JP2023022142A - スクリーニング装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
(先行技術特許及び出願)
ヘス等、米国特許第8,057,036号、二重視の査定及び/又は療法
ハイ等、米国特許公開第20010050754号、弱視の治療のための装置及び方法。
弱視とは、通常、早期での斜視、不同視、或いは視覚形成欠乏の存在に関連する空間視覚の発達障害である。弱視は、視力、コントラスト感度、奥行感覚に影響し、結果として弱視の眼の視力の恒久的な低下にもなり兼ねない。弱視は、視覚装置の正常な発達を阻害し乳幼児の視覚損失の原因となる頻度が高いため、臨床的に重要である。因みに小児の約4%及び成人の2%が弱視に罹患している。健常者においては2つの僅かに異なった画像が両眼から脳に転写され、これら2つの像を単一で複合の3D画像に融合する。
収束不足は、近距離で見たり、読んだり、作業したりする人の能力に支障をきたす一般的な近視の障害である。
他眼の疾患としては、視力の低下、斜視(トロピア及び斜位の何れか)、斜視力、色盲、並びに各種眼の動態の病気などが多く存在する。これらは多くの小児に影響し、早期の年代に治療されなければ不治となる。
弱視は、弱視でない眼を使わないようにしたり、或いはその眼の視界の質を低減したりすることにより弱視の眼を使用するように仕向けて治療が成される。弱視の治療は、9歳以下の年齢までの小児にのみ有効である。下記に詳述される治療を行うには幾つかの方法又はその組み合わせがある。
効き眼(良い方の眼)の閉塞は長年に渡って確立された方法であり、その治療手順に適切に従った場合にのみ良い結果が得られる。しかし、パッチングには多くの欠点があり、見苦しいアイパッチの装着に関する社会的及び感情的な問題のみならず、主に小児の良い方の眼を覆うことにより生ずる視覚機能の悪化も無視できない。これら全ての要素の結果、アイパッチングへの応諾は限定され、不治と思われるほどの悪影響を受けた眼における視力の低下を患う小児の多くの臨界年齢は、9歳に達している。
アトロピンは、弱視でない眼に浸み込ませ、弱視の眼を近視課題のために継続的に使用するよう仕向けると瞳孔拡張及び適用低下の原因となる。また、この治療は反対弱視の原因になりうる。更なる欠点としては、光過敏の原因となる治療眼における瞳孔拡張、斜視の発達不足、並びに不規則性の合併症がある。
この方法は、両眼での画像サイズ及び輝度を同等とすることにより、非対称性弱視の矯正に使用される。この療法は斜位弱視の治療には使用できず、時間内に行われる場合のみ有効である。後者は、斜視とは異なり、その状態の症状が不明確なため問題が多い。
この方法は近年導入されたが、両眼に異なった画像を付与すること、即ちより良い画質を弱視の眼に導入しつつ画質の低下した画像を他眼に付与することで成り立っている。
知覚学習とは、刺激に対応する感覚装置の機能が経験を通じて改善される過程である。知覚学習は、特定の知覚課題の実施における運動を通じてだけでなく環境との知覚的な対話を通じて行われる。知覚学習の結果として知覚装置及び感覚装置に発生する変化は、振舞い及び心理学のレベルで発生する。知覚学習は、生物がその環境に適応する自らの能力を改善する知覚装置への変化が相対的に長続きすることを伴う。
治療範囲は、受動型プリズムレンズから能動的な開業医による視覚治療までに及んでいる。米国眼科研究所による科学的研究によれば、一般開業医による視覚治療が最も成功した治療であることを立証している。
現在の方法は、専門医、即ち眼科医、視能訓練士、或いは検眼医によって行われ、時間がかかる上、高価な治療手順を要する。
例えば、患者の各々に提示される画像には、以下の異なった処理を行う。
a.弱視でない眼の場合、当該処理は画像劣化の制御型測定子を有する領域を含み、患者に他眼、即ち弱い方の眼に多く依存させる。更にまた、劣化領域の位置は、弱視でない眼の視線の測定方向に対し画面上で移動させる。
b.弱視の眼の場合、当該処理は、画像を変更して同一の実在の3次元視差、即ち、できるだけ同様の画像を2つの眼に提示し、脳内の画像を組み合わせることを可能にすることを含む。
この2つのカメラからの画像は同一ではなく、ほんの僅かな違いを含有する。これらの違いは、3D映像の再構成及び知覚のために脳によって利用される。
b.弱視の眼の欠陥を、この眼に提示される画像を処理することにより矯正するため、脳はこの2つの眼からの画像を同一、或いはできるだけ同一に近いものとして知覚すること。これにより、脳は1つの対象に2つの画像を組み合わせることができる。ここでは垂直及び/又は水平方向への画像の移動、画像の倍率の変更(ズームイン又はズームアウト)、及び/又は画像の回転により片眼に対する画像を変化させるためにデジタルプロセッサが使用される。
c.強い方(視力の良い方)の眼に提示される画像の制御劣化により、弱い方の眼により多く依存するように患者に試行/刺激すること。
1.(a)測定及び治療のため3次元(3D)画像を使用する一方、
(b)3Dモニター、3Dグラス等のような3D表示装置の使用を区別することが重要である。
