数据都会被自动记录下来，包括被试ID、屏幕宽度、屏幕长度、光栅速度、空间频率、相应速度和空间频率下按照顺序展示过的所有光栅对比度，以及被试判断的正误。

所述的测试结果自动输出功能是指动态对比敏感度检测程序能够在完成一次测试后，按照1/对比度阈值、空间频率和光栅运动速度的格式自动将结果输出到结果界面，成功输出后测试界面上弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出，完成后能够进行不同空间频率、不同运动速度的测试；所有测试完成后按下ESC按钮能够退出测试界面自动进入结果界面，所有输出的结果都会显示在结果界面上。

所述的动态对比敏感度曲线自动绘图功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输出的结果，对同一光栅运动速度下的测试结果，在以空间频率为横坐标、lg(1/对比度阈值)为纵坐标的坐标系中自动描点绘图，得到动态对比敏感度曲线。

本发明还提供一种动态对比敏感度测试系统的测试方法，包括以下步骤：

第一步、测试前准备：

打开并连接测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板；在电脑上运行动态对比敏感度检测程序，跳转到预设置界面，输入被试ID、屏幕宽度和测试距离，精确测量被试座椅到屏幕之间的距离以保证测试距离的准确性；调整被试座椅高度或屏幕高度使被试能够平视光栅；点击“确定”跳转到预训练设置界面，设置内容包括是否进行预训练、预训练光栅对比度、预训练光栅空间频率和预训练光栅运动速度；初始值设置界面设置内容包括设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X和自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y；设置完成后点击“确定”进入预训练界面，若设置不进行预训练则直接进入测试界面；按照预训练设置内容，手动按下控制面板方向控制模块的按键显示动态光栅，指导被试观察并充分了解光栅运动的模式及如何使用判定器，完成预训练后点击“确定”进入测试界面；

第二步、正式测试：

所述的动态对比敏感度检测程序按照初始值设置界面的设定值开始测试，按下测试界面中的“开始测试”按钮开始正式测试，嘱被试看到屏幕上面显示的动态光栅后，按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑会自动判定被试识别的对错；如果光栅运动了5秒后被试仍未按下判定器，测试用电脑自动判定为被试判断错误；所述动态对比敏感度检测程序自动测试的逻辑为：每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个，得到对比度阈值；对比度自动切换逻辑为：对比度在20％以上时，每次自动切换均减少5％的对比度；对比度在10％-20％之间时，每次自动切换减少2％的对比度；对比度在5％-10％之间时，每次自动切换减少1％的对比度；对比度在5％以下时每次自动切换减少0.5％的对比度；达到测试终点后，程序按照1/对比度阈值、空间频率和光栅运动速度的格式自动将结果输出到结果界面，成功输出后测试界面上弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出；输出完成后，通过控制面板上的按键调整对比度、空间频率和光栅速度，从而测试不同空间频率和不同光栅速度下的对比度阈值；

第三步、测试完成后按下ESC退出测试界面进入结果界面，能够查看所有输出结果以及动态对比敏感度曲线；

第四步、按下Q退出动态对比敏感度测试程序。

有益效果

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种能够在眼科临床诊疗过程中便于测试动态对比敏感度的检测系统及其检测方法。该检测系统改进了原有的正弦光栅对比敏感度测试系统，将动态视力检测系统与正弦光栅结合起来。动态对比敏感度检测系统包括动态光栅显示程序和动态对比敏感度检查流程。

本发明所述的动态对比敏感度测试系统将不同对比度和空间频率正弦光栅与动态视力检测结合起来，从而得到动态对比敏感度检查。本发明所述的动态对比敏感度测试系统可以检测人眼在同一对比度下可识别的最高空间频率动态干涉条纹，亦可检测在同一空间频率下可识别的最小对比度动态条纹。同时该测试方法无需特殊的检查设备，有利于降低成本，在临床上广泛普及。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的具体实施方式一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。

