СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТРОТЫ ЗРЕНИЯ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2020 года по МПК A61B3/32 

Область техники

Изобретение относится к способу и устройству для определения остроты зрения пользователя. Более конкретно, оно относится к способу, который позволяет пользователю проводить, самостоятельно и регулярно, без значительных усилий и на протяжении относительно длительного времени (например в курсе лечения), оценку этой функции, чтобы быть готовым, в случае необходимости, своевременно обратиться за медицинской помощью.

Уровень техники

Из уровня техники известны различные способы проверки или мониторинга остроты зрения. Так, в US 4798456 описан способ, позволяющий провести количественное измерение метаморфопсии путем представления страдающему этим заболеванием различных изображений с последующим опросом о его восприятии.

Далее, из WO 2010132304 известны ручной прибор для контроля зрения и способ самостоятельного тестирования зрения пользователем с помощью такого устройства. Согласно известному способу отклонения от допустимого расстояния компенсируются на дисплее контрольного прибора, удерживаемого на приемлемом расстоянии от глаз пользователя. При осуществлении способа пользователю демонстрируются на дисплее, в динамическом или статичном режиме, различные контуры. Способ обеспечивает также возможность ввода, с последующим отображением их на дисплее, реакций пользователя на различные контуры. Результаты самотестирования определяются по реакциям, вводимым пользователем. В качестве примера, на данном приборе кружки отображаются рядом с деформированными кружками, а пользователь должен идентифицировать деформированные кружки.

Из US 4798456 известен способ измерения зрительных способностей пользователя, согласно которому задаются две фиксированные пространственно разделенные точки, а пациент должен переместить третью точку вдоль оси, соединяющей две фиксированные точки, в центр этой оси.

Из US 2005/122477 известен способ, согласно которому от пользователя требуется произвести определенные изменения на представленном ему специальном тестовом паттерне, после чего на основании соответствующей реакции пользователя делаются выводы о его зрительном поведении. Схожий способ известен из US 2012/050685.

Раскрытие изобретения

Задача, на которую направлено изобретение, состоит в создании улучшенного способа, обеспечивающего определение остроты зрения пользователя (данный термин здесь охватывает и поле зрения) надежным и безошибочным образом и без участия медиков.

Данная задача решена разработкой способа согласно п. 1 прилагаемой формулы или программы обработки данных для осуществления этого способа, или мобильного электронного устройства, реализующего этот способ.

Более конкретно, предлагается тест, используемый для измерения возможностей зрительной системы. Однако он также позволяет сделать, основываясь на этих возможностях, косвенные выводы о более общих возможностях пользователя, например о его потенциале реагирования, здоровье или состоянии релаксации. Соответственно, может быть также сделан непрямой вывод об общем физиологическом состоянии, например о степени алкоголизации или о состоянии под влиянием наркотиков или лекарств, или болезни, которая может быть не связана непосредственно с глазами и зрительной способностью, или о ментальном состоянии, или о сочетании этих аспектов. Предлагаемый способ обеспечивает проверку зрительной способности путем регистрации взаимного пространственного положения точек. Данное качество зрения известно как верньерная острота зрения. Эта зрительная способность основана на соответствующем функционировании сетчатки и структур более высоких уровней применительно к обработке визуального сигнала. На точность этого функционирования могут влиять различные процессы старения или патологические процессы. Данные процессы включают возрастную дегенерацию желтого пятна, диабетическую ретинопатию, васкулярные окклюзии любого типа в сетчатке и оптическом тракте, макулярный отек любого генезиса (например послеоперационный, диабетический, воспалительный), заболевания сетчатки, приводящие к смещению фоторецепторов, например эпиретинальный фиброз, витрофовеолярный тракционный синдром и макулярное отверстие, а также заболевания оптического нерва, например глаукома.

Положение представляемых пятен или точек может быть выбрано таким, чтобы они проецировались именно на пораженные точки сетчатки. Выбор положения точек может быть сделан на основе морфологических исследований, например посредством оптической когерентной томографии или на основе результатов предыдущих исследований с использованием предлагаемого способа (т.е. по методу адаптивного обучения). В дополнение, при многократном тестировании, в результате сравнительного анализа повторяемости и скорости входных сигналов и откликов со стороны тестируемого человека, может быть измерено влияние ежедневных вариаций показателей или патологических изменений мозга на тип или скорость восприятия изображений или влияние экзогенных веществ, таких как алкоголь или другие седативные и галюциногенные вещества, на характеристики реакции мозга. Благодаря учету динамического компонента теста на верньерную остроту зрения могут быть зарегистрированы постоянные или непостоянные изменения результатов, связанные или не связанные с сетчаткой, и улучшена чувствительность системы к функциональным изменениям сетчатки.

Более конкретно, изобретение относится к способу определения остроты зрения, согласно которому пользователь последовательно проводит серию многократных индивидуальных тестов. В этом случае при проведении каждого индивидуального теста на экране дисплея электронного устройства для пользователя отображают два пространственно разделенных внешних знака, являющихся в индивидуальном тесте фиксированными, и позиционируемый знак, расположенный между ними, но не на соединяющей их прямой линии. При этом пользователю выдают указание переместить, активируя электронное устройство, позиционируемый знак на экране дисплея перпендикулярно к указанной соединяющей прямой линии в положение, в котором указанный знак воспринимается пользователем, как лежащий на прямой линии, соединяющей внешние знаки. В результате пользователь фокусирует зрение на позиционируемом знаке, но должен позиционировать его относительно внешних знаков.

Затем, по завершении перемещения позиционируемого знака пользователем, регистрируют, посредством электронного устройства, по меньшей мере один из следующих параметров:

остаточное расстояние позиционируемого знака от соединяющей прямой линии по завершении перемещения позиционируемого знака пользователем;

время, которое потребовалось пользователю для перемещения позиционируемого знака;

количество изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака пользователем.

В типичном варианте пользователь завершает индивидуальный тест, вводя соответствующий входной сигнал, например воздействуя на поле "продолжить" на экране дисплея.

При этом в типичном варианте проводят по меньшей мере два или три индивидуальных теста, в которых внешние знаки расположены на одной и той же главной оси или на заранее определенных вспомогательных осях, причем при проведении одной серии тестов измерения проводят применительно по меньшей мере к двум различным главным осям. Далее в качестве меры остроты зрения по результатам индивидуальных тестов в составе серии тестов используют по меньшей мере один регистрируемый параметр или, при измерении группы параметров, предпочтительно комбинацию регистрируемых параметров.

Измерительные способы, обычно применяемые для определения верньерной остроты зрения, например сетка Амслера, обладают недостатком, состоящим в том, что тестируемый человек должен фокусировать зрение на определенной точке, но при этом требуется оценить визуальные знаки, расположенные вне точки, на которую производится фокусирование. В предлагаемом способе (хотя пользователь этого не замечает) ситуация является, в той или иной степени, обратной, что, по существу, повышает надежность и простоту измерений.

В контексте изобретения действуют следующие определения.

Электронное устройство. Этот термин означает устройства, способные сформировать изображение для пользователя, в том числе устройства для монокулярного или бинокулярного воспроизведения двумерных или трехмерных изображений. Соответственно, данные устройства включают мобильные устройства (например планшеты и смартфоны) и персональные компьютеры (например настольные компьютеры и ноутбуки), а также проекторы, наголовные устройства, интерактивные очки, 3D-дисплеи, голографические дисплеи, (крупноформатные) экраны, умные очки, шлемы виртуальной реальности, лазеры для формирования голограмм и т.д.

Экран дисплея. Данный термин означает не только экран дисплея в обычном смысле, но и устройство для двумерных или трехмерных изображений для одного или обоих глаз. Другими словами, этот термин охватывает не только традиционные экраны дисплеев, но также и дисплеи, проецируемые на поверхность, а также дисплейные средства типа применяемых, например, в умных очках или в голографических дисплеях. Экраны дисплеев предпочтительно являются сенсорными.

Внешние знаки. Под внешними понимаются знаки, находящиеся вне области, на которой сконцентрировано непосредственное внимание пользователя, причем их конкретная форма, в принципе, не оговаривается при условии, что они позволяют пользователю представить себе воображаемую прямую линию, соединяющую их. Внешние знаки, которым может быть придана, например, форма пятен, штрихов, окружностей или треугольников, могут быть дополнены или выделены с помощью вспомогательных средств, например кружков, затенений и т.д.

Позиционируемый знак. Позиционируемый знак - это элемент дисплея, находящийся между внешними знаками. Его конкретная форма в принципе не оговаривается при условии, что она позволяет точно позиционировать данный знак на прямой линии между внешними знаками. Позиционируемый знак и внешние знаки могут отображаться более или менее темными на светлом фоне, но также и более или менее светлыми на темном фоне. Возможно также комбинированное отображение, когда внешние знаки отображаются более темными на фоне средней яркости, а позиционируемый знак более светлым, или наоборот.

