利用顏色倍頻的視覺測試制造技術

提出了一種精神物理視覺試驗，用來測試青光眼的人，并且基于由等亮度彩色視覺刺激物產生的倍頻現象。更具體地說，對其在一個光柵圖案中交變顏色的一個視覺刺激物（４０）是用來產生倍頻現象的唯一基礎。就是說，顏色具有相同的亮度或強度級，即等亮度，但每個光柵或圖案從一種顏色向另一種交變。最好，顏色是互補顏色對，如藍色（５０）和黃色（６０）。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及視覺測試系統，更具體地說，涉及利用空間倍頻現象用于早期青光眼探測的視覺測試系統。青光眼是導致失明的原因之一，由一種特定類型的視網膜細胞，特別是，視網膜神經節細胞(RGC)，的失去引起。神經節細胞的軸索從眼睛突出以形成視覺神經。對于神經節細胞的失去，逐漸損壞把視網膜連接到大腦的視覺神經，并且如果不足夠早地治療該疾病則導致失明。盡管青光眼的典型征兆包括盲點以及光盤的“眼杯”，但到檢測到這樣的征兆時，治療不可能成功。盡管青光眼一般與病人的眼壓升高有關，但對于這樣一種升高的測試一般是不可靠的。就是這樣，因為升高的眼壓一般瞬時出現在早晨或傍晚，或者甚至不可能由某些病人呈現。因此，病人的視野估計一直是用于青光眼、以及其他病理的臨床診斷的方法。例如，在所謂的“白底白字”視野測量法中，相對于在病人視場中不同點處的白色背景，顯示一個變化對比度的白色試驗物體。其中對于特定對比度未探測到試驗物體的特征位置允許臨床醫師不僅診斷，而且也確定青光眼的嚴重性。然而，對于這種手段的一個缺陷是其缺乏靈敏度，一般僅在已經失去或損壞30-50％的視網膜神經節細胞之后才能探測到青光眼。改進以上后一種手段的靈敏度的努力一直集中在視網膜神經節細胞的生理學上。例如，在“短波”自動視野測量法中，在病人視野內顯示藍色而不是白色試驗物體，并且相對于黃色背景。其中對于特定對比度未探測到試驗物體的特征位置用來有效地對于青光眼危害篩選病人。最近，使用所謂“倍頻”的另一種手段也已經用于青光眼的早期探測。見，例如通過參考包括在這里的美國專利No.5,065,767。如附圖說明圖1中所示，在該后一種手段中，在10與50Hz之間的臨時頻率下分別調制包括明和暗帶條或條紋20、30的一種正弦光柵極圖案10。就是說，以每秒約10至50次從白色經灰色至黑色的正弦方式對比度調制帶條。在一般約20Hz這樣的頻率下，光柵圖案由病人接收以加倍空間頻率。對于關于這種現象的討論，見例如D.H.Kelly，的“Frequency Doubling In Visual Response(在視覺響應中的倍頻)，”J.Opt.Soc.Am.，561628-33(1966)；和D.H.Kelly的“Nonlinear Visual Responses To Flickering Sinusoidal Gratings(對于閃爍正弦光柵的線性視頻響應)，”J.Opt.Soc.Am.1051-55(1981)。患青光眼的病人在觀察以上倍頻現象之前一般需要加倍在白色與黑色帶條之間的對比度級。這種現象現在理解成眼睛的非線性視覺響應。重要的是，在具有正常視覺的病人與患青光眼的那些人之間在視覺響應上的差別用來探測在較早階段的疾病。盡管以上后幾種手段滿意地實現，但仍希望具有一種較大靈敏度的青光眼試驗，以便在其最早可能階段探測青光眼。提出了一種用來測試青光眼的人的一種新穎精神生理視覺測試，并且基于通過等亮度彩色視覺刺激物也產生以上在這里提到的倍頻現象的發現。更具體地說，提出建造一種對其在光柵圖案中的改變顏色是用來產生倍頻現象的唯一基礎的視覺刺激物。就是說，顏色具有相同的亮度或強度級，即等亮度的，而每個柵極從一種顏色向另一種改變。最好，顏色是互補顏色對，如藍色和黃色。在一個實施例中，彩色視覺刺激物包括兩個圓形光柵。盡管亮度級保持恒定，但每個光柵的顏色以每秒約10至50次在藍色與黃色之間變化，使每種顏色的“飽和度度”或“純度”徑向內內正弦地變化。當以該后一種方式改變顏色時，感覺刺激物具有加倍空間頻率。然而，患青光眼的人發現更難以探測到這種倍頻刺激物。通過減小顏色的“飽和度度”或純度級的差別能測量對于這種刺激物的觀察閾值(飽和度度調制深度)，直到視覺刺激物消失，并且有益于用來探測青光眼的存在。