WO2022145607A1 - 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치 및 방법 - Google Patents

동공반사 관련 시각 기능 평가 장치 및 방법 Download PDF

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WO2022145607A1
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김병조
이선욱
김정빈
윤영욱
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고려대학교 산학협력단
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    • A61B3/14—Arrangements specially adapted for eye photography

Definitions

  • the present application relates to an apparatus and method for evaluating a pupil reflex-related visual function.
  • the pupil response test is to know the quantitative and qualitative changes in the pupil size. It can be largely divided into a static test and a dynamic test.
  • the static test refers to observing the presence or absence of the axial sinus, mydriasis, and the pupil through the light-room test and the dark-room test without using light.
  • the dynamic test is a light reflex test that examines the pupil reflex of the eye with or without direct administration of light, an alternating light test to check for relative afferent pupillary movement disorder, and observation of eye convergence, adjustment, and miosis occurring during near-sightedness. This includes close reflex testing.
  • an embodiment of the present invention provides a pupil reflex-related visual function evaluation apparatus.
  • the apparatus for evaluating the pupil reflex-related visual function includes: an HMD that is worn on the head of the subject to be evaluated to create an examination environment, and obtains a pupil image of the subject to be evaluated in the created examination environment; and an evaluation module that analyzes the pupil image of the subject to be evaluated provided from the HMD, calculates an index for evaluating the pupil reflex-related visual function, and evaluates the pupil reflex-related visual function based on the calculated index.
  • another embodiment of the present invention provides a method for evaluating pupil reflex related visual function.
  • the method for evaluating the pupil reflex-related visual function includes: creating an examination environment through an HMD worn on the subject's head; acquiring a pupil image of the subject to be evaluated in the examination environment created through the HMD; calculating the pupil size of both eyes by analyzing the pupil image of the subject to be evaluated; calculating an index for evaluating a pupil reflex-related visual function based on the calculated pupil size; and evaluating the pupil reflex-related visual function of the subject to be evaluated based on the calculated index.
  • the HMD for the evaluation of the pupil reflex related visual function, it is possible to more accurately create test conditions and quantify the evaluation results to provide more objective evaluation criteria.
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for evaluating pupil reflex-related visual functions according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for evaluating a pupil reflex-related visual function according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an example of evaluating the relative afferent pupil disorder according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an example of evaluating the pupil light reflection dissociation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for evaluating pupil reflex-related visual functions according to an embodiment of the present invention.
  • an apparatus 100 for evaluating pupil reflex related visual functions may include a head mounted display (HMD) 110 and an evaluation module 120 .
  • HMD head mounted display
  • an evaluation module 120 may be included in an apparatus 100 for evaluating pupil reflex related visual functions.
  • the HMD 110 is worn on the subject's head to create an examination environment for evaluating the pupil reflex-related visual function, and to acquire a pupil image of the subject to be evaluated in the created examination environment.
  • the HMD 110 may create an examination environment by alternately applying light stimulation to both sides of the subject to evaluate in order to evaluate a relative afferent pupillary defect (RAPD).
  • RAPD relative afferent pupillary defect
  • the HMD 110 may present a virtual object to be observed by the subject to be evaluated in order to evaluate light-near dissociation (LND).
  • LND light-near dissociation
  • the preset value may be appropriately set by the evaluator as the minimum illuminance value for minimizing the pupil response due to the light stimulus.
  • the normal value of the large light reflection for each illuminance may be obtained, and the pupil axis movement according to the pure proximity reflection in a preset illuminance environment may also be quantitatively obtained.
  • the gaze point in a state in which the interference of the pupil response due to the light stimulus is minimized through the HMD 110, and by making the gaze point approach the evaluation target, the near reflex of both eyes can be improved as described later.
  • Quantitative data of the pupil axis and the near point of convergence (NPC) can be extracted.
  • the gaze point may appear to be approaching the subject to be evaluated. For example, lowering the illuminance in inverse proportion to the size of the gazing point) can minimize the influence of the illuminance of the gazing point.