Расстояние. Применительно к позиционируемому знаку под расстоянием понимается его расстояние до воображаемой соединяющей прямой линии между двумя внешними знаками. Соответственно, если позиционируемый знак расположен точно на воображаемой соединяющей прямой линии между двумя внешними знаками, расстояние равно нулю. Это расстояние, как правило, изменяется в ходе индивидуального теста. В исходной ситуации позиционируемый знак не расположен на прямой линии, соединяющей внешние знаки, но находится между внешними знаками, т.е. в начале расстояние не равно нулю. Начальное расстояние предпочтительно задается случайным образом, причем у этого случайно заданного начального значения, как правило, имеются абсолютно минимальное и абсолютно максимальное допустимые значения. В ходе индивидуального теста пользователь перемещает позиционируемый знак вдоль направления, перпендикулярного воображаемой прямой линии, соединяющей внешние знаки, без возможности какого-либо смещения этого знака относительно других осей. По завершении индивидуального теста существует расстояние, которое рассматривается как эффективное (остаточное) расстояние позиционируемого знака от соединяющей прямой линии после выполнения операции перемещения позиционируемого знака.

Смещение. Под смещением позиционируемого знака понимается его положение вдоль линии между двумя внешними знаками. Если принять воображаемую соединяющую прямую линию между двумя внешними знаками за ось x, а перпендикулярную ей ось за ось y, смещение соответствует x - координате позиционируемого знака, а вышеупомянутое расстояние - его y - координате.

Рассмотренные соотношения представлены в графической форме на фиг. 1b применительно к главной горизонтальной оси. Вышеупомянутое расстояние соответствует здесь размеру с, расстояние между внешними знаками 3 и 4 - размеру d, а смещение - размеру а. Позиционируемый знак 5 может перемещаться только вдоль направления 16 перемещения, перпендикулярного к соединяющей прямой линии 6.

Главные оси. Под главными осями понимаются вертикальная ось (главная вертикальная ось) и горизонтальная ось (главная горизонтальная ось), какими они представляются пользователю при правильном положении экрана дисплея соответствующего электронного устройства. Направление соответствующей главной оси соответствует воображаемой прямой линии, соединяющей два внешних знака.

Диагональные (вспомогательные) оси. Этими вспомогательными осями являются оси, расположенные под острыми углами к главным осям. Вспомогательные оси могут быть наклонены к главным вертикальной и горизонтальной осям под углом 45°, так что их удобно именовать диагональными осями. Однако в контексте изобретения диагональные оси рассматриваются как оси, расположенные под углом, достаточным, чтобы отличить их в рамках их использования от главных вертикальной и горизонтальной осей. В общем случае эти диагональные оси предпочтительно составляют с главной горизонтальной или вертикальной осью, независимо одна от другой, угол 10°-80°, предпочтительно 20°-70°, особенно предпочтительно 30°-60°. Наиболее предпочтительные значения углов, которые диагональные оси составляют с главной горизонтальной или вертикальной осью, находятся в интервале 40-50°, например являются близкими или равными 45°. Если используются две таких вспомогательных оси, они могут быть взаимно перпендикулярны, т.е. угол между ними может равняться 90°. Однако допустимы и углы между диагональными осями, лежащие в интервале 20°-160°, например в интервале 60°-120°. Предпочтительно угол между диагональными осями составляет 80°-100°, в частности он является близким или равным 90°.

Активация электронного устройства. Эта активация, например с целью перехода к следующему индивидуальному измерению или перемещения позиционируемого знака, может производиться либо непосредственно на экране дисплея (например, в случае использования сенсорного экрана дисплея), либо посредством дополнительного входного интерфейса. С помощью этого интерфейса могут регистрироваться также, например, информативные движения пользователя (кивание головой или движения других частей тела). Для такой регистрации может использоваться центральный блок или специальное активирующее устройство. Например, в случае умных очков движение позиционируемого знака может управляться движением головы, речевым вводом или соответствующим ручным вводом в умные очки.

Поскольку зрительная система натренирована на постоянное фокусирование на точку, на которую она направлена, тестируемому человеку в рамках классического определения верньерной остроты зрения посредством сетки Амслера практически невозможно выполнить это условие без прекращения фиксации на требуемую точку. Однако это делает исследование бесполезным. Преимущество предлагаемого способа тестирования состоит в том, что тестируемый человек должен сфокусировать свой взгляд на точке, которую он должен перемещать. Это соответствует нормальной физиологической процедуре зрения в том отношении, что можно визуально концентрироваться на точке, положением которой требуется манипулировать. Поскольку тестируемый человек позиционирует манипулируемую им точку относительно двух внешних точек, которые также отображаются, фактически тестируемыми точками являются эти две внешние точки. Следовательно, данная измерительная процедура позволяет проводить измерения точек, находящихся вне центральной точки фокусирования взгляда без необходимости для тестируемого человека осознанно концентрироваться на этих внешних точках.

Повышение качества и надежности измерений обеспечивается благодаря динамической адаптации отображения теста к реальным условиям тестирования (к расстоянию глаз от изображения или к повороту головы или экрана). За счет дополнительной регистрации и анализа реальной длительности отдельных действий пользователя, пока он не установит позиционируемый знак в субъективно оптимальное положение на соединяющей прямой линии, а также регистрации и анализа количества и размера управляющих движений за одну операцию возможность статического рассмотрения верньерной функции расширяется путем учета динамического компонента. Тем самым снижается порог чувствительности для обнаружения дегенеративных или патологических изменений. Кроме того, способ дополнительно обеспечивает возможность непрерывной адаптации теста и дисплея к зрительным возможностям и особенностям каждого индивидуального глаза пользователя.

Согласно другому предпочтительному варианту изобретение относится к аналогичному способу, который характеризуется тем, что при проведении одной серии тестов проводят по меньшей мере два или три этапа тестирования относительно главной вертикальной оси и два или три этапа тестирования относительно главной горизонтальной оси и/или по меньшей мере два или три этапа тестирования проводят в каждом случае относительно по меньшей мере одной из двух диагональных осей.

Как уже упоминалось, не следует рассматривать диагональные оси как составляющие с главной вертикальной или главной горизонтальной осью точно угол 45°. Необходимо лишь, чтобы наклон этих диагональных осей по отношению к вертикальной и горизонтальной осям был достаточен для рассматриваемого приложения. В типичном случае эти диагональные оси предпочтительно составляют с главной горизонтальной или вертикальной осью, независимо одна от другой, угол 10°-80°, предпочтительно 20°-70°, особенно предпочтительно 30°-60°. Наиболее предпочтительные углы, которые диагональные оси составляют с главной горизонтальной или вертикальной осью, находятся в интервале 40°-50°, например являются близкими или равными 45°.

Две диагональные оси предпочтительно перпендикулярны одна другой, т.е. угол между ними может равняться 90°. Однако допустимы и углы между этими осями, лежащие в интервале 20°-160°, например в интервале 60°-120°. Предпочтительно угол между диагональными осями составляет 80°-100°, в частности он является близким или равным 90°.

Помещение точек, используемых в тесте, на различные оси позволяет тестировать различные, точно определенные точки сетчатки. В результате появляется возможность детально исследовать врожденные, дегенеративные или патологические процессы, ассоциированные с определенными участками и точками сетчатки, фактически всю область желтого пятна. Исследуемая зона охватывает по меньшей мере кружок вокруг точки фиксации, угловой размер которой составляет 10°. Поскольку предлагаемый способ позволяет измерять положение точек с очень высокой точностью и воспроизводимостью, указанное ассоциирование может быть очень точным, в отличие от других способов (например использующих сетку Амслера), которые позволяют проводить указанное ассоциирование только весьма неточно. В частности, становится возможным, при обеспечении квалифицированного управления измерениями или определенного выбора начальных положений относительно различных главных осей, эффективно определять более слабые участки сетчатки для каждого глаза путем таргетированного анализа данных. Таким образом, путем различных измерений относительно различных осей и с различными расстояниями позиционируемого знака от внешних знаков можно идентифицировать на сетчатке зоны (в типичном случае в форме секторов круга или, при использовании различных расстояний позиционируемого знака от внешнего знака, даже в форме кольцевых сегментов круга). В результате можно провести картирование в полярной координатной сетке, причем различные участки сетки могут оцениваться индивидуально.

Как было описано выше, в качестве меры остроты зрения пользователя можно использовать различные параметры. Согласно следующему предпочтительному варианту в случае регистрации параметра, соответствующего остаточному расстоянию позиционируемого знака от соединяющей прямой линии по завершении перемещения позиционируемого знака пользователем, в качестве меры остроты зрения используют среднее значение и/или стандартное отклонение абсолютного значения остаточного расстояния для этапа тестирования относительно одной и той же главной оси.

