CN114027782A - 一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法 - Google Patents

一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法 Download PDF

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CN114027782A CN202111437155.8A CN202111437155A CN114027782A CN 114027782 A CN114027782 A CN 114027782A CN 202111437155 A CN202111437155 A CN 202111437155A CN 114027782 A CN114027782 A CN 114027782A
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付晶
万奕良
姜美霞
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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法，该非共同性斜视诊断方法包括以下步骤：S1确定主视眼、斜视眼；S2周向快速测试；S3自定义点位检测。该非共同性斜视诊断方法能够解决传统检测过程较为繁琐耗时较长，对医生的专业素养及经验要求较高，检测结果受医生的主观因素影响较大的问题，从而达到易用快捷、科学客观，检测过程实现较大程度的自动化，用更短时间完成精度更高的检测，结合多种斜视度数测量方法，检测过程分阶段进行，兼顾对被测试者非共同性斜视总体情况的定性认识和对特定点位的精确测量的需求，制作注视方向‑斜视度数极坐标图进一步有效呈现被测试者非共同性斜视的总体情况的目的。

Description

一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法
技术领域
本发明涉及斜视诊断、虚拟现实和眼动追踪技术领域，具体来说，涉及一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法。
背景技术
虚拟现实技术，也称虚拟环境，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供用户关于视觉等感官的模拟，让用户感觉仿佛身历其境，可以即时、没有限制地观察三维空间内的事物。用户进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的三维世界影像传回产生临场感。该技术集成了电脑图形、电脑仿真、人工智能、感应、显示及网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由电脑技术辅助生成的高技术模拟系统。
眼动追踪技术，是指通过测量眼睛的注视点的位置或者眼球相对头部的运动而实现对眼球运动的追踪。眼动仪是一种能够跟踪测量眼球位置及眼球运动信息的一种设备，在视觉系统、心理学、认知语言学的研究中有广泛的应用。目前眼动追踪有多种方法，其中最常用的无创手段是通过视频拍摄设备来获取眼睛的位置。有创的手段包括在眼睛中埋置眼动测定线圈或者使用微电极描记眼动电图。
当前临床上，主要依靠眼科医生利用点光源及透镜等工具进行斜视诊断，具体方法包括角膜映光法、交替遮盖法、棱镜遮盖法等。一方面，传统检测过程对检测者的专业素养及经验要求较高，检测结果会较大程度地会受到来自检测者的主观因素的影响；另一方面，检测过程往往需要被检测者较好地配合，这对于儿童斜视诊疗来说是个不小的挑战；此外，传统的检测过程还较为繁琐，耗时较长，对于涉及多个眼位的检测非共同性斜视检测来说尤为如此。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法，能够克服现有技术的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法，包括以下步骤：
S1确定主视眼、斜视眼:在VR场景中的被测试者视野正前方放置一目标物体，并要求被测试者注视该目标物体，待确定被测试者注视稳定后，通过交替遮盖法判断其主视眼，并测定第一眼位的准确斜视度数：
S11首先保证被测试者两眼VR视野中都能正常看到目标物体，待两眼的注视方向向量均稳定后，取n帧的左眼的注视方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖前注视方向向量
Figure 761410DEST_PATH_IMAGE002
；
S12遮盖右眼VR视野，而保持左眼VR视野不变,待左眼注视方向向量再次稳定后，取n帧的方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖后注视方向向量
Figure 944130DEST_PATH_IMAGE004
，并得到
Figure 255025DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 978131DEST_PATH_IMAGE004
之间相差的角度
Figure 323661DEST_PATH_IMAGE006
；
S13参照
Figure DEST_PATH_IMAGE007
和
Figure 411703DEST_PATH_IMAGE008
的差异，调整遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure 678736DEST_PATH_IMAGE010
，重复进行实验，直至
Figure 408795DEST_PATH_IMAGE006
小于设定好的阈值
Figure 77674DEST_PATH_IMAGE012
，此时遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure 900398DEST_PATH_IMAGE014
即为左眼斜视度数
Figure 654728DEST_PATH_IMAGE016
，相应的角度调整方向为其斜视方向；
S14以S11-S13对称的方式对右眼进行测量，得到右眼斜视度数
Figure 922898DEST_PATH_IMAGE018
；
S15比较左眼斜视度数
Figure 446283DEST_PATH_IMAGE016
和右眼斜视度数
