CN118203299A - 不同对比度下动态视力检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种不同对比度下动态视力检测系统，该系统包括屏幕、视标显示单元、视标控制单元、数据处理单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元；数据处理单元用于依据检测结果自动计算出动态视力值，计算逻辑为：找到能够正确识别X个动态视标的最小视标大小O1；视标大小比O1小一号的视标为O2，O2能够正确识别的个数为N个；Z为同一大小视标的显示个数；根据公式‑lgO2+(Z‑N)*(0.1/Z)自动计算出动态视力值；数据储存单元用于自动储存包括测试结果在内的测试全过程中的数据；数据输出单元用于按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式自动将结果输出到结果界面。

Description

不同对比度下动态视力检测系统

技术领域

本发明涉及视力检测技术领域，具体涉及一种不同对比度下动态视力检测系统。

背景技术

动态视力定义为当被试者与视觉目标之间存在相对运动时，被试者辨认视觉目标细节的能力，通过特定运动速度下的最小视角对动态视力进行定量评估。目前眼科临床上对患者视觉功能的评估主要局限于静态视功能，包括静态视力、静态对比敏感度等，对动态视功能关注不多。然而，随着手术技术的不断进步、功能性人工晶状体种类日渐丰富以及人们对视觉质量追求的提高，对眼科患者视觉功能的评估手段也需同步更新。动态视力与生活质量息息相关，在日常生活中，运动物体占据了绝大部分视觉目标，良好的动态视力对于优质的生活质量以及人身安全至关重要，因此，传统的静态视功能检测已远不能满足临床需求，动态视功能检查应被纳入眼科患者视功能评估体系中。

此外，动态与静态视觉信号在脑内的传递通路有所不同。静态视觉信息从枕叶发出后经两条通路传递，一条为背侧通路司空间位置信息处理，另一条为腹侧通路司物体识别。动态视觉信息的传递中，初级视皮层、丘脑枕和外侧膝状体神经元发出的动态视觉信号传递至中颞叶视区(MT/V5)。依据大脑不同区域功能的多样性，MT/V5处理后的信号进一步投射到不同的功能区域，从而使我们感受到不同的动态视觉信号。由于传导通路的不同，动态视力检查与静态视力检查在临床上对眼科不同疾病的评估价值也会有所不同，因此对动态视功能进行评估具有十分重要的意义。

另一方面，在某些疾病上，进行动态视力评估相比于静态视力更具有早期诊断价值，从而能改善患者的预后。人类外侧膝状体直接接受来自视网膜的视觉信号，并将视觉信号投射至枕叶视觉中枢。外侧膝状体主要分为6层，内部2层由大细胞组成，称为大细胞层(M)；外部4层由小细胞组成，称为小细胞层(P)。不同的神经元倾向于传递不同的视觉信号，M神经元主要与物体运动速度、位置变化的感知以及大空间尺度上其他快速的视觉变化相关，主要传递高时间频率信号；P神经元则主要与物体形状与颜色的感知相关，主要传递高空间频率低时间频率的视觉信号，因此M通路与运动视觉的产生关系更加密切。同时，不同的眼部病变对不同的神经元产生的损害程度会有所不同，例如早期青光眼患者M通路会选择性受损，因此动态视力可能也会相应地更早受损。

目前眼科临床上常用视标运动的动态视力检查评估患者的动态视功能。视标运动的动态视力检查可分为机械法显示动态视标及计算机显示动态视标。机械法显示动态视标是通过机械装置的运动带动视标运动，此方法的优点为动态视标的显示更接近现实生活中运动的物体，且动态视标的显示不受电脑屏幕刷新频率、响应时间的影响；缺点为视标的显示需要特定的实体机械设备。机械法可细分为驱动装置与视标整体运动及驱动装置不动仅视标运动。驱动装置与视标整体运动的代表为以动力模型车为驱动装载实体视标进行运动。按照标准对数视力表制作大小完全相同的E字视标，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自左向右逐渐缩小排列的多个视标，相邻视标方向不同，使装载车以一定速度在被试者正前方自左向右运动。调整受试者座椅高度使双眼水平位与视标中央保持在同一高度，嘱受试者在保持头部及身体不动的情况下自左向右迅速辨认装载车上运动视标的方向，标记患者最早辨认错误的视标值，记录该视标值的上一行作为动态视力值，重复多次检测取平均值作为最终结果。驱动装置不动仅视标运动的代表为KOWA HI-10(Kowa company,Ltd.,Japan)动态视力检测系统。此系统包括一垂直固定于转盘上的前表面反射镜，转盘的旋转速度可通过一变速电动机控制。使用投影仪投射Landolt-C视标至镜子上，镜面反射视标至白色柱幕上。通过转盘的旋转带动镜子以不同速度旋转，从而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。受试者头部以额托支架固定，嘱受试者辨认视标，记录受试者能辨别视标的最快速度，重复多次检测取平均值作为最终结果。计算机显示动态视标能够根据输入参数运用计算机程序生成不同大小、速度、运动模式的动态LogMAR视标，并使用投影仪将视标放映至受检者正前方的幕布上或直接使用特定的显示器展示，记录受试者在特定速度下能够辨认的最小视标的大小，或者在特定大小下能够识别视标的最快速度。计算机法的优点为无需使用复杂的机械动力装置，且检测方法接近临床上静态视力的检测方法；缺点为动态视标的显示可能受到电脑本身刷新频率和响应时间的影响。以上这些检查方法目前只能显示单一、高对比度的动态视标，即显示背景为白色，视标为黑色，对比度为100％的视标，而日常生活中不同我们观察到的运动物体与其背景之间的对比度不同，因此目前单一对比度视觉目标的动态视力检测方法具有明显的局限性。

