JP2005516679A - 人間の視力トレーニング用の改良された方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、人間へ光学的刺激を与えることにより人間の視覚系統を訓練する方法に関する。前記刺激は、無傷の視野内の区域と、随意的に、その人の無傷の視野の外の区域とに与えられ、これらの区域の一つに訓練される区域を含むことにより、一般的視力の向上が可能である方法は、以下のステップを含む。（ａ）無傷の視力区域と、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域とを、人間の視覚系統内に配置し定義し；（ｂ）無傷の視力の領域を含む前記区域の少なくとも一つに配置された訓練領域を定義し；（ｃ）人間の視覚系統へ視覚的刺激（この視覚的刺激の少なくとも一部は、前記無傷の視力の領域内または近傍に与えられる）を与えることにより人間の視覚系統を訓練し；（ｄ）人間の視覚系統の特性における変化を記録し；（ｅ）前記変化に応じて、無傷の視力の区域を含む前記少なくとも一つの区域へ刺激を与える位置および解像度を適合させ；（ｆ）人間の視覚系統全体を向上させるために、前述のステップを連続して繰り返す。本発明は、前記方法を実行する装置にも関する。

Description

本発明は、人間の視力トレーニング用の改良された方法および装置に関する。特に、本発明は、人の視覚系統を光学的刺激で刺激することによって、視覚の改善または完全化のために訓練を必要とする人の視覚的能力の変化に影響を与えることができる方法および装置に関する。

視覚組織の損傷とは、本発明の目的に関して、本願明細書および特許請求の範囲において、視覚の処理に関係する任意の構造の損傷（または全ての構造の損傷）として定義される。これらの構造は、限定されるものではないが、網膜のレベルから視神経へ至るまでの神経系統の組織と、関連する全ての脳組織を含む。それらの損傷は、部分的なまたはおよそ失明という結果となり得る、視覚機能の欠損さらには損失を招く。

人間の視覚系統の機能障害は、幼少期における視覚系統の不完全なまたは欠陥のある発達、あるいは、その人の老化により自然に生じる劣化、または、多かれ少なかれ深刻な影響を視覚系統へ与える病気や事故によっておよそ突発的に生じる劣化に起因しているかも知れない。例えば、子供の視力は、例えば斜視の場合、視覚系統トレーニングの定期的な実施により実質的に向上することが分かっている。一方、何らかの理由で視力が低下した人は、彼らの視覚系統の低下の原因に適合した特別なトレーニングにより、視力低下が進むことを阻止し、または、視力を向上させることが可能である。本発明は、視力を向上させる必要がある人の視覚系統への光学的刺激の提示が機能障害の原因の除去および／または能力の向上の成功の見込みがあるという点で想定される機能障害の全ての場合において、人間の視力をトレーニングし改良するための、改良された方法および装置を提供しようというものである。

近年、コンピュータ技術が、人間の脳の精神機能の訓練に用いられている。例えば、従来技術は、実例として、コンピュータ訓練を用いて、言語習得機能障害を持つ子供の一時的な処理の欠損を治療する方法について報告している。しかし、コンピュータベースの訓練が、脳への損傷後に、視覚機能のような他の知覚体系を助けることができるかどうかは明らかではない。

脳卒中や外傷などによって生じ得る脳の障害は、しばしば視覚機能を損なう。人々は、一般的に、視野の半分の視力を失うが、他の半分はしばしば視力が損なわれずに残る。長い間、この部分的な失明は、治療不可であると考えられていた。なぜなら、正常な視力は、極めて特別な神経組織を必要とすると、長年信じられてきたからである。しかし、神経組織における特殊性にかかわらず、障害を受けた視覚系統にはかなりの可塑性がある。失われた視覚機能は、動物や人間において、ある程度までは自発的に回復する。成人の視覚系統のこの自発的な損傷後の神経可塑性の少なくとも一部は、網膜または皮質の損傷の後の広範囲にわたる受容野の再組織化に起因する。

従来技術において、脳に障害を負ったサル（エー．コーウェイ（A. Cowey）、皮質および網膜除去後のサルの視野欠損の視野の研究、Quart. J. Exp. Psychol. 19, 232-245 (1967)）および人（ジェイ．ジール（J. Zihl）, 同名半盲患者の治療, Z Nueropsycho. 2, 95-101 (1990); イー．カスタン（E. Kastan）,ビー．エー．サベル（B. A. Sabel）, 同名半盲の脳障害患者のコンピュータ訓練後の視野拡大：公開試験、Restor. Neurol. Neurosci. 8, 113-127 (1995)）の視覚機能を向上するために用いることのできる訓練方法が開示されている。視覚系統に損傷を受けた人に視力訓練が効果があることを示唆するいくつかの観察がなされている。

人間にとって視力訓練が有効である可能性があるという最初の知見は、ジールら（前掲）による研究である。ジールらは、視覚的な刺激を繰り返し与え、網膜の同じ位置でのブラインド領域（見えない領域）への境界での増加する閾値を計測することが、視野欠損を有する人の視野境界をわずかながら拡大することを発見した。しかし、この状況で繰り返しテストを行うことは、訓練を受ける人と一緒に訓練を行う実験者が必要となる。すなわち、この方法は、当人だけでは実行できない。このように、当人と実験者の両方にとって、非常に時間がかかる。

