KR20020013547A - 컬러 주파수 배가를 이용한 시력 검사 - Google Patents

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Abstract

신규한 정신물리학적 시각 테스트가 녹내장환자를 위해 제안되었으며 이는 주파수 이중 현상이 등발광체 색상 시각자극에의해 발생된다는 것을 발견한 것을 기초로 한다.
특히, 격자 패턴내의 교대하는 색상이 오직 주파수이중 현상을 발생시킨다는 것을 기초로 하여 시각자극을 발생시키는 것을 제안한다. 즉, 상기 색상은 동일한 휘도 또는 강도 레벨이며, 즉, 등발광체이다. 그러나 각각의 격자 또는 패턴은 한 색상을로부터 다른 색상으로 교대하지 않는다. 상기 색상은 파랑 및 노랑과 같은 보색쌍인 것이 바람직하다.

Description

컬러 주파수 배가를 이용한 시력 검사{VISUAL TEST UTILIZING COLOR FREQUENCY DOUBLING}
녹내장은 실명의 주요한 원인 중의 하나이고, 특정 형태의 망막 세포, 특히 망막 신경절 세포(RGC)의 손실로부터 발생된다. 신경절 세포의 축색은 시신경을 형성하도록 안구 외부로 돌출된다. 신경절 세포의 손실로 인해, 망막을 뇌에 연결하는 시신경은 점차 파손되고, 질병이 충분히 조기에 치료되지 않으면 실명을 초래한다.
녹내장의 통상적인 징후는 안구 디스크의 "커핑(cupping)" 및 암점을 포함하나, 상기 징후가 감지된 때에는 성공적인 치료가 불가능할 것으로 보인다. 녹내장은 통상적으로 환자의 안구내 인장의 증가와 관련되나, 상기 증가에 대한 검사는 신뢰성이 없다. 상기는 증가된 안구내 인장이 통상적으로 아침 및 저녁에 일시적으로 발생되거나, 일부 환자에 의해서는 표현되지도 않을 수 있기 때문이다.
환자의 시야의 증가는 녹내장의 임상 진단 및 다른 병리학에 사용되는 방법이었다. 예를 들어, 소위 "화이트-온-화이트" 시야 측정법에서, 변화되는 콘트라스트의 백색 검사 대상물은 환자의 시야의 상이한 점에서 백색 배경에 대해 표시된다. 검사 대상물이 특정 콘트라스트에 대해 탐지되지 않는 특성 위치로 인해, 임상의학자는 진단 및 녹내장의 심각도를 결정할 수 있다. 그러나, 상기 접근법의 단점은 민감도의 결여이고, 통상적으로 망막 신경절 세포의 30-50%가 손실 또는 파손된 후에만 녹내장을 탐지할 수 있다.
상기 접근법의 민감도를 향상시키기 위한 노력이 망막 신경절 세포의 생리학에 집중되었다. 예를 들어, "단파" 자동화 측정법(SWAP)에서, 백색 검사 대상물보다 청색 검사 대상물이 환자의 시야내에서 황색 배경에 대해 표시된다. 검사 대상물이 특정 콘트라스트에 대해 탐지되지 않는 특성 위치는 녹내장 손상에 대해 환자를 효율적으로 촬영하는데 사용된다.
근래에, 소위 "주파수 배가" 현상을 이용하는 다른 접근법이 녹내장의 조기 탐지를 위해 사용되고 있다. 예를 들어, 본원에서 참고로 인용되는 미국 특허 제5,065,767호를 참조하라. 도 1 에 도시된 바와 같이, 상기 접근법에서 각각 명색바와 암색바 또는 줄무늬(20,30)로 구성된 사인형 회절 패턴(10)은 10 내지 50Hz 사이의 순간 주파수에서 변조된다. 즉, 바는 초당 약 10 내지 50회 백색으로부터 회색을 거쳐 흑색으로 사인형 방식으로 콘트라스트 변조된다. 통상적으로 약 20Hz인 상기 주파수에서, 회절 패턴은 공간 주파수의 2배를 가지도록 환자에 의해 감지된다. 상기 현상에 대한 논의는 예를 들어 D.H. Kelly의 "Frequency Doubling In Visual Response", J. Opt. Soc. Am., 56:1628-33(1966)과 D.H. Kelly의 "Nonlinear Visual Response To Flickering Sinusoidal Gratings", J. Opt. Soc.Am., 1051-55(1981)를 참조하라.
녹내장을 경험하는 환자는 통상적으로 상기 주파수 배가 현상을 관찰하기 전에 백색 및 흑색바 사이에서 콘트라스트의 2배를 요구한다. 상기 현상은 안구의 비선형 반응 현상으로 이해된다. 정상 시력을 가진 환자 및 녹내장을 경험하는 환자 사이에서 시력 반응의 상기 차이는 조기 단계에서 질병 탐지에 사용된다.
상기 접근법이 만족스럽게 수행되나, 가능한 한 가장 조기 단계에서 녹내장을 탐지하도록 더 큰 민감도를 가진 녹내장 검사법을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명은 시력 검사 시스템에 관한 것이고, 특히 녹내장의 조기 탐지를 위한 공간 주파수 배가 현상을 이용하는 시력 검사 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 특징 및 장점은 유사 요소는 유사하게 표기된 본 발명의 하기 상세한 설명으로부터 더 명확하게 이해될 것이다.