对比度指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量，差异范围越大代表对比越大，差异范围越小代表对比越小。光学对比度的计算公式为(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)，其中Lmax为灰度显示器上最亮点的亮度，Lmin为灰度显示器上最暗点的亮度。若不考虑屏幕的伽马值，对比度可以近似线性映射为屏幕的灰度值。人类对于视觉目标的辨认能力受到视标与背景之间的对比度影响。对于具有不同空间频率的视标，人类将其辨认出所需要的对比度阈值不尽相同。目前评估视觉系统辨认物体时空间频率和对比度阈值之间关系的方法主要分为两种，一种是对比敏感度检查，一种是对比度视力检查。对比敏感度检查用于评估识别具有特定空间频率视标所需的对比度阈值。对于选定的空间频率，检查中会依次展示不同对比度下具有该空间频率的图片让被试者进行辨认，对比度逐渐减小，直到测试出被试者能够识别出视标所需的最小对比度。临床上常用的对比敏感度仪为VECTOR VISION CSV—1000E型对比敏感度仪，可用于白内障患者术前术后视觉质量的评估、弱视训练的评估等。对比度视力则是评估特定对比度下能够识别出的最小视标。对于选定的对比度，检查中会依次展示不同分辨角下具有该对比度的静态视标，分辨角逐渐减小，直到测试出被试者能够识别出的最小分辨角。临床眼科常用的有10％，30％和50％对比度的视力表。此类方法仅能评估静态视觉中的空间频率与对比度阈值的关系，而日常生活中我们周围的物体常常与观察者之间存在相对运动，不同视标常常具有不同的时间频率。而在视觉信号的输入过程中，需要对时、空频率进行整合，而不仅是空间频率。目前缺乏评估动态视觉中空间频率与对比度阈值关系的方法。

本申请的申请人之前发明的动态对比敏感度测试能够在检查过程中显示具有不同空间频率、时间频率、运动方向和对比度的正弦条纹。在测试的过程中，对于具有特定空间频率和时间频率的运动正弦条纹视标，我们会依次展示具有不同对比度的视标，让被试者辨认其运动方向，逐渐降低对比度，直到被试者无法辨认其运动方向，从而测试出被试者对于特定空间频率和时间频率视标识别的对比度阈值。该检查方式针对特定空间、时间频率下视标的对比度阈值进行评估，涉及因素过多，不便于测试和推广。另一方面其视标为正弦条纹，与目前眼科传统应用的视标有所不同。

综上所述，现有技术中的缺点主要包括：

1)眼科临床应用的动态视力检查方法大多数是利用屏幕显示具有一定运动速度和运动方向的单一、高对比度动态视标，即测试背景为白色，视标为黑色，对比度100％，被检查者距离屏幕一定距离，同时判断运动视标的细节。该类检测方案仅能检测患者单一、高对比度的动态视力，而生活中我们观察到的运动物体对比度不同，因此这种检测方法无法全面地反映动态视功能。目前尚缺乏可以检测不同对比度动态视力的检查方法。

2)目前的对比度视力检查用于评估特定对比度下能够识别出的最小视标。常用的对比度包括10％，30％和50％等低对比度。应用的视标为静态视标。而日常生活中我们周围的视标大多相对于观察者具有相对运动，因此仅基于静态视标进行评估具有明显的局限性。另外，在视觉信号的输入过程中，需要对时间和空间进行整合，而不仅是空间频率。目前缺乏评估动态视觉中空间频率与对比度阈值关系的方法。

3)本申请的申请人之前发明的动态对比敏感度测试能够在检查过程中显示具有不同空间频率、时间频率、运动方向和对比度的正弦条纹。该检查方式针对特定空间、时间频率下视标的对比度阈值进行评估，涉及因素过多，不便于测试和推广。另一方面其视标为正弦条纹，与目前眼科传统应用的视标有所不同。

