利用颜色倍频的视觉测试制造技术

提出了一种精神物理视觉试验，用来测试青光眼的人，并且基于由等亮度彩色视觉刺激物产生的倍频现象。更具体地说，对其在一个光栅图案中交变颜色的一个视觉刺激物（４０）是用来产生倍频现象的唯一基础。就是说，颜色具有相同的亮度或强度级，即等亮度，但每个光栅或图案从一种颜色向另一种交变。最好，颜色是互补颜色对，如蓝色（５０）和黄色（６０）。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及视觉测试系统，更具体地说，涉及利用空间倍频现象用于早期青光眼探测的视觉测试系统。青光眼是导致失明的原因之一，由一种特定类型的视网膜细胞，特别是，视网膜神经节细胞(RGC)，的失去引起。神经节细胞的轴索从眼睛突出以形成视觉神经。对于神经节细胞的失去，逐渐损坏把视网膜连接到大脑的视觉神经，并且如果不足够早地治疗该疾病则导致失明。尽管青光眼的典型征兆包括盲点以及光盘的“眼杯”，但到检测到这样的征兆时，治疗不可能成功。尽管青光眼一般与病人的眼压升高有关，但对于这样一种升高的测试一般是不可靠的。就是这样，因为升高的眼压一般瞬时出现在早晨或傍晚，或者甚至不可能由某些病人呈现。因此，病人的视野估计一直是用于青光眼、以及其他病理的临床诊断的方法。例如，在所谓的“白底白字”视野测量法中，相对于在病人视场中不同点处的白色背景，显示一个变化对比度的白色试验物体。其中对于特定对比度未探测到试验物体的特征位置允许临床医师不仅诊断，而且也确定青光眼的严重性。然而，对于这种手段的一个缺陷是其缺乏灵敏度，一般仅在已经失去或损坏30-50％的视网膜神经节细胞之后才能探测到青光眼。改进以上后一种手段的灵敏度的努力一直集中在视网膜神经节细胞的生理学上。例如，在“短波”自动视野测量法中，在病人视野内显示蓝色而不是白色试验物体，并且相对于黄色背景。其中对于特定对比度未探测到试验物体的特征位置用来有效地对于青光眼危害筛选病人。最近，使用所谓“倍频”的另一种手段也已经用于青光眼的早期探测。见，例如通过参考包括在这里的美国专利No.5,065,767。如附图说明图1中所示，在该后一种手段中，在10与50Hz之间的临时频率下分别调制包括明和暗带条或条纹20、30的一种正弦光栅极图案10。就是说，以每秒约10至50次从白色经灰色至黑色的正弦方式对比度调制带条。在一般约20Hz这样的频率下，光栅图案由病人接收以加倍空间频率。对于关于这种现象的讨论，见例如D.H.Kelly，的“Frequency Doubling In Visual Response(在视觉响应中的倍频)，”J.Opt.Soc.Am.，561628-33(1966)；和D.H.Kelly的“Nonlinear Visual Responses To Flickering Sinusoidal Gratings(对于闪烁正弦光栅的线性视频响应)，”J.Opt.Soc.Am.1051-55(1981)。患青光眼的病人在观察以上倍频现象之前一般需要加倍在白色与黑色带条之间的对比度级。这种现象现在理解成眼睛的非线性视觉响应。重要的是，在具有正常视觉的病人与患青光眼的那些人之间在视觉响应上的差别用来探测在较早阶段的疾病。尽管以上后几种手段满意地实现，但仍希望具有一种较大灵敏度的青光眼试验，以便在其最早可能阶段探测青光眼。提出了一种用来测试青光眼的人的一种新颖精神生理视觉测试，并且基于通过等亮度彩色视觉刺激物也产生以上在这里提到的倍频现象的发现。更具体地说，提出建造一种对其在光栅图案中的改变颜色是用来产生倍频现象的唯一基础的视觉刺激物。就是说，颜色具有相同的亮度或强度级，即等亮度的，而每个栅极从一种颜色向另一种改变。最好，颜色是互补颜色对，如蓝色和黄色。在一个实施例中，彩色视觉刺激物包括两个圆形光栅。尽管亮度级保持恒定，但每个光栅的颜色以每秒约10至50次在蓝色与黄色之间变化，使每种颜色的“饱和度度”或“纯度”径向内内正弦地变化。当以该后一种方式改变颜色时，感觉刺激物具有加倍空间频率。然而，患青光眼的人发现更难以探测到这种倍频刺激物。通过减小颜色的“饱和度度”或纯度级的差别能测量对于这种刺激物的观察阈值(饱和度度调制深度)，直到视觉刺激物消失，并且有益于用来探测青光眼的存在。