도 1 은 10-50Hz의 순간 주파수에서 변조될 때 공간 주파수의 2배를 가지는 것으로 관찰되는 백색 대 흑색바로 구성된 공지 기술의 사인형 회절격자 도면,
도 2 는 CIE 색도 다이어그램.
도 3 은 본 발명의 원리에 따라 하나는 청색이고 하나는 황색인 등발광체 원형 컬러 회절격자로 구성된 컬러 시각 자극의 실시예에 대한 도면.
도 4 는 본 발명의 원리에 따라 컬러 주파수 배가 측정법을 수행하도록 사용될 수 있는 시력 검사 시스템의 단순화된 블록 다이어그램.
도 5 는 4개의 사분면으로 분할된 도 3 의 컬러 모니터의 스크린 도면.
도 6 은 도 2 의 컬러 시각 자극을 관찰하도록 환자에 의해 사용될 수 있는 가상 현실 글라스 형태의 근접 근위부 디스플레이에 대한 도면.
*부호설명*
40...컬러 시각 자극 50,60...원형 회절 격자
70...주위 80...컴퓨터
100...컬러 모니터 120...키보드
130...고정 타겟 140,150,160,170...사분면
새로운 정신물리적 시력 검사법이 녹내장을 검사하기 위해 제시되고, 상기의 주파수 배가 현상이 등발광체 컬러 시각 자극에 의해 발생되는 발견에 근거한다. 특히, 회절 패턴의 컬러를 변화시키는 것이 주파수 배가 현상을 발생시키는 유일한 근거가 되는 시각 자극을 구성하는 것이 제시된다. 즉, 컬러는 동일한 휘도 및 강도 레벨을 가지고, 즉 등발광체이나, 각 회절격자는 한 컬러로부터 다른 컬러로 변화된다. 컬러는 청색 및 황색과 같은 보색쌍인 것이 선호된다.
한 실시예에서, 컬러 시각 자극은 2개의 원형 회절격자로 구성된다. 휘도 레벨이 일정하게 유지되나, 각 회절격자의 컬러는 초당 약 10-50회 청색 및 황색 사이에서 변화되고, 각 컬러의 "채도" 또는 "순도"는 사인형으로 반경방향 내측으로 변화된다. 컬러가 상기 후자의 방식으로 변화될 때, 자극은 공간 주파수의 2배를 가지도록 감지된다. 그러나, 녹내장을 경험하는 사람은 상기 주파수 배가 자극을 감지하기가 곤란하다. 상기 자극에 대한 관찰 한계는 시각 자극이 소멸될 때까지 컬러의 순도 레벨(채도 변조 깊이) 또는 "채도"의 차이를 감소시킴으로써 측정될 수 있고, 녹내장의 압력을 탐지하는데 사용된다.
주파수 배가 자극이 관찰되지 않는 한계치 또는 레벨을 결정하는 한 방법은 수정된 이진 계단식 알고리즘이고, 상기 알고리즘은 (ⅰ) 시각 자극이 관찰되지 않을 때까지 채도 변조 깊이를 이전값의 1/2로 감소시키고 (ⅱ) 주파수 배가 자극이 다시 감지될 때까지 변조 깊이를 예정된 증가 단계로 증가시키는 것을 포함한다. 다음에 평균값의 결정은 한계치를 결정한다.
그러나, 녹내장을 더 정확하게 진단하기 위해서, 환자의 시야 또는 주변시의 시력 매핑이 더 바람직하다. 주파수 배가 자극이 탐지되지 않는 특성 위치로 인해, 임상의학자는 진단 및 녹내장의 심각도를 결정할 수 있다. 따라서, 자극이 환자의 시야를 통하여 표시될 때 컬러 자극에 대한 환자의 반응을 기록하는 것이 선호된다. 상기 시력 측정법을 수행하기 위해, 상이한 시야 위치에 상응하는 컬러 모니터의 다양한 위치에서 컬러 시각 자극을 표시하도록 컴퓨터가 프로그램될 수 있다. 자극의 원형 회절격자의 컬러는 각각 소요 순간 주파수에서 황색 및 청색 사이에서 동시에 변화된다. 컬러 시각 자극의 표시 외에, 컴퓨터는 채도 변조 깊이가 변화될 때 자극에 대한 환자의 반응을 탐지하고, 상기 반응은 컴퓨터 마우스와 같은 버튼을 누름으로써 입력될 수 있다. 상기 방법에서, 환자 망막의 시력 매핑이 제공된다.
본 발명의 원리에 따라, 주파수 배가 현상을 이용하는 새로운 정신물리적 검사가 제시되고, 종래의 시야 측정 기술보다 망막 신경절 손실에 대해 더 민감하다.자극에 대해 반응하도록 이전에 보고되지 않은 망막에 존재하는 My신경절 세포의 서브셋으로 인해, 본 발명은 상기의 주파수 배가 현상이 등발광체 컬러 시각 자극에 의해서 발생된다는 발견에 근거한다. My세포의 상기 컬러 자극 반응이 녹내장의 조기 탐지를 위한 주파수 배가 현상의 발생을 위해 사용될 수 있음을 본 발명은 유일하게 인지한다.