  • the HMD 110 may obtain a pupil image of the subject to be evaluated under the created examination environment and provide it to the evaluation module 120 to be described later.
  • the evaluation module 120 is to analyze the pupil image of the subject to be evaluated provided from the HMD 110 to calculate an index for evaluating the pupil reflex-related visual function, and to evaluate the pupil reflex-related visual function based on this, the pupil image analysis unit 121 , the indicator calculation unit 122 and the function evaluation unit 123 may be included.
  • the pupil image analysis unit 121 may calculate the pupil size of both eyes by analyzing the pupil image of the subject to be evaluated, and may calculate a constriction velocity if necessary.
  • the method of calculating the pupil size and pupil reflex velocity by analyzing the pupil image may employ various image analysis techniques known to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the index calculating unit 122 may calculate an index for evaluating the pupil reflex-related visual function based on the pupil size calculated by the pupil image analyzing unit 121 .
  • the indicator calculating unit 122 calculates the degree of pupil reflection in both eyes based on the pupil size of both eyes when light stimulation is alternately applied to both eyes for evaluation of relative afferent pupil disorder.
  • the ratio of the illuminance of the light stimulus applied to the healthy side and the affected side, that is, Light healthy_eye /Light affected_eye can be calculated as the first index.
  • light healthy_eye represents the illuminance of the light stimulus applied to the unaffected side
  • light affected_eye represents the illuminance of the light stimulus applied to the affected side.
  • the pupillary reaction causes both eyes to contract at the same time as an indirect or consensual response occurs in the other eye that does not shine in addition to the direct response of the illuminating eye when light is shining on one eye. do.
  • the pupil can be identified with a relatively slow pupil response or dilated pupil due to no pupil response. It is possible to distinguish between (ie, an eye with poor pupil reflexes) and a healthy side (ie, an eye with a normal response). For example, if the same light stimulus (eg, 10 lux) is applied to both eyes and the pupil response of the right eye is lower than that of the left, the right eye is the affected side (or the affected eye).
  • a certain period of time for example, 2 to 5 seconds
  • the light stimulus (for example, 90, 80, 70, ... lux) applied to the unaffected left eye is gradually weakened, and the same light stimulus as before (for example, 100 lux) to the affected right eye.
  • the same light stimulus as before for example, 100 lux
  • the degree of the pupil response can be compared with the pupil size or the pupil reflex rate, and the difference in the degree of the pupil response of both eyes is "mean of physiological rhythmic movement (hippos) + n* standard deviation (here, n is 1 or 2)" "If it is below, it can be judged that the boiling point has been achieved.
  • the index calculation unit 122 may additionally calculate quantitative data more than the relative light reflexes in a single eye as the first index.
  • the degree of pupil dilation is equal to or greater than "mean + n*standard deviation of physiological rhythmic motion (hippos) (here, n is 1 or 2)", it may be determined that the pupil is dislocated.
  • the index calculation unit 122 quantifies the degree of proximity reflection versus the degree of reflection for a light stimulus of a preset illuminance for evaluation of pupil light proximity reflex dissociation, and calculates Pupil near /Pupil light as a second index.
  • Pupil light represents the degree of pupil contraction in a light background of a preset illuminance compared to the pupil size in the dark
  • Pupil near indicates the degree of pupil contraction when a virtual object is presented in the same light background.
  • the pupil reaction in addition to the light reflection, which is a reaction to light, the pupil shows a reaction in which the pupil contracts when looking at a nearby object.
  • the neurological circuit responsible for the light pupil reflex and the neurological circuit responsible for the proximal pupillary reflex are somewhat different in the brainstem. There are cases in which the pupil is constricted due to normal operation, which is called near-reflection dissociation.
  • the pupil size is measured against the size of the pupil in the dark case in the light background of the preset illuminance (Pupil light ), and then virtual in the same light background. Measures the degree of pupil contraction when an object of an object is presented and approaches from a distance to a short distance (Pupil near ), and its ratio can be calculated as a second index.
