专利名称：压力条件下的视觉和认知测试及/或训练的制作方法
技术领域：
本发明涉及视觉和认知功能的测试和训练。更具体地说，本发明涉及在压力条 件下训练和测试视觉和/或认知过程。
背景技术：
视觉评估领域的普通技术人员应该知道有大量的可以对受试者实施以确定个体 视觉能力强弱的视觉测试。典型地，这些测试用于确定个体是否能够从某些形式的视觉 矫正和/或训练中受益，如果是，确定可能需要何种类型及强度的视觉矫正和/或训练。 此外，很多活动，尤其是竞技体育，对个体的视觉能力有特殊的要求，并且需要知道这 些对视觉或认知能力的要求引起的任何影响。然而，个体的视觉能力并非总是静止的， 因为它可以受到例如伴随身体或认知压力(例如血压升高)的生理变化的影响。
发明内容
根据本发明的系统和方法在压力条件下通过使受试者承受压力条件、提供视觉 刺激并从受试者接收响应来测试或训练受试者的视觉和/或认知能力。压力条件可以包 括身体压力和/或认知压力，例如有氧活动或无氧活动。呈献给受试者的刺激可以例如 是呈现在显示装置上的视觉刺激。响应可以通过输入装置从受试者接收。在根据本发明的另一实施例中，提供一种系统，其可以包含显示装置、使受试 者承受压力条件的压力诱导装置、以及连接至显示装置的测试单元。该系统中的显示装 置可以设置成向受测试者显示视觉刺激。这种系统还可以包括设置成从受测试者接收响 应的输入装置。在根据本发明的另一实施例中，提供一种用于视觉和认知测试或训练的方法。 该方法可以包含对受试者执行第一测试以生成测试结果，其中该测试可以是视觉测试和/ 或认知测试；记录该第一测试的结果；使受试者承受压力条件；对受测试者执行第二测 试以生成测试结果，其中该测试可以是视觉测试和/或认知测试；记录第二测试结果； 确定第一测试结果和第二测试结果之间的差别。
以下参照附图对本发明进行详细说明，其中图1表示根据本发明的系统；图2表示根据本发明的另一系统；图3表示根据本发明的另一系统；图4表示根据本发明的方法；以及图5表示根据本发明的另一方法。
具体实施例方式现参照附图，图1表示根据本发明的测试/训练系统100。所属技术领域的技术 人员应该理解，此处所述的系统和方法可以用于测试和训练两种目的。系统100可以用 于测试/训练受试者102。图1中，受测试者102可以通过装置105接受压力条件。装置105可以包括任何 可以对受测试者102施放压力(例如身体压力)的装置。将受测试者置于压力条件下测 试受试者的视觉和认知能力可以显示这种压力对受试者能力的影响。维持一个人的视觉 和认知能力非常重要，尤其是在体育竞赛中；然而，这些能力会随着活动、竞赛、或比 赛继续的压力降低。测试这种视觉和/或认知能力的下降会有助于识别个体的该问题， 继而个体可以进行训练以排除这样的压力更好地维持其视觉和/或认知能力。所属技术 领域的技术人员应该认识到，受测试者102可以接受多于一轮的测试。所属技术领域的 技术人员还应该认识到，多于一个的受测试者可以同时接受测试。所属技术领域的技术 人员还应该认识到，根据本发明的系统，例如系统100，可以用于训练的目的，以提高个 体在压力条件下的视觉和/或认知能力。尽管图1中的装置105提供有氧活动形式的压力条件，但是身体压力可以包括 有氧和无氧活动。有氧活动的例子包括任何升高受试者需氧水平的活动，包括跑步、骑 车、椭圆型健身器训练(elliptical training)等。无氧活动可以包括任何类型的能对受测试 者102施加身体压力的力量训练或举重训练，包括卧推、下蹲等。根据本发明，视觉和/或认知测试可以在个体上实施。视觉测试可以包括任何 需要视觉的活动，例如使受试者读视力表。类似地，认知测试可以包括任何需要认知的 活动。这种活动的例子可以包括各种算术、词句、方向测试等等。所属技术领域的技术 人员应该认识到，这些活动的难度级别可以根据个体的水平和个体的特殊活动变化。这 些活动的难度还可以在测试的过程中变化。例如，测试可以从简单水平开始，并且随着 每轮测试增加难度。执行视觉和/或认知测试时，显示的刺激(例如标记114)可以具有能够被使用者 感知的特征。例如，刺激可以具有特定的颜色，或者可以是特定的字符，例如数字或标记 114所示的字母。可选择地，显示的刺激可以具有例如方位的特征。例如，刺激可以包含 指向上、下、左、右的箭头或兰道环视标(LandoltC)，受试者102可以提供对应于显示的 箭头方向的响应(例如通过按下按钮、移动操纵杆、提供声音识别、转换重心等)。根据本发明，使受试者承受压力条件的方法可以以各种方式出现。举例来说 (并不限定)，个体可以承受压力条件一定的持续时间，压力条件可以终止，然后个体可 以接受视觉和/或认知测试。为了确定压力条件对个体的影响，视觉和/或认知测试可 以在个体承受压力条件之前进行，以提供基线数据，将该基线数据与之后的视觉和/或 认知测试结果进行比较。身体活动或压力的持续时间可以变化，并且可以以更长或更短的间隔重复。此 外，活动的强度可以变化。例如，如果将踏车用作装置105，则踏车的速度或倾斜度可以 随着每轮测试增加，或者，如果通过举重训练提供压力，可以为个体增加更多的要举起 的重量。所属技术领域的技术人员应该认识到，在每轮中强度可以增加或减小。所属技 术领域的技术人员还应该认识到，压力条件的类型、持续时间以及强度可以基于运动员的特殊需求来确定。