專利名稱：便攜式前庭功能檢查設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種前庭功能檢查設(shè)備，特別是涉及一種便攜式前庭功能檢 查設(shè)備。
背景技術(shù)：
前庭功能與人的空間定向能力、抗暈機(jī)能力以及眩暈癥、平衡障礙等疾 病密切相關(guān)，因此世界各國(guó)普遍都很重視前庭功能的檢測(cè)。目前進(jìn)行前庭功 能才企測(cè)的方法主要有眼動(dòng)檢測(cè)、前庭脊髓反射、前庭知覺反應(yīng)、前庭誘發(fā)電 位等，而眼動(dòng)檢測(cè)(指刺激前庭引起的眼動(dòng)反射，并依據(jù)眼動(dòng)反射來(lái)分析前 庭功能狀態(tài))是前庭功能檢測(cè)最主要、最常見的方法之一。目前，眼動(dòng)檢查設(shè)備主要是通過發(fā)光二極管矩陣形式或直接投影來(lái)激發(fā)眼動(dòng)，這類設(shè)備有如下缺點(diǎn)①無(wú)論是利用發(fā)光二極管矩陣形式還是直接投 影，都必須要設(shè)置密閉不透光的、半徑約為1米的圓柱體測(cè)試間，以容納被 測(cè)人員在其內(nèi)部進(jìn)行前庭檢測(cè)，并要配置反光鏡、電動(dòng)機(jī)等輔助設(shè)備，通過 這些設(shè)備的相互配合，產(chǎn)生誘發(fā)眼動(dòng)的視覺刺激圖像，才能測(cè)試前庭功能。 不管是利用發(fā)光二極管矩陣形式還是直接投影，由于必須配備上述測(cè)試間等 設(shè)備，而且測(cè)試間又不能進(jìn)一步縮小，否則將影響檢測(cè)結(jié)果，這樣，必然導(dǎo) 致整體裝置的外圍視靶設(shè)備體積龐大，占用空間大，且需要專門人員進(jìn)行特 殊安裝，配備時(shí)需要占用一定的空間和進(jìn)行一定的基建安裝，安裝后也無(wú)法 攜帶，不能隨便移動(dòng)，不適應(yīng)戶外及需要有移動(dòng)性的測(cè)試場(chǎng)所，不但給推廣 使用帶來(lái)了很大的不便，而且不利于隨時(shí)隨地進(jìn)行前庭功能的4企測(cè)；②龐大 ^外圍視把設(shè)備在使用過程中，其各個(gè)部件必然產(chǎn)生機(jī)械磨損，影響其使用 壽命；③現(xiàn)有的檢查設(shè)備多為國(guó)外進(jìn)口，不僅維修不便而且價(jià)格十分昂貴；④現(xiàn)有設(shè)備在使用過程中，其機(jī)械部件如電動(dòng)機(jī)等會(huì)產(chǎn)生噪音，在一定程度上會(huì)對(duì)被檢測(cè)人員產(chǎn)生影響，影響檢測(cè)精度；⑤現(xiàn)有設(shè)備的配件接口等大都是專用的，兼容性差，不便于配件的更新和換代升級(jí)。另外，現(xiàn)有技術(shù)中也有采用眼罩形式的前庭功能檢查設(shè)備，但只是在眼 罩內(nèi)設(shè)置有用于攝取眼動(dòng)圖像的單目或雙目攝像裝置，無(wú)視覺刺激功能，依 然需要龐大的外圍視靶設(shè)備產(chǎn)生視覺刺激目標(biāo)，這樣的設(shè)備使用起來(lái)同樣非 常不便。發(fā)明內(nèi)容為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便的 便攜式前庭功能檢查設(shè)備。為解決上迷技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，包括虛擬視靶生成模塊，產(chǎn)生用于視覺刺激的虛擬視靶圖像的刺激信號(hào)；虛擬視耙光學(xué)顯示系統(tǒng)，用于顯示所述虛擬視輩巴圖像；眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)，用于攝取被檢測(cè)人員由所述虛擬視靶圖像引起 的眼球運(yùn)動(dòng)圖像；圖像處理模塊，用于對(duì)所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行處理，形成瞳孔位置隨時(shí) 間變化的曲線。所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)和所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)集成在一個(gè) 視頻眼罩里。所述便攜式前庭功能檢查設(shè)備還包括圖像信息分析模塊，其通過將所述 瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲線與預(yù)設(shè)閾值的比較分析，確定前庭功能的狀態(tài)。所述虛擬視耙光學(xué)顯示系統(tǒng)包括微型圖像源單元和投影光學(xué)單元。