RU2802197C2 - Method of registration of dysmetric saccades - Google Patents

Method of registration of dysmetric saccades Download PDF

Info

Publication number
RU2802197C2
RU2802197C2 RU2022125059A RU2022125059A RU2802197C2 RU 2802197 C2 RU2802197 C2 RU 2802197C2 RU 2022125059 A RU2022125059 A RU 2022125059A RU 2022125059 A RU2022125059 A RU 2022125059A RU 2802197 C2 RU2802197 C2 RU 2802197C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pupil
signal
eye
video sequence
saccade
Prior art date
Application number
RU2022125059A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2022125059A (en
Inventor
Виктор Николаевич Анисимов
Марина Алексеевна Шурупова
Original Assignee
ООО "Патерналист"
Виктор Николаевич Анисимов
Марина Алексеевна Шурупова
Filing date
Publication date
Application filed by ООО "Патерналист", Виктор Николаевич Анисимов, Марина Алексеевна Шурупова filed Critical ООО "Патерналист"
Publication of RU2022125059A publication Critical patent/RU2022125059A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2802197C2 publication Critical patent/RU2802197C2/en

Links

Abstract

FIELD: medical technology.
SUBSTANCE: invention relates to a method of recording dysmetric saccades. The method includes fixing the subject's head, presenting the subject with a visual stimulus, illuminating the subject's eye with infrared light, recording the signal reflected from the eye to obtain a video sequence of pupil images, computer-implemented processing of the resulting video sequence with determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, forming a two-dimensional array of values in chronological sequence coordinates of the center of the pupil, corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are selected by means of segmentation analysis, which are considered the area of gaze fixation. A pattern on a computer screen is used as a visual stimulus, including a background, one peripheral image that serves as a target for performing a saccade in its direction, and one central image, the characteristics of which serve as a signal for performing or not performing a saccade. The central image changes size according to the type of pulsation and/or changes color within one of the two pairs of opponent colors: green — red or yellow — blue, where the first color is a signal for a saccade, and the second color is a signal for its failure. To illuminate the eye with infrared radiation and register the reflected signal, a device is used to study dysmetric saccades. In the method, a video camera is installed in the body of the device for studying dysmetric saccades. The device is installed using a fixing element so that the camera lens is located directly in front of the subject's face. In the method, the focal length of the lens is adjusted and the intensity of infrared radiation is manually or automatically adjusted to obtain an optimal image of the pupil. The upper limit of the energy density of radiation is 100 W/m2. The signal reflected from the eye is analyzed in such a way that, in a part of each frame of the video sequence, the area of acceptable pupil location is calculated, while this area has the shape of a square, the side length of which in pixels is equal to the quotient of the dividend and the divisor, where the dividend is the product of the maximum saccade speed and matrix resolution of video camera, and the divider is the product of the video camera shooting frequency and the monitor's gaze coverage angle, while the monitor's gaze coverage angle is equal to two arc tangents from the partial half of the monitor width and the distance from the eyes to the monitor screen.
EFFECT: technical result of the invention is to increase the efficiency of registration of dysmetric saccades.
2 cl

Description

Область техники, к которой относится изобретениеThe field of technology to which the invention belongs

Изобретение относится к фундаментальной и клинической нейрофизиологии, а именно к способам регистрации дисметричных саккад. The invention relates to fundamental and clinical neurophysiology, and in particular to methods for recording dysmetric saccades.

Уровень техникиState of the art

Регистрация движений глаз (айтрекинг) - неинвазивный способ мониторинга состояния зрительно-глазодвигательной системы. Важнейшим моторным компонентом ее функционирования являются саккады - быстрые сканирующие движения глаз. Параметры саккад отражают характеристики церебральных физиологических процессов и когнитивных функций. Дисметрия, т.е. нарушение метрики саккад (удлинение или укорочение), является важным признаком дисфункции определенных отделов мозга, например, мозжечка или хвостатого ядра. Количественная и качественная оценка дисметрии саккад является важной научно-клинической задачей, для решения которой разработаны различные способы.Registration of eye movements (eyetracking) is a non-invasive way to monitor the state of the visual-oculomotor system. The most important motor component of its functioning are saccades - fast scanning eye movements. Saccade parameters reflect the characteristics of cerebral physiological processes and cognitive functions. Dysmetria, i.e. violation of the saccade metric (lengthening or shortening) is an important sign of dysfunction of certain parts of the brain, such as the cerebellum or caudate nucleus. Quantitative and qualitative assessment of saccade dysmetria is an important scientific and clinical task, for which various methods have been developed.