  • the index calculator 122 may additionally evaluate the convergence of both eyes generated by the virtual object presented through the HMD 110 approaching the subject to be evaluated, and in this case, the near point of the convergence Quantitative data of Point of Convergence (NPC) may be additionally calculated as a second indicator.
  • NPC Point of Convergence
  • Figure 3 is an example of evaluating the relative afferent pupil disorder according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an example of evaluating the pupil light reflection dissociation according to an embodiment of the present invention.
  • the function evaluation unit 123 may evaluate the pupil reflex-related visual function of the subject to be evaluated based on the index calculated by the index calculation unit 122 .
  • the function evaluation unit 123 may quantitatively evaluate the pupil reflex-related visual function, particularly the function of the optic nerve (second cranial nerve), based on the first index or the second index calculated by the index calculation unit 122 .
  • an abnormality may be evaluated by using an index calculated for a person with normal visual function as a reference value.
  • relative afferent pupil disorder it is possible to evaluate whether a monocular or binocular optic nerve is abnormal through an index comparing both eyes and/or an index in a single eye.
  • the above-described evaluation module 120 may be implemented by a processing device (eg, a server, a portable terminal, etc.) connected to the HMD 110 through wired/wireless communication.
  • a processing device eg, a server, a portable terminal, etc.
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for evaluating a pupil reflex-related visual function according to another embodiment of the present invention.
  • the pupil reflex-related visual function evaluation method comprises a test environment creation step (S210), a pupil image acquisition step (S220), a pupil image analysis step (S230), an index calculation step ( S240) and may be configured to include a function evaluation step (S250).
  • test environment creation step (S210) the test environment can be created through the HMD worn on the head of the subject to be evaluated.
  • the pupil image of the subject to be evaluated in the examination environment created through the HMD may be acquired.
  • the pupil size of both eyes may be calculated by analyzing the pupil image of the subject to be evaluated.
  • an index for evaluating the pupil reflex-related visual function may be calculated based on the calculated pupil size.
  • the pupil reflex-related visual function of the subject to be evaluated may be evaluated based on the calculated index.
  • the pupil reflex-related visual function evaluation method described above with reference to FIG. 2 may be performed by the pupil reflex-related visual function evaluation apparatus shown in FIG. 1 , and the specific details of each step are the same as those described above with reference to FIG. A redundant description thereof will be omitted.
  • the evaluation result of pupil reflex-related visual function using the embodiment of the present invention has a sensitivity of 100% , showed 90% specificity, which confirmed that it showed excellent diagnostic value compared to conventional tests with 70% sensitivity and 90% specificity.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치는, 평가 대상자의 머리에 착용되어 검사환경을 조성하고, 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하는 HMD; 및 상기 HMD로부터 제공된 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출하고 산출된 지표를 기초로 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 평가모듈을 포함할 수 있다.

Description

동공반사 관련 시각 기능 평가 장치 및 방법
본 출원은 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.
동공반응검사는 동공 크기의 양과 질적 변화를 알기 위한 것으로, 크게 정적검사와 동적검사로 구분될 수 있으며, 이를 통해 시신경계 기능을 평가할 수 있다.
여기서, 정적검사는 빛을 사용하지 않고, 명실검사와 암실검사를 통해 축동과 산동유무, 동공부등유무를 관찰하는 것을 말한다.
또한, 동적검사는 빛을 직접 투여하거나 투여하지 않은 눈의 동공반사를 검사하는 대광반사검사, 상대적 구심성동공운동장애를 검사하기 위한 교대불빛검사, 근거리 주시시 일어나는 눈모임, 조절, 축동을 관찰하는 근접반사검사를 포함한다.
그러나, 이러한 종래의 검사법은 검사 조건을 조성하는데 한계가 있을 뿐만 아니라, 평가 결과를 정량화하는 방법이 부재하여 객관적인 평가 결과를 제공하기 어렵다는 한계가 있다.
