ES2936644T3 - Procedimiento y dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método (210) y un dispositivo (110) para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) de un usuario (114) y un producto de programa informático relacionado que comprende instrucciones ejecutables para realizar el método (210). Aquí, el método (210) comprende los siguientes pasos: a) proporcionar un conjunto de datos de seguimiento, donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares, donde los movimientos oculares son estimulados por un estímulo (124) que está designado para provocar una optocinética nistagmo (150) en los ojos (112) del usuario (114), donde los datos de seguimiento están relacionados con un contraste particular y una frecuencia espacial particular (146) del estímulo (124); b) estimar al menos un componente de velocidad del movimiento del ojo a partir de los datos de seguimiento para el contraste particular y la frecuencia espacial particular (146) del estímulo (124); c) comparar el componente de velocidad del movimiento del ojo para los datos de seguimiento con un umbral de velocidad; d) comparar adicionalmente una fracción de los datos de la pista que superan el umbral de velocidad con un umbral fraccionario (240) para el conjunto de datos, por lo que el conjunto de datos que supera el umbral fraccionario (240) se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético (150) en el determinado contraste del estímulo (124); ye) determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento y dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método y a un dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario y a un producto de programa informático relacionado que comprende instrucciones ejecutables para llevar a cabo el método. La determinación del umbral de sensibilidad al contraste se utiliza, especialmente, como un método de exploración habitual en casos de visión parcial. No obstante, también pueden ser factibles otros tipos de aplicaciones.

Técnica relacionada

La estimación de la sensibilidad al contraste, en concreto, de un umbral de sensibilidad al contraste, es un método de exploración habitual en casos de visión parcial que, preferentemente, se puede ejecutar con la cooperación mínima o nula del usuario. Las pruebas conocidas, como la prueba "Hiding Heidi" o una prueba LEA con símbolos de bajo contraste, en donde el responsable evalúa el comportamiento de la mirada para llevar a cabo una prueba de sensibilidad al contraste, se han desarrollado específicamente para usuarios que cooperan poco. Aunque la prueba LEA con símbolos de bajo contraste requiere incluso participación verbal, estas dos pruebas solo las puede realizar un responsable capacitado y un usuario que colabore.

J. Waddington y C. M. Harris, Human optokinetic nystagmus and spatial frequency, Journal of Vision (2015) 15(13):7, 1-16 investigaron el efecto de la frecuencia espacial del estímulo en los procesos estocásticos del OKN. El aumento de la frecuencia espacial de los estímulos por encima del umbral resultó en un aumento significativo de la velocidad de las fases lentas compensatorias con la correspondiente reducción del deslizamiento retiniano. No obstante, el deslizamiento retiniano rara vez alcanzó valores cercanos a cero, lo que indica que el sistema de OKN no minimiza o no siempre puede minimizar el deslizamiento retiniano. Estos deducen que la ganancia de OKN debe ser inferior a la unidad si la ganancia extrarretiniana es inferior a la unidad, y que la diferencia entre la ganancia retiniana y extrarretiniana determina las propiedades de Markov de la velocidad SP. Como la ganancia retiniana se reduce con estímulos de menor frecuencia espacial, la diferencia entre la ganancia retiniana y extrarretiniana aumenta y se pueden observar las propiedades de Markov del sistema.

De modo experimental, J. Waddington etal. utilizaron la siguiente configuración. Los participantes se sentaron en una silla a 1 m del centro de una pantalla plana blanca. El estímulo de OKN fue retroproyectado en la pantalla. La cabeza del participante estaba inmovilizada mediante un reposabarbillas. Los movimientos oculares se midieron utilizando un rastreador ocular binocular montado en la cabeza, que registró los movimientos oculares horizontales. El rastreador ocular se calibró con cada participante, registrando una salida de tensión del rastreador ocular durante la fijación de los objetivos colocados en diferentes posiciones en la línea media horizontal de la pantalla. El OKN traslacional se provocó con una rejilla vertical plana de ondas cuadradas, compuesta por franjas verticales alternas en blanco y negro que se movían horizontalmente a una velocidad tangencial fija, que comprende una secuencia pseudoaleatoria de ensayos, cada uno con una frecuencia espacial, velocidad o dirección del estímulo diferentes. Cada ojo se calibró por separado y se calculó el promedio para obtener una posición ciclópea del ojo. La velocidad del ojo se obtuvo de la posición del ojo utilizando un algoritmo de diferencia central y un filtro Butterworth con fase cero. La aceleración del ojo se obtuvo de los datos filtrados de la velocidad del ojo utilizando un algoritmo de diferencia central. Todos los movimientos oculares se revisaron en una interfaz gráfica interactiva personalizada. Los parpadeos se detectaron manualmente y los ciclos que contenían parpadeos se marcaron y eliminaron del análisis.

S.C. Dakin y P.R. K. Turnbull, Similar contrast sensitivity functions measured using psychophysics and optokinetic nystagmus, Scientific Reports, 6:34514, DOI: 10.1038/srep34514 describen un sistema para medir la función de sensibilidad al contraste (CSF) usando un análisis automatizado del OKN, en concreto, ruido de paso banda de frecuencia espacial (SF). La cuantificación de la fuerza del OKN en la dirección del estímulo permite estimar la sensibilidad al contraste en un intervalo de frecuencias espaciales. En el presente documento, las CSF de los observadores se compararon con la visión normal medida mediante el OKN y el informe perceptivo. Estos enfoques produjeron CSF casi idénticas que capturaron variaciones sutiles del observador respecto a la agudeza visual y la sensibilidad al contraste. El análisis ensayo por ensayo revela una alta correlación entre el OKN y el informe perceptivo, constituyendo la firma de un mecanismo neuronal habitual para determinar la dirección del estímulo. En contraposición, se observaron otras condiciones en donde el OKN y el informe estaban significativamente descorrelacionados como resultado de que una minoría de observadores experimentaron cambios de dirección que no se reflejaron en el OKN. Estos llegan a la conclusión de que existe un amplio abanico de condiciones de estímulo para las que el OKN puede proporcionar un medio alternativo válido para medir la CSF.

De modo experimental, S.C. Dakin et al. utilizaron estímulos que se presentaron en escala de grises en un monitor CRT controlado por un procesador de vídeo controlado por un ordenador personal. El monitor se observó binocularmente para minimizar la contribución de cualquier asimetría nasal y/o temporal en la respuesta optocinética respecto al movimiento horizontal que pueda persistir en la edad adulta. La luminancia del monitor se calibró con rayos gamma utilizando un fotómetro. Los movimientos monoculares del ojo izquierdo se registraron utilizando un rastreador ocular en modo remoto, permitiendo el seguimiento de los ojos sin el uso de un reposabarbillas. Los movimientos oculares se transmitieron a un ordenador personal. Antes de la recopilación de datos, se ejecutó un procedimiento de calibración en el rastreador ocular de cada usuario, en donde se utilizaron todas las combinaciones posibles de SF y velocidades o contraste. La SF, velocidad y dirección del estímulo se aleatorizaron entre los ensayos para minimizar la acumulación de efectos secundarios perceptuales u optocinéticos. Se utilizó un método automatizado para cuantificar el OKN a partir de la salida del rastreador ocular. Este método comenzó con una posición horizontal sin formato del ojo, luego calculó una primera derivada de una posición x para proporcionar una velocidad horizontal V del ojo y, en función de la magnitud de V, se clasificaron también los movimientos oculares como movimientos sacádicos, si su magnitud sobrepasaba un "umbral sacádico", o como de seguimiento, si no. En función de esto, se determinó un valor de un factor de movimiento ocular que varía entre 0 (es decir, velocidades totalmente coherentes con la dirección opuesta al estímulo), 0,5 (es decir, velocidades aleatorias) y 1 (es decir, velocidades totalmente coherentes con el estímulo). En el presente documento, un valor > 0,5 se calificó como correcto, un valor < 0,5 como incorrecto y un valor de 0,5 como aleatorio.