Известен способ регистрации движений глаз, включающий фиксацию головы испытуемого в необходимом положении, предъявление испытуемому визуального стимула, освещение по меньшей мере одного глаза испытуемого инфракрасным светом, регистрацию отраженного от глаза сигнала с получением видеоряда изображений зрачка, компьютер-реализуемую обработку полученного видеоряда с определением координат зрачка в каждом кадре видеоряда, формирование в хронологической последовательности двумерного массива значений координат центра зрачка, соответствующих кадрам видеоряда, из которого посредством сегментационного анализа выделяют не менее трех точек, которые считают областью фиксации взора [1].There is a known method for registering eye movements, including fixing the head of the subject in the required position, presenting the subject with a visual stimulus, illuminating at least one eye of the subject with infrared light, registering the signal reflected from the eye to obtain a video sequence of images of the pupil, computer-implemented processing of the received video sequence with determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, the formation in chronological sequence of a two-dimensional array of coordinate values of the center of the pupil, corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are selected by segmentation analysis, which are considered the area of gaze fixation [1].

Данный способ характеризуется следующими недостатками:This method is characterized by the following disadvantages:

Во-первых, предъявляемые испытуемому визуальные стимулы не учитывают физиологические свойства фоторецепторов сетчатки, а именно свойство колбочек наиболее интенсивно реагировать на предъявление оппонентных цветов [2], а также особенности физиологии внимания и визуального поиска, а именно свойство выделяющихся (например, пульсирующих) областей визуальной сцены захватывать внимание и стимулировать генерацию саккад [3]. Таким образом, снижается эффективность визуальной стимуляции.First, the visual stimuli presented to the subject do not take into account the physiological properties of retinal photoreceptors, namely the property of cones to respond most intensively to the presentation of opponent colors [2], as well as the physiology of attention and visual search, namely the property of prominent (for example, pulsating) areas of the visual scenes capture attention and stimulate the generation of saccades [3]. Thus, the effectiveness of visual stimulation is reduced.

Во-вторых, камеру фиксируют не на уровне лица испытуемого, а располагают ее сбоку (за счет большого размера устройства регистрации саккад). Это требует внедрения в конструкцию дополнительного элемента, а именно тепловых зеркал, преломляющих ход инфракрасных лучей по направлению к объективу камеры, что усложняет конструкцию и процесс размещения ее компонентов в рабочем пространстве.Secondly, the camera is fixed not at the level of the subject's face, but is placed on the side (due to the large size of the saccade recording device). This requires the introduction of an additional element into the design, namely thermal mirrors that refract the path of infrared rays towards the camera lens, which complicates the design and the process of placing its components in the workspace.

В-третьих, во время анализа записи движений зрачка приходится полностью обрабатывать информацию со всей площади матрицы видеокамеры, что приводит к неэффективной трате вычислительных ресурсов компьютера.Thirdly, during the analysis of the recording of pupil movements, it is necessary to completely process information from the entire area of the video camera matrix, which leads to an inefficient waste of computer computing resources.

Таким образом, применение указанного способа ограничивает эффективность изучения движений глаз.Thus, the use of this method limits the effectiveness of the study of eye movements.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении эффективности регистрации дисметричных саккад.The technical result of the invention is to increase the efficiency of registration of dysmetric saccades.