따라서, 당해 기술분야에서는 시각 기능 평가에 있어서 보다 정확하게 검사 조건을 조성하고 평가 결과를 정량화하여 보다 객관적인 평가 기준을 제공하기 위한 방안이 요구되고 있다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치를 제공한다.
상기 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치는, 평가 대상자의 머리에 착용되어 검사환경을 조성하고, 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하는 HMD; 및 상기 HMD로부터 제공된 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출하고 산출된 지표를 기초로 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 평가모듈을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예는 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법을 제공한다.
상기 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법은, 평가 대상자의 머리에 착용된 HMD를 통해 검사환경을 조성하는 단계; 상기 HMD를 통해 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하는 단계; 상기 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 양안의 동공크기를 산출하는 단계; 산출된 동공크기를 기초로 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출하는 단계; 및 산출된 지표를 기초로 평가 대상자의 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 단계를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위해 HMD를 활용함으로써 보다 정확하게 검사 조건을 조성하고 평가 결과를 정량화하여 보다 객관적인 평가 기준을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 상대 구심성 동공 장애를 평가하는 실례이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 동공빛근접반사해리를 평가하는 실례이다.
[부호의 설명]
100: 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치
110: HMD
120: 평가모듈
121: 동공영상 분석부
122: 지표 산출부
123: 기능 평가부
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치(100)는 HMD(Head Mounted Display)(110) 및 평가모듈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.
HMD(110)는 평가 대상자의 머리에 착용되어 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 검사환경을 조성하고, 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하기 위한 것이다.
일 예에 따르면, HMD(110)는 상대 구심성 동공 장애(Relative afferent pupillary defect; RAPD)를 평가하기 위해 평가 대상자의 양 안에 교대로 빛 자극을 가해 줌으로써 검사환경을 조성할 수 있다. 이처럼 HMD(110)에 의해 빛 자극을 가해줄 경우 양 안에 가해지는 빛 자극의 세기, 즉 조도를 복수의 단계별로 일정하게 유지할 수 있으며, 이를 통해 보다 정확한 검사 결과를 기대할 수 있다.
다른 예에 따르면, HMD(110)는 동공빛근접반사해리(Light-near dissociation; LND)를 평가하기 위해 평가 대상자가 주시해야 할 가상의 물체를 제시할 수 있으며, 이 경우 빛 자극으로 인한 대광반사를 최소화하기 위해 조도를 기 설정된 값 이하로 유지함으로써 검사환경을 조성할 수 있다. 여기서, 기 설정된 값은 빛 자극에 의한 동공반응을 최소화하기 위한 최소한의 조도 값으로서 평가자에 의해 적절하게 설정될 수 있다. 다른 방법으로는, 최소한의 조도 값 외에도 조도별마다의 대광반사의 정상치를 획득하여, 기 설정된 조도 환경에서의 순수한 근접 반사에 따른 동공의 축동 또한 정량적으로 획득할 수도 있다. 이처럼 HMD(110)를 통해 빛 자극에 의한 동공반응의 간섭을 최소화한 상태에서 주시점을 제시할 수 있으며, 이러한 주시점이 평가 대상자로 다가오게 함으로써 후술하는 바와 같이 양안의 근접반사(near reflex)에 따른 동공의 축동 및 눈모음 근점(Near Point of Convergence; NPC)의 정량적인 데이터를 추출할 수 있다. 여기서, HMD(110)를 통해 제시된 주시점의 크기를 점차 크게 변경함으로써 주시점이 평가 대상자로 다가오는 것으로 보이도록 할 수 있으며, 이 경우 주시점이 점차 커짐에 따라 주시점 자체의 조도를 변경해 줌으로써(예를 들어, 주시점 크기에 반비례하게 조도를 낮춤 등) 주시점의 조도에 따른 영향을 최소화할 수 있다.
한편, HMD(110)는 조성된 검사환경하에서 평가 대상자의 동공영상을 획득하여 후술하는 평가모듈(120)로 제공할 수 있다.
평가모듈(120)는 HMD(110)로부터 제공된 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출하고 이를 기초로 동공반사 관련 시각 기능을 평가하기 위한 것으로, 동공영상 분석부(121), 지표 산출부(122) 및 기능 평가부(123)를 포함하여 구성될 수 있다.
