CN1210454A - 用于确定眼球反应信号图形的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定眼球反应信号图形的方法和设备。任务是以高效率和高可靠性测量视网膜的反应图形。其方案是,所述平面上有产生刺激的由子平面组成的发光图形,对每个子平面根据一个分配给它的数字化时间函数进行明暗控制,而且对眼球的整体反应进行测量,并根据该反应利用数字化时间函数进行正交相关函数计算,得出对应于各个子平面的眼球反应函数分量。应用了相同的封闭的时间段,以分别提供一个可赋值的子结果。

Description

用于确定眼球反应信号图形的方法和设备

本发明涉及用于确定眼球反应信号图形的方法和设备，其中有一个设置在眼球前方的平面是一个由子平面组成的发光图形，用于对眼球发出刺激，其中对每个子平面根据一个分配给它的数字化时间函数进行明暗控制，并且对眼球的整体反应进行测量。

所测定的眼球反应信号图形可表示视网膜敏感度的客观分布情况，从而对眼睛的视力作出判断。通过这种检查可以早期发现和诊断眼科疾病，例如青光眼。通过这种检查特别可以确定视网膜的局部缺陷。

目前有许多以主观判断为基础的检查方法，在这些方法中，接受检查的患者是通过口述对测量情况进行评价的。在所有这些方法中，患者均被集成在测量过程内，即让患者作出口述，说明他是否感觉到以及怎样感觉到某种特定的刺激。

做为客观的测量方法有一种视网膜电描记录法(ERG)，在该方法中，通过一个电极从眼球上取得反应信号，该信号是用其时间曲线表示的，并对该信号进行处理。为了实现对眼睛的刺激，使用了一次性的闪光或者明暗顺序闪光(闪光ERG)。这样便可确定整个视网膜表面的平均值。在接收渐变电位(evozierter Potentiale)时，电极要固定在头部特定的位置上，并且所测定的信号对应于测量位置上的神经束所出现的反应。有关的细节可参见于尔格(J.Joerg)和希尔舍(H.Hielscher)在其《临床和开业诊疗中的渐变电位》一书(施普林格出版社)中所做的公开。

为确定视网膜敏感性的图形，原则上存在的可能性是，通过发出对应于各个子平面的单个光刺激，对视网膜上的子平面进行刺激，并且测量视网膜的反应。因为必须构成中间值以减小测量误差，所以这种方法所需的测量时间之长令人无法承受。

在专利说明书US 5382987中建议了一种眼底镜检查设备的耦合装置，它基于一种三元麦克斯韦尔观察系统，用视野检查装置对眼球的视网膜进行光学检查，以确定眼球的视野范围，其中所选定的视网膜的局部对光谱的敏感性可利用视网膜电描记录法测量，为使用该法必须将刺激图形转移的视网膜上。利用这种方法可以测量视网膜的局部的敏感性以及测量视网膜整体图形。对于用测量技术检查视网膜的所有局部而言，所需的检查时间之长也令人无法承受。

丹尼尔R.比得斯(Daniel R.Peters)和约翰塔博拉(John Tabola)在专利说明书US 5233373中给出了一种方案，其中使用一种具有光学调制器的激光投影机在视网膜上产生一个亮度图形，以进行图形视网膜电描记录法(PERG)的测量。这样可仅仅对选择出来的一部分视网膜表面进行检查，并且检查若干个表面的工作只能顺序进行。

R.理查得森(R.Richardson)在专利说明书EP 0375737中给出了一种改进的方法及其所属的设备，用以确定视网膜表面对刺激的反应函数分布情况。其中的视网膜在视野中对刺激的整体反应被记录下来，该方法中的刺激是通过一系列图形构成的，其强度在水平方向上和垂直方向上变化。做为实例使用了一种按照正弦或者余弦形态分布的密度，并且通过从所测得的整体信号的反变换，计算出视网膜平面上的敏感性分布情况。这种方法的缺点是，测量误差在确定各个系数时不能被识别出来，所以各个测量误差对整个分布函数的计算产生了不利影响。这种方法的另一个缺点是，分辨率必须和敏感性分布的最大密度相匹配，然而该密度却局限在一个非常狭窄的范围内。