图1是本发明所述判定器的结构示意图。

图2是本发明所述控制面板的结构示意图。

图3是本发明中不同模块之间的连接方式示意图。

图4中的图a和图b是本发明所述光栅的结构示意图。

图5是本发明所述光栅亮度分布采用正弦分布模式的结构示意图。

图6是本发明所述空间频率的呈现方式的结构示意图。

图7是本发明所述测试界面的结构示意图。

图8是本发明所述初始值设置界面的结构示意图。

图9中的图a和图b是本发明所述结果界面的结构示意图。

图10是本发明所述提示已完成输出的界面示意图。

图11是本发明所述预设置界面的结构示意图。

图12是本发明所述预训练设置界面的结构示意图。

具体实施方式

在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。

如图1至图12所示，本发明所述的动态对比敏感度测试系统包括测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板，其中所述的屏幕与所述的测试用电脑相连，用于显示动态光栅；所述的判定器与所述的测试用电脑和屏幕相连，用于供被试判定所显示的光栅运动的方向；所述的控制面板与测试用电脑相连，用于调整光栅的对比度、空间频率和运动速度；所述的测试用电脑用于运行动态对比敏感度检测程序显示动态光栅，接收判定器按下的方向并判定正确还是错误，接收控制面板的控制信息；所述的测试用电脑中设置有动态对比敏感度检测程序，所述的动态对比敏感度检测程序具有动态正弦光栅显示功能、自动调整功能、对比度快速切换功能、空间频率快速切换功能、运动速度快速切换功能、自动测试功能、测试数据自动存储功能、测试结果自动输出功能和动态对比敏感度曲线自动绘图功能。

屏幕的要求应根据测试光栅的运动速度来选择：若光栅运动速度小于50度/秒(低速测试)则可选择刷新频率60Hz的屏幕，市面上大多数屏幕均能满足测试需求；若需进行更高速的测试，则需要更高刷新频率的屏幕支持，如144Hz或200Hz。测试屏幕的响应时间应小于4ms，对于测试高速运动的光栅，建议测试屏幕相应时间小于1ms。

判定器(见图1)上共四个按键，分别画有上、下、左、右的箭头，分别对应垂直向上、垂直向下、水平向左、水平向右四个光栅运动方向，判定器由被试拿在手中，在被试看到屏幕上面显示的动态光栅后，按下与其判断的光栅方向相对应的按键，再由电脑程序自动判定被试辨认的对错。

控制面板(见图2)用于控制动态光栅的显示，分为动态光栅显示模块和动态光栅参数控制模块，包括对比度控制、空间频率控制、速度控制和方向控制。其中，右上方的动态光栅显示屏可在按下方向键或在自动模式中屏幕出现动态光栅的同时，在小屏幕中显示相应的动态光栅，方便检查者观察。对比度控制中的上下按键按下后，会根据预设的参数分别增加/减少相应的对比度。空间频率控制中的上下按键按下后，会根据预设的参数分别增加/减少相应的空间频率。速度控制中的上下按键按下后，会根据预设的参数分别增加/减少相应的速度。方向控制中，按下上、下、左、右按键后会在屏幕上显示出沿相应方向运动的光栅。

测试环境照度控制在170-180lux，避免强光直射屏幕，环境温度以患者感到舒适为宜。

所述的动态对比敏感度检测程序包括光栅显示单元、光栅控制单元、信息采集单元、数据存储单元、数据输出单元、结果打印单元和数据处理单元，其中光栅显示单元、光栅控制单元、信息采集单元、数据存储单元和数据输出单元分别与数据处理单元连接，结果打印单元与数据输出单元连接，不同模块之间的连接方式见图3。

所述的动态正弦光栅显示功能是指动态对比敏感度检测程序能够在屏幕上展示不同对比度、不同空间频率、不同速度和沿四种运动方向运动的正弦光栅，四种运动方向分别为水平向左，水平向右，垂直向上以及垂直向下，图4中的图a和图b为四种不同方向的静态示意图，箭头表示光栅运动方向。光栅呈正方形，边长为屏幕上下长度的2/5，位于屏幕中央。该动态对比敏感度测试系统可自动随机显示亦可通过按下控制面板上方向控制中的按键人为控制显示四种不同运动方向的动态光栅。其中，按上键即可显示垂直向上运动的光栅，按下键即可显示垂直向下运动的光栅，按左键即可显示水平向左运动的光栅，按右键即可显示水平向右运动的光栅。该动态对比敏感度测试系统的光栅亮度分布采用正弦分布模式(见图5)。光栅对比度可在0-100％之间变化。光栅空间频率可在1-30周/度(c/d)之间变化。光栅运动速度可在0-正无穷度/秒(dps)之间变化。光栅条纹的颜色根据对比度进行调整。