因此，为了解决以上缺点，本发明将动态视力检查与对比度视力检查结合起来，从而得到可见检测辨认不同对比度视标的动态视力检测系统。

发明内容

本发明旨在提供一种不同对比度下动态视力检测系统，所要解决的技术问题至少包括如何将动态视力检查与对比视力度检查结合起来，提供一种能够在眼科临床诊疗过程中便于测试不同对比度动态视标的动态视力检测系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种不同对比度下动态视力检测系统，包括屏幕、视标显示单元、视标控制单元、数据处理单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元，所述的视标显示单元、视标控制单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元均与所述的数据处理单元连接；

所述的视标显示单元用于在屏幕上展示自左向右水平运动的动态的视标；视标的对比度能够根据测试需要进行调整；

所述的视标控制单元能够根据实际使用的屏幕的宽度自动对视标每秒移动的像素点以及视标大小即视标所占的像素值进行调整；

所述的数据处理单元用于依据检测结果自动计算出动态视力值，计算逻辑为：找到能够正确识别X个动态视标的最小视标大小O1；视标大小比O1小一号的视标为O2，O2能够正确识别的个数为N个；Z为同一大小视标的显示个数；根据公式-lgO2+(Z-N)*(0.1/Z)自动计算出动态视力值；

所述的信息采集单元用于采集视标相关信息(包括视标速度、视标大小和视标对比度)、判定器输入的信息、被试者的相关信息(包括被试者的ID)和屏幕相关信息(包括屏幕宽度)；

所述的数据储存单元用于自动储存包括测试结果在内的测试全过程中的数据，包括被试者ID、屏幕宽度、视标对比度、相应对比度下按照顺序显示所有展示过的视标的大小和速度、实际显示的视标开口方向以及被试者判断的视标开口方向；

所述的数据输出单元用于在测试完某一视标对比度或某一视标运动速度下的动态视力、并按照公式计算出动态视力值后，按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式自动将结果输出到结果界面。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还包括测试用的电脑、集成控制面板和判定器；所述的屏幕与电脑相连，用于显示不同对比度的动态视标；所述的判定器与电脑和屏幕相连，用于被试者判定所显示的视标的方向；所述的集成控制面板与电脑相连，用于控制动态视力视标的显示；所述的电脑与其他各个组件相连，用于运行检测程序显示动态视标，接受判定器按下的方向判定正确还是错误，接受集成控制面板的控制信息。

优选地，所述的测试用电脑和屏幕的要求根据测试视标的运动速度来选择。

优选地，当视标的运动速度小于50度/秒时，选择刷新频率为60Hz的屏幕，屏幕的响应时间小于2ms。

优选地，当视标的运动速度大于50度/秒时，选择刷新频率为144Hz或200Hz的屏幕，屏幕的响应时间小于1ms。

优选地，测试时屏幕的亮度不低于200cd/m²。

优选地，所述的判定器上共设置有四个按键，按键上分别画有朝向上、下、左、右的箭头，代表字母开口方向，判定器由被试者拿在手中，在被试者看到屏幕上面显示的动态视标后，按下与其判断的动态视标开口方向相对应的按键，再由电脑程序对比实际显示的视标和被试者判定的视标，从而自动判定被试者辨认的对错。

优选地，所述的集成控制面板用于控制动态视标的显示，包括动态视标方向控制模块、速度控制模块、大小控制模块和对比度控制模块；其中，按下动态视标方向控制模块中的上下左右键后会在屏幕上显示出相应开口方向的视标，按下上下左右方向键中央的按键后会随机出现开口朝向某一方向的视标；速度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应速度增加和减少相应的速度值；大小控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值；对比度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值。

优选地，所述的电脑运行的程序具有多功能模块，用于根据设定的参数在屏幕上显示沿特定方向、按一定速度、一定对比度、具有一定大小的动态视标；用于接受判定器按下的方向判定信息，并与视标控制单元输入的信息进行比对，从而判断被试者的判断是正确还是错误；电脑还能够接受集成控制面板的输入控制信息，用于对输入信息进行处理，从而根据输入参数调整视标和显示视标。

优选地，使用的所述动态视标为开口朝向上、下、左或右四个方向的大写字母E，字母的外形设计同标准对数视力表，即采用三划等长的正方形E型视标，其每一笔划或空隙均为正方形边长的1/5。

优选地，所述的视标显示单元在集成控制面板的控制下显示动态视标，字母E沿水平方向从屏幕的最左运动到最右一次，在运动到最右之后消失。

所述的视标控制单元使得本发明所述的不同对比度下动态视力检测系统具备自动调整功能。由于本申请使用的视标的速度的单位为度(视角)/秒，因此需转化为每次刷新移动多少像素才能让电脑实现。假设屏幕的刷新频率为f，则刷新一次所需的时间即为1/f秒，当视标运动的速度为v度/秒时，刷新一次视标运动的视角θ＝v/f度＝(π/180)*(v/f)rad。在测试开始前预先输入测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则刷新一次视标运动的像素值P₁＝tan(θ/2)×D×2×(P/L)。