在专利说明书US 5539482中给出了一种方法，其中的刺激图形由若干个四边形组成，这些四边形的尺寸从中央向四周逐渐增加，其亮度曲线通过处在10Hz至45Hz范围内的不同频率进行控制。在所给出的实施例中，采用9个同时调制亮度的四边形工作，并且用傅立叶变换对所测得的信号进行处理。这种方法的优点是，通过尼奎斯特频率的测量汇集下层神经节细胞的影响。这种方法的缺点是，为了确定尼奎斯特频率，必须进行多次测量，这些测量具有不同的调制频率分布。并且每个频率分布的测量时间必须选择得足够长，从而在每个频率上能够得到明确的结果。该方法中提出可以最大扩展到32个“区”。所以在这种扩展中该方法本身相对于所检查的子平面只能达到很低的分辨率。

E.E.苏特(E.E.Sutter)和D.特兰(D.Tran)在视觉研究杂志(英国，第32卷，第3期，第433-446页，1992年)中给出了另外一种方法，利用该方法可以得到相对良好的结果。为了确定ERG分量的图形，使用了一种数字化方法，在该方法中使用了六边形做为刺激图形，其时间上的亮度曲线通过m序列控制。该方法中使用了241个六边形，它们的尺寸从中间点向外递增。这样便产生了不均匀的分布函数密度。所测量的是眼球的整体反应信号，并且通过相应的m序列进行正交相关函数的计算，从而计算出对应的六边形的信号曲线。通过利用相应子平面范围的平均值对信号曲线进行加权，便可以在确定信号曲线内包含的有用信号振幅时，减小干扰。为了进行测量，m序列使用了65535位的长度，其相互之间始终错开256位。当图形交变频率为67Hz时，整个测量大约持续16分钟，测量被分割成32个时间段，相当于每隔30秒进行一次，包括重叠时间在内。这种方法的第一个缺点是，只能在有限范围内提供精确的结果，即视网膜在对刺激的线性反应中的反应函数。这种相关性在图形重复频率为67Hz时只能部分地实现，并且只能在短余辉显象管上出现。这种方法的第二个缺点是，对信号曲线必须进行主观监测，而且发现干扰时，例如由于冲击电流(Lidschlag)或者电极接触不良时，必须重复相应的时间段。然而该方法最主要的缺点在于，没有可能对各个时间段的中间结果进行判断，而且只能在测量结束时，即在产生了所有时间段的测量值后才有可能检查测量结果，并对这些结果进行评价，所以如果干扰没有被发现的话，就必须重复进行整个测量。

在美国专利说明书US 4846567中，苏特已经给出了该方法的基本原理。根据该方法，做为刺激所使用的是由可被激活的象素组成的平方阵列显示器，其中的象素由m序列随时间变化的亮度曲线控制。各个反应信号通过正交相关函数进行计算。这里也采用了长度为2¹⁶-1=65535的m序列，该序列相互之间分别错开256位。同样，该方法也建议将整个测量分割成大约20-40秒的时间段。所以该方法的所有特征均等同于视觉研究杂志中使用的方法，因此它们有相同的缺点。

本发明的任务是，提供一种方法和一种设备，它可以以高效率和高可靠性测量视网膜的反应图形，并且可对每个中间结果进行评价，以便仅仅将那些被认为是性质良好的中间结果用在计算中，从而不仅减少了操作人员的负担，而且也将患者的负担减小到最低限度，所述方法和设备也可适用于专门的检查。

根据本发明，以上任务的解决方案是：

提供了一种用于确定眼球对光刺激的生物电反应信号图形的方法，所述反应信号与相应地设置在眼球前方的平面对视网膜的光刺激相关，在所述平面上具有用于产生刺激的由子平面组成的发光图形，其中对每个子平面根据一个分配给它的数字化时间函数进行明暗控制，而且对眼球的整体反应进行测量，并且根据眼球的整体反应利用数字化时间函数进行正交相关函数的计算，得出对应于各个子平面的眼球反应函数的分量，其中为进行任意的、高于一个最小值的数量的测量，应用了相同的其本身是封闭的时间段，所述时间段分别提供一个可赋值的子结果，并且对每个时间段应用做为数字化时间函数的、最好是负的而且延长了一个附加数位的加长m序列，其中对每个子平面应用相同的、至少循环推移了一个数位的m序列，而且所有m序列的附加数位在相同的时间点平行插入，并且对每个时间段通过正交相关函数的形成计算出每个子平面的反应函数，并且通过将若干个子平面的反应函数相加形成至少一个总和函数，利用所述若干个子平面对时间段测量的质量进行评价，并且为了减少测量误差，通过反应函数的相加，为每个评价为良好的每个子平面的时间段测量构成一个总和函数，以进行继续的处理。