La solicitud de patente europea 19170561.5, presentada el 23 de abril de 2019, divulga un método y un dispositivo para determinar un error de refracción de un ojo de un usuario, en donde el método comprende presentar un símbolo en una pantalla, en donde se cambia un parámetro del símbolo representado en la pantalla; realizar el seguimiento de las métricas de movimiento ocular del ojo del usuario dependiendo de un cambio del símbolo representado en la pantalla; determinar un punto temporal en el que aparece el umbral de reconocimiento del símbolo representado en la pantalla a partir de las métricas de movimiento ocular del ojo del usuario; y determinar un valor para el error de refracción del ojo del usuario a partir del parámetro en el momento determinado. En una realización específica, las métricas de movimiento ocular que se basan en el OKN, en concreto, una correlación entre la fase o velocidad del estímulo en la pantalla con las fases lentas compensatorias del OKN, se pueden utilizar para determinar si el usuario reconoce o no el símbolo representado en la pantalla como un estímulo.

El documento US 7918558 B1 divulga un método para medir la función de la vía retiniana u óptica que comprende estimular el nistagmo optocinético presentando un estímulo visual a un paciente; modificar un primer parámetro del estímulo visual; modificar un segundo parámetro del estímulo visual; y usar el estímulo visual modificado para determinar un estímulo umbral del nistagmo optocinético; en donde el primer y segundo parámetros se seleccionan de un grupo de parámetros que comprende un patrón para el estímulo visual, un ancho del estímulo visual, una distancia entre el estímulo visual y el paciente, una frecuencia espacial del estímulo visual, un índice de cambio o frecuencia temporal de la cara de prueba del estímulo visual y un contraste entre los elementos del estímulo visual.

El documento WO 2018/006013 A1 divulga un sistema que puede medir la posición de la mirada y detectar, casi en tiempo real, los movimientos oculares sutiles que se generan con un estímulo en movimiento. Los movimientos sutiles, que coinciden con la velocidad de un estímulo en movimiento, aportan evidencias de que el sujeto puede ver el estímulo en movimiento. El sistema puede proporcionar retroalimentación en tiempo real al usuario, por ejemplo, en forma de música, dependiendo de la capacidad del usuario para realizar movimientos oculares que coincidan con esta velocidad sutil. El sistema puede medir la discapacidad visual y entrenar la capacidad visual tanto con fines de rehabilitación como de mejora.

Problema por resolver

En concreto, con respecto a la divulgación de S.C. Dakin etal. (véase más arriba), un objetivo de la presente invención es, por tanto, proporcionar un método y un dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario y un producto de programa informático relacionado, que comprende instrucciones ejecutables para realizar el método que, al menos parcialmente, soluciona los problemas mencionados anteriormente de la técnica anterior.

Un objetivo concreto de la presente invención es proporcionar una prueba automática de sensibilidad al contraste que no requiera en el entorno ni a un responsable con experiencia ni la atención activa del usuario.

Sumario de la invención

Este problema se resuelve con un método y un dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario y un producto de programa informático relacionado que comprende instrucciones ejecutables para llevar a cabo el método con las características de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas, que podrían materializarse de forma aislada o en combinación arbitraria, se enumeran en las reivindicaciones dependientes.

Como se usa en lo sucesivo, los verbos "tener", "comprender" o "incluir" o cualquier variante gramatical arbitraria de estos se utilizan de forma no excluyente. Así, estos términos pueden hacer referencia a una situación en la que, además de la característica introducida por estos términos, no haya características adicionales en la entidad descrita en este contexto, y a una situación en la que haya una o más características adicionales. Como ejemplo, las expresiones "A tiene B", "A comprende B" y "A incluye B" pueden referirse a una situación en la que, además de B, ningún otro elemento está presente en A (es decir, una situación en la que A consiste única y exclusivamente en B) y a una situación en la que, además de B, uno o más elementos adicionales están presentes en la entidad A, como el elemento C, los elementos C y D o incluso elementos adicionales.

Así mismo, como se utilizan en lo sucesivo, las expresiones "preferentemente", "más preferentemente", "particularmente", "más específicamente" o expresiones similares se utilizan junto con características opcionales, sin restringir posibilidades alternativas. Así, las características introducidas por estos términos son características opcionales y no tienen la intención de restringir el alcance de las reivindicaciones de ninguna manera. La invención puede realizarse, como reconocerá la persona experta en la materia, mediante el uso de características alternativas. De forma similar, las características introducidas por "en una realización de la invención" o expresiones similares pretenden ser características opcionales, sin ninguna restricción con respecto a realizaciones alternativas de la invención, sin ninguna restricción con respecto al alcance de la invención y sin ninguna restricción con respecto a la posibilidad de combinar las características introducidas de esta manera con otras características de la invención.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a un método para determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario. El método según la presente invención comprende las siguientes etapas a)-e):

a) proporcionar un conjunto de datos de datos de seguimiento, en donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares, en donde los movimientos oculares son estimulados a través de un estímulo que está determinado para provocar un nistagmo optocinético en los ojos del usuario, en donde los datos de seguimiento están relacionados con un contraste específico y una frecuencia espacial concreta del estímulo;

b) estimar al menos un componente de velocidad del movimiento ocular a partir de los datos de seguimiento del contraste específico y la frecuencia espacial concreta del estímulo;

c) comparar el componente de velocidad del movimiento ocular de los datos de seguimiento con un umbral de velocidad;

d) comparar además una fracción de los datos de seguimiento que sobrepasen el umbral de velocidad con un umbral fraccionario del conjunto de datos, de modo que el conjunto de datos que sobrepase el umbral fraccionario se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético en el contraste específico del estímulo; y

e) determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos del usuario.

En el presente documento, las etapas indicadas a)-e) pueden llevarse a cabo preferentemente en el orden dado, comenzando con la etapa a) y terminando con la etapa e). No obstante, cualquiera o todas las etapas indicadas pueden realizarse simultáneamente al menos en parte y/o repetirse varias veces. Otras etapas, en concreto, al menos una de

- proporcionar el estímulo determinado para provocar el nistagmo optocinético en los ojos del usuario;

- seguir los movimientos oculares de los ojos del usuario;

- proporcionar una curva de sensibilidad al contraste;

- proporcionar un formato de datos exportable;

- representar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos del usuario en una pantalla;

- proporcionar el historial del paciente con la sensibilidad al contraste actualizada;

- proporcionar una alerta tras el cambio en la sensibilidad al contraste; y

- recomendar futuros tratamientos,

también se pueden llevar a cabo en relación con el presente método.

En el presente documento, el método según la presente invención puede ser, en concreto, un método implementado por ordenador. Como se utiliza generalmente, la expresión "método implementado por ordenador" se refiere a un método que integra un aparato programable, en concreto, una unidad de evaluación, específicamente un ordenador, una red informática o un medio legible que contiene un programa informático, por lo que al menos una de las características del método se realiza a través de al menos un programa informático. Como alternativa, el al menos un programa informático puede ser accesible a través de un aparato que se adapte a realizar el método respectivo a través de una red, tal como una red interna o Internet. El presente método, por tanto, puede realizarse en un aparato programable configurado para este propósito, como, por ejemplo, proporcionando un programa informático específico.

Según la etapa a), se proporciona un conjunto de datos de los datos de seguimiento, en donde el conjunto de datos comprende una multitud de datos de seguimiento. En el presente documento, el término "datos de seguimiento" se refiere a una pluralidad de unidades de datos que comprenden valores medidos o valores que se obtienen de los valores medidos, en donde los valores medidos están relacionados con los movimientos oculares del usuario. Específicamente, los valores medidos pueden ser imágenes de vídeo del ojo, tal como imágenes de vídeo que tienen un reflejo en la córnea, en donde una señal, normalmente, puede ser una posición relativa del reflejo respecto a una pupila ocular, que se extraen de las imágenes de vídeo, mientras que la unidad de datos puede ser un valor, tal como una posición o un píxel específico en una pantalla, que se ha obtenido de las imágenes de vídeo, como mediante el uso de una función calibrada. En el presente documento, la unidad de datos puede ser al menos un valor único, tal como uno solo, un doblete o un triplete de valores, en donde el valor puede ser un valor numérico o un valor alfanumérico. No obstante, la unidad de datos puede comprender otros valores, preferentemente valores de un contraste específico y una frecuencia espacial en concreto del estímulo aplicado para provocar el movimiento ocular, de los cuales se registran los datos de seguimiento correspondientes.

