ITMI20091655A1 - Sistema di rilevamento di difetti visivi - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
“SISTEMA DI RILEVAMENTO DI DIFETTI VISIVI â€
CAMPO DI APPLICAZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un sistema di rilevamento di difetti visivi, con riferimento particolare alla motilità oculare, per la diagnosi di deficitarietà di uno o più muscoli extraoculari che determina l’insorgere di malattie visive quali la diplopia.
Il sistema consente, ad esempio, la diagnosi ed il controllo di paresi o paresi oculari nelle varie patologie vascolari, neurologiche, endo crinologiche, metaboliche, tumorali, traumatiche, orbitali ecc.
Nello strabismo, in particolare à ̈ utile per valutare la motilità oculare quando le variazioni delle azioni muscolari variano come nei disturbi posturali, associati anche ad alterazioni dell’ occlusione dentale ed alle propriocezioni dento alveolare paradontale ed articolare.
TECNICA NOTA
Come à ̈ ben noto, fino ad oggi il test di rilevamento della motilità oculare à ̈ stato effettuato manualmente, disponendo un paziente con il viso appoggiato su di una mentoniera ad una certa distanza da uno schermo con un filtro verde davanti ad un occhio e rosso davanti all’altro; un esaminatore determina l’accensione di mire luminose rosse su di uno schermo quadrettato, mentre il paziente, con un puntatore laser manuale, deve cercare di proiettare una mira verde nella stessa posizione. La discrepanza delle due posizioni viene riportata su di un grafico che riproduce in scala le dimensioni dello schermo.
La proiezione della mira verde da parte del paziente à ̈ intrinsecamente non precisa essendo essa determinata dalla velocità di puntamento, dalla confidenza del paziente con il puntatore laser manuale, dalle condizioni fisiche del paziente e da tutta una serie di condizioni legate sommariamente alla manualità del puntamento.
Anche il puntamento da parte dell’operatore non à ̈ del tutto preciso in quanto il bersaglio che egli vuole puntare (incrocio di due righe sul pannello), può non coincidere con il bersaglio effettivamente puntato a causa della manualità dell’operazione di puntamento.
Ulteriormente, il rilievo manuale della discrepanza tra i due punti identificati à ̈ intrinsecamente non preciso, in ragione della sua manualità , ed ulteriormente impreciso derivando da rilievi manuali precedenti.
Il risultato di tutto ciò à ̈ che la determinazione degli errori visivi à ̈ intrinsecamente non precisa. La diagnosi e la terapia consigliata, quindi, rischiano di non essere realmente commisurate alla reale entità del problema, Lo scopo principale della presente invenzione à ̈ fornire un sistema che consenta il rilevamento e la determinazione di difetti visivi in modo preciso ed automatizzato così da superare i problemi che affliggono il rilevamento effettuato con i sistemi tradizionali.
SOMMARIO DELL’INVENZIONE
Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti dal sistema di rilevamento di difetti visivi secondo quanto descritto nelle unite rivendicazioni. Il sistema secondo Γ invenzione consegue i seguenti vantaggi:
- Esatta e precisa determinazione degli errori di allineamento tra il punto comandato dal sistema e quello identificato dalla risposta del paziente;
- Totale eliminazione degli errori di trascrizione;
- Accuratezza della diagnosi e della terapia consentita da una rilevazione precisa dell’ entità del problema.
Questi ed altri vantaggi dell’ invenzione risulteranno più dettagliatamente dalla descrizione, fatta qui di seguito, di un suo esempio di realizzazione dato a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
La fig. 1 mostra schematicamente un sistema di rilevamento di difetti visivi, secondo la presente invenzione.
La fig. 2 mostra una prima componente del sistema di figura 1, in particolare una postazione di rilevamento.
La fig. 3 mostra una seconda componente del sistema di figura 1 , in particolare uno schermo di Hess.
La fìg. 4 mostra uno schema a blocchi rappresentativo dei componenti principali del sistema secondo l invenzione.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
Un sistema di rilevamento 10 di difetti visivi, secondo l’invenzione, comprende una struttura di supporto 16 su cui sono installati un pannello di visualizzazione 4, dotato di un dispositivo di attivazione di segnali luminosi 11, un dispositivo di puntamento laser 2 ed ima mentoniera 9 per l’appoggio del mento del paziente durante il rilevamento.