提供了一种实施如上所述方法的设备，所述方法用于确定眼球对光刺激的生物电反应信号的图形，所述反应信号与相应地设置在眼球前方的装置对视网膜的光刺激相关，所述装置上有由子平面组成的发光图形，该图形与一个控制单元相连，从而对子平面进行明暗控制，而且具有可将从眼球获得的反应信号传输给控制单元的装置，此外还具有一个显示单元用于操作者的引导和结果显示，以及具有一个键盘用于操作该设备，所述显示单元和键盘同样与控制单元相连，并且控制单元包括一个可产生完整的、最好是负的并且延长了一个附加数位的加长m序列的装置，其中对每个子平面至少循环推移了一个数位，而且所有m序列的附加数位在相同的时间点平行插入，并且在控制单元内另有装置用于计算自眼球上获取的反应信号的正交相关函数，以及具有m序列，利用该序列可测量出所有子平面的反应函数，并且控制单元具有用于根据所述方法评价测量质量的装置。

本发明所述方法的优选构成是：

加长的m序列的每个数位都由一个第一子数位组成，使得所述子平面对应于负的m序列进行明暗控制，并且还包括一个第二子数位，用于对所有子平面进行调暗控制，两个子数位的持续时间是可以调整的，并且为计算正交相关函数，第一子数位的m序列的相应的函数值对于每个子平面而言在整个时间长度上被应用，所述时间长度为所计算的反应函数的时间长度。

对眼球整体反应信号监测其是否超过极限值，并且在超过极限值时将m序列向后倒退若干个数位，该数位的数量为可调的，并且用重复值替换眼球的整体反应信号。

为评价每次测量的质量，分别从数量相等的子平面中构成若干个函数，其中每个函数对应于不同的、分布在整个平面上的子平面，并且所述函数相互之间比较以及与前面进行的测量或后面进行的测量函数进行比较，并且将其相似性用于做为测量质量的尺度。

每个在一个时间段内进行的测量包括一个设置在前面的子循环用于起振过程的衰减，包括用于测量子结果的时间段以及包括一个设置在后面的子循环，所述循环的长度至少等于需要计算的反应函数的持续时间。

所述图形以本身为公知的方式由六边形构成，所述六边形从中间向外周逐渐加大。

所述图形由四边形构成，所述四边形从中间向外周逐渐加大。

所述图形由圆环分段构成，所述圆环分段从中间向外周逐渐加大。

仅使用平面的分段表示最好是较小的子平面，并且平面的其他分段在测量的持续时间内保持一个恒定的亮度，以便利用更高的分辨率对视网膜的局部进行检查。

所述子平面以统一的、可事先设定的颜色照明。

所述眼球的整体反应信号由所有子平面的独立反应的总和构成，并通过放大和频带限制而得到该信号。

所述眼球的整体反应通过视网膜电描记录器测量。

所述眼球的整体反应通过视网膜磁描记录器测量。

所述眼球的整体反应通过渐变电位(evozierter Potentiale)测量方式确定，所述电位在头部相应的位置上减小。

本发明所述设备的优选构成是：

具有可完成以下功能的装置，即在一个第一子数位期间内根据所对应的各个m序列，对子平面进行明暗控制，并且在一个第二子数位期间内，对所有子平面进行调暗控制，并且两个子数位的持续时间是可以调整的。

设有测量和监测眼球整体反应信号曲线的装置，当超过极限值时该装置将对产生m序列的装置加以影响，使得所有m序列向后倒退若干个数位，该数位的数量可预先设定，并且用重复值替换有错误的测量值。

所述平面是一个显象屏幕。

所述平面是一个由发光二极管组成的屏幕。

所述平面是一个由液晶投影机投射的平面。

所述平面是一个由激光投射的平面。

所述眼球整体反应信号经一个放大器，最好是一个差分放大器传输到控制单元内，所述放大器可经由控制单元调节上限和下限频率，以及包括一个与图形显示同步控制的扫描电路和一个模拟/数字转换器，所述控制单元的输出端子与一台继续进行数据处理的计算机相连，在控制单元内设有可调节放大器极限频率的装置。