确定在其下未观察到倍频刺激物的阈值或级的一种方法是一种改进的二进制阶梯算法，该算法包括(i)把饱和度调制深度减小以前值的一半，直到观察不到视觉刺激物；并且然后(ii)增大在预定增大步骤中的调制深度，直到再次感觉到倍频刺激物。取平均值，然后精确地确定阈值级。然而，为了更准确地诊断青光眼，病人的视野或边缘视觉的视觉定位更好。其中未探测到倍频刺激物的特征位置可能允许诊断医师不仅诊断，而且也确定青光眼的严重性。因而，当穿过病人的视野显示刺激物时，希望记录病人对彩色刺激物的响应。为了进行这样一种视野测量法，可以把计算机编程成对应于不同视野位置在彩色监视器上在各位置处显示彩色视觉刺激物。重要的是，在刺激物中的圆形光栅的颜色每个以希望临时频率同时在黄色与蓝色之间变化。除显示彩色视觉刺激物之外，当饱和度调制深度变化时，计算机监视病人对刺激物的响应，这种响应可以通过按下如在计算机鼠标上的按钮而输入。以这种方式，然后提供病人视网膜的视觉映象。由本专利技术的如下详细描述将更容易明白本专利技术的特征和优点，在本专利技术中相似的元件标号类似，并且其中图1描绘包括白色至黑色带条的先有技术的正弦光栅，该正弦光栅当在临时频率10-50Hz下调制时观察为具有加倍的空间频率；图2描绘CIE色品图；图3描绘按照本专利技术的原理包括等亮度圆形光栅，一个蓝色和一个黄色，的彩色视觉刺激物的实施例；图4描绘按照本专利技术的原理可以用来进行颜色倍频视野测量法的视觉测试系统的简化方块图；图5描绘图3的、已经分成四个象限的彩色监视器的屏幕；及图6描绘虚拟现实眼镜形式的紧密靠近显示，该眼镜可以由病人用来观察图2的彩色视觉刺激物。按照本专利技术的原理，提出一种利用倍频现象的新颖精神物理测试，这种测试对视网膜神经节细胞的损失可以比常规视野测量技术更敏感。本专利技术基于这样的发现由于以前未报告的在视网膜中存在的My神经节细胞的子集响应这样的刺激物，由等亮度彩色视觉刺激物也产生以上在这里提到的倍频现象。因此，本专利技术独特地认为My细胞的这种彩色刺激物响应可以用来产生用于青光眼早期探测的倍频现象。为了更好地理解本专利技术的诸方面，简短地检查视网膜的生理学是有益的。在视网膜中存在两种类型的神经节细胞，即大细胞性(“MC”)细胞和小细胞性(“PC”)细胞，它们每一个不同地响应视觉刺激物。大细胞性细胞迅速地响应视觉刺激物，并且包括较大“y型”(“My”)和较小“x型”(“Mx”)细胞。然而，有比Mx细胞显著少的My细胞，My细胞主要链接到视网膜的非线性视觉响应上。另一方面，PC神经节细胞缓慢地响应视觉刺激物。早期试验工作已经表明，在有青光眼的病人中首先影响大MC神经节细胞，同样影响Mx和My细胞，但还没有报告响应等亮度彩色视觉刺激物。常规倍频视野测量法表面上基于这样的事实较大MC神经节细胞的损失对视网膜的非线性视觉响应具有较大影响，并且这样的MC神经节细胞迅速响应亮度或密度的唯一变化。因此，已知有青光眼的病人具有对于调制正弦黑色和白色光栅图案的的不同视觉响应，并且因而，在不同对比度级下观察到以上倍频现象。然而，按照本专利技术的原理，提出建造一种对其在光栅图案中的交变颜色是用来产生倍频现象的唯一基础的视觉刺激物。就是说，颜色具有相同的亮度或强度级，即等亮度。最好，颜色是在组合时产生白色光的互补颜色。互补颜色对的例子是红色与蓝绿色、绿色与深红色、及蓝色与黄色。通过参考例如表示在图2中的CIE色品图可以得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辨别可能患青光眼的那些人的方法，包括步骤：向人显示一个具有不同颜色光栅的视觉刺激物，光栅的颜色以希望的临时频率从第一向第二颜色交变，颜色饱和度级的差是这样的，该人感觉视觉刺激物象具有加倍空间频率；减小颜色饱和度级的差，直到该人感 觉不到视觉刺激物；及把在其下该人已感觉不到视觉刺激物的颜色饱和度级的差与在其下具有正常视觉的人已感觉不到视觉刺激物的饱和度级的差相比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特J迈克金诺，斯科特怀特伯格，杰弗里斯图尔特，
申请(专利权)人：维西奥恩克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]