一种利用高通E字型视标进行黄斑视野测试的方法及其应用与流程

专利2022-05-09  4


一种利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法及其应用
技术领域
1.本发明涉及视能力测试领域,具体涉及一种利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法及其应用。


背景技术:

2.黄斑区是视网膜的一个重要区域,位于眼后极部,主要与精细视觉及色觉等视功能有关。一旦黄斑区出现病变,常常出现视力下降、眼前黑影或视物变形。黄斑病可由遗传性病变、老年性改变、炎症性病变所引起,也可受其他眼底病变的累及。遗传性黄斑病变可有家族遗传史,发病年龄从幼儿期至老年期,但最常见于青少年期起病,治疗上比较棘手;年龄性黄斑病变主要有老年黄斑变性、老年性特发性视网膜前膜和老年性黄斑洞等改变,通过早期诊断和适当的治疗,可以使病情改善或稳定;炎症性黄斑病变多见于各种视网膜脉络膜炎,如弓浆虫病、葡萄膜炎等;此外,视膜静脉阻塞、视网膜血管炎、糖尿病性视网膜病变、高度近视和外伤性脉络破裂等可导致黄斑区发生损害;某些病变如中心性浆液性视网膜脉络膜病变、中心性渗出性视网膜脉络膜病变等病因尚未完全清楚,但可造成黄斑区水肿或出血而有一定程度的视功能损害。由于多种因素可导致黄斑病变,因此要注意避免造成黄斑区损伤的因素。一旦视力出现改变或视物变形,要及时到专科诊治,明确病因及诊治,保护好视功能。
3.黄斑病变属于其中一种黄斑区视功能损伤疾病,例如青光眼、视神经病变也会导致黄斑区视功能损伤,这类疾病目前都需要采用黄斑区视力检测,目前黄斑区视力检测主要在医院中采用专业仪器进行测试,或者有一些简单的图像测试方法,并不能在很早期的发现病变。许多视网膜或视神经相关病变在亚临床期就已存在黄斑区视功能损伤,而目前临床常规视野检查无法敏感地发现这种损伤。


技术实现要素:

4.本发明的目的在于提供本发明提供一种比常规视野计对黄斑区视功能损伤更敏感的测试方案,有望更早地发现各类疾病的黄斑区视功能损伤。
5.根据以上目的,首先提供一种利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,包括以下步骤:
6.s1.告知被测试者始终注视屏幕中的注视点,
7.s2.在屏幕中同时出现注视点和带有随机朝向的高通e字型视标,
8.s3.视标出现,开始作答,
9.s4.带有随机朝向的高通e字型视标在注视点周围多次随机出现,由测试者进行作答,
10.s5.根据测试者的作答结果计算测试结果。
11.优选的,所述的注视点为黄色,所述的注视点发生变化为变成空心白色圈。
12.优选的,在s3中,当测试者答复正确时注视点变为绿色,当测试者答复错误时注视
点变为红色。
13.优选的,注视点会出现在屏幕的不同的位置上。
14.优选的,在s1之前进行利用前置摄像头进行九点校准,利用眼动追踪进行校准,测试结束后,注视点出现在九点校准的中心位置。
15.优选的,在s1测试之前,进行生理盲点检测。
16.优选的,在测试过程中,高通e字型视标随机出现在盲点上,用以计算固视丢失率。
17.优选的,在正式测试之前,进行模拟测试,以便测试者熟悉测试流程,在正确答复三次后,进行正式测试。
18.优选的,所述的带有随机朝向的高通e字型视标出现4个随机朝向,分别为上、下、左和右,所述的测试者作答为输入四个不同的朝向。
19.更进一步,提供一种上述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法在固定或移动设备上的应用。
20.本发明能够非常准确的进行黄斑视野测试,而且可以应用于移动设备上,进行视力的自测试,许多视网膜或视神经相关病变在亚临床期就已存在黄斑区视功能损伤,而目前临床常规视野检查无法敏感地发现这种损伤,本发明是一种比常规视野计对黄斑区视功能损伤更敏感的测试方案,并且应用范围广泛,有望更早地发现各类疾病的黄斑区视功能损伤。
附图说明
21.图1为高通e字视标示意图,
22.图2视觉刺激分布及参数说明,
23.图3为九点校准法示意图,
24.图4为模拟测试示意图,
25.图5为结果展示图例。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例,而不是全部实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
27.实施例黄斑视野测试程序
28.高通e字型视标说明
29.如图1所示,
30.1)采用三划等长的正方形“e”形视标其每一笔划或空隙均为正方形边长的1/5。
31.2)高通视标设计