シュミーラウ（Schmielau）に発行された文献番号ＤＥ−Ｕ９３０５１４７に、大型の半球状のボウルからなる、人間の視覚系統を訓練するための装置が開示されている。ここでは、小さな電球の列が、半円の直径に配置されている。互いに近接して配置された上記の電球の列を点灯することにより、光の刺激が与えられる。これにより、視覚的に修正されなければならない、中心から異なった偏心の視野が刺激される。この装置によれば、その限界までの全視野の評価および訓練が可能であるが、その広範囲な利用を不可能とするいくつかの欠点がある。その欠点とは、（１）そのサイズ、（２）視覚的刺激を与えることのできる位置に柔軟性がないこと、（３）残っている視覚機能に応じて訓練を適応させることについて教示がないこと、である。提示の方法を欠くことにより、シュミーラウの従来装置を用いることは、延長された期間を必要とする。さらに、訓練に用いられる半球状のボウルは、家庭での利用に実用的ではない。

シュミーラウの発明の限定は、その文献の図４から明らかである。ここで、伝統的な教科書にも開示されているように、人間の全視覚系統は、完全なまたは不完全な領域によって示される。視野訓練の対象となる、障害のある、残された視覚機能の領域の記述はない。

コンピュータが、このような大型の実用的でない装置の代わりに有益であることは、推測可能である。しかし、シュミーラウ（前掲）は、これが可能ではないと述べている。従って、コンピュータで制御された訓練が視野訓練の目的に有益ではないと明確に述べられているので、コンピュータの使用は、従来技術において、当業者によって常に拒否されていた。

上述の従来技術において、人間の視覚機能に対するコンピュータで制御された訓練方法が、訓練の効果の向上に対してかなり貢献する可能性があるということは、既に発見されていた。従って、他に述べられているような、コンピュータプログラムが開発されていた（イー．カステン（E. Kasten）,ビー．エー．サベル（B. A. Sabel）, 同名半盲の脳障害患者のコンピュータ訓練後の視野拡大：公開試験、Restor. Neurol. Neurosci. 8, 113-127 (1995)）。コンピュータ制御装置を用いることの原理的な利点は、装置がはるかに小さいことと、装置により人間の行動の連続記録が可能であることにある。しかし、カステンら（前掲）によって開示されたプログラムは、視対象における人間の実際の行動を考慮することなく、コンピュータ画面にランダムな順序で刺激を提示する。従って、この方法は早期の試験研究において有効であるとされながらも、訓練は時間がかかりかつ非効率的であった。

カステンら（1997年、前掲）により発表された論文で、プログラムが開示されている。例えば、セトラ（Sehtra）は、輝度が変化する小さな光の刺激を視野の全ての部分で提示する。しかし、これは、様々な視野領域での人間の実際の行動に適合しない。刺激は、人間の視野に対して、モニタの所定の領域により、欠損の実際の性質や、部分的な視覚系統障害または残された視覚機能（いわゆる「移行帯」）を考慮することなく、ランダムに提示されると述べられている。

この限界を克服するために、公知の欠点を除去する、人間の視力の訓練のための方法および装置が、国際公開WO００／１２０４２号に開示されている。この文献に開示された、人間の視力を訓練する方法および装置は、残された視覚機能が維持されている場合、または、自然な視力が部分的にのみ劣化している場合、あるいは、自然な視力が高度なレベル（いわゆる「移行帯」）で維持されるべき場合に、人間の視覚系統の訓練区域を考慮している。このような移行帯における人間の視覚系統の訓練により、当人の視野が、無傷の区域から前記移行帯へ、および、前記移行帯からほぼ完全な視覚系統障害（人の視力がひどく損なわれた場合）の区域へと、拡大することを可能とする。前記文献の提案に従って提供される方法および装置は、経験を積んだ実験者の監視下にある通常の訓練センターにおいてだけでなく、人間の私的な環境においても当人だけで操作可能な、人間の視力訓練方法および装置を提供する。

従来技術の改良の結果、当業者は、訓練方法を用いることで視野を拡大し、患者が視覚機能の一部を取り戻す手助けをする方法の教示を受けた。これは、視覚的刺激を用いた診断的テストを通じて、無傷の視野と損なわれた視野との境界を確立し、コンピュータを用いた高解像度の視野テストを用いて残された視野の領域を定義することにより、達成された。そして、残された視野または移行帯の領域が、訓練手法により刺激されることにより、視力が改良される可能性がある。

さらなる研究の過程において、驚くことに、訓練手法が、訓練を受けた人から主観的に報告されるように、境界位置は変化しなくても、視力の改良につながることがあるということが発見された。これは、視力の改良は、視野の無傷の部分において起こっているに違いないということを示唆する。すなわち、無傷であるように見え、視覚欠損のない部分が、ある程度その機能を向上させているに違いないということを示唆する。

このように、視覚欠陥の治療の方法の調査において、明らかな欠損領域だけ、すなわちブラインド領域（見えない領域）と移行帯の治療は、視覚系統の障害後に視覚機能の回復を助ける唯一の方法ではない。むしろ、移行帯の訓練なしまたは訓練ありで、無傷と推定される領域の訓練を行うことが、視覚系統に障害を受けた患者の視覚的能力を向上させる可能性があることが、今では提案され、発見されている。

従って、本発明の目的は、訓練される人に、例えば脳の外傷の後に、その人の視覚系統への障害の後に残された視覚的能力を利用させることにある。本発明のさらなる目的は、光学的刺激により、無傷の脳領域と、随意的に、障害を受けた脳領域についても、刺激が可能な装置を提供することにある。