Además, el término "movimientos oculares" se refiere al movimiento de uno o ambos ojos de un usuario que se puede registrar, en concreto, empleando un rastreador ocular, en donde el rastreador ocular puede registrar datos de seguimiento monocular o, preferentemente, datos de seguimiento binocular. Además de los movimientos oculares espontáneos, el movimiento ocular de un usuario lo puede desencadenar un estímulo, específicamente, un tipo de estímulo que ya se conoce para este fin. Según la presente invención, los movimientos oculares que se registran durante la etapa a) han sido estimulados por un tipo concreto de estímulo determinado para provocar un nistagmo optocinético en los ojos del usuario. Como se utiliza generalmente, los términos "nistagmo optocinético" u "OKN" se refieren a un movimiento reflejo de los ojos de un usuario que se genera como respuesta a un flujo óptico homogéneo. En el presente documento, los movimientos involuntarios lentos de búsqueda, también denominados "fases lentas compensatorias", se alternan con fases sacádicas rápidas o "sacudidas oculares".

Específicamente, para provocar un OKN, el estímulo puede realizar un movimiento en al menos una dirección. En particular, se puede utilizar un denominado "tambor optocinético" para provocar un nistagmo optocinético en los ojos del usuario. Como se utiliza generalmente, el término "tambor optocinético" se refiere a un objeto cilíndrico giratorio revestido por un patrón de franjas blancas y negras alternas que se hace girar frente a los ojos del usuario, concretamente, girando el cilindro en levógiro o dextrógiro. De acuerdo con la presente invención, preferentemente el tambor optocinético puede presentarse al usuario como realidad virtual, especialmente mediante el uso de al menos uno de un casco de realidad virtual, una superposición de realidad aumentada (AR) o un dispositivo de comunicación móvil, específicamente, un teléfono inteligente o una tablet, por lo que se puede presentar al usuario una imagen del tambor optocinético en movimiento. Como alternativa, también se pueden utilizar otros tipos de estímulos de manera similar.

Como resultado de esto, se puede generar un movimiento ocular sacádico deseado en el que se puede ver claramente la ejecución sucesiva de movimientos lentos de búsqueda y fases sacádicas rápidas. En el presente documento, el movimiento ocular sacádico deseado puede ser un movimiento ocular sacádico horizontal. De forma similar, también se pueden generar otros tipos de movimientos OKN, como un movimiento ocular sacádico vertical o una combinación de este con un movimiento ocular sacádico horizontal. Como se utiliza generalmente, el término "horizontal" se refiere a una dirección proporcionada por una línea de conexión que conecta ambos ojos, concretamente, las dos pupilas de los ojos de un usuario. De forma similar, el término "vertical" se refiere a una dirección que es perpendicular a la dirección horizontal y paralela a la dirección de la gravedad. En una realización preferida de la presente invención, se puede utilizar un estímulo diferente para provocar el movimiento sacádico del ojo en dirección horizontal y en dirección vertical.

Además, los datos de seguimiento están relacionados con un contraste específico y una frecuencia espacial concreta del estímulo. En el presente documento, varios datos de seguimiento dentro del conjunto de datos se pueden relacionar con un contraste diferente y/o una frecuencia espacial diferente del estímulo. Como se utiliza generalmente, el término "frecuencia espacial" se refiere a una distancia en el espacio dentro de la cual se repite un patrón, tal como un patrón de franjas o un patrón de ruido. Con este fin, el tambor optocinético, como se describe anteriormente, puede hacerse funcionar de manera que el objeto cilíndrico pueda girar con una frecuencia específica, en donde las franjas alternas en blanco y negro pueden tener un ancho en concreto, por lo que puede definirse la frecuencia espacial del estímulo. Así mismo, las franjas alternas en blanco y negro pueden presentar un contraste particular entre sí. Para más detalles, se puede hacer referencia a la descripción detallada de las realizaciones de a continuación. Como alternativa, también se pueden utilizar otros tipos de estímulos para este fin.

En una realización preferida de la presente invención, el conjunto de datos de los datos de seguimiento se puede dividir en al menos dos subconjuntos, en donde un subconjunto específico comprende solo datos de seguimiento para una frecuencia espacial concreta o para un contraste específico del estímulo, en donde cada subconjunto se puede procesar por separado. Como resultado de esto, se pueden estimar un umbral de velocidad y un umbral fraccionario y validar respecto a un conjunto de datos independiente. Para hacerlo, ambos subconjuntos se pueden clasificar mediante inspección visual (si cada fase mostró un OKN o no). En un primer subconjunto, la velocidad y el umbral de OKN se pueden optimizar en un procedimiento de variación para que coincidan mejor con los datos clasificados mientras que, en el segundo subconjunto, estos umbrales se pueden aplicar, en concreto, para definir la precisión de la estimación de la sensibilidad al contraste usando el presente método. Específicamente, se pudo demostrar que el umbral de velocidad y el umbral fraccionario son universales entre los usuarios, dando como resultado la ventaja de que la calibración puede realizarse solo una vez para un dispositivo en particular.

En una realización preferida más, se puede aplicar un filtro sacádico para eliminar datos de seguimiento del conjunto de datos que se refieren a las fases rápidas sacádicas comprendidas por el nistagmo optocinético. Con este fin, puede utilizarse preferentemente un filtro sacádico propuesto por R. Kliegl y R. Engbert, Microsaccades Uncover the Orientation of Covert Attention, 2003, Vision Research 43(9), págs. 1035-45. No obstante, también pueden aplicarse otros tipos de filtros sacádicos. Como resultado de esto, solo se pueden utilizar exclusivamente los datos de seguimiento que están relacionados con las fases de seguimiento lento del OKN para estimar la velocidad del movimiento ocular con los fines de la presente invención.

En una realización preferida más, el conjunto de datos de los datos de seguimiento se puede suavizar antes o, preferentemente, después de la aplicación del filtro sacádico pero antes de estimar la velocidad del movimiento ocular. Con este fin, se puede utilizar preferentemente un filtro Savitzky-Golay. No obstante, también pueden ser aplicables otros tipos de filtros de suavizado. En esta realización, el suavizado de los datos puede eliminar el ruido de alta frecuencia que muy probablemente pueda originarse en el dispositivo y que no representa un movimiento ocular real.

En una realización preferida más, los datos de seguimiento que están relacionados con un movimiento opuesto del estímulo pueden invertirse y fusionarse. Con este fin, se puede tener en cuenta que los movimientos lentos de búsqueda, en general, no se diferencian entre direcciones opuestas. De esta manera, también puede aumentarse la precisión de la estimación de la sensibilidad al contraste.

Según la etapa b), a partir de los datos de seguimiento se puede estimar al menos un componente de velocidad del movimiento ocular, especialmente a partir de los datos de seguimiento de la frecuencia espacial concreta y el contraste específico del estímulo. Preferentemente, el al menos un componente de velocidad del movimiento ocular puede estimarse a partir de los datos de seguimiento de cada frecuencia espacial y de cada contraste del estímulo. Como se utiliza generalmente, el término "componente de velocidad" se refiere a la velocidad de un movimiento en una dirección seleccionada, tal como en una dirección horizontal o en una dirección vertical. No obstante, también pueden ser factibles otras clases de componentes. Como se usa adicionalmente en el presente documento, el término "estimación" se refiere a un proceso de obtención de un valor adicional a partir de uno o más valores medidos mediante el uso de una regla conocida. De acuerdo con la presente invención, los datos de seguimiento proporcionados en la etapa a) anterior se utilizan para este fin. En la realización particular en la que una unidad de datos puede ser un doblete que comprenda un valor posicional y un valor temporal relacionado, el componente de velocidad del movimiento ocular se puede estimar, como saben las personas expertas en la materia, a través de la obtención de la posición del ojo con respecto a un desarrollo temporal de la posición del ojo. Este procedimiento puede repetirse para más frecuencias espaciales y para más contrastes del estímulo, preferentemente para cada frecuencia espacial y cada contraste del estímulo, como se usa durante la etapa a).

En la realización indicada anteriormente en la que se puede utilizar un estímulo diferente para provocar un movimiento ocular en dirección horizontal y en dirección vertical, el componente de velocidad se puede estimar por separado para un movimiento ocular horizontal y un movimiento ocular vertical, en donde el movimiento ocular horizontal puede seguir el movimiento del estímulo en dirección horizontal, y en donde el movimiento ocular vertical puede seguir el movimiento del estímulo en dirección vertical. En esta realización, los diferentes estímulos para provocar el movimiento ocular en la dirección horizontal y en la dirección vertical se pueden aplicar en serie. No obstante, también pueden ser factibles otras formas de provocar los movimientos, tal como aplicar un solo estímulo en un plano perpendicular a una dirección de visión del usuario.

