优选视网膜区的视觉检测与视觉训练设备的制作方法

1.本发明涉及眼科医疗器械领域，具体涉及黄斑受损时关于优选视网膜区的视觉检测与视觉训练设备。


背景技术：

2.正常的人眼，在注视时物体会成像于视网膜的黄斑中心凹，黄斑中心凹是视网膜上视力最敏锐的地方。而某些疾病，比如年龄相关性黄斑变性、近视性黄斑变性、黄斑裂孔等，会导致人眼的黄斑中心凹功能受损，使患者的视力严重下降。
3.优选视网膜区(preferred retinal locus，简称prl)，也有文献称之为优选视网膜区域、优选的视网膜注视点，指的是黄斑受损时，即中心视力受损时，患者常常将所视物体成像于黄斑周边的健康的视网膜区域，这个起替代作用的周边视网膜区域称为优选视网膜区(prl)。
4.已有的检测prl的方式有：激光扫描眼底镜(laser scanning ophthalmoscope，slo)、相干光断层扫描(optical correlation tomography，oct)、功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fmri)、微视野计(micro perimeter，mp)等。
5.对prl位置定位后，采取适当的训练可以有效利用prl。然而很少有患者自然发现并合理利用prl，医生们需要在为患者检测到适合的prl后，再训练患者使用prl，这样才能较好地利用残余的视力，提高功能性视力。


技术实现要素：

6.本发明的目的是：提供黄斑受损时关于优选视网膜区的视觉检测与视觉训练设备。
7.为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种视觉检测设备，设双眼中的一只眼为中心视力正常的眼睛，称之为a眼，另外一只眼为黄斑疾病造成中心视力下降的眼睛，称之为b眼，其特征在于，包括：
8.显示模块，可显示仅左眼单眼可见的图像，可显示仅右眼单眼可见的图像；
9.图像拍摄与处理模块，包含至少2个近红外摄像机和至少2个近红外光源，用于连续拍摄眼睛区域的图像；图像拍摄与处理模块还包含图像处理功能，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算；当拍摄a眼图像时，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能可得到a眼瞳孔中心三维坐标、a眼各个角膜反光点中心三维坐标；当拍摄b眼图像时，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能可得到b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标；图像拍摄与处理模块和显示模块的相对位置固定且已知；
10.a眼kappa角计算模块，将a眼黄斑中心凹视线定义为经过a眼黄斑中心凹和a眼瞳孔中心的直线，a眼黄斑中心凹视线和a眼注视外物时所注视的位置相交；a眼kappa角计算模块控制显示模块在指定位置显示仅a眼可以看见的视标t
a
，受检者注视视标t
a
后，此时a眼
黄斑中心凹视线为经过a眼瞳孔中心和视标t
a
的直线；a眼kappa角计算模块通过对a眼瞳孔中心三维坐标、a眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到a眼的瞳孔中线，进而计算得到a眼的kappa角，a眼的kappa角为a眼黄斑中心凹视线和a眼瞳孔中线的夹角；
11.b眼黄斑中心凹视线计算模块，将b眼黄斑中心凹视线定义为经过b眼黄斑中心凹和b眼瞳孔中心的直线；通过对b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到b眼瞳孔中线，并进一步计算得到b眼黄斑中心凹视线；
12.b眼黄斑中心凹视线计算模块采用以下方式获得b眼黄斑中心凹视线：
13.根据左眼和右眼生理对称的原理，b眼黄斑中心凹视线与b眼瞳孔中线的夹角和a眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此b眼黄斑中心凹视线计算模块计算得到b眼黄斑中心凹视线；
14.b眼prl角度检测模块，b眼prl角度检测模块控制显示模块在指定位置显示仅a眼可以看见的视标t1，受检者注视视标t1后，设此时b眼黄斑中心凹视线与显示模块的交点位置是p0，则b眼prl角度检测模块控制显示模块在p0位置显示仅b眼可以看见的视标t2；受检者用a眼注视视标t1，同时对b眼是否能看清视标t2做出响应；在视标t2可被b眼受检者最清晰地看到的显示位置p