本装置の目的の一つは、弱視の眼の視力を維持及び改善する一方、患者の奥行知覚を維持及び改善することにより弱視を治療することである。
・提示された実施態様の各々は、記載された課題に全てに対する成果を例示している。
・本明細書では、固定式及び可搬式装置の各例を付与している。
・調節及び収束パラメータを適切に調整することにより近視又は遠視に調整可能である。
・アイトラッカーにより両眼を追跡し、両眼が提示対象を追跡するかを確認する。
・両眼用画像(各々の眼に異なった画像)を映画、ゲーム、アニメーションなどの形態で固定式又は移動式に付与しているため、脳内の斜視処理を行える。この2つの画像は同一であっても、実際の奥行感覚を付与して斜視処理の更なる改善を行うことで斜視の補償を行うための表示特性を有するものであってもよい。
・斜位弱視(克服が困難な類の弱視)の場合、ここで示唆される装置は、眼視方向が異なるに伴って斜位角度が変化する場合でも、瞳孔上の溶融画像が両眼とも鮮明になることを可能にする唯一の解決策となる。この補償は、生身の眼の追跡データに基づく実時間の画像視差補償によって実現される。
・画像の性質は、弱視の眼を好適に使用するよう試行する一方、他眼を(低画質の画像又は部分画像を以って)刺激するような態様においては異なるため、弱視の眼から受け入れた視覚情報の場合には関連する脳の回路の運動となり、脳の視覚中心窩における斜視処理を行える。
・各々の眼に異なったサイズの画像を付与して非対称性弱視を治療するための固有の機能。
・単一又は複数のアイトラッカー(先行技術)により、捻じれ偏倚を含めた非対称の眼の動きの状態全てについての瞬間的な眼視方向に従って、2つの眼の中心窩領域に対する2つの画像の一貫性投影を保証する。
・可搬性ゴーグルの場合、「能動的な」治療を可能にする1つ又は2つの映像カメラによって画像が付与可能である。
・近位領域及び遠位領域で視力を訓練する機能。
・アイトラッキングフィードバックを使用した進捗状況モニタリング及び査定の自動化。
・両眼用画像(各々の眼に異なった画像)を映画、ゲーム、アニメーションなどの形態で固定式又は移動式に付与しているため、脳内の斜視処理を行える。この2つの画像は、実際の奥行感覚を付与し、斜視処理を更に改善して斜視の補償を行うための表示特性と一致するものであっても、或いはこの特性自体を有するものであってもよい。
・この2つの画像は、互いに向かって自動的に移動したり、画像の反対側に移動したりして患者の眼を収束させるように試行するような態様となっている。
・アイトラッカーにより、両眼が内側に移動中の対象を適切に追跡しているかを確認する。
・この運動は小児に対しては徐々に提示され、その進捗状況については進行及び訓練計画に従ってモニタリング、査定、並びに変更が成されるため、実務者や両親への重要なフィードバックを付与だけでなく小児へのバイオフォードバックともなりうる。
・両眼用画像(各々の眼に異なった画像)を映画、ゲーム、アニメーションなどの形態で固定式又は移動式に付与している。
・この2つの画像は、実際の奥行感覚を付与し、斜視処理を更に改善して斜視の補償を行うための表示特性と一致するものであっても、或いはこの特性自体を有するものであってもよい。
・この単一又は別々の2つの画像は、所定の速度及び経路での動的刺激を含み、別々にもチームとしても機能する眼の筋肉の訓練及びモニタリングを行うようにしている。
・アイトラッカーにより、両眼が刺激を適切に追跡しているか確認する。
・この運動は小児に対しては徐々に提示され、進捗状況については進行及び訓練計画に従ってモニタリング、査定、並びに変更が成されるため、実務者や両親への重要なフィードバックを付与するとともに小児へのバイオフォードバックともなりうる。
本装置は、通常訓練時には各パラメータを測定し、両眼の各種視覚機能を査定する。
・視力及びコントラスト感度
・斜位角度及び潜在性斜視の程度
・収束不足
・眼の動き: 痙攣速度、軌跡及び反応時間
・奥行知覚及び斜視の質
・瞳孔径及び反応
・治療計画の変更
・担当医師、患者、又は患者の親戚への警告又は報告の実施
・小児へのバイオフィードバックの付与
スクリーニングの場合、本装置はモニタリング及び査定の場合と同じ測定を行い、測定値を標準データと比較し、専門医による更なる精密検査を要する障害の可能性についての報告を行う。
ここで例示によって、また添付図面を参照して本発明について説明する。
a.3Dモニター及びグラスは、例えば受動式、交替式、分極式など如何なる種類のものでもよい。
b.モニター = ディスプレイ = 画面(固定式装置-1つの3Dディスプレイ、可搬性装置-1つ又は2つのマイクロディスプレイ)
c.3D = 3次元
d.近視用ディスプレイ = マイクロディスプレイ
e.他眼 = 弱視でない眼(視力の良い、強い方の眼)
例えば、患者の2つの眼の各々に提示される画像には、以下の異なった処理が実施される。
a.弱視でない眼の場合、当該処理は画像劣化の制御型計測器を有する領域を含み、患者に他眼、即ち弱い方の眼に多く依存させる。更にまた、劣化領域の位置は、弱視でない眼の視線の測定方向に応じて画面上で移動させる。