所述控制单元包括能够存储和显示眼球整体反应信号的时间曲线的装置。

所述控制单元包括能够显示由若干个子平面构成的函数时间曲线的装置。

所述控制单元包括能够显示为子平面而测得的反应信号及其振幅的装置。

所述控制单元至少包括一台计算机，并且通过该计算机产生数字化的、可控制由子平面组成的图形的循环时间信号，并且处理测量数据，进行设备的操作，以及显示结果。

所述控制单元包括两台计算机，并且通过该计算机产生数字化的、可控制由子平面组成的图形的循环时间信号，并且用第一台计算机处理测量数据，用第二台计算机进行设备的操作，处理数据以及显示结果，所述两台计算机被连接在一起。

本发明所述方案的优点是，测量中采用了相同的、其本身为封闭的时间段，并且可以对每个时间段内的测量子结果进行质量评价，所以仅仅将那些被认为是良好的子结果用于后面的处理。所产生的缺陷将会立即发现，并且不需要将所有由若干个时间段组成的测量结果加以重复，而是仅仅通过一个时间段进行额外一个子结果的测量即可。因为始终以相同的时间段工作，所以可以任意地选择时间段的数量，也就是说，当出现不可靠的数据时，只要通过增加额外的时间段即可改善精确度。本方法还具有的优点是，可对眼球整体反应信号的极限值进行监测，并且当出现超过极限值的情况时，将m序列调回一预定数量的数位，以及用重复值替换眼球的整体反应信号。

第一子数位的持续时间是可调的，而且可以显示出m序列所定义的图形，第二子数位用于所述平面的调暗控制，可以使本设备与所选择的眼球视网膜反应测量法相匹配。

下面根据一个实施例对本发明所述方案加以详细说明。该实施例有以下附图：

图1表示本发明所述设备的原理结构，

图2表示一个由六角形组成的图形，它包括61个子平面，

图3表示一个由四角形组成的图形，它包括61个子平面，

图4表示一个由圆环分段组成的图形，它包括61个子平面，

图5表示长度为L’=S的延长的m序列信号曲线图，

图6表示子平面相对总和信号的分布情况。

在图1中表示的是测量所使用的设备的原理结构。患者的一个眼球1注视在一个平面2上，在该平面上有发光的图形，该图形由数量为N的子平面组成。子平面的明暗控制由一个控制单元3完成。测量参数的操纵及调节通过一个与所述控制单元3相连的键盘5进行。一个与控制单元3相连的显示单元4可以实现对操作者的引导和结果显示。从眼球1上获取的反应信号被输入到控制单元3内进行处理。

在平面2上显示的图形是由许多相邻的子平面构成的，这些子平面的尺寸从中间向外逐渐增大。例如图2显示了一个图形，组成该图形的子平面数目N=61，形状为六角形，图3中的为四角形，图4中的为圆环分段形。

子平面的明暗控制是通过M序列进行的，其方式为，从一个自眼球上获取的唯一的反应信号计算出所有子平面的反应函数。M序列形成的方式是，通过二进制的同余2的除法将一单个系数除以一个不可约的原始多项式。对于一个次数为g的多项式，可由此得出一个周期长度为L的周期性结果。所以在周期长度L和多项式次数g之间存在以下关系：

               L=2^g-1                             (a)

为了明确表示起见，以下采用次数g=3的多项式进行计算。做为一个实例可选择多项式：

               P(x)=x³+x+1

如果取系数为x¹⁵，则可得到：x¹⁵:x³+x+1=x¹²+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁵+x³+x²+x+x^-1+x^-4+x^-5+x^-6+……x¹⁵+x¹³+x¹²

x¹³    +X¹¹+x¹⁰

   x¹²    +x¹⁰+x⁹

       x¹¹    +x⁹+x⁸

           x⁸    +x⁶+x⁵

               x⁶       +x⁴+x³

                   x⁵      +x³+x²

                        x⁴      +x²+x

                                    x+x^-1+x^-2

                                       x^-1   +x^-3+x^-4

                                           x^-2  +x^-4+x^-5

                                               x^-3  +x^-5+x^-6

如果将所有已占用系数的结果用1表示，将所有未占用系数的结果用0表示，则在系数并列在一起而且考虑到系数x¹⁴和x¹³为0的情况下：

   0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1.....

