一种基于虚拟现实技术的视野计及视野检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于虚拟现实技术的视野计及视野检测方法，属于视野检测技术领域，解决了现有视野计存在的不具备便携性、成本高、精准度较低等问题。视野计包括：视野检查眼镜，用于显示模拟光学刺激的虚拟三维场景图像序列，还用于实时获取受试者眼部图像；受试者触发装置，用于当受试者在感受到视野检查眼镜中显示的模拟光学刺激后，向处理装置发送触发信号；处理装置，用于接收并分析受试者眼部图像是否满足固视条件，若满足，向视野检查眼镜发送所述图像序列；还用于接收所述触发信号，并记录对应于所述触发信号的图像序列帧；还用于处理触发信号及触发信号对应的图像序列帧，得到视野检查结果。该视野计便携性好、成本低、精准度高。

A visual field measurement method based on virtual reality

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实技术的视野计及视野检测方法
本专利技术涉及视野检测
，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的视野计及视野检测方法。
技术介绍
常用的视野计(如图1所示)通常包括光学刺激发生装置11、受试者触发装置12、集成控制及分析处理装置13等。其中光学刺激发生装置多为带开窗仓式结构，仓室内壁作为背景屏幕，通过固定位置刺激点或投影刺激点向受试者发出光学刺激，仓室内壁有一中心点并装有摄像头，用于固视监测，仓室开窗位置设有颏托、额托，以便受试者在检测过程中保持其头部位置不变；受试者触发装置，通常采用按钮触发的方式，每当受试者按下该装置，将向集成控制及分析处理装置发送规定触发信号；集成控制及信息处理装置，主要实现对光学刺激发生装置的控制，包括固视监测、对刺激点亮度、点亮时间、点亮次序的整体规划与控制等，此外，还将接收、储存受试者触发信号，并最终根据该信号进行分析处理，得出视野检查结果。目前绝大多数机构都采用该类自动视野计进行视野检查，且左右眼分开独立进行。检查前，受试者需适当调节其与设备的相对高度，并将头部贴近颏托、额托，并遮蔽一只眼，此时受试者正前方为背景屏幕，该屏幕可通过固定位置刺激点或投影刺激点向受试者发出光学刺激。检查时，受试者被检查眼需始终保持固视仓室内壁中心点，每隔一定时间，背景屏幕内某点出现特定刺激强度的刺激光点，若受试者看到该光点，则按下触发装置，直至所有视野范围内的视野敏感度被检查到后，该眼视野检查结束，再按照同样的流程检查另一只眼，检查完毕后，集成控制及分析处理装置将对受试者触发信息进行分析处理，得出视野检查结果，视野检查结束。虽然此类自动视野计已经被广泛临床应用并获得了较好的诊断效果，但其仍存在以下问题：1)设备占地空间大，重量沉，不具备便携性，不适合流动性筛查的应用情形；2)设备硬件成本、维护要求均较高，对操作人员、检查环境也有较高的要求，需在安静、暗室内，由专人指导下进行，难以在小型医疗机构尤其是边远地区推广使用；3)设备仅可实现一对一的检查形式，即一台设备仅能同时对一名受试者进行视野检查，而视野检查的耗时约为15至20分钟不等，因此一对一的检查形式效率较低，排队时间长；4)受试者在检查过程中，很难保持头部位姿的严格静止，因此在测试过程中往往会出现固视条件被打破的情况，需要重新调整颏托的位置直至再次满足固视条件后，方可继续进行检查，这件将严重影响整个检测的进程，甚至是精准度。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种基于虚拟现实技术的视野计及视野检测方法，用以解决现有视野计存在的不具备便携性、成本高、精准度较低等问题。本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种基于虚拟现实技术的视野计，所述视野计包括：视野检查眼镜，用于显示模拟光学刺激的虚拟三维场景图像序列，还用于实时获取受试者眼部图像；受试者触发装置，用于当受试者在感受到所述视野检查眼镜中显示的模拟光学刺激后，向处理装置发送触发信号；处理装置，用于接收并分析所述受试者眼部图像是否满足固视条件，若满足，向所述视野检查眼镜发送所述图像序列；还用于接收所述触发信号，并记录对应于所述触发信号的图像序列帧；还用于处理所述触发信号及触发信号对应的图像序列帧，得到视野检查结果。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：进一步，所述视野检查眼镜包括：显示模块，分为左显示模块、右显示模块，用于分别显示相应的图像序列；传感器模组，由分别沿所述左、右显示模块周围布置的一系列红外线摄像头及红外LED组成，所述红外LED向人眼角膜照射红外光，红外光线在人眼角膜上形成一个普尔钦斑点，通过所述红外线摄像头获取含有普尔钦斑点的受试者眼部图像；控制处理模块，用于接收并控制所述显示模块显示所述图像序列；还用于将所述受试者眼部图像发送至所述处理装置。进一步，所述处理装置通过执行以下操作分析所述受试者眼部图像，以判断是否满足固视条件：根据角膜瞳孔反射法以及亮瞳孔和暗瞳孔原理实时计算得到所述眼部图像中眼球注视方向；根据所述眼球注视方向，计算出眼球注视三维场景图像中的位置点；计算所述眼球注视三维场景图像中的位置点与图像固视中心点的位置偏差；若所述偏差小于或等于设定阈值，则满足固视条件，并根据所述偏差通过对虚拟三维场景进行坐标转换和同步渲染，使所述眼球注视三维场景图像中的位置点与图像固视中心点保持一致。进一步，若所述偏差大于设定阈值，则不满足固视条件，所述处理装置暂停发送所述图像序列；同时向所述视野检查眼镜的控制处理模块发出控制指令，控制所述视野检查眼镜发出提示音提示受试者减小眼部运动，待重新满足固视条件后将自动继续检查。进一步，所述视野计还包括多接口集成模块，用于根据受试者数量接入对应数量的视野检查眼镜和受试者触发装置，还用于与所述处理装置相连，实现多组视野检查眼镜、受试者触发装置与所述处理装置的信息交互。进一步，所述图像序列，预先制作并存储于所述处理装置内，用于模拟光学刺激发生装置内壁背景，并按照一定次序，通过对虚拟三维场景中部分像素点亮度的调整、点亮时间的调整模拟光学刺激。进一步，所述处理装置控制所述图像序列仅在被检测眼一侧所对应的显示模块中显示，另一侧显示模块则始终保持黑屏状态。进一步，所述视野检查眼镜还包括壳体，用于包络所述显示模块、所述传感器模组及所述控制处理模块，内置耳罩，用于隔离外部环境声音，以及向受试者发出声音提示，所述壳体具有佩戴组件，便于受试者佩戴。本专利技术还提供了一种基于虚拟现实技术的视野检测方法，利用上述视野计实现；所述方法包括以下步骤：受试者佩戴好视野检查眼镜，并手持触发装置，保证视野检查眼镜、受试者触发装置与处理装置的可靠连接；当多名受试者同时进行视野检查时，保证视野检查眼镜、受试者触发装置、多接口集成模块与处理装置的可靠连接；所述视野计上电后，所述视野检查眼镜自动获取所述受试者眼部图像，处理装置接收并分析所述受试者眼部图像是否满足固视条件，若满足，向所述视野检查眼镜发出提示音提示受试者检查开始，并向所述视野检查眼镜发送模拟光学刺激的虚拟三维场景图像序列；所述图像序列仅在被检测眼一侧所对应的显示模块上显示，另一侧显示模块始终保持黑屏状态；受试者感受到刺激后，按下受试者触发装置，发出触发信号；所述处理装置接收所述受试者触发装置发出的触发信号，记录对应于所述触发信号的图像序列帧；待所述图像序列播放完毕后，按照相同方式检测另一只眼；当两只眼均检查完毕后，所述处理装置分别处理每只眼对应记录的对应于所述触发信号的所有图像序列帧中模拟光学刺激的位置、强度、持续时间信息，得到视野检查结果，生成视野检查报告。在上述方案的基础上，本专利技术还做了如下改进：在所述检测过程中，全程实时检测所述受试者眼部图像是否满足固视条件，若不满足，由视野检查眼镜发出声音提示受试者减小眼部运动，并暂停当前检测过程，直至再次满足固视条件后，自动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，所述视野计包括：/n视野检查眼镜，用于显示模拟光学刺激的虚拟三维场景图像序列，还用于实时获取受试者眼部图像；/n受试者触发装置，用于当受试者在感受到所述视野检查眼镜中显示的模拟光学刺激后，向处理装置发送触发信号；/n处理装置，用于接收并分析所述受试者眼部图像是否满足固视条件，若满足，向所述视野检查眼镜发送所述图像序列；还用于接收所述触发信号，并记录对应于所述触发信号的图像序列帧；还用于处理所述触发信号及触发信号对应的图像序列帧，得到视野检查结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，所述视野计包括：
视野检查眼镜，用于显示模拟光学刺激的虚拟三维场景图像序列，还用于实时获取受试者眼部图像；
受试者触发装置，用于当受试者在感受到所述视野检查眼镜中显示的模拟光学刺激后，向处理装置发送触发信号；
处理装置，用于接收并分析所述受试者眼部图像是否满足固视条件，若满足，向所述视野检查眼镜发送所述图像序列；还用于接收所述触发信号，并记录对应于所述触发信号的图像序列帧；还用于处理所述触发信号及触发信号对应的图像序列帧，得到视野检查结果。