驚くべきことに、上記の目的は、本発明によって達成された。発明者らは、視覚的刺激が、人間の視覚系統に対する光学的な刺激を出す単純な装置において実現される新たな方法を着想した。この方法において、目標刺激（それにより訓練される人は訓練を実行できる）は、視野の無傷な区域へ、随意的に、部分的に損傷を受けた区域への光学的刺激の提示に伴って、提示される。

非常に一般的な意味において、本発明は、人間へ光学的刺激を与えることにより人間の視覚系統を訓練する方法に関する。この刺激は、無傷の視野内の区域と、随意的に、その人の無傷の視野の外の区域とに与えられる。これらの区域の一つに訓練される区域を含むことにより、一般的に、視力の向上が可能である。この方法は、以下のステップを含む。
−無傷の視力区域と、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域とを、人間の視覚系統内に配置し定義する；
−無傷の視力の領域を含む前記区域の少なくとも一つに配置された訓練領域を定義する；
−人間の視覚系統へ視覚的刺激（この視覚的刺激の少なくとも一部は、前記無傷の視力の領域内または近傍に与えられる）を与えることにより人間の視覚系統を訓練する；
−人間の視覚系統の特性における変化を記録する；
−前記変化に応じて、無傷の視力の区域を含む前記少なくとも一つの区域へ刺激を与える位置および解像度を適合させる；
−人間の視覚系統全体を向上させるために、前述のステップを連続して繰り返す。

さらなる実施形態において、本発明は、上述の訓練方法を実現するための、人間の視覚系統または視力を訓練する装置に関する。この装置は、主として、以下の構成を含む。
−この装置の他の手段からのデータを記録し、記憶し、処理し、出力する中央データ処理手段；
−少なくとも一つの光学的刺激を提示する手段；
−人間の視野を固定する凝視点手段；
−知覚された光学的刺激への人間の反応を入力する手段；
−知覚された光学的刺激への人間の応答の実績に応じて、前記少なくとも一つの光学的刺激を提示する手段の制御を可能とする手段。

本発明の好適な実施形態において、前記装置は、以下のステップを実行可能である。
−無傷の視力区域と、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域とを、人間の視覚系統内に配置し定義する；
−無傷の視力の領域を含む前記区域の少なくとも一つに配置された訓練領域を定義する；
−人間の視覚系統へ視覚的刺激（この視覚的刺激の少なくとも一部は、前記無傷の視力の領域内または近傍に与えられる）を与えることにより人間の視覚系統を訓練する；
−人間の視覚系統の特性における変化を記録する；
−前記変化に応じて、無傷の視力の区域を含む前記少なくとも一つの区域へ刺激を与える位置および解像度を適合させる；
−人間の視覚系統全体を向上させるために、前述のステップを連続して繰り返す。

このように、本発明の固有の特徴は、刺激を提示することによる訓練は、大部分は、無傷の視力の区域内またはその近傍で発生する。しかし、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域でも発生する。従って、無傷な視力の区域への刺激の提示に加えて、少なくとも一つの他の区域（例えばいわゆる「移行帯」）への光学的刺激の並行なまたは連続した提示が生じるかも知れないが、従来の教示と対照に、視覚的刺激を提示することによる訓練は、好ましくは無傷な視力の区域でのみ生じる。言い換えれば、一つの区域のみが訓練されるべきであれば、この区域は、本発明によれば、訓練されるべき人間の無傷な視力の区域である。これにより、人間の視力は、従来技術よりもはるかに効率的に向上され得る。

本発明の明細書および特許請求の範囲について定義される「無傷の視力の区域」という用語は、視覚系統の欠陥につながる出来事によって実質的に障害または影響を受けていない、視野の区域（または脳領域）であり、例えば、光学的刺激を受けたときにほぼ通常の視覚性能を発揮する区域を意味する。一方、本発明の明細書および特許請求の範囲について、「劣化した視力の区域」という用語（「残された視覚機能の区域」または「部分的な視覚機能障害の区域」と同様の意味で用いられる）は、事故または脳卒中または変性疾患のような出来事が、脳領域または網膜に人間の視力に影響する損傷を与えることにより、視力が少なくとも部分的に劣化した区域、または視力が部分的または完全に失われた区域を意味するものとして定義される。

一方で無傷の視力の区域と、他方で劣化したまたは失われた視力の区域は、例えば所定の形状（例えば円形）の区域として、連続して形成されているかも知れない。前記形状の区域は、例えば無傷の視力とほぼ同一の視力を持つ。そのような連続した区域は、例えば劣化した視力の区域のような、視力の異なる他の（随意的に同様の形状の）区域に隣接しているかも知れない。また、この視力の異なる他の区域には、視力が完全に失われた領域が後続しているかも知れない。しかし、無傷の視力の区域のいくつかが、不連続な状態で、劣化したまたは失われた視力の区域に囲まれているということも可能であり、本発明の範囲に入ると考えられる。例えば脳卒中後に視野が失われた場合、典型的な領域的な視野欠損（片側視野欠損のような）が生じる。しばしば、そのような出来事を経験した人が、まだ凝視が可能であり、無傷の視力の領域が視野の片側にあり、安定した視野を含むことがある。中心窩の凝視を失う結果となる黄斑変性疾患または他の疾患の場合は、視野の中心に欠損領域を有し（中心窩の損傷）、周囲に無傷の領域を有する（図３参照）ドーナツ型の円形視野が存在するかも知れない。