b
，b眼prl角度检测模块获得b眼prl视线后，进一步获得b眼prl角度，其中，b眼prl角度为b眼prl视线与b眼黄斑中心凹视线的夹角，b眼prl视线为经过显示位置p
b
和b眼瞳孔中心的直线。
15.优选地，所述b眼prl角度检测模块中，视标t2显示的范围是以交点位置p0为圆心，周围1
°
半径至10
°
半径视角内可变化的位置。
16.优选地，所述b眼prl角度检测模块中，视标t2为一个视标，是在交点位置p0周围不同的位置依次出现的。
17.优选地，所述b眼prl角度检测模块中，视标t2为多个视标，是在交点位置p0周围不同的位置同时出现的。
18.优选地，还包括a眼黄斑中心凹视线计算模块，通过图像拍摄与处理模块实时计算a眼瞳孔中线后，a眼黄斑中心凹视线计算模块实时获得a眼瞳孔中线后根据a眼的kappa角实时计算得到a眼黄斑中心凹视线；
19.所述b眼prl角度检测模块，在进行检测的过程中，a眼黄斑中心凹视线计算模块对受检者a眼是否注视视标t1进行实时监控，如果a眼黄斑中心凹视线和显示模块的交点离开了视标t1所显示的位置，则设置a眼黄斑中心凹视线和显示模块的交点离开视标t1所显示位置期间的测试结果无效，重新进行测试。
20.本发明的另一个技术方案是提供了一种视觉训练设备，设双眼中的一只眼为中心视力正常的眼睛，称之为a眼，另外一只眼为黄斑疾病造成中心视力下降的眼睛，称之为b眼，且已知b眼的prl角度，其特征在于，包括：
21.显示模块，可显示仅左眼单眼可见的图像，可显示仅右眼单眼可见的图像；
22.图像拍摄与处理模块，包含至少2个近红外摄像机和至少2个近红外光源，用于连续拍摄眼睛区域的图像；图像拍摄与处理模块还包含图像处理功能，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算；当拍摄a眼图像时，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能可得到a眼瞳孔中心三维坐标、a眼各个角膜反光点中心三维坐标；当拍摄b眼图像时，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能可得到b眼瞳孔中心
三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标；图像拍摄与处理模块和显示模块的相对位置固定且已知；
23.a眼kappa角计算模块，将a眼黄斑中心凹视线定义为经过a眼黄斑中心凹和a眼瞳孔中心的直线，a眼黄斑中心凹视线和a眼注视外物时所注视的位置相交；a眼kappa角计算模块控制显示模块在指定位置显示仅a眼可以看见的视标t
a
，受检者注视视标t
a
后，此时a眼黄斑中心凹视线为经过a眼瞳孔中心和视标t
a
的直线；a眼kappa角计算模块通过对a眼瞳孔中心三维坐标、a眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到a眼的瞳孔中线，进而计算得到a眼的kappa角，a眼的kappa角为a眼黄斑中心凹视线和a眼瞳孔中线的夹角；
24.a眼黄斑中心凹视线计算模块，可通过图像拍摄与处理模块实时计算a眼瞳孔中线后，a眼黄斑中心凹视线计算模块实时获得a眼瞳孔中线，并根据a眼的kappa角实时计算得到a眼黄斑中心凹视线；
25.b眼prl视线计算模块，b眼prl视线计算模块通过对b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到b眼瞳孔中线，b眼prl视线计算模块基于b眼瞳孔中线计算得到b眼黄斑中心凹视线，并进一步通过b眼的prl角度和b眼黄斑中心凹视线计算得到b眼prl视线；
26.b眼prl视线计算模块采用以下方式计算得到b眼黄斑中心凹视线：
27.将b眼黄斑中心凹视线定义为经过b眼黄斑中心凹和b眼瞳孔中心的直线；根据左眼和右眼生理对称的原理，b眼黄斑中心凹视线与b眼瞳孔中线的夹角和a眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此b眼prl视线计算模块计算得到b眼黄斑中心凹视线；
28.训练模块，在视觉训练时，训练模块控制显示模块先显示仅a眼可见的图像p
a
，让训练者注视图像p
a
，然后训练模块控制显示模块在b眼prl视线和显示模块的交点显示仅b眼可见的图像p
b
；然后训练模块控制显示模块使得图像p
a
和图像p
b
保持同时显示，进行视觉训练。