Figure 876128DEST_PATH_IMAGE018
的大小，斜视度数较小的一只眼为主视眼，斜视度数较大的一只眼为斜视眼；
S2周向快速测试:
S21确定主视眼、斜视眼后，设定VR场景中目标物体的运动轨迹为圆形，且该圆形所在平面垂直于该圆圆心和被测者两眼连接线中心的连线，目标物体初始时保持静止；
S22要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数，同时令目标物体沿预设的圆形轨迹移动角度
Figure DEST_PATH_IMAGE020
，以便进行下一位置斜视眼斜视度数测量；
S23重复进行S22中操作直至目标物体再次移动到初始位置，采集注视方向和整个周向各个注视方向测得的对应的斜视眼斜视度数；
S3自定义点位检测:
S31确定主视眼、斜视眼后，设定数个VR视野中的自定义点位；
S32将目标物体依次放置于各自定义点位，要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录注视方向和当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数。
进一步的，所述S2周向快速测试中，采集到注视方向和斜视度数的数据对集合后，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图。
进一步的，所述S3自定义点位检测中的自定义点位较多，且自定义点位均在同一圆周上时，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图。
本发明的有益效果：本发明的基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法能够解决传统检测过程较为繁琐耗时较长，对医生的专业素养及经验要求较高，检测结果受医生的主观因素影响较大的问题，从而达到易用快捷、科学客观，检测过程实现较大程度的自动化，用更短时间完成精度更高的检测，结合多种斜视度数测量方法，检测过程分阶段进行，兼顾对被测试者非共同性斜视总体情况的定性认识和对特定点位的精确测量的需求，制作注视方向-斜视度数极坐标图进一步有效呈现被测试者非共同性斜视的总体情况的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1是根据本发明实施例所述的基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法的注视方向-斜视度数极坐标图示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例所述的基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法，包括以下步骤：
S1确定主视眼、斜视眼:在VR场景中的被测试者视野正前方放置一目标物体，并要求被测试者注视该目标物体，待确定被测试者注视稳定后，通过交替遮盖法判断其主视眼，并测定第一眼位的准确斜视度数：
S11首先保证被测试者两眼VR视野中都能正常看到目标物体，待两眼的注视方向向量均稳定后，取n帧的左眼的注视方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖前注视方向向量
Figure 383332DEST_PATH_IMAGE002
；
S12遮盖右眼VR视野，而保持左眼VR视野不变,待左眼注视方向向量再次稳定后，取n帧的方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖后注视方向向量
Figure DEST_PATH_IMAGE021
，并得到
Figure 986352DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 160981DEST_PATH_IMAGE021
之间相差的角度
Figure 496148DEST_PATH_IMAGE006
；
S13参照
Figure DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure 490649DEST_PATH_IMAGE008
的差异，调整遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure 599157DEST_PATH_IMAGE010
，重复进行实验，直至
Figure 97134DEST_PATH_IMAGE006
小于设定好的阈值
Figure 868781DEST_PATH_IMAGE012
，此时遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure DEST_PATH_IMAGE023
即为左眼斜视度数
Figure 147316DEST_PATH_IMAGE016
，相应的角度调整方向为其斜视方向；
S14以S11-S13对称的方式对右眼进行测量，得到右眼斜视度数
Figure 560979DEST_PATH_IMAGE018
；
S15比较左眼斜视度数
Figure 913463DEST_PATH_IMAGE016
和右眼斜视度数
Figure 856012DEST_PATH_IMAGE018
的大小，斜视度数较小的一只眼为主视眼，斜视度数较大的一只眼为斜视眼；
S2周向快速测试:
S21确定主视眼、斜视眼后，设定VR场景中目标物体的运动轨迹为圆形，且该圆形所在平面垂直于该圆圆心和被测者两眼连接线中心的连线，目标物体初始时保持静止；
S22要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数，同时令目标物体沿预设的圆形轨迹移动角度
Figure 559525DEST_PATH_IMAGE020
，以便进行下一位置斜视眼斜视度数测量；
S23重复进行S22中操作直至目标物体再次移动到初始位置，采集注视方向和整个周向各个注视方向测得的对应的斜视眼斜视度数；
S3自定义点位检测:
S31确定主视眼、斜视眼后，设定数个VR视野中的自定义点位；
S32将目标物体依次放置于各自定义点位，要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录注视方向和当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数。
以上所述S2周向快速测试中，采集到注视方向和斜视度数的数据对集合后，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图，如图1所示。