본 발명의 특징을 더 양호하게 이해하도록, 망막의 생리학을 간단하게 검토하는 것이 바람직하다. 2개 형태의 신경절 세포, 즉 대형 매그노셀룰러("MC") 세포 및 소형 파보셀룰러("PC") 세포가 망막에 존재하고, 각각은 시각 자극에 대해 상이하게 반응한다. 매그노셀룰러 세포는 시각 자극에 신속하게 반응하고, 대형 "y 형태"("My") 및 소형"x 형태"("Mx") 세포로 구성된다. 그러나, Mx세포보다 My세포는 현저히 적게 존재하고, My세포는 망막의 비선형 시력 반응에 주로 관련된다. 반면에, PC 신경절 세포는 시각 자극에 느리게 반응한다.
초기의 실험에 따르면, 대형 MC 신경절 세포가 녹내장을 가진 환자에게서 먼저 영향을 받고, Mx및 My세포에 동일하게 영향을 미치나, 등발광체 컬러 시각 자극에 반응하는 것은 보고되지 않았다. 대형 MC 신경절 세포는 망막의 비선형 시각 반응에 더 큰 영향을 미치고 또한 상기 MC 신경절 세포는 휘도 또는 강도의 변화에만 신속하게 반응한다는 사실에 종래의 주파수 배가 측정법은 근거하고 있다. 녹내장을 가진 환자는 변조된 사인형 흑색 및 백색 회절격자 패턴에 대해 상이한 시각 반을을 가짐이 공지되어 있고, 따라서 상기 주파수 배가 현상을 상이한 콘트라스트 레벨에서 관찰한다.
본 발명의 원리에 따라, 회절격자 패턴의 컬러 변화가 주파수 배가 현상을 발생시키기 위한 유일한 근거가 되는 시각 자극을 구성하는 것이 제시된다. 즉, 컬러는 동일한 휘도 또는 강도 레벨을 가지고, 즉 등발광체이다. 컬러는 조합시 백색광을 발생시키는 보색인 것이 선호된다. 보색쌍의 예는 적색 및 청록색, 녹색 및 자홍색과 청색 및 황색이다. 다른 보색은 예를 들어 도 2 에 도시된 CIE 색도 다이어그램을 참고로 형성될 수 있다. 곡선을 따른 점은 "순색"이고, 다이어그램에서 점 C 는 백색에 상응한다. 보색은 상기 색도 다이어그램에 2개의 컬러쌍으로 도시되어 있고, 상기 컬러쌍은 C의 대향면에 위치하며, 직선을 연결된다. 유사하게, 다른 컬러 시스템 모델에서, RGB, HSV 및 HSL 컬러 모델에서와 같이 보색은 180°이격되어 구성된다.
도 3 에 2개의 원형 회절격자(50,60)(여기에서는 2개의 공간 사이클)로 구성된 컬러 시각 자극(40)의 한 실시예가 도시되어 있다. 휘도 레벨은 일정하게 유지되나, 각 회절격자의 컬러는 초당 약 10-50회, 20회가 바람직한 주파수 fs에서 2개의 컬러 사이에서 변화되는 것이 선호된다. 즉, 각 회절격자는 소요 주파수에서 2개의 컬러, 여기에서는 청색과 황색의 보색쌍 사이에서 전후로 동시에 변화된다.
예를 들어, 도 3(a)-(b) 에서, 원형 회절격자(50)는 초기에 청색이고 다음에 황색이며, 원형 회절격자(60)는 초기에 황색이고 다음에 청색이다. 그러나, 도 3에 도시되는 바와 같이, 각 컬러의 "채도" 또는 "순도"는 최대값으로부터 최소값으로 동시에 반경방향 내측으로 변화된다. 따라서, 각 회절격자의 변부 부근에서, 각 컬러는 회색을 나타낸다.
본 명세서를 통하여, 용어 채도 또는 순도는 색측정 분야에 사용되는 바와 같이 동일 휘도의 회색을 가진 색조 또는 순색의 희석량을 의미한다. 일부 색도 다이어그램 또는 컬러 시스템에서, 컬러의 상기 후자 특성은 채도로서 공지되어 있다. 또한, 용어 "채도 변조 깊이" M은 다음 식을 이용한 최대 및 최소 채도 레벨의 함수 관계로서 정의된다.
여기에서, Smax는 최대 채도 레벨이고, Smin은 최소 채도 레벨이다. 예를 들어 도 2 를 참조하라.
컬러 시각 자극(40)의 컬러가 10-50Hz 사이의 주파수에서 변화될 때, 주파수 배가는 시각 자극이 관찰된다면 2개 대신에 4개의 사이클이 감지되도록 한다. 그러나, 녹내장을 가진 사람은 상기 주파수 배가 자극을 관찰하기 곤란하다. 상기 자극에 대한 관찰 한계치는 시각 자극이 소멸될 때까지 변조 깊이 또는 컬러의 순도나 "채도"의 차이를 감소시킴으로써 측정될 수 있다. 상기는 녹내장의 발병시 My세포의 확산 손실이 관찰 한계치를 상승시키는 것에 기초하고 있고, 따라서 녹내장에 대한 환자 촬영에 사용될 수 있다.
컬러 시각 자극(40)은 약 1.5°의 시각 각도를 정한 거리에서 단안으로 관찰되어, 시각 각도당 약 1.3 사이클의 공간 주파수를 제공한다. 그러나, 주파수 배가가 관찰되는 공간 주파수 및 순간 주파수 사이에 함수 관계가 존재한다. 따라서, 일정 경우에는 다른 공간 주파수를 사용하는 것이 바람직하고, 상기는 자극이 관찰되는 거리와 컬러 회절격자의 치수를 현명하게 선택함으로써 용이하게 이루어질 수 있다. 공간 주파수는 사람이 주파수 배가 현상을 관찰하기 위해서는 약 7Hz보다 큰 주파수에 대해 시각 각도당 약 0.25 내지 5 사이클의 범위내에 형성되어야 한다.