29.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
是互补的图像，需同时看到才能组成完整的图像。
30.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
是形状和大小相同的图像。
31.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
是有双眼视差的立体图像。
32.优选地，所述训练模块中，图像p
a
和图像p
b
显示的范围不超过半径≤2
°
视角的圆形范围。
33.优选地，当b眼prl视线和显示模块交点改变时，图像p
b
的位置随之移动，始终位于b眼prl视线和显示模块的交点的位置。
34.本发明的另一个技术方案是提供了一种视觉训练设备，设双眼中的一只眼为中心视力正常的眼睛，称之为a眼，且已知a眼的kappa角，另外一只眼为黄斑疾病造成中心视力下降的眼睛，称之为b眼，且已知b眼的prl角度，其特征在于，包括：
35.显示模块，用于显示仅b眼可以看见的内容，显示模块显示的内容另外一只眼睛不能看见；
36.图像拍摄与处理模块，包含至少2个近红外摄像机和至少2个近红外光源，用于连续拍摄b眼的图像；图像拍摄与处理模块还包含图像处理功能，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算，得到b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标；图像拍摄与处理模块和显示模块的相对位置已知；
37.b眼prl视线计算模块，通过对b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到b眼瞳孔中线；b眼prl视线计算模块基于b眼瞳孔中线计算得到b眼黄斑中心凹视线，并进一步通过b眼的prl角度和b眼黄斑中心凹视线计算得到b眼prl视线；
38.b眼prl视线计算模块通过以下方式获得b眼黄斑中心凹视线：
39.将b眼黄斑中心凹视线定义为经过b眼黄斑中心凹和b眼瞳孔中心的直线；根据左眼和右眼生理对称的原理，b眼的黄斑中心凹视线与b眼瞳孔中线的夹角和a眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此可计算得到b眼黄斑中心凹视线；
40.训练模块，在视觉训练时，训练模块控制显示模块在b眼prl视线和显示模块的交点附近显示清晰的图像，在其他区域不显示图像或显示压抑的图像。
41.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，训练模块控制显示模块在b眼prl视线和显示模块的交点显示图像，当b眼prl视线和显示模块的交点移动时，训练图像显示的位置随之移动；在显示平面的其他位置不显示图像。
42.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，图像显示的范围不超过以b眼prl视线和显示模块的交点为圆心，半径≤2
°
视角的圆形范围。
43.优选地，所述训练模块中，在视觉训练时，训练模块控制显示模块在b眼prl视线和显示模块的交点附近显示清晰的图像，在b眼prl视线和显示模块的交点较远的区域显示压抑的图像，图像显示的位置不随b眼prl视线和显示模块的的交点的移动而移动。
44.优选地，所述训练模块中，在显示模块上显示训练图像时，显示清晰图像的范围不超过以b眼prl视线和显示模块的交点为圆心，半径≤2
°
视角的圆形范围。
45.本发明的另一个技术方案是提供了一种视觉训练设备，设双眼中的一只眼为中心视力正常的眼睛，称之为a眼，且已知a眼的kappa角，另外一只眼为黄斑疾病造成中心视力下降的眼睛，称之为b眼，且已知b眼的prl角度，其特征在于，包括：
46.图像拍摄与处理模块，包含至少2个近红外摄像机和至少2个近红外光源，用于连续拍摄b眼的图像；图像拍摄与处理模块还包含图像处理功能，图像拍摄与处理模块通过图像处理功能可对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算，得到b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标；
47.b眼prl视线计算模块，通过对b眼瞳孔中心三维坐标、b眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到b眼瞳孔中线；b眼prl视线计算模块基于b眼瞳孔中线计算得到b眼黄斑中心凹视线，并进一步通过b眼的prl角度和b眼黄斑中心凹视线计算得到b眼prl视线；