b.弱視の眼の場合、当該処理は、画像を変更して同一の実在の3次元視差、即ち2つの眼に対し同様の想定画像を提示し、脳内の画像を組み合わせることを可能にすることを含む。処理としては、垂直及び/又は水平方向への画像の移動、画像の倍率の変更(ズームイン又はズームアウト)、及び/又は画像の回転を含む。この処理は、弱視の眼の視線の測定方向に対応している。即ち、視線が垂直及び/又は水平方向に移動するに伴い、画面上に提示される画像も移動する。
弱視でない眼の場合、画像劣化の測定は、画像劣化を伴う領域において均一である必要はない。好適には、この劣化は当該領域の中心でより強力となり、この領域のエッジ部分に向かって徐々に低減し、円滑な移行を行う。
患者は、勤務時、歩行時、リクリエーション時などでも治療を受けられる。患者は、実時間の画像を取得するための手段を有するゴーグル、即ち当該患者の疾病に適合された所定の設定に従って片眼又は両眼に対し画像を処理するための処理装置、並びに処理画像(複数可)を患者の眼(複数可)に提示するための表示手段を装着する。本実施態様では、患者の時間の節約が行える上、実施も容易である。実際、通院時、待機時、治療受診時はもとより、他の課題を行っている最中でも治療を受けている。
実在の3D画像が脳を最高に刺激して画像を組み合わせるため、この患者は空間内の各対象の奥行、即ち健常な視力の持ち主でも完全に理解できないような実質的な利点を知覚する。
a.実在の3D画像、即ち2つのカメラから生成された画像であって、それらが2つの健康な眼と同様に世界を見るように別々に配置されるものを使用して、別々に配置されるものとして世界が見えるようにすること。
この2つのカメラからの画像は同一ではなく、ほんの僅かな違いを含んでいる。これらの相違は、3D映像の再構成及び知覚のために脳によって利用される。
b.弱視の眼の欠陥を、この眼に提示される画像を処理することにより矯正するため、脳はこの2つの眼からの画像を同一、或いはできるだけ同一に近いものとして知覚すること。これにより脳は1つの対象に2つの画像を組み合わせることができる。
垂直及び/又は水平方向への画像の移動、画像の倍率の変更(ズームイン又はズームアウト)、及び/又は画像の回転により片眼に対する画像を変化させるためデジタルプロセッサが使用される。
c.(視力の良い)強い方の眼に提示される画像の制御劣化により、弱い方の眼により多く依存するように患者に試行/刺激すること。
この方法は、以下を含む。
a.開始点を画定することであって、患者の両眼の差が完全に、或いは実用上できるだけ近位で矯正されて2つの同一又は同様の画像が患者の両眼から脳に転写されることを可能とすること。
b.終点を画定することであって、患者の両眼の何れにも適用される矯正が皆無であること。
c.前記開始点に従って画像への矯正を適用するために、スクリーニング、治療、モニタリング、及び/又は査定計画を画定し、所定の制御率を以って前記終点に向かって当該矯正を徐々に低減すること。
d.前記患者の両眼に提示される画像に前記計画を適用する一方、患者の機能をモニタリングすること。
e.前記患者の機能をモニタリングした結果に応じて前記矯正の変化率を調整すること。
f.最小値及び最大値を有する所望の改善率の範囲を画定し、モニタリング時に実際の患者の機能と、前記所望の改善率と、を比較し、前記実際の機能が前記所望の改善率を超えた場合には報告及び警告を発すること。
本発明の装置は、モジュラー式であってフレキシブルである。同装置は眼の疾病及び視界悪化のスクリーニング、診断、査定、モニタリング、並びに治療のために非常に強力で有用な装置として実現されるようにソフトウェア制御されている。
1.(a)測定及び治療のため3次元(3D)画像を使用する一方、
(b)3Dモニター、3Dグラスなどのような3次元表示装置の使用を区別することが重要である。
特徴(a)は、本発明の実質部分であり、3D画像作成、即ち各々の眼に別々の処理及び各々の眼に別々の表示を行うことに関係している。一方、特徴(b)は、先行技術として、各々の眼に別々の画像を提示するための装置に関係している。本発明は、3D装置(b)を使用し、各々の眼に異なった別々の画像を提示しているが、これは、特徴(a)における装置及び方法のたった1つの構成要素に過ぎない。
2.最新のデジタルプロセッサが、小型パッケージ内部で、また低コストを以って強力な画像処理を行うための手段を提供している。これにより、可搬性のある「能動的な」装置の製造を促進している。このような装置の一例は、マイクロチップテクノロジー社製造のフローティングポイントユニット(FPU)を有する高性能コントローラの32ビットPIC32MZ及び最新型周辺装置のセットである。
ここでは、同様の原理及び以下のサブアセンブリに基づき、3つの実施態様のうちの数例を説明する。
・家庭又は職場での使用のためのパソコン、ノート型パソコン等に基づく固定式装置
・家庭用、職場用、或いはスクリーニング用のタブレット、スマートホン等に基づく可搬式装置
・家庭用、職場用、或いは「能動的な」使用のためのマイクロディスプレイを有するゴーグルに基づく可搬式装置