Если, дополнительно или альтернативно, производится регистрация параметра, соответствующего времени, которое потребовалось пользователю для завершения перемещения позиционируемого знака, в качестве меры остроты зрения можно использовать среднее значение и/или стандартное отклонение длительности между появлением знаков и подтверждением завершения индивидуального теста. Если в качестве конца индивидуального теста рассматривается автоматический переход к следующей измерительной процедуре при отсутствии входного сигнала в течение заданного количества секунд, эту точку во времени также можно рассматривать как момент, в который была проведена последняя манипуляция.

Если, дополнительно или альтернативно, производится регистрация параметра, соответствующего количеству изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака пользователем, может использоваться среднее значение и/или стандартное отклонение для количества изменений направления в процессе индивидуальных тестов или общее количество изменений направления относительно определенной главной оси. Применительно к данному параметру могут также регистрироваться и анализироваться амплитуда и/или частота таких изменений направления.

В дополнение к вышеупомянутым параметрам, могут быть зарегистрированы и включены в данные, анализируемые для определения остроты зрения, также и другие параметры. Они включают, в частности, информацию, которая регистрируется посредством камеры, ориентированной на пользователя, например информацию о глазе, активности глаза в процессе измерений и т.д., о положении устройства относительно пользователя, а также информацию о движении устройства (получаемую посредством соответствующих гироскопических элементов/датчиков) и информацию о яркости окружающего пространства, времени дня, времени, прошедшего после предыдущего исследования, и т.д.

Поскольку верньерная острота зрения варьирует в зависимости от различных влияющих физиологических факторов, например от времени дня, эффекта обучения и правильности ориентации используемой главной оси, эти влияющие факторы дополняются анализом динамических параметров тестирования, таких как реальная длительность выполнения частей теста, а также количество и размер потребовавшихся управляющих и корректирующих движений. Тем самым обеспечивается лучшая дифференциация между изменениями результатов измерений, которые связаны со зрительной способностью и текущим состоянием или обусловлены эффектами обучения. Таким образом, если способ применяется для измерения влияний на остроту зрения, связанных с сетчаткой, обеспечивается возможность отфильтровать влияния на точность измерений, не связанные с сетчаткой, или придать им при анализе правильный вес. Тем самым можно повысить чувствительность способа определения изменений, связанных с остротой зрения. С другой стороны, именно эти дополнительные параметры могут учитываться как параметры, релевантные для анализа, если способ предназначен для измерения только зрительной способности пользователя (например в контексте теста на алкоголь). Таким образом, данные параметры могут использоваться как для дополнительного уточнения результатов измерений, так и для предотвращения их неполноценности.

Согласно еще одному предпочтительному варианту способ характеризуется тем, что этапы тестирования начинают применительно к одной и той же главной оси с различным смещением позиционируемого знака в каждом случае вдоль соединяющей прямой линии. При этом предпочтительно в начале соответствующего этапа тестирования задают смещения, составляющие 1/3, 1/2 и 2/3 расстояния между двумя внешними знаками вдоль каждой главной оси, а количество индивидуальных тестов и/или соответствующих смещений предпочтительно адаптируют в индивидуальном режиме на основе предыдущей серии тестов и/или предшествующих морфологических исследований. Благодаря использованию различных положений позиционируемого знака относительно внешних знаков можно измерять на сетчатке или в поле зрения не только секторы, но и кольцевые сегменты круга.

Предлагаемый способ тестирования позволяет исследовать очень большие области сетчатки. Однако дегенеративные, патологические или другие процессы часто ограничены ее небольшими участками. Затронутые участки могут быть быстро выявлены в контексте функции поиска посредством смещения точек, выбранных вначале, причем они могут быть более точно ограничены в ходе дальнейших измерений путем выбора положений контролируемых точек. Это связано с наличием реальной возможности специально адаптировать последующую серию тестов в зависимости от результатов измерений в предыдущей серии тестов или свести их к решающим измерениям. За счет сокращения количества индивидуальных тестов их точность также может быть улучшена, поскольку симптомы усталости пользователя будут иметь меньшее влияние.

Согласно другому предпочтительному варианту внешние знаки и позиционируемый знак могут представлять собой штрихи или кружки, имеющие длину или диаметр соответственно в интервале 1-10 мм, предпочтительно в интервале 2-4 мм, причем при использовании штрихов они имеют толщину в интервале 0,5-5 мм, предпочтительно в интервале 1-2,5 мм и предпочтительно ориентированы параллельно используемой главной оси на протяжении всего этапа тестирования, тогда как внешние знаки и позиционируемый знак предпочтительно имеют одинаковый размер, предпочтительно адаптированный к остроте зрения тестируемого человека.

Согласно еще одному предпочтительному варианту на основе предыдущей серии тестов и/или предыдущих индивидуальных тестов, и/или предшествующих морфологических исследований предпочтительно индивидуально адаптируют по меньшей мере один из следующих задаваемых параметров: размер знаков; контраст на экране дисплея, выбор цвета экрана дисплея. Как вариант, дополнительно обеспечивают средства облегчения фокусировки, тогда как указанную индивидуализацию предпочтительно осуществляют для каждого глаза пользователя.

Пользователь предпочтительно проводит серию тестов, используя только один глаз, и/или электронное устройство обеспечивает возможность восприятия информации, отображаемой на экране дисплея, только одним глазом.

Таким образом, способ может быть индивидуализирован для каждого глаза и для каждого пользователя. Более конкретно, форма и размер знаков, контраст или средства для фокусировки могут быть индивидуализированы для каждого глаза в зависимости от результатов измерений и отображаться в процессе измерений при вводе каждого входного сигнала.

Чем меньше размер используемых при измерениях знаков, тем с большей чувствительностью может быть определена верньерная острота зрения. Однако распознавание используемых знаков зависит от качества (т.е. остроты) зрения. Чем хуже острота зрения, тем большими должны быть позиционируемый знак и внешние знаки, чтобы их смог распознать тестируемый человек. Поэтому в предлагаемом тесте размер, тип и контрастность знака могут быть, как вариант, адаптированы к остроте зрения человека, подлежащего тестированию. Благодаря этому верньерная острота зрения может надежно оцениваться, в том числе у людей со значительно пониженной остротой зрения. Это существенно отличает предлагаемый тест от других способов тестирования верньерной остроты зрения, например с использованием сетки Амслера, в которой тестовые паттерны имеют фиксированный размер. Если острота зрения глаза, подлежащего исследованию, ухудшена настолько, что тестируемому человеку трудно обеспечить стабильную фиксацию на внешние знаки, могут быть введены дополнительные средства, облегчающие фокусирование, например в виде изображения кольца, расположенного вне тестовых знаков, вокруг всего тестового поля.

Предлагаемый способ предпочтительно характеризуется также тем, что пользователь управляет перемещением позиционируемого знака путем прямого или непрямого взаимодействия с электронным устройством. Это взаимодействие может осуществляться посредством сенсорного экрана дисплея, движений тела, в частности руки или головы, или речи, или специального входного интерфейса, например устройства ручного ввода или входного устройства, связанного посредством Bluetooth (например, если экран дисплея формируется посредством его проецирования), или комбинацией названных средств. При этом, если экран дисплея является сенсорным экраном, пользователь позиционирует позиционируемый знак, непосредственно касаясь позиционируемого знака и перемещая его по экрану дисплея, или используя одну или более предназначенных для этого кнопок, отображаемых на экране дисплея. Тип, размер, количество, направление и время, потребовавшееся пользователю для ввода, путем взаимодействия со средствами ввода, позиционируемого знака в целевую область, также могут измеряться и использоваться для повышения чувствительности измерений и для оценки текущего состояния пользователя или эффекта обучения.

Поскольку у пожилых людей часто имеют место изменения сетчатки, для них взаимодействие с измерительным устройством может быть затруднительным. Трудностей такого рода можно избежать с помощью многочисленных вариантов взаимодействия, возможных согласно изобретению. Взаимодействия, посредством которых производится управление тестом, соответствуют типичным паттернам обычных взаимодействий. Более конкретно, взаимодействие может осуществляться посредством жестов или движений головы, таких как кивки или повороты головы.