48.b眼prl视线计算模块通过以下方式获得b眼黄斑中心凹视线：
49.将b眼黄斑中心凹视线定义为经过b眼黄斑中心凹和b眼瞳孔中心的直线；根据左眼和右眼生理对称的原理，b眼黄斑中心凹视线与b眼瞳孔中线的夹角和a眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此可计算得到b眼黄斑中心凹视线；
50.液晶遮挡模块，为位于b眼视野范围的液晶镜片，控制液晶镜片在b眼的prl视线和液晶镜片的交点处及附近一定范围内透明，其他区域不透明，进行视觉训练，且透明区域的
位置可以随b眼prl视线的变化而实时变化，始终位于b眼prl视线和液晶镜片的交点处；液晶遮挡模块和图像拍摄与处理模块的相对位置固定且已知。
51.优选地，所述液晶遮挡模块中，液晶遮挡模块透明的范围不超过以b眼prl视线和液晶镜片的交点为圆心，半径≤2
°
视角的圆形范围。
52.优选地，所述视觉训练设备可集成于头戴式装置，头戴式装置为头戴式眼镜、或vr设备、或ar设备。
53.本发明具有的有益效果是：本发明提供的视觉检测与视觉训练设备使优选视网膜区的检测结果客观准确，视觉训练内容丰富，训练的状态和效果可实时监控。
附图说明
54.图1(a)是实施例一中“黄斑中心凹视线”的示意图(以右眼为例)；图1(b)是“kappa角”的示意图(以右眼为例)；
55.图2是实施例一中设备各部件的位置示意图；
56.图3是实施例一中显示器、2个摄像机、2个光源、左右眼的相对位置关系示意图；
57.图4是实施例一中双摄像机系统对瞳孔中心的三维空间定位原理示意图；
58.图5是实施例一中瞳孔中线计算原理示意图；
59.图6是实施例一中检测优选视网膜区的示意图。
具体实施方式
60.下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
61.实施例一
62.对于中心视力正常的眼，当注视外物时，外物发出的光线经过瞳孔中心，成像在黄斑中心凹。本发明中，定义中心视力正常眼“黄斑中心凹视线”为经过此眼黄斑中心凹和瞳孔中心的直线，中心视力正常眼“黄斑中心凹视线”向眼球外部延伸，和此眼注视外物时所注视的位置相交。对于中心视力正常眼，“黄斑中心凹视线”即视轴。
63.例如，一名受检者，右眼视网膜黄斑部正常，为中心视力正常的眼睛；左眼视网膜黄斑部有病变，中心视力下降。如图1(a)所示，因为其右眼中心视力正常，当用右眼单眼注视外物时(本实施例中为显示模块上的视标t
a
)，右眼注视点(即视标t
a
的位置)与右眼瞳孔中心p
r
的连线为右眼黄斑中心凹视线，右眼黄斑中心凹视线经过右眼视网膜上的黄斑中心凹(本实施例中黄斑中心凹位于视网膜上m
r
的位置)。
64.图1(b)中的虚线是右眼的瞳孔中线，瞳孔中线是人眼的对称轴，大多数人的黄斑中心凹视线和瞳孔中线不完全重合，有一个夹角，黄斑中心凹视线和瞳孔中线的夹角称之为kappa角。此受检者右眼的kappa角α为右眼黄斑中心凹视线和右眼瞳孔中线的夹角。
65.因为此受检者的左眼黄斑部有病变，所以在用左眼单眼注视外物时，其成像点可能是在左眼视网膜黄斑中心凹之外的某个点。
66.对于优选视网膜区(prl)的检测，其意义在于，当黄斑中心凹受损严重时，找到一
个视网膜上的成像较清晰的一个区域，用这个区域替代已受损的黄斑中心凹的功能，使视力尽量恢复到较高的水平。
67.如图2所示，一种视觉检测设备，包括显示模块、图像拍摄与处理模块、a眼kappa角计算模块、b眼黄斑中心凹视线计算模块、b眼prl角度检测模块。
68.在本实施例中，a眼为右眼，b眼为左眼。
69.显示模块，可显示仅左眼单眼可见的图像，可显示仅右眼单眼可见的图像。显示模块显示内容仅单眼可见的方式可以是以下方式中的一种：(1)使用偏振显示器，同时受检者佩戴偏振眼镜；(2)使用裸眼3d显示器，显示仅单眼可见的图像；(3)使用立体快门显示器，同时受检者佩戴快门眼镜；(4)受检者佩戴红绿眼镜等双眼不同颜色镜片的眼镜，且显示器相应显示仅单眼可见的颜色所构成的图像；(5)vr等头戴式装置。
70.本实施例使用偏振显示器1，同时受检者佩戴偏振眼镜，偏振眼镜可透过波长为850nm的近红外光。
71.本实施例中，图像拍摄与处理模块包含2个近红外摄像机，分别为左摄像机2
‑
1和右摄像机2
‑
2，还包含2个发光波长为850nm的近红外led光源，分别为左光源3
‑
1和右光源3