Для достижения указанного технического результата разработан способ, включающий фиксацию головы испытуемого, предъявление испытуемому визуального стимула, освещение по меньшей мере одного глаза испытуемого инфракрасным светом, регистрацию отраженного от глаза сигнала с получением видеоряда изображений зрачка, компьютер-реализуемую обработку полученного видеоряда с определением координат зрачка в каждом кадре видеоряда, формирование в хронологической последовательности двумерного массива значений координат центра зрачка, соответствующих кадрам видеоряда, из которого посредством сегментационного анализа выделяют не менее трех точек, которые считают областью фиксации взора, в качестве визуального стимула используют паттерн на экране компьютера, включающий фон, одно периферическое изображение, служащее целевым ориентиром для совершения саккады в его направлении, и одно центральное изображение, характеристики которого служат сигналом для совершения или несовершения саккады, отличающийся тем, что центральное изображение изменяет размер по типу пульсации и/или изменяет цвет в пределах одной из двух пар оппонентных цветов: зеленый - красный или желтый - синий, где первый цвет является сигналом к совершению саккады, а второй цвет является сигналом к ее несовершению; для освещения глаза инфракрасным излучением и регистрации отраженного сигнала используют устройство для исследования дисметричных саккад; устанавливают в корпус устройства для исследования дисметричных саккад видеокамеру; устанавливают устройство при помощи фиксирующего элемента таким образом, чтобы объектив видеокамеры располагался непосредственно перед лицом испытуемого; регулируют фокусное расстояние объектива; вручную или автоматически регулируют интенсивность инфракрасного излучения для получения оптимального изображения зрачка, при этом верхний предел энергетической плотности излучения составляет 100 Вт/м2; отраженный от глаза сигнал анализируют таким образом, что в части каждого кадра видеоряда вычисляют область допустимого расположения зрачка, при этом данная область имеет форму квадрата, длина стороны которого в пикселях равна частному делимого и делителя, где делимое представляет собой произведение максимальной скорости саккады и разрешения матрицы видеокамеры, а делитель представляет собой произведение частоты съемки видеокамеры и угла охвата взором монитора, при этом угол охвата взором монитора равен двум арктангенсам от частного половины ширины монитора и расстояния от глаз до экрана монитора.To achieve this technical result, a method has been developed that includes fixing the head of the subject, presenting the subject with a visual stimulus, illuminating at least one eye of the subject with infrared light, recording the signal reflected from the eye to obtain a video sequence of images of the pupil, computer-implemented processing of the received video sequence with determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, the formation in chronological sequence of a two-dimensional array of pupil center coordinate values corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are selected by segmentation analysis, which are considered the area of gaze fixation, a pattern on the computer screen is used as a visual stimulus, including a background, one a peripheral image that serves as a target for performing a saccade in its direction, and one central image, the characteristics of which serve as a signal for performing or not performing a saccade, characterized in that the central image changes size according to the type of pulsation and / or changes color within one of two pairs opponent colors: green - red or yellow - blue, where the first color is a signal to perform a saccade, and the second color is a signal to its failure; to illuminate the eye with infrared radiation and register the reflected signal, a device is used to study dysmetric saccades; a video camera is installed in the body of the device for studying dysmetric saccades; install the device using a fixing element so that the camera lens is located directly in front of the subject's face; adjust the focal length of the lens; manually or automatically adjust the intensity of infrared radiation to obtain the optimal image of the pupil, while the upper limit of the energy density of the radiation is 100 W/m 2 ; the signal reflected from the eye is analyzed in such a way that, in a part of each frame of the video sequence, the area of permissible pupil location is calculated, while this area has the shape of a square, the side length of which in pixels is equal to the quotient of the dividend and the divisor, where the dividend is the product of the maximum saccade speed and matrix resolution video camera, and the divider is the product of the video camera shooting frequency and the monitor's gaze coverage angle, while the monitor's gaze coverage angle is equal to two arc tangents from the partial half of the monitor width and the distance from the eyes to the monitor screen.

Отраженный от глаза сигнал можно регистрировать с частотой от 10 до 500 кадров в секунду.The signal reflected from the eye can be recorded at a frequency of 10 to 500 frames per second.

Использование в составе визуального стимула пульсирующего центрального изображения позволяет повысить эффективность генерации саккад за счет воздействия стимула на нейронные механизмы непроизвольного внимания [3]; применение центрального изображения, периодически меняющего цвет в пределах одной из двух пар оппонентных цветов, а именно зеленый - красный или желтый - синий, позволяет улучшить контрастность предъявляемого стимула за счет более специфичной стимуляции колбочек сетчатки [2].The use of a pulsating central image as part of a visual stimulus makes it possible to increase the efficiency of saccade generation due to the effect of the stimulus on the neural mechanisms of involuntary attention [3]; the use of a central image that periodically changes color within one of two pairs of opponent colors, namely green-red or yellow-blue, improves the contrast of the presented stimulus due to more specific stimulation of retinal cones [2].