所述微型圖像源單元包括用于顯示所述虛擬視靶圖像的顯示器，所述投 影光學(xué)單元包括由多個(gè)透鏡組成的目鏡光學(xué)系統(tǒng)，所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置于鏡筒中，并通過隔圈、壓圈以及墊片固定。所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)包括兩個(gè)微型紅外攝像機(jī)，分別用于攝取被檢測(cè)人員兩只眼睛的眼球運(yùn)動(dòng)圖像。所述視頻眼罩內(nèi)還包括用于調(diào)整所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)中所述目 鏡光學(xué)系統(tǒng)瞳距的瞳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像釆集系統(tǒng)角度和位置 的調(diào)整機(jī)構(gòu)。所述便攜式前庭功能檢查設(shè)備還包括用于被檢測(cè)人員接收指令的指令 才妄收系統(tǒng)。所述虛擬視靶圖像的運(yùn)行模式為視動(dòng)單速閃動(dòng)、視動(dòng)正弦閃動(dòng)和視動(dòng)交 替閃動(dòng)之一；所述虛擬視靶圖像的形狀為點(diǎn)狀或條紋狀。所述虛擬視靶圖像的視場(chǎng)角范圍是45度-70度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)①本發(fā)明采用的虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)誘發(fā)眼動(dòng)的視覺刺激，所述視覺刺激是利用透 射式虛擬成像技術(shù)產(chǎn)生的一個(gè)虛像，該虛像位于被檢測(cè)人員的正前方虛擬距 離為1米處，視覺刺激目標(biāo)的顯示和眼動(dòng)圖像的采集集成在一個(gè)視頻眼罩 內(nèi)，無(wú)需傳統(tǒng)的外圍視耙設(shè)備，明顯減小了整體設(shè)備的體積和重量，而且攜帶非常方便；各種刺激模式、刺激參數(shù)的設(shè)置均可通過軟件實(shí)現(xiàn)，無(wú)需專門 安裝、調(diào)試，使用更加便捷；②本發(fā)明的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，由于取 消了龐大的外圍設(shè)備，將視覺刺激目標(biāo)的顯示和眼動(dòng)圖像的采集集成在一個(gè) 視頻眼罩內(nèi)，減少了大量的機(jī)械部件，大大降低了機(jī)械磨損，保證了整體設(shè) 備的使用壽命；③本發(fā)明的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，將視覺刺激目標(biāo)的顯 示和眼動(dòng)圖像的采集集成在一個(gè)視頻眼罩內(nèi)，在檢測(cè)過程中不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械噪 音，從一定程度上保證了檢測(cè)的精確性；④本發(fā)明的便攜式前庭功能檢查設(shè) 備，采用通用接口，軟、硬件的兼容性強(qiáng)，便于及時(shí)更新升級(jí)；⑤本發(fā)明的 視頻眼罩內(nèi)的眼J拔動(dòng)圖像采集系統(tǒng)設(shè)置有兩個(gè)紅外攝像機(jī)，能夠同時(shí)攝取 兩只眼睛的眼^i^動(dòng)圖像，通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)和眼球運(yùn) 動(dòng)圖像采集系統(tǒng)位置的調(diào)節(jié)使檢測(cè)更為精確； 本發(fā)明采用的便攜式前庭功 能檢查設(shè)備，維修方便，而且視頻眼罩按照人體工程學(xué)原理設(shè)計(jì)，使視頻眼 罩與人體頭部的相對(duì)位置穩(wěn)定、佩戴舒適而且保證檢測(cè)時(shí)與臉頰完好貼合、密不透光，從而進(jìn)一步能夠保證了檢測(cè)的準(zhǔn)確性。⑦本發(fā)明采用的便攜式前 庭功能檢查設(shè)備，選擇視場(chǎng)角為60°的虛擬視靶圖像，在使虛擬視靶圖像 不發(fā)生變形的前提下，保證檢測(cè)精度。