Según la etapa c), el componente de velocidad del movimiento ocular para los datos de seguimiento, especialmente para los datos de seguimiento relacionados con la frecuencia espacial concreta y el contraste específico del estímulo, se compara con un umbral de velocidad. Como se utiliza generalmente, el término "umbral de velocidad" se refiere a una velocidad concreta con la que se compara el componente de velocidad del movimiento ocular, específicamente, de una manera para estimar cuál del componente de velocidad y el umbral de velocidad presenta un mayor valor.

Aquí, un único umbral de velocidad puede aplicarse, preferentemente, en cada tipo de componente de velocidad. No obstante, en la realización indicada con anterioridad, en la que se usa un estímulo diferente para provocar un movimiento ocular en una dirección horizontal y en una dirección vertical y en la que el componente de velocidad se puede estimar por separado tanto para un movimiento ocular horizontal, como para un movimiento ocular vertical, se puede usar un umbral de velocidad horizontal separado para comparar el movimiento ocular horizontal y, además, se puede utilizar un umbral de velocidad vertical separado para comparar el movimiento ocular vertical. Para más detalles, se puede hacer referencia a la descripción de las realizaciones de a continuación.

Según la etapa d), una fracción de los datos de seguimiento que sobrepasa el umbral de velocidad se compara con un umbral fraccionario del conjunto de datos, de manera que el conjunto de datos que sobrepasa el umbral fraccionario se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético en los ojos del usuario en el contraste específico del estímulo. Como se utiliza en el presente documento, el término "umbral fraccionario" se refiere a un valor que indica una fracción, en concreto, un valor entre un 10 % y un 90 %, preferentemente entre un 30 % y un 70 %, más preferentemente entre un 40 % y un 60 %. A modo de ejemplo, en caso de que el umbral fraccionario pueda ser del 48 %, mientras que el 60 % de los datos de seguimiento dentro del conjunto de datos de los datos de seguimiento pueda sobrepasar el umbral de velocidad como se indicó anteriormente, el conjunto de datos correspondiente se puede clasificar como que provoca el nistagmo optocinético en los ojos del usuario en el contraste específico del estímulo.

En consecuencia, aplicar tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario en el conjunto de datos de los datos de seguimiento según el método divulgado en el presente documento permite determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos del usuario según la etapa e), en concreto, identificando un valor más pequeño para el contraste que provoque el nistagmo optocinético. Como se utiliza generalmente, el término "determinar" se refiere a un proceso de generar al menos un resultado representativo, tal como una pluralidad de resultados representativos, en concreto, aplicando el método según la presente invención. Como se utiliza más en general, el término "sensibilidad al contraste" se refiere a una medida de la capacidad de al menos un ojo de un usuario para distinguir entre luminancias de diferentes niveles en un estímulo. Así mismo, el término "umbral de sensibilidad al contraste" se puede definir como lo opuesto a un contraste de Michelson en el umbral, en donde las estimaciones del contraste de Michelson se basan en valores en escala de grises de la imagen, que pueden obtenerse mediante patrones en los que las características brillantes y oscuras son equivalentes y ocupan fracciones similares del área, tal como las franjas blancas y negras del tambor optocinético.

En el presente documento, el conjunto de datos de los datos de seguimiento, preferentemente, puede ya estar clasificado como que provoca el nistagmo optocinético si, con anterioridad, el conjunto de datos se ha clasificado como que provoca el nistagmo optocinético solo en el movimiento ocular horizontal o solo en el movimiento ocular vertical. Como resultado de esto, comparar solo los datos de seguimiento del movimiento ocular horizontal con el umbral de velocidad horizontal o solo los datos de seguimiento del movimiento ocular vertical con el umbral de velocidad vertical y utilizar el umbral de velocidad según la etapa d) ya puede permitir clasificar el conjunto de datos respectivo de los datos de seguimiento como que provoca el nistagmo optocinético en los ojos del usuario en el contraste específico del estímulo.

Sorprendentemente, podría verificarse, como se demuestra más adelante con mayor detalle, que tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario pueden ser conjuntos de datos independientes del usuario de cuyos ojos se determina el umbral de sensibilidad al contraste. En cambio, tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario pueden estimarse en un proceso de calibración en el que el método según la presente invención se realiza de la misma manera con diferentes usuarios, por lo que, en concreto, se utilizan el mismo tipo de estímulo y el mismo tipo de equipo, en particular, el mismo tipo de pantalla y el mismo tipo de rastreador ocular. Como resultado de esto, el método de la presente invención permite determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de cualquier usuario que aplique el proceso calibrado.

Sin pretender quedar ligados a teoría alguna, el umbral fraccionario propuesto por el presente método puede resolver las imprecisiones que pueda generar automáticamente el rastreador ocular que se utilice para proporcionar el conjunto de datos de los datos de seguimiento en la etapa a) con respecto a una posición real del ojo del usuario. Como consecuencia de estas imprecisiones, durante la etapa b) se podrán estimar las velocidades artificiales a partir de posiciones oculares determinadas de forma imprecisa. En el presente documento, las velocidades artificiales pueden aumentar, en general, con el aumento del ruido que genera inevitablemente el rastreador ocular. Así, el umbral fraccionario puede considerarse una medida de un nivel artificial que provoca el nistagmo optocinético en los ojos del usuario. De este modo, teniendo en cuenta estas imprecisiones de forma del umbral fraccionario, se permite aumentar considerablemente la precisión de la determinación del umbral de sensibilidad al contraste.

En concreto, a diferencia de S.C. Dakin et al., mencionada anteriormente, según la presente invención, se determina un componente de velocidad de una unidad específica de datos de seguimiento y, entonces, se verifica si el componente de velocidad de esta unidad específica de datos de seguimiento sobrepasa el umbral de velocidad. Es entonces cuando se determina además en cuántas de las unidades de datos de seguimiento del conjunto de datos el componente de velocidad correspondiente sobrepasa el umbral de velocidad, de modo que se obtiene la fracción de dichas unidades de datos de seguimiento del conjunto de datos que cumplan con esta condición. A continuación, se comprueba si esta fracción sobrepasa el umbral fraccionario. En contraposición, en S.C. Dakin et al. es la velocidad horizontal del ojo la que se estima. Después, de acuerdo también con la etapa c), se comprueba si esta velocidad sobrepasa un "umbral sacádico" que define el umbral específico de la velocidad del ojo. A continuación, se determina la distancia total De que recorre el ojo que fue coherente con el OKN en la dirección 0. Usando este valor para la distancia total recorrida De, se determina la relación Ce, que indica el valor fraccionario del movimiento ocular total que es coherente con el OKN. En consecuencia, este valor de la relación Ce se diferencia de la definición del umbral fraccionario. Como resultado, el presente método ya permite determinar si un conjunto de datos en particular puede clasificarse como que provoca el nistagmo optocinético en el contraste específico del estímulo o no, en donde no se requiere una determinación de distancias ni un cálculo de relaciones de distancias. Además, aquí se puede evitar el requisito que imponen S.C. Dakin et al. de que el análisis de los movimientos oculares debe adaptarse a las propiedades dinámicas conocidas del OKN, en concreto, la latencia que precede a su iniciación, lo que requiere compensar un retardo antes de que el OKN cambie para reflejar el cambio en la dirección del estímulo.

En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un producto de programa informático que comprende instrucciones ejecutables para realizar el método y determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario según la presente invención. Con este fin, un programa informático puede comprender instrucciones proporcionadas por medio de un código de programa informático que es capaz de realizar cualquiera o todas etapas de los métodos descritos en cualquier otra parte del presente documento y, por tanto, de establecer la determinación del umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario cuando se implemente en un ordenador o en un dispositivo de procesamiento de datos.

El código de programa informático puede proporcionarse en un medio de almacenamiento de datos o en un dispositivo separado, tal como un medio de almacenamiento óptico, por ejemplo, en un disco compacto, directamente en un ordenador o un dispositivo de procesamiento de datos, en concreto, un dispositivo de comunicación móvil, específicamente un teléfono inteligente o una tablet, o a través de una red, tal como una red interna o Internet.