       第1周期         第2周期     第3周期

其中每一个周期被称作m序列或者最大长度序列。每一个长度为L的m序列可以以准确的长度L构成各推移一位循环的序列，并且如果将由系数0和1组成的、推移了一位的m序列用S₁(0,1)表示，则可得到：

S₀(0,1)=0010111

S₁(0,1)=1001011

S₂(0,1)=1100101

S₃(0,1)=1110010

S₄(0,1)=0111001

S₅(0,1)=1011100

S₆(0,1)=0101110

S₇(0,1)=S₀(0,1)

同理也可得到具有同样性质的负的m序列：

/S₀(0,1)=1101000

为了进行代数计算，应在m序列代入替换值：

0-＞-1和1-＞+1

并且将所得到的负的m序列表示为：

/S₀(-0,+1)=+1+1-1+1-1-1-1

如果在长度为L的m序列的所有数位s上，将两个相对移动了n位的m序列构成离散正交相关系数KKK，则： $\mathrm{KKK}(/S_i,/S_{i+n})=\frac{1}{L}\underset{S=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}/S_i(-1,+1)\·/S_{i+n}(-1,+1)---\left(b\right)$

这样，在一个移位n=0位的情况下可得到：

       KKK=1

在所有其他移位n≠0位的情况下可得到：

       KKK=-1/L

这和L=7的例子一样是容易得出的。n≠0的结果表示有一个余数错误，它可以通过以下方法消掉，即在所有的m序列/S_i(-0,+1)中的一个任意然而相同的位置上插入一个数位+1。

这样所构成的加长m序列/S_i’(-0,+1)被显示在图5中。对加长m序列而言，如果用L’=L+1代替L，则离散正交相关系数的值为：

       n=0:KKK’=1                     n≠0:KKK’=0

对于长度适用于等式(a)：

       L’=2^g                          (c)

如果仅仅使用用于子平面明暗控制的m序列/S_i’(0,1)，并且N个子平面中的每一个均产生一个与亮度成正比的子反应f_i(/S_i’(0,1))，则总和反应信号为： $F(/S)=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{f}_i(/S_i^{\′}(0,1)---\left(d\right)$

利用离散正交相关系数KKK可以从该信号中仅仅针对每个用于明暗控制的具有移位i的m序列重新抽出所对应的信号分量： ${\mathrm{KKR}}^{\′}(F(/S),/S_i^{\′}(-1,+1))=\frac{1}{L}\underset{s=0}{\overset{L-1}{\mathrm{\Σ}}}F(/S)\·/S_i^{\′}(-1,+1)=\frac{1}{2}(f_i\left(1\right)-f_i\left(0\right))---\left(e\right)$

也就是说，从信号的混合中可重新获得每个子函数。但是其条件是，所属函数为呈正比的相关函数。

如果子平面的反应信号是一个与时间相关的、特别是一个与亮度变化相关的子函数曲线φi(τ,/S_i”)时，则对N个子平面产生的整体反应信号为：

如果在m序列的每个数位上均引发出一个新的子函数曲线φi(τ,/S_i”)，则可借助于正交相关函数KKF，重新计算包含在整体信号中的子函数曲线：

即便在非线性相关的情况下，其结果也可保持无误，条件是m序列之间的最小时间位移Δt大于函数曲线φ_i(τ,/S_i”)的持续时间τ_max，或者所引出的子反应是线性重叠的。

但是，眼球的反应信号是与眼球对明暗的适应性以及光刺激的强度和持续时间相关的。若干个顺序出现的刺激信号的重叠只有自一个特定的刺激时间间隔起才会大致呈线性。所以利用正交相关函数KKF只能在以下条件下获得正确无误的结果，即m序列的各个数位之间在时间上尽量相对错开，使得顺序出现的反应信号的重叠大致呈线性。做为第一个近似的前提是，在平均照明密度下，该时间间隔约为δ=60ms。

从正交相关函数KKF中获得的反应函数在N个子平面的条件下，和整个平面由相同测量数位的平均值构成的反应函数相比，具有一个系数为2N的不良信噪比。为了将该信噪比的系数改进为M，必须进行M²个测量步骤。当子平面N=61，测量步骤的时间间隔约为δ=60ms时，测量持续时间为：

T_M=M²*δ=223sec≈4min，

其中M=N。

但是，在此持续时间内，没有任何人能够使眼球保持绝对静止。所以测量被划分为8个时间段，每段约30秒，并且整体结果通过所有时间段的子平面反应函数的叠加形成。

为了在每个时间段内都能用等式(f)计算子反应，每段内含有一个或若干个完整的加长m序列。对所设定的值而言，如果要精确地使每个m序列对应一个时间段，则一个m序列所具有的循环长度为：