假设输入的视标大小(以小数法表示)的倒数为w₁，则该视标形成的视角为5w₁。假设测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则视标所占像素值p’＝tan(5w₁×π/2×180)×D×2×(P/L)。

优选地，所述的视标控制单元还具备视标大小和速度切换功能，能够使在屏幕上展示的视标在不同的相邻大小和速度的视标之间进行切换。

优选地，视标的大小的切换功能的具体实现方法为：预先按照标准对数视力表中的视标大小设定一系列的动态视标大小，其中包括0.1,0.125,0.16,0.2,0.25,0.32,0.4,0.5,0.625,0.8,1.0,1.25和1.6；预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示的视标大一号或小一号的视标即大小切换间隔为1；实现方式为按下集成控制面板中的大小切换按键，从而实现视标大小的快速切换。

优选地，视标的速度的切换功能的具体实现方法为：预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示的视标的运动速度快5度/秒或慢5度/秒；实现方式为按下集成控制面板中的速度切换按键，从而实现视标运动速度的快速切换。

优选地，所述的视标控制单元还具备视标对比度快速切换功能；光学对比度的计算公式为(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)，其中Lmax为灰度显示器上最亮点的亮度，Lmin为灰度显示器上最暗点的亮度；动态视标的对比度的显示范围为0～100％，将动态视标的对比度中的0～100％与动态视标的RGB值(X，X，X)从(0，0，0)～(255，255，255)一一线性映射，从而实现不同对比度的动态视标的显示。

本发明还提供一种不同对比度下动态视力检测系统的动态视力检测方法，包括以下步骤：

(1)测试前准备：打开并连接电脑、屏幕、集成控制面板和判定器，在电脑上运行测试软件，跳转到预设置界面，输入患者ID及测试屏幕宽度；调整被试者的座椅位置，用卷尺测量座椅到屏幕的距离以保证测试距离的准确性；调整被试者的座椅的高度，使被试者能够平视视标；点击“确定”，跳转到预训练设置界面，预训练设置界面上的设置内容包括是否进行预训练、预训练视标大小、视标速度和视标对比度，点击“确定”进入初始值设置界面；若直接点击不进行预训练则无需输入预训练视标大小、视标速度及视标对比度，直接跳转到初始值设置界面；初始值设置界面上的设置内容包括初始视标大小、初始视标速度、初始视标对比度、视标大小切换间隔、视标速度切换间隔、视标对比度切换间隔、视标显示间隔、同一大小视标显示个数Z、选择第二逻辑时切换到大小小一号的视标时正确判断的个数X、选择第一逻辑时检测终止的视标大小Y和自动测试模式逻辑；自动测试模式逻辑包括第一逻辑即每个大小视标显示Z个后切换为小一号视标，直到视标大小Y测试终止；第二逻辑即若每个大小视标判断正确X个，则切换到大小小一号视标，直到出现被试者无法正确判断X个视标的最小号视标；设定完成后，点击初始值设置界面的“确定”进入下一界面，若预训练设置界面中选择不进行预训练则直接进入测试界面，否则进入预训练界面；按照预训练设置内容，手动按下集成控制面板上的按键显示动态视标，指导被试者观察并充分了解字母运动的模式，完成预训练后点击“确定”进入测试界面；

(2)正式测试：按下测试界面中的“开始测试”，嘱咐被试者看到屏幕上面显示的动态视标后，按下与其判断的动态视标开口方向相对应的按键，电脑会自动判定被试者识别的对错；若直到字母在屏幕右侧消失，被试者都未按下判定器的任何按键，则自动判定被试者判断错误；按照预设的逻辑自动完成一次检测后，根据公式自动计算出动态视力值显示在计算栏的DVA(动态视力)中，并自动按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式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；测试完一个视标速度下的动态视力后，使用集成控制面板调整视标速度和对比度，重复以上步骤，从而测试不同视标速度和不同对比度下的动态视力；

(3)测试完成后按下ESC退出测试界面进入结果界面，查看所有输出结果以及动态视力曲线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明所述的不同对比度下动态视力检测系统将对比敏感度检测与利用计算机屏幕显示动态视标的动态视力检查方法结合起来，从而得到测试人眼观察不同对比度视觉目标动态视力的检查方法。本发明一方面可以方便有效地检测被试者观察不同对比度视觉目标的动态视力；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。