Регуляция таких параметров, как фокусное расстояние и интенсивность инфракрасного излучения, позволяет получить оптимальное изображение зрачка, что повышает качество его обработки.By adjusting parameters such as focal length and infrared intensity, the pupil can be optimally imaged, resulting in improved processing.

Вычисление области допустимого расположения зрачка в соответствии с описанными геометрическими расчетами позволяет использовать часть каждого кадра видеоряда вместо всей его площади, что экономит вычислительные мощности компьютера.Calculation of the region of acceptable location of the pupil in accordance with the described geometric calculations allows using a part of each frame of the video sequence instead of its entire area, which saves the computing power of the computer.

В совокупности указанные технические решения, заложенные в предлагаемом устройстве и способе, позволяют повысить эффективность регистрации дисметричных саккад.Taken together, these technical solutions embedded in the proposed device and method can improve the efficiency of registration of dysmetric saccades.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Способ регистрации дисметричных саккад включает фиксацию головы испытуемого, предъявление испытуемому визуального стимула, освещение по меньшей мере одного глаза испытуемого инфракрасным светом, регистрацию отраженного от глаза сигнала с получением видеоряда изображений зрачка, компьютер-реализуемую обработку полученного видеоряда с определением координат зрачка в каждом кадре видеоряда, формирование в хронологической последовательности двумерного массива значений координат центра зрачка, соответствующих кадрам видеоряда, из которого посредством сегментационного анализа выделяют не менее трех точек, которые считают областью фиксации взора, в качестве визуального стимула используют паттерн на экране компьютера, включающий фон, одно периферическое изображение, служащее целевым ориентиром для совершения саккады в его направлении, и одно центральное изображение, характеристики которого служат сигналом для совершения или несовершения саккады, и отличается тем, что центральное изображение изменяет размер по типу пульсации и/или изменяет цвет в пределах одной из двух пар оппонентных цветов: зеленый - красный или желтый - синий, где первый цвет является сигналом к совершению саккады, а второй цвет является сигналом к ее несовершению; для освещения глаза инфракрасным излучением и регистрации отраженного сигнала используют устройство для исследования дисметричных саккад; устанавливают в корпус устройства для исследования дисметричных саккад видеокамеру; устанавливают устройство при помощи фиксирующего элемента таким образом, чтобы объектив видеокамеры располагался непосредственно перед лицом испытуемого; регулируют фокусное расстояние объектива; вручную или автоматически регулируют интенсивность инфракрасного излучения для получения оптимального изображения зрачка, при этом верхний предел энергетической плотности излучения составляет 100 Вт/м2; отраженный от глаза сигнал анализируют таким образом, что в части каждого кадра видеоряда вычисляют область допустимого расположения зрачка, при этом данная область имеет форму квадрата, длина стороны которого в пикселях равна частному делимого и делителя, где делимое представляет собой произведение максимальной скорости саккады и разрешения матрицы видеокамеры, а делитель представляет собой произведение частоты съемки видеокамеры и угла охвата взором монитора, при этом угол охвата взором монитора равен двум арктангенсам от частного половины ширины монитора и расстояния от глаз до экрана монитора.The method for recording dysmetric saccades includes fixing the head of the subject, presenting the subject with a visual stimulus, illuminating at least one eye of the subject with infrared light, recording the signal reflected from the eye to obtain a video sequence of images of the pupil, computer-implemented processing of the resulting video sequence with determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, formation in chronological sequence of a two-dimensional array of pupil center coordinate values corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are selected by means of segmentation analysis, which are considered to be the gaze fixation area, a pattern on the computer screen is used as a visual stimulus, including a background, one peripheral image serving as a target for performing a saccade in its direction, and one central image, the characteristics of which serve as a signal for performing or not performing a saccade, and differs in that the central image changes size according to the type of pulsation and/or changes color within one of two pairs of opponent colors: green - red or yellow - blue, where the first color is a signal for the completion of a saccade, and the second color is a signal for its failure; to illuminate the eye with infrared radiation and register the reflected signal, a device is used to study dysmetric saccades; a video camera is installed in the body of the device for studying dysmetric saccades; install the device using a fixing element so that the camera lens is located directly in front of the subject's face; adjust the focal length of the lens; manually or automatically adjust the intensity of infrared radiation to obtain the optimal image of the pupil, while the upper limit of the energy density of the radiation is 100 W/m 2 ; the signal reflected from the eye is analyzed in such a way that, in a part of each frame of the video sequence, the area of permissible pupil location is calculated, while this area has the shape of a square, the side length of which in pixels is equal to the quotient of the dividend and the divisor, where the dividend is the product of the maximum saccade speed and matrix resolution video camera, and the divider is the product of the video camera shooting frequency and the monitor's gaze coverage angle, while the monitor's gaze coverage angle is equal to two arc tangents from the partial half of the monitor width and the distance from the eyes to the monitor screen.