このように、本発明によれば、視覚的刺激の提示を、視野においてより効率的なリハビリテーションの進展が期待できる領域（すなわち無傷の領域）へ集中させることによる他のアプローチを開発した。

従来技術の装置の限界を克服するために、我々は、ここで、本発明に従い、損傷を受けた区域、すなわち、劣化した視力または残された視覚機能または部分的な視覚系統障害の代わりに（または随意的にはこれと共に）、まず、無傷の視力の区域を配置し定義し特徴付けることを提案する。劣化した視力または損傷を受けた視力または部分的な視覚系統障害の区域は、以降、「移行帯」と略称される（図２参照）、無傷の視力の区域は、単に「無傷の視力の区域」と称される。このような移行帯は、例えば、視力（例えば側面視力）がだんだん制限されていく高齢者に見られる。移行帯は、視覚系統が脳外傷、脳卒中、または同様の出来事の結果として視覚系統に影響を受けた人々にも見られる。他の例は、視覚的に色、形、または動きを識別する能力が完全に維持された区域と完全に失われた区域との間の移行帯である。しかし、本手法の次の段階で定義される主な訓練領域または訓練区域は、無傷な視力の区域に配置されている。

本発明の好適な実施形態において、前記無傷な視力の区域における訓練領域（または複数の訓練領域）のサイズと配置は、その人の、部分的な視覚系統劣化、残された視覚機能、または視覚欠損の区域のサイズ、配置、および種類に従って選択される。言い換えれば、その人の視覚系統のどの部分が、光学刺激を与える継続訓練による全体視力の向上に対して、最も大きなチャンスを提供するかを、注意深くチェックするべきである。本発明によれば、移行帯が無傷な視力の区域と共に訓練されるだけでなく（またはあまり好適ではなく）、無傷な視力の区域だけが光学的刺激の提示による訓練を受けることが好ましい。

そして、訓練中に連続的にまたは断続的に判断される個人の成績に基づいて、我々は、無傷の視力の区域において訓練用刺激を提示することを提案する。訓練用刺激のタイプ、形、強度、持続時間、時間系列は、限定されない。１種類の訓練用刺激または複数種類の訓練用刺激を用いても良い。後者の場合、複数種類が、同時にまたは時系列的に用いられても良い。本発明の好適な実施形態において、光学的および（より好ましくは）光の刺激が人の視覚系統へ提示される。異なる色、輝度、強度、および／または形の光の刺激が訓練を受ける人の視覚系統へ提示されることが、さらに好ましい。このような光の刺激は、性的な光の刺激として、または、連続して動く物体のような印象を与える一連の光の刺激として、提示することができる。本発明の他の実施形態によれば、日常生活用具の単純なまたはより差別化された絵が、訓練を受ける人の視覚系統へ提示される。このような絵は、必要に応じて、静止画または動画でも良い。本発明の他の好適な実施形態は、訓練を受ける人の無傷の視力の区域への、文字、アラビア数字、または単語や文の形態を持つ、光学的刺激の提示を含む。しかし、本発明は、いっさい、提示される刺激についての上述の好適な実施形態に限定されるものではない。

理論に拘束されることを望まないが、この「無傷の視力の区域に基づく刺激の提示」は、視力がほとんど劣化せず、または完全に無傷な、実質的に無傷な視力の領域が人間にはある、という考えに基づく。これらの領域において、神経的な構造のほとんどは、障害に耐える。これらの生き残ったニューロンは、その数がある最小値（最小の残った構造の仮定）を超えているため、訓練による視力の完全な復活を仲介し、従って、訓練による刺激が、取るべき重要なステップとなる。結果として、以前に認識された、不十分な視野指摘の問題を解消するために、我々は、これらの無傷の視力の区域をコンピュータ制御の刺激装置を用いて選択的に刺激することによる新しい提示手法を発明した。

第１の処理ステップにおいて、人間の視野欠損が測定される。これは、無傷の視野の区域を確立するステップを含む。この測定は、従来知られたような方法でなされる。本発明の一実施形態において、標準的な視野検査装置、すなわち、眼科診療で一般的に用いられるような装置、を用いることができる。好適な実施形態において、例えば、発明者らによって開示されたような、コンピュータを利用した視野測定が実行される。そのような装置により、視野において、見えない区域、部分的に障害を負った区域、および無傷の区域が定義できる。

無傷の区域と部分的に障害を負った区域との間、または無傷の区域と見えない区域との間の境界を含む定義は変化するかも知れない。その位置は、視覚機能を定義するためにどのような種類の刺激（すなわち、大きいまたは小さい刺激、明るいまたは明るくない刺激など）、どのような背景の性質（すなわち、乱雑なまたは単純な背景）、および／または、どのような刺激のタイミング（すなわち、短いまたは長い提示時間）が用いられるかに依存する。

第２のステップにおいて、第１のステップの測定に基づいて、無傷の視力の区域または領域が定義される。無傷の視力の領域の定義は、前記定義に対して選択された視覚的刺激の性質に依存する。訓練を受ける人が容易に視認できる刺激は、大きく明瞭な視野を生成する。一方、あまり反応されない刺激は、あまり明瞭でない視野を生成する。視野または無傷の視力の区域を定義するために、どのような方法が選択されたとしても、このステップの結果は、無傷であると定義された明瞭な区域または領域となる。無傷の視野の形状は限定されない。それは、通常円形状の一つの大きな領域であっても良いし、互いに接続されていない複数の無傷の区域から成っていても良い。

