主观视觉垂直线和主观视觉水平线检测系统及检测方法与流程

本发明属于医疗检测设备领域，具体涉及一种主观视觉垂直线和主观视觉水平线检测系统及检测方法。

背景技术：

前庭功能是维持人体平衡的3个主要因素之一，前庭功能出现功能异常时，主要症状包括眩晕、眼震等。通过观察前庭系列病变引起的自发体征，或通过用某种生理性或非生理性刺激诱发前庭反应进行观察，可帮助推断前庭病变的程度和部位。但是，前庭功能异常出现的某些症状也会与其他疾病出现的症状相同，从而增加了疾病诊断的复杂度。以眩晕为例，眩晕可由内耳疾病、中枢性疾病和许多全身性疾病所引起，其中，内耳疾病如迷路炎、梅尼埃尔氏病等，中枢性疾病如听神经瘤、颞叶肿瘤等，全身性疾病如高血压、低血压、动脉硬化、植物神经功能紊乱等。前庭功能检查对鉴别这些疾病有重要价值，但决不是一种前庭功能检查就能确定诊断，需要两种或两种以上前庭功能检查，综合分析其结果，再结合病史、全身检查、神经系统检查及各种化验才能做出准确的诊断。

负责前庭功能的器官称为前庭器，位于内耳，包括3个半规管（外、上和后半规管）、椭圆囊和球囊。椭圆囊和球囊中各有一囊斑，称耳石器（otolithorgan）。这些都是前庭末梢感受器。圆囊和球囊司静止平衡（如坐或立）。主观视觉垂直线（svv）和主观视觉水平线（svh）测试是在无视觉参照物环境下，对患者感知垂直线/感知水平线与重力垂直线/重力水平线之间夹角的检测，检测结果被用于评估受试者的耳石器功能，进而作为平衡系统疾病的诊断依据。

较早的研究表明，在静态直立位置，正常人的svv偏差在±2°以内。而患有中枢及外周前庭疾病患者的svv测试结果会出现较大偏差（friedmann,1970），在前庭疾病急性发作期，患者的svv测试结果偏差可达21°(bohmeretal,1995)。并且，近年来的研究表明，动态主观垂直线（ducsvv）测试较静态svv测试更为敏感，静态svv正常者中大约18.3%发现动态svv异常（pallaetal,2010）。

svv的检测容易受到视觉参照物的影响，目前静态svv测试常采用的方法是在暗室条件下、屏蔽视野的环境中进行，即受检者在暗室环境中处于静态位置时，前方置一荧光或发光二极管柱形杆，受检者凭感觉将柱形杆置于垂直方位，该方位与实际铅直位置的夹角即svv偏差。

与静态svv测试不同的是，动态svv测试是在离心旋转条件下即单侧耳石器官受到刺激的情况下进行，在上述动态单侧离心旋转条件下，分别在水平半规管旋转轴心旋转的30秒内，右侧耳石旋转轴心旋转的30秒内，以及左侧耳石旋转轴心旋转的30秒内，分别进行数次svv测定，计算出均值，分别比较在上述3种旋转轴心旋转时的svv值。观察在一侧椭圆囊受到刺激，出现偏转的条件下，受试者是否可以确定其主观垂直线的正确位置。

根据中国专利文献cn201320765676记载，王鹏军发明了一种移动式主观垂直视觉静态平衡检查仪；另据中国专利文献cn201520127985.4记载，韩军良等发明了用于测量主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测仪。但是，两种方案均有如下不足：1）设备体积仍然庞大，由于动态svv测试需要受试者在动态单侧离心旋转条件下进行，两种设备均无法用于动态svv测试；同时，由于同样的原因，受试者无法在处于仰卧等静态姿势下进行测量。2）两种方案均无法检测受试者头部方位，而当受试者头部前倾、后仰或左右偏斜时，都会对svv测量值有诸多影响（dydeetal,2005），故两种方案均无法提供受试者处于任意非直立状态时svv测量结果。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测系统，包括虚拟现实交互模块、操控模块、数据采集模块和数据处理分析控制模块；

所述虚拟现实交互模块用于向受试者显示测试背景及测试线；

所述操控模块在受试者的操作下调整测试线的倾斜度，并接收受试者将测试线调整到主观垂直或水平位置后的确认操作；

所述数据采集模块用于感知所述测试线的客观位置，计算测试线与重力垂直线或重力水平线间的夹角；

所述数据处理分析控制模块产生随机倾斜的测试线并将其输出至虚拟现实交互模块，获取所述操控模块的操作并相应调整测试线，获取所述数据采集模块的夹角信息并向外输出结果。

本发明还提供一种主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过显示设备在受试者的视野提供测试背景，并在该背景中显示测试线；