동공영상 분석부(121)는 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 양안의 동공크기를 산출할 수 있으며, 필요에 따라 동공반사속도(constriction velocity)를 산출할 수 있다. 여기서, 동공영상을 분석하여 동공크기 및 동공반사속도를 산출하는 방법은 통상의 기술자에게 알려진 다양한 영상분석 기술을 채용할 수 있는 바 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
지표 산출부(122)는 동공영상 분석부(121)에 의해 산출된 동공크기를 기초로 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출할 수 있다.
일 예에 따르면, 지표 산출부(122)는 상대 구심성 동공 장애의 평가를 위해 양 안에 단계별 빛 자극이 교대로 가해진 경우의 양 안의 동공크기를 기초로 양 안의 동공 반사의 정도가 비등점을 이룰 때의 건측과 환측에 가해지는 빛 자극의 조도의 비, 즉 Lighthealthy_eye/Lightaffected_eye를 제1 지표로 산출할 수 있다. 여기서, Lighthealthy_eye는 건측에 가해지는 빛 자극의 조도를 나타내고, Lightaffected_eye는 환측에 가해지는 빛 자극의 조도를 나타낸다.
구체적으로 설명하면, 동공반응은 한쪽 눈에 빛을 비추는 경우 빛을 비추는 눈의 직접반사(direct response)외에 빛을 비추지 않는 다른 눈에도 간접반사 (indirect 또는 consensual response)가 나타나 양 안이 동시에 수축하게 된다.
양 안에 빛 자극을 일정 시간(예를 들어, 2~5초) 단위로 교대로 번갈아 가면서 가해주면 상대적으로 동공반응이 느리거나 동공반응이 없어 동공이 산대되는 눈을 확인할 수 있으며, 이를 기초로 환측(즉, 동공 반사가 떨어지는 눈)과 건측(즉, 정상 반응을 보이는 눈)을 구별할 수 있다. 예를 들어, 양 안에 동일한 빛 자극(예를 들어, 10 lux)을 가해준 경우 우측 눈의 동공반응이 좌측에 비해 떨어진다면 우측 눈이 환측(또는 이환된 눈(affected eye))이다.
이 경우, 건측인 좌측 눈에 가하는 빛 자극(예를 들어, 90, 80, 70, ... lux)을 점점 약하게 하고, 환측인 우측 눈에는 이전과 동일한 빛 자극(예를 들어, 100 lux)을 가해줄 수 있다. 이 때, 건측 눈에 가해지는 빛 자극이 60 lux이고 환측 눈에 가해지는 빛 자극이 100 lux인 경우 건측과 환측의 동공반응이 비슷해진다면 이를 동공 반사의 정도가 비등점을 이루었다고 할 수 있으며, 이 경우 제1 지표는 60/100=0.6으로 산출할 수 있다. 여기서, 동공반응의 정도는 동공크기 또는 동공반사속도를 비교할 수 있으며, 양안의 동공반응의 정도의 차이가 "생리적 리듬운동(hippos)의 평균 + n*표준편차(여기서, n은 1 또는 2)"이하인 경우 비등점을 이룬 것으로 판단할 수 있다.
더 나아가, 지표 산출부(122)는 양안의 대광반사를 비교함으로써 상대 구심성 동공장애 지표를 산출하는 것 외에도 단안에서의 상대 대광반사 이상의 정량적인 데이터를 제1 지표로서 추가로 산출할 수 있다. 즉, 단안에 빛 자극을 가해줄 때 생리적 리듬운동과 별개로 동공이 축동을 유지하지 못하고 벌어지는 경우를 동공 이탈(pupillary escape)이라 한다. 여기서, 동공이 벌어지는 정도가 "생리적 리듬운동(hippos)의 평균 + n*표준편차(여기서, n은 1 또는 2)"이상인 경우 동공 이탈에 해당하는 것으로 판단할 수 있다.
