СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ СОДРУЖЕСТВЕННОГО ДВИЖЕНИЯ ГЛАЗ Российский патент 2003 года по МПК A61B3/113 

Предлагаемое изобретение относится к области медицины и может быть использовано при создании устройств, регистрирующих движения глаз, в том числе в реальном времени, в частности в офтальмологии, а также в психофизиологии, инженерной психологии, физиологии и в технике в устройствах управления.

Известен способ определения траектории движения глаз [1], включающий определение значения разности между электроокулографическими потенциалами, отражающими горизонтальную позицию левого и правого глаза, конвертирование полярности и амплитуды электроокулографических потенциалов в позиционный сигнал, отражающий степень конвергенции и дивергенции глаз, далее включает компенсацию изменений в амплитуде электроокулографических потенциалов, когда глаза фиксируются на определенной позиции.

Известен способ измерения траектории глаз при конвергенции и дивергенции [2] , включающий регистрацию величины электроокулографических потенциалов, представляющих горизонтальную позицию правого глаза относительно первой референтной точки, регистрацию величины электроокулографических потенциалов, отражающих горизонтальную позицию левого глаза относительно вышеназванной референтной точки, определение значения разности между величинами вышеизложенных электроокулографических потенциалов, отражающих горизонтальную позицию правого глаза и электроокулографического сигнала, отражающего горизонтальную позицию левого глаза, определение позиции на изображении или видеодисплее, основанного на изменении электроокулографических потенциалов.

Недостатком известных способов является то, что информацию о траектории движений глаз получают, сравнивая величины окулографических потенциалов, зарегистрированные в разных отведениях. Такой метод требует калибровки сигналов, заключающейся в определении общего нулевого уровня, а также периодической компенсации изменений нулевого потенциала. Он также чувствителен к поляризационным процессам на электродах.

Задачей предлагаемого изобретения является создание способа, позволяющего упростить процесс оценки траектории движения глаз по окулографическим потенциалам.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем использование электродов и регистрацию окулографических потенциалов, используют три электрода - один общий и два активных, а для определения траектории движения глаз в декартовой системе координат вычисляют значение разности между приращением окулографического потенциала в одном отведении за определенный промежуток времени и приращением окулографического потенциала в другом отведении за этот же период времени, которое будет соответствовать приращению по оси "X" в декартовой системы координат, значение же суммы этих приращений потенциалов будет соответствовать приращению по оси "У" в декартовой системе координат.

Способ предполагает сравнение между отведениями не самих окулографических потенциалов, а их приращений. Это делает его независимым от исходного уровня потенциалов и от их абсолютных значений и поэтому не требует каких-либо компенсирующих действий. Способ позволяет получить данные о содружественном движении глаз в двухмерной декартовой системе координат по приращениям окулографических потенциалов, регистрируемых одновременно в двух отведениях. На основе этих данных может быть построена кривая, соответствующая траектории содружественного движения глаз в декартовой системе координат. Использование способа упрощает обработку окулографических потенциалов.

Способ осуществляется следующим образом.

Для регистрации окулографических потенциалов используют три электрода: один общий (референтный) и два активных. Регистрирующие электроды размещают по следующей схеме - фиг.1. Общий электрод (А) помещают между надбровными дугами над назионом (D) либо по средней линии лба. Два активных (C₁ и C₂) размещают с темпоральной стороны глазниц так, чтобы края глаз (точки B₁ и B₂) находились на середине прямых линий, соединяющих общий и активные электроды, т.е. AB₁=B₁C₁ и АВ₂=В₂С₂, C₁-A - первое отведение, С₂-А - второе отведение.

Для получения информации о содружественном движении глаз в декартовой системе координат окулографические потенциалы, зарегистрированные (регистрируемые) одновременно от двух отведений, обрабатываются следующим образом. Сначала определяют приращение потенциала в каждом отведении отдельно за один и тот же промежуток времени (чем меньше эти промежутки времени, тем более точно будет воссоздана траектория движения глаз), затем приращение потенциала в одном отведении сопоставляют с приращением потенциала в другом отведении. При этом значение разности этих приращений будет характеризовать движение глаз в горизонтальной плоскости и соответствовать приращению по оси "X" в декартовой системе координат, а значение суммы этих приращений будет характеризовать движение глаз в вертикальной плоскости и соответствовать приращению по оси "У" в декартовой системе координат.

Использование компьютерной техники при обработке окулографических потенциалов в нашем способе позволяет отслеживать движение глаз в реальном времени. В этом случае содружественное движение глаз может отображаться на мониторе компьютера в виде перемещений светящейся точки.

На фиг. 2 показаны изменения окулографических потенциалов, зарегистрированные при размещении электродов по предлагаемой схеме (фиг.1) во время движения глаз на 10^o от центра поля зрения в разных направлениях в первом (1) и втором (2) отведениях. Стрелками показано направление движения глаз на 10^o от точки фиксации взгляда и обратно.

На фиг. 3 представлена траектория содружественного движения глаз, восстановленная по этим потенциалам при помощи предлагаемого способа и отображенная на экране компьютера.

Предлагаемый способ позволяет упростить процесс оценки траектории движения глаз и может быть использован в различных областях техники при создании устройств, регистрирующих движения глаз, в том числе в реальном времени.

Источники информации
1. Патент США 5491492, А 61 В 3/14, 1996 г.

2. Патент США 5422689, А 61 В 3/14, 1995 г.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при создании устройств, регистрирующих движения глаз, в том числе в реальном времени, применяемых в медицине, в частности в офтальмологии, а также в психофизиологии, инженерной психологии, физиологии и в технических устройствах управления. Способ предполагает сравнение между отведениями приращений окулографических потенциалов. Это делает его независимым от исходного уровня потенциалов и от их абсолютных значений и поэтому не требует каких-либо компенсирующих действий. Способ позволяет получить данные о содружественном движении глаз в двухмерной декартовой системе координат по приращениям окулографических потенциалов, регистрируемых одновременно в двух отведениях. На основе этих данных может быть построена кривая, соответствующая траектории содружественного движения глаз в декартовой системе координат. Это позволяет упростить процесс оценки траектории движения глаз по окулографическим потенциалам. 3 ил.

Способ определения траектории содружественного движения глаз, включающий использование электродов и регистрацию окулографических потенциалов, отличающийся тем, что используют один общий электрод А, размещенный над назионом или по средней линии лба, и два активных С₁ и С₂, которые размещают с темпоральной стороны глазниц так, чтобы края глаз находились на середине прямых линий, соединяющих общий и активный электрод, а после регистрации электроокулографических потенциалов одновременно в двух отведениях С₁-А и С₂-А осуществляют определение приращения электроокулографического потенциала в отведении С₁-А за определенный промежуток времени и приращения электроокулографического потенциала в отведении С₂-А за тот же период времени и сопоставляют их друг с другом, при этом значение разности этих приращений характеризует движение глаз в горизонтальной плоскости и соответствует приращению по оси Х декартовой системы координат, а значение суммы приращений характеризует движение глаз в вертикальной плоскости и соответствует приращению по оси Y декартовой системы координат.