図1は、3次元グラス2(本例における交替式シャッターグラス)と、3Dディスプレイ又はモニター3と、前記ディスプレイ近傍に配置される遠位アイトラッカー4、或いは前記グラスフレーム上に装着される近位アイトラッカーと、パソコン(PC)又はデジタルプロセッサ5と、を備える、固定式装置を示す。また、患者1及び2つの両眼用画像31も図示される。
PCに代わって、本装置は、タブレット(アイパッド(登録商標)等)又はアイトラッカーを有するスマートホンを使用できる。このアイトラッカーは、アイトラッカーとして機能する統合型タブレット/携帯カメラと置換可能である。
このゴーグルの実施態様は、以下の部材を有する。図4参照。
*各々の眼に1つずつ両眼に近位で配置される2つのアイトラッカーであって、左眼近位トラッカー45及び左眼近位トラッカー46。
*(適切な光学機器を有する)1つ又は複数のマイクロディスプレイであって、(2つのマイクロディスプレイの場合)各々の眼に1つずつ配置されるもの(本実施態様では、3Dディスプレイ及び3Dグラスは不要である)。これらは右眼用近位アイディスプレイ34及び左眼用近位アイディスプレイ35となる。
*本装置が通常の「能動的な」操作時にも使用される場合、このゴーグルは1つ又は2つの映像カメラ71,72を用いてもよい。
*眼科用光学機器
*可搬式制御ボックス/プロセッサ6
上記の各部材(可能であればプロセッサ6を除外)は、可搬式両眼用又は単眼用フレーム39の上に装着されてもよい。
(弱視治療のための動作原理)
弱視治療のための主な要件は、弱視の眼/脳のための装置により恒久的及び不治の視覚低下の原因となる劣化を阻止することである。これは(本発明の主題ではないが)、弱視野の原因を提示することによって、治療と並行して実現されねばならない。
・専門医(眼科医又は検眼医)により所要の刺激種類を判定している。種類としては静止画、ビデオ、ゲーム、通常の映像等の何れかでよい。以下はその数例である。
・一定の時間の割合で弱視の眼を刺激すること。他眼は、如何なる刺激も受けない。
・綺麗で鮮明な画像で弱視の眼を刺激する一方、他眼に鮮明度、輝度、精細度等の退化による曇り画像を付与すること。
・異なった画像の一部分を各々の眼に別々に付与すること。
・斜位弱視の場合、斜視を補うために位置の異なった左右の画像を付与すること。
・仮想の近位又は遠位画像を作成するため、必要に応じてこのような適応/収束特性において両眼に対し画像が別々に付与されてもよい。この動作原理は、当方の国際特許出願第PCT/IL2016/050232号に記載されるとおりである。
・アイトラッカーは、各々の眼が注視する方向において、中心窩領域に刺激中心が何ら残っていないことを保証している。
・本方法では、小児がPCゲームで遊びながらでも、或いはビデオなどを見たりしながらでも治療を行える。
収束不足の診断のための主な要件は、重要な収束画像を付与し、両眼の収束を要さない相対的に離れた画像で開始し、アイトラッカーがプロセッサに両眼の収束が停止したことを報告するまで前記2つの画像内を徐々に移動させることである。
・専門医(眼科医又は検眼医)が所要の刺激種類を決定している。種類としては静止画、ビデオ、ゲーム、通常の映像等の何れかでよい。以下はその数例である。
・仮想の近位又は遠位画像を作成するため、必要に応じてこのような適応/収束特性において両眼に対し画像が別々に付与される。この動作原理は、ここで援用される当方の国際特許出願第PCT/IL2016/050232号に記載されるとおりである。
・アイトラッカーは、各々の眼が見ている方向において、中心窩領域に刺激中心が何ら残っていないことを保証している。同様の治療は、潜在性斜視を患う患者に対しても実施可能である。
(弱視の治療)
各実施態様において実施される処理は同様である。以降の記載は統一され、相違点が言及されている。
プロセッサにより訓練計画から所望の画像を取得する。この画像の発生源は、静止画、ビデオ、ゲーム、通常の映像などの何れでもよい(801)。
プロセッサにより画像上の所望の画像処理を実行する。以下はその数例である(但し、さらに多くの方法もある)(802)。
プロセッサによりアイトラッカーから各々の眼の注視方向を受信する(803)。
プロセッサにより画面上の位置を計算する(804)。患者の2つの眼が平行であれば、両眼のための2つの画像は、モニター上の同一位置に正確に表示される筈である。各々の眼は、各々の画像の同一及び関連部分を中心窩上で正確に知覚する。脳は、これら2つの画像を1つの3D画像に組み合わせる。図15A及び図15B参照。簡便性のため、図面上の画像は、アルゴリズムを強調すべく単一の十字として図示される。この画像は、図15A及び図15Bに示されるように遠位視界を刺激するために平行であっても、或いは図16A及び図16Bに示されるように近位視界を刺激するために内側に移動させてもよい。
プロセッサによりディスプレイ上の適切な位置で前記2つの画像を表示する。この処理は訓練段階全体に渡って継続する(805)。