Para obtener más detalles sobre el producto de programa informático, se puede hacer referencia al método según la presente invención que se divulga en otra parte del presente documento.

En un aspecto adicional, la presente invención se refiere a un dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario. En el presente documento, el dispositivo comprende

- una pantalla para representar un estímulo, en donde el estímulo está determinado para provocar un nistagmo optocinético en los ojos del usuario;

- un rastreador ocular, en donde el rastreador ocular está determinado para registrar un movimiento ocular del usuario; y

- una unidad de evaluación, en donde la unidad de evaluación está determinada para llevar a cabo el método y determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos del usuario descrito en otra parte del presente documento.

En una realización preferida de la presente invención, la pantalla, el rastreador ocular y la unidad de evaluación pueden estar integrados en un casco de realidad virtual. Como alternativa, la unidad de evaluación puede estar parcialmente comprendida por un dispositivo de comunicación móvil, específicamente, un teléfono inteligente o una tablet, que esté en comunicación con el casco de realidad virtual. Como se utiliza generalmente, el término "casco de realidad virtual" se refiere a un dispositivo montado en la cabeza que está determinado para que el usuario que lleve puesto el casco de realidad virtual experimente una realidad virtual. En general, el casco de realidad virtual comprende un monitor estereoscópico montado en la cabeza que puede proporcionar imágenes separadas para cada ojo; sonido estéreo; sensores de seguimiento del movimiento de la cabeza, tal como un giroscopio, un acelerómetro o un sistema de luz estructurada; y un sensor de seguimiento ocular.

En una realización alternativa preferida, la pantalla, el rastreador ocular y la unidad de evaluación pueden estar comprendidos en un dispositivo de comunicación móvil, concretamente un teléfono inteligente o una tablet. Como se utiliza más en general, el término "dispositivo de comunicación móvil" se refiere a un dispositivo de comunicación móvil que comprende un sistema operativo móvil determinado para facilitar el uso de software, Internet y funcionalidades multimedia. En esta realización, el dispositivo de comunicación móvil, por tanto, puede configurarse para proporcionar las funcionalidades de la pantalla, el rastreador ocular y la unidad de evaluación, como se describe con anterioridad o más adelante. En particular, el dispositivo de comunicación móvil puede comprender, para este fin, al menos un sensor, en concreto, seleccionado de entre un giroscopio, un acelerómetro, un sensor de proximidad, un magnetómetro o un barómetro, y puede admitir protocolos de comunicaciones inalámbricas como Wi-Fi o Bluetooth.

En otra realización alternativa preferida, la pantalla y el rastreador ocular pueden estar integrados en las gafas inteligentes, mientras que la unidad de evaluación puede estar comprendida por un dispositivo de comunicación móvil que esté en comunicación con las gafas inteligentes. Como se utiliza generalmente, el término "gafas inteligentes" se refiere a las gafas que un usuario puede llevar puestas y que están diseñadas para superponer información en el campo de visión del usuario. Además, las gafas inteligentes pueden estar determinadas para cambiar las propiedades ópticas cuando las lleve puestas el usuario. Con estos fines, se pueden usar gafas inalámbricas integradas en un monitor de visualización frontal transparente o una superposición de realidad aumentada (AR) que, por un lado, permiten la recepción visual habitual por parte del usuario y, por otro lado, están diseñadas para proyectar las imágenes digitales que proporcionen las aplicaciones integradas.

Como alternativa o además, son concebibles otras realizaciones con respecto al dispositivo según la presente invención.

Con respecto a la técnica anterior, el método y el dispositivo según la presente invención presentan las siguientes ventajas. En particular, el método y el dispositivo permiten realizar una estimación automática de la sensibilidad al contraste que requiere poca cooperación por parte del usuario en los menos de 5, preferentemente menos de 4, preferentemente menos de 3 minutos, que dura el método. En consecuencia, estos proporcionan una herramienta poderosa para determinar la prueba de sensibilidad al contraste que incorpora una fácil aplicabilidad y una duración corta de la prueba. En el presente documento, hay diseñada una implementación del hardware en uno o en dos dispositivos que cooperan entre sí, así como una incorporación del software para hacer que la herramienta sea aplicable incluso con usuarios o personal no capacitado. Así mismo, la presente herramienta para determinar la sensibilidad al contraste está adaptada para proporcionar una medida objetiva, en donde las mediciones de las diferentes acciones se pueden almacenar y comparar fácilmente, permitiendo así una evaluación de las tendencias a largo plazo de los ojos de un usuario. Además, la presente herramienta podría incluso aplicarse en casa como una herramienta de detección, potencialmente implementada incluso en realidad aumentada. De esta manera, la presente invención puede complementar la atención médica en enfermedades en curso como una herramienta de detección mediante la cual se puede estimar la sensibilidad al contraste sobre base mucho más frecuente que las visitas periódicas. Como resultado de esto, la degradación gradual de la función visual de un usuario puede detectarse antes y tratarse de manera mucho más eficiente.

Breve descripción de las figuras

Otras características y realizaciones opcionales de la presente invención se divulgan con más detalle en la siguiente descripción de realizaciones preferidas, preferentemente en conjunto con las reivindicaciones dependientes. En ellas, las características opcionales respectivas se pueden materializar de forma aislada, así como en cualquier combinación arbitraria factible, como se dará cuenta la persona experta. Se hace aquí hincapié en que el alcance de la invención no está limitado por las realizaciones preferidas.

En las figuras:

la figura 1 ilustra una realización preferida de un dispositivo para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario según la presente invención;

la figura 2 ilustra los resultados de un experimento de ejemplo de una prueba de sensibilidad al contraste de acuerdo con la presente invención, que representa los movimientos lentos de búsqueda expresados notablemente y las fases sacádicas rápidas de un nistagmo optocinético;

la figura 3 ilustra una realización preferida de un método para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos de un usuario según la presente invención; y

la figura 4 ilustra una distribución bimodal con respecto a las respuestas porcentuales de OKN resultantes de los datos de OKN horizontal de todas las frecuencias espaciales después de la aplicación de un umbral de velocidad, confirmando así el umbral fraccionario.

Descripción detallada de las realizaciones

La figura 1 ilustra una realización preferida de un dispositivo 110 para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos 112 de un usuario 114. Como se ilustra esquemáticamente ahí, el dispositivo 110 implementa un entorno de realidad virtual al comprender un casco de realidad virtual 116 que el usuario 114 puede llevar puesto usando uno o más elementos de montaje 118. No obstante, también son factibles otros tipos de elementos de sujeción además de los elementos de montaje 118 que se representan. En una versión alternativa (no representada aquí) se pueden usar gafas inteligentes como, se describe anteriormente con más detalle, en lugar del casco de realidad virtual 116. En una versión alternativa adicional (no representada aquí) se puede utilizar un dispositivo de comunicación móvil, en concreto, el teléfono inteligente 132 como el descrito más adelante, para implementar el entorno de realidad virtual.

Además, el casco de realidad virtual 116 comprende una pantalla 120 en forma de monitor montado en la cabeza 122, que está determinada para representar un estímulo 124 que está diseñado para provocar movimientos en los ojos 112 del usuario 114. Para poder realizar el método según la presente invención, el estímulo 124 está determinado para provocar un nistagmo optocinético en los ojos 112 del usuario 114. Como ya se ha mencionado anteriormente, el nistagmo optocinético u "OKN" se refiere a un movimiento reflejo de los ojos 112 del usuario 114 que se genera como respuesta a un flujo óptico homogéneo, en donde se alternan movimientos involuntarios lentos de búsqueda con fases sacádicas rápidas.

Además, el casco de realidad virtual 116 comprende un rastreador ocular 126, en donde el rastreador ocular 126 está determinado para registrar un movimiento ocular 112 del usuario 114. Como se muestra esquemáticamente en la figura 1, se puede montar un dispositivo de seguimiento 128 sobre los elementos de montaje 118 a cada lado de los ojos para registrar el movimiento de cada ojo 112 del usuario 114 individualmente. En el presente documento, el rastreador ocular 126 puede funcionar con un índice de muestreo de 100 Hz a 500 Hz, por ejemplo, de 250 Hz.