Как описано выше, имеется возможность, путем измерения времени, потраченного на установку позиционируемого знака в конечное положение, косвенно определять, в дополнение к фактической верньерной остроте зрения, изменения функции зрения. Даже очень небольшое ухудшение этой функции приводит к увеличению времени, требуемого для правильного позиционирования перемещаемого знака. Таким образом, свидетельства ухудшения функции зрения в определенной области сетчатки имеют место, если время для выполнения теста относительно определенной оси или положения точки увеличивается по сравнению с предшествующими исследованиями или если, по сравнению с предшествующими исследованиями, увеличивается разница между медленным и быстрым выполнением отдельных операций. Если установлено увеличение времени для выполнения определенного задания применительно к одной или более тестовых осей (например, затраченное время лежит за пределами двух стандартных отклонений среднего времени, затраченного при выполнении того же задания в предшествующих исследованиях), устройство предложит сокращенный период для следующего тестирования (например 3 дня вместо 7). Если обнаруживается замедление, прогрессирующее на протяжении нескольких дней, в которые проводились измерения, будут рекомендованы дополнительные меры, например требование посетить оптика или врача и т.д. Если будет обнаружено увеличение или сокращение времени, требуемого для выполнения всех заданий, это явится указанием на ухудшение или улучшение функции зрения, на изменение состояния пользователя или на эффект обучения. Эта информация может быть использована для адаптации размеров используемых знаков в случае несомненного тренда или для придания результатам различных весов применительно к использованию в индивидуальных базах данных (в качестве базы для нормального результата теста относительно оси или участка). Это позволит отказаться от анализа результатов тестирования, проведенных при плохом состоянии пользователя, или избежать ошибочно низкой статистической референтной оценки ожидаемых показателей пользователя, обусловленных эффектом обучения. Таким образом, чувствительность способа остается стабильно высокой, несмотря на существование кривой обучения или изменений в отображении теста.

В отличие от известных способов, использующих только анализ переменных верньерной функции зрения, измеряемых в статическом режиме, способ по изобретению предлагает опцию повышения, за счет измерений динамического компонента, чувствительности при выявлении изменений верньерной функции зрения, а также при учете и компенсации таких эффектов, как текущее состояние, кривая обучения или изменения в отображении.

Как это уже было описано, могут регистрироваться также результаты измерений потребовавшегося количества корректирующих движений, а также размеров и/или амплитуды корректирующих движений с переходом за главную ось, осуществленных до завершения перемещения позиционируемого знака. Возросшее количество корректирующих движений или увеличение их амплитуды применительно к одной оси или нескольким осям по сравнению со значениями, определенными в предыдущих циклах исследований, является индикатором ухудшения локальной верньерной функции зрения. Индикаторы ухудшения функции зрения в определенной области сетчатки имеют место, если по сравнению с предшествующими исследованиями при решении конкретной задачи относительно определенной оси или точки увеличивается количество корректирующих движений или если увеличивается разность между самым удачным и наименее удачным полностью решенными конкретными заданиями. Аналогично измерению ухудшения хронологического компонента в тесте верньерной функции зрения, в случае ухудшения в отношении количества или амплитуды динамических компонентов теста верньерной функции зрения способ будет рекомендовать сокращенный временной интервал до следующего тестирования. Могут быть рекомендованы также дополнительные измерения.

Преимущество этого второго компонента динамического тестирования верньерной функции зрения состоит также в том, что он позволяет повысить чувствительность такого тестирования с целью очень раннего выявления очень незначительного ухудшения функции зрения. Кроме того, возможно лучшее дифференцирование переменных, таких как текущее состояние или эффекты обучения, влияющие на изменения, связанные со зрительными способностями, поскольку текущее состояние и эффект обучения влияют на количество и размер корректирующих движений применительно к любым заданиям, осям и областям сетчатки, тогда как патологические изменения преимущественно проявляются только в пораженных областях сетчатки, так что ухудшения функции зрения наблюдаются только в индивидуальных зонах.

Измерение количества корректирующих движений и размеров (амплитуд) избыточных корректирующих движений, совершаемых до достижения позиционируемым знаком конечного положения, может производиться с учетом результатов (соответствующих расстоянию знака от оси) при тестировании верньерной функции зрения в статическом режиме. Если сильное и общее увеличение требующегося количества и амплитуды выполняемых корректирующих движений (динамического компонента) для всех осей наблюдается без ухудшения результатов статического компонента теста (без увеличения остаточного расстояния позиционируемого знака от соединяющей прямой линии), это служит индикатором изменения текущего состояния тестируемого человека или эффекта кривой обучения, или эффекта изменений отображения теста, или общим замедлением функционирования центральной нервной системы и контроля координации, например, как результат влияния седативных, галюциногенных или возбуждающих веществ, таких как алкоголь. При определении индивидуальных референтных значений для функции зрения тестируемого человека такие результаты измерения верньерной функции зрения не учитываются или учитываются только в ограниченной форме. Это позволяет предотвратить получение ошибочно низких статистических референтных значений для ожидаемых показателей со стороны пользователя применительно к соответствующей оси вследствие учета результатов тестирования, проведенных при плохом текущем состоянии пользователя или обусловленных эффектом обучения. Следовательно, чувствительность способа остается стабильно высокой, несмотря на существование кривой обучения или изменений в отображении теста. В случае неожиданно возникшего существенного отклонения (превышающего 2 стандартных отклонения) результатов от получаемых при типичном текущем состоянии, способ будет рекомендовать тестируемому человеку принять нужные меры или временно прекратить активные действия (например вождение автомобиля и пользование потенциально небезопасными устройствами).

Преимущество комбинированного (динамического и статического) анализа верньерной функции заключается в том, что, в дополнение к визуальному компоненту, может быть определен также потенциал реагирования тестируемого человека. Как следствие, можно будет частично или даже полностью отличать краткосрочное ухудшение, обусловленное флуктуациями текущего состояния тестируемого человека (усталостью, временем дня, седативными веществами), от ухудшения, связанного с сетчаткой. Таким образом, можно придать ухудшению, обусловленному текущим состоянием, меньший вес при анализе для долговременного периода по сравнению с ухудшением функции зрения, связанным исключительно с сетчаткой. Дополнительное повышение чувствительности тестирования к изменениям верньерной функции зрения, связанным только с сетчаткой, достигается отфильтровыванием из этой функции шума, обусловленного текущим состоянием.

Следующий предпочтительный вариант предлагаемого способа характеризуется тем, что результаты качественного или количественного анализа выводят на экран дисплея в виде функции найденной оценки остроты зрения или уведомления о том, что следует обратиться за медицинской помощью.

Согласно другому предпочтительному варианту расположение внешних знаков и позиционируемого знака индивидуально адаптируют для различных индивидуальных тестов на основе результатов статистического анализа предыдущих измерений.

В отличие от других аналогичных способов, предлагаемое тестирование позволяет проводить количественное измерение верньерной остроты зрения индивидуальных областей сетчатки. Результаты измерений индивидуальных тестируемых точек сами по себе менее информативны в отношении динамики патологического процесса, причем они не могут интерпретироваться самим пользователем. Однако посредством статистической обработки с учетом предыдущих измерений или измерений для других точек, зарегистрированных в том же самом исследовании, может быть построена динамика патологического или дегенеративного процесса. Только эта информация, а не результаты для индивидуальных контролируемых точек являются существенными для пользователя и поэтому выдаются непосредственно ему.

Далее, данные, полученные в серии тестов, предпочтительно совместно со сведениями о пользователе, передают, в персонализированной или анонимной форме, предпочтительно через Интернет или посредством мобильной связи, в центральный офис, где указанные данные сохраняют, подвергают дополнительной обработке и/или передают, в порядке информирования и/или для дальнейшей обработки, в медицинскую организацию.

Электронное устройство может дополнительно содержать датчики (включая камеру, ориентированную на пользователя, датчики движения/ускорения, датчики ориентации, оптические или тепловые датчики, датчики звука или запаха). В этом случае устройство способно отслеживать:

поведение пользователя, в частности расстояние между ним и экраном дисплея и/или расстояние между глазами, и/или

в каком режиме, монокулярном или бинокулярном, проводится этап тестирования, и, в первом из указанных режимов, какой именно глаз закрыт, и/или

угол разворота экрана дисплея вокруг зрительной оси, и/или ортогональность зрительной оси к поверхности экрана дисплея.

Эта информация может быть включена в анализируемые данные и/или передана через экран дисплея или посредством акустических сигналов или речевого ввода пользователю, чтобы он задал правильное значение соответствующей переменной. Дополнительно или альтернативно, можно использовать эту информацию для оптимизации измерений и их регистрации. В частности, с использованием этой информации отображение на экране дисплея внешних знаков и позиционируемого знака может быть эффективно адаптировано, предпочтительно даже динамически адаптировано на том же этапе тестирования или между этапами тестирования одной серии. Камера или другие датчики электронного устройства могут дополнительно использоваться для однозначной идентификации (например посредством распознавания лица, отпечатка пальца или голоса) тестируемого человека или его поведения в процессе измерений или до их начала, или по их завершении. Положение или размер используемых знаков на экране дисплея также может быть динамически адаптировано в процессе тестирования, в частности, в зависимости от измеренного остаточного расстояния и разворота экрана дисплея, так что проекция контролируемых точек на сетчатку будет оставаться стационарной.