       L’=2⁹=512    g=9，

各个子平面通过相互错开8个数位的m序列受到控制。所以子平面的时间函数相互之间有一个大约为480ms的间隔。

通过改变调整数据可以将循环长度和数位间隔提高一个系数2或者4，并且同时相应地减小数位的持续时间，通过这种方法改善了信噪分离度，但是增加了非线性的影响。同样循环长度也可减小一个系数2或4，并且同时相应地增加数位的持续时间，这样虽然减小了非线性的影响，但是却恶化了信噪分离度。但通过增加时间段的数量可以获得某种改善。

m序列的每个数位均由一个第一子数位组成，其中根据m序列对子平面进行明暗控制，还包括一个第二子数位，其中对所有子平面进行调暗控制。这样在每个数位中可产生一个明确的初始条件，包括m序列的范围内，该范围是由若干个顺序排列的1数位组成的。两个子数位的时间分量是可以调节的。

每个时间段包括一个位于前面的子循环，在该循环期间测量装置的起振过程是衰减的，还包括一个完整的循环用于测量值的检测，以及一个位于后面的子循环，其持续时间至少和正交相关计算的反应函数时间同样大小。

当一个时间段内的测量结束后，便按照方程式(f)计算子平面的反应函数。某个时间段的测量结果如果其信噪比很差，则几乎不能进行处理。但是因为子平面的反应信号是极为相似的，所以总和函数的信噪比会大大改善。

如果根据图6所示的子平面分布情况构成两个部分和，则测量误差和干扰在两个总和函数中由于有差异而可以被识别，因为采用+1和-1加权的分量数目在两个部分和中是不同的。通过两个函数之间的相互比较以及与前面的或后面的时间段的结果进行比较，便可以得到各个时间段测量结果的质量情况。对于处理而言，只有那些被确定为良好的结果才能使用，即将子平面的反应函数相加。为此可以任意增加处理所使用的时间段的数量，因为在每个时间段内都能得到一个完整的子结果，该结果虽具有较差的信噪比，但是可以通过平均值的形成而得到改善。

为了显示由子平面所组成的图形，可以使用一个图形显象管。在另一种实施例中，图形可以在发光二极管组成的屏幕上产生。同样在另一个实施例中也可使用一台激光投影机，其激光射束受到二维偏转，以表示图形。使用发光二极管构成的屏幕具有最灵活的时间控制性。不仅显象管而且激光投影机显示的图形都是串联式的，并且子数位用于图形显示的持续时间和对所有子平面进行调暗控制的子数位仅能做为图形显示时间的整数倍，并且可通过改变图形重复频率加以调整。对所产生的反应进行处理时，应当注意，激光投影机本身可产生理想的串联闪光图形，而显象管则由于其余辉持续的时间而产生一个较长的闪光。采用发光二极管屏幕则能产生一个确定的发光持续时间。

眼球的反应信号可被一个位于控制单元3内部或者外部的差分放大器接收，其第一输入端与一个安放在眼睛上或直接放在眼睛旁的电极相连，其第二输入端与一个中性电位电极相连，例如该电极被安放在患者的额头上。所测量的信号经一个可调的带通滤波器进入控制单元3，从而将干扰信号抑制在所测量的频率范围之外。

所产生的干扰，例如通过冲击电流产生的干扰，可以通过一个振幅监测器识别出来，该监测器不仅可以在一个特定的时间范围内识别超过上限的振幅，而且也可以识别低于下限的振幅。在以上缺陷之一发生时，为了至少在相应的时间段内不必重复进行整个测量，可直接在识别出故障后，将m序列向回设定一预定数量的数位。向回设定的数位的数量r应当满足r≥g，其中g表示产生m序列的多项式的次数。

测量也可使用视网膜磁描记录法的信号或者视觉渐变电位(VEP)的信号。

利用以上所述的方法可以以较高的分辨率测定眼球的反应图形，其中使用的是图2、图3或图4所示的图形。在第一个例子中，图形是由许多与中央点对称的子图形组成的，测量按照各个子图形顺序进行，每个子图形包括约61个子平面。同样该图形也可以由更多数量的较小的子平面组成，并分成若干个步骤测量，其中和图6所示的一样，沿整个平面分布的不同子平面均可用于测量。同样也可以采用由若干个较小的子平面组成的图形，在一个较长的时间范围内，利用相关联的测量进行测量工作。此时相应于子平面的数量要使用较长的m序列，并且对质量的评价要针对相关联成组时间段进行。