所述的自动调整功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输入的参数对光栅进行自动调整，所述的输入的参数包括测试距离和实际使用的屏幕的宽度和长度、对比度、时间频率和/或空间频率等。

时间频率的呈现方式为：假设输入的空间频率为s(单位c/d)，光栅运动速度为v度/秒，测试距离为D，条纹最大光强为GLmax，则某一时刻t时，某一位置x对应的条纹光强I＝GLmax*sin{[π(x-vDt)]/[Dtan(π/720s)]}。

空间频率的呈现方式为：假设输入的空间频率为s，则每一黑色条纹所占的视角为(1/2s)度。在测试开始前预先输入测试距离为D、屏幕左右宽度为W、屏幕水平方向上总像素值为Pw(见图6)，则水平运动的每一条纹所占像素值p1＝tan(1*π/2s*2*180)*D*2*(Pw/W)。屏幕上下宽度为L，垂直方向上的总像素值为Pl，则垂直运动每一条纹所占的像素值p2＝tan(1*π/2s*2*180)*D*2*(Pl/L)。

对比度的呈现方式为：已知参数SLmax为屏幕纯白色的亮度，SLmin为屏幕纯黑色的亮度，SLmean为所需的平均亮度，单位坎德拉。Cont为对比度，应用Michelson对比度，cont＝(GLmax-GLmin)/(GLmax+GLmin)，其中GLmax是条纹最亮处的亮度；GLmin是条纹最黑处的亮度。则可以通过下面的公式求得GLmax和GLmin：GLmin＝(SLmean*2-SLmean*2*cont)/2；GLmax＝cont*2*SLmean+GLmin。设定SLmax和SLmin的灰度值分别为255和0，则通过线性映射得到GLmax和GLmin的灰度值，灰度Imin＝255*(GLmin-SLmin)/(SLmax-SLmin)，灰度Imax＝255*(GLmax-SLmin)/(SLmax-SLmin)。

所述的对比度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的对比度，切换策略为在相邻的对比度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上对比度控制模块中的上下按键实现。本发明所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设置了一系列对比度，范围为0-100％。在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的对比度值，例如，设定每次按键增减的对比度值为1％，则切换间隔为1％，按上方向键能够增加1％对比度，按下方向键可以减少1％对比度，从而实现在相邻的对比度之间快速切换。当前的对比度可以在测试界面(见图7)的状态栏中呈现。

所述的空间频率快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的空间频率，切换策略为在相邻的空间频率之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上空间频率控制模块中的上下按键实现。本发明所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设定了一系列的空间频率，包括1、2、3…29、30c/d。在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，例如，设定每次按键增减的空间频率值为1c/d，则切换间隔为1c/d，按上方向键能够增加1c/d空间频率，按下方向键可以减少1c/d空间频率，从而实现在相邻的空间频率之间快速切换。当前的空间频率可以在测试界面的状态栏中呈现。

所述的运动速度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的运动速度，切换策略为在相邻的运动速度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上速度控制模块中的上下按键实现。在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，例如，设定每次按键增减的运动速度值为5度/秒，则切换间隔为5度/秒，按上方向键能够增加5度/秒，按下方向键可以减少5度/秒，从而实现在相邻的运动速度之间快速切换。当前的运动速度可以在测试界面的状态栏中呈现。

所述的自动测试功能是指动态对比敏感度检测程序能够按照设置的初始值自动测试不同空间频率和不同速度下的对比敏感度。正式测试前，在初始值设置界面(见图8)设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X、自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y。正式测试时，本发明所述的动态对比敏感度测试系统按照设置的初始值开始自动测试：所述的动态对比敏感度测试系统会随机显示X个动态光栅，被试按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑会自动判定被试识别的对错。每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个，系统自动记录该空间频率、该速度下，被试的对比度阈值为可正确识别X个光栅中的Y个的最小对比度。默认的方案为X＝5、Y＝3。完成后，使用控制面板改变对比度、空间频率、光栅速度，点击“开始测试”，所述的动态对比敏感度测试系统重复上述步骤，从而测试不同空间频率、不同速度下的对比敏感度。