선형 회절격자가 사용될 수도 있으나, 예를 들어 Humphrey, Octopus 및 Dicon 측정법과 같은 원형 검사 대상물을 사용하는 측정 기술과 상기 회절격자를 이용하여 수집된 데이터가 용이하게 비교될 수 있는 한 원형 회절격자가 선호된다. 회절격자의 형태는 중요하지 않으나, 각각은 동일 형상인 것이 선호된다.
상기로부터, 사람의 녹내장 검사를 위한 시력 기술은 컬러 시각 자극(40)을 사람에게 표시하고 또한 각 원형 회절격자(50,60)의 컬러는 약 10-50Hz의 비율 또는 순간 주파수에서 청색 및 황색 사이에서 동시에 변화되는 것으로 구성된다. 변조 깊이 또는 컬러의 채도 레벨의 차이는 사람이 주파수 배가 패턴을 관찰하도록 형성된다. 녹내장의 결과로 다른 병리형상과 함께 PC 신경절 세포의 손실을 경험하는 사람은 컬러에 대한 변조 깊이가 감소될 때 시각 자극을 탐지할 수 없을 것이다. 따라서, 본 기술은 또한 시각 자극이 더 이상 사람에 의해 관찰되지 않는 한계치 이하로 컬러의 채도 변조 깊이를 감소시키는 것으로 구성된다. 정상 시력을 가진 사람의 한계치와 한계치를 비교하는 것은 임상의학자가 녹내장 및 다른 병리현상을 가진 사람을 선별하는데 이용된다.
채도 레벨의 차이가 한계치 이하로 감소될 때 주파수 배가 현상 뿐만 아니라 시각 자극이 관찰되지 않는다. 사람은 공간 주파수의 2배를 가진 시각 자극을 관찰하거나, 시각 자극이 관찰되지 않는다.
채도 레벨 또는 변조 깊이의 차이가 녹내장의 탐지에 사용되는 한, 시각 자극이 관찰되지 않는 한계치 또는 레벨의 정확한 결정이 중요하다. 상기 목적을 위해, 수정된 이진 계단식 알고리즘이 선호되고, (ⅰ) 시각 자극이 관찰되지 않을 때까지 채도 차이 레벨 또는 변조 깊이를 이전값의 1/2로 감소시키고 (ⅱ) 한계치를 정확하게 결정하도록 주파수 배가 자극이 감지될 때까지 채도 변조 깊이를 예정된 증가 단계로 증가시키는 것을 포함한다. 다음에 평균 한계치는 사람이 더 이상 컬러 시각 자극(40)을 관찰할 수 없는 한계 변조 깊이로서 사용된다. 선택적으로, 채도 변조 깊이는 우선 1/2만큼 증가될 수 있고, 다음에 예정된 증분으로 감소된다.
청색-황색 컬러 회절격자 패턴의 사용은 My신경절 세포의 손실 검사와 녹내장의 발병시 적색-녹색 PC 세포보다 현저하게 더 높은 비율로 손실되는 청색-황색 PC 신경절 세포의 검사의 장점을 가진다. PC 신경절 세포가 휘도 변화에 느리게 반응하나, 상기 반응은 컬러 시각 자극(40)과 같은 고주파수의 컬러 자극으로 크게 향상된다. 또한, 청색-황색 신경절 세포는 망막의 더 큰 수용 필드를 차지한다. 본 발명의 컬러 주파수 배가 시력 검사는 다른 시야 검사 기술보다 더 큰 민감도를가진다.
따라서, 망막 생리학에 기초하여, 정상 시력을 가진 사람과 녹내장을 가진 사람은 상기 컬러 시각 자극에 대해 상이한 시각 반응을 가짐이 예상되고, 녹내장 환자는 주파수 배가 자극을 감지하기 전에 컬러 사이에서 더 큰 정도의 채도 또는 순도 차이를 요구한다. 그러나, 상기 시각 반응 차이가 종래 기술보다 더 현저하게 민감한지는 아직 명확하지 않다.
녹내장을 더 정확하게 진단하기 위해, 환자의 시야 또는 주변시의 시력 매핑을 형성하는 것이 특히 중요하다. 시각 자극이 탐지되지 않는 특성 위치로 인해, 임상의학자는 진단 및 녹내장의 심각도를 결정할 수 있다. 따라서, 자극이 환자의 시야를 통하여 표시될 때 컬러 자극에 대한 환자의 반응을 한 번에 한 안구씩 기록하는 것이 선호된다. 특히, 환자의 중심 시력은 컬러 시각 자극(40)이 환자의 시야내의 상이한 위치에서 랜덤 방식으로 표시되는 동안 고정되어야 한다. 정적이든 동적이든 상기의 시야 측정법을 수행하기 위해, 환자는 하기에서 상세히 논의되는 바와 같이 커서를 컴퓨터 모니터에 표시되는 고정 타겟으로 이동시키는 것이 요구된다. 선택적으로, 본원에서 참고로 인용되는 미국 특허 제5,565,949호에 개시된 이동 고정 기술이 사용될 수 있다. 소위 "블라인드 스폿 모니터링"과 같은 다른 고정 기술이 사용될 수도 있다.