控制单元由一个计算机组成，它不仅产生数字化循环时间信号用于对由子平面组成的图形的控制，而且执行对测量数据的处理，同时还控制设备的操作和结果的显示。一个有利的实施例是，控制单元3由两台相互连接在一起的计算机组成，其中第一台计算机用于产生循环时间信号，以控制由子平面组成的图形并且处理测量结果，第二台计算机用于设备的操作和结果的显示。

本发明的核心在于，对每个做为子平面明暗控制的数字时间函数的时间段使用完整的、最好是负的、并且加长了一个数位的m序列，通过这种方式对每个时间段计算出所有子平面的反应函数，所述计算是通过正交相关函数的形成进行的。通过这种方法，可以对每个时间段内的测量结果的质量进行评价，并且仅将良好的测量用于构成最终结果。

Claims (27)

1．用于确定眼球对光刺激的生物电反应信号图形的方法，所述反应信号与相应地设置在眼球前方的平面对视网膜的光刺激相关，在所述平面上具有用于产生刺激的由子平面组成的发光图形，其中对每个子平面根据一个分配给它的数字化时间函数进行明暗控制，而且对眼球的整体反应进行测量，并且根据眼球的整体反应利用数字化时间函数进行正交相关函数的计算，得出对应于各个子平面的眼球反应函数的分量，其中为进行任意的、高于一个最小值的数量的测量，应用了相同的其本身是封闭的时间段，所述时间段分别提供一个可赋值的子结果，并且对每个时间段应用做为数字化时间函数的、最好是负的而且延长了一个附加数位的加长m序列，其中对每个子平面应用相同的、至少循环推移了一个数位的m序列，而且所有m序列的附加数位在相同的时间点平行插入，并且对每个时间段通过正交相关函数的形成计算出每个子平面的反应函数，并且通过将若干个子平面的反应函数相加形成至少一个总和函数，利用所述若干个子平面对时间段测量的质量进行评价，并且为了减少测量误差，通过反应函数的相加，为每个评价为良好的每个子平面的时间段测量构成一个总和函数，以进行继续的处理。

2．如权利要求1所述的方法，其特征是，加长的m序列的每个数位都由一个第一子数位组成，使得所述子平面对应于负的m序列进行明暗控制，并且还包括一个第二子数位，用于对所有子平面进行调暗控制，两个子数位的持续时间是可以调整的，并且为计算正交相关函数，第一子数位的m序列的相应的函数值对于每个子平面而言在整个时间长度上被应用，所述时间长度为所计算的反应函数的时间长度。

3．如权利要求1或2所述的方法，其特征是，对眼球整体反应信号监测其是否超过极限值，并且在超过极限值时将m序列向后倒退若干个数位，该数位的数量为可调的，并且用重复值替换眼球的整体反应信号。

4．如权利要求1、2或3所述的方法，其特征是，为评价每次测量的质量，分别从数量相等的子平面中构成若干个函数，其中每个函数对应于不同的、分布在整个平面上的子平面，并且所述函数相互之间比较以及与前面进行的测量或后面进行的测量函数进行比较，并且将其相似性用于做为测量质量的尺度。

5．如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征是，每个在一个时间段内进行的测量包括一个设置在前面的子循环用于起振过程的衰减，包括用于测量子结果的时间段以及包括一个设置在后面的子循环，所述循环的长度至少等于需要计算的反应函数的持续时间。

6．如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征是，所述图形以本身为公知的方式由六边形构成，所述六边形从中间向外周逐渐加大。

7．如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征是，所述图形由四边形构成，所述四边形从中间向外周逐渐加大。

8．如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征是，所述图形由圆环分段构成，所述圆环分段从中间向外周逐渐加大。

9．如权利要求1至8中任何一项所述的方法，其特征是，仅使用平面的分段表示最好是较小的子平面，并且平面的其他分段在测量的持续时间内保持一个恒定的亮度，以便利用更高的分辨率对视网膜的局部进行检查。