‑
2，位于近红外摄像机外侧。图像拍摄与处理模块位于显示器下方，摄像机和光源等装在机壳内。每只眼睛能被图像拍摄与处理模块中的2个近红外摄像机所拍摄。2个近红外摄像机、2个近红外光源与显示器之间的相对位置是固定的且相对位置已知。显示器、图像拍摄与处理模块中的左摄像机2
‑
1、右摄像机2
‑
2、左光源3
‑
1、右光源3
‑
2、左眼4、右眼5的相对位置关系如图3所示。
72.另外，本实施例还包括一台电子计算机6，图像拍摄与处理模块的图像处理算法、a眼kappa角计算模块、b眼黄斑中心凹视线计算模块、b眼prl角度检测模块都是运行在该电子计算机6上的程序。为了更好的固定头部位置以便测试数据更加精确，本实施例还包括一个头部固定支架7。
73.本设备运行的具体步骤为：
74.(一)受检者坐在本设备前，眼睛朝向显示器方向，让受检者的下巴放在头部固定支架7上，使左右眼的高度相同，且左右眼和显示器的距离相同。图像拍摄与处理模块中的两个近红外摄像机可以拍摄包含眼睛区域的图像。
75.(二)用a眼kappa角计算模块计算右眼的kappa角
76.如图4所示，在显示器上显示视标t
a
，视标t
a
为一个小圆点，位于显示器中央。
77.图像拍摄与处理模块中的左摄像机2
‑
1和右摄像机2
‑
2构成的双目摄像机系统可以基于同一物体的视差信息，进行三维空间坐标的计算。右眼瞳孔中心p
r
的三维空间坐标p
r
(x,y,z)计算方法为：
78.如图4所示，三维空间坐标以左摄像机的光心e为原点，左摄像机光心到右摄像机光心的连线ei所在的直线为x轴，左摄像机的光轴eh所在的直线为z轴，y轴垂直于xz平面(本图未画出)。
79.左摄像机2
‑
1和右摄像机2
‑
2之间的距离为t，f为左摄像机的成像面的中心，j为右摄像机的成像面的中心。瞳孔中心p
r
在左摄像机2
‑
1上的成像点是g，在右摄像机2
‑
2上的成像点是k。因为摄像机的成像面尺寸是已知的，其某个成像点与成像面中心的x轴距离是容易计算得到的。可计算得到g点和f点在x轴方向投影上的距离是gf，k点和j点在x轴方向投
影上的距离是jk。
80.设ef＝ij＝f。
81.根据相似三角形原理得到方程
①
和方程
②
如下：
[0082][0083][0084]
因为方程
①
和方程
②
只有两个未知量x和z，其他的值gf、jk、f、t都是已知的，所以可以求解得到：
[0085][0086][0087]
同理，根据瞳孔中心p
r
成像点与成像面中心的y轴方向的距离(设此距离为δy)，可求得瞳孔中心p
r
的y坐标：
[0088][0089]
这样瞳孔中心p
r
的三维空间坐标就都已计算出结果。
[0090]
又因为左摄像机2
‑
1和右摄像机2
‑
2与显示器的相对位置固定，即标定点t
a
的三维空间坐标是已知的，因此t
a
和右眼瞳孔中心p
r
的三维空间连线可以确定，为右眼黄斑中心凹视线所在直线。
[0091]
瞳孔外侧有球面状的角膜表面。将人眼的角膜外表面视为一个凸面镜，点光源经凸面镜反射会在凸面镜的另一侧形成一个虚像。基于光学成像原理可以知道虚像的位置是由光源与凸面镜所处的位置确定的，和观察者所处的位置无关(即和摄像机所处的位置无关)。另外点光源与虚像所连接而成的空间直线经过凸面镜所在球面的球心。
[0092]
如图5所示，让受检者右眼注视标定点t
a
，基于上述点光源凸面镜反射成像的光学原理和双目视觉原理，设两个近红外点光源的三维空间位置为r1和r2，可计算得到角膜外表面两个近红外反光点虚像的三维空间位置为r1’
和r2’
。r1‑
r1’
的连线和r2‑
r2’
的连线相交于角膜外表面所在球面的球心o
c
。另外在上个步骤已测得瞳孔中心p
r
的三维坐标。p
r
和o
c
的连线是右眼瞳孔中线。
[0093]
计算右眼黄斑中心凹视线和右眼瞳孔中线的夹角，得到右眼kappa角的角度。在本实施例中，右眼黄斑中心凹视线在右眼瞳孔中线鼻侧(眼球外部的相对位置)，夹角为2
°
，即右眼kappa角为2
°
。
[0094]
(三)用b眼黄斑中心凹视线计算模块计算左眼黄斑中心凹视线
[0095]
通过和计算右眼瞳孔中线相似的方法可以得到左眼的瞳孔中线。
[0096]
根据左眼和右眼生理对称的原理，左眼黄斑中心凹视线与左眼瞳孔中线的夹角和右眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称(人体以正中矢状面左右对称)。在本实施例中，因为受检者的左右眼的高度相同，且左右眼和显示器的距离相同，因此正中矢状面垂直于地面且垂直于两眼连线，可知左眼黄斑中心凹视线在左眼瞳孔中线的鼻