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施 例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩示意圖； 圖2是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3 (a)是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖3 (b)是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的圖3(a) A-A，向剖視圖； 圖4是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩中虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩中虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)直視型光學(xué)系統(tǒng)示意圖；圖6是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)屏幕距離示意圖；圖7是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩中眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)的位置示意圖；圖8是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的基本原理圖；圖9是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備圖像處理模塊中測(cè)量瞳孔在不同時(shí)刻位置的示意圖。圖中附圖標(biāo)記表示為ll-微型液晶顯示器，12-目鏡光學(xué)系統(tǒng)，13-鏡 筒，14-隔圈，15-壓圈，16-墊片，17-微型紅外攝像機(jī)，18-攝像頭定位彎 板，19-調(diào)整機(jī)構(gòu)，20-外殼，21-定位機(jī)構(gòu)，22-雙向螺桿，23-調(diào)整滾輪， 24-固定架，25-滑軌，26-瞳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，27-眼球，28-虛像，29-攝像機(jī)視 窗，30-跟蹤窗口， 31-瞳孔運(yùn)動(dòng)圖像具體實(shí)施方式
本發(fā)明的便攜式前庭功能檢查設(shè)備包括視頻眼罩、便攜式計(jì)算機(jī)和應(yīng)用 軟件。如圖l所示，是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的視頻眼罩示意圖。所 述視頻眼罩包括分別用于左右兩只眼睛的、兩個(gè)完全相同的虛擬視靶光學(xué)顯 示系統(tǒng)，眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)和指令接收系統(tǒng)。所述虛擬視靶 光學(xué)顯示系統(tǒng)，顯示用于視覺刺激的虛擬視靶圖像，包括微型圖像源單元和投影光學(xué)單元；所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)，用于攝取被檢測(cè)人員由所述虛 擬視耙圖像引起的眼球運(yùn)動(dòng)圖像；所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)，用于調(diào)整所述虛擬視靶光 學(xué)顯示系統(tǒng)和所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)的角度和位置；所述指令接收系 統(tǒng)，用于被檢測(cè)人員接收指令。在本實(shí)施例中，所述指令接收系統(tǒng)為耳機(jī)， 圖中未示。如圖2至4所示，在本實(shí)施例中，所述虛擬視輩巴光學(xué)顯示系統(tǒng)的所述微 型圖像源單元即為用于顯示所述虛擬視靶圖像的微型液晶顯示器11;所述 投影光學(xué)單元包括由多個(gè)透鏡組成的目鏡光學(xué)系統(tǒng)12,所述目鏡光學(xué)系統(tǒng) 12設(shè)置于鏡筒13中，并通過隔圈14、壓圈15以及墊片16固定，如圖4所 示。按照光學(xué)設(shè)計(jì)要求，在每個(gè)所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)內(nèi)都是由一個(gè)所 述鏡筒13和兩個(gè)所述隔圈14將所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)12和所述微型液晶顯示 器11準(zhǔn)確地組合在一起。所述虛擬視耙光學(xué)顯示系統(tǒng)釆用虛擬光學(xué)技術(shù)將 用于顯示所述虛擬視靶圖像的所述微型液晶顯示器11放在目鏡焦點(diǎn)之內(nèi)， 生成一個(gè)虛像，其像距和像的尺寸不受儀器尺寸的限制，利用物距變化或目 鏡焦距變化可使虛像像距滿足預(yù)定要求。物鏡成像關(guān)系可按高斯公式計(jì)算1/L = 1/f '所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下相對(duì)孔徑(1/3.4);一見場(chǎng)角2co=54。