第３の、そして決定的な、訓練ステップにおいて、訓練を受ける人の無傷の視力の区域に、一連の視覚的刺激が与えられる。訓練を受ける人が実行しなければならない作業は、刺激または一連の刺激を見て認識したことを行動で示すために、キーまたは他の入力装置を押すステップのような反応によって、刺激の提示へ応答することである。

本発明の新たな特徴は、訓練を受ける人の無傷の視力の区域への、目標刺激の提示を含む。これにより、刺激は、上述した可視物体のライブラリから選択される。見えない部分の境界に近い移行帯を、さらに連続して、あるいは並行に、訓練することができる。しかし、本発明の目的は、無傷の視力の区域の主要な訓練にある。

無傷の視力の区域のサイズおよび形状並びに随意的に数は、変化するかも知れないので、刺激の提示は、前述の測定に従い、オブジェクトの位置およびサイズが無傷の視力の区域の境界内に収まるように調整される。目標刺激は、例えば、コンピュータのモニタに提示される。それは、任意の種類の単一の刺激であっても良いし、選択された複数または多数の刺激の同時または連続した提示であっても良いし、異なる種類の背景があっても無くても良い。例えば、有益な目標刺激は、スクリーン上で動くまたは動かない、文字、単語、文、意味のある物体（図、顔、写真など）、あるいは、意味のない物体（ドット、ラインパターンなど）であっても良い。凝視点に対するフィールドの位置として定義される、無傷の視力の区域内で提示される限り、かつ、訓練を受ける人の視野の見えない区域が刺激されない限り、任意の刺激または刺激の組み合わせを用いて良い。

訓練を受ける人の無傷の視力の区域へ上述した方法で刺激を与えることにより、無傷の視力の区域は訓練され、訓練ステップは訓練の目的で繰り返される。

上述の提示手法に追随して、視覚系統機能（および、随意的に、並行または連続する機能障害または機能不全）の区域または領域の極めて効率的な訓練を可能とする、特別なアルゴリズムが開発された。光学的刺激により人間の視覚系統の特定の領域または区域を刺激することに関する訓練手法の詳しいステップを、以下に説明する。

訓練ステップの間、訓練を受ける人の視覚系統の特性の変化は記録される。すなわち、訓練を受ける人の、視覚的に与えられた光学的刺激を認知し、彼または彼女自身が前記視覚的認知のステップにおける所望の反応を示す成績が、本発明のシステムまたはデバイスにより記録される。一つだけ例を示す。訓練を受ける人の、彼または彼女の視覚系統の無傷の区域に与えられた光学的刺激への反応時間が測定され、ベースライン値として訓練を受ける人についてあらかじめ測定された平均時間値と相対的な、光学的刺激の出力と、例えば装置のボタンを押すことによりなされた反応との間の経過時間が、無傷の区域の訓練領域についてのその人の成績としてとらえられる。しかし、この例は、本発明を限定するものと理解されるべきではない。人間の視覚システムの特性の変化を連続的にまたは断続的に記録するために、他の任意の適切なステップを採用しても良い。

本発明の好適な実施形態において、訓練を受ける人間が一つの刺激または複数または多数の刺激を受けたときの反応が測定され、その人の成績に報奨が与えられる。これは、反応が所定の基準を満たしたときに「報奨口座」に報奨ポイントを追加するという方法をとっても良い。例えば、訓練を受ける人が、可能な限り素早く反応するように指示された場合、所定の時間遅れ（反応時間）以内で応答が記録された場合にのみ、報奨口座に報奨ポイントが追加される。あるいは、報奨ポイントは、識別（例えば正しい形、正しい色、時間識別）が正しくなされた場合に、報奨口座に割り当てられる。

上述したような特性における変化の連続記録に基づいて、無傷の区域の位置および定義が前記の変化に適合させられる。これも、連続的にまたは断続的に実行することができる。本発明の好適な実施形態では、報奨ポイントの数は、次の作業の困難性を自動的に増加させるために用いられる。このため、訓練を受ける人が示した反応または応答の記録に応じて、訓練の難しさを増加させる手段が設けられる。言い換えれば、与えられた刺激を視覚系統により処理する際の、訓練を受ける人の成績に応じて、無傷の視力の区域が新たに定義される。説明に拘束されることを望まないが、定義された無傷の視力の区域の有効な訓練により、特に、および、一般的に、例えば視覚系統のいずれかの機能（例えば、周辺視野、視力、異なる色・形・動きの識別能力、斜視の緩和、視野角の増加）を向上させること、または、一般的に視覚機能を向上させること、または、部分的な視覚系統障害を除去することによって、訓練を受ける人の、前記無傷の視力の区域の視力が向上すると推定される。その結果、無傷の視力の区域は、その人の視力に対する貢献に関して、拡大され、または少なくとも改善される。実際に見られるように、訓練を受ける人は、訓練中のより良い成績によって、主観的に全体的な視力の向上を実感した。