10．如权利要求1至9中任何一项所述的方法，其特征是，所述子平面以统一的、可事先设定的颜色照明。

11．如权利要求1至10中任何一项所述的方法，其特征是，所述眼球的整体反应信号由所有子平面的独立反应的总和构成，并通过放大和频带限制而得到该信号。

12．如权利要求1至11中任何一项所述的方法，其特征是，所述眼球的整体反应通过视网膜电描记录器测量。

13．如权利要求1至11中任何一项所述的方法，其特征是，所述眼球的整体反应通过视网膜磁描记录器测量。

14．如权利要求1至11中任何一项所述的方法，其特征是，所述眼球的整体反应通过渐变电位(evozierter Potentiale)测量方式确定，所述电位在头部相应的位置上减小。

15．实施如权利要求1所述方法的设备，所述方法用于确定眼球对光刺激的生物电反应信号的图形，所述反应信号与相应地设置在眼球前方的装置(2)对视网膜的光刺激相关，所述装置上有由子平面组成的发光图形，该图形与一个控制单元(3)相连，从而对子平面进行明暗控制，而且具有可将从眼球(1)获得的反应信号传输给控制单元的装置，此外还具有一个显示单元(4)用于操作者的引导和结果显示，以及具有一个键盘(5)用于操作该设备，所述显示单元和键盘同样与控制单元相连，并且控制单元包括一个可产生完整的、最好是负的并且延长了一个附加数位的加长m序列的装置，其中对每个子平面至少循环推移了一个数位，而且所有m序列的附加数位在相同的时间点平行插入，并且在控制单元(3)内另有装置用于计算自眼球(1)上获取的反应信号的正交相关函数，以及具有m序列，利用该序列可测量出所有子平面的反应函数，并且控制单元(3)具有用于根据方法权利要求1或4评价测量质量的装置。

16．如权利要求15所述的设备，其特征是，具有可完成以下功能的装置，即在一个第一子数位期间内根据所对应的各个m序列，对子平面进行明暗控制，并且在一个第二子数位期间内，对所有子平面进行调暗控制，并且两个子数位的持续时间是可以调整的。

17．如权利要求15或16所述的设备，其特征是，设有测量和监测眼球整体反应信号曲线的装置，当超过极限值时该装置将对产生m序列的装置加以影响，使得所有m序列向后倒退若干个数位，该数位的数量可预先设定，并且用重复值替换有错误的测量值。

18．如权利要求15、16或17所述的设备，其特征是，所述平面(2)是一个显象屏幕。

19．如权利要求15至17中任何一项所述的设备，其特征是，所述平面(2)是一个由发光二极管组成的屏幕。

20．如权利要求15至17中任何一项所述的设备，其特征是，所述平面(2)是一个由液晶投影机投射的平面。

21．如权利要求15至17中任何一项所述的设备，其特征是，所述平面(2)是一个由激光投射的平面。

22．如权利要求15至21中任何一项所述的设备，其特征是，所述眼球整体反应信号经一个放大器，最好是一个差分放大器传输到控制单元(3)内，所述放大器可经由控制单元(3)调节上限和下限频率，以及包括一个与图形显示同步控制的扫描电路和一个模拟/数字转换器，所述控制单元的输出端子与一台继续进行数据处理的计算机相连，在控制单元(3)内设有可调节放大器极限频率的装置。

23．如权利要求15至22中任何一项所述的设备，其特征是，所述控制单元(3)包括能够存储和显示眼球整体反应信号的时间曲线的装置。

24．如权利要求15至23中任何一项所述的设备，其特征是，所述控制单元(3)包括能够显示由若干个子平面构成的函数时间曲线的装置。

25．如权利要求15至24中任何一项所述的设备，其特征是，所述控制单元(3)包括能够显示为子平面而测得的反应信号及其振幅的装置。

26．如权利要求15至25中任何一项所述的设备，其特征是，所述控制单元(3)至少包括一台计算机，并且通过该计算机产生数字化的、可控制由子平面组成的图形的循环时间信号，并且处理测量数据，进行设备的操作，以及显示结果。

27．如权利要求15至25中任何一项所述的设备，其特征是，所述控制单元(3)包括两台计算机，并且通过该计算机产生数字化的、可控制由子平面组成的图形的循环时间信号，并且用第一台计算机处理测量数据，用第二台计算机进行设备的操作，处理数据以及显示结果，所述两台计算机被连接在一起。

Images