(47。
x 34° );焦3巨 f' =15mm; 出瞳Op=4. 5mm; 出瞳3巨L,25mm。本發(fā)明所采用的設(shè)計(jì)相對(duì)孔徑大，出瞳長(zhǎng)，視場(chǎng)角偏大，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 需要仔細(xì)校正像差。本發(fā)明的光學(xué)系統(tǒng)為直視型，如圖5所示。所述微型液 晶顯示器11通過所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)12在被檢測(cè)人員眼球27的正前方，且 虛擬距離為lm遠(yuǎn)的地方形成一個(gè)虛像28,即為所述虛擬視靶圖像。本實(shí)施例中，所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)采用的所述微型液晶顯示器 11為0.61〃高分辨率OLED彩色液晶顯示器，像元數(shù)為800 x 600，采用透 射式虛擬成像，觀察視場(chǎng)角為60。。本發(fā)明中的所述虛擬視靶圖像有以下兩種① 以0.1Hz、 0.2Hz、 0.4Hz、 0.5Hz(誤差范圍±5%)不同頻率或隨 機(jī)模式移動(dòng)的光點(diǎn)，移動(dòng)模式為正弦或方波。產(chǎn)生的光點(diǎn)大小相當(dāng)于在1. 0 m處，0=5mm的園開j亮斑。② 按20° /s、 30° /s、 40° /s恒速模式或按峰速為60°/s，頻率為 0. 05Hz的正弦模式滾動(dòng)的黑白條文，誤差范圍±5%。如圖6所示，視靶虛擬顯示的視場(chǎng)角為60°,以黑白條文為例，如果要 求滾動(dòng)速度為60。/s,也就是要任何一對(duì)黑白條文在1秒鐘內(nèi)從視場(chǎng)的一頭 移到另一頭。按標(biāo)準(zhǔn)視頻圖像的制式，就是每場(chǎng)移動(dòng)60°/50 = 1.2°,或者 說(shuō)每場(chǎng)近似移動(dòng)屏幕的1/50。顯示屏幕是個(gè)平面，如果考慮圓柱面的情況 (如圖中虛線所示)，相同的圓周角對(duì)應(yīng)的屏幕上的距離能夠準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。 同樣6角度對(duì)應(yīng)的屏幕上的距離Dl和D2是不同的。D2 = R tan6, Dl+D2 = R tan (2 6),如果，6=15。， R=lm,貝寸D2 = R tan6= 0. 268 (m)Dl = R tan(2 6)- D2 = 0. 309 (m) 以此類推，可以準(zhǔn)確算出虛擬視靶圖像線條在屏幕上的距離。同樣，線條的寬度也可以根據(jù)偏離屏幕中心的角度進(jìn)行修正。所述眼^i^動(dòng)圖像采集系統(tǒng)為雙目系統(tǒng)，可以滿足單目要求也可以滿足 雙目要求。如圖7所示，所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)包括兩個(gè)微型紅外攝像機(jī)17、攝像頭定位彎板18和紅外照明系統(tǒng)。兩個(gè)所述微型紅外攝像機(jī)17 分別用于攝取被檢測(cè)人員兩只眼睛的眼球運(yùn)動(dòng)圖像，分別安裝在兩只眼睛眼 球27的斜下方。兩個(gè)所述微型紅外攝像機(jī)17通過定位機(jī)構(gòu)21固定在所述 視頻眼罩的機(jī)架上，并通過所述攝像頭定位彎板18與所述鏡筒13固定連接， 具體位置如圖7所示。本實(shí)施例中，所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)12從眼睛瞳孔到第 一片透鏡的距離為12mm,所述鏡筒13的外徑①D為29mm,攝像頭外徑①d 為14mm,如圖7所示的結(jié)構(gòu)可以使攝像頭不受所述鏡筒13的干涉，也碰不 到被檢測(cè)人員的臉頰，而且可以攝取到完整、清晰的眼動(dòng)圖像。兩個(gè)所述微 型紅外攝像機(jī)17的視軸與水平線的夾角a=58° 。所述微型攝像機(jī)17的鏡 頭焦距的選取以整個(gè)眼睛的圖像約占據(jù)畫面的3/4為標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)施例中，所 述微型紅外攝像機(jī)17釆用黑白CMOS攝像機(jī)，其感光面積4. 9mm x 3. 7mm, 工作照度0Lux，制式場(chǎng)頻25Hz、行頻15625 Hz，圖像分辨率> 300TVL。 