CN115644791A - 一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法，涉及虚拟现实技术领域。本发明包括云端服务器、检测装置、软件终端和通信模块；所述通信模块用于实现数据交换；所述检测装置包括VR眼镜及操作手柄，VR眼镜与操作手柄之间通过无线连接的方式进行数据交换。本发明通过3D全景检测虚拟环境，构建一种全新的复视检测方式并实现精确量化复视严重程度及复视范围的目的，同时解决当前因头部转动代偿所带来的检测误差问题，保证复视检测结果的精确度和准确性。

Description

一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法

技术领域

本发明涉及一种复视检测系统，具体为一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法，属于虚拟现实技术领域。

背景技术

与大多视觉障碍的表现形式一样，复视的出现是一种主观感觉。融合视作为三级视觉功能的重要组成成分之一，是实现正常双眼视功能的先决条件。双眼融像功能异常则产生复视且破坏立体视觉，失去深度感知能力，对精细工作产生极大影响。因此，精准量化复视严重程度和范围对于疾病的诊断、治疗效果评估来说具有重要临床意义。目前临床工作中常用的复视检测方式主要包括红玻璃试验、Hess屏检测、Goldmann视野计检测等。然而，红绿玻璃试验为定性试验，无法量化复视严重程度，同时头位转动代偿对试验结果的判定有较大影响。Hess屏检测和Goldmann视野计检测均为半定量试验，无法准确衡量复视严重程度与范围。为了加速推进复视在临床领域中的诊断和疗效评估进展，如何精准量化复视严重程度与复视范围是必须被解决的问题。

VR技术的出现为解决上述问题提供理论支撑。VR技术又称灵境技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，其基本实现方式是用电子设备模拟虚拟环境从而给人以环境沉浸感。随着科技的飞速发展，以VR为代表的虚拟成像技术打破了数字虚拟世界与物理真实世界的界限。在虚拟现实环境下开发脑机交互应用可有效提高应用者的沉浸感和立体感知，同时能够基于具体场景及时、准确的给出相应信息和解决方案。这些特性显示出将VR技术应用于医疗领域的巨大潜力。

为此，针对当前复视患者的有效精确定量检测方式和智能化设备缺乏以及缺少提供基于云端数据存储的复视检测信息采集系统这一制约复视诊断和治疗发展的瓶颈问题，本发明在于克服现有技术的不足，提供一种基于VR技术的临床交互性复视检测系统，旨在设计一个可以精准量化复视严重程度和复试范围并应用大数据存储的一种基于VR技术的复视检测系统，为复视的诊断提供一种更为有效、准确、且可操作性强的新途径。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法，以解决现有技术中的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于虚拟现实技术的复视检测系统，包括云端服务器、检测装置、软件终端和通信模块；

所述通信模块用于实现数据交换；

所述检测装置包括VR眼镜及操作手柄，VR眼镜与操作手柄之间通过无线连接的方式进行数据交换；

所述软件终端包括信息采集模块、视标类型选择模块、复视严重程度检测模块、双眼单视范围检测模块和检测结果输出存储模块；

所述复视严重程度检测模块用于检测并量化固定位置上的复视严重程度；

所述双眼单视范围检测模块用于检测并量化双眼单视范围、双眼单视距离与复视严重程度；

所述检测结果输出存储模块用于将检测结果输出存储至云端服务器中，并通过在云端数据库中检索关键信息将检测结果输出至报告单相应项目中。

一种复视检测系统的使用方法，包括如下步骤：

Step1、登入软件后，检查者可通过VR操作手柄输入受试者基本信息，复视检测系统自动存储所输信息并输出至云端服务器；

Step2、检查者控制VR操作手柄选择检测过程中的视标显示图形；

Step3、将检测平面固定在视野中心前方，依次进入复视严重程度检测模块和双眼单视范围检测模块；

Step4、根据检测结果，在复视严重程度检测模块，复视检测系统输出阳性复视点及反映该点复视严重程度的数据、通过逻辑算法程序自动判定并输出复视类型至云端服务器；在双眼单视范围检测模块，复视检测系统将可以反映复视范围大小的数据输出至云端服务器；