在本发明的另一实施例中，个体可以同时接受视觉和/或认识测试以及压力条 件。视觉和/或认识测试也可以在个体承受压力条件之前进行，以便得到用于比较的基 线数据。该实施例可以用于参加那些需要运动员处于持续压力条件下的运动的运动员， 例如足球、篮球运动员等。参照图1，显示装置110的位置可以设置成使受试者102能够观看显示装置 110。显示装置110可以是任何类型的计算机或电视监控器，包括阴极射线管、液晶显示 器、等离子屏幕或任何其他显示器类型，或者可以包含图像投射到其上的屏幕，无论是 从前方投射还是从后方投射。此外，显示装置110可以与系统100中的装置105结合， 或者，可选择地，显示装置110与装置105可以是独立的装置。尽管图1中所示的是单 独的显示装置110，但是也可以使用多个显示装置。显示装置110可以提供刺激，例如视觉标记114。如图1所示，视觉标记 114提供了能够根据本发明使用的标记的例子。如图1所示，标记114是一行拼写为 “NITNES”的字母。对于此例子，可以通过要求受试者102意识到这些字母拼写成一
个单词(这里是“TENNIS (网球)”)来对她进行认知测试。然而，所属技术领域的技 术人员应该认识到，根据本发明，可以使用任何其他类型的标记。例如，另一种用于本 发明的合适标记可以是兰道环视标。响应于显示给受测试者102的视觉刺激，受测试者102可以通过输入装置提供响 应。输入装置可以包括任何能够从使用者接收输入的装置，例如触摸感应显示装置、音 频装置、电机输入装置等等。举例来说(并不限定)，显示装置110可以是触摸感应的， 因而允许其也可以接收输入。触摸感应显示装置110可以包含监视器、投射屏幕或任何 其他类型的无触摸感应的显示装置，其可操作地连接到触摸感应层，允许显示视觉刺激 的同时也接收触摸输入。例如，可以将触摸感应的实质上透明的薄膜加在非触摸感应监 视器上。进一步举例来说，可以将触摸感应板与投射仪一起使用来用作触摸感应显示器 110。所属技术领域的技术人员应该理解这些和其他的用作触摸感应显示装置的可能性。受试者102还可以利用电机输入装置(例如图3中的装置350)来提供响应。电 机输入装置可以是任何能够从受试者102接收手动输入的装置，例如操纵杆或按键，也 可以是任何能够从受试者102的任何类型的身体动作接收输入的装置，例如脚踏板或按 钮。合适用作输入装置150的装置的例子包括键盘或按键、按钮、操纵杆、开关、踏板 或任何其他能够从受试者102接收活动输入的装置。输入装置的其他例子讨论如下。仍参照图1，输入装置可以包含从受试者102接收输入的麦克风160。麦克风 160例如可以与声音识别软件一起使用从受试者102接收声音响应。在图1所示的例子 中，麦克风可以与在测试单元180上运行的声音识别软件一起使用，在受试者102说出单 词“TENNIS (网球)，，使对其进行识别。其他类型的声音响应的例子包括识别一系列显 示在显示装置110上的数字、显示在显示装置110上的标记的方位、显示在显示装置110 上的标记的颜色、显示装置110上显示标记的区域或任何其他类型的词句信息。进一步参考图1，系统100可以包括头部和/或眼睛监视器170。头部和/或眼 睛监视器170可以在测试/训练过程中测量受试者102的头部和/或眼睛的移动。在进 一步的例子中，可以通过获取受试者身体移动的姿势来接收输入。其他装备(图中未表示)可以测量数据，例如受试者的大脑活动、血压、心率、排汗或其他生理和/或医学数 据。举例来说(并不限定)受试者的大脑活动可以通过利用EEG获取大脑活动，尤其是 与受试者的视觉关联的大脑活动，来作为输入装置。仍参照图1，系统100可以包括可以发出声音的音频扬声器120。声音刺激可以 与本发明结合使用。例如，根据本发明的方法可以将声音与视觉和/认知测试/训练一 起使用，作为使受试者准备在竞赛环境中执行测试/训练的一部分，其中竞赛环境中因 为有嘈杂的声音或其他声音会出现注意力不集中。此外，声音可以用作要求受试者有特 定响应的刺激。可能地，会要求受试者以给定的方式响应特定的刺激的组合，例如，只 有在配有特定声音时才响应视觉刺激。可以使用超过图1所示的音频扬声器120的多个 扬声器，其可以允许受试者测试/训练基于源头的方向区分声音。测试单元180可以协调系统100中的各种输入装置提供的刺激，并收集和保留来 自受试者102的响应的输入数据和任何附加数据，例如平衡、眼睛的移动、头部的移动 数据、以及接收自受试者102的生理/医学数据。测试单元180还可以提供打分功能， 以提供对受试者102的精准度、速度及其他行为表现标准的测量。测试单元180还可以 控制测试进程，以使刺激呈现给受试者102的速度或难度随着受试者通过测试/训练进步 而增加。图2和3提供了可以用来测试个体的视觉和/或认知能力的测试的进一步的例 子。对于每个例子，应该理解的是，个体可以如前所述承受压力条件。所属技术领域的 技术人员应该认识到，这些附图仅仅表示可以与压力条件一起使用的测试的例子。现参照图2，其表示根据本发明的第二示例性系统200的一部分。系统200利 用部分朝向围绕受试者202的拱形显示装置210。诸如装置205的装置可以用于为受试 者202生成压力条件。