다른 예에 따르면, 지표 산출부(122)는 동공빛근접반사해리의 평가를 위해 기 설정된 조도의 빛 자극에 대한 반사 정도 대비 근접 반사의 정도를 정량화하여 Pupilnear/Pupillight를 제2 지표로 산출할 수 있다. 여기서, Pupillight는 암전일 때의 동공크기 대비 기 설정된 조도의 빛 배경에서의 동공 축동 정도를 나타내고, Pupilnear는 동일한 빛 배경에서 가상의 물체가 제시된 때의 동공 축동 정도를 나타낸다.
구체적으로 설명하면, 동공반응은 빛에 대한 반응인 대광반사 외에도 근접한 물체를 바라볼 때 동공이 축동하는 반응을 보이게 된다. 그런데, 빛 동공반사를 담당하는 신경학적 회로와 근접 동공반사를 담당하는 신경학적 회로가 뇌줄기에서 다소 상이하여, 일부 신경학적 질환에서 빛에는 동공이 반응하지 않고 산대되어 있으나 근접 자극을 주면 근접 반사는 정상적으로 작동하여 동공이 축동하는 경우가 있는데, 이를 빛근접반사해리라고 한다.
본 실시예에서는, 평가 대상자가 HMD(110)를 착용한 상태에서 우선 암전일 때의 동공크기 대비 기 설정된 조도의 빛 배경에서의 동공 축동 정도를 측정하고(Pupillight), 이후 동일한 빛 배경에서 가상의 물체가 제시되어 평가 대상자로부터 원거리에서 근거리로 접근하는 때의 동공 축동 정도를 측정하며(Pupilnear), 이의 비를 제2 지표로 산출할 수 있다.
더 나아가, 지표 산출부(122)는 HMD(110)를 통해 제시된 가상의 물체가 평가 대상자에게 다가옴으로써 발생하는 양안의 눈모음(convergence)을 추가로 평가할 수 있으며, 이 경우의 눈모음 근점(Near Point of Convergence; NPC)의 정량적인 데이터를 제2 지표로서 추가로 산출할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 상대 구심성 동공 장애를 평가하는 실례이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 동공빛근접반사해리를 평가하는 실례이다.
기능 평가부(123)는 지표 산출부(122)에 의해 산출된 지표를 기초로 평가 대상자의 동공반사 관련 시각 기능을 평가할 수 있다.
예를 들어, 기능 평가부(123)는 지표 산출부(122)에 의해 산출된 제1 지표 또는 제2 지표를 기초로 동공반사 관련 시각 기능, 특히 시신경(2번 뇌신경)의 기능을 정량적으로 평가할 수 있다. 예를 들어, 근접반사의 이상 및 동공빛근접반사해리의 경우, 시각 기능이 정상인 사람에 대해 산출된 지표를 기준값으로 활용하여 이상 여부를 평가할 수 있다. 또한, 상대 구심성 동공 장애의 경우에는 양안을 비교한 지표 및/또는 단안에서의 지표를 통해 단안 또는 양안 시신경의 이상 여부를 평가할 수 있다.
상술한 평가모듈(120)은 HMD(110)와 유무선 통신을 통해 연결된 프로세싱 장치(예를 들어, 서버, 휴대 단말 등)에 의해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법은 검사환경 조성 단계(S210), 동공영상 획득 단계(S220), 동공영상 분석 단계(S230), 지표 산출 단계(S240) 및 기능 평가 단계(S250)를 포함하여 구성될 수 있다.
구체적으로, 검사환경 조성 단계(S210)에서는 평가 대상자의 머리에 착용된 HMD를 통해 검사환경을 조성할 수 있다.
동공영상 획득 단계(S220)에서는 HMD를 통해 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득할 수 있다.
동공영상 분석 단계(S230)에서는 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 양안의 동공크기를 산출할 수 있다.
지표 산출 단계(S240)에서는 산출된 동공크기를 기초로 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출할 수 있다.
기능 평가 단계(S250)에서는 산출된 지표를 기초로 평가 대상자의 동공반사 관련 시각 기능을 평가할 수 있다.