Более подробно, способ осуществляется следующим образом.In more detail, the method is carried out as follows.

В корпус устройства для регистрации дисметричных саккад устанавливают необходимую для исследования видеокамеру. Устройство фиксируют при помощи струбцины или на подставке таким образом, чтобы объектив видеокамеры располагался непосредственно перед лицом испытуемого. Голову испытуемого фиксируют в необходимом положении при помощи специального подголовника. Устройство включают и присоединяют к компьютеру.A video camera necessary for the study is installed in the body of the device for recording dysmetric saccades. The device is fixed with a clamp or on a stand so that the camera lens is located directly in front of the subject's face. The subject's head is fixed in the required position using a special headrest. The device is turned on and connected to the computer.

Далее с помощью компьютера предъявляют испытуемому визуальный стимул, параллельно освещая нужный глаз инфракрасным светом с помощью устройства. Стимул представляет собой паттерн на экране компьютера, включающий фон, одно периферическое изображение, служащее целевым ориентиром для совершения саккады в его направлении, и одно центральное изображение, характеристики которого служат сигналом для совершения или несовершения саккады. При этом центральное изображение периодически пульсирует и/или изменяет цвет в пределах одной из двух пар оппонентных цветов, а именно зеленый - красный или желтый - синий, где первый цвет является сигналом к совершению саккады, а второй цвет является сигналом к ее несовершению.Then, using a computer, a visual stimulus is presented to the subject, simultaneously illuminating the desired eye with infrared light using the device. A stimulus is a pattern on a computer screen that includes a background, one peripheral image that serves as a target for performing a saccade in its direction, and one central image, the characteristics of which serve as a signal for performing or not performing a saccade. At the same time, the central image periodically pulsates and/or changes color within one of two pairs of opponent colors, namely green - red or yellow - blue, where the first color is a signal to complete a saccade, and the second color is a signal to its failure.

В процессе предъявления стимула регулируют фокусное расстояние объектива. Вручную или автоматически регулируют интенсивность инфракрасного излучения для получения оптимального изображения зрачка, при этом верхний предел энергетической плотности излучения составляет 100 Вт/м2.During the presentation of the stimulus, the focal length of the lens is adjusted. Manually or automatically adjust the intensity of infrared radiation to obtain the optimal image of the pupil, while the upper limit of the energy density of the radiation is 100 W/m 2 .

Полученный видеоряд сохраняют на карту памяти устройства, либо на память компьютера. Далее в части каждого кадра с помощью программного обеспечения, установленного на компьютер, вычисляют область допустимого расположения зрачка, при этом данная область имеет форму квадрата, длина стороны которого в пикселях равна частному делимого и делителя, где делимое представляет собой произведение максимально возможной скорости саккады и разрешения матрицы видеокамеры, а делитель представляет собой произведение частоты съемки видеокамеры и угла охвата взором монитора, при этом угол охвата взором монитора равен двум арктангенсам от частного половины ширины монитора и расстояния от глаз до экрана монитора.The resulting video sequence is saved to the device's memory card, or to the computer's memory. Further, in a part of each frame, using software installed on a computer, the area of \u200b\u200bpermissible location of the pupil is calculated, while this area has the shape of a square, the side length of which in pixels is equal to the quotient of the dividend and the divisor, where the dividend is the product of the maximum possible saccade speed and resolution matrices of the video camera, and the divisor is the product of the video camera shooting frequency and the monitor's gaze coverage angle, while the monitor's gaze coverage angle is equal to two arc tangents from the private half of the monitor width and the distance from the eyes to the monitor screen.