边界:核心:边界=1:2:1;

e字母的平均亮度(黑色核心和白色边框)与灰色背景的亮度匹配。
32.测试距离:57cm
33.测试范围:5
°
34.眼动监测:注视监测模式 生理盲点位置监测
35.视觉刺激分布位置:16个测试点均匀分布在边长为10cm的正方形区域内。
36.对比度:以michelson contrast定义,公式为
[0037][0038]
结果如图2所示,
[0039]
测试距离为57cm(1cm=1
°
)
[0040]
测试范围:5
°
[0041]
对应字母大小:0.6cm,正方形的内圈;1.0cm,正方形外圈。
[0042]
测试点间隔横纵距离为3.3cm左右,
[0043]
测试范围:注视点0.3cm直径圆形。
[0044]
高通视标是一种呈现在均一灰度背景上的黑白相间的视标,其很好的模拟了人眼在不同空间频率的敏感性。在正常人中,其检测阈值与分辨阈值具有一致性,基于这种视标设计的视觉刺激程序被证明具有更好的重复测量一致性,而且在神经性视觉损害(如青光眼、老年性黄斑变性)中有特殊的意义。
[0045]
阈值策略说明,用于阀值改良,从而提高检出率。
[0046]
1)程序从可能的阈值范围开始,进而不断地向真实阈值推进。
[0047]
2)程序拟定2个“堆栈”,即上限堆栈与下限堆栈。
[0048]
3)设定的视觉刺激对比度范围:1%到100%。
[0049]
4)具体流程介绍:上限为1%,下限为100%。首先呈现设定上限值与下限值的中值,如果用户回答正确,则该值加入下限堆栈;再次呈现对比度范围中值,直到用户回复错误,则该值加入上限堆栈。
[0050]
5)终点:直到出现2次逆转,(即“用户回答正确”到“用户回答错误”,反之亦然),并且上限与下限之间对比度≤10%。最终输出阈值定义为当满足上述两个条件时,上限和下限之间的中点。
[0051]
6)另存在2个可能出现情况的应答:
[0052]
a.如果连续给出的2次视觉刺激均收到正确回复,则下一次视标的对比度选取上限值,如果收到错误回复,则程序继续;如果仍收到正确回复,则该值从上限堆栈“弹出”,以对上一次存储的上限值取而代之。则下一个视觉刺激对比度按照修正后的上限堆栈值与下限堆栈值的中点确定。同理,如果连续给出的2次视觉刺激均收到错误回复,则下一次视标的对比度选取下限值,如果收到正确回复,则程序继续;如果仍收到错误回复,则该值从下限堆栈“弹出”,以对上一次下限值取而代之。则下一个视觉刺激对比度按照上限堆栈值与修正后的下限堆栈值的中点确定。
[0053]
b.如果在呈现初始设定阈值上下限(即100%,1%)后连续呈现2次“回答正确”“回答错误”,则直接输出该阈值范围,测试终止。
[0054]
测试流程
[0055]
1)准备工作
[0056]

取坐位(既定距离57cm),调整位置,戴眼罩。
[0057]

眼动追随被测眼眼位,眼动监测对侧眼包二维码。
[0058]

前置镜头以9点校准法进行校准。
[0059]

生理盲点检测 监测。
[0060]

以演示程序进行模拟测试,直到被试者熟悉流测试流程。
[0061]
2)正式测试
[0062]

屏幕中间出现注视目标“·”,告知被试者测试全程注视此目标。
[0063]

眼动程序全程以眼动追随模式监测头位、眼位。
[0064]

生理盲点监测程序全程监测眼位:假阳性率计算。
[0065]

告知被试者以键盘方向按钮应答。
[0066]

屏幕中既定区域内随机、依次出现视标,显示持续时间为2秒。
[0067]

2秒显示时间过后,注视圆圈变为白色填充,等待应答,应答时间不受限。
[0068]

答对时,注视视标中间小点显示1秒绿色,答错时中间小点显示1秒红色。
[0069]
9点校准法的说明
[0070]
头位与眼位同时监测,如图3所示
[0071]
1)二维码监测头位(二维码粘贴于眼包上),头位移动距离超过5cm提示重新调整。
[0072]
2)眼位校准:前置摄像头以9点校准法进行校准。
[0073]
在图1中9个点依次出现,眼动仪进行眼动追踪,进行校准,其中中心点为后续测试过程中的注视点位置。
[0074]
生理盲点检测
[0075]
1)生理盲点监测视标大小:0.43
°
[0076]
2)对比度:100%
[0077]
3)生理盲点位置的确定:测右眼时,注视点位于屏幕偏左。白色屏幕中间有1个注视红点,0.5cm直径,嘱受检者注视红点,此时从屏幕右侧出现1个黑色实心圆点,直径0.5cm,黑点逐渐向红点移动,当受检者发现黑点从视野中消失时,点击某按钮确认,该步骤重复测试3次,位置取平均值以确定生理盲点位置。测左眼生理盲点时,注视点位于屏幕偏右,黑点从屏幕左侧进入,其余同右眼(预留好10
°
视野测量范围)。
[0078]
4)双向确定位置,分别记录结果;但显示位置为两侧值的中点。
[0079]
5)生理盲点监测视标在整个过程中出现8

