一种补偿式消除变体位误差的眼震全图的检测方法和装置的制造方法
【专利说明】一种补偿式消除变体位误差的眼震全图的检测方法和装置 所属技术领域
[0001] 本发明涉及一种补偿式消除变体位误差的眼震全图的检测方法和装置，尤其补偿 头部微动干扰测量结果的方法和装置。
【背景技术】
[0002] 随着科技的发展，人们用眼习惯的改变，眼部疾病呈高发态势，眼球震颤（简称眼 震）是神经科和眼科临床上常见的症状，按运动表现分为水平性眼震、垂直性眼震、旋转性 眼震，按病因分为跟性眼震、前庭性眼震、中枢性眼震、先天性特发性眼震，不同病因的震颤 表现有部分类似，容易造成误诊，所以精确的眼震全图对正确诊断尤为重要。目前眼震检 测方法有两种：一种是电位式检测法，即检测角膜和视网膜之间的电位差，间接测得眼球震 颤情况，这种方法获得的电位差十分微小，天气变化、皮肤状况等常见因素会对结果产生很 大的干扰；另一种方法是视频图像检测法，克服了以上缺点，直接检测眼球运动，但这种方 法仍存在以下缺点：一是眼球运动幅值本身很小，头部和身体微动会对测量结果产生较大 的误差，目前有一种眼罩式或头戴式眼震检测装置，测量的是眼球相对于头骨的位移，但这 种方法仍然没有考虑头部相对于被观察物的运动对眼球运动的影响，没有消除这个较大的 误差，这个误差特别容易导致医生对周围性自发性眼震疾病严重等级的划分做出错误的判 断；二是目前的眼震视频检测数据，是若干个时间点的眼球状态数据，而不是一个时段内连 续的眼球运动轨迹，这是不能完整描述病情的；三是目前眼震检测设备中被观察物为发光 二极管组成的点阵屏，其亮点的闪烁对眼球刺激较大，会引起眼球的收缩，影响测量结果； 四是目前的眼震视图设备体积较大，安装固定要求很高，不便于移动和携带。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是：提供一种补偿式消除变体位误差的眼震全图的检测方法和装 置，用以消除眼震检测中干扰因素，尤其是头部微动造成的测量误差，以及由于亮点闪烁刺 激引起的眼球收缩对测量造成的干扰，使测量结果更加精确。全过程跟踪眼球运动，分别绘 制出固定体位和变体位检测中，连续的眼球水平运动轨迹图、垂直运动轨迹图、水平震颤幅 度轨迹图、垂直震颤幅度轨迹图、眼球旋转震颤角度图，确定眼震方向，进而判断病情。将检 测设备体积大大减小，便于移动和携带，可在移动医疗车、临时搭建医疗场所使用。
[0004] 为解决上述问题所采用的技术方案是：通过带有定位标志点的头盔，在跟踪定位 眼球瞳孔运动的同时，跟踪相同时间点的头部运动轨迹，并换算成眼球部位的相应位移，两 组数据叠加，得到眼球运动轨迹的精确数据。再根据投影屏光点运动，计算出眼球应该跟 随光点移动而做出的跟随运动轨迹，眼球运动轨迹与跟随运动轨迹的差值，就是眼震幅度 的数据值；被观察物采用投影仪投射到投影屏的图像，消除原来发光二极管对眼球的刺激； 座椅、投影屏、投影仪都采用通用器材，减少了专用设备的体积，具体技术方案是：一种补偿 式消除变体位误差的眼震全图的检测方法为以下检测步骤：
[0005] SO :图像初始化：视频拍摄头盔与固定杆连接，被检测者坐正，面部垂直，系统对 瞳孔位置和头顶定位光标进行原点定位和反光强度初值设定；
[0006] Sl :按照指示，观察投影屏上的光点，投影屏距被检测者1米，进行自发性眼震试 验、凝视试验、凝视垂直、扫视试验、平稳跟踪试验、视动性眼震试验：
[0007] S2 :根据Sl步骤拍摄瞳孔的图像视频，跟踪瞳孔圆心的位置变化，测量并计算出 固定体位的瞳孔水平、垂直和旋转角度的数据，确定眼震方向；
[0008] S3 :将视频拍摄头盔从固定杆上拆卸下来，按照指示，以不同体位观察投影屏上 的光点，进行位置头试验、变体位试验，拍摄两眼瞳孔圆心运动、头顶形心红色标志点和端 点绿色标志点的运动；
[0009] S4 :根据S3步骤拍摄瞳孔的图像视频，跟踪瞳孔圆心的位置变化，测量并计算出 时间连续的瞳孔水平、垂直和角度的运动数据；
[0010] S5 :根据S3步骤拍摄头顶定位光标的图像视频，跟踪头部的位置变化，测量并计 算出时间连续的头部水平、垂直和角度的运动数据，再根据头盔半径，将头部位移数据转化 成眼球位置的位移数据；