Preferibilmente, il pannello di visualizzazione 4 Ã ̈ luminoso e comprende uno schermo di Hess 5.
Lo schermo di Hess 5 à ̈ realizzato con un pannello, preferibilmente metallico e di forma quadrata e preferibilmente con lato di lunghezza pari ad 1 m, sul quale vengono riportate coordinate X, Y, cosiddette coordinate di Hess; su tale schermo sono posizionati dei punti resi luminosi tramite led rossi e/o verdi ad alta luminosità comandati dal suddetto dispositivo di attivazione di segnali 11. Preferibilmente il numero di punti luminosi attivabile sullo schermo di Hess 5 varia tra 20 e 30.
Preferibilmente tale numero à ̈ pari a 25.
Il dispositivo di attivazione di segnali 11 consente la generazione di almeno un segnale luminoso di test che viene visualizzato in almeno un punto Pi del pannello di visualizzazione 4; tale punto à ̈ definito come punto comandato ed ha generiche coordinate Xi ed Yi sullo schermo di Hess 5.
Preferibilmente durante il test di rilevamento viene attivata una pluralità n di segnali luminosi di test, visualizzati in al più n punti comandati Pi di coordinate Xi, Yi con 1= l..n.
Il sistema di rilevamento 10 comprende, inoltre, un dispositivo di puntamento laser 2 per determinare un punto proiettato Q(X, Y) sullo schermo di Hess 5, eventualmente coincidente con il punto comandato P(l, 1).
Il paziente aziona il dispositivo di puntamento laser 2 al fine di visualizzare sullo schermo di Hess 5 il punto proiettato Q.
Il sistema di rilevamento 10 comprende ulteriormente un dispositivo di comando 8 per comandare l’orientamento del dispositivo di puntamento laser 2 verso il punto comandato P(X, Y).
Il paziente utilizza tale dispositivo per comandare Γ orientamento del puntamento.
Preferibilmente, il dispositivo di comando 8 comprende un joystick utilizzato dall’utente per comandare la variazione della posizione di puntamento iniziale per avvicinarsi alla posizione che egli interpreta essere coincidente con quella del punto comandato P (X,Y).
Il sistema di rilevamento dell’invenzione comprende un sistema di elaborazione 20 dei dati rilevati; tale sistema di elaborazione 20 comprende preferibilmente una prima ed una seconda unità di controllo 22, 24.
La prima unità di controllo 24 sarà descritta in dettaglio più avanti nel corso della trattazione.
La seconda unità di controllo 22 a microprocessore, compresa nel sistema di elaborazione 20, à ̈ in comunicazione di dati con un gruppo di movimentazione 6, compreso nel dispositivo di puntamento laser 2, per comandarne ogni variazione della direzione di puntamento sul pannello di visualizzazione 4 ad ogni corrispondente movimento del dispositivo di comando 8.
La variazione del puntamento laser à ̈ rilevata preferibilmente, per mezzo di una coppia di sensori di posizione 81 e di una corrispondente coppia di servomeccanismi composti da una coppia di motori passo-passo di per sé noti disposti nel dispositivo di puntamento laser 2.
I sensori di posizione 81 rilevano la posizione corrente del puntamento laser in termini di un segnale 100 rappresentativo delle coordinate X, Y e trasmettono tale segnale alla seconda unità di controllo 22.
I motori passo-passo permettono di variare meccanicamente la posizione del puntamento del raggio laser su tutta la superfìcie dello schermo di Hess 5, ricevendo dalla seconda unità di controllo 22 un segnale 200 ad onda quadra corrispondente al segnale 100 emesso dai sensori di posizione 81.