上述のステップを繰り返すことにより、人間の無傷の視野は、以前に移行帯として配置され定義された区域の中へ、連続的に延長される。

訓練は、家庭用パーソナルコンピュータを用いて、訓練を受ける人が定期的に練習することにより、実行された。本発明の好適な実施形態は、暗くされた部屋の中での毎日１時間の訓練を、このテストで採用された例えば６ヶ月間のような長期間にわたって行うことである。しかし、他の任意の訓練期間であっても、効果があるであろう。

従来装置が非効率的であったため、光刺激の出力をモニタ上に生成する特別なアルゴリズムが開発された。この光刺激の出力は、訓練を受ける人の移行帯と、障害を負った視野セクタとに隣り合う無傷の視力の区域に対して、反復的な視覚刺激をもたらす。第１のステップにおいて、「無傷の視力の区域」が配置され、定義され、特徴付けられる。すなわち、前記無傷の視力の区域における正確な視覚機能の定義が、位置、サイズ、および種類に関してなされる。

第１のステップの後、前記無傷の視力の区域内に配置される訓練領域が定義される。前記訓練領域は、第１のステップにおける無傷の視力の区域の定義と特徴付けの結果によって（例えば、所定数の神経組織が残っていることによって）、人の視覚系統の神経組織の再生が期待される、無傷の視力の区域内の領域である。

次のステップにおいて、第１および第２のステップで決定された成績に基づいて、無傷の視力の領域の刺激が実行される。この方法は、視野の無傷の領域を刺激するために、非常に効率的である。

また、プログラムが後の分析のためのデータのみを記憶する従来装置とは異なり、本発明は、連続的または断続的に、訓練アルゴリズムを、無傷の視力機能の領域の内または近傍の視覚系統の成績に適合させる。

さらに、毎日の治療結果を、テープやディスクなどの適切な記憶媒体に記憶することにより、訓練が順調に進んでいるかを観察でき、さらに、治療計画をその人の進歩状況に適合させることができる。

以下では、図面を参照し、発明を詳細に説明する。本発明の説明は、主に、視覚系統に深刻な損傷を受けた人の訓練に関するが、本発明の全ての詳細（すなわち方法および装置）は、当業者により必要な変更を加えて、加齢が原因で視覚系統が徐々に劣化した人や視力の質を高レベルに維持するために標準視力を訓練すべき人へ、適用可能である。その限りにおいて、視覚系統に深刻な損傷を負ったが無傷の視力の領域を有する人についての訓練手法の説明は、本発明の限定として解釈されるべきではない。

図面において、図１は、無傷の視力の区域が、目標刺激が与えられるモニタフレームのフィールドを少なくとも覆うまたはこれと重なる円形として定義されている、通常の場合の視野訓練の例を示す。訓練する人の視線を固定するための凝視点は、目標刺激がその人に認知できるように、無傷の視力の区域の真ん中に提示される。

図２は、１つの半球が機能しない視覚システムの例を示す。凝視点は、目標刺激ＴＳ１（すなわち無傷の視力の区域を訓練する刺激）と同じように、無傷の視野の区域に提示される。一方、他の目標刺激ＴＳ２は、部分的に無傷で部分的に障害を負ったフィールドに、ＴＳ１とは別個に提示される。

図３は、視覚系統の中心領域（中心窩が配置されている場所）が損傷を負った場合（「ドーナツ型視野」）の例を示す。この例では、凝視点は、損傷のために認識されないので、中心領域には提示されない。しかし、いわゆる「凝視アンカー」は、無傷の視力の区域が配置され定義されたブラインド領域（見えない領域）の周辺部分に提示される。そして、視覚的刺激は、この例では単語の形式で、無傷の視力の区域に提示される。

図４は、二つの刺激を連続して（Ｔ１の後にＴ２）提示する例を示す。図２と同じように、視野は一部において無傷であり（Ｉ＝無傷の視野セクタ）、他の部分では部分的に見えない（Ｂ＝ブラインド領域）。プライミング刺激（Ｐ）は、目標を検知し認識する可能性を高めるために、目標刺激（ＴＳ１）に先立って提示される。

図５は、二つの刺激を連続して（Ｔ１の後にＴ２）提示する他の例を示す。図２と同じように、視野は一部において無傷であり（Ｉ＝無傷の視野セクタ）、他の部分では部分的に見えない（Ｂ＝ブラインド領域）。二つのプライミング刺激Ｐ１およびＰ２の一方が訓練を受ける人へ提示され、その後、一つの目標刺激（ＴＳ１）が視野の無傷の区域へ提示される。訓練を受ける人は、目標刺激が、プライミング刺激の領域内で、無傷の視力の区域に提示されたか否かを識別することにより、応答しなければならない。