侧(眼球外部的相对位置)，夹角为2
°
。
[0097]
(四)用b眼prl角度检测模块计算左眼的prl角度
[0098]
在本实施例中，在中央位置显示仅右眼可见的视标t1，为一个小的“+”字标，让受检者右眼注视此视标。根据前面的步骤可以计算出左眼黄斑中心凹视线与显示模块的交点位置是p0。然后在p0附近的位置显示仅左眼可以看见的视标t2，本实施例中t2是一个开口方向随机的1
°
视角的“e”字标。本实施例中，视标t2出现在p0周围1
°
半径至10
°
半径视角内可变化的位置，在纵向和横向每间隔1
°
的网格点上，以顺序位置或随机位置依次显示。本实施例为从左到右从上到下的顺序方式依次显示，每两次的位置不重复。受检者需用右眼注视视标t1，同时对左眼是否能看清视标t
2“e”字标开口的方向做出响应，响应的方式是口头报告、动作示意、按键、操作鼠标等方式中的任意一种。本实施例中是让受检者口头报告“e”字标的开口方向，如果看不清就告诉医生看不清，医生将结果实时通过键盘输入计算机中进行存储，且所存储的结果和“e”字标出现的位置相对应。
[0099]
视标t2的开口方向随机的“e”字标在网格点所有位置都出现过一次后，通过在p0周围1
°
半径至10
°
半径视角范围显示视标t2，如果存在视力相对其他区域明显最好的区域，例如视标t2显示在p
b
位置时时视力相对最好，则可以判断此时视标t2显示的位置成像于左眼的优选视网膜区(prl)，定义经过p
b
和左眼瞳孔中心的直线为左眼prl视线，左眼prl视线与左眼黄斑中心凹视线的夹角为左眼prl角度(本专利中的prl角度包含夹角的数值及方向)。
[0100]
例如，在本实施例中，如图6所示，左眼黄斑中心凹视线始终正对p0点，视标t
2“e”字标在所有网格点显示结束后，p0正右侧3
°
视角的位置p
b
处显示的“e”字标受检者看得最清晰，受检者能看清此位置“e”字的开口方向，其他位置都不能看清“e”字的开口方向，则判断左眼prl角度为3
°
，左眼prl视线在左眼黄斑中心凹视线的鼻侧(眼球外部的相对位置)；在视网膜上左眼prl区域位于w，在左眼黄斑中心凹m
l
的颞侧。
[0101]
另外，设备还可以包括a眼黄斑中心凹视线计算模块，a眼黄斑中心凹视线计算模块是运行在计算机上的程序。a眼黄斑中心凹视线计算模块可通过图像拍摄与处理模块实时计算a眼瞳孔中线，并根据a眼的kappa角实时计算a眼的黄斑中心凹视线。本实施例中，a眼黄斑中心凹视线计算模块可以实时计算右眼黄斑中心凹视线，并计算右眼黄斑中心凹视线和显示模块的交点。在进行检测的过程中，a眼黄斑中心凹视线计算模块对受检者右眼是否注视视标t1进行实时监控，如果右眼黄斑中心凹视线和显示模块的交点离开了t1所显示的位置，则设置右眼眼动点离开t1所显示位置期间的测试结果无效，重新进行测试。
[0102]
在另外的实施例中，视标t2还可以是多个不同的视标同时出现在p0周围的区域，然后让受检者说出哪个视标看得最清楚，从而判断出prl角度。
[0103]
实施例二
[0104]
一名患者，右眼视网膜黄斑部正常，为中心视力正常的眼睛；左眼视网膜黄斑部有病变，中心视力下降,且已知左眼的prl角度。
[0105]
一种视觉训练设备，包括显示模块、图像拍摄与处理模块、a眼kappa角计算模块、a眼黄斑中心凹视线计算模块、b眼prl视线计算模块、训练模块。
[0106]
在本实施例中，a眼为右眼，b眼为左眼。
[0107]
本实施例还包括一台电子计算机，图像拍摄与处理模块的图像处理算法、a眼kappa角计算模块、a眼黄斑中心凹视线计算模块、b眼prl视线计算模块、训练模块都是运行
在该电子计算机上的程序。为了更好的固定头部位置以便测试数据更加精确，本实施例还包括一个头部固定支架，受检者坐在本设备前，眼睛朝向显示器方向，让受检者的下巴放在头部固定支架上，使左右眼的高度相同，且左右眼和显示器的距离相同。图像拍摄与处理模块中的两个近红外摄像机可以拍摄包含眼睛区域的图像。
[0108]
显示模块、图像拍摄与处理模块的组成与工作原理与实施例一相同。
[0109]
a眼kappa角计算模块的工作原理与实施例一相同。
[0110]
a眼黄斑中心凹视线计算模块可实时计算右眼的黄斑中心凹视线，其原理是按照实施例一的相关步骤，通过图像拍摄与处理模块实时计算右眼瞳孔中线，并根据右眼的kappa角实时计算右眼的黄斑中心凹视线。
[0111]