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是本发明所述的判定器的结构示意图。

图2是本发明所述的集成控制面板的结构示意图。

图3是本发明所述的不同对比度下动态视力检测系统的各模块连接示意图。

图4a是本发明在高对比度下的测试界面示意图。

图4b是本发明在低对比度下的测试界面示意图。

图5是预训练设置界面示意图。

图6是初始值设置界面示意图。

图7是提示已完成输出示意图。

图8是结果界面示意图。

图9是预设值界面示意图。

图10是预训练界面示意图。

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10所示，本发明所述的不同对比度下动态视力检测系统包括屏幕、视标显示单元、视标控制单元、数据处理单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元，所述的视标显示单元、视标控制单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元均与所述的数据处理单元连接；

所述的视标显示单元用于在屏幕上展示自左向右水平运动的动态的视标；视标的对比度能够根据测试需要进行调整；

所述的视标控制单元能够根据实际使用的屏幕的宽度自动对视标每秒移动的像素点以及视标大小即视标所占的像素值进行调整；

所述的数据处理单元用于依据检测结果自动计算出动态视力值，计算逻辑为：找到能够正确识别X个动态视标的最小视标大小O1；视标大小比O1小一号的视标为O2，O2能够正确识别的个数为N个；Z为同一大小视标的显示个数；根据公式-lgO2+(Z-N)*(0.1/Z)自动计算出动态视力值；

所述的信息采集单元用于采集视标相关信息(包括视标速度、视标大小和视标对比度)、判定器输入的信息、被试者的相关信息(包括被试者的ID)和屏幕相关信息(包括屏幕宽度)；

所述的数据储存单元用于自动储存包括测试结果在内的测试全过程中的数据，包括被试者ID、屏幕宽度、视标对比度、相应对比度下按照顺序显示所有展示过的视标的大小和速度、实际显示的视标开口方向以及被试者判断的视标开口方向；

所述的数据输出单元用于在测试完某一视标对比度或某一视标运动速度下的动态视力、并按照公式计算出动态视力值后，按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式自动将结果输出到结果界面。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还包括测试用的电脑、集成控制面板和判定器；所述的屏幕与电脑相连，用于显示不同对比度的动态视标；所述的判定器与电脑和屏幕相连，用于被试者判定所显示的视标的方向；所述的集成控制面板与电脑相连，用于控制动态视力视标的显示；所述的电脑与其他各个组件相连，用于运行检测程序显示动态视标，接受判定器按下的方向判定正确还是错误，接受集成控制面板的控制信息。

测试用电脑和屏幕的要求应根据测试视标的运动速度来选择：较低速的测试(视标运动速度小于50度/秒)可选择刷新频率60Hz的屏幕，市面上大多数电脑或屏幕均能满足需要；若需进行更高速的测试(视标运动速度大于50度/秒)的动态视力进行测试，则需要更高刷新频率的屏幕支持，例如144Hz或200Hz。测试屏幕的响应时间小于2ms，对于测试高速运动的视标，建议测试屏幕相应时间小于1ms。测试时屏幕亮度不应低于200cd/m²，屏幕亮度力求均匀、恒定、无反光、不眩目。

判定器(见图1)上共四个按键，按键上分别画有朝向上、下、左、右的箭头，代表字母开口方向，判定器由被试者拿在手中，在被试者看到屏幕上面显示的动态视标后，按下与其判断的动态视标开口方向相对应的按键，再由电脑程序对比实际显示的视标和被试者判定的视标，从而自动判定被试者辨认的对错。

集成控制面板(见图2)用于控制动态视力的显示，包括动态视标方向控制模块、速度控制模块、大小控制模块和对比度控制模块。其中，按下动态视标方向控制模块中的上下左右键后会在屏幕上显示出相应开口方向的视标，按下上下左右方向键中央的按键后会随机出现开口朝向某一方向的视标。速度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应速度增加和减少相应的速度值。大小控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值。对比度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值。

电脑与其他各个组件相连。电脑运行的程序具有多功能模块，用于根据设定的参数在屏幕上显示沿特定方向、按一定速度、一定对比度、具有一定大小的动态视标；用于接受判定器按下的方向判定信息，并与视标控制单元输入的信息进行比对，从而判断被试者的判断是正确还是错误；电脑还能够接受集成控制面板的输入控制信息，用于对输入信息进行处理，从而根据输入参数调整视标和显示视标。

测试环境光线应较暗为宜，避免强光或日光直射屏幕。环境温度应较为适宜，以被试者感到舒适为标准。

优选地，使用的所述动态视标为开口朝向上、下、左或右四个方向的大写字母E，字母的外形设计同标准对数视力表，即采用三划等长的正方形E型视标，其每一笔划或空隙均为正方形边长的1/5。

