IT201900007005A1 - Metodo per valutare quantitativamente la discriminazione dei colori - Google Patents

Description

“METODO PER VALUTARE QUANTITATIVAMENTE LA DISCRIMINAZIONE DEI COLORI”

Campo tecnico

La presente invenzione si riferisce genericamente alla percezione del colore e più in particolare ad un test per la discriminazione dei colori. L’invenzione si riferisce anche ad un’apparecchiatura e ad un metodo che può essere usato per identificare la suscettibilità di un soggetto ad avere un difetto di visione del colore e il grado di tale difetto, se presente, in un soggetto umano.

Il metodo è implementabile anche via computer.

Questo test di discriminazione del colore è stato progettato con lo scopo di quantificare l’alterazione della percezione del colore in soggetti affetti da discromatopsia congenita od acquisita. Il test per la discriminazione del colore può essere usato anche per valutare gli addetti a molti tipi di lavoro in cui è richiesta un’ottima percezione dei colori (piloti di aereo, ferrovieri, vigili del fuoco ecc).

Arte nota

La percezione del colore inizia a livello retinico grazie a cellule specializzate (fotorecettori) nella visione fine e nella percezione dei colori, dette coni. L’altra famiglia di fotorecettori è quella dei bastoncelli e non è coinvolta nella percezione dei colori.

Esistono alterazioni della percezione del colore congenite ed acquisite. La più diffusa è il daltonismo, è congenito ed ha cause genetiche. Fra le cause acquisite troviamo numerose distrofie retiniche, corioretinopatia sierosa centrale, retinopatia diabetica, glaucoma, distrofie compressione ed infiammazioni del nervo ottico, ipossia, cause iatrogene (inibitori della 5-fosfodiesterasi, clorochina, idrossiclorochina, etambutolo, digossina).

Il daltonismo colpisce dal 5% al 8% degli uomini e lo 0,5% delle donne in tutto il mondo. Può coinvolgere la percezione di uno o più colori e può essere più o meno intenso e perciò classificato come protanopia/anomalia (rosso), deuteranopia/anomalia (verde), tritanopia/anomalia (blu). Definiamo acromatopsia la non percezione di alcun colore.

Attualmente sono disponibili molti test per valutare la percezione dei colori. Si dividono in tre grandi categorie: 1 discriminazione di tinte con tavole pseudoisocromatiche, 2 disposizione ordinate di sfumature di tinte, 3 appaiamento di colori con anomaloscopio.

Il Test di Ishihara è il più rappresentativo del primo gruppo:

consiste in una serie di tavole pseudo-isocromatiche di 9 cm di diametro in cui una serie di punti colorati di dimensioni diverse (1-5 mm) è disposta casualmente. Alcuni di questi punti sono di colore differente (es. rosso-verde) ma di simile luminosità. I pochi punti di colore diverso rispetto alla maggior parte dei punti di quella specifica tavola sono disposti in modo da formare un numero di circa 5 cm di dimensioni. Essendo tutti i punti disposti casualmente ed avendo simile luminosità e saturazione, la cifra delineata dai punti di colore diverso sarà riconoscibile soltanto da chi non ha alterazioni della percezione dei colori. È il test più diffuso, è rapido, ma non è quantitativo.

Per il secondo gruppo, il test più importante è quello di Farnsworth-Munsell che consiste in una serie di dischi colorati (100 dischi o 15 dischi a seconda dell’edizione) che devono essere ordinati in modo da passare gradualmente da un colore ad un altro: arancione-magenta, giallo-verde, blu-viola, violamagenta. Ad ogni disco è associato un numero, non visibile a chi sostiene il test. Il numero corrisponde alla posizione corretta di quel disco nella fila di colori. Riportando i numeri ottenuti dal paziente su un grafico si può ottenere un dato qualitativo che indica verso quale colore è orientato il difetto del paziente e un dato quantitativo in base al numero di dischi posizionati male. È molto meno diffuso del test di Ishihara, è costoso l’acquisto, richiede molto tempo per eseguirlo.

Per il terzo gruppo consideriamo l’Anomaloscopio di Nagel:

il paziente guardando nell’oculare dello strumento vede un cerchio diviso a metà. In una metà la sorgente luminosa è gialla, nell’altra è un misto di luce verde e rossa. Il paziente deve modificare la luminosità della sorgente di luce gialla fino ad ottenere un colore uniforme in tutto il cerchio luminoso. Il macchinario rileva se le frequenze scelte dal soggetto rientrano nei limiti della normalità

Il test è molto sensibile ma richiede un attrezzatura specifica ed è molto poco diffuso in Italia.