检测完毕后，数据库读取并调用相应数据绘制检测报告单并输出存储至本地数据库。

优选地，检测前根据检测需求选择合适的视标大小；受试者控制视标移动，使视标从视野中心点向指定方向运动，当运动至出现复视位置或该方向上的视野边界时受试者确认视标的实际位置并进入下一检测方向，重复上述操作直至完成检测；

当确认位置为视野中心点时，则当前检测平面的BSVF输出为0并进入到下一检测平面，选择返回键可以重新确认上一检测方向的视标位置；

检测完毕后输出存储可以反映出双眼单视范围大小的数据，即BSVF和BSVD数值至云端服务器。

优选地，复视严重程度检测模块在使用时，在检测平面中的出现检测视标，受试者控制被检测视标移动，当受试者将被检测视标移动至与检测视标重合时按下确认键确定该检测点对应的被检测视标实际位置并进入下一检测点，重复上述操作直至检测结束；

检测视标、被检测视标在同一水平面上，复视检测系统通过逻辑算法程序自动判定检测视标、被检测视标的中心点坐标差异后将其记录为阳性复视点或阴性复视点；

针对阳性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜的数值；

针对阴性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜数值为0。

优选地，检测界面在检测前按需确定检测平面数目及各平面的检测距离，在检测时按由近至远的顺序依次进行检测。

本发明提供了一种基于虚拟现实技术的复视检测系统，其具备的有益效果如下：

1、本申请将VR技术应用在医学复视检测领域中，填补虚拟现实技术在临床复视检测方面的空白。此外，与传统复视检测设备相比，VR设备成本适中，有利于在基层医院进行推广和应用。再有，VR设备的便携性降低了检测者对检测场所的依赖，可以实现在有限的空间内进行远距离、大范围检测的目的，同时降低对临床专业人员辅助的需要，促进医疗资源下沉，满足就诊于基层医院患者对高质量医疗服务的需求。

2、本申请通过3D全景检测虚拟环境，实现精确量化复视严重程度及复视范围的目的，同时解决当前因头部转动影响所带来的检测误差，保证复视检测结果的精确度和准确性。

附图说明

图1为本发明的信息采集界面示意图；

图2为本发明的视标示意图；

图3为本发明复视严重程度检测模块的流程示意图；

图4为本发明复视严重程度检测模块原理图；

图5为本发明复视报告单示意图；

图6为本发明双眼单视范围检测模块原理示意图；

图7为本发明双眼单视范围检测模块流程示意图；

图8为本发明双眼单视范围检测报告单示意图；

图9为本发明整体流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种基于虚拟现实技术的复视检测系统及使用方法。

请参阅图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8和图9，包括云端服务器、检测装置、软件终端和通信模块；

通信模块用于实现云端服务器和检测装置之间，所述检测装置与软件终端之间以及软件终端与云端服务器之间的数据交换；

云端服务器包括：软件终端的源程序文件、数据算法脚本程序及检测系统运行数据；

检测装置包括VR眼镜及操作手柄，VR眼镜与操作手柄之间通过无线连接的方式进行数据交换；VR眼镜用于提供与检测系统性能需求相匹配的软硬件系统集成计算环境，包括3D全景虚拟环境呈现装置和传感装置；3D全景虚拟环境呈现装置用于呈现检测系统运行过程中的实时虚拟场景；传感装置用于实施跟踪并捕获检查者与受试者动作，并与3D全景虚拟环境呈现装置同步计算交互连接，对检查者与受试者的动作作出实时反馈；