確定在其下未觀察到倍頻刺激物的閾值或級的一種方法是一種改進的二進制階梯算法，該算法包括(i)把飽和度調制深度減小以前值的一半，直到觀察不到視覺刺激物；并且然后(ii)增大在預定增大步驟中的調制深度，直到再次感覺到倍頻刺激物。取平均值，然后精確地確定閾值級。然而，為了更準確地診斷青光眼，病人的視野或邊緣視覺的視覺定位更好。其中未探測到倍頻刺激物的特征位置可能允許診斷醫師不僅診斷，而且也確定青光眼的嚴重性。因而，當穿過病人的視野顯示刺激物時，希望記錄病人對彩色刺激物的響應。為了進行這樣一種視野測量法，可以把計算機編程成對應于不同視野位置在彩色監視器上在各位置處顯示彩色視覺刺激物。重要的是，在刺激物中的圓形光柵的顏色每個以希望臨時頻率同時在黃色與藍色之間變化。除顯示彩色視覺刺激物之外，當飽和度調制深度變化時，計算機監視病人對刺激物的響應，這種響應可以通過按下如在計算機鼠標上的按鈕而輸入。以這種方式，然后提供病人視網膜的視覺映象。由本專利技術的如下詳細描述將更容易明白本專利技術的特征和優點，在本專利技術中相似的元件標號類似，并且其中圖1描繪包括白色至黑色帶條的先有技術的正弦光柵，該正弦光柵當在臨時頻率10-50Hz下調制時觀察為具有加倍的空間頻率；圖2描繪CIE色品圖；圖3描繪按照本專利技術的原理包括等亮度圓形光柵，一個藍色和一個黃色，的彩色視覺刺激物的實施例；圖4描繪按照本專利技術的原理可以用來進行顏色倍頻視野測量法的視覺測試系統的簡化方塊圖；圖5描繪圖3的、已經分成四個象限的彩色監視器的屏幕；及圖6描繪虛擬現實眼鏡形式的緊密靠近顯示，該眼鏡可以由病人用來觀察圖2的彩色視覺刺激物。按照本專利技術的原理，提出一種利用倍頻現象的新穎精神物理測試，這種測試對視網膜神經節細胞的損失可以比常規視野測量技術更敏感。本專利技術基于這樣的發現由于以前未報告的在視網膜中存在的My神經節細胞的子集響應這樣的刺激物，由等亮度彩色視覺刺激物也產生以上在這里提到的倍頻現象。因此，本專利技術獨特地認為My細胞的這種彩色刺激物響應可以用來產生用于青光眼早期探測的倍頻現象。為了更好地理解本專利技術的諸方面，簡短地檢查視網膜的生理學是有益的。在視網膜中存在兩種類型的神經節細胞，即大細胞性(“MC”)細胞和小細胞性(“PC”)細胞，它們每一個不同地響應視覺刺激物。大細胞性細胞迅速地響應視覺刺激物，并且包括較大“y型”(“My”)和較小“x型”(“Mx”)細胞。然而，有比Mx細胞顯著少的My細胞，My細胞主要鏈接到視網膜的非線性視覺響應上。另一方面，PC神經節細胞緩慢地響應視覺刺激物。早期試驗工作已經表明，在有青光眼的病人中首先影響大MC神經節細胞，同樣影響Mx和My細胞，但還沒有報告響應等亮度彩色視覺刺激物。常規倍頻視野測量法表面上基于這樣的事實較大MC神經節細胞的損失對視網膜的非線性視覺響應具有較大影響，并且這樣的MC神經節細胞迅速響應亮度或密度的唯一變化。因此，已知有青光眼的病人具有對于調制正弦黑色和白色光柵圖案的的不同視覺響應，并且因而，在不同對比度級下觀察到以上倍頻現象。然而，按照本專利技術的原理，提出建造一種對其在光柵圖案中的交變顏色是用來產生倍頻現象的唯一基礎的視覺刺激物。就是說，顏色具有相同的亮度或強度級，即等亮度。最好，顏色是在組合時產生白色光的互補顏色。互補顏色對的例子是紅色與藍綠色、綠色與深紅色、及藍色與黃色。通過參考例如表示在圖2中的CIE色品圖可以得到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種辨別可能患青光眼的那些人的方法，包括步驟：向人顯示一個具有不同顏色光柵的視覺刺激物，光柵的顏色以希望的臨時頻率從第一向第二顏色交變，顏色飽和度級的差是這樣的，該人感覺視覺刺激物象具有加倍空間頻率；減小顏色飽和度級的差，直到該人感 覺不到視覺刺激物；及把在其下該人已感覺不到視覺刺激物的顏色飽和度級的差與在其下具有正常視覺的人已感覺不到視覺刺激物的飽和度級的差相比較。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：斯圖爾特J邁克金諾，斯科特懷特伯格，杰弗里斯圖爾特，
申請(專利權)人：維西奧恩克斯公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]