凝视稳定系统和方法技术方案

公开了一种系统，其允许医生使用一端附接有头戴装置的机器臂在三维空间中旋转人类受试者的头部，同时受试者聚焦于视觉目标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】凝视稳定系统和方法专利技术背景
本专利技术涉及一种用于操纵人类受试者的头部的取向和位置的系统和方法，更具体地，涉及一种系统和方法，其允许医生在空间中旋转和定位人类受试者的头部，以便对人体进行诊断或治疗。相关技术的描述许多患有脑损伤，神经发育障碍或神经退行性疾病的患者的运动和认知功能受损。充分证明基本和复杂的运动和认知功能对头部、颈部和眼睛运动具有直接和间接的相关性。前庭和视觉/眼部器官是主要的传感器，其有助于我们的大脑了解我们的空间方位以及如何在我们的环境中进行交互。测量头部、颈部和眼睛运动以及量化缺陷的能力使得有机会对这些器官进行治疗恢复并改善人的表现。用于旋转人体以用于诊断和治疗人前庭系统的系统是本领域已知的。美国专利号6,800,062，7,559,766和8,702,631都描述了这样的系统。然而，这些系统中没有一个能够在人体静止的同时，在三维空间中沿着每个可能的矢量不受限制地移动或定位人类受试者的头部。如下面详细描述的说明书中所述，本专利技术的系统实现了与现有技术区分开的若干不同的特征和技术。
技术实现思路
在一个实施例中，用于将受试者的头部旋转和定位在三维空间中的系统包括：机器臂，所述机器臂包括基座和与所述基座相对的远端；头戴装置，所述头戴装置被固定在所述机器臂的所述远端，并由所述机器臂的所述远端致动；视觉目标；所述机器臂的所述基座与所述视觉目标之间的人体接收区域。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述视觉目标是相对于人体接收区域为凹形的屏幕。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述人体接收区域包括人类受试者的座位，所述人类受试者的座位包括前侧和后侧，其中所述座椅的所述前侧面向所述视觉目标。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一实施例中，所述人体接收区域是平台。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一实施例中，所述人体接收区域是站立区域。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述头戴装置包括背板，两个侧翼和条带，所述背板在其背面与人的头部接合，所述两个侧翼铰接于所述背板，所述背板在其侧面与人的头部接合，所述条带被附接到所述两个侧板，所述条带在前侧与的头部接合。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述头戴装置包括多个可定位垫，所述可定位垫在所述系统的使用期间紧靠所述人类受试者的头部。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述可定位垫包括紧靠所述人类受试者的头部的上半球的至少四个可定位垫，以及紧靠所述人类受试者的头部的下半球的至少四个可定位垫。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一个实施例中，所述可定位垫能沿着支撑轨道定位，所述支撑轨道从所述人类受试者的头部的后侧上的中轴延伸。在根据任何其它实施例中的一个或其组合的另一实施例中，所述系统还包括VOG护目镜，所述VOG护目镜被配置以收集指示眼睛位置或运动的数据。附图的简要说明通过参考结合附图的以下描述可以理解本专利技术，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1示出了本专利技术的头部操纵装置的一个实施例的前透视图；图2示出了本专利技术的头部操纵装置的一个实施例的后透视图；图3示出了在本专利技术的一个实施例中使用的头戴装置组件的一个实施例的透视图；图4示出了在本专利技术的另一个实施例中使用的头戴装置组件的另一个实施例的透视图；图5示出了在本专利技术的另一个实施例中使用的头戴装置组件的另一个实施例的另一个透视图；详细描述图1示出了本专利技术的人体头部操纵装置100的一个实施例的前透视图。通常，所述系统包括座位或座椅102，所述座位或座椅102被配置为向坐在其上的人类受试者104提供支撑。头戴装置108被临时固定在人类受试者的头部106上。头戴装置108的运动操纵人类受试者的头部106在三维空间中的运动矢量，位置和角度。头戴装置108可以包括通常成形为接纳或部分地围绕人的头部的任何结构。图4和5描绘了头戴装置的一个实施例。如图所示，头戴装置可以包括背板206，其接合人的头部的背面，以及包括可移动侧翼202和204，所述侧翼向内和向外旋转，以与人的头部的侧面接合。