2）受试者操作操控装置以调整测试线的倾斜度，并对调整到主观垂直或水平位置的测试线进行确认；

3）通过传感器感知步骤1）所述测试线的客观位置，计算测试线与重力垂直线或重力水平线间的夹角；

4）通过处理器获取步骤3）传感器的数据，并向外输出结果；

其中，由所述处理器产生随机倾斜的测试线并将其输出至所述显示设备，并且由所述处理器获取测试者对操控装置的操作并相应调整测试线。

本发明实现了vr技术在主观视觉垂直线和主观视觉水平线检测中的应用，一方面，所得的检测系统体积小、便于携带，可满足在不同体位下对主观视觉垂直线和主观视觉水平线进行动态检测的需求；另一方面，由于检测过程中数据的读取通过传感器完成，避免了传统检测仪主观读取数据导致的误差，提高了测试的准确率和效率。

附图说明

图1为本发明检测仪的系统结构图。

图2为本发明检测仪的一种操控装置的结构示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明的主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测系统，如图1所示，包括虚拟现实交互模块1、操控模块2、数据采集模块3和数据处理分析控制模块4；

所述虚拟现实交互模块1用于向受试者显示测试背景及测试线；

所述操控模块2在受试者的操作下调整测试线的倾斜度，并接收受试者将测试线调整到主观垂直或水平位置后的确认操作；

所述数据采集模块3用于感知所述测试线的客观位置，计算测试线与重力垂直线或重力水平线间的夹角；

所述数据处理分析控制模块4产生随机倾斜的测试线并将其输出至虚拟现实交互模块1，获取所述操控模块2的操作并相应调整测试线，获取所述数据采集模块3的夹角信息并向外输出结果。

在一个具体的实施方案中，所述检测系统包括眼罩框架、显示屏、操控装置、位置传感器和处理器；其中眼罩框架和显示屏对应虚拟现实交互模块1，操控装置对应操控模块2，位置传感器对应数据采集模块3，处理器对应数据处理分析控制模块4；

所述眼罩框架用于将眼罩固定于受试者眼部，并遮挡光线形成黑暗的背景；

所述显示屏固定于眼罩框架内，显示测试背景及测试线；

所述操控装置在受试者的操作下调整测试线的倾斜度，并接收受试者将测试线调整到主观垂直或水平位置后的确认操作；

所述位置传感器设于眼罩框架内，用于感知所述测试线的客观位置，计算测试线与重力垂直线或重力水平线间的夹角；

所述处理器产生随机倾斜的测试线并将其显示在所述显示屏上，获取所述操控装置的操作并相应调整测试线，获取所述位置传感器的夹角信息并向外输出结果。

其中，所述测试背景为黑色、棕色、蓝色、绿色、黄色或带有纹理或花纹的背景，所述测试线的颜色能与背景色相区分、易于识别即可。在一个具体的实施方案中，所述测试背景为黑色，所述测试线为红色。所述检测仪可将测试结果输出到手机、电脑等上，以进行进一步的分析评估。

所述位置传感器一方面用于判断测试线与重力垂直线或水平线间的夹角，另一方面用于感知戴着检测仪的受试者的头部所处的客观位置。更进一步地，位置传感器可用于判断受试者头部是否左右倾斜和/或前后倾斜，并据此提示测试者将头部调整到所要求的位置，或者，让受试者的头部较精确地偏转到所需的角度而完成特定的测试。

在一个具体的实施方案中，所述位置传感器包括加速度计。进一步，所述加速度计例如为重力传感器。

在一个优选的实施方案中，所述位置传感器还包括陀螺仪。进一步，所述陀螺仪例如为6轴或9轴传感器。

在一个具体的实施方案中，所述眼罩框架和显示屏为vr眼镜。

在一个具体的实施方案中，所述操控装置为带有调节键和确认键的有线或无线操控装置。例如，操控装置可为操控手柄、遥控器、鼠标等形式。其中的调节键和确认键也可以通过设置的同一键来实现二者的功能。