所述紅外照明系統(tǒng)用于消除來(lái)自所述微型液晶顯示器11屏幕的雜光，同時(shí) 在所述微型紅外攝像機(jī)17上加配紅外濾光片，以到達(dá)更好的濾光效果。本 發(fā)明的虛擬視靶圖像像距為lm，單目像距公差按像距的5%計(jì)算，物距公差 △ x= 0. 012mm， 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝調(diào)時(shí)要保證該公差。所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)的雙目系統(tǒng)設(shè)計(jì)參考如下標(biāo)準(zhǔn)光軸平行度垂直方向<15'水平方向會(huì)聚<2(K水平方向發(fā)散<60'視放大率差<2°/。左右光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)像傾斜<30'左右光學(xué)系統(tǒng)透過率差<15%請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D2至圖4，所述調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括用于調(diào)整所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)12瞳距的瞳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)26和用于調(diào)整所述紅外攝像機(jī)17傾斜角度和位置的調(diào) 整機(jī)構(gòu)19。再看圖3 (a)和圖3 (b)所示，所述瞳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)26包括(左、 右旋)雙向螺桿22、調(diào)整滾輪23、固定架24和滑軌25。通過調(diào)整設(shè)置在 所述視頻眼罩殼體外部的所述調(diào)整滾輪23調(diào)整所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)12的瞳 距，本發(fā)明提供的便攜式前庭功能檢查設(shè)備的瞳距調(diào)整范圍是58mm-70mm。另外，所迷視頻眼罩的外殼20是由吸塑成形的殼體組成，分為上下兩 部分，并組合成為一個(gè)整體，通過螺釘?shù)冗B接部件固定在所述視頻眼罩的機(jī) 架上，所述視頻眼罩的整體重量約為350g。所述外殼20前部與臉頰接觸的 曲邊采用柔軟的橡塑粘包完整，以保證檢測(cè)時(shí)所述視頻眼罩能與臉頰完好貼 合且密不透光。所述便攜式計(jì)算機(jī)包括計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)及顯示系統(tǒng)、外設(shè)接口，以及與所述 應(yīng)用軟件相配合的應(yīng)用電路和電氣元件。所述外設(shè)接口為通用接口，便于設(shè) 備日后的更新升級(jí)。所述應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)各種刺激參數(shù)的設(shè)置，以及對(duì)眼球運(yùn)動(dòng)圖像數(shù)據(jù)的 采集和進(jìn)行參數(shù)計(jì)算分析。所述應(yīng)用軟件包括虛擬視靶生成模塊、圖像處理 模塊和圖像信息分析模塊。所述虛擬視靶生成模塊，產(chǎn)生用于視覺刺激的虛 擬視耙圖像的刺激信號(hào)；所述圖像處理模塊，用于對(duì)所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行 處理，形成瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲線；所述圖像信息分析模塊，其通過將 所述瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲線與預(yù)設(shè)閾值的比較分析，確定被檢測(cè)人員的 前庭功能狀態(tài)。如圖8所示，是本發(fā)明便攜式前庭功能檢查設(shè)備的基本原理圖，本實(shí)施 例的所述便攜式前庭功能檢查設(shè)備是通過受到各種視覺刺激的人的眼動(dòng)來(lái) 分析前庭功能狀態(tài)，因此以眼睛瞳孔的運(yùn)動(dòng)圖像作為跟蹤測(cè)量的對(duì)象。