Vantaggiosamente, secondo rinvenzione, la struttura del dispositivo di comando 8 Ã ̈ una struttura stabile non influenzabile da tremori del paziente o imprecisioni nel movimento del laser,
II joystick à ̈ dotato di un pulsante di acquisizione di dati; una volta premuto, esso consente l’acquisizione ed il rilevamento della posizione corrente di puntamento; generalmente, il paziente muove il joystick e preme il pulsante quando pensa di aver determinato con esattezza il punto proiettato Q(X, Y) coincidente con il punto comandato P(X, Y).
I sensori di posizione 81, in questo caso, inviano un segnale 100 già descritto, unitamente ad un segnale 300 rappresentativo dell’ acquisizione del punto proiettato Q(X, Y).
L’elaborazione delle coordinate dei punti P e Q rilevati avviene in una prima unità di controllo 24 compresa nel sistema di elaborazione 20 che contiene linformazione rappresentativa dei punti comandati P(X, Y) definiti in successione in fase di attivazione del segnale di test, e riceve un segnale 400 rappresentativo delle coordinate del punto proiettato Q(X, Y) definito dalla scelta del paziente.
In sintesi, i punti comandati P sono rappresentati da rispettivi segnali 400, mentre i punti proiettati Q sono rappresentati da rispettivi segnali 500.
Gli scostamenti tra i segnali 400 e 500 opportunamente elaborati, consentono la generazione di un corrispodente segnale 600 rappresentativo della valutazione di difetti visivi del paziente, in particolare della diplopia.
In altre parole, il segnale 600 à ̈ funzione degli scostamenti tra i segnali 400, 500. Ad un maggiore scostamento tra i punti P e Q corrisponde un più grave difetto di diplopia del paziente, cioà ̈ una più accentuata percezione di una doppia immagine, orizzontale o verticale, al posto della reale immagine singola presente.
La prima unità di controllo 24, à ̈ dotata di processore ed à ̈ atta a comandare il dispositivo di attivazione di segnali 11 per la generazione dell’almeno un segnale luminoso di test ed atta ad elaborare le coordinate dei punti P e Q in particolare, per acquisire la posizione di puntamento del laser 2 ad ogni pressione del pulsante di acquisizione di dati da parte del paziente.
Più in dettaglio, la prima unità di controllo 24, tramite il proprio processore che esegue un apposito programma, calcola la posizione del successivo led da accendere e, comanda l’accensione dei led sullo schermo di Hess 5, tramite un segnale 500; il paziente che deve, quindi, cercare di posizionare tramite il joystick il raggio laser in corrispondenza del nuovo led acceso, restituisce un nuovo segnale 400 alla prima unità di controllo 24 che viene elaborato dal processore, per il calcolo della posizione dell’ulteriore led da accendere.
In altre parole, la prima unità di controllo 24 à ̈ in comunicazione di dati con il dispositivo di comando 8 per ricevere il segnale 400 rappresentativo delle coordinate del punto proiettato Q ad ogni pressione del pulsante di acquisizione di dati da parte del paziente.
Quando, secondo il paziente, il led ed il raggio laser del dispositivo di puntamento 2 coincidono, la pressione del pulsante di acquisizione che determina la trasmissione del segnale 400 alla prima unità di controllo 24, determina l interruzione della rotazione dei motori. Tale comando comprende i dati di posizione X e Y del puntatore laser da elaborare per la diagnosi finale generati dai già citati sensori di posizione; preferibilmente, tali sensori comprendono encoder (ad es. di tipo lineare), montati solidali sui punti di rotazione in asse X e Y del puntatore laser ed espressi in termini di una tensione proporzionale all’angolo di spostamento del puntatore.
I valori di tensione sono ricevuti dal processore che esegue prima un calcolo di linearizzazione per compensare l’angolo di rotazione del puntatore in funzione della distanza dal centro del pannello, e poi acquisisce e memorizza il dato di posizione per l’analisi finale.
Vantaggiosamente, tra i motori passo passo ed il puntatore laser 2, à ̈ inserito un riduttore ad eliminazione di gioco meccanico, che consente di ottenere delle precisioni di posizionamento dell’ordine del millimetro, notevolmente superiore alla discretizzazione minima necessaria per determinare un errore significativo.