优选地，所述的视标显示单元在集成控制面板的控制下显示动态视标，字母E沿水平方向从屏幕的最左运动到最右一次，在运动到最右之后消失。

所述的视标控制单元使得本发明所述的不同对比度下动态视力检测系统具备自动调整功能。由于本申请使用的视标的速度的单位为度(视角)/秒，因此需转化为每次刷新移动多少像素才能让电脑实现。假设屏幕的刷新频率为f，则刷新一次所需的时间即为1/f秒，当视标运动的速度为v度/秒时，刷新一次视标运动的视角θ＝v/f度＝(π/180)*(v/f)rad。在测试开始前预先输入测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则刷新一次视标运动的像素值P₁＝tan(θ/2)×D×2×(P/L)。

假设输入的视标大小(以小数法表示)的倒数为w₁，则该视标形成的视角为5w₁。假设测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则视标所占像素值p’＝tan(5w₁×π/2×180)×D×2×(P/L)。

优选地，所述的视标控制单元还具备视标大小和速度切换功能，能够使在屏幕上展示的视标在不同的相邻大小和速度的视标之间进行切换。

优选地，视标的大小的切换功能的具体实现方法为：预先按照标准对数视力表中的视标大小设定一系列的动态视标大小，其中包括0.1,0.125,0.16,0.2,0.25,0.32,0.4,0.5,0.625,0.8,1.0,1.25和1.6；预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示的视标大一号或小一号的视标即大小切换间隔为1；实现方式为按下集成控制面板中的大小切换按键，从而实现视标大小的快速切换。当前的视标大小可以在测试界面下方的状态栏中呈现(见图4)。

优选地，视标的速度的切换功能的具体实现方法为：预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示的视标的运动速度快5度/秒或慢5度/秒；实现方式为按下集成控制面板中的速度切换按键，从而实现视标运动速度的快速切换。当前的运动速度可以在测试界面下方的状态栏中呈现(见图4)。

优选地，所述的视标控制单元还具备视标对比度快速切换功能。

光学对比度的计算公式为(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)，其中Lmax为灰度显示器上最亮点的亮度，Lmin为灰度显示器上最暗点的亮度。若不考虑屏幕的伽马值，对比度可以近似线性映射为屏幕的灰度值。本申请中动态视标的对比度的显示范围为0～100％，将视标的对比度中的0～100％与视标的RGB值(X，X，X)从(0，0，0)～(255，255，255)一一线性映射，从而实现不同对比度动态视标的显示(图4a、4b展示出了高对比度、低对比度的视标)。

其中视标对比度快速切换功能的具体实现方法为：预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示视标对比度增加1％或减少1％。实现方式为按下集成控制面板中的对比度切换按键，从而实现视标对比度的快速切换。当前的对比度可以在测试界面下方的状态栏中呈现(见图4a、4b)。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还具备自动测试功能；自动测试过程包括预训练和正式测试，其中预训练设置界面(见图5)的设置内容包括是否进行预训练，预训练视标大小、视标速度、视标对比度，预训练时测试者需手动按下集成控制面板上的视标方向按钮来显示视标，指导被试者了解测试方法。初始值设置界面(见图6)的设置内容包括初始视标大小、初始视标速度、初始视标对比度、视标大小切换间隔、视标速度切换间隔、视标对比度切换间隔、视标显示间隔、同一大小视标显示个数Z、选择第二逻辑时切换到大小小一号的视标时正确判断的个数X、选择第一逻辑时检测终止的视标大小Y、自动测试模式逻辑(包括第一逻辑：每个大小视标显示Z个后切换为小一号视标，直到视标大小Y测试终止；第二逻辑：若每个大小视标判断正确X个，则切换到大小小一号视标，直到出现被试者无法正确判断X个视标的最小号视标)。第一逻辑需设定检测终止的视标大小，在测试的过程中每种大小的视标显示数目均达到所需显示的最大数目，直到达到设定的检测终止视标大小。第二逻辑需设定每种视标大小下切换视标大小所需判断正确的视标数目，在测试的过程中一旦被试者识别正确的视标数目达到设定的数目，则立刻切换到小一号的视标，以此类推，直到特定视标大小下显示数目达到最大数目时被试者识别正确数目无法达标。点击“开始测试”后，按照预设的参数自动完成一次试验。完成本次试验后即可自动输出结果。正式测试在具备自动测试功能的同时，也可选择手动测试。选择初始值设置界面中“手动测试”后，正式测试时则进入手动测试模式，测试者可根据自己的需求手动按下集成控制面板上的按钮来显示不同方向、速度、大小和对比度的动态视标。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还具备测试结果自动储存功能，测试全过程中的数据都会被自动记录下来，包括被试者ID、屏幕宽度、视标对比度、相应对比度下按照顺序显示所有展示过的视标的大小和速度，实际显示的视标开口方向以及被试者判断的视标开口方向；测试完成后以上数据会自动储存在预设的文件夹中。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还具备计算功能，能够依据检测结果自动计算出动态视力值。上述两种自动测试逻辑(即第一逻辑和第二逻辑)均使用同一计算逻辑。计算逻辑为：1.找到可以正确识别X个动态视标的最小视标大小O1；2.视标大小比O1小一号的视标为O2，O2能够正确识别的个数为N个；3.根据公式-lgO2+(Z-N)*(0.1/Z)自动计算出动态视力值，并将结果显示在计算栏的DVA(动态视力)中。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还具备输出功能，即在完成一次测试(即测试完某一视标对比度、某一视标运动速度下的动态视力)，并按照公式计算出动态视力值后，即可按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”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(见图7)，完成后即可进行不同速度、不同对比度的测试。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(见图8)。