以上所述S3自定义点位检测中的自定义点位较多，且自定义点位均在同一圆周上时，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，测试者打开相关测试软件，被测试者戴上VR头盔，进行视线校准，随后开始检测，此后测试者通过软件交互页面完成对测试相关参数的设定，并控制每个测试的开始和结束，测试过程中，被测试者需要注视VR场景中的目标物体，主要的测试过程及结果的输出由程序自动化完成。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，能够解决传统检测过程较为繁琐耗时较长，对医生的专业素养及经验要求较高，检测结果受医生的主观因素影响较大的问题，从而达到易用快捷、科学客观，检测过程实现较大程度的自动化，用更短时间完成精度更高的检测，结合多种斜视度数测量方法，检测过程分阶段进行，兼顾对被测试者非共同性斜视总体情况的定性认识和对特定点位的精确测量的需求，制作注视方向-斜视度数极坐标图进一步有效呈现被测试者非共同性斜视的总体情况的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于虚拟现实和眼动追踪技术的非共同性斜视诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1确定主视眼、斜视眼:在VR场景中的被测试者视野正前方放置一目标物体，并要求被测试者注视该目标物体，待确定被测试者注视稳定后，通过交替遮盖法判断其主视眼，并测定第一眼位的准确斜视度数：
S11首先保证被测试者两眼VR视野中都能正常看到目标物体，待两眼的注视方向向量均稳定后，取n帧的左眼的注视方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖前注视方向向量
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
S12遮盖右眼VR视野，而保持左眼VR视野不变,待左眼注视方向向量再次稳定后，取n帧的方向向量，计算平均值得到左眼的遮盖后注视方向向量
Figure 23652DEST_PATH_IMAGE002
，并得到
Figure 626672DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 270143DEST_PATH_IMAGE002
之间相差的角度
Figure DEST_PATH_IMAGE003
；
S13参照
Figure 136468DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure DEST_PATH_IMAGE005
的差异，调整遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure 130968DEST_PATH_IMAGE006
，重复进行实验，直至
Figure 209783DEST_PATH_IMAGE003
小于设定好的阈值
Figure 238919DEST_PATH_IMAGE007
，此时遮盖右眼VR视野前后左眼VR视野的相对角度
Figure 10566DEST_PATH_IMAGE008
即为左眼斜视度数
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，相应的角度调整方向为其斜视方向；
S14以S11-S13对称的方式对右眼进行测量，得到右眼斜视度数
Figure 811073DEST_PATH_IMAGE010
；
S15比较左眼斜视度数
Figure 224737DEST_PATH_IMAGE009
和右眼斜视度数
Figure 577221DEST_PATH_IMAGE010
的大小，斜视度数较小的一只眼为主视眼，斜视度数较大的一只眼为斜视眼；
S2周向快速测试:
S21确定主视眼、斜视眼后，设定VR场景中目标物体的运动轨迹为圆形，且该圆形所在平面垂直于该圆圆心和被测者两眼连接线中心的连线，目标物体初始时保持静止；
S22要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数，同时令目标物体沿预设的圆形轨迹移动角度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
，以便进行下一位置斜视眼斜视度数测量；
S23重复进行S22中操作直至目标物体再次移动到初始位置，采集注视方向和整个周向各个注视方向测得的对应的斜视眼斜视度数；
S3自定义点位检测:
S31确定主视眼、斜视眼后，设定数个VR视野中的自定义点位；
S32将目标物体依次放置于各自定义点位，要求被测试者注视目标物体，以主视眼注视方向为判断依据，每当主视眼注视方向与目标物体相交时，记录注视方向和当前目标物体的位置，并结合眼动追踪设备获取数据测定斜视眼斜视度数。
2.根据权利要求1所述的非共同性斜视诊断方法，其特征在于，所述S2周向快速测试中，采集到注视方向和斜视度数的数据对集合后，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图。
3.根据权利要求1所述的非共同性斜视诊断方法，其特征在于，所述S3自定义点位检测中的自定义点位较多，且自定义点位均在同一圆周上时，以注视方向为极角，斜视度数为极径制作注视方向-斜视度数极坐标图。
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WO2023231663A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 上海商汤智能科技有限公司 一种眼睛类型检测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品

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WO2023231663A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 上海商汤智能科技有限公司 一种眼睛类型检测方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品

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