Il test di Ishihara è molto diffuso in ambito clinico e di ricerca in quanto è poco costoso e rapido, ma non è quantitativo.

E’ sentita quindi la necessità di avere a disposizione un test di facile esecuzione e di costo contenuto ma che dia anche un responso sul grado del difetto di percezione del colore.

Sommario dell'invenzione

Uno scopo della presente invenzione è quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e fornire un metodo e un dispositivo di test per la discriminazione del colore che possano essere utilizzati per identificare la suscettibilità di un soggetto ad avere anomalie di visione del colore e il grado di tale anomalia.

Altro scopo dell'invenzione è quello di fornire un dispositivo per l’esecuzione del test. Il dispositivo e il test possono anche essere implementati per mezzo di un computer.

Scopi aggiuntivi dell’invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione dettagliata che segue.

Breve descrizione delle Figure

La presente invenzione verrà descritta qui di seguito mediante alcune forme di realizzazione preferite, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati in cui:

FIGURA 1 è una vista schematica frontale di una visualizzazione di immagini che costituisce un esempio di realizzazione del test dell’invenzione. E’ mostrata una tavola o tabella con 12 righe numerate progressivamente di cinque pallini di colori diversi su ciascuna riga con una disposizione a trapezio.

Descrizione dettagliata dell’invenzione

Nell’ambito della presente invenzione due colori saranno definiti pseudoisocromatici se risultano confusi ad un soggetto che presenti anomalie o alterazioni della percezione del colore ma distinguibili da parte di un soggetto sano.

Con il termine ottotipo o tavola ottotipica si definisce la rappresentazione grafica di lettere, numero, simboli o disegni utilizzata per determinare l’acuità visiva. Con il termine cromotipo l’inventore definisce la rappresentazione grafica di figure o forme di colori pseudo-isocromatici utilizzata per determinare l’acuità cromatica / in modo quantitativo la percezione dei colori.

Con particolare riferimento alla figura 1, viene mostrata una visualizzazione del test in cui le figure o forme pseudo-isocromatiche in forma di pallini colorati sono raccolte insieme in dodici righe o file disposte a trapezio secondo le dimensioni e la disposizione degli ottotipi standardizzati ETDRS (Early Treatment for Diabetic Retinopathy Study). Sono tuttavia possibili disposizioni diverse, ad esempio: quadrato, rettangolo.

Le righe sono di cinque pallini ciascuna e i pallini sono distanziati tra loro come verrà specificato più avanti.

La progressione delle dimensioni dei pallini è una progressione logaritmica analoga a quella delle lettere delle tavole ETDRS: 0.1 log unit =1.26x il valore di progressione. Si potrebbe comunque seguire anche una progressione diversa, come anche per le lettere ci sono vari tipi di progressione e l’ETDRS è solo il più comune di questi.

Ogni riga ha un numero romano sul lato sinistro come riferimento quantitativo: i valori di normalità registrati nei test già effettuati con persone sane, sono fra la riga IV e VI.

I colori utilizzati in questa tavola sono i seguenti:

Verde, come ad esempio il PANTONE 7743 C

Rosso, come ad esempio il PANTONE 7587 C

Giallo, come ad esempio il PANTONE 7760 C

Viola, come ad esempio il PANTONE 7666 C

Blu, come ad esempio il PANTONE 7446 C

Sono colori che hanno differente lunghezza d’onda ma simile saturazione e luminosità che è molto bassa. Colori come il rosso ferrari o il giallo canarino non darebbero lo stesso effetto. Questi sono i colori del file originale digitale; anche nei migliori servizi stampa si hanno difficoltà a riprodurre esattamente il colore preciso, ma un po’ di variabilità non guasta purché sia sempre la stessa macchina a stampare i vari colori.

Il soggetto è posto a 4 metri di distanza. Se necessario, si utilizza la correzione refrattiva (gli occhiali) migliore che gli permetta di vedere 10/10 alle tavole ottotipiche. Si analizza un occhio alla volta occludendo l’altro. Si scende fino alla riga in cui il soggetto riesce ad indicare il colore dei pallini. I dati vengono registrati e si passa all’altro occhio.