Остальные этапы анализа видеоряда можно производить в соответствии с известным способом, что в общем виде подразумевает определение координат зрачка в каждом кадре видеоряда, формирование в хронологической последовательности двумерного массива значений координат центра зрачка, соответствующих кадрам видеоряда, из которого посредством сегментационного анализа выделяют не менее трех точек, которые считают областью фиксации взора.The remaining stages of the analysis of the video sequence can be performed in accordance with the known method, which generally means determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, forming in chronological sequence a two-dimensional array of coordinates of the pupil center corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are extracted by segmentation analysis , which are considered the area of gaze fixation.

Список использованной литературыList of used literature

1. Латанов А.В., Анисимов А.Н. Способ и система для регистрации движений глаз. Патент RU 2696042, приоритет от 11.12.2017, дата публикации 30.07.2019.1. Latanov A.V., Anisimov A.N. Method and system for recording eye movements. Patent RU 2696042, priority dated 12/11/2017, publication date 07/30/2019.

2. Kolb'H. Photoreceptors. 2005 May 1 [Updated 2012 Feb 28]. In: Kolb H, Fernandez E, Nelson R, editors. Webvision: The Organization of the Retina and Visual System [Internet]. Salt Lake City (UT): University of Utah Health Sciences Center; 1995-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11522/2. Kolb'H. photoreceptors. 2005 May 1 [Updated 2012 Feb 28]. In: Kolb H, Fernandez E, Nelson R, editors. Webvision: The Organization of the Retina and Visual System [Internet]. Salt Lake City (UT): University of Utah Health Sciences Center; 1995-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK11522/

3. Henderson JM, Hayes TR. Meaning guides attention in real-world scene images: Evidence from eye movements and meaning maps. J Vis. 2018 Jun 1;18(6):10. doi: 10.1167/18.6.103Henderson JM, Hayes TR. Meaning guides attention in real-world scene images: Evidence from eye movements and meaning maps. J Vis. 2018 Jun 1;18(6):10. doi:10.1167/18.6.10

Claims (2)