고정을 이룬 후, 컬러 시각 자극(40)은 환자 시야내의 각 소요점에서 랜덤 방식으로 표시될 것이다. 컬러 시각 자극은 수행될 검사 형태에 따라 사전프로그램된 또는 수동으로 선택된 환자 시야내의 위치에서 표시될 수 있다.
컬러 시각 자극(40)에 반응시, 다음 자극을 다른 시야 위치에 표시하기 전에 환자가 다시 커서를 고정 타겟 내부에 위치시키도록 커서는 고정 타겟 외부에 자동으로 구성될 수 있다. 상기의 이진 계단식 알고리즘을 사용하여, 컬러 시각 자극(40)은 채도 변조 깊이가 시각 자극이 관찰되지 않는 한계 레벨에 도달할 때까지 동일한 위치에서 그러나 상이한 시간에 표시된다. 소위 "한계치위" 검사에서, 컬러 자극은 각 시야 위치에서 한 번만 도시된다. 상기 경우에, 컬러 시각 자극은 정상 시력을 가진 사람에게 예상되는 레벨과 같은 예정된 변조 깊이 레벨로 표시된다.
상기의 새로운 컬러 주파수 배가 측정법이 자동화된 측정법의 수용된 기준과 용이하게 비교될 수 있도록, 각 그리드 점이 약 6°의 시야로 이격된 표준 24-2 검사 패턴의 각 54 그리드 점에서 컬러 시각 자극(40)을 표시하는 것이 선호된다. 그러나, 자극의 수, 위치 및 채도 레벨의 차이는 사용될 검사 방법에 따라 상이한 방식으로 선택될 것이다. 예를 들어, 상기의 "한계치위" 검사에서, 더 적은 수의 시야 위치가 검사 시간의 감소를 위해 사용될 수 있다.
또한, 환자 반응의 신뢰성 확인을 위해, 가양성 및 가음성 시각 자극이 환자에게 제공될 수 있고, 상기 기술은 본 기술분야의 숙련자에게 공지되어 있다. 전자의 경우에, 블랭크 자극이 표시되고, 후자의 경우에 동일 시야 위치에 이전에 도시된 자극보다 더 큰 채도 변조 깊이를 가지는 자극이 표시된다.
본 발명은 또한 상기의 시력 검사를 수행하기 위한 장치를 포함하는 한, 도 4 는 본 발명의 원리에 따라 컬러 주파수 배가 주위(70)의 단순화된 블록 다이어그램이다. 컬러 주파수 배가 시력 검사 시스템(70)은 윈도우 하에서 운영되는 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 컴퓨터(80)로 구성된다. 컴퓨터(80)는 상이한 시야 위치에 상응하는 컬러 모니터(100)의 다양한 위치에 컬러 시각 자극(40)을 표시하도록 용이하게 프로그램될 수 있는 종래의 그래픽 보드(90)를 포함한다. 자극의 원형 회절격자(50,60)의 컬러는 각각 10-50Hz의 주파수에서 황색 및 청색 사이에서 변화된다. 컬러 시각 자극(40)의 표시 외에, 컴퓨터 마우스(110)와 같은 버튼을 눌러 입력되거나 선택적으로 음성 인식을 이용하여 입력되는 환자의 반응을 컴퓨터(80)는 탐지한다.
상기 바람직한 실시예에서, 자극이 예정된 각도를 형성하도록 예정된 거리에서 컬러 모니터(100)를 관찰한다. 물론, 환자는 자극을 단안으로 관찰하고, 각 안구는 별도로 검사된다. 작업자는 키보드(120)를 통해 검사 변수를 제어하기 위해 컴퓨터(80) 부근에 위치할 수 있거나, 검사는 완전 자동일 수 있다. 도 5 에 따르면, 컬러 모니터(100)의 스크린에 상응하는 주위는 4개의 사분면(140,150,150,170)으로 분할되고, 고정 타겟(130)은 주위점을 환자의 시야에 접속시키도록 각 4개 사분면의 외측 중심으로 이동된다. 상기 방법으로, 스크린의 유효 크기는 4개의 폴드로 증가되고, 시야 검사가 더 큰 크기의 표시를 요하는 각도에 대해 수행되도록 한다.
컬러 시각 자극(40)이 환자의 시야내에서 프로그램된 또는 수동으로 선택된 위치에서 표시될 수 있다. 상기 검사 알고리즘에 따라, 시각 자극(40)이 더 이상 관찰되지 않는 한계 레벨을 정확하게 결정하기 위해 컴퓨터(80)는 컬러 시각자극(40) 컬러의 변조 깊이 또는 채도 레벨을 상응하게 조절한다. 녹내장 보유자는 통상적으로 더 높은 컬러 채도 차이 레벨을 요구할 것이다. 컬러 시각 자극에 대한 환자의 반응을 기록하는 것은 종래 측정법과 다르지 않게 환자 시야의 시력 매핑을 제공한다.
따라서 상기 시야 측정법을 실행하기 위한 소프트웨어에 따르면, 컬러 시각 자극의 채도 레벨을 표시 및 변화시키고, 자극에 대한 환자의 반응을 기록하며, 환자의 반응을 기초로 시야를 매핑하는 것이다.