Se il soggetto riesce a discriminare i colori entro la 4°-6° riga risulta nei limiti di normalità.

E’ stato confermato sperimentalmente dall’inventore che la percezione o l’alterazione della percezione del colore dipende anche dalla grandezza della figura osservata. La figura può essere in forma di, macchie, pallini, cerchietti, quadrati o altre forme, che sono di per sè non vincolanti, ma che nella rappresentazione del test avranno sagome sempre uguali, benché di dimensioni diverse.

Quindi, in accordo con l’invenzione, la disposizione su una tavola di figure di colori pseudo-isocromatici con simile luminosità e saturazione ma differente tonalità, di dimensione crescente secondo scala logaritmica comporterà che un soggetto affetto da una qualche forma di discromatopsia riconosce più facilmente il colore delle figure più grandi rispetto a quelle più piccole.

La disposizione delle figure sulle tavole è mutuata dalla tavole ottotipiche LogMAR-ETDRS (Early Treatment Diabetic Retinopathy Study (ETDRS),

National Eye Institute (NEI), 1979-89, https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT00000151), ma non è strettamente indispensabile. E’ importante però che siano rappresentati almeno due figure pseudo-isocromatiche di forma e dimensioni uguali e di colori diversi.

Si è scelto arbitrariamente di seguire una distribuzione (mostrata in Figura 1) che riprende quella degli ottotipi LogMAR- ETDRS perché sono il gold standard per valutare l’acuità visiva:

- righe di cinque pallini ciascuna, distanziati tra loro da una distanza pari al diametro dei pallini di quella stessa fila

- ogni riga è separata da quella superiore di una distanza pari al raggio dei pallini della riga superiore

- la dimensione dei pallini di ogni riga segue la stessa progressione logaritmica 0.1 log unit (1.26x il valore di progressione).

- ogni riga ha un numero romano sul lato sinistro come riferimento quantitativo. I valori sono calibrati su una distanza del soggetto di 4 m dal pannello.

La disposizione delle figure secondo schema LogMAR-ETDRS non è strettamente necessaria, ma è comoda perché tutte le dimensioni studiate sono sulla stessa tavola. Con una implementazione elettronica/computerizzata sarebbe possibile e comodo produrre più tavole rappresentanti ognuna una sola delle righe rappresentate in Figura 1, e mostrarle singolarmente al paziente. Un’altra possibilità sarebbe quella di mostrare al soggetto solo due figure alla volta per appunto studiare due colori diversi per volta, per esempio il rosso e il verde.

Le tavole potrebbero essere proposte alla vista del soggetto in esame secondo una progressione attivata manualmente o meccanicamente o elettronicamente. Quindi la rappresentazione delle figure pseudo-isocromatiche può essere fatta su pannelli, tabelloni, schermi o visori o video da affiggere o collegati ad un computer.

Le figure di colori pseudo-isocromatici potrebbero essere rappresentate in coppie e le rappresentazioni sequenzialmente proiettate/fatte scorrere su uno schermo o su un visore o su un video con dimensione ad es. via via crescente, sempre rispettando la progressione logaritmica indicata sopra con riferimento alla dimensione degli oggetti.

Ad esempio, e solo a titolo di esempio non limitativo, sullo schermo di un computer si possono proiettare due o più pallini per volta, facendo scorrere le immagini dalla serie più grande a quella più piccola o viceversa. I pallini,o più genericamente le figure, di colori pseudo-isocromatici, possono essere due o più, ad esempio 5. A differenza dei test basati su tavole pseudo-isocromatiche noti, che sono fondamentalmente qualitativi, il metodo dell’invenzione è quantitativo perché determina il minimo angolo di risoluzione al quale il soggetto è in grado di distinguere due colori, quindi l’acuità cromatica per parallelismo all’acuità visiva.

Il test è implementabile anche via computer.

Il metodo comprende diverse fasi che includono la visualizzazione su un tabellone o su uno schermo di almeno due figure di prova di differenti tonalità di colore, le almeno due tonalità essendo pseudo-isocromatiche fra loro.

Ogni visualizzazione è diversa dalla precedente nel senso che gli almeno due oggetti di prova hanno dimensioni differenti secondo una progressione logaritmica indicate della formula di cui sopra. Le visualizzazioni sono in genere 12, ma il numero non è vincolante, potrebbero essere anche infinite; sono almeno una e tipicamente sono da 10 a 20 o più.