Además, el casco de realidad virtual 116 comprende un dispositivo de comunicación 130 que está determinado para comunicarse con un dispositivo de comunicación móvil, en concreto, con un teléfono inteligente 132, preferentemente mediante Wi-Fi o una conectividad Bluetooth 134. No obstante, también pueden ser viables otros tipos de dispositivos de comunicación móvil y/o conectividades. En la realización mostrada en la figura 1, el dispositivo de comunicación 130 y el teléfono inteligente 132 se combinan de manera que juntos forman una unidad de evaluación 136 que está determinada para establecer el umbral de sensibilidad de contraste deseado de los ojos 112 del usuario 114 realizando el método según la presente invención que se describe en otra parte de este documento. No obstante, pueden concebirse otros tipos de unidades de evaluación como, por ejemplo, integrando la unidad de evaluación 136 junto a la pantalla 120 y el rastreador ocular 126 en el casco de realidad virtual 116. Como se ilustra adicionalmente, el teléfono inteligente 132 comprende un teclado virtual 138 para que el usuario 114 envíe respuestas manuales.

Más adelante, en el entorno de realidad virtual de la figura 1, se usa un tambor optocinético 140 para proporcionar el estímulo 124. Según la realización ilustrada en la figura 1, el usuario 114 puede ver el tambor optocinético 140 en la pantalla 120 del casco de realidad virtual 116. Solo con fines ilustrativos, el tambor optocinético 140, adicionalmente, se ilustra en una pantalla 142 del teléfono inteligente 132. El tambor optocinético 140, como se utiliza en el presente documento, se refiere a un cilindro que tiene un radio grande de dos metros que comprende un patrón de franjas blancas y negras en movimiento 144 de una rejilla de ondas cuadradas en su superficie. En el presente documento, el gran radio del cilindro se elige para minimizar un aumento inducido por la perspectiva de la frecuencia espacial 146 en la periferia del campo visual del usuario 114. De acuerdo con la presente invención, preferentemente, el tambor optocinético 140 puede presentarse al usuario como realidad 114 virtual, de modo que se puede presentar al usuario una imagen del tambor optocinético 140 en movimiento. Como resultado de esto, el patrón 144 del tambor optocinético 140 llena todo el campo visual del usuario 114.

Además, el ancho de las franjas blancas y negras se puede definir libremente para cambiar la frecuencia espacial 146 del patrón 144 durante la realización del método según la presente invención. A modo de ejemplo, la frecuencia espacial 146 se seleccionó como uno de los tres valores diferentes que comprendían 0,25 ciclos por grado (cpd), 0,5 cpd y 0,75 cpd, en función de Waddington et al. (véase más arriba). No obstante, para la frecuencia espacial 146 también se pueden usar menos valores, más u otros. Además, el giro del tambor optocinético 140 puede ajustarse a una velocidad y dirección predeterminadas. En el presente documento, la velocidad del tambor optocinético 140 se estableció a una velocidad de 10 grados/s en función de Waddington et al. (véase más arriba). No obstante, también pueden ser factibles otros valores para la velocidad del tambor optocinético 140. Con este fin, el tambor puede girar en sentido dextrógiro y luego en sentido levógiro, de manera que se obtenga un movimiento horizontal del patrón 144, después de lo cual se puede repetir el mismo giro alrededor de otro eje del tambor optocinético 140, generando así un movimiento vertical del patrón 144.

La modulación de contraste se puede implementar, preferentemente, como efecto de pantalla en el monitor montado en la cabeza 122. A modo de ejemplo, el contraste se seleccionó de uno de cuatro valores diferentes que comprendían 0,42 %, 0,85 %, 1,7 % y 10 %. En el presente documento, para el contraste también se pueden utilizar menos valores, más u otros. No obstante, por lo general, no se conoce el valor absoluto del contraste que se muestra en el monitor montado en la cabeza 122. En consecuencia, el umbral de sensibilidad al contraste se puede determinar como una comparación relativa entre diferentes umbrales de sensibilidad al contraste o como un umbral absoluto de sensibilidad al contraste mediante, adicionalmente, la medición del nivel de luminancia del estímulo 124 en la pantalla 120, preferentemente mediante el uso de un sensor de luminancia 148 comprendido también por el casco de realidad virtual 116.

La figura 2 ilustra los resultados del experimento de ejemplo que se obtienen en una prueba de sensibilidad al contraste de acuerdo con la presente invención provocando un nistagmo optocinético 150 en los ojos 112 del usuario 114. Como se muestra, los movimientos involuntarios lentos de búsqueda 152 que alternan con las fases sacádicas rápidas 154 del nistagmo optocinético 150 son claramente visibles. Los resultados del experimento se representan en un diagrama que muestra un punto x de consideración de la posición horizontal del ojo en píxeles px en función del tiempo t en segundos s. En el presente documento, la dirección de los movimientos lentos de búsqueda 152 indica la dirección de movimiento del patrón de franjas blancas y negras 144. Como también se ilustra, la posición horizontal del ojo al ver el patrón 144 que se mueve a 10 grados/segundo cambia la dirección del movimiento del nistagmo optocinético 150 tras cada 1,5 segundos, dando como resultado un movimiento de OKN hacia la izquierda 156 y un movimiento de OKN hacia la derecha 158.

La figura 3 ilustra esquemáticamente una realización preferida de un método 210 para determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos 112 del usuario 114 según la presente invención.

En una etapa de provisión 212, se proporciona un conjunto de datos de los datos de seguimiento de acuerdo con la etapa a), en donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares 112 del usuario 114, en donde los movimientos oculares 112 del usuario 114 son estimulados por el estímulo 124 que se ha determinado para provocar el nistagmo optocinético 150 en los ojos 112 del usuario 114. En el presente documento, los datos de seguimiento están relacionados con parámetros visuales específicos del patrón 144, en donde los parámetros visuales particulares pueden comprender el contraste específico y la frecuencia espacial concreta 146 del estímulo 124, como ha descrito anteriormente con más detalle. Específicamente, también se pueden almacenar los datos de seguimiento ocular, además de la información fotograma por fotograma sobre la dirección de giro del tambor optocinético 140 y los parámetros visuales correspondientes del patrón 144 del tambor optocinético 140. Así mismo, los marcadores de sincronización que están relacionados con un cambio de dirección del giro del tambor optocinético 140 en los datos de seguimiento ocular pueden permitir la coincidencia temporal de los datos de seguimiento ocular con los parámetros visuales del patrón 144. Así, mediante el uso de datos de mirada binocular en coordenadas arbitrarias junto con las marcas temporales correspondientes, se pueden conformar unidades de datos, en donde cada unidad de datos comprende un valor posicional de la posición del ojo 112 del usuario 114, un valor temporal relacionado y los parámetros visuales correspondientes del patrón 144. En el presente documento, los datos de seguimiento se pueden dividir preferentemente en diferentes fases según el contraste y la frecuencia espacial 146 del estímulo 124, permitiendo así procesar cada fase por separado. No obstante, también pueden ser factibles otros tipos de procesamiento.

En la realización preferida que se ilustra en la figura 3, se analizan individualmente el OKN horizontal 214 y el OKN vertical 216. En el presente documento, puede preferirse el orden de las siguientes etapas que se indica a continuación; sin embargo, también puede ser factible un orden distinto.

En una etapa de filtrado opcional 218, se puede aplicar preferentemente un filtro sacádico para eliminar las fases sacádicas rápidas 154 del conjunto de datos de los datos de seguimiento con la intención de analizar exclusivamente los movimientos lentos de búsqueda 152 del nistagmo optocinético 150 en los ojos 112 del usuario 114. Con este fin, se puede utilizar preferentemente un filtro sacádico conocido, como el filtro sacádico propuesto por R. Kliegl (véase más arriba). No obstante, también pueden aplicarse otros tipos de filtros sacádicos.

En una etapa de suavizado opcional 220, los datos se suavizaron utilizando un filtro de suavizado. Con este fin, puede preferirse un filtro de Savitzky-Golay. No obstante, también pueden ser factibles otros tipos de filtros de suavizado.