所述的测试数据自动存储功能是指动态对比敏感度检测程序能够自动储存测试结果，测试全过程中的数据都会被自动记录下来，包括被试ID、屏幕宽度、屏幕长度、光栅速度、空间频率、相应速度和空间频率下按照顺序展示过的所有光栅对比度，以及被试判断的正误。以上数据会自动储存在testID(N).mat的文件内(N为测试前输入的被试ID)，文件会自动储存在文件夹中。

所述的测试结果自动输出功能是指动态对比敏感度检测程序能够在完成一次测试(即测试完某一空间频率、某一光栅运动速度下的对比度)后，动态对比敏感度检测程序即可按照(1/对比度阈值，空间频率，光栅运动速度)的格式自动将结果输出到结果界面(见图9)，成功输出后测试界面上即会弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出(见图10)，完成后即可进行不同空间频率、不同运动速度的测试。所有测试完成后按下ESC按钮即可退出测试界面自动进入结果界面，所有输出的结果都会显示在结果界面上。

所述的动态对比敏感度曲线自动绘图功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输出的结果，对同一光栅运动速度下的测试结果，在以空间频率为横坐标、lg对比敏感度(即lg(1/对比度阈值))为纵坐标的坐标系中自动描点绘图，得到动态对比敏感度曲线。动态对比敏感度曲线会显示在结果界面内。其中不同速度的动态对比敏感度曲线可显示在同一张图中，也可显示在不同图中，表示为不同颜色的曲线。

本发明还提供一种动态对比敏感度测试系统的测试方法，包括以下步骤：

第一步、测试前准备：

打开并连接测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板；在电脑上运行动态对比敏感度检测程序，跳转到预设置界面(见图11)，输入被试ID、屏幕宽度和测试距离(根据需要选择，一般选择5米)，精确测量被试座椅到屏幕之间的距离以保证测试距离的准确性；调整被试座椅高度或屏幕高度使被试能够平视光栅；点击“确定”跳转到预训练设置界面(见图12)，设置内容包括是否进行预训练、预训练光栅对比度、预训练光栅空间频率和预训练光栅运动速度。在是否进行预训练项目中，若点击“是”，其余设置内容的文本框会由灰色变为白色，提示可设定其余内容，完成全部设置后点击“确定”进入初始值设置界面；若点击“否”则直接跳转到初始值设置界面。初始值设置界面设置内容包括设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X、自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y(初始对比度一般选择50％，初始空间频率可选择2c/d，初始速度可根据测试需要选择，对比度切换间隔可选择1％，空间频率切换间隔1c/d，速度切换间隔可根据测试需要选择，光栅显示间隔一般选择2秒，X一般选择5，Y一般选择3)。设置完成后点击“确定”进入预训练界面(若设置不进行预训练则直接进入测试界面)。按照预训练设置内容，手动按下控制面板方向控制模块的按键显示动态光栅，指导被试观察并充分了解光栅运动的模式及如何使用判定器，完成预训练后点击“确定”进入测试界面。

第二步、正式测试：

所述的动态对比敏感度检测程序按照初始值设置界面的设定值开始测试，按下测试界面中的“开始测试”按钮开始正式测试，嘱被试看到屏幕上面显示的动态光栅后，按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑会自动判定被试识别的对错(如果光栅运动了5秒后被试仍未按下判定器，测试用电脑自动判定为被试判断错误)。所述动态对比敏感度检测程序自动测试的逻辑为：每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个(测试终点)，得到对比度阈值。对比度自动切换逻辑为：对比度在20％以上时，每次自动切换均减少5％的对比度；对比度在10％-20％之间时，每次自动切换减少2％的对比度；对比度在5％-10％之间时，每次自动切换减少1％的对比度；对比度在5％以下时每次自动切换减少0.5％的对比度。达到测试终点后，程序按照(1/对比度阈值，空间频率，光栅运动速度)的格式自动将结果输出到结果界面，成功输出后测试界面上即会弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出。输出完成后，通过控制面板上的按键调整对比度、空间频率、光栅速度，从而测试不同空间频率、不同光栅速度下的对比度阈值。