Способы определения верньерной остроты зрения способны обеспечить воспроизводимые и количественные результаты, только если они гарантируют возможность многократного контроля идентичных точек на сетчатке. Изобретение обеспечивает в этом отношении возможность динамической адаптации к пользователю посредством датчиков.

Электронное устройство предпочтительно представляет собой портативное устройство, в частности карманный персональный компьютер, смартфон, мобильный телефон, планшет, ноутбук, умные часы, умные очки или наголовный дисплей. Благодаря этому способ может быть основан на двумерном или трехмерном отображении. Тестирование верньерной функции зрения может проводиться в монокулярном или бинокулярном режиме. Бинокулярное тестирование сокращает время, требуемое для тестирования обоих глаз. Сэкономленное время может быть использовано, если это требуется, для исследования дополнительных областей или для дополнительного исследования критических областей.

Результаты различных последовательно проведенных серий тестов, предпочтительно серий тестов, проведенных в различные дни, могут сопоставляться друг с другом, по мере их получения, в электронном устройстве с определением динамики остроты зрения. При этом при достижении порогового значения переменной, рассчитанной по результатам серии тестов, предпочтительно выдают предупреждение пользователю и/или передают указанное предупреждение в центральный офис для установления контакта с пользователем.

Проверка динамики остроты зрения имеет решающее значение для детектирования и мониторинга патологических процессов. Индивидуальные измерения, рассматриваемые по отдельности, имеют только ограниченную информационную ценность. Оценивание по ходу процесса значительно повышает эту ценность, а также позволяет отфильтровывать другие, непатологические изменения функции зрения, которые не представляют интереса. Отфильтровывание непатологических изменений функции зрения позволяет значительно повысить точность и чувствительность способа в отношении определения патологических изменений по сравнению с известными способами определения верньерной функции зрения. Согласно еще одному предпочтительному варианту предлагаемого способа электронное устройство может выдавать пользователю, согласно разработанному графику, приглашение провести серию тестов в определенный момент времени. При этом, предпочтительно основываясь на результатах предыдущих серий тестов и, в частности, на изменениях результатов непосредственно предшествующей серии тестов относительно базового значения, определенного по результатам предыдущих серий тестов, пользователю рекомендуют проводить, согласно фиксированному временному графику, возобновляемые серии тестов предпочтительно через каждые 3-14 дней, особенно предпочтительно через каждые 7 дней, или, в случае установленного ухудшения результатов, через более короткий срок, определяемый индивидуально.

Проведение визуальных тестов может представлять значительную нагрузку для тестируемых людей. Как следствие, они прекращают выполнять эти тесты или перестают проводить их с требуемым вниманием. Поскольку многие заболевания сетчатки носят хронический характер, необходимо проводить тестирование в течение длительных периодов времени. С учетом этого частота проведения тестирования согласно изобретению задается не фиксированным графиком, а выбирается индивидуально на базе предыдущих результатов измерений и других факторов. В дополнение, последовательность индивидуальных измерений может фокусироваться также, четко выраженным образом, на проблемных зонах, в частности только на тех главных осях, которые, действительно, релевантны для соответствующего пользователя. Контроль временных интервалов может также осуществляться индивидуально только для глаза, демонстрирующего изменяющиеся результаты (например, в случае ухудшения левого глаза рекомендуемый интервал между исследованиями сокращается только для левого глаза). Благодаря индивидуальному управлению интервалами времени до следующей проверки время, затрачиваемое пользователем, может быть минимизировано. Далее, с целью повышения точности измерений или чувствительности теста для глаза, демонстрирующего ухудшение, могут быть введены дополнительные измерения или тестовые оси, тогда как для стабильного глаза будет использоваться только короткая базовая проверка. При этом каждый раз тестируемому человеку выдается приглашение пройти тестирование.

Как уже было упомянуто, согласно одному предпочтительному варианту результаты измерений, полученные электронным устройством, передают в центральный компьютер и анализируют с его помощью, используя алгоритмы, предпочтительно алгоритмы, учитывающие:

i) увеличение дисперсии измеренных расстояний для позиционируемого знака относительно контрольного измерения;

ii) характеристики пациента, в частности его возраст, пол, оптические показатели, такие как зрение, болезни глаз, и системные заболевания;

iii) субъективно ощущаемую степень трудности проведения теста, длительность теста, количество и амплитуду коррекций положения позиционируемого знака и последовательные изменения результатов тестирования, мобильность поведения пользователя и любые возможные терапевтические воздействия.

Обработка результатов подобных анализов может производиться в форме передаваемой пользователю персонализированной обратной связи, предпочтительно индивидуализированной для каждого глаза, результаты которой могут быть использованы для разработки индивидуализированной процедуры измерений путем индивидуализированного изменения измерительных осей, точек и интервала измерений, а также индивидуализированной оценки измеренных значений. Тестирование предпочтительно проводят с перекрытием одного глаза, но его можно проводить и одновременно для двух глаз. В этом случае, с учетом результатов тестирования, может быть выдана рекомендация на проведение тестирования с перекрытием одного глаза.

Изобретение относится также к портативному электронному устройству для осуществления описанного выше способа, содержащему экран дисплея и блок анализа данных. Экран дисплея предпочтительно является сенсорным экраном, электронное устройство предпочтительно дополнительно содержит камеру, ориентированную в сторону пользователя, а дисплей способен отображать, в зависимости от возможностей используемого устройства, тестовые задания в двумерном или трехмерном формате.

Наконец, изобретение относится также к программе обработки данных для осуществления описанного способа на описанном устройстве, предпочтительно в форме мобильного приложения.

Другие варианты изобретения раскрыты в зависимых пунктах прилагаемой формулы.

Краткое описание чертежей

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут описаны предпочтительные варианты изобретения, которые приводятся только для пояснения изобретения и не должны интерпретироваться как ограничивающие его объем.

На фиг. 1а иллюстрируется применение предлагаемого способа пользовательницей, которая держит мобильное устройство перед своими глазами на предлагаемом расстоянии (примерно 30 см); на фиг. 1b иллюстрируются относительное положение внешних знаков, размещенных вдоль главной горизонтальной оси, и позиционируемого знака и соответствующие расстояния и интервалы, а также обозначения для ситуации, в которой смещение составляет примерно 2/3.

На фиг. 2 представлены различные дисплеи, используемые в предлагаемом способе, причем фиг. 2а соответствует начальной ситуации индивидуального теста, в которой внешние знаки расположены горизонтально; на фиг. 2b показано положение позиционируемого знака после манипулирования пользователем; на фиг. 2с одновременно показаны различные главные оси, а на фиг. 2d схематично отмечен диапазон смещения для ситуации, когда внешние знаки расположены горизонтально.

На фиг. 3 представлены возможные топографические результаты измерений в полярной координатной сетке, на которой измерительные оси изображены черными линиями, соответствующими центральным линиям секторов сетчатки, границы которых изображены серыми линиями, тогда как серым окрашены затронутые участки сетчатки. Система может быть адаптирована, сделана более точной и оптимизированной посредством самообучения на основе анализа затронутых участков по результатам тестирования в краевых областях.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 изображена пользовательница, которая держит перед собой смартфон 2 с сенсорным дисплеем 1. В этот смартфон загружена программа в форме мобильного приложения, которая реализует предлагаемый способ. Следует отметить, что в этом случае зрительная ось ориентирована, по существу, перпендикулярно к поверхности экрана дисплея 1, а продольная ось экрана дисплея ориентирована примерно перпендикулярно линии, соединяющей оба глаза. В любом случае угловое положение экрана дисплея относительно лица пользователя не должно изменяться на протяжении одной серии тестов.

Чтобы пользователь мог получать указания о правильном положении смартфона, имеется возможность связать программу также с камерой и, как вариант, с имеющимися в смартфоне датчиками (например гироскопом и акселерометром). В этом случае после запуска программы сначала определяется, с помощью камеры или других датчиков, например путем распознавания изображения лица пользователя, зарегистрированного камерой, обеспечено ли правильное положение экрана дисплея относительно пользователя. В случае необходимости оптимальное положение задается выдачей соответствующих предупреждений или даже конкретных инструкций по изменению положения (например: "экран дисплея излишне приближен на 2 см к вашим глазам, пожалуйста, отведите его подальше" или "экран наклонен относительно положения головы, пожалуйста, разверните его на 5° по часовой стрелке", или путем выведения вспомогательной оси). Такие инструкции могут выдаваться в визуальной (текстовой) форме, либо в виде звуковых сообщений. Если это необходимо, неправильная ориентация экрана дисплея относительно глаз или отклонения рабочего расстояния могут компенсироваться непрерывно и автоматически путем изменения положения точек на экране дисплея в ходе тестирования. Альтернативно, можно корректировать зарегистрированные параметры с учетом подобных отклонений от правильного положения дисплея, так что эти отклонения не будут влиять на результат измерений. Кроме того, посредством распознавания лица можно идентифицировать человека, проводящего тестирование, а также контролируемую сторону (т.е. левый или правый глаз) или использование монокулярного режима. Могут быть также улучшены и отображены некоторые параметры, влияющие на качество измерений. Далее, алгоритм последовательности тестирования может быть скорректирован или адаптирован к индивидуальным визуальным возможностям левого или правого глаза тестируемого человека.