In una forma di realizzazione le visualizzazioni sono raggruppate tutte in un unico tabellone, come ad esempio illustrato in Figura 1, ogni visualizzazione essendo costituita da una riga di pallini di colori pseudo-isocromatici.

Al soggetto sottoposto a test viene quindi mostrata ciascuna riga e gli viene chiesto se sia in grado di distinguere i colori delle figure. La risposta del soggetto è registrata.

Quindi, vengono proposte al soggetto in esame le visualizzazioni successive delle figure in sequenza, le fasi di registrazione delle risposte vengono quindi ripetute.

La visualizzazione dell'immagine può essere effettuata su un monitor convenzionale, uno schermo LCD, uno schermo su cui possono essere proiettate diapositive o qualsiasi altro tipo di schermo su cui possono essere visualizzate le immagini.

Sebbene l'invenzione sia stata descritta in relazione a quelle che sono attualmente considerate le forme di realizzazione più pratiche e preferite, si deve comprendere che l'invenzione non è limitata alla forma di realizzazione descritta, ma, al contrario, è intesa a coprire varie modifiche e disposizioni equivalenti incluse nello spirito e nella portata delle rivendicazioni allegate, a cui va attribuita l'interpretazione più ampia in modo tale da comprendere tutte tali modifiche e strutture equivalenti.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparato comprendente almeno una serie di forme pseudo-isocromatiche, ciascuna serie comprendente almeno due di dette forme pseudoisocromatiche, le forme di ciascuna serie avendo differenti toni di colore, ma luminosità e saturazione simili e le serie avendo tra loro una dimensione che varia con una progressione logaritmica pari a: 0.1 log unit =1.26x il valore di progressione.
2. 2. Apparato secondo la rivendicazione 1 in cui ciascuna serie comprende cinque forme pseudo-isocromatiche.
3. 3. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-2 in cui le serie sono in numero compreso tra 10 e 20, preferibilmente sono dodici serie e sono rappresentate in righe disposte con una disposizione a trapezio isoscele (secondo le dimensioni e la disposizione degli ottotipi standardizzati ETDRS con una progressione delle dimensioni delle forme che è una progressione logaritmica analoga a quella delle lettere delle tavole ETDRS: 0.1 log unit =1.26x il valore di progressione.
4. 4. Apparato secondo la rivendicazione 3 in cui ad ogni riga è associato un numero come riferimento quantitativo.
5. 5. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4 in cui i colori utilizzati sono: Verde, Rosso, Giallo, Viola, Blu, in tonalità pseudoisocromatiche.
6. 6. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5 in cui la forma è scelta fra: macchie, pallini, cerchietti, quadrati.
7. 7. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6 in cui le serie sono rappresentate su un’unica tavola.
8. 8. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7 in cui ciascuna serie è rappresentata su tavole separate proposte alla vista di un soggetto in esame secondo una progressione scelta fra: attivazione manuale, meccanica, elettrica o elettronica.
9. 9. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-7 in cui la rappresentazione delle forme pseudo-isocromatiche viene fatta su pannelli, tabelloni, schermi o visori o video da affiggere o collegati ad un computer.
10. 10. Apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-10 in cui la rappresentazione delle forme pseudo-isocromatiche viene fatta sequenzialmente proiettando o facendo scorrere su uno schermo o su un visore o su un video con dimensione via via crescente o decrescente.
11. 11. Metodo per la determinazione della suscettibilità di un soggetto ad avere un difetto di visione del colore e il grado di tale difetto, se presente, detto metodo comprendente gli stadi di: - Si pone il soggetto ad una distanza di quattro metri dall’apparato secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3-10; - si analizza un occhio alla volta occludendo l’altro e si chiede al soggetto se egli distingua i colori della forma alla riga che corrisponde alla visualizzazione; - si analizza la risposta del soggetto per ciascuna riga fino alla riga in cui il soggetto riesce ad indicare il colore delle forme; - si ripete il procedimento con l’altro occhio.
12. 12. Metodo secondo la rivendicazione 11 in cui la visualizzazione effettuata su un mezzo scelto fra: un monitor convenzionale, uno schermo LCD, uno schermo su cui possono essere proiettate diapositive o qualsiasi altro tipo di schermo su cui possono essere visualizzate le immagini.
13. 13. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 11-12 che è implementato mediante un computer.