优选地，所述的不同对比度下动态视力检测系统还具备自动描点绘图功能，能够依据输出的结果在以动态视力值为纵坐标、对比度为横坐标的坐标系中以视标运动速度区分自动使用不同种类的标记进行描点；完成描点后，自动将相同的标记依次连接起来，并将结果显示在结果界面输出结果的下方。

本发明还提供一种不同对比度下动态视力检测系统的动态视力检测方法，包括以下步骤：

(1)测试前准备：打开并连接电脑、屏幕、集成控制面板和判定器，在电脑上运行测试软件，跳转到预设置界面(见图9)，输入患者ID及测试屏幕宽度。调整被试者的座椅位置，用卷尺测量座椅到屏幕的距离以保证测试距离的准确性。调整被试者的座椅的高度，使被试者能够平视视标。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、预训练视标大小、视标速度和视标对比度，点击“确定”进入初始值设置界面(若直接点击不进行预训练则无需输入预训练视标大小、视标速度及视标对比度，直接跳转到初始值设置界面)，设置内容包括初始视标大小、初始视标速度、初始视标对比度、视标大小切换间隔、视标速度切换间隔、视标对比度切换间隔、视标显示间隔、同一大小视标显示个数Z、选择第二逻辑时切换到大小小一号的视标时正确判断的个数X、选择第一逻辑时检测终止的视标大小Y、自动测试模式逻辑(包括第一逻辑即每个大小视标显示Z个后切换为小一号视标，直到视标大小Y测试终止；第二逻辑即若每个大小视标判断正确X个，则切换到大小小一号视标，直到出现被试者无法正确判断X个视标的最小号视标)。设定完成后，点击初始值设置界面的“确定”进入下一界面，若预训练设置界面中选择不进行预训练则直接进入测试界面，否则进入预训练界面(见图10)。按照预训练设置内容，手动按下集成控制面板上的按键显示动态视标，指导被试者观察并充分了解字母运动的模式，完成预训练后点击“确定”进入测试界面。

(2)正式测试：按下测试界面中的“开始测试”，嘱咐被试者看到屏幕上面显示的动态视标后，按下与其判断的动态视标开口方向相对应的按键，电脑会自动判定被试识别的对错。若直到字母在屏幕右侧消失，被试者都未按下判定器的任何按键，则程序自动判定被试者判断错误。程序按照预设的逻辑自动完成一次检测后，根据公式自动计算出动态视力值显示在计算栏的DVA(动态视力)中，并自动按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式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。测试完一个视标速度下的动态视力后，使用集成控制面板调整视标速度和对比度，重复上述步骤，从而测试不同视标速度和不同对比度下的动态视力。

(3)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视力曲线。

(4)按下Q退出程序。

本发明的关键点包括：

1、观察不同对比度视觉目标的动态视力的测试方案。

2、使用集成控制面板统一调控动态视标大小、速度和对比度。

3、观察不同对比度视觉目标的动态视力检测程序的自动测试功能。

4、方便快捷地评估被试者观察不同对比度视觉目标的动态视力，从而更好地了解患者在实际生活中的视觉状态。

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 (10)

1.一种不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的不同对比度下动态视力检测系统包括屏幕、视标显示单元、视标控制单元、数据处理单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元，所述的视标显示单元、视标控制单元、信息采集单元、数据储存单元和数据输出单元均与所述的数据处理单元连接；

所述的视标显示单元用于在屏幕上展示自左向右水平运动的动态的视标；视标的对比度能够根据测试需要进行调整；

所述的视标控制单元能够根据实际使用的屏幕的宽度自动对视标每秒移动的像素点以及视标大小即视标所占的像素值进行调整；

所述的数据处理单元用于依据检测结果自动计算出动态视力值，计算逻辑为：找到能够正确识别X个动态视标的最小视标大小O1；视标大小比O1小一号的视标为O2，O2能够正确识别的个数为N个；Z为同一大小视标的显示个数；根据公式-lgO2+(Z-N)*(0.1/Z)自动计算出动态视力值；