La determinazione della diagnosi finale viene eseguita nell’unità di elaborazione 24 da un noto software di calcolo che analizza tutti i punti acquisiti confrontandoli con la mappa di riferimento dei led (punti fissi) calcolando, in base ad uno specifico e noto programma, i prismi di correzione da attribuire al paziente.
I dati acquisiti vengono poi memorizzati e salvati su hard-disk in modo da utilizzarli in qualsiasi momento per stampe, confronti o indagini successive. In generale va notato che nel presente contesto e nelle successive rivendicazioni, il sistema di elaborazione 20 à ̈ stata presentato come suddivisa in unità di elaborazione 22 e 24 al solo scopo di descrivere in maniera chiara e completa le funzionalità del sistema di elaborazione 20 stesso.
In realtà il sistema di elaborazione 20 può essere costituito da uno o più dispositivi elettronici dotati di uno o più processori, opportunamente programmati per svolgere le funzioni delle singole unità di controllo, e le diverse unità possono corrispondere a entità hardware e/o a routine software interne alla stazione.
II sistema di elaborazione 20 comprende, inoltre, periferiche di inserimento 12 di dati di pazienti di cui si vuole valutare la motilità oculare.
Preferibilmente le periferiche d’inserimento comprendono tastiere e/o lettori di CD-ROM/D VD/floppy disks, tessere magnetiche o simili.
Al sistema di elaborazione 20 à ̈ associata una base di dati per la memorizzazione delle informazioni dei pazienti rilevate e l’associazione con i dati identificativi dei pazienti stessi.
Periferiche di visualizzazione 28 consentono la visualizzazione di almeno i dati rilevati e i dati identificativi dei paziente e periferiche di stampa 26 ne consentono la stampa.
Il sistema di rilevamento secondo l invenzione comprende, inoltre, un apposito seggiolino regolabile in altezza, su cui viene fatto accomodare il paziente in modo che abbia il mento appoggiato sulla mentoniera 9. Poiché la distanza tra puntatore e pannello può essere, volontariamente o involontariamente variata, il sistema di rilevamento secondo l’invenzione ha la possibilità di essere opportunamente ricalibrato per tenere conto di tale variazione,
Variando infatti la distanza tra puntatore e pannello, varia l’angolo di rotazione del puntatore dal quale il sistema ricava i dati per individuare la posizione del raggio laser.
La distanza pannello-dispositivo à ̈ standard di 70cm (che à ̈ stato verificato essere la distanza ottimale) ma la macchina può essere calibrata per distanze tra 50cm e l,5mt.
Vantaggiosamente, una volta eseguite più calibrazioni a distanze predeterminate, ogni volta che i pannello viene spostato ad una distanza già rilevata, può essere richiamata la relativa calibrazione evitando di eseguire tute le volte una procedura ex-novo.
II sistema, inoltre, permette anche una personalizzazione di alcune funzioni quale la modifica alla sequenza di led che progressivamente si accendono nel test e la durata della permanenza del raggio laser .
La modifica della sequenza di accensione dei led può essere uno strumento in più per l’operatore in caso di patologie particolari.
La riduzione della permanenza di accensione del laser consente di ridurre l invecchiamento del diodo emettitore del laser
Da quanto finora descritto si può comprendere il funzionamento del sistema di rilevamento secondo l invenzione durante un esame per il rilevamento di difetti visivi.
L’operatore inserisce, primariamente i dati del paziente nella base di dati del sistema di rilevamento attraverso le periferiche di inserimento 12.
L’operatore selezione l’occhio da esaminare.
L’esame viene effettuato solitamente prima sull’occhio sinistro e, poi, su quello destro.
Per la maggior parte dei pazienti, l’esame viene effettuato valutando il comportamento dell’occhio stimolato rispettivamente con una prima sequenza di accensione di led, posti sostanzialmente in posizione centrale sullo schermo di Hess, e con una seconda sequenza di accensione di led, in posizione più esterna sullo schermo di Hess.
Per particolari esigenze, l’operatore decidere di applicale sequenze diverse o personalizzate in base alle specifiche esigenze del paziente.