При использовании соответствующих датчиков (движения, ускорения, ориентации и т.д.) становится возможным осуществлять мониторинг поведения человека, проводящего тестирование, при условии, что он всегда носит с собой измерительное устройство. Другими словами, измерительное устройство может одновременно использоваться как трекер активности, причем получаемые от него данные могут быть включены в анализ этапа тестирования, описываемый далее. Например, при обнаружении, что общая активность пользователя была, по существу, одинаковой до и после проведения измерений, можно заключить, что, хотя результаты измерений, возможно, несколько ухудшились, активность, в отличие от них, осталась неизменной, так что наблюдаемое ухудшение результатов измерений не означает ухудшения зрения, обусловленного изменениями образа жизни. Активность пользователя может также отслеживаться с помощью отдельных датчиков, закрепленных на теле (например с помощью трекера активности в форме браслета), и подаваться (непосредственно или опосредованно) в устройство и/или в центральный офис, где эта активность учитывается при анализе данных, переданных устройством.

На фиг. 2а иллюстрируется начальное положение при первом индивидуальном тестировании. В этом случае главная ось 6 расположена горизонтально, т.е. два внешних знака 3 и 4 отображаются по высоте примерно на середине экрана дисплея, на его левой и правой сторонах соответственно, а соединяющая их прямая линия 6 расположена горизонтально.

Следует отметить, что в реальном тестировании соединяющая прямая линия 6, изображенная на фиг. 2 пунктиром, не видна пользователю, причем она специально не отображена, так что пользователь, концентрирующий взгляд на позиционируемом знаке 5, вынужден в определенной степени ориентироваться по зонам, которые не находятся в фокусе и которые задаются двумя внешними знаками 3 и 4, и, таким образом, использовать зоны, подлежащие точному измерению.

В исходной ситуации позиционируемый знак 5 расположен, в том или ином положении, между двумя внешними знаками 3 и 4 и в данном случае смещен, по существу, вниз, но находится по горизонтали между двумя внешними знаками 3 и 4, левее центра.

В нижней части экрана дисплея 1 имеются три сенсорных участка. Первый участок 13 является крайним слева. Касание его пальцем перемещает позиционируемый знак 5 вверх, т.е. в этом случае ближе к соединяющей прямой линии 6, причем перпендикулярно ей. Второй участок 14, который является крайним справа, служит для перемещения позиционируемого знака в противоположном направлении, также перпендикулярно к соединяющей прямой линии. Таким образом, участки 13 и 14 (которые отображаются все время) позволяют перемещать знак 5 только в двух взаимно противоположных направлениях, перпендикулярно к соединяющей прямой линии. Имеющиеся на участках 13 и 14 стрелки ориентированы соответствующим образом, так что пользователь может понять, с какой функцией или с каким направлением относительно соединяющей прямой линии ассоциирован тот или иной участок.

Далее, посередине между этими участками расположен еще один сенсорный участок 15, используя который, можно завершить индивидуальный тест и перейти к следующему тесту в рамках той же серии.

Разумеется, сенсорные участки 13-15 могут находиться в других частях экрана дисплея.

Следует отметить также, что, вместо использования участков 13 и 14, может быть использован также вариант, в котором перемещение позиционируемого знака 5 можно осуществлять, касаясь пальцем сенсорного экрана дисплея и двигая палец в нужном направлении.

Начиная тестирование из исходной ситуации, представленной на фиг. 2а, пользователь будет, активируя участки 13 и 14, перемещать позиционируемый знак, пока у него не возникнет субъективное ощущение, что этот знак находится на соединяющей прямой линии 6 (которая в реальном эксперименте не отображается и которая представлена на фиг. 2 только, чтобы облегчить описание). Когда пользователь сочтет, что позиционируемый знак 5 находится на прямой линии 6, например в положении, показанном на фиг. 2b, он может перейти к следующему индивидуальному тесту, коснувшись центрального участка 15. Когда он сделает это, расстояние 7 от позиционируемого знака 5 до соединяющей линии 6 будет считано и сохранено программой. Как будет подробно описано далее, это расстояние 7 используется для дальнейшего анализа. В дополнение, могут быть также зарегистрированы и использованы в последующем анализе также время, потребовавшееся человеку, чтобы найти субъективно правильное положение знака, и количество и амплитуда потребовавшихся коррекций направления в процессе перемещения знака.

Далее аналогичные индивидуальные тесты проводятся в порядке, который представляется пользователю случайным. При этом в каждой серии по меньшей мере три этапа тестирования выполняются применительно к одной главной оси (как это описано далее со ссылкой на фиг. 2с).

На фиг. 2с представлены различные используемые главные оси, включая главную горизонтальную ось 9 (рассмотренную при описании индивидуального теста со ссылками на фиг. 2а и 2b), главную вертикальную ось 8, а также первую и вторую главные диагональные оси 10 и 11.

Если измерения проводятся по всем главным осям, причем по три измерения для каждой главной оси, требуется провести 12 измерений, что в некоторых случаях может представляться утомительным. Чтобы, насколько это возможно, уменьшить количество, действительно, полезных измерений или лучше и раньше выявить небольшие изменения путем измерений, связанных с фокальной точкой на краю поврежденных областей сетчатки, предусмотрена возможность передавать результаты измерений в серии тестов центральному компьютеру после каждого измерения, чтобы сравнивать результаты индивидуального теста с результатами предшествующего теста и адаптировать их для последующей серии измерений применительно к тем областям, которые ранее были выявлены как проблемные. Например, если у пользователя имеется дефект, который проявляется при измерениях относительно второй главной диагональной оси, но отсутствуют какие-либо проблемы относительно первой главной диагональной оси, можно в каждой серии тестов не производить измерения для первой главной диагональной оси или производить для этой оси только индивидуальные, а не более длительные многократные измерения. Анализ результатов и адаптация последовательности тестирования предпочтительно выполняются индивидуально для каждого контролируемого глаза.

Как было описано выше, при проведении индивидуальных тестов в исходной ситуации позиционируемый знак отображается с различными смещениями относительно двух внешних знаков. Реально возможный в этом случае диапазон смещений 12 вдоль оси проиллюстрирован на фиг. 2d. Этот диапазон находится между точками, соответствующим 1/3 и 2/3 расстояния между двумя внешними знаками 3, 4. Чтобы повысить точность результатов измерений, подготовиться к картированию сетчатки (см. фиг. 3), определить поле зрения или прореагировать на существенные ограничения зрения, процедура тестирования может отображаться в форме, индивидуализированной для каждого глаза в отношении вида и размера внешних знаков, расстояний между ними, контраста, возможных дополнительных средств содействия фокусировке или других действий, например состоящих в изменении цвета.

Для анализа фактических этапов тестирования в серии тестов для каждого теста собираются и подвергаются статистическому анализу расстояния 7 для точек, в которых позиционируемый знак 5 находится в момент, когда пользователь переходит к следующему индивидуальному тесту (см., например, фиг. 2b). В частности, могут использоваться, например, средние от абсолютных значений, измеренных применительно к определенной оси, а также данные о рассеянии результатов. Затем эти средние значения и данные о рассеянии в отношении каждой из 4 осей могут быть выведены как результат измерений. Чтобы повысить качество измерений или понизить порог детектирования патологических изменений, могут дополнительно использоваться и другие параметры, определенные в ходе измерений, например длительность тестирования в целом или длительность позиционирования индивидуальной точки, а также количество и величина (амплитуда) корректирующих движений и/или изменения этих параметров при проведении повторных измерений. Кроме того, может оказаться, что будут идентифицированы поврежденные области вдоль каждой главной оси, так что станет возможным точное картирование соответствующей части сетчатки. Расстояния между внешними знаками для индивидуальных осей могут быть адаптированы для целей картирования сетчатки.

Результаты измерений могут автономно выводиться на смартфон. Альтернативно, первичная (необработанная) информация (результаты измерений в индивидуальных точках) передается (передаются) на центральный сервер, который осуществляет соответствующий анализ, дополнительно использующий, в частности, ранее проведенные серии тестов. По результатам централизованного анализа осуществляется обратная связь.