各実施態様においいて実施される処理は同様である。以下の説明は統一され、相違が存在する場合それについて言及される。
プロセッサにより訓練計画から所望の画像を取得し、それらをディスプレイ上に初期の非収束位置に表示する。この画像の発生源は、静止画、ビデオ、ゲーム、通常の映像などの何れかであってよい。図20参照。2つの眼は、画像が離れている場合同様平行である(811)。
アイトラッカーにより両眼を追跡し、これら両眼が画像を追跡したかプロセッサに報告する(812)。
両眼が画像を追跡した場合、処理はステップ4に進む。両眼が画像を追跡してなかった場合、処理はステップ5に進む(813)。
画像は、例えば1度追加するごとに「ムーブイン」する(814)。図21A及び図21Bも参照。
両眼が画像を追跡しなかった場合、知覚画像は図22A、図22Bに見られるとおりとなる。プロセッサにより、最終角度に従って収束不足角度を計算する。但し、両眼が少なくとも特定の対象距離に必要な収束として収束した場合は、収束不足は例外となりうる(815)。
処理の終了。この処理は、より正確な結果を平均化してあるため数回反復されてもよい(816)。
この治療は、「収束不足の診断」の項を参照して上記で詳述されるように実施されるが、以下の変更点を伴う。
本装置は、通常の時間及び通常の運動時に、以下のような各種パラメータを測定可能である。
・視力
・斜視角度及び潜在性斜視の程度
・斜位の程度
・色盲検査
・収束不足の診断
・眼球動作:痙攣速度、軌跡及び反応時間、前庭動眼反射の測定
・眼球運動反射の測定
・解釈速度
・瞳孔検査
上記結果に基づき、本装置は患者の進捗状況を査定し、以下を行う。
・治療計画における変更の推奨
・被訓練者へのフィードバック信号の付与
・当該訓練計画の自動変更
自動検査は幾つかの態様で実施可能である。以下、一例について詳述する。この検査は、「ガバーパッチ」画像を使用して実施されてもよい。図24参照。この処理は、小児の視力を測定する眼科学においては周知の実施手法である、「テラー視力カード」と呼ばれる手法に基づく。ガバーパッチは、各種パラメータによって改変可能である。例えば、
・空間周波数、隣接ライン間の距離の変更、図25参照。
・オリエンテーション、図26参照。
・コントラスト、図27参照。
・位置及び動態、ガバーパッチは各画面位置に表示され、異なった速度で移動可能である。
ガバー画像(当初は低空間周波数及び高コントラストを有するもの)をディスプレイのある位置に移動させる(821)。
アイトラッカーにより両眼を追跡し、そのデータをプロセッサに付与する(822)。
プロセッサは、眼が対象を追跡したか判定する。眼がガバーパッチを追跡していた場合、処理はステップ4に移行する。一方、眼が同パッチを確認及び/又は追跡できていない場合、処理はステップ5に移行する(823)
パッチパラメータは、信号周波数を増加させることで追跡がより困難になる(バーの精細化又は近位化が一体的に進む)が、コントラストを低減し、パッチ動作速度などを増加させることで、新しい位置を付与し、ステップ1に戻る(824)。
プロセッサにより、追跡された最後のパッチ、並びに当該パッチを関連視力に関連付ける標準的な既存の表に基づき、視力を計算する(825)。この検査は、動物や漫画の主役、シンボルなど小児にとってより魅力的な対象を付与することにより、ガバーパッチを除く他の画像でも行える。この画像は、画面の異なった部分での固定式であっても、様々な速度で移動するものでもよく、その後アイトラッカーにより両眼が対象を追跡するか判定する。画像は異なった方位を以って示されてもよく、異なった方位の追跡能力をチェックすることにより、起こりうる乱視及び乱視軸についての情報が収集されてもよい。
終了(826)
斜視検査は、ここで援用される当方の国際特許出願第PCT/IL2016/050232号に記載されるとおり実施される。
立体視は、2つの眼から派生する視覚情報に基づき得られる奥行知覚及び3次元構造の処理である。人の両眼は頭上部の異なった横方向の位置にあるため、両眼視界は、結果的に両眼の瞳孔に投影される2つの僅かに異なった画像を生成する。この差は、主に2つの画像において異なった対象の相対的な水平位置にある。これら位置の差は、水平視差とも呼ばれる。これら視差は、奥行知覚を出力するため脳の視覚中心窩において処理される。
ここに示される検査は単眼用の読影糸口を有さないため、両眼視差、並びに視覚中心窩において実施される立体視処理から生ずる信頼性の高い立体視力査定を行う。この検査は、ランダムドット立体視画像(RDS)に基づく。図29参照。この技法は、通常、人の立体奥行のレベルを査定するのに使用される。また、直交方向に分極された2つの画像を有するため、2つの直交方向に分極されたフィルターを有するアイグラスを着用した人は、適切な眼で各画像を見られる。
本発明の装置は、アイトラッカーで両眼が対象を追跡するか否か判定しながらRDSsを作成して所定の経路及び所定の速度で横方向に対象画像を移動させることで検査を自動的に行う。
(初期化段階において)高い視差を有するRDS対象を表示し、それを画面上に移動させる(831)。