En una etapa de estimación 222, el componente de velocidad respectivo del movimiento ocular 112 del usuario 114 se estima según la etapa b) a partir de los datos de seguimiento del contraste y la frecuencia espacial 146 del estímulo 124, en donde, en la realización preferida de la figura 3, la etapa de estimación 222 se realiza por separado para el OKN horizontal 214 y para el OKN vertical 216, respectivamente.

En una realización específica del presente método 210, el estímulo 124 puede presentar una primera dirección de movimiento y una segunda dirección de movimiento opuesta a la primera dirección de movimiento. Así, en una etapa de fusión opcional 224, los datos relacionados con el movimiento opuesto del estímulo 124 se pueden invertir y, posteriormente, fusionar con los datos relacionados con el primer movimiento del estímulo 124.

En una etapa de comparación 226, el componente de velocidad del movimiento ocular de los datos de seguimiento se compara con un umbral de velocidad. El umbral de velocidad se introduce para separar los movimientos lentos de búsqueda 152 de los movimientos oculares residuales del ojo 112 del usuario 114. En la realización en la que las fases sacádicas rápidas 154 ya se han eliminado de los datos de seguimiento durante la etapa de filtrado 218, se supone que los movimientos lentos de búsqueda 152 son el componente de movimiento más rápido.

En la realización preferida de la figura 3, la etapa de comparación 226 se realiza por separado para el OKN horizontal 214 y para el OKN vertical 216, respectivamente. En esta realización, se puede utilizar un umbral de velocidad horizontal separado en la etapa de comparación 226 para el movimiento ocular horizontal y también se puede utilizar un umbral de velocidad vertical separado en la etapa de comparación 226 para el movimiento ocular vertical. En el presente documento, se pueden aplicar en la etapa de comparación 226 un umbral de velocidad horizontal de 13 px/s y un umbral de velocidad vertical de 5 px/s, respectivamente, que estén optimizados para el rastreador ocular 126 específico que se utilice para registrar los datos de seguimiento antes de la etapa a). No obstante, para un rastreador ocular 126 diferente, se pueden aplicar diferentes valores para el umbral de velocidad horizontal y el umbral de velocidad vertical.

En una etapa de comparación adicional 228, se obtiene una fracción de los datos de seguimiento que sobrepasa el umbral de velocidad con un umbral fraccionario para el conjunto de datos. En el presente documento, puede utilizarse en la etapa de comparación 228 adicional un umbral fraccionario del 48 % que esté optimizado para el rastreador ocular 126 específico que se utilice para registrar los datos de seguimiento antes de la etapa a). No obstante, para un rastreador ocular 126 diferente, se puede aplicar un valor distinto para el umbral fraccionario. En la realización preferida de la figura 3, la etapa de comparación adicional 228 se realiza por separado para el OKN horizontal 214 y para el OKN vertical 216, respectivamente. Si una fracción más elevada del conjunto de datos de los datos de seguimiento que el umbral fraccionario presenta velocidades de movimiento ocular que pueden etiquetarse como movimientos lentos de búsqueda 152, el conjunto de datos correspondiente de los datos de seguimiento puede clasificarse, en una decisión binaria, como que provoca el nistagmo optocinético 150 en el contraste específico del estímulo 124. En contraposición, si una fracción menor del conjunto de datos de los datos de seguimiento que el umbral fraccionario presenta velocidades de movimiento ocular que pueden etiquetarse como movimientos lentos de búsqueda 152, el conjunto de datos correspondiente de los datos de seguimiento no puede clasificarse, en la decisión binaria, como que provoque el nistagmo optocinético 150 en el contraste específico del estímulo 124.

En la realización preferida de la figura 3, la decisión binaria se toma por separado para el OKN horizontal 214 y para el OKN vertical 216, respectivamente. Así, se cumple el criterio final 230 para la aparición del nistagmo optocinético 150 en el contraste específico del estímulo 124 si la decisión binaria clasifica el conjunto de datos de los datos de seguimiento como que provoca el nistagmo optocinético 150 ya sea para el OKN horizontal 214 o para el OKN vertical 216.

Como se indica esquemáticamente en la figura 3, las etapas anteriores 212-228 se repiten para otros parámetros visuales específicos del patrón 144, en donde los parámetros visuales específicos adicionales pueden comprender un contraste específico adicional y una frecuencia espacial concreta adicional 146 del estímulo 124. Como se ha indicado anteriormente, la frecuencia espacial 146 puede, a modo de ejemplo, seleccionarse entre tres valores diferentes de 0,25 ciclos por grado (cpd), 0,5 cpd y 0,75 cpd, basado en Waddington et al, véase más arriba. De forma similar, el contraste se puede seleccionar entre cuatro valores diferentes de 0,42 %, 0,85 %, 1,7 % y 10 %. No obstante, en el presente documento también se pueden utilizar menos, más u otros valores. Combinando cada valor seleccionado para la frecuencia espacial 146 y/o para el contraste, se pueden obtener, de esta manera, 12 escenarios diferentes, en donde las etapas anteriores se realizan individualmente en cada escenario diferente.

Por último, preferentemente después de haber realizado individualmente los etapas anteriores con cada escenario seleccionado, el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos 112 del usuario 114 puede determinarse en una etapa de determinación 232 como se describe en otra parte del presente documento.

El al menos un umbral de velocidad y el umbral fraccionario pueden determinarse en función de una verdad terreno.

En el presente documento, la verdad terreno se puede generar mediante una inspección visual de los datos de seguimiento de una pluralidad de usuarios 114. Con este fin, los datos de seguimiento de cada ojo 112 de cada usuario 114, la dirección del movimiento de cada ojo 112 de cada usuario 114 así como el contraste correspondiente y la frecuencia espacial 146 del tambor optocinético 140 pueden clasificarse individualmente según una escala de dos etapas en las categorías: "sin OKN" o "más bien sin OKN", a diferencia de "OKN, o "más bien OKN". De esta manera, la pluralidad de usuarios 114 puede seleccionarse aleatoriamente para estimar los parámetros. Posteriormente, el al menos un umbral de velocidad y el umbral fraccionario pueden optimizarse para ajustarse a la verdad terreno en estos usuarios 114. Después, los valores del al menos un umbral de velocidad y el umbral fraccionario pueden aplicarse a otros usuarios 114 con fines de validación. Así, para determinar un valor optimizado para el umbral de velocidad, específicamente para el umbral de velocidad horizontal y para el umbral de velocidad vertical, así como un valor optimizado para el umbral fraccionario, el método 210 de la figura 3 se puede realizar para varios usuarios 114, utilizando así el mismo rastreador ocular 126.

En los experimentos, la optimización del al menos un umbral de velocidad y del umbral fraccionario dieron como resultado un umbral de velocidad horizontal de 13 px/s y un umbral de velocidad vertical de 5 px/s junto con un umbral fraccionario 240 del 48 %. Al agrupar los datos de todos los participantes y todos los conjuntos de datos para el umbral de velocidad horizontal de 13 px/s y evaluar la distribución de las fracciones de nistagmo optocinético 150 que se producen en los ojos 112 del usuario 114, se hace evidente una distribución bimodal 242 que confirma la existencia de un primer conjunto de mediciones 244 sin que se produzca nistagmo optocinético 150, así como un segundo conjunto de mediciones 246 donde aparece nistagmo optocinético 150, que están separadas por el umbral fraccionario 240 del 48 %.

La figura 4 ilustra la distribución bimodal 242 de los datos de velocidad horizontal agrupados al representar las respuestas fraccionarias resultantes de los datos de OKN horizontal de todas las frecuencias espaciales después de la aplicación de un umbral de velocidad media de 13 px/s. En el presente documento, se ve claramente la distribución bimodal 242 indicando el primer conjunto de mediciones 244, en donde no se ha provocado el nistagmo optocinético 150, con un pico de aprox. 0,35 % OKN, y el segundo conjunto de mediciones 246, en donde sí se ha provocado el nistagmo optocinético 150 con un pico de aprox. 0,75 % OKN. Esta distribución confirma el umbral fraccionario seleccionado 240 del 48 %.

Con el uso del umbral de velocidad horizontal de 13 px/s, el umbral de velocidad vertical de 5 px/s y el umbral fraccionario 240 de 48 % para un proceso de validación, los 60 conjuntos de datos de validación de los cinco usuarios 114 se categorizaron correctamente de forma horizontal, mientras que 52 de los 60 conjuntos de datos de validación de los cinco usuarios 114 se clasificaron correctamente de forma vertical, lo que derivó en una clasificación correcta de 53 de los 60 conjuntos de datos en los experimentos.