В случае коммуникации с центральным компьютером возможность соответствующей обратной связи возможна не только с пользователем, но также, например, с оптиком или медицинским персоналом.

Информация обратной связи может состоять из количественных результатов статистического анализа или, альтернативно, представляться в более подробной форме, например с рекомендацией посетить оптика (и/или других медиков), чтобы принять соответствующие меры или отказаться от каких-то видов деятельности, например от вождения машины или работы с вредными и/или опасными устройствами.

Возможна также выдача напоминаний пользователю, например, в самом начале или каждый раз по истечении определенного периода о необходимости провести серию измерений, которая, с той или иной точностью, определит базовую линию индивидуальных зрительных возможностей. Подобные начальные измерения, проводимые предпочтительно индивидуально для каждой измерительной оси, задают интервал отклонений (разброс), характерный для соответствующего пользователя. Более конкретно, по результатам этих начальных измерений для горизонтальной, вертикальной и двух диагональных осей определяют четыре интервала отклонений, по одному для каждой оси. Это означает, что индивидуальный интервал отклонений для соответствующей оси находят в результате статистического анализа результатов, полученных на начальной стадии измерений для каждой оси. За интервал отклонений предпочтительно принимается удвоенное стандартное (среднеквадратическое) отклонение расстояния позиционируемого знака от соединяющей прямой линии.

После этого, независимо от дальнейшего статистического анализа результатов измерений, выполняемого в фоновом режиме, пользователю выдается (на экран дисплея) прямое и полезное сообщение обратной связи. В результате, по завершении, в последующей серии тестов, измерений для всех 4 осей, для каждого индивидуального теста, в котором пользователь помещает позиционируемый знак в пределах полученного интервала отклонений (например в пределах ± стандартное отклонение, определенное в начальной серии измерений, причем это стандартное отклонение может последовательно адаптироваться, изменяясь от значений, определенных в начальной серии, по данным регулярно продолжающихся серий тестов в течение относительно долгого периода времени), ему присваивается один пункт. В случае проведения 3 измерений для каждой из 4 осей, по результатам серии тестов можно получить максимум 12 пунктов. По завершении серии тестов количество полученных пунктов может быть выведено на экран дисплея на фоне, определяемом данными оптической обратной связи. Например, оценкой качества серии тестов может служить отклонение от максимального количества пунктов. В частности, при получении 11 или 12 пунктов может выводиться значение 0 или 1 соответственно, а фон может быть зеленым, свидетельствующим о том, что все в порядке, и никаких дополнительных действий не требуется. При получении 9 или 10 пунктов может выводиться значение 2 или 3 соответственно, а фон может быть оранжевым, соответствующим предупреждению о том, что состояние неоптимально. При получении менее 9 пунктов может быть выведено соответствующее разностное значение, причем на красном фоне, что в каждом случае означает предупреждение и необходимость соответствующих действий, в частности контакта с врачом. При этом соответствующая шкала и/или количество пунктов, при котором выдается визуальное предупреждение, возможно, сопровождаемое дополнительными сообщениями, как вариант, по аудиоканалу, могут задаваться индивидуально, в зависимости от медицинской ситуации, возраста и предпочтений пользователя.

Тест предпочтительно проводится только для одного глаза. Применительно к устройствам, в которых оба глаза могут видеть одно и то же выведенное изображение одновременно (например к смартфону, планшету и т.д.), второй глаз предпочтительно перекрыт или закрыт. Если для этой цели применяется накладка на глаз, на нее могут быть нанесены паттерны, знаки или машиночитаемые коды, например QR-код (матричный двумерный штрихкод), которые могут считываться камерой, что позволит получать данные (например о тестируемом человеке). Бинокулярный вариант тестирования с помощью описанного устройства также возможен, причем ухудшение зрительной функции на начальном этапе не всегда удается надежно ассоциировать с определенным глазом. Соответственно, при обнаружении изменений зрительной функции в ходе бинокулярного исследования тестируемому человеку может быть предложено провести монокулярные тесты. Глаз, подлежащий тестированию, определяют на базе результатов последних предыдущих исследований и/или последовательности исследований. В случае если у экрана имеется опция трехмерного (пространственного) отображения, точность бинокулярного теста может быть улучшена проведением дополнительного теста по перемещению позиционируемого знака в третьем измерении. В случае монокулярного тестирования с применением соответствующих очков или другого устройства, воспроизводящего трехмерную картину или виртуальную реальность или способного представлять различное изображение каждому глазу, достаточно исследовать только один глаз, т.е. тестирование контралатерального глаза может не проводиться.

Список цифровых обозначений

1 дисплей

2 электронное устройство, мобильный телефон, смартфон, умные часы, умные очки

3 внешний знак

4 внешний знак

5 позиционируемый знак

6 соединяющая прямая линия

7 остаточное расстояние после его настройки пользователем

8 главная вертикальная ось

9 главная горизонтальная ось

10 первая главная диагональная ось

11 вторая главная диагональная ось

12 смещение

13 сенсорный участок для перемещения позиционируемого знака в первом направлении, перпендикулярном к соединяющей прямой линии

14 сенсорный участок для перемещения позиционируемого знака во втором направлении, перпендикулярном к соединяющей прямой линии

15 сенсорный участок для задания завершения индивидуального теста

16 разрешенное направление перемещения позиционируемого знака

а смещение

b смещение, дополняющее смещение а до расстояния d

с расстояние позиционируемого знака от главной оси

d расстояние между внешними знаками

Изобретение относится к способу определения остроты зрения. В контексте индивидуального теста, являющегося частью серии из последовательно проводимых индивидуальных тестов, на экране дисплея (1) электронного устройства (2) или в виртуальном трехмерном представлении пользователю выводятся два пространственно разделенных внешних знака (3, 4) и позиционируемый знак (5), расположенный между ними, но не на соединяющей их прямой линии (6). При этом пользователю предлагается, активируя электронное устройство (2), перемещать позиционируемый знак (5) по дисплею (1) перпендикулярно прямой линии (6), соединяющей внешние знаки (3, 4), до тех пор, пока позиционируемый знак (5) не будет представляться пользователю находящимся на соединяющей прямой линии (6). Когда манипулирование позиционируемым знаком (5) будет завершено, электронное устройство (2) зарегистрирует остаточное расстояние (7) между знаком (5) и соединяющей прямой линией (6). Проводятся по меньшей мере два или три индивидуальных теста, в которых внешние знаки (3, 4) расположены на одной и той же главной оси (8-11), причем в рамках серии тестов используют по меньшей мере главную вертикальную ось (8) и главную горизонтальную ось (9). Для определения остроты зрения используют остаточные расстояния (7), регистрируемые по завершении манипулирования в индивидуальных тестах в составе серии тестов. Применение изобретения позволит улучшить проведение диагностики. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ определения остроты зрения пользователя, включающий проведение серии тестов в виде последовательностей индивидуальных тестов, при этом:

при проведении каждого индивидуального теста на экране дисплея (1) электронного устройства (2) для пользователя отображают два пространственно разделенных внешних знака (3, 4), являющихся в индивидуальном тесте фиксированными, и позиционируемый знак (5), расположенный между ними, но не на соединяющей их прямой линии (6),

выдают пользователю указание переместить, активируя электронное устройство (2), позиционируемый знак (5) на экране дисплея (1) перпендикулярно к указанной соединяющей прямой линии (6) в положение, в котором указанный знак воспринимается пользователем как лежащий на прямой линии (6), соединяющей внешние знаки,

по завершении перемещения позиционируемого знака (5) пользователем регистрируют, посредством электронного устройства (2), по меньшей мере один из следующих параметров: остаточное расстояние (7) позиционируемого знака (5) от соединяющей прямой линии (6) по завершении перемещения позиционируемого знака (5) пользователем; время, которое потребовалось пользователю для перемещения позиционируемого знака (5); количество изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака (5) пользователем,

проводят по меньшей мере два или три индивидуальных теста, в которых внешние знаки (3, 4) расположены на одной и той же главной оси или на заранее определенных вспомогательных осях, причем при проведении одной серии тестов измерения проводят применительно к двум различным главным осям, в качестве меры остроты зрения по результатам индивидуальных тестов в составе серии тестов используют по меньшей мере один регистрируемый параметр или, при измерении группы параметров, комбинацию регистрируемых параметров, причем при проведении одной серии тестов проводят по меньшей мере два этапа тестирования относительно главной вертикальной оси (8) и два этапа тестирования относительно главной горизонтальной оси (9) и по меньшей мере два этапа тестирования проводят в каждом случае относительно по меньшей мере одной из двух главных диагональных осей (10, 11), причем этапы тестирования начинают применительно к одной и той же главной оси с различным смещением (12) позиционируемого знака (5) в каждом случае вдоль соединяющей прямой линии (6).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