第三步、测试完成后按下ESC即可退出测试界面进入结果界面，可查看所有输出结果以及动态对比敏感度曲线。

第四步、按下Q退出动态对比敏感度测试程序。

本发明所述的动态对比敏感度测试系统提出了一种动态对比敏感度的测试方案，采用的动态对比敏感度检测程序具有自动测试功能和动态对比敏感度曲线自动绘图功能，可以方便快捷地评估动态对比敏感度，从而更好地了解患者在实际生活中的视觉状态。

本发明将对比敏感度与动态光栅结合起来从而得到动态对比敏感度曲线。本发明一方面可以方便有效地检测被试观察不同对比度的动态光栅的视敏度，从而更好地了解患者在实际生活中的视觉状态；另一方面，由于其无需特殊的检查设备，有利于降低成本，在临床上广泛普及。

以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1.一种动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的动态对比敏感度测试系统包括测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板，其中所述的屏幕与所述的测试用电脑相连，用于显示动态光栅；所述的判定器与所述的测试用电脑和屏幕相连，用于供被试判定所显示的光栅运动的方向；所述的控制面板与测试用电脑相连，用于调整光栅的对比度、空间频率和运动速度；所述的测试用电脑用于运行动态对比敏感度检测程序显示动态光栅，接收本社庆祝按下的方向并判定正确还是错误，接收控制面板的控制信息；所述的测试用电脑中设置有动态对比敏感度检测程序，所述的动态对比敏感度检测程序具有动态正弦光栅显示功能、自动调整功能、对比度快速切换功能、空间频率快速切换功能、运动速度快速切换功能、自动测试功能、测试数据自动存储功能、测试结果自动输出功能和动态对比敏感度曲线自动绘图功能；

所述动态对比敏感度测试系统的测试方法包括以下步骤：

第一步、测试前准备：

打开并连接测试用电脑、屏幕、判定器和控制面板；在电脑上运行动态对比敏感度检测程序，跳转到预设置界面，输入被试ID、屏幕宽度和测试距离，精确测量被试座椅到屏幕之间的距离以保证测试距离的准确性；调整被试座椅高度或屏幕高度使被试能够平视光栅；点击“确定”跳转到预训练设置界面，设置内容包括是否进行预训练、预训练光栅对比度、预训练光栅空间频率和预训练光栅运动速度；初始值设置界面设置内容包括设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X和自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y；设置完成后点击“确定”进入预训练界面，若设置不进行预训练则直接进入测试界面；按照预训练设置内容，手动按下控制面板方向控制模块的按键显示动态光栅，指导被试观察并充分了解光栅运动的模式及如何使用判定器，完成预训练后点击“确定”进入测试界面；

第二步、正式测试：

所述的动态对比敏感度检测程序按照初始值设置界面的设定值开始测试，按下测试界面中的“开始测试”按钮开始正式测试，嘱被试看到屏幕上面显示的动态光栅后，按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑会自动判定被试识别的对错；如果光栅运动了5秒后被试仍未按下判定器，测试用电脑自动判定为被试判断错误；所述动态对比敏感度检测程序自动测试的逻辑为：每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个，得到对比度阈值；对比度自动切换逻辑为：对比度在20％以上时，每次自动切换均减少5％的对比度；对比度在10％-20％之间时，每次自动切换减少2％的对比度；对比度在5％-10％之间时，每次自动切换减少1％的对比度；对比度在5％以下时每次自动切换减少0.5％的对比度；达到测试终点后，程序按照1/对比度阈值、空间频率和光栅运动速度的格式自动将结果输出到结果界面，成功输出后测试界面上弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出；输出完成后，通过控制面板上的按键调整对比度、空间频率和光栅速度，从而测试不同空间频率和不同光栅速度下的对比度阈值；