在一个具体的实施方案中，所述调节键为滚轮、按键或滑动块的形式。

在一个具体的实施方案中，所述处理器的系统是基于ios、安卓或windows的操作系统。

在一个具体的实施方案中，所述处理器位于智能手机、平板或电脑终端上。

本发明上述眼罩式的主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测仪体积小、便于穿戴、兼容性强，受试者可穿戴着在体位旋转转椅上进行耳石器功能的检测。

本发明还提供一种主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）通过显示设备在受试者的视野提供测试背景，并在该背景中显示测试线；

2）受试者操作操控装置以调整测试线的倾斜度，并对调整到主观垂直或水平位置的测试线进行确认；

3）通过传感器感知步骤1）所述测试线的客观位置，计算测试线与重力垂直线或重力水平线间的夹角；

4）通过处理器获取步骤3）传感器的数据，并向外输出结果；

其中，由所述处理器产生随机倾斜的测试线并将其输出至所述显示设备，并且由所述处理器获取测试者对操控装置的操作并相应调整测试线。

在一个具体的实施方案中，所述传感器还感知受试者头部所处的位置，用于判断受试者头部是否左右倾斜和/或前后倾斜，据此可以提示测试者将头部调整到所要求的位置，或者，让受试者的头部较精确地偏转到所需的角度而完成特定的测试。

在一个具体的实施方案中，受试者对多次产生的随机测试线分别进行主观垂直或水平位置的调整，并分别输出测试数据；测试数据可进一步通过处理器进行筛选，计算平均值，计算标准差等操作，生成测试报告。

在一个具体的实施方案中，步骤1）所述显示设备固定于受试者的头部。在另一实施方案中，也可以通过使显示设备独立于受试者之外的方式实现，例如，使受试者位于封闭环境中，通过显示设备在受试者的前方显示或投影所述测试线而进行测试。

在一个具体的实施方案中，步骤2）中，受试者通过操控装置可以实现对测试线倾斜度的快速调整和微调。例如，以滑动滚轮方式调整测试线时，受试者快速滑动滚轮可加速测试线的偏转，缓慢滑动滚轮可微小地调整测试线的偏转。并且，其中所述的操控装置并不一定为握在受试者手中的装置，例如受试者可以通过动作捕捉仪器对受试者手势的捕捉来实现对测试线的调整。

上述方法的实现，例如可通过上述基于vr的主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检系统来实现，但不限于此。

在一个具体的实施方案中，所述检测方法通过包括眼罩框架、显示屏、操控装置、位置传感器和中央处理器的vr一体机来实现。

在一个具体的实施方案中，所述检测方法通过包括vr框架和嵌入vr框架的智能手机，以及智能手机带有的操控结构、位置传感器和中央处理器来实现。

以下通过具体实例对本发明进行说明。

以下提供一种眼罩式的头戴、便携并可在进行svv测试时实时检测头部位置的主观视觉垂直线和主观视觉水平线检测仪，包括：眼罩框架，显示屏，位置传感器（包括加速度计和陀螺仪），中央处理器及操控装置。所述眼罩框架用于将眼罩固定于受试者眼部，并遮挡光线形成完全黑暗的背景。所述显示屏固定于眼罩框架内部，用于显示黑色背景及指针（即测试线）。位置传感器也位于眼罩框架内，用于测量重力加速度，并计算指针与重力垂直线或重力水平线间的夹角。操控装置为受试者操作使用，如图2所示，操控装置含三个键：两个方向键和一个ok键，按动其中一个方向键，显示屏上的指针向一个方向转动，按动另一个方向键，显示屏上的指针向相反方向转动，直到当受试者认为指针调整到垂直或水平位置（即主观垂直或水平位置）时，按动ok键进行确认。处理器用于：1）测试开始后，产生随机角度的指针，并显示于显示屏上；2）受试者按动操控装置，显示屏上的指针随之转动；3）受试者认为指针达到垂直时，点击操控装置确认键，测试结束，位置传感器计算的指针与重力垂直线的夹角存储在处理器中，并可显示在显示屏上。

另一个实例中，通过vr一体机实现该主观视觉垂直线和主观视觉水平线的检测，该vr一体机包括眼罩框架、显示屏、位置传感器、操控手柄和中央处理器。

另一个实例中，通过vr框架和智能手机来实现，即vr框架起眼罩框架的作用，同时利用手机的显示屏、位置传感器、中央处理器和操控结构进行测试。

最后说明的是，以上实施方案仅用以说明本发明的技术方案而非限制。本领域技术人员在不脱离本发明技术方案的宗旨和范围的情况下，对本发明的技术方案进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的范围中。