本発明を、図面と、実施例１〜５の好ましい実施形態（これらの好ましい実施形態に限定されない）を参照してさらに詳細に説明する。

視覚的刺激を人間の視覚系統へ提示するステップ用のコンピュータアルゴリズムは、モニタが、凝視点を表示するようになっている。凝視点は、モニタのどの部分に表示されても良い。凝視点は、人の視野角の調整を可能とするために、人の視線を所定の点に固定する役割をする。続いて、さらなる視覚的刺激が、無傷の視力の区域内またはそのすぐ横に隣接して表示される。その位置は、先行するステップにおいて決定され、その人の成績に応じて変更される。カステンらによって公表された従来装置では、視覚的刺激は人の実際の進歩とは関係なく提示され、従って、非効率的であり、難儀である。これと対照的に、本発明における視覚的刺激は、主に無傷の視力の区域（すなわち、視覚系統障害または視力劣化がほとんど無いまたはほんのわずかしか無い領域）の中またはこれに隣接して提示される。
（実施例１）
一つの好適な実施形態は、脳の視覚系統に障害を持つ人の訓練に向いている。例えば、半球の視覚系統が機能しない場合、視野の反対のセクタが失われる（「片側視野欠損」）。図２を参照のこと。この場合、本発明にかかる装置は、目標刺激を無傷の視力の区域のみに提示し、不完全な半分のフィールドには提示しない。刺激の提示への応答に応じて、徐々により困難な目標刺激が選択される。訓練を受ける人は、成績にさらなる進歩が見られなくなるまで、この目標刺激へ応答しなければならない。
（実施例２）
本発明の他の実施形態は、視覚系統の中心領域（中心窩が配置されている場所）が障害を受けた場合に有益である。図３を参照のこと。これは、加齢黄斑変性のような網膜の損傷後に発生することがある。訓練を受ける人は、中心がほとんど見えないが、真ん中が欠損しているが視覚系統の周辺部では無傷の視力を持った、ドーナツ状の視野を有する。本発明の装置は、視野境界近傍の無傷の視力の区域（すなわち障害のある領域の上または下であって、境界の近くに配置された区域）において目標刺激（この例では文字または単語）を生成する。文字または単語は、例えば要求される応答の困難性に応じて、静止していても良いし動いていても良い。
（実施例３）
本発明の他の実施形態では（図４に図示）、目標刺激に先立ってプライミング刺激が表示される。これは、感情的な内容（例えば「スマイリー」または「ハッピーフェース」）を持つプライミング刺激であっても良い。先行するプライミング刺激により、後続の目標刺激の検出可能性が向上する可能性がある。両方の刺激は、訓練を受ける人の無傷の視力の区域へ提示される。一つの実施形態において、プライミング刺激は、訓練を受ける人が意識して見ないように、非常に短い時間だけ表示されるようにしても良い。訓練を受ける人が、プライミング刺激に応答することを要求されなくても良い。プライミング刺激の表示は、目標刺激の検知能力に影響を与えることが分かるであろう。
（実施例４）
本発明の他の実施形態は、二つの目標刺激がすばやく連続的にまたは同時に表示される例である。訓練を受ける人に要求される応答は、一つまたは複数の目標刺激が表示されたか否かを識別することである。その人は、識別問題に正しく応答できた場合にのみ報奨ポイントを受け取る。
（実施例５）
本発明のさらに他の実施形態では、報奨ポイントは、応答が所定の基準を満たした場合にのみ、訓練を受ける人の報奨口座へ入れられる。例えば、報奨ポイントは、所定の応答時間内にコンピュータにより応答が記録された場合にのみ、または、識別作業への正しい応答の後にのみ、与えられる。好ましくは、目標刺激（単数または複数）は、無傷の視力の区域へ提示される。ただし、無傷の視力の区域または移行帯へ、一つまたは複数の刺激を同時または連続して提示することも可能であり、本発明の枠内にある。
（実施例６）
本発明の他の好適な実施形態において（図５参照）、プライミング刺激（Ｐ１，Ｐ２）は、無傷の視力の区域に提示される後続の目標刺激（ＴＳ１）と同一の位置に配置された、窓枠または他の物体のような、注意を引く合図であっても良い。この場合（または他の例でも）、凝視点（図５のＦ）は、無傷の視力の区域または移行帯、すなわち、訓練を受ける人が、その人の視線を固定するための凝視点を認識するために少なくとも十分な視力を持つ区域に、提示されるかも知れない。

この開示から明らかなように、訓練の領域を、障害または劣化がほとんど無いまたはわずかしか無い視野の一部に限定することは有益である。もちろん、実際に提示される刺激は、サイズ、輝度、形、または色が様々であっても良く、例えば投影スクリーン、単純なコンピュータモニタ、または、バーチャル・リアリティ・ガーグルまたはヘルメットなどのその他の視覚投影装置のような、様々な手段によって提示することが可能である。刺激の提示位置を人の個人的な欠損に適合させることができ、刺激の大部分を「無傷の視力の区域（すなわち、視覚機能がほとんど損なわれていない、または視覚機能がわずかしか損なわれていない領域）」に提示することができる限りにおいて、刺激の提示方法だけでなく、刺激のタイプも限定されない。

Claims (25)