アイトラッカーで両眼を追跡し、そのデータをプロセッサに付与する(832)
プロセッサにより、眼がその経路に沿って対象を確認/追跡したかを判定する。眼が3D対象を追跡していた場合、処理はステップ4に移行する。一方、眼が対象を確認及び/又は追跡できていない場合、処理はステップ5に移行する(833)。
対象視差パラメータが減少し、ステップ1に戻る(834)。
プロセッサにより、追跡された最後の対象視差、並びにその最後の視差を関連立体視力に関連付ける標準的な既存の表に基づき、立体視力を計算する(835)。
終了(836)。
色盲は、男性の約8%、女性の0.5%に影響している。
最も有名な検査の一例は、石原プレートである。この検査は、38の異なった疑似整色性のプレートから成り、その各々が色彩豊かなドットの陰に番号又は形状を隠している。これにより何が見えて何が見えなかったかに基づいて、一定の形態の色盲に罹患しているかチェックすることが可能である。どの番号又は形状が見えたかを報告するには対象者の協力が必要である。
本発明の新しい装置及び方法は、上記検査、カラー知覚奥行を自動的に行う。これにより両眼を魅了する対象形状(例えば、小児の場合、熊の形状)を作成し、所定の経路及び速度を以ってディスプレイ上の対象画像を移動させる一方(図34の例を参照)、アイトラッカーにより両眼が対象を追跡するか判定する。
(初期段階において)高輝度、高コントラスト、一定サイズを有する色盲対象を表示し、それを画面上に移動させる(841)。
アイトラッカーにより両眼を追跡し、そのデータをプロセッサに付与する(842)
プロセッサにより眼がその経路で対象を確認追跡したかを判定する。眼が色盲対象を追跡していた場合、処理はステップ4に移行する。一方、眼が対象を確認及び/又は追跡できていない場合、処理はステップ5に移行する(843)。
色盲パラメータが減少し、ステップ1に戻る(844)。
プロセッサにより、追跡された最後の対象から―コントラストに基づき色盲スコアを計算する(845)。
終了(846)。
この検査において、本装置は以下のパラメータを測定する。
・痙攣開始遅延
・痙攣速度及び軌跡
・円滑な追跡の質
・前庭動眼反射
・眼球運動反射
以下の映像図において、単眼用のディスプレイを示す。対象はディスプレイ上に提示され、その位置を急激に変化させる。また、ディスプレイの左下側から右上位置にジャンプする。図36A及び図36B参照。
以下の写真において、単眼用のディスプレイを示す。以下の写真において、矢印は刺激の一部ではない。
実施例のディスプレイ上には患者のために固定された対象が提示される。患者の頭部は、図44Aに示されるように、患者自身又は他人によって急激又は円滑に横に回転される。この動きは、水平方向、垂直方向、或いはそれらの何らかの組み合わせであってもよい。この種の刺激において、通常の患者の両眼は、図44Aの右側に示されるように対象に固定されたままの筈である。
視動性反射とは、痙攣及び円滑な追跡眼球動作の組み合わせである。ここでは一個人が移動中の対象を両眼で追跡する場合、どの対象が視界領域から移動し、どの時点で最初に対象を見たときの過去の位置に戻るかなどが確認される。これは、言語習得前及び若年の小児における視力検査に使用される。
アイトラッカーによって測定されるように(代表的には6歳くらいの年齢から可能となる)読影速度を追跡することにより、固定安定性及び痙攣精度などの読影速度についての重要なパラメータは、小児の認知発達への重要なパラメータである)解釈速度自体に加えて収集されうる。この読影速度は、表記された正解の単語と患者の読影を比較する(当業者において周知の)内蔵型マイクロホン及び音声認識ソフトウェアを以って判定される。
瞳孔検査では、虹彩、神経系統、或いは他の疾病など様々な障害を指摘できる。アイトラッカーは瞬間的な瞳孔サイズ及び位置を付与する一方、本装置は以下の表に従って検査を実施する。正常な結果が得られなければ、本装置は、オペレータにその不一致について報告する。
本装置は、患者、特に視界不全の若年小児及び乳幼児のスクリーニングに使用される。
・視力
・斜位角度及び潜在性斜視の程度
・立体視の程度
・色盲検査
・収束不足の診断
・眼球動作: 痙攣速度、軌跡、並びに反応時間、前庭動眼反射測定
・視動性反射測定
・読影速度
・瞳孔検査
注記事項: 本方法は、本発明において開示される装置の各実施態様の何れかに適用可能である。
a.開始点を画定することであって、ある患者の両眼の差が、眼の2つの同一又は同様の画像を前記患者の両眼から脳へ転写可能とするために、完全に又は実用上できるだけ近位で矯正されること。この所要の矯正は、患者の両眼の特徴の測定結果に基づく。
b.終点を画定することであって、前記患者の両眼のいずれかに適用された矯正が皆無であること。この治療の理想的で最終的な目標は、患者の両眼における欠陥を矯正し、同患者の両眼が外部からの支援装置なしに機能できるようにすることである。この目標は、患者の機能によって到達されてもされなくてもよいが、何れにしても、本発明は、患者の視界を改善したり、或いは例えば少なくとも術後に起こりうる劣化を阻止又は最小化したりする上で助けとなる。