상기 소프트웨어는 본 발명의 작동을 이해하는 당업자에 의해 수행될 수 있으며, C+, 또는 다른 프로그래밍 언어로 작성될 수 있다.
각 환자를 위한 프린터(130)상에 시험 데이터를 그래픽 또는 텍스트 포맷으로 프린트할뿐아니라 상기 시험 데이터는 나중의 사용을 위해 불러오거나 통계해석을 위한 데이터 베이스로 변환되거나 원격위치로 전송되도록 하드디스크에 저장될 수 있다.
본 발명은 비록 컬러 모니터(100)상의 컬러 시각 자극(40)을 디스플레이하는 것에 대해 달성되고 논의되었으나 본 발명이 프로젝션 스크린, LCD, 헤드업 디스플레이(Huds), 토탈 이머전 디스플레이 및 이와 유사한 것과 같은 다른형태의 디스플레이형태에 동일하게 채용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 역시, 본 발명은 참조로써 본 출원인의 계류중인 출원 제 09/146,655호중 하나의 다기능 시각 실험 장치를 채용할 수도 있다.
또한 도 6에 도시된 바와 같이, 가상현실 글라스(180)의 형태에서 가장 근사한 디스플레이와같은 토탈 이머전 디스플레이는 환자에게 컬러 시각 자극(40)에 사용될수 있으며 두 독립 디스플레이(190,200)를 포함하는 것이 바람직하다.
예를들어 참조로써 미국특허 5,565,949호 및 5,737,060호를 참조할 수 있다.
후자의 경우에는, 두눈이 각각의 눈에 독립적으로 컬러 시각 자극을 디스플레이함으로써 한번에 시험될 수 있다.
즉, 컬러 시각자극(40)은 가상현실 글라스(180)의 우측 눈 디스플레이(200)에 먼저 디스플레이되고 그후, 환자가 눈이 시험되어지는 것을 느낄 수 없는 상태에서 좌측눈 디스플레이(190)에 디스플레이된다.
상기 후자의 예를 주목하면 환자는 양안으로 고정된 목표를 보게된다. 유사하게 그후 시험은 상술한 바와 같이 수행된다.
상술한 실시예는 단지 본 발명의 원리를 예시하기 위한 것임을 이해하여야한다. 다양한 변형이 본 명의 원리를 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 실시하는 당업자에게서 이루어질 수 있다. 또한, 비록 본 발명이 녹내장에 응용하는 것으로 서술되었으나 상기와 같이 다른 망막 질병 및 눈의 이상을 시험하는데 역시 적용될 수 있다.

Claims (86)

  1. 녹내장을 않는 사람을 인식하는 방법에 있어서,
    상기 방법이,
    이중 공간 주파수를 가짐으로써 시각자극을 사람이 받아들이는 것과 같은 색상의 채도레벨의 차이를 가지고 의도된 일시적인 주파수에서 제 1에서 제 2 색상까지 격자의 색상이 교대로 다른 색상을 나타내는 시각 자극을 사람에게 디스플레이하고;
    사람이 시각자극을 더 이상 받아들이지 않을 때까지 색상의 채도 레벨의 차이를 감소시키고;
    정상 시력을 갖는 사람이 시각자극을 더 이상 받아들이지 않는 채도레벨이 차이를 가지는 시각자극을 사람이 더 이상 받아들이지 않는 색상의 채도레벨의 차이를 비교하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 색상이 등발광체(isoluminant)인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 격자가 환상의 격자인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 색상이 보색인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 보색이 파랑과 노랑인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨이 제 1 방향을 따라 유동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨차이가 채도 변화깊이를 사용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서, 사람의 시야내에 위치와 일치하는 다양한 위치에서 시각자극이 디스플레이되는 디스플레이전면에 사람을 위치시키는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 사람이 시각자극을 한눈으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 채도 레벨의 차이를 감소시키는 단계가 사람이 더 이상 시각자극을 수용하지 않을때까지 이전값의 미리 설정된 분수에 의해 채도레벨의 차이를 감소시키고 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 수용할때까지 미리설정된 증가 단계내의 채도레벨의 차이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 미리설정된 부분이 1/2인 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 1항에 있어서, 사람에게 시각자극을 디스플레이하는 단계가 사람의 시야내의 미리 설정된 위치에서 시각자극을 디스플레이하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 1항에 있어서, 사람의 중심시야를 고정하는 고정타겟을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 사람이 고정타겟을 양안으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 사람의 고정을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13항에 있어서, 상기 고정타겟이 움직이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 눈의 질병 및 이상을 탐지하는 방법에 있어서,
    상기 방법이,
    최대 및 최소사이의 미리설정된 방향을 따라 색상의 채도레벨이 변화하여
    이중공간주파수를 가짐으로써 시각자극을 사람이 수용하도록 미리설정된 일시적 주파수에서 인접색상의 패턴이 교대하는 시각자극을 사람에게 디스플레이하고;
    색상의 채도 변조 깊이를 변화시키고;
    색상의 채도 변조깊이가 감소함으로써 시각자극을 관찰하는 것이 어려운 안질환 또는 이상을 격는 사람을 인식하는 단계를 더 포함하는 눈의 질병 및 이상을 탐지하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 패턴이 환상의 격자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 색상이 등발광체인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17항에 있어서, 상기 색상이 보색인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 보색이 파랑과 노랑인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 17항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨이 미리설정된 방향을 따라 유동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 17항에 있어서, 사람의 시야내에 위치와 일치하는 다양한 위치에서 시각자극이 디스플레이되는 디스플레이전면에 사람을 위치시키는 것을더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 17항에 있어서, 상기 사람이 시각자극을 한눈으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 17항에 있어서, 상기 채도 레벨의 차이를 감소시키는 단계가 사람이 더 이상 시각자극을 수용하지 않을때까지 이전값의 미리 설정된 분수에 의해 채도레벨의 차이를 감소시키고 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 수용할때까지 미리설정된 증가 단계내의 채도레벨의 차이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 미리설정된 분수가 1/2인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 17항에 있어서, 사람에게 시각자극을 디스플레이하는 단계가 사람의 시야내의 미리 설정된 위치에서 시각자극을 디스플레이하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제 17항에 있어서, 사람의 중심시야를 고정하는 고정타겟을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 사람이 고정타겟을 양안으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  30. 