所述的信息采集单元用于采集视标相关信息、判定器输入的信息、被试者的相关信息和屏幕相关信息；

所述的数据储存单元用于自动储存包括测试结果在内的测试全过程中的数据，包括被试者ID、屏幕宽度、视标对比度、相应对比度下按照顺序显示所有展示过的视标的大小和速度、实际显示的视标开口方向以及被试者判断的视标开口方向；

所述的数据输出单元用于在测试完某一视标对比度或某一视标运动速度下的动态视力、并按照公式计算出动态视力值后，按照“对比度，动态视力值，视标运动速度”的格式自动将结果输出到结果界面。

2.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的不同对比度下动态视力检测系统还包括测试用的电脑、集成控制面板和判定器；所述的屏幕与电脑相连，用于显示不同对比度的动态视标；所述的判定器与电脑和屏幕相连，用于被试者判定所显示的视标的方向；所述的集成控制面板与电脑相连，用于控制动态视力视标的显示；所述的电脑与其他各个组件相连，用于运行检测程序显示动态视标，接受判定器按下的方向判定正确还是错误，接受集成控制面板的控制信息。

3.根据权利要求2所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的判定器上共设置有四个按键，按键上分别画有朝向上、下、左、右的箭头，代表字母开口方向，判定器由被试者拿在手中，在被试者看到屏幕上面显示的动态视标后，按下与其判断的动态视标开口方向相对应的按键，再由电脑程序对比实际显示的视标和被试者判定的视标，从而自动判定被试者辨认的对错。

4.根据权利要求2所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的集成控制面板用于控制动态视标的显示，包括动态视标方向控制模块、速度控制模块、大小控制模块和对比度控制模块；其中，按下动态视标方向控制模块中的上下左右键后会在屏幕上显示出相应开口方向的视标，按下上下左右方向键中央的按键后会随机出现开口朝向某一方向的视标；速度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应速度增加和减少相应的速度值；大小控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值；对比度控制模块中根据预设的参数，按上下键分别对应视标大小增加和减少相应值。

5.根据权利要求2所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的电脑运行的程序具有多功能模块，用于根据设定的参数在屏幕上显示沿特定方向、按一定速度、一定对比度、具有一定大小的动态视标；用于接受判定器按下的方向判定信息，并与视标控制单元输入的信息进行比对，从而判断被试者的判断是正确还是错误；电脑还能够接受集成控制面板的输入控制信息，用于对输入信息进行处理，从而根据输入参数调整视标和显示视标。

6.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，使用的所述动态视标为开口朝向上、下、左或右四个方向的大写字母E，字母的外形设计同标准对数视力表，即采用三划等长的正方形E型视标，其每一笔划或空隙均为正方形边长的1/5。

7.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的视标显示单元在集成控制面板的控制下显示动态视标，字母E沿水平方向从屏幕的最左运动到最右一次，在运动到最右之后消失。

8.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的不同对比度下动态视力检测系统具备自动调整功能；假设屏幕的刷新频率为f，则刷新一次所需的时间即为1/f秒，当视标运动的速度为v度/秒时，刷新一次视标运动的视角θ＝v/f度＝(π/180)*(v/f)rad；在测试开始前预先输入测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则刷新一次视标运动的像素值P₁＝tan(θ/2)×D×2×(P/L)；假设输入的视标大小的倒数为w₁，则该视标形成的视角为5w₁；假设测试距离为D、屏幕宽度为L、屏幕水平方向上总像素值为P，则视标所占像素值p’＝tan(5w₁×π/2×180)×D×2×(P/L)。

9.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的视标控制单元还具备视标大小和速度切换功能，能够使在屏幕上展示的视标在不同的相邻大小和速度的视标之间进行切换；视标的大小的切换功能的具体实现方法为：预先按照标准对数视力表中的视标大小设定一系列的动态视标大小，其中包括0.1,0.125,0.16,0.2,0.25,0.32,0.4,0.5,0.625,0.8,1.0,1.25和1.6；预先在初始值设置界面设置切换策略，切换策略可调，常用的切换策略为切换到比当前显示的视标大一号或小一号的视标即大小切换间隔为1；实现方式为按下集成控制面板中的大小切换按键，从而实现视标大小的快速切换。

10.根据权利要求1所述的不同对比度下动态视力检测系统，其特征在于，所述的视标控制单元还具备视标对比度快速切换功能；光学对比度的计算公式为(Lmax-Lmin)/(Lmax+Lmin)，其中Lmax为灰度显示器上最亮点的亮度，Lmin为灰度显示器上最暗点的亮度；动态视标的对比度的显示范围为0～100％，将动态视标的对比度中的0～100％与动态视标的RGB值(X，X，X)从(0，0，0)～(255，255，255)一一线性映射，从而实现不同对比度的动态视标的显示。