c.前記開始点に従って画像への矯正を最初に適用するための、スクリーニング、治療、モニタリング、及び/又は査定計画を画定し、その後、前記終点に向かって所定の制御率を以って前記矯正を徐々に低減させること。
d.前記計画を、患者の両眼に提示する画像に適用する一方、患者の機能をモニタリングすること。
e.患者の機能をモニタリングした結果に応じた矯正の変化率を調整すること。即ち、モニタリングにより患者の進捗状況が当初の見積もりより遅いことを示す場合、前記変化率は低減してもよいため、より緩やかではあるか達成可能な目標の達成を狙いとしている。
f.前記矯正は、画像の垂直及び/又は水平方向への移動、画像の倍率の変更(ズームイン及びズームアウト)、及び/又は画像の回転を含んでもよい。
g.スクリーニング、治療、モニタリング、及び/又は査定のための計画を、前記矯正への前記計画の適用に対する患者の応答をモニタリングした結果に応じて変更すること。
このステップは、モニタリングにより当該患者が当初計画された戦略に対応していないことが示される場合に適用されてもよい。また、異なった戦略も試行されてもよい。何れにしても患者が如何に治療に対応できるかを事前に知ることは不可能である。
h.モニタリング時に最小値及ぶ最大値を有する所望の改善率の範囲を画定し、実際の患者の機能と、前記所望の改善率とを比較し、前記実際の機能が所望の改善率の範囲を超えた場合、報告又は警告を発すること。このステップは、当該患者への治療の適用時に従前の試行が失敗した場合に適用されてもよい。この場合、恐らく専門医は当該患者により良い計画を考案できるが、恐らく追加的な検査や介入なども必要となる。
図52は、収束不足の診断のための方法2を示す。この方法は、以下を含む。
1.患者の両眼の測定。専門医によって行われるこの測定は、できるだけ多くの眼の病気を含んでいる。各々の眼は別々に測定され、両眼の機能も一緒に測定される(851)。
2.収束不足の診断計画の考案(852)。
この計画は、以下を含む。
a.開始点を画定することであって、ある患者の両眼の差が、眼の2つの同一又は同様の画像を前記患者の両眼から脳へ転写可能とするために、完全に又は実用上できるだけ近位で矯正されること。
b.終点を画定することであって、前記患者の両眼のいずれかに適用された矯正が皆無であること。
c.前記開始点に従って画像への矯正を最初に適用するための、スクリーニング、治療、モニタリング、及び/又は査定計画を画定し、その後前記終点に向かって所定の制御率で前記矯正を徐々に低減させること。
d.前記計画の開始点に従って、前記両眼に提示される前記画像に矯正のための初期値を設定する。
3.診断処理の段階を実行する。
a.矯正のための現在の値に従って、両眼に提示される画像に矯正を適用し、患者の量感に前記画像を提示する(853)。
b.例えば画面を横切って絵を移動させることで両眼を試す。
c.アイトラッカーを使用して、両眼が移動を追跡するか測定する。
d.測定の結果を、関連パラメータとともに記帳/記録する。
4.成功か?患者の両眼が所要の課題を実行しているか?(854)
5.何をすべきが決定する(855)
a.初期段階で障害があった場合、最初に前記検査が患者の両眼に適用され、計画の見直し及び/又は機器のチェックが行われるべきである。恐らく最初の画像矯正は、恐らく患者の両眼の検査が不十分なため満足とはいえない。恐らく検査機器の確認及び/又は調整が必要である。検査終了。
b.初期パラメータにおいてたった1回の変更後に障害があった場合は、恐らく増分が大きすぎたといえる。この検査は、より遅い進捗度を以って、即ち各反復後の画像処理におけるより小さな変化を以って再開されてもよい。853に進む。
c.初期パラメータにおいて2回以上の変更後に障害があった場合、患者の収束不足(CI)を示している。依って、患者の両眼が所要の課題を行わなかった場合の最後のパラメータ値から患者のCIを計算する。検査終了。
d.前記検査が計画において終点に達した場合(これは、何らの補助具がなくても視界が完全に正常であることを示している)。この事実を報告し、検査を終了する。
6.患者の両眼に提示される画像の矯正を低減することにより、この検査の難易度を増加させる(856)。852で考案された計画に従った低減を実施する。この検査が計画において終点に達した場合(これは、何らの補助具がなくても視界が完全に正常であることを示している)、終了に移行する(855)。
Claims (24)
- 視覚障害のスクリーニング、治療、モニタリング及び/又は評価のための装置であって、
画像生成手段と、デジタル画像処理手段と、弱視の眼と非弱視の眼とを有する患者の眼の視線方向を測定するためのアイトラッカー手段と、患者の両眼に分離対(dichoptic pair)の画像を表示するための表示手段とを含む電子的手段を備え、