b眼prl视线计算模块可以实时计算左眼的prl视线。通过对左眼瞳孔中心三维坐标、左眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到左眼的瞳孔中线；根据左眼和右眼生理对称的原理，左眼的黄斑中心凹视线与左眼瞳孔中线的夹角和右眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此可计算得到左眼黄斑中心凹视线；因为左眼的prl角度已知，通过左眼的prl角度和左眼黄斑中心凹视线可以计算得到左眼prl视线。
[0112]
训练模块用来进行视觉训练，显示模块先显示仅右眼可见的图像p
a
，让训练者注视图像p
a
，然后在b眼prl视线和显示模块的交点显示仅左眼可见的图像p
b
；然后图像p
a
和图像p
b
保持同时显示，进行视觉训练。本实施例中，图像p
a
和图像p
b
显示的范围不超过半径≤2
°
视角的圆形范围。
[0113]
在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
可以是互补的图像，需同时看到才能组成完整的图像。这样可以在训练左眼prl的视力时，同时训练双眼视觉的同时视功能。例如，图像p
a
是一个鸟笼，只有右眼可以看到；图像p
b
是一只小鸟，只有左眼可以看到。然后医生问患者是否可以同时可以看到小鸟和鸟笼，如果可以看到，说明患者具备同时视；如果患者只能看到小鸟或只能看到鸟笼，说明患者还不具备同时视，还需要进一步训练。
[0114]
在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
可以是形状和大小相同的图像。这样可以在训练左眼prl的视力时，同时训练双眼视觉的融合视功能。例如，图像p
a
是一只小鸟，只有右眼可以看到；图像p
b
也是一只同样的小鸟，只有左眼可以看到。然后医生问患者看见的是几只小鸟，如果看到的是一只小鸟，说明患者具备融合视；如果看见的是两只小鸟，说明患者还不具备融合视，还需要进一步训练。
[0115]
在视觉训练时，图像p
a
和图像p
b
可以是有双眼视差的立体图像。这样可以在训练左眼prl的视力时，同时训练双眼视觉的立体视功能。例如，图像p
a
和图像p
b
可以组合成一个小球的立体图像，前后来回移动。然后医生问患者是否能看见一个小球前后移动，现在的距离是远还是近，如果患者可以正确判断距离，说明具备立体视；如果患者不能正确判断距离，说明还不具备立体视，还需要进一步训练。
[0116]
另外，当左眼prl视线和显示模块交点改变时，图像p
b
的位置随之移动，始终位于左眼prl视线交点的位置。这样可以使训练图像始终成像于prl区域。
[0117]
实施例三
[0118]
一名患者，右眼视网膜黄斑部正常，为中心视力正常的眼睛，且已知右眼的kappa角；左眼视网膜黄斑部有病变，中心视力下降,且已知左眼的prl角度。
[0119]
一种视觉训练设备，包括显示模块、图像拍摄与处理模块、b眼prl视线计算模块、
训练模块。
[0120]
在本实施例中，b眼为左眼。
[0121]
本实施例还包括一台电子计算机，图像拍摄与处理模块的图像处理算法、b眼prl视线计算模块、训练模块都是运行在该电子计算机上的程序。
[0122]
显示模块显示的内容仅左眼可以看见，另外一只眼睛不能看见。本实施例中，显示模块为一个显示器，可以用眼罩遮挡右眼，只用左眼看显示器显示的内容。
[0123]
图像拍摄与处理模块包含2个近红外摄像机和2个近红外光源，可连续拍摄b眼(本实施例为左眼)的图像；并包含图像处理功能，可对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算，得到左眼瞳孔中心三维坐标、左眼各个角膜反光点中心三维坐标，图像拍摄与处理模块和显示模块的相对位置已知。其工作原理和实施例一类似，但只需拍摄b眼(左眼)区域的图像，不必拍摄a眼(右眼)区域的图像。
[0124]
为了更好的固定头部位置以便测试数据更加精确，本实施例还包括一个头部固定支架，受检者坐在本设备前，眼睛朝向显示器方向，让受检者的下巴放在头部固定支架上，使左右眼的高度相同，且左右眼和显示器的距离相同。
[0125]
b眼prl视线计算模块可以实时计算左眼的prl视线。通过对左眼瞳孔中心三维坐标、左眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到左眼的瞳孔中线；根据左眼和右眼生理对称的原理，左眼黄斑中心凹视线与左眼瞳孔中线的夹角和右眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此可计算得到左眼黄斑中心凹视线；因为左眼的prl角度已知，通过左眼的prl角度和左眼黄斑中心凹视线可以计算得到左眼prl视线。