Lista de símbolos de referencia

110 dispositivo

112 ojos

114 usuario

116 casco de realidad virtual

118 elementos de montaje

120 pantalla

122 monitor montado en la cabeza

124 estímulo

126 rastreador ocular

128 linterna

130 dispositivo de comunicación

132 teléfono inteligente

134 conectividad Wi-Fi o Bluetooth

136 unidad de evaluación

138 teclado virtual

140 tambor optocinético

142 pantalla

144 patrón

146 frecuencia espacial

148 sensor de luminancia

150 nistagmo optocinético (OKN)

152 movimientos lentos de búsqueda

154 fases sacádicas rápidas

156 movimiento de OKN a la izquierda

158 movimiento de OKN a la derecha

210 método

212 etapa de provisión

214 OKN horizontal

OKN vertical

etapa de filtrado

etapa de suavizado

etapa de estimación

etapa de fusión

etapa de comparación

etapa de comparación adicional

criterio final

etapa de determinación

umbral fraccionario

distribución bimodal

primer conjunto de mediciones

segundo conjunto de mediciones

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Un método (210) para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) de un usuario (114), comprendiendo el método (210) las siguientes etapas:

a) proporcionar un conjunto de datos de datos de seguimiento, en donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares, en donde los movimientos oculares son estimulados a través de un estímulo (124) que está determinado para provocar un nistagmo optocinético (150) en los ojos (112) del usuario (114), en donde los datos de seguimiento están relacionados con un contraste específico y una frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

b) estimar al menos un componente de velocidad del movimiento ocular a partir de los datos de seguimiento del contraste específico y la frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

c) comparar el componente de velocidad del movimiento ocular de los datos de seguimiento con un umbral de velocidad; y

e) determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114);

caracterizado por

d) comparar además una fracción de los datos de seguimiento que sobrepase el umbral de velocidad con un umbral fraccionario (240) del conjunto de datos, de modo que el conjunto de datos que sobrepase el umbral fraccionario (240) se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético (150) en el contraste específico del estímulo (124),

en donde el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114) se determina aplicando tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario (240).

2. El método (210) según la reivindicación anterior,

- en donde el umbral de velocidad y el umbral fraccionario son independientes del usuario (114); y/o

- en donde el umbral de velocidad y el umbral fraccionario dependen de un rastreador ocular (126) que se usa para registrar los datos de seguimiento.

3. El método (210) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,

- en donde el conjunto de datos se divide en al menos dos subconjuntos para el contraste y la frecuencia espacial (146) del estímulo (124), en donde cada subconjunto se procesa por separado; y/o

- en donde se aplica un filtro sacádico para eliminar los datos de seguimiento del conjunto de datos que se refieren a las fases sacádicas rápidas (154) comprendidas por el nistagmo optocinético (150); y/o

- en donde el conjunto de datos se suaviza.

4. El método (210) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el estímulo (124) ejerce un movimiento en al menos una dirección.

5. El método (210) según la reivindicación anterior, en donde se utiliza un tambor optocinético (140) o en donde se presenta al usuario (114) una imagen del tambor optocinético en movimiento (140) como realidad virtual mediante el uso de al menos un casco de realidad virtual (116), una superposición de realidad aumentada o un dispositivo de comunicación móvil.

6. El método (210) según la reivindicación anterior, en donde se utiliza un estímulo diferente (124) para un movimiento en dirección horizontal y en dirección vertical.

7. El método (210) según una cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, en donde el componente de velocidad se estima por separado para un movimiento ocular horizontal y un movimiento ocular vertical, en donde el movimiento ocular horizontal sigue el movimiento del estímulo (124) en dirección horizontal, y en donde el movimiento ocular vertical sigue el movimiento del estímulo (124) en dirección vertical.

8. El método (210) según la reivindicación anterior, en donde se utiliza un umbral de velocidad horizontal para el movimiento ocular horizontal, y en donde se utiliza un umbral de velocidad vertical para el movimiento ocular vertical.

9. El método (210) según una cualquiera de las dos reivindicaciones anteriores, en donde los datos de seguimiento que están relacionados con un movimiento opuesto del estímulo (124) se invierten y fusionan.

10. El método (210) según una cualquiera de las tres reivindicaciones anteriores, en donde el conjunto de datos se clasifica como que provoca nistagmo optocinético (150) si el conjunto de datos se ha clasificado como que provoca nistagmo optocinético (150) para el movimiento ocular horizontal o para el movimiento ocular vertical.

11. El método (210) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el umbral de velocidad y el umbral fraccionario (240) se estiman en un proceso de calibración en el que el método (210) se realiza de la misma manera con al menos dos usuarios (114) diferentes, por lo que se utilizan los mismos contrastes y las mismas frecuencias espaciales (146) del mismo estímulo (124).

12. El método (210) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se mide un nivel de luminancia del estímulo (124), en donde el umbral de sensibilidad al contraste se determina como un umbral de sensibilidad al contraste absoluto considerando un valor medido del nivel de luminancia del estímulo (124).

13. Un producto de programa informático que comprende instrucciones ejecutables para realizar un método (210) y determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) de un usuario (114), comprendiendo el método (210) las siguientes etapas:

a) proporcionar un conjunto de datos de datos de seguimiento, en donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares, en donde los movimientos oculares son estimulados a través de un estímulo (124) que está determinado para provocar un nistagmo optocinético (150) en los ojos (112) del usuario (114), en donde los datos de seguimiento están relacionados con un contraste específico y una frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

b) estimar al menos un componente de velocidad del movimiento ocular a partir de los datos de seguimiento del contraste específico y la frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

c) comparar el componente de velocidad del movimiento ocular de los datos de seguimiento con un umbral de velocidad; y

e) determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114);

caracterizado por

d) comparar además una fracción de los datos de seguimiento que sobrepase el umbral de velocidad con un umbral fraccionario (240) del conjunto de datos, de modo que el conjunto de datos que sobrepase el umbral fraccionario (240) se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético (150) en el contraste específico del estímulo (124),

en donde el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114) se determina aplicando tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario (240).

14. Un dispositivo (110) para determinar un umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) de un usuario (114), comprendiendo el dispositivo (110):

- una pantalla (120) para representar un estímulo (124), en donde el estímulo (124) está determinado para provocar un nistagmo optocinético (150) en los ojos (112) del usuario (114);

- un rastreador ocular (126), en donde el rastreador ocular (126) está determinado para registrar un movimiento ocular (112) del usuario (114); y

-una unidad de evaluación (136), en donde la unidad de evaluación (136) está determinada para

a) proporcionar un conjunto de datos de datos de seguimiento, en donde los datos de seguimiento comprenden datos de movimientos oculares, en donde los movimientos oculares son estimulados a través de un estímulo (124) que está determinado para provocar un nistagmo optocinético (150) en los ojos (112) del usuario (114), en donde los datos de seguimiento están relacionados con un contraste específico y una frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

b) estimar al menos un componente de velocidad del movimiento ocular a partir de los datos de seguimiento del contraste específico y la frecuencia espacial concreta (146) del estímulo (124);

c) comparar el componente de velocidad del movimiento ocular de los datos de seguimiento con un umbral de velocidad; y

e) determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114);

caracterizado por que la unidad de evaluación (136) también está determinada para

d) comparar además una fracción de los datos de seguimiento que sobrepase el umbral de velocidad con un umbral fraccionario (240) del conjunto de datos, de modo que el conjunto de datos que sobrepase el umbral fraccionario (240) se clasifica como que provoca el nistagmo optocinético (150) en el contraste específico del estímulo (124),

y determinar el umbral de sensibilidad al contraste de los ojos (112) del usuario (114) aplicando tanto el umbral de velocidad como el umbral fraccionario (240).

15. El dispositivo (110) según la reivindicación anterior, en donde la pantalla (120) y el rastreador ocular (126) están integrados en un casco de realidad virtual (116), en gafas inteligentes o en un dispositivo de comunicación móvil, y en donde la unidad de evaluación (136) está comprendida por al menos uno del casco de realidad virtual (116) y el dispositivo de comunicación móvil.