前記デジタル画像処理手段は、患者の非弱視の眼に表示される画像において画像劣化の制御された尺度を有する領域を作成するように構成され、前記劣化した領域の位置は、患者の眼の少なくとも一方の視線の測定方向に応答して移動されることを特徴とする装置。 - 前記デジタル画像処理手段は、前記劣化した領域の前記位置が、前記患者の非弱視の眼のラインの測定方向に応答して移動するように構成される請求項1に記載の装置。
- 前記劣化した領域は、前記非弱視の眼の窩上に表示されるように前記表示手段上に配置される請求項1に記載の装置。
- 前記劣化した領域は、前記弱視の眼の黄斑上に表示されるように前記表示手段に配置される請求項1に記載の装置。
- 前記劣化領域において、画像劣化の程度が一様でない請求項1に記載の装置。
- 前記劣化領域において、劣化は、前記領域の中央部で強く、前記領域の端部に向かって徐々に減少し、滑らかな遷移を提供する請求項5に記載の装置。
- 弱視の眼と非弱視の眼を有する患者の視覚障害のスクリーニング、治療、モニタリング及び/又は評価のための方法であって、
表示手段上で患者の眼に分離対の画像を表示することであって、非弱視の眼に表示される前記分離対の画像のうちの1つの画像に画像劣化の制御された尺度を有する領域を作成するデジタル画像処理手段を適用することを含み、表示手段上の前記劣化領域の位置が前記両眼の少なくとも一方の視線の測定方向に応答して移動されることを特徴とする方法。 - 前記視線の測定された方向は、前記非弱視の眼のものである請求項7に記載の方法。
- 前記劣化した領域は、前記非弱視の眼の窩上に表示されるように前記表示装置上に配置される請求項7に記載の方法。
- 前記劣化した領域は、前記非弱視の眼の黄斑上に表示されるように前記ディスプレイ上に配置される請求項7に記載の方法。
- ライブアイトラッキングデータに基づくリアルタイム画像視差補償によって、異なる視線方向による斜視角の変化を補償するように構成される請求項7に記載の方法。
- 前記劣化領域において、画像劣化の程度が一様でない請求項7に記載の方法。
- 前記劣化した領域において、劣化は領域の中央で強く、領域の端に向かって徐々に減少し、滑らかな遷移を提供する請求項12に記載の方法。
- 視覚障害のスクリーニング、治療、モニタリング及び/又は評価のための装置であって、
患者の眼に表示される画像に2つの別々の処理方法を同時に適用する電子手段であって、該電子手段は、画像生成手段、デジタル画像処理手段、患者の眼の視線の方向を測定するアイトラッカー手段、及び患者の眼の各1つに異なる画像を表示する表示手段を備え、該2つの別々の処理方法は、
患者の非弱視の眼に対して前記表示手段に表示するための、制御された画像劣化の尺度の領域を有する画像を作成する第1の処理方法であって、画像内の劣化した領域の位置が、連続的に測定された非弱視の眼の視線の方向に応答して移動される第1の処理方法、及び
患者の弱視の眼に前記表示手段で表示するための画像を作成する弱視の眼の視線の測定方向に連続的に応答する第2の処理方法であり、
前記第2の処理手段の応答は、弱視の眼の視線が非弱視の眼の視線と比較して垂直方向及び/又は水平方向に移動すると、弱視の眼に表示される画像も移動するように、弱視の眼に表示するための画像を垂直方向及び/又は水平方向に移動することを含み、それによって画像内の特定の刺激中心が弱視の眼の中心窩領域上に残ることを確実にすることを特徴とする装置。 - 前記第1の処理手段は、前記画像劣化の制御された尺度を有する領域が、前記非弱視の眼の窩上に表示されるように前記表示手段上に配置されるように構成される請求項14に記載の装置。
- 前記第1の処理方法は、前記画像劣化の制御された尺度を有する領域が、前記非弱視の眼の黄斑上に表示されるように前記表示手段上に配置されるように構成されている請求項14に記載の装置。
- 前記第1の処理手段は、画像劣化の制御された尺度を有する前記領域が、非弱視の眼に表示するための画像における画像劣化の程度が一様でないように構成される請求項14に記載の装置。
- 前記第1の処理手段は、画像劣化の制御された尺度を有する前記領域において、劣化が領域の中央部で強く、領域の端部に向かって徐々に減少し、滑らかな移行を表わすように構成されている請求項17に記載の装置。
- 前記第2の処理手段は、前記弱視の眼に表示するための画像の倍率(ズームイン又はズームアウト)及び/又は画像の回転を変更することを更に含む請求項14に記載の装置。
- 前記第2の処理方法の前記画像を変更することは、それに表示された画像を処理することによって前記弱視の眼の欠陥を修正することを含む請求項14に記載の装置。
- 前記第2の処理方法の前記画像を変更することは、前記弱視の眼を鮮明でシャープな画像又は高コントラストの画像で刺激することを含む請求項20に記載の装置。
- 前記第2の処理方法は、患者が深さを知覚するよう3D視差を表示するように画像を変化させることを含む請求項14に記載の装置。
- 前記非弱視の眼及び前記弱視の眼に画像の異なる相補的な小さい斑点を適用することを含む請求項14に記載の装置。
- 前記小さい斑点は、異なる形状であり、時間によって変化する請求項23に記載の装置。
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