[0011] S6 :将S4步骤得到的瞳孔运动数据与S5步骤得到的头部运动数据叠加，得到连续 的眼球运动轨迹图。
[0012] S7 :根据S3步骤中光点的运动，计算出眼球跟随光点的跟随运动轨迹，S6步骤得 到的眼球运动轨迹与眼球跟随运动轨迹的差值就是眼球震颤幅度的精确数据。
[0013] 进一步的是，绘制了检测时段内眼球连续的运动轨迹，分别绘制固定体位和变体 位检测中，眼球水平运动轨迹、垂直运动轨迹、旋转运动轨迹。
[0014] 进一步的是，对拍摄图像进行二值化处理变为灰度图像，使用Gabor滤波器模块 提取图像特征，得到图像边缘，获取跟踪物半径、位移计运动轨迹数据，Gabor滤波器方向取 8个，频率取5个。
[0015] 进一步的是，S2所诉的确定眼震方向的方法是对眼球位移函数进行一个周期内的 时间求导，绝对值大的表示眼震运动速度快，定为快相进而确定眼震方向，
[0016] 眼球水平运动速度：Vh(S) = ^
[0017] 其中STx为瞳孔水平位移，dt为对水平位移进行时间求导，
[0018] 眼球垂直运动速度：Vv(S) = ^
[0019] 其中STy为瞳孔水平位移，dt为对垂直位移进行时间求导，医疗上眼震慢相为前 庭刺激所引起；快相则为中枢矫正性运动。眼球运动的慢相朝向前庭兴奋性较低的一侧，快 相朝向前庭兴奋性较高的一侧。
[0020] 进一步的是，S2所诉的自发性眼震试验、凝视试验的水平和垂直眼球震颤幅度和 眼球旋转角度的计算方法，消除了被检测者头部微动和身体倾斜的干扰，具体方法如下：根 据拍摄图像视频确定瞳孔圆心位移轨迹T (X，y，t)，其中X为轨迹水平方向位移，y为轨迹 垂直方向位移，t为时间；
[0021] 瞳孔圆心位移为：ST(x，y，t) = T(x，y，t)-T0(x，y，0)
[0022] 其中TO (x，y，0)为SO步骤确定的瞳孔圆心初始位置，
[0023] 眼球旋转角度 α(α, t) = tarr1^，
[0024] 其中STy为瞳孔垂直方向的位移，ST $瞳孔水平方向的位移
[0025] 投影屏上光点位移为G (X，y，t)米，投影屏与被检查者距离为L米，则任意时刻视 线凝视光点时，瞳孔相应的跟随位移为GT，跟随旋转角度为Ga，公式为：
[0026] 跟随位移：GT(x，y，t) = G(x，y，t) XR0 + L
[0027] 其中RO为眼球半径，G(x，y，t)为投影屏上光点在t时刻的水平和垂直位移
[0028] 跟随旋转角度：G〇c = tan-1^ ,其中GT5^P GTy为跟随位移水平和垂直方向的分 量。
[0029] 眼球震颤幅度为瞳孔位移ST (X，y，t)和跟随位移GT (X，y，t)的差值，公式为：
[0030] 眼球震颤幅度：Δ ST (X，y，t) = ST (X，y，t) -GT (X，y，t)
[0031] 眼球旋转角度的偏差值为眼球旋转角度α (a，t)与跟随旋转角度Ga的差值，公 式为：
[0032] 眼球震颤旋转角度：Δ a (a，t) = a (a，t)_Ga
[0033] 进一步的是，S5所诉的头部水平和垂直运动的计算方法以及与眼球运动叠加的方 法如下：头部不固定时，根据定位光标形心红色标志点的坐标，确定头部位移轨迹HG (X，z， t)，
[0034] 头部水平转角Hahfa，t) = tan_1^|，其中HGz为头部前后方向位移，HGx为头部 水平方向的位移；
[0035] 头部垂直转角此"《，t) =C0s-I7^g:=),
[0036] 其中L(X，y，t)为头蓝定位光标端点绿色标志点位移坐标，0(x，y，t)为头蓝定位 光标形心红色标志点位移坐标，L(x0, y0,0)为头蓝定位光标SO步骤初始化时的端点绿色 标志点位移坐标，〇(x〇，y〇,〇)为头盔定位光标SO步骤初始化时形心红色标志点位移坐标， 头部位移和眼球位移叠加，得到眼球在头部不固定时的运动轨迹
[0037] 眼球水平位移：ST ' （X，t) = T (X，t) -TO (X，0) +HG (X，t) +H a h ( a，t) X RH
[0038] 其中T (x，t)为瞳孔水平位移轨迹，TO (x，0)为瞳孔初始水平位置，HG (x，z，t)为 头部位移轨迹，H a h ( a，