제 28항에 있어서, 상기 사람의 고정을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제 28항에 있어서, 상기 고정타겟이 움직이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 사람의 망막내의 중추세포의 손실을 탐지하는 방법에 있어서, 상기 방법이,
    디스플레이의 전면에 사람을 위치시키고;
    이중공간 주파수를 가짐으로써 시각자극을 인식하는 사람을 위해 충분한 최대 및 최소사이의 내부방사상으로 채도레벨이 유동적으로 변화하는 변화하여 미리설정된 일시적인 주파수에서 동시에 교대하는 등발광체 색상을 가진 환상의 격자를가진 시각자극을 디스플레이상에서 디스플레이하고;
    색상의 최대 및 최소 채도 레벨사이의 차이를 변화시키고;
    사람이 더 이상 시각자극을 인식하지 않는 최대 및 최소 채도 레벨사이의 차이이 채도 초기값을 기록하며;
    정상시력을 가진 사람의 채도 초기값과 비교하여 정상채도 초기값보다 높으면 중추세포의 손실을 알아내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 색상이 보색쌍인 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 보색쌍이 파랑 및 노랑인 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제 32항에 있어서, 상기 최대 및 최소 채도레벨사이의 차이의 변화단계가 사람이 더 이상 시각자극을 인식하지 못할때까지 이전값의 미리설정된 분수에의해 차이를 감소시키고, 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 인식할때까지 미리설정된 증가단계에서 최대 및 최소 채도레벨사이의 차이를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 상기 미리설정된 분수가 1/2인 것을 특징으로 하는 방법.
  37. 제 32항에 있어서, 사람에게 시각자극을 디스플레이하는 단계가 사람의 시야내의 미리 설정된 위치에서 시각자극을 디스플레이하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제 32항에 있어서, 사람의 중심시야를 고정하는 고정타겟을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 사람이 고정타겟을 양안으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제 38항에 있어서, 상기 사람의 고정을 모니터링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제 38항에 있어서, 상기 고정타겟이 움직이는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제 32항에 있어서, 녹내장환자를 화면에 나타내는(screening)하는 방법에 있어서, 상기 방법이,
    사람의 중심 시력을 고정하고;
    랜덤한 방법으로 환자의 시야내의 미리설정된 위치에서 사람에게 시각자극을 디스플레이 하고, 상기 시각자극은 다른 색상 패턴을 가지며, 각각 의도된 일시적인 주파수에서 제 1에서 제 2 색상이 교대하고, 상기 색상의 채도 레벨이 이중 공간 주파수를 가짐으로써 시각자극을 사람이 인지하는 미리 설정된 방향을 따라 최대 및 최소 사이에서 변화하며;
    각각 미리설정된 위치를 위한 색상의 최대 및 최소 채도레벨사이의 차이를 변화시키고;
    사람이 더 이상 시각자극을 인지할 수 없는 최대 및 최소 채도 레벨사이의 차이를 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제 42항에 있어서, 상기 색상이 등발광체인 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제 42항에 있어서, 상기 패턴이 환상의 격자인 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제 42항에 있어서, 상기 색상이 보색인 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 보색이 파랑과 노랑인 것을 특징으로 하는 방법.
  47. 제 42항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨이 미리설정된 방향을 따라 유동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제 42항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨의 차이가 채도 변조깊이를 사용하여 표시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제 42항에 있어서, 사람이 시각자극을 한눈으로 보는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제 42항에 있어서, 상기 최대 및 최소사이의 채도 레벨의 차이를 감소시키는 단계가 사람이 더 이상 시각자극을 수용하지 않을때까지 이전값의 미리 설정된 분수에 의해 최대 및 최소사이의 채도레벨의 차이를 감소시키고 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 수용할때까지 미리설정된 증가 단계내의 최대 및 최소사이의 채도레벨의 차이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제 50항에 있어서, 상기 미리설정된 분수가 1/2인 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제 42항에 있어서, 정상시력을 가진 사람이 더 이상 시각자극을 인식하지 않는 최대 및 최소 채도레벨사이의 차를 가진 시각자극을 사람이 더 이상 인식하지 않는 최대 및 최소 채도레벨사이의 차이와 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 녹내장을 앓는 사람을 인식하는 시스템에 있어서, 상기 시스템이
    디스플레이;
    이중 공간 주파수를 가짐으로써 시각자극을 사람이 받아들이는 것과 같은 색상의 채도레벨의 차이를 가지고 의도된 일시적인 주파수에서 제 1에서 제 2 색상까지 격자의 색상이 교대로 다른 색상을 나타내는 시각 자극을 사람에게 디스플레이하는 수단;
    사람이 시각자극을 더 이상 받아들이지 않을 때까지 색상의 채도 레벨의 차이를 감소시키는 수단;
    정상 시력을 갖는 사람이 시각자극을 더 이상 받아들이지 않는 채도레벨이 차이를 가지는 시각자극을 사람이 더 이상 받아들이지 않는 색상의 채도레벨의 차이를 비교하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 녹내장을 앓는 인식하는 시스템.