第三步、测试完成后按下ESC退出测试界面进入结果界面，能够查看所有输出结果以及动态对比敏感度曲线；

第四步、按下Q退出动态对比敏感度测试程序。

2.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的动态正弦光栅显示功能是指动态对比敏感度检测程序能够在屏幕上展示不同对比度、不同空间频率、不同速度和沿四种运动方向运动的正弦光栅，四种运动方向分别为水平向左，水平向右，垂直向上以及垂直向下；该动态对比敏感度测试系统能够自动随机显示活通过按下控制面板上方向控制中的按键人为控制显示四种不同运动方向的动态光栅；该动态对比敏感度测试系统的光栅亮度分布采用正弦分布模式；光栅对比度能够在0-100％之间变化；光栅的空间频率能够在1-30周/度之间变化。

3.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的自动调整功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输入的参数对光栅进行自动调整，所述的输入的参数包括测试距离、实际使用的屏幕的宽度、长度、对比度、时间频率和/或空间频率。

4.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的对比度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的对比度，切换策略为在相邻的对比度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上对比度控制模块中的上下按键实现；所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设置了一系列对比度，范围为0-100％；在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的对比度值，从而实现在相邻的对比度之间快速切换；当前的对比度能够在测试界面的状态栏中呈现。

5.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的空间频率快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的空间频率，切换策略为在相邻的空间频率之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上空间频率控制模块中的上下按键实现；所述的动态对比敏感度测试系统预先在动态对比敏感度检测程序中设定了一系列的空间频率，在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，从而实现在相邻的空间频率之间快速切换；当前的空间频率能够在测试界面的状态栏中呈现。

6.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的运动速度快速切换功能是指动态对比敏感度检测程序能够快速切换显示光栅的运动速度，切换策略为在相邻的运动速度之间快速进行切换，实现方式为通过按下控制面板上速度控制模块中的上下按键实现；在测试开始前预先在设置界面中设置每次按键增减的空间频率，从而实现在相邻的运动速度之间快速切换；当前的运动速度能够在测试界面的状态栏中呈现。

7.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的自动测试功能是指动态对比敏感度检测程序能够按照设置的初始值自动测试不同空间频率和不同速度下的对比敏感度；正式测试前，在初始值设置界面设置初始光栅对比度、初始光栅空间频率、初始光栅速度、对比度切换间隔、空间频率切换间隔、速度切换间隔、光栅显示间隔、同一对比度光栅显示个数X和自动切换对比度时需正确识别光栅的个数Y；正式测试时，所述的动态对比敏感度测试系统按照设置的初始值开始自动测试：所述的动态对比敏感度测试系统随机显示X个动态光栅，被试按下与其判断的动态光栅方向相对应的按键，测试用电脑自动判定被试识别的对错；每个对比度的光栅随机显示X个，若被试能正确判断X个中的Y个则减低对比度，直至被试无法正确判断X个光栅中的Y个，所述的动态对比敏感度测试系统自动记录该空间频率、该速度下，被试的对比度阈值为能够正确识别X个光栅中的Y个的最小对比度；完成后，使用控制面板改变对比度、空间频率和光栅速度，点击“开始测试”，所述的动态对比敏感度测试系统重复自动测试，从而测试不同空间频率和不同速度下的对比敏感度。

8.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的测试数据自动存储功能是指动态对比敏感度检测程序能够自动储存测试结果，测试全过程中的数据都会被自动记录下来，包括被试ID、屏幕宽度、屏幕长度、光栅速度、空间频率、相应速度和空间频率下按照顺序展示过的所有光栅对比度，以及被试判断的正误。

9.根据权利要求1所述的动态对比敏感度测试系统，其特征在于，所述的测试结果自动输出功能是指动态对比敏感度检测程序能够在完成一次测试后，按照1/对比度阈值、空间频率和光栅运动速度的格式自动将结果输出到结果界面，成功输出后测试界面上弹出“已完成输出”对话窗口提示已成功输出，完成后能够进行不同空间频率、不同运动速度的测试；所有测试完成后按下ESC按钮能够退出测试界面自动进入结果界面，所有输出的结果都会显示在结果界面上；所述的动态对比敏感度曲线自动绘图功能是指动态对比敏感度检测程序能够根据输出的结果，对同一光栅运动速度下的测试结果，在以空间频率为横坐标、lg(1/对比度阈值)为纵坐标的坐标系中自动描点绘图，得到动态对比敏感度曲线。

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