10次。
[0080]
模拟测试说明
[0081]
如图4所示,出现注视目标“黄点”。告知被试者始终注视此目标。
[0082]
屏幕中既定区域内随机、依次出现若干视标,显示持续时间为2秒,直到患者能熟悉程序。
[0083]
注意:两次展示时视标不出现在同一位置。
[0084]
告知被试者以键盘方向按钮应答。
[0085]
黄色点为注视点,与视标同时出现2s;随后黄色点以空心白色圈取代,表示等待作答;答对时,中间的注视目标变为绿色,持续1s;答错时,变为红色,持续1s。连续答对3次进入下一程序。
[0086]
眼动检测说明
[0087]
1)眼球中心识别算法的主要流程为

首先通过开源计算机视觉库opencv中人脸检测器(基于级联的haar分类器实现)从图像中划分出人脸区域。

根据人眼在人脸上所处
位置的先验信息,划分出人眼的可能区域。

在人眼区域内,计算图像每个像素点的梯度,像素梯度汇聚且像素值低的那个点就被视为人眼中心。具体算法细节参考论文accurate eye center localisation by means of gradients
[0088]
2)该算法在bioid人脸数据集中,取得了82.5%的瞳孔定位精度,以及93.4%的虹膜定位精度。该算法可以在佩戴眼镜、面部阴影、头发轻微遮挡等困难场景下快速鲁棒的提取出人眼中心,并用于人眼跟踪应用。
[0089]
结果说明:
[0090]
1)形式:数据 热点图
[0091]
2)眼别信息
[0092]
3)耗时信息
[0093]
4)可靠度:生理盲点监测

答对次数/出现总次数
[0094]
如图5所示,1)采用三划等长的正方形“e”形视标,其每一笔划或空隙均为正方形边长的1/5。2)高通视标设计

边界:核心:边界=1:2:1;

e字母的平均亮度(黑色核心和白色边框)与灰色背景的亮度匹配。
[0095]
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下,还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明,而是由权利要求书的范围来确定的。

技术特征:
1.一种利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,包括以下步骤:s1.告知被测试者始终注视屏幕中的注视点,s2.在屏幕中同时出现注视点和带有随机朝向的高通e字型视标,s3.视标出现,开始作答,s4.带有随机朝向的高通e字型视标在注视点周围多次随机出现,由测试者进行作答,s5.根据测试者的作答结果计算结果。2.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,所述的注视点为黄色,所述的注视点发生变化为变成空心白色圈。3.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,在s3中,当测试者答复正确时注视点变为绿色,当测试者答复错误时注视点变为红色。4.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,注视点会出现在屏幕的不同的位置上。5.根据权利要求4所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,在s1之前进行利用前置摄像头进行九点校准,利用眼动追踪进行校准,测试结束后,注视点出现在九点校准的中心位置。6.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,在s1测试之前,进行生理盲点检测。7.根据权利要求6所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,在测试过程中,高通e字型视标随机出现在盲点上。8.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,在正式测试之前,进行模拟测试,以便测试者熟悉测试流程,在正确答复三次后,进行正式测试。9.根据权利要求1所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法,其特征在于,所述的带有随机朝向的高通e字型视标出现4个随机朝向,分别为上、下、左和右,所述的测试者作答为输入四个不同的朝向。10.一种权利要求1

9任一所述的利用高通e字型视标进行黄斑视野测试的方法在移动设备上的应用。
技术总结
本发明公开一种利用高通E字型视标进行黄斑视野测试的方法,包括以下步骤:S1.告知被测试者始终注视屏幕中的注视点,S2.在屏幕中同时出现注视点和带有随机朝向的高通E字型视标,S3.视标出现,开始作答,S4.带有随机朝向的高通E字型视标在注视点周围多次随机出现,由测试者进行作答,S5.根据测试者的作答结果计算测试结果。本发明的测试方法简化了检测流程,利用高通E字型视标的朝向检测黄斑区的视野,不但提高了测试的敏感性,同时使得黄斑视野可以进行自测,从而用于黄斑视功能损伤疾病的筛查或者进展追踪。的筛查或者进展追踪。的筛查或者进展追踪。


技术研发人员:余敏斌 成慧 文芸 陈子东 陈硕 孔阳
受保护的技术使用者:中山大学中山眼科中心
技术研发日:2021.03.10
技术公布日:2021/7/15

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