[0126]
训练模块用来进行视觉训练，在视觉训练时，左眼prl视线和显示模块的交点附近显示清晰的图像，在其他区域不显示图像或显示压抑的图像。对图像压抑的方式可以是模糊化、降低显示分辨率、亮度变暗、降低对比度中的一种或几种，压抑后得到的图像为压抑图像。
[0127]
训练模块可以使用的一种训练方式为，在视觉训练时，在左眼prl视线和显示模块交点显示清晰的图像，当左眼prl视线和显示模块交点移动时，图像显示的位置随之移动；在显示模块的其他位置不显示图像。例如，图像可以是数字、汉字、字母、小视标、小动画、闪烁的光点等。为了精确地通过图像刺激视网膜的prl区域，图像的视角不宜太大，不超过半径≤2
°
视角的圆形范围，在本实施例中，图像为一个在显示平面上每2秒变化一次的方向随机的e字标，视角为1
°
，显示的位置为左眼prl视线和显示模块的交点，要求患者左眼单眼观看e字标并向医生口头报告e字标的方向。在显示模块的其他位置不显示图像。通过视觉训练，因为患者的左眼prl位置始终可以受到图像的刺激，且视网膜其他位置得不到图像的刺激，有助于患者逐渐训练较好的prl视力。
[0128]
训练模块还可以使用的一种训练方式为，在视觉训练时，显示模块在左眼prl视线和显示模块交点附近显示清晰的图像，在左眼prl视线和显示模块交点较远的区域显示压抑的图像，图像显示的位置不随左眼prl视线和显示模块交点的移动而移动。例如，在显示器上显示一张图像，图像是一篇完整的语文课文，图像显示的位置不随左眼prl视线的移动而移动，但图像清晰显示的范围为左眼prl视线和显示模块交点为圆心，半径≤2
°
视角的圆形范围，其他区域是模糊化的图像。在本实施例中，图像清晰显示的范围为左眼prl视线和显示模块交点为圆心，半径1
°
视角的区域。这样，患者在用左眼单眼阅读此课文时，只能看
清左眼prl视线和显示模块交点附近的文字图像，视网膜其他成像位置对应的是模糊的文字图像。通过视觉训练，有助于患者增强prl的视力。
[0129]
实施例四
[0130]
一名患者，右眼视网膜黄斑部正常，为中心视力正常的眼睛，且已知右眼的kappa角；左眼视网膜黄斑部有病变，中心视力下降,且已知左眼的prl角度。
[0131]
一种视觉训练设备，包括图像拍摄与处理模块、b眼prl视线计算模块、液晶遮挡模块。
[0132]
在本实施例中，b眼为左眼。
[0133]
图像拍摄与处理模块包含2个近红外摄像机和2个近红外光源，可连续拍摄左眼的图像；并包含图像处理功能，可对拍摄到的所在区域的图像进行图像处理计算，得到左眼瞳孔中心三维坐标、左眼各个角膜反光点中心三维坐标，图像拍摄与处理模块和显示模块的相对位置已知。
[0134]
b眼prl视线计算模块可以实时计算左眼的prl视线。通过对左眼瞳孔中心三维坐标、左眼各个角膜反光点中心三维坐标进行计算得到左眼的瞳孔中线；根据左眼和右眼生理对称的原理，左眼的黄斑中心凹视线与左眼瞳孔中线的夹角和右眼的kappa角大小相等，夹角方向以人的正中矢状面镜像对称，由此可计算得到左眼的黄斑中心凹视线；因为左眼的prl角度已知，通过左眼的prl角度和左眼的黄斑中心凹视线可以计算得到左眼prl视线。
[0135]
液晶遮挡模块为位于左眼视野范围的液晶镜片，控制液晶镜片在左眼的prl视线和液晶镜片的交点处附近范围内透明，其他区域不透明，进行视觉训练，且透明区域的位置可以根据患者左眼prl视线的变化而实时变化，始终位于左眼prl视线和液晶镜片的交点处。液晶遮挡模块和图像拍摄与处理模块的相对位置固定且已知。控制液晶镜片任何区域透明或不透明的方式，可以是通过运行在电子计算机上的程序，也可以通过fpga等微型化的嵌入式系统进行控制。液晶遮挡模块透明的范围不超过以左眼prl视线和液晶遮挡模块交点为圆心，半径≤2
°
视角的圆形范围。本实施例中设置为半径等于1
°
视角的圆形范围。这样，患者左眼所能看到视野区域，只能成像于患者左眼的prl区域，将对患者左眼的prl区域进行持续的成像刺激，与此同时，视网膜其他区域得到外部图像的刺激，因此将有助于患者训练prl视力。
[0136]
进行视觉训练时，视觉训练的内容可以是显示器上的图像、视频、动画等。也可以将本设备集成于可穿戴的头戴式装置，如头戴式眼镜、vr设备、ar设备等。例如，将本设备集成于头戴式眼镜时，患者可长时间佩戴这样的眼镜，在日常的生活或学习中，进行视觉训练。