本發(fā) 明所提供的便攜式前庭功能檢查設(shè)備的主要工作過程是首先，所述便攜式前庭功能檢查設(shè)備啟動(dòng)后，由所述虛擬視靶生成模塊 產(chǎn)生刺激信號(hào)，通過刺激信號(hào)發(fā)生器將所述刺激信號(hào)發(fā)送到所述視頻眼罩內(nèi)的所述微型液晶顯示器11中，由所述微型液晶顯示器11顯示所迷虛擬視把 圖像；被檢測(cè)人員通過跟蹤或注視所述虛擬視靶圖像，便會(huì)誘發(fā)特定形式的 眼動(dòng)反射。然后，所述眼J錄動(dòng)圖像采集系統(tǒng)中的兩個(gè)所述微型紅外攝像機(jī)17將攝取兩只眼睛的眼球運(yùn)動(dòng)圖像并傳送所述圖像處理模塊，利用瞳孔部分相對(duì)眼球其它部分對(duì)比度(灰度)的不同，將瞳孔運(yùn)動(dòng)圖像31分離出來(lái)，形成 代表瞳孔運(yùn)動(dòng)的視頻信號(hào)，并自動(dòng)對(duì)所述瞳孔運(yùn)動(dòng)圖像31進(jìn)行跟蹤識(shí)別， 如圖9所示，在攝像機(jī)視窗29內(nèi)設(shè)有跟蹤窗口 30，所述跟蹤窗口 30中顯 示跟蹤識(shí)別出的所述瞳孔運(yùn)動(dòng)圖像31。之后，所述圖像處理模塊以瞳孔的 運(yùn)動(dòng)代表眼球的運(yùn)動(dòng)，對(duì)所述瞳孔運(yùn)動(dòng)圖像31進(jìn)行處理，形成瞳孔位置隨 時(shí)間變化的曲線。根據(jù)電視測(cè)量的原理計(jì)算出瞳孔在CMOS靶面坐標(biāo)系中不 同時(shí)刻瞳孔運(yùn)動(dòng)的二維坐標(biāo)，即瞳孔運(yùn)動(dòng)圖^f象31在才聶^象才幾耙面坐標(biāo)系中不 同時(shí)刻的位置(AXt， AYt)。然后，才艮據(jù)按時(shí)間序列測(cè)量的瞳孔位置數(shù)據(jù)(A Xt， AYt)，在輩巴面坐標(biāo)系中分別逐點(diǎn)繪制成(X—t)和(Y—1)跟蹤曲線， 從中可以分析出瞳孔的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，每只眼睛各需要繪出2條曲線，分別是瞳 孔水平位置隨時(shí)間的變化曲線和瞳孔垂直位置隨時(shí)間的變化曲線。最后，由所述圖像信息分析模塊，通過將所述瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲 線與預(yù)設(shè)閾值的比較分析，確定前庭功能的狀態(tài)。根據(jù)不同刺激所產(chǎn)生的瞳 孔運(yùn)動(dòng)曲線的變化，設(shè)置一定的閥值，對(duì)眼震的慢相、快相及其它形式眼動(dòng) 的各相關(guān)成分進(jìn)行識(shí)別，通過差分等方法計(jì)算分析以慢相速度等為主的各種 參數(shù)，最終分析、評(píng)定被檢測(cè)人員的前庭功能狀態(tài)。所述虛擬視靶圖像的運(yùn)行模式包括以下模式之一視動(dòng)單速、視動(dòng)正弦 和視動(dòng)交替閃動(dòng)；所述虛擬視耙圖像的形狀為點(diǎn)狀或條紋狀。當(dāng)然，在其他搖頭刺激、座椅旋轉(zhuǎn)刺激等。在其他實(shí)施例中，所述虛擬視靶圖像的視場(chǎng)角可為45°或70° ,所述 虛擬視靶圖像的視場(chǎng)角范圍是45° -70° 。如果視場(chǎng)角小于45。不能保證 檢測(cè)的準(zhǔn)確性，采用大于70°的視場(chǎng)角會(huì)使所述虛擬視靶圖像發(fā)生變形，同樣影響檢測(cè)精度。因此，本發(fā)明選擇45。 -70°范圍的視場(chǎng)角，最優(yōu)的是 視場(chǎng)角為60。，能夠達(dá)到良好的檢測(cè)精度。顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明而給出的實(shí)例，它們并非是對(duì)本 發(fā)明的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可 以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以 窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍中。
權(quán)利要求