I led si accendono in sequenza sullo schermo ed il paziente preme, ogni volta, il pulsante di acquisizione per identificare la posizione che egli percepisce; ogniqualvolta il paziente prema il pulsante di acquisizione, viene acceso un nuovo led.
Al termine dell’esame i dati rilevati vengono salvati in una memoria e uniti ai dati d’identificazione del paziente precedentemente inseriti (o inseriti al termine dell’esame).
La determinazione della diagnosi finale viene eseguita da un programma di calcolo che analizza tutti i punti acquisiti confrontandoli con la mappa di riferimento dei led calcolando i prismi di correzione da attribuire al paziente.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Sistema di rilevamento (10) di difetti visivi di un paziente comprendente: • un dispositivo di attivazione di segnali (11) atto a generare almeno un segnale luminoso di test in almeno un punto comandato P (X, Y) su di un pannello di visualizzazione (4); • un dispositivo di puntamento laser (2) atto ad essere utilizzato dal paziente, successivamente a detta generazione di detto almeno un segnale luminoso di test, per determinare un conseguente punto proiettato Q(X, Y) su detto pannello di visualizzazione (4); • un sistema di elaborazione (20) comprendente a sua volta: o una prima unità di controllo (24) atta a comandare detto dispositivo di attivazione di segnali (11) per la generazione dell’ almeno un segnale luminoso di test ed atta ad elaborare gli scostamenti di segnali (500, 400) rappresentativi rispettivamente delle coordinate di detto punto comandato P(X, Y) e detto punto proiettato Q(X, Y), generando un segnale (600) rappresentativo della valutazione di difetti di motilità oculare di detto paziente, detto segnale (600) essendo funzione di detti scostamenti tra detti segnali (400, 500).
- 2. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 1 in cui detto pannello di visualizzazione (4) comprende uno scherno di Hess (5).
- 3. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni precedenti comprendente un dispositivo di comando (8) per comandare l’orientamento del dispositivo di puntamento laser (2) verso l’ almeno un punto comandato P(X, Y).
- 4. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 3 in cui detto dispositivo di comando (8) comprende un pulsante di acquisizione di dati atto ad essere premuto dal paziente per consentire il rilevamento della posizione coll'ente di puntamento del laser definendo un detto punto proiettato Q(X, j).
- 5. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni 3 o 4 in cui detto dispositivo di puntamento laser (2) comprende un gruppo di movimentazione (6) atto a convertire il movimento comandato dalla mano dell’utente con detto dispositivo di comando (8) in una variazione della posizione di puntamento del laser sullo detto schermo di Hess (5).
- 6. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 5 in cui detto dispositivo di comando (8) comprende una coppia di sensori di posizione (81) atti a rilevare la posizione corrente del puntamento laser sullo schermo di Hess (5) ed una corrispondente coppia di servomeccanismi composti da una coppia di motori passo-passo atti a variare meccanicamente la posizione del puntamento del raggio laser su tutta la superficie del pannello di Hess (5).
- 7. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 6 in cui tra i motori ed il dispositivo di puntamento laser (2) Ã ̈ inserito un riduttore ad eliminazione di gioco meccanico.
- 8. Sistema di rilevamento secondo una delle rivendicazioni 5 o 6 in cui detta prima unità di controllo (24) à ̈ in comunicazione di dati con detto dispositivo di comando (8) per ricevere detto segnale (400) rappresentativo delle coordinate di detto punto proiettato Q ad ogni pressione del pulsante di acquisizione di dati da parte del paziente.
- 9. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 6 in cui detti sensori (81) comprendono degli encoder montati solidali sui punti di rotazione in asse X e Y di detto puntatore laser (2).
- 10. Sistema di rilevamento secondo la rivendicazione 9 in cui detto sistema di elaborazione (20) comprende ulteriormente una seconda unità di controllo (22) in comunicazione di dati, tramite un segnale (200) con detto gruppo di movimentazione (6) per comandare ogni variazione della direzione di puntamento su detto pannello di visualizzazione (4) corrispondente ad ogni movimento del dispositivo di comando (8),
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2009
- 2009-09-28 IT ITMI2009A001655A patent/IT1399174B1/it active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1399174B1 (it) | 2013-04-11 |
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