它还可以包括头部条带208，所述头部条带可固定到侧翼202和204，所述侧翼围绕人的头部的前方延伸，越过前额。还可能有被配置为将人体的头部紧紧地固定得足以使得头戴装置的运动也移动人类受试者的头部的其他结构。图3中示出了用于头戴装置的另一结构的一个示例。如图所示，头戴装置108包括多个可调接触垫302。所述垫可以通过松开螺钉组件304，移动垫302，并将螺钉组件304紧固在轨道308上而沿着支撑轨道308被定位在任何点处。垫302也可以通过在304或306处操纵螺钉组件而朝向或远离人类受试者的头部106延伸。支撑轨道308从中轴310延伸。支撑轨道208在它们从中轴310延伸的点处还是可旋转的。中轴310是通过位于中轴310(未示出)的后侧的安装组件而将头戴装置108附接到机器臂的操作端的位置。头戴装置的这个实施例是高度可定制的，以提高过程的准确性，并且为用户提供增加的舒适性。在图1所示的实施例中，人类受试者104坐在座位102上，座位102具有前侧和后侧。座位102的前侧面向视觉目标屏幕126。在一个或多个系统(包括前庭，眼睛或本体感觉系统)诊断或治疗人体的过程中，投影仪124可以根据医生的要求，将编程图像静态或动态地投影到视觉目标屏幕126上。系统可以包括由人类受试者佩戴的一组护目镜(取代投影仪和屏幕)，所述护目镜将视觉上可辨别的预编程图像投影到人类受试者的眼睛的前方的表面上。目标屏幕还可以包括背光屏幕，例如LCD或等离子体屏幕。视觉目标还可以包括投影到墙上的形状或图像，或人类受试者在进行诊断或治疗时可以聚焦于其上的任何其它视觉可辨别的目标。在一个实施例中，视频眼描记术(VOG)护目镜可用于在下文描述的诊断或治疗方法期间跟踪眼睛运动。可以与本专利技术结合使用的VOG护目镜的一个例子目前由EyeSeeCamTM德国以EyeSeeCam商标出售。VOG护目镜还可以具有惯性测量能力，其在一个实施例中可以通过将加速度计和陀螺仪中的一个或两者的组合用于护目镜或相关结构中来实现。VOG护目镜提供允许医生评估和记录眼球运动生理和疾病的信息。通过使用安装有相机和惯性测量传感器的护目镜来记录头部和眼睛的运动。可以使用与眼睛相关的数据来引导或协调机器臂的运动，从而控制头部位置。来自惯性测量传感器，相机的数据和视觉刺激参数被测量，显示和存储在用于操作VOG护目镜的软件中。该软件还可以基于原始的眼睛运动数据来计算均匀性和平稳性增益，前庭增益(眼睛和头部移动速度之间的比率)和其他复杂信息。用于跟踪眼睛运动的相机优选地是红外相机，因此它们可以用于在黑暗环境中(例如当房间中的灯被关闭时)检测眼睛运动。护目镜还可以包括红外发光二极管，用以照亮场景并允许准确的数据采集。图1所示的实施例还将视觉目标屏幕126描绘为具有凹形形状。这种形状允许医生显示与人类受试者距离不变(或不显著变化)的移动视觉目标。其他形状是可能的，包括平坦的视觉目标屏幕，但是诊断和治疗的策略可能有变化。用于机器臂的基座122位于座位102的后侧。头戴装置108可以在接头110处顺时针或逆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在三维空间中旋转和定位人类受试者的头部的系统，包括：机器臂，其包括基座和与所述基座相对的远端；头戴装置，其被附接到所述机器臂的所述远端，并由由所述机器臂的所述远端致动；视觉目标；人体接收区域，其位于所述机器臂的所述基座与所述视觉目标之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.22 US 62/106,646;2015.08.04 US 14/818,0361.一种用于在三维空间中旋转和定位人类受试者的头部的系统，包括：机器臂，其包括基座和与所述基座相对的远端；头戴装置，其被附接到所述机器臂的所述远端，并由由所述机器臂的所述远端致动；视觉目标；人体接收区域，其位于所述机器臂的所述基座与所述视觉目标之间。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述视觉目标是相对于所述人体接收区域为凹形的屏幕。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述人体接收区域包括人类受试者的座位，所述人类受试者的座位包括前侧和后侧，其中所述座椅的所述前侧面向所述视觉目标。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述人体接收区域是平台。5.根据权利要求1所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·伯德格，
申请(专利权)人：欧沃德有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US