软件终端包括信息采集模块、视标类型选择模块、复视严重程度检测模块、双眼单视范围检测模块和检测结果输出存储模块；

复视严重程度检测模块用于检测并量化固定位置上的复视严重程度；

双眼单视范围检测模块用于检测并量化双眼单视范围、双眼单视距离与复视严重程度；

检测结果输出存储模块用于将检测结果文档输出并存储至云端服务器中，并通过在云端数据库中检索关键信息后将对应的检测结果输出至报告单相应项目。

一种复视检测系统的使用方法，包括如下步骤：

请再次参阅附图1，登入软件后，检查者可通过VR操作手柄输入受试者基本信息，复视检测系统自动存储所输信息并输出至云端服务器；点击进入检测则进入下一模块，点击退出则退出复视检测系统；

请再次参阅附图2，检查者控制VR操作手柄选择检测过程中的视标显示图形，选择完成后进入下一模块；点击退出则退出复视检测系统；

请再次参阅附图3、附图4和附图5，其中，复视严重程度检测模块检测流程见图3，复视严重程度检测模块检测原理见图4，实际检测过程见图5。

将检测平面固定在视野中心前方，即头位转动不会影响视标在人眼前方的位置，消除检测过程中因头位转动所带来的偏差；

点击返回按键则重新检测上一检测点，点击退出则退出复视检测系统；

根据检测结果，在复视严重程度检测模块，复视检测系统输出阳性复视点及反映该点复视严重程度的数据、通过逻辑算法程序自动判定并输出复视类型至云端服务器；在双眼单视范围检测模块，复视检测系统将可以反映复视范围大小的数据输出至云端服务器；

检测完毕后，数据库读取并调用相应数据绘制检测报告单并输出存储至本地数据库，点击打印则将报告单打印。

需要强调的，检测视标、被检测视标在同一水平面上，检测视标出现在检测平面中，受试者控制被检测视标（与检测视标的大小、形状、材质相同）移动，当受试者将被检测视标移动至与检测视标重合时按下确认键确定该检测点对应的被检测视标实际位置并进入下一检测点，重复上述操作直至检测结束；复视检测系统通过逻辑算法程序自动判定检测视标（x检，y检，z检）、被检测视标（x被检，y被检，z被检）的中心点坐标差异后将其记录为阳性复视点或阴性复视点；

针对阳性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜的数值；

针对阴性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜数值为0。

双眼单视范围检测模块在使用时，需要将检测平面固定在视野中心前方，即头位转动不会影响视标在人眼前方的位置，消除检测过程中因头位转动带来的偏差；

检测前根据检测需求选择合适的视标大小；受试者控制视标移动，使视标从视野中心点向指定方向运动，当运动至出现复视位置或该方向上的视野边界时受试者确认视标的实际位置并进入下一检测方向，重复上述操作直至完成检测；

当确认位置为视野中心点时，则当前检测平面的BSVF输出为0并进入到下一检测平面，选择返回键则重新确认上一检测方向的视标位置；若当前检测方向为第一个检测方向，选择返回键则返回上一检测平面；若当前检测方向为第一个检测平面的第一个检测方向，选择返回键则返回上一检测模块；

检测完毕后输出存储该平面BSVF和BSVD数值，并进入下一检测平面，若处于最后一个检测平面，则结束检测并将所有检测平面的BSVF和BSVD数值输出存储至云端服务器。

需要具体说明的是：双眼单视是指一个物体的物象同时落在双眼视网膜的对应点并经过视觉中枢整合成一个物像，而复视是指一个物体的物象落在双眼视网膜非对应点上，即一个物像在注视眼的黄斑中心凹上，另一个物像则落在偏斜眼的周边视网膜上，使得信息传递到视觉中枢不能融合从而出现复视表现。因此，双眼单视范围的大小可以从侧面反映出复视范围的大小。