1. 人間へ光学的刺激を与えることにより人間の視覚系統を訓練する方法であって、前記刺激は、無傷の視野内の区域と、随意的に、その人の無傷の視野の外の区域とに与えられ、これらの区域の一つに訓練される区域を含むことにより、一般的視力の向上が可能である方法は、以下のステップを含む。
   −無傷の視力区域と、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域とを、人間の視覚系統内に配置し定義する；
   −無傷の視力の領域を含む前記区域の少なくとも一つに配置された訓練領域を定義する；
   −人間の視覚系統へ視覚的刺激（この視覚的刺激の少なくとも一部は、前記無傷の視力の領域内または近傍に与えられる）を与えることにより人間の視覚系統を訓練する；
   −人間の視覚系統の特性における変化を記録する；
   −前記変化に応じて、無傷の視力の区域を含む前記少なくとも一つの区域へ刺激を与える位置および解像度を適合させる；
   −人間の視覚系統全体を向上させるために、前述のステップを連続して繰り返す。
2. 無傷の視力の区域のみが、配置され、定義され、および／または訓練される、請求項１に記載の方法。
3. 無傷の視力の区域と、劣化した視力および／または残りのまたは部分的な視覚機能の少なくとも一つの区域とが配置され、定義され、および／または訓練される、請求項１に記載の方法。
4. 前記訓練領域のサイズ、配置、および種類は、前記人間の、無傷の視力の区域、部分的な視覚系統劣化の区域、残された視覚機能の区域、および／または、視覚欠損の区域の、サイズ、配置、および種類に従って選択される、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 前記視覚刺激として、光の刺激が人の視覚系統へ提示され、好ましくは、異なる色、輝度、強度、および／または形の光の刺激が提示される、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 光の刺激を前記人間の視覚系統へ提示するステップが、前記人間の視野角を制御するための少なくとも一つの凝視点を、前記人間の視野へ提示することを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 実質的に全ての光の刺激が、前記無傷の視力の区域の中でまたはそのすぐ横に隣り合って、人間の視覚系統へ提示される、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 人間の視覚系統へ光の刺激を提示するステップが、コンピュータ画面、ビデオ画面、投影スクリーンの上で、もしくは、バーチャル・リアリティ・ガーグルまたはヘルメットのような視覚投影デバイスにより実行される、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
9. 人間の視覚系統の特性における変化の記録が、感応性、色識別、形状識別、および／または、その人間による視覚的刺激の局所化の記録を含む、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
10. 前記少なくとも一つの区域を配置し定義し、前記訓練領域を定義し、視覚的刺激を提示し、人間の成績の変化を記録し、訓練領域の配置および定義を適合させ、前述のステップを繰り返すステップが、中央データ処理手段により制御される、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
11. 人間の成績の変化を記録するステップが、時間に関連した信号の識別に反応を示す能力の変化を記録するステップであり、好ましくは、刺激の出現後の反応時間を変化させる能力、および／または、二つの刺激が出現する時間間隔を予測する能力、および／または、時間に関連した刺激のパターンを識別する能力の変化を記録するステップである、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
12. 人間の視覚系統または視力を訓練する装置であって、前記刺激は、無傷の視野内の区域と、その人の無傷の視野の外の区域とに与えられ、これらの区域の一つに訓練される区域を含むことにより、一般的視力の向上が可能である装置は、以下の手段を含む。
    −この装置の他の手段からのデータを記録し、記憶し、処理し、出力する中央データ処理手段；
    −少なくとも一つの光学的刺激を提示する手段；
    −人間の視野を固定する凝視点手段；
    −知覚された光学的刺激への人間の反応を入力する手段；
    −知覚された光学的刺激への人間の応答の実績に応じて、前記少なくとも一つの光学的刺激を提示する手段の制御を可能とする手段。
13. 請求項１２に記載の装置は、以下のステップを可能とする。
    −無傷の視力区域と、随意的に、劣化した視力の区域または残された視力機能または部分的な視覚機能障害（移行帯）の区域とを、人間の視覚系統内に配置し定義する；
    −無傷の視力の領域を含む前記区域の少なくとも一つに配置された訓練領域を定義する；
    −人間の視覚系統へ視覚的刺激（この視覚的刺激の少なくとも一部は、前記無傷の視力の領域内または近傍に与えられる）を与えることにより人間の視覚系統を訓練する；
    −人間の視覚系統の特性における変化を記録する；
    −前記変化に応じて、無傷の視力の区域を含む前記少なくとも一つの区域へ刺激を与える位置および解像度を適合させる；
    −人間の視覚系統全体を向上させるために、前述のステップを連続して繰り返す。
14. 人間の頭を固定するおよび／または支持する手段をさらに含む、請求項１２または１３に記載の装置。
15. 前記視覚的刺激を発する手段が、発光手段であり、好ましくは、色、輝度、強度、および／または形が可変な光の発光手段である、請求項１２〜１４のいずれかに記載の装置。
16. 前記発光手段がコンピュータ画面、ビデオ画面、投影スクリーン、もしくは、バーチャル・リアリティ・ガーグルまたはヘルメットのような視覚投影デバイスである、請求項１２〜１５のいずれかに記載の装置。
17. 人間の視野を固定する前記凝視点手段が、色つきのマークであり、好ましくは、人間の視野角を制御することを可能とするために、その色を変化可能である、請求項１２〜１６のいずれかに記載の装置。
18. 前記制御手段は、光学的刺激への応答の質に応じて、少なくとも一つの光学的刺激提示手段を制御することを可能とする、請求項１２〜１７のいずれかに記載の装置。
19. 感知された光学的刺激への人間の応答を入力する手段は、時間に関連する信号識別への反応を示す人間の能力の変化を記録する手段であり、好ましくは、刺激の出現後の反応時間を変化させる能力、および／または、二つの刺激が出現する時間間隔を予測する能力、および／または、時間に関連した刺激のパターンを識別する能力の変化を記録する手段である、請求項１２〜１８のいずれかに記載の装置。
20. 技術的な機械、兵器システム、陸用、水上、または航空用の車両を操作する人間の視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。
21. 高齢者の視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。
22. 近視または遠視の人の視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。
23. 子供、好ましくは斜視の子供の視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。
24. 部分的な視覚系統障害を経験した人の視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。
25. 正常視力の人が視力を維持するための視力訓練用の、請求項１２〜１９のいずれかに記載の装置の利用。

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