도 2를 참조하여 상술한 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법은 도 1에 도시된 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치에 의해 수행될 수 있으며, 각 단계의 구체적인 내용은 도 1을 참조하여 상술한 바와 동일하므로 이에 대한 중복적인 설명은 생략한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따라 10명의 시신경병증(optic neuropathy) 환자와 20명의 정상인들에게서 검사를 시행한 결과, 본 발명의 실시예를 이용한 동공반사 관련 시각 기능 평가 결과는 민감도 100%, 특이도 90%를 보였으며, 이는 민감도 70%, 특이도 90%를 보인 고식적 검사와 비교해서 우수한 진단적 가치를 보이는 것을 확인하였다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.

Claims (9)

  1. 평가 대상자의 머리에 착용되어 검사환경을 조성하고, 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하는 HMD; 및
    상기 HMD로부터 제공된 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 동공반사 관련 시각 기능평가를 위한 지표를 산출하고 산출된 지표를 기초로 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 평가모듈을 포함하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 평가모듈은,
    상기 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 양안의 동공크기를 산출하는 동공영상 분석부;
    상기 동공영상 분석부에 의해 산출된 동공크기를 기초로 동공반사 관련 시각 기능평가를 위한 지표를 산출하는 지표 산출부; 및
    상기 지표 산출부에 의해 산출된 지표를 기초로 평가 대상자의 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 기능 평가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 HMD는 상대 구심성 동공 장애(Relative afferent pupillary defect)를 평가하기 위해 평가 대상자의 양 안에 교대로 빛 자극을 가해 주어 검사환경을 조성하는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지표 산출부는 상대 구심성 동공 장애의 평가를 위해 양 안에 단계별 빛 자극이 교대로 가해진 경우의 양 안의 동공크기를 기초로 양 안의 동공 반사의 정도가 비등점을 이룰 때의 건측과 환측에 가해지는 빛 자극의 조도의 비인
    Lighthealthy_eye/Lightaffected_eye를 제1 지표로 산출하며,
    Lighthealthy_eye는 건측에 가해지는 빛 자극의 조도를 나타내고, Lightaffected_eye는 환측에 가해지는 빛 자극의 조도를 나타내는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지표 산출부는 상기 제1 지표로서 단안에서의 상대 대광반사 이상을 정량적으로 산출하기 위해 동공 이탈(pupillary escape)을 추가로 산출하는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 HMD는 동공빛근접반사해리(Light-near dissociation)를 평가하기 위해 평가 대상자가 주시해야 할 가상의 물체를 제시하고, 조도를 기 설정된 값으로 유지하여 검사환경을 조성하는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 지표 산출부는 동공빛근접반사해리의 평가를 위해 기 설정된 조도의 빛 자극에 대한 반사 정도 대비 근접 반사의 정도를 정량화하여 Pupilnear/Pupillight를 제2 지표로 산출하며,
    Pupillight는 암전일 때의 동공크기 대비 기 설정된 조도의 빛 배경에서의 동공 축동 정도를 나타내고, Pupilnear는 상기 빛 배경에서 가상의 물체가 제시된 때의 동공 축동 정도를 나타내는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 지표 산출부는 상기 제2 지표로서 눈모음 근점(Near Point of Convergence)을 추가로 산출하는 것을 특징으로 하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 장치.
  9. 평가 대상자의 머리에 착용된 HMD를 통해 검사환경을 조성하는 단계;
    상기 HMD를 통해 조성된 검사환경에서의 평가 대상자의 동공영상을 획득하는 단계;
    상기 평가 대상자의 동공영상을 분석하여 양안의 동공크기를 산출하는 단계;
    산출된 동공크기를 기초로 동공반사 관련 시각 기능 평가를 위한 지표를 산출하는 단계; 및
    산출된 지표를 기초로 평가 대상자의 동공반사 관련 시각 기능을 평가하는 단계를 포함하는 동공반사 관련 시각 기능 평가 방법.
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