1、一種便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于包括虛擬視靶生成模塊，產(chǎn)生用于視覺刺激的虛擬視靶圖像的刺激信號(hào)；虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)，用于顯示所述虛擬視靶圖像；眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)，用于攝取被檢測(cè)人員由所述虛擬視靶圖像引起的眼球運(yùn)動(dòng)圖像；圖像處理模塊，用于對(duì)所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行處理，形成瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲線。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于所 述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)和所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)集成在一個(gè)視頻眼 罩里。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于所 述便攜式前庭功能檢查設(shè)備還包括圖像信息分析模塊，其通過將所述瞳孔位 置隨時(shí)間變化的曲線與預(yù)設(shè)閾值的比較分析，確定前庭功能的狀態(tài)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于 所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)包括微型圖像源單元和投影光學(xué)單元。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于所 述微型圖像源單元包括用于顯示所述虛擬視靶圖像的顯示器，所述投影光學(xué) 單元包括由多個(gè)透鏡組成的目鏡光學(xué)系統(tǒng)，所述目鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置于鏡筒 中，并通過隔圈、壓圈以及墊片固定。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于 所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)包括兩個(gè)微型紅外攝像機(jī)，分別用于攝取被檢測(cè) 人員兩只眼睛的眼球運(yùn)動(dòng)圖像。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于所述視頻眼罩內(nèi)還包括用于調(diào)整所述虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)中所述目鏡光學(xué) 系統(tǒng)瞳距的瞳距調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)角度和位置的調(diào)整 機(jī)構(gòu)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于 還包括用于被檢測(cè)人員接收指令的指令接收系統(tǒng)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于所 述虛擬視耙圖像的運(yùn)行模式為視動(dòng)單速閃動(dòng)、視動(dòng)正弦閃動(dòng)和視動(dòng)交替閃動(dòng) 之一；所述虛擬視靶圖像的形狀為點(diǎn)狀或條紋狀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的便攜式前庭功能檢查設(shè)備，其特征在于 所述虛擬視靶圖像的視場(chǎng)角范圍是45度-70度。
全文摘要
一種便攜式前庭功能檢查設(shè)備，包括虛擬視靶生成模塊，產(chǎn)生用于視覺刺激的虛擬視靶圖像的刺激信號(hào)；虛擬視靶光學(xué)顯示系統(tǒng)，用于顯示所述虛擬視靶圖像；眼球運(yùn)動(dòng)圖像采集系統(tǒng)，用于攝取被檢測(cè)人員由所述虛擬視靶圖像引起的眼球運(yùn)動(dòng)圖像；圖像處理模塊，用于對(duì)所述眼球運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行處理，形成瞳孔位置隨時(shí)間變化的曲線，本發(fā)明的便攜式前庭功能檢查設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、攜帶方便。
文檔編號(hào)A61B3/00GK101268934SQ20081009422
公開日2008年9月24日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者力 丁, 姜媛媛, 李更茹, 武留信, 畢紅哲, 王致杰, 田大為, 謝溯江, 賈宏博, 陳勇勝, 韓學(xué)平 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍空軍航空醫(yī)學(xué)研究所