2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，所述视野检查眼镜包括：
显示模块，分为左显示模块、右显示模块，用于分别显示相应的图像序列；
传感器模组，由分别沿所述左、右显示模块周围布置的一系列红外线摄像头及红外LED组成，所述红外LED向人眼角膜照射红外光，红外光线在人眼角膜上形成一个普尔钦斑点，通过所述红外线摄像头获取含有普尔钦斑点的受试者眼部图像；
控制处理模块，用于接收并控制所述显示模块显示所述图像序列；还用于将所述受试者眼部图像发送至所述处理装置。


3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，所述处理装置通过执行以下操作分析所述受试者眼部图像，以判断是否满足固视条件：
根据角膜瞳孔反射法以及亮瞳孔和暗瞳孔原理实时计算得到所述眼部图像中眼球注视方向；
根据所述眼球注视方向，计算出眼球注视三维场景图像中的位置点；
计算所述眼球注视三维场景图像中的位置点与图像固视中心点的位置偏差；
若所述偏差小于或等于设定阈值，则满足固视条件，并根据所述偏差通过对虚拟三维场景进行坐标转换和同步渲染，使所述眼球注视三维场景图像中的位置点与图像固视中心点保持一致。


4.根据权利要求3所述的基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，
若所述偏差大于设定阈值，则不满足固视条件，所述处理装置暂停发送所述图像序列；同时向所述视野检查眼镜的控制处理模块发出控制指令，控制所述视野检查眼镜发出提示音提示受试者减小眼部运动，待重新满足固视条件后将自动继续检查。


5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的视野计，其特征在于，所述视野计还包括多接口集成模块，用于根据受试者数量接入对应数量的视野检查眼镜和受试者触发装置，还用于与所述处理装置相连，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大伟，李冰，耿铭，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11