在此说明的，检测界面在检测前按需确定检测平面数目及各平面的检测距离，在检测时按由近至远的顺序依次进行检测。

本申请通过3D全景检测虚拟环境，实现精确量化复视严重程度及复视范围的目的，同时解决当前因头部转动影响所带来的检测误差，保证复视检测结果的精确度和准确性。

本申请将VR技术应用在医学复视检测领域中，填补虚拟现实技术在临床复视检测方面的空白。此外，与传统复视检测设备相比，VR设备成本适中，有利于在基层医院进行推广和应用。再有，VR设备的便携性降低了检测者对检测场所的依赖，可以实现在有限的空间内进行远距离、大范围检测的目的，同时降低对临床专业人员辅助的需要，促进医疗资源下沉，满足就诊于基层医院患者对高质量医疗服务的需求。

本申请将复视检测结果以数据信息形式输出存储在云端服务器中，在大数据时代背景下，为全国范围内复视数据库的建立以及资源信息共享提供技术支撑。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于虚拟现实技术的复视检测系统，其特征在于：包括云端服务器、检测装置、软件终端和通信模块；

所述通信模块用于实现数据交换；

所述检测装置包括VR眼镜及操作手柄，VR眼镜与操作手柄之间通过无线连接的方式进行数据交换；

所述软件终端包括信息采集模块、视标类型选择模块、复视严重程度检测模块、双眼单视范围检测模块和检测结果输出存储模块；

所述复视严重程度检测模块用于检测并量化固定位置上的复视严重程度；

所述双眼单视范围检测模块用于检测并量化双眼单视范围、双眼单视距离与复视严重程度；

所述检测结果输出存储模块用于将检测结果输出存储至云端服务器中，并通过在云端数据库中检索关键信息将检测结果输出至报告单相应项目中。

2.一种复视检测系统的使用方法，适用于如权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的复视检测系统，其特征在于，包括如下步骤：

Step1、登入软件后，检查者可通过VR操作手柄输入受试者基本信息，复视检测系统自动存储所输信息并输出至云端服务器；

Step2、检查者控制VR操作手柄选择检测过程中的视标显示图形；

Step3、将检测平面固定在视野中心前方，依次进入复视严重程度检测模块和双眼单视范围检测模块；

Step4、根据检测结果，在复视严重程度检测模块，复视检测系统输出阳性复视点及反映该点复视严重程度的数据、通过逻辑算法程序自动判定并输出复视类型至云端服务器；在双眼单视范围检测模块，复视检测系统将可以反映复视范围大小的数据输出至云端服务器；

检测完毕后，数据库读取并调用相应数据绘制检测报告单并输出存储至本地数据库。

3.根据权利要求2所述的一种复视检测系统的使用方法，其特征在于：

检测前根据检测需求选择合适的视标大小；受试者控制视标移动，使视标从视野中心点向指定方向运动，当运动至出现复视位置或该方向上的视野边界时受试者确认视标的实际位置并进入下一检测方向，重复上述操作直至完成检测；

当确认位置为视野中心点时，则当前检测平面的双眼单视范围（BSVF，指各视标实际位置围成的多边形面积）输出为0并进入到下一检测平面，选择返回键可以重新确认上一检测方向的视标位置；

检测完毕后输出存储可以反映出双眼单视范围大小的数据，即BSVF和双眼单视距离（BSVD，指从视野中心到视标实际位置的距离）数值至云端服务器。

4.根据权利要求2所述的一种复视检测系统的使用方法，其特征在于：复视严重程度检测模块在使用时，在检测平面中的出现检测视标，受试者控制被检测视标移动，当受试者将被检测视标移动至与检测视标重合时按下确认键确定该检测点对应的被检测视标实际位置并进入下一检测点，重复上述操作直至检测结束；

检测视标、被检测视标在同一水平面上，复视检测系统通过逻辑算法程序自动判定检测视标、被检测视标的中心点坐标差异后将其记录为阳性复视点或阴性复视点；

针对阳性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜的数值；

针对阴性复视点，软件记录并存储输出｜x检-x被检｜和｜y检-y被检｜数值为0。

5.根据权利要求3所述的一种复视检测系统的使用方法，其特征在于：检测界面在检测前按需确定检测平面数目及各平面的检测距离，在检测时按由近至远的顺序依次进行检测。

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