1. Способ регистрации дисметричных саккад, включающий фиксацию головы испытуемого, предъявление испытуемому визуального стимула, освещение по меньшей мере одного глаза испытуемого инфракрасным светом, регистрацию отраженного от глаза сигнала с получением видеоряда изображений зрачка, компьютер-реализуемую обработку полученного видеоряда с определением координат зрачка в каждом кадре видеоряда, формирование в хронологической последовательности двумерного массива значений координат центра зрачка, соответствующих кадрам видеоряда, из которого посредством сегментационного анализа выделяют не менее трех точек, которые считают областью фиксации взора, в качестве визуального стимула используют паттерн на экране компьютера, включающий фон, одно периферическое изображение, служащее целевым ориентиром для совершения саккады в его направлении, и одно центральное изображение, характеристики которого служат сигналом для совершения или несовершения саккады, отличающийся тем, что центральное изображение изменяет размер по типу пульсации и/или изменяет цвет в пределах одной из двух пар оппонентных цветов: зеленый - красный или желтый - синий, где первый цвет является сигналом к совершению саккады, а второй цвет является сигналом к ее несовершению; для освещения глаза инфракрасным излучением и регистрации отраженного сигнала используют устройство для исследования дисметричных саккад; устанавливают в корпус устройства для исследования дисметричных саккад видеокамеру; устанавливают устройство при помощи фиксирующего элемента таким образом, чтобы объектив видеокамеры располагался непосредственно перед лицом испытуемого; регулируют фокусное расстояние объектива; вручную или автоматически регулируют интенсивность инфракрасного излучения для получения оптимального изображения зрачка, при этом верхний предел энергетической плотности излучения составляет 100 Вт/м2; отраженный от глаза сигнал анализируют таким образом, что в части каждого кадра видеоряда вычисляют область допустимого расположения зрачка, при этом данная область имеет форму квадрата, длина стороны которого в пикселях равна частному делимого и делителя, где делимое представляет собой произведение максимальной скорости саккады и разрешения матрицы видеокамеры, а делитель представляет собой произведение частоты съемки видеокамеры и угла охвата взором монитора, при этом угол охвата взором монитора равен двум арктангенсам от частного половины ширины монитора и расстояния от глаз до экрана монитора.1. A method for recording dismetric saccades, including fixing the subject's head, presenting a visual stimulus to the subject, illuminating at least one eye of the subject with infrared light, recording the signal reflected from the eye to obtain a video sequence of images of the pupil, computer-implemented processing of the resulting video sequence with determining the coordinates of the pupil in each frame of the video sequence, the formation in chronological sequence of a two-dimensional array of pupil center coordinate values corresponding to the frames of the video sequence, from which at least three points are selected by segmentation analysis, which are considered the area of gaze fixation, a pattern on the computer screen is used as a visual stimulus, including a background, one peripheral an image that serves as a target for performing a saccade in its direction, and one central image, the characteristics of which serve as a signal for performing or not performing a saccade, characterized in that the central image changes size according to the type of pulsation and / or changes color within one of the two pairs of opponent colors: green - red or yellow - blue, where the first color is a signal for the completion of a saccade, and the second color is a signal for its failure; to illuminate the eye with infrared radiation and register the reflected signal, a device is used to study dysmetric saccades; a video camera is installed in the body of the device for studying dysmetric saccades; install the device using a fixing element so that the camera lens is located directly in front of the subject's face; adjust the focal length of the lens; manually or automatically adjust the intensity of infrared radiation to obtain the optimal image of the pupil, while the upper limit of the energy density of the radiation is 100 W/m 2 ; the signal reflected from the eye is analyzed in such a way that, in a part of each frame of the video sequence, the area of permissible pupil location is calculated, while this area has the shape of a square, the side length of which in pixels is equal to the quotient of the dividend and the divisor, where the dividend is the product of the maximum saccade speed and matrix resolution video camera, and the divider is the product of the video camera shooting frequency and the monitor's gaze coverage angle, while the monitor's gaze coverage angle is equal to two arc tangents from the partial half of the monitor width and the distance from the eyes to the monitor screen. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отраженный от глаза сигнал регистрируют с частотой от 10 до 500 кадров в секунду.2. The method according to claim 1, characterized in that the signal reflected from the eye is recorded at a frequency of 10 to 500 frames per second.
RU2022125059A 2022-09-23 Method of registration of dysmetric saccades RU2802197C2 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2022125059A RU2022125059A (en) 2023-02-10
RU2802197C2 true RU2802197C2 (en) 2023-08-22

Family

ID=

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422690A (en) * 1994-03-16 1995-06-06 Pulse Medical Instruments, Inc. Fitness impairment tester
RU32373U1 (en) * 2003-05-14 2003-09-20 Беляев Александр Геннадьевич Stand for audio-video equipment and a support tip for its vertical supports
RU2473301C2 (en) * 2007-06-12 2013-01-27 Эрнст ПФЛЕГЕР Method of perception measurement
US20130127980A1 (en) * 2010-02-28 2013-05-23 Osterhout Group, Inc. Video display modification based on sensor input for a see-through near-to-eye display
US20160213279A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Auburn University System and method of functional mri of the neural system in conscious unrestrained dogs
US20170135577A1 (en) * 2014-04-25 2017-05-18 Texas State University Health Assessment via Eye Movement Biometrics
US20180120933A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Ocular Data Systems, Inc. Image-based system, having interchangeable vision elements, to observe and document eye responses
WO2018100589A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Secretary, Department Of Biotechnology Ocular screening
US20190167095A1 (en) * 2013-01-25 2019-06-06 Wesley W.O. Krueger Ocular-performance-based head impact measurement applied to rotationally-centered impact mitigation systems and methods
CN212307809U (en) * 2020-04-08 2021-01-08 刘露 Otolith reset diagnosis is with eye vibration recorder