拱形显示装置210可以显示标记214。系统200还可以包括多个 附加组件，例如图1中所示的那些组件。例如，图2中，受试者202可以通过音频输入 (例如麦克风206)进行响应。拱形显示装置210对于提供更好的沉浸式视觉体验、测试 受试者202利用单个平板显示装置不容易测试/训练的视野部分是有用的。现参照图3，其表示利用显示眼镜310的系统300的一部分。显示眼镜310可以 向受试者302呈现视觉影像而无需较大的显示装置。图3中，装置305为受试者302提 供压力条件。系统300可以包括可以从受试者302接收响应的输入装置350。输入装置 350是上述针对图1中的输入装置150描述的任何输入装置，或者可以选择地是麦克风。 例如，输入装置350可以是运动感应手套或受试者302穿戴的其他装置，用以测量受试者 302响应用眼镜310显示的视觉刺激的手部移动，以测量受试者302的手眼协调性。还应 该认识到，眼镜310可以包括整合在其中的头部和/或眼睛移动监视器或者其他生理/医 学监视器。现参照图4，其表示测试/训练受试者的视觉和/或认知功能的方法400。步骤 410中，个体承受压力条件。步骤420中，将视觉刺激，例如标记，显示在显示装置上。 步骤440中，接收输入。如上所述，从个体接收的输入可以包含触摸输入、音频输入或 电机输入装置。步骤440中，确定对标记的响应是否恰当。例如，恰当的响应可以是触 摸显示的视觉刺激、忽略显示的视觉刺激、用词句响应显示的视觉刺激(例如，通过朗 读识别刺激的字符)、或者利用电机输入装置提供响应。步骤450中，将与响应及响应是否恰当有关的数据记录在数字媒体上。步骤460中，可以基于响应计算得分。所属技术 领域的技术人员应该认识到，步骤460中计算的得分可以基于另外的信息，例如受试者 的头部和/或眼睛移动、生理/医学数据或其他从受试者收集的信息。现参照图5，其表示测试/训练受试者的视觉和认知能力的另一方法500。步骤 510中，进行视觉和/或认知测试。这样的测试可以包括视觉刺激，例如视觉标记。如 上所述，可以在步骤510中执行的测试的例子包括视觉、算术、词句、方向测试等等。 例如，可以为受试者显示算术问题让其解答，例如2+3，或者，如图1所示，可以打乱单 词的字母顺序，要求受试者正确拼写该单词。对于视觉测试，可以要求受试者阅读例如 标准视力表。受试者的认知和视觉能力可以用方向测试进行测试，其中，显示箭头或其 他标记(例如兰道环视标)，要求受试者通过输入装置响应箭头的方向。所属技术领域的 技术人员应该理解并认识到，步骤510中进行的测试可以根据需要进行设置。步骤520中，记录步骤510中进行的测试得到的结果。步骤530中，可以使受测 试者承受压力条件。步骤540中，进行视觉和/或认知测试。如上所述，压力条件可以 包括任何有氧或无氧活动。步骤540中进行的测试可以与步骤510中进行的测试相同， 或者，可选择地，步骤540中进行的测试可以与步骤510中进行的测试不同。尽管在方 法500中步骤530表示为在步骤540之前发生，但是应该认识到，步骤530和步骤540可 以同时发生。步骤550中，记录步骤540中进行的测试得到的结果。步骤560中，计算 步骤520和步骤550中记录的结果之间的差别。该差别可以表明压力条件对受试者的视 觉和/或认知能力的影响。这里所述的系统和方法可以用于测试和/或训练多种视觉和认知技能。用于向 个体施加压力的身体活动的类型不限于此处所述的类型，而是可以利用能够向受试者提 供压力的任何类型的活动。此外，用于向受试者提供刺激的输出装置的类型不限于此处 所述的类型，而是可以利用能够向受试者提供刺激的任何类型的装置。这里所述的系统 和方法还不限于任何特定的打分算法或标准，打分算法或标准可以为不同的受试者调整 或者随着各个受试者技能的进步而调整。类似地，提供给受试者的刺激数量和类型以及 接收的受试者的响应不限于此处所述，在任何单个的测试/训练期间，可以提供多种类 型的刺激和接收多种类型的响应。
权利要求
1.一种用于视觉和认知测试或训练的方法，其特征在于，该方法包含使受测试者 承受压力条件；在显示装置上向受测试者显示刺激；确定对视觉刺激的恰当的响应；从 受测试者接收响应；以及确定从受测试者接收的响应是否是恰当的响应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压力条件包含身体压力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，身体压力包含有氧活动。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，身体压力包含无氧活动。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含在向受测试者显示视觉刺激 之前终止施予受测试者的压力条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含在从受测试者接收响应之前 终止施予受测试者的压力条件。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使受测试者承受压力条件和向受测试者 显示刺激同时发生。