  54. 제 53항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 색상이 등발광체인 것을 특징으로 하는 시스템.
  55. 제 53항에 있어서, 상기 격자가 환상의 격자인 것을 특징으로 하는 시스템.
  56. 제 53항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 색상이 보색인 것을 특징으로 하는 시스템.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 보색이 파랑과 노랑인 것을 특징으로 하는 시스템.
  58. 제 53항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 색상의 채도레벨이 제 1 방향을 따라 유동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  59. 제 53항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨의 차이가 채도 변조 깊이를 사용하여 표시되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  60. 제 53항에 있어서, 사람이 시각자극을 한눈으로 보는 것을 특징으로 하는 시스템.
  61. 제 53항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨의 차이가 사람이 더 이상 시각자극을 인식할 수 없을때까지 이전값의 미리설정된 분수까지 감소되고 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 인식할때까지 미리성정된 증가단계로 증가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  62. 제 53항에 있어서, 상기 미리설정된 분수가 1/2인 것을 특징으로 하는 시스템.
  63. 제 53항에 있어서, 상기 시각자극이 사람의 시야내의 미리설정된 위치에서 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  64. 제 53항에 있어서, 사람의 중심시력을 고정하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  65. 제 64항에 있어서, 상기 고정시키는 수단이 고정타겟인 것을 특징으로 하는 시스템.
  66. 제 65항에 있어서, 사람이 상기 고정 타겟을 양안으로 보는 것을 특징으로 하는 시스템.
  67. 제 65항에 있어서, 상기 고정타겟이 움직이는 것을 특징으로 하는 시스템.
  68. 제 65항에 있어서, 상기 고정시키는 수단이 사람의 고정을 모니터링하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  69. 제 53항에 있어서, 상기 디스플레이 수단이 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  70. 제 53항에 있어서, 시각자극에 대한 사람의 응답을 기록하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  71. 제 32항에 있어서, 녹내장환자를 화면에 나타내는(screening)하는 시스템에 있어서, 상기 시스템이,
    사람의 중심 시력을 고정하는 수단;
    랜덤한 방법으로 환자의 시야내의 미리설정된 위치에서 사람에게 시각자극을 디스플레이하는 수단과, 상기 시각자극은 다른 색상 패턴을 가지며, 각각 의도된 일시적인 주파수에서 제 1에서 제 2 색상이 교대하고, 상기 색상의 채도 레벨이 이중 공간 주파수를 가짐으로써 시각자극을 사람이 인지하는 미리 설정된 방향을 따라 최대 및 최소 사이에서 변화하며;
    각각 미리설정된 위치를 위한 색상의 최대 및 최소 채도레벨사이의 차이를 변화시키는 수단;
    사람이 더 이상 시각자극을 인지할 수 없는 최대 및 최소 채도 레벨사이의 차이를 기록하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  72. 제 71항에 있어서, 상기 색상이 등발광체인 것을 특징으로 하는 시스템.
  73. 제 71항에 있어서, 상기 패턴이 환상의 격자인 것을 특징으로 하는 시스템.
  74. 제 71항에 있어서, 상기 색상이 보색인 것을 특징으로 하는 시스템.
  75. 제 74항에 있어서, 상기 보색이 파랑과 노랑인 것을 특징으로 하는 시스템.
  76. 제 71항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨이 미리설정된 방향을 따라 유동적으로 변하는 것을 특징으로 하는 시스템.
  77. 제 71항에 있어서, 상기 색상의 채도레벨의 차이가 채도 변조깊이를 사용하여 표시되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  78. 제 71항에 있어서, 사람이 시각자극을 한눈으로 보는 것을 특징으로 하는 시스템.
  79. 제 71항에 있어서, 상기 최대 및 최소사이의 색상의 채도레벨의 차이가 사람이 더 이상 시각자극을 인식할 수 없을때까지 이전값의 미리설정된 분수까지 감소되고 그후 사람이 다시 주파수 이중 시각자극을 인식할때까지 미리성정된 증가단계로 증가되는 것을 특징으로 하는 시스템.
  80. 제 79항에 있어서, 상기 미리설정된 분수가 1/2인 것을 특징으로 하는 시스템.
  81. 제 71항에 있어서, 상기 디스플레이 수단이 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 시스템.
  82. 제 71항에 있어서, 상기 기록수단이 컴퓨터 마우스인 것을 특징으로 하는 시스템.
  83. 제 71항에 있어서, 상기 고정수단이 고정 타겟인 것을 특징으로 하는 시스템.
  84. 제 83항에 있어서, 사람이 상기 고정타겟을 양안으로 보는 것을 특징으로 하는 시스템.
  85. 제 83항에 있어서, 상기 고정 타겟이 움직이는 것을 특징으로 하는 시스템.
  86. 제 71항에 있어서, 상기 고정수단이 사람의 고정을 모니터링하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
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