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5422690A (en) * 1994-03-16 1995-06-06 Pulse Medical Instruments, Inc. Fitness impairment tester
RU32373U1 (en) * 2003-05-14 2003-09-20 Беляев Александр Геннадьевич Stand for audio-video equipment and a support tip for its vertical supports
RU2473301C2 (en) * 2007-06-12 2013-01-27 Эрнст ПФЛЕГЕР Method of perception measurement
US20130127980A1 (en) * 2010-02-28 2013-05-23 Osterhout Group, Inc. Video display modification based on sensor input for a see-through near-to-eye display
US20190167095A1 (en) * 2013-01-25 2019-06-06 Wesley W.O. Krueger Ocular-performance-based head impact measurement applied to rotationally-centered impact mitigation systems and methods
US20170135577A1 (en) * 2014-04-25 2017-05-18 Texas State University Health Assessment via Eye Movement Biometrics
US20160213279A1 (en) * 2015-01-23 2016-07-28 Auburn University System and method of functional mri of the neural system in conscious unrestrained dogs
US20180120933A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 Ocular Data Systems, Inc. Image-based system, having interchangeable vision elements, to observe and document eye responses
WO2018100589A1 (en) * 2016-11-30 2018-06-07 Secretary, Department Of Biotechnology Ocular screening
CN212307809U (en) * 2020-04-08 2021-01-08 刘露 Otolith reset diagnosis is with eye vibration recorder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
acA720-290gm - Basler ace Помещено на сайт в Интернет: https://www.baslerweb.com/en/products/cameras/area-scan-cameras/ace/aca720-290gm/ 28.06.2022 дата размещения подтверждена по адресу Интернет-архива: https://web.archive.org/web/20220628025513/https://www.baslerweb.com/en/products/cameras/area-scan-cameras/ace/aca720-290gm/ (описание к видеокамере). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210161378A1 (en) Photorefraction Ocular Screening Device and Methods
Cruz et al. Digital image processing measurement of the upper eyelid contour in Graves disease and congenital blepharoptosis
US11684255B2 (en) Device and method for determination of pupil size in a subject having closed eyelids
US8500278B2 (en) Apparatus and method for objective perimetry visual field test
US7625087B2 (en) Pupillometers
US7670002B2 (en) Pupilometer with pupil irregularity detection, pupil tracking, and pupil response detection capability, glaucoma screening capability, intracranial pressure detection capability, and ocular aberration measurement capability
US9980635B2 (en) System and device for preliminary diagnosis of ocular diseases
EP1716804A1 (en) Retina function optical measuring method and instrument
JP2002541959A (en) Pupilometer with pupil irregularity detection, pupil tracking, pupil reaction detection function, glaucoma examination function, corneal anatomical measurement function, intracranial pressure detection function, and eye abnormality measurement function
EP1587414B1 (en) A pupilometer
Hupé et al. A BOLD signature of eyeblinks in the visual cortex
US20230301506A1 (en) Method and system for measuring or assessing human visual field
Pannese et al. Self-face enhances processing of immediately preceding invisible faces
RU2802197C2 (en) Method of registration of dysmetric saccades
Espinosa et al. A high-resolution binocular video-oculography system: assessment of pupillary light reflex and detection of an early incomplete blink and an upward eye movement
US20210068650A1 (en) Assessing visual function
JPWO2020240867A5 (en)
Maier et al. Lack of oblique astigmatism in the chicken eye
RU2017143204A (en) METHOD AND SYSTEM FOR REGISTRATION OF EYE MOVEMENT
RU2343823C1 (en) Method of diagnostics of optic disk pathology at diabetes
JP2004329879A (en) Eyeball examination apparatus and eyeball examination method
Bracco et al. BIE-PInCS: Brain injury evaluation with pupillometer based on infrared camera system
EP3440990A1 (en) System for imaging a fundus of an eye
Quang et al. Mobile traumatic brain injury assessment system
Sugihara et al. Assessment of visual space recognition in patients with visual field defects using head mounted display (HMD) system: Case study with severe visual field defect