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使受测试者承受压力条件和向受测试者 显示刺激及从受测试者接收响应同时发生。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从受测试者接收响应包含接收使用者在 显示装置上的触摸。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从受测试者接收响应包含从音频输入 装置接收输入。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从受测试者接收响应包含从电机输入 装置接收输入。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刺激包含测试受测试者视觉的标记。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刺激包含测试受测试者认知的标记。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，标记包含算术测试。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，标记包含词句测试。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，标记包含方向测试。
17.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含从受测试者接收眼睛移动信肩、ο
18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含从受测试者接收头部移动信肩、ο
19.一种用于视觉和认知测试或训练的系统，其特征在于，该系统包含显示装置； 对受测试者产生压力的装置；以及与显示装置通信连接的测试单元。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，测试单元与产生压力的装置通信连接。
21.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，还包含输入装置，其中输入装置通信 连接至测试单元，从受测试者接收输入。
22.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，显示装置向受测试者显示视觉刺激。
23.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，显示装置为输入装置。
24.—种用于视觉和认知测试或训练的方法，其特征在于，该方法包含对受测试者 实施第一测试，以生成第一测试结果，其中第一测试包含视觉测试和认知测试中的至少一种；记录第一测试结果；使受测试者承受压力条件；对受测试者实施第二测试，以生 成第二测试结果，其中第二测试包含视觉测试和认知测试中的至少一种；记录第二测试 结果；以及确定第一测试结果与第二测试结果之间的差别。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，压力条件包含身体压力。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，身体压力包含有氧活动。
27.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，身体压力包含无氧活动。
28.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，第一测试和第二测试中的至少一个包 含视觉测试。
29.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，第一测试和第二测试中的至少一个包 含认知测试。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，认知测试包含算术测试。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，认知测试包含词句测试。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，认知测试包含方向测试。
全文摘要
受试者的视觉和认知技能可以通过向受试者提供视觉刺激来测试和/或训练。更具体地说，可以在压力条件下(例如身体压力或认知压力)测试和/或训练受试者，以确定压力条件对受试者的视觉和感觉技能的影响。可以通过输入装置从受试者接收响应，其恰当性可以取决于提供给受试者的刺激。可以记录与受试者的行为表现有关的行为信息和其他数据以及压力条件的可能的影响。打分可以基于受试者的行为表现的速度、精准度以及其他方面。
文档编号G09B19/00GK102016956SQ200980116439
公开日2011年4月13日 申请日期2009年5月7日 优先权日2008年5月8日
发明者赫本·雅欧, 阿蓝·W·雷切尔 申请人:耐克国际有限公司