при проведении одной серии тестов проводят по меньшей мере три этапа тестирования относительно главной вертикальной оси (8) и по меньшей мере три этапа тестирования относительно главной горизонтальной оси (9) и/или по меньшей мере три этапа тестирования проводят в каждом случае относительно по меньшей мере одной из двух главных диагональных осей (10, 11),

в случае обнаружения дефектов зрения пользователя относительно определенных главных осей (8-11) дальнейшие измерения предпочтительно проводят преимущественно или, по существу, эксклюзивно относительно указанных главных осей и/или формулируют выводы о зрительных возможностях определенных участков сетчатки по зрительным способностям, оцененным относительно определенных главных осей (8-11), причем указанные участки определяют в полярной координатной сетке полярной системы координат в форме секторов или кольцевых сегментов круга.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что: в случае регистрации параметра, соответствующего остаточному расстоянию (7) позиционируемого знака (5) от соединяющей прямой линии (6) по завершении перемещения позиционируемого знака (5) пользователем, в качестве меры остроты зрения используют среднее значение и/или стандартное отклонение абсолютного значения остаточного расстояния (7) для этапа тестирования относительно одной и той же главной оси и/или в случае регистрации параметра, соответствующего времени, которое потребовалось пользователю для завершения перемещения позиционируемого знака (5), в качестве меры остроты зрения используют среднее значение и/или стандартное отклонение длительности между появлением знаков (3-5) и подтверждением завершения индивидуального теста пользователем, и/или в случае регистрации параметра, соответствующего количеству изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака (5) пользователем, используют среднее значение и/или стандартное отклонение для количества изменений направления в процессе индивидуальных тестов или общее количество изменений направления относительно определенной главной оси, или размер и/или амплитуду корректирующего перемещения с переходом за правильное положение до задания окончательного положения позиционируемого знака, при этом в качестве дополнительного параметра предпочтительно регистрируют изображение пользователя и/или направление его взгляда, а в ходе анализа учитывают информацию об используемом глазе и/или о пользователе, выполняющем тестирование.

4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что этапы тестирования начинают применительно к одной и той же главной оси с различным смещением (12) позиционируемого знака (5) в каждом случае вдоль соединяющей прямой линии (6), при этом в начале соответствующего этапа тестирования задают смещения (12), составляющие 1/3, 1/2 и 2/3 расстояния между двумя внешними знаками (3, 4) вдоль каждой главной оси, а количество индивидуальных тестов и/или соответствующих смещений (12) предпочтительно адаптируют в индивидуальном режиме на основе предыдущей серии тестов и/или предшествующих морфологических исследований.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что внешние знаки (3, 4) и позиционируемый знак (5) представляют собой штрихи или кружки, имеющие длину или диаметр соответственно в интервале 1-10 мм, предпочтительно в интервале 2-4 мм, причем при использовании штрихов они имеют толщину в интервале 0,5-5 мм, предпочтительно в интервале 1-2,5 мм и предпочтительно ориентированы параллельно используемой главной оси на протяжении всего этапа тестирования, тогда как внешние знаки и позиционируемый знак предпочтительно имеют одинаковый размер, предпочтительно адаптированный к остроте зрения тестируемого человека, при этом:

на основе предыдущей серии тестов, и/или предыдущих индивидуальных тестов, и/или предшествующих морфологических исследований предпочтительно индивидуально адаптируют по меньшей мере один из следующих задаваемых параметров: размер знаков (3-5); контраст на экране дисплея (1); выбор цвета экрана дисплея (1);

как вариант, дополнительно обеспечивают средства облегчения фокусировки;

указанную индивидуализацию предпочтительно осуществляют для каждого глаза пользователя.

6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пользователь проводит серию тестов, используя только один глаз, и/или электронное устройство (2) обеспечивает возможность восприятия информации, отображаемой на экране дисплея, только одним глазом.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пользователь управляет перемещением позиционируемого знака путем прямого или непрямого взаимодействия с электронным устройством (2), которое может осуществляться посредством сенсорного экрана дисплея, движений тела, в частности руки или головы, или речи, или их комбинации, при этом, если экран дисплея (1) является сенсорным экраном, пользователь позиционирует позиционируемый знак (5), непосредственно касаясь позиционируемого знака (5) и перемещая его по экрану дисплея или используя одну или более предназначенных для этого кнопок, отображаемых на экране дисплея (1).

8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что:

результаты качественного или количественного анализа выводят на экран дисплея (1) в виде функции найденной оценки остроты зрения или уведомления о том, что следует обратиться за медицинской помощью, и/или расположение внешних знаков и позиционируемого знака индивидуально адаптируют для различных индивидуальных тестов на основе результатов статистического анализа предыдущих измерений.

9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что данные, полученные в серии тестов, предпочтительно совместно со сведениями о пользователе, передают, в персонализированной или анонимной форме, предпочтительно через Интернет или посредством мобильной связи, в центральный офис, где указанные данные сохраняют, подвергают дополнительной обработке и/или передают, в порядке информирования и/или для дальнейшей обработки, в медицинскую организацию.

10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что дополнительно используют имеющиеся в электронном устройстве (2) дополнительные датчики, предпочтительно в форме камеры, ориентированной на пользователя, и отслеживают с их помощью: поведение пользователя, в частности расстояние между ним и экраном дисплея (1) и/или расстояние между глазами, и/или, в каком режиме, монокулярном или бинокулярном, проводится этап тестирования, и, в первом из указанных режимов, какой именно глаз закрыт, и/или угол разворота экрана дисплея вокруг зрительной оси, и/или ортогональность зрительной оси к поверхности экрана дисплея и обеспечивают возможность включения указанных данных в анализируемые данные и/или передают их, через экран дисплея (1), пользователю, чтобы он задал правильное значение соответствующей переменной, и/или адаптируют, предпочтительно в динамическом режиме, на основе указанных данных отображение на экране дисплея внешних знаков и позиционируемого знака.

11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что электронное устройство (2) представляет собой портативное устройство, в частности карманный персональный компьютер, смартфон, мобильный телефон, планшет, ноутбук, умные часы, умные очки или наголовный дисплей.

12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что: результаты различных последовательно проведенных серий тестов, предпочтительно серий тестов, проведенных в различные дни, сравнивают друг с другом, по мере их получения, в электронном устройстве (2) и/или в центральном компьютере и

определяют динамику остроты зрения, при этом при достижении порогового значения переменной, рассчитанной по результатам серии тестов, предпочтительно выдают предупреждение пользователю и/или передают указанное предупреждение в центральный офис для установления контакта с пользователем, и/или

выдают пользователю, посредством электронного устройства согласно разработанному графику, приглашение провести серию тестов в определенный момент времени, при этом, предпочтительно основываясь на результатах предыдущих серий тестов и, в частности, на изменениях результатов непосредственно предшествующей серии тестов относительно базового значения, определенного по результатам предыдущих серий тестов, пользователю рекомендуют проводить, согласно фиксированному временному графику, возобновляемые серии тестов предпочтительно через каждые 3-14 дней, особенно предпочтительно через каждые 7 дней, или, в случае установленного ухудшения результатов, в более короткий срок, определяемый индивидуально, и/или

при определении остроты зрения устраняют, по существу или полностью, разброс значений, который не обусловлен только вариациями остроты зрения, в частности разброс, зависящий от состояния в день тестирования, путем соответствующего учета времени, которое потребовалось пользователю для завершения перемещения позиционируемого знака (5), и/или количества изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака (5) пользователем, и/или

при использовании определенной путем тестирования остроты зрения для оценки состояния пользователя, предпочтительно в рамках теста на потенциал реакции, включающего определение влияния лекарств и/или медикаментов, учитывают при анализе разброс значений, который не обусловлен только вариациями остроты зрения, в частности разброс, зависящий от состояния в день тестирования, причем указанный учет предпочтительно осуществляют путем соответствующего учета времени, которое потребовалось пользователю для завершения перемещения позиционируемого знака (5), и/или количества изменений направления в процессе перемещения позиционируемого знака (5) пользователем или других параметров, определяемых датчиками устройства.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что результаты измерений, полученные электронным устройством, передают в центральный компьютер и анализируют с его помощью, используя алгоритмы, предпочтительно алгоритмы, учитывающие:

i) увеличение дисперсии измеренных расстояний для позиционируемого знака относительно контрольного измерения;

ii) характеристики пациента, в частности его возраст, пол, оптические показатели,

такие как зрение, болезни глаз, и системные заболевания;

iii) субъективно ощущаемую степень трудности проведения теста, длительность теста, количество и амплитуду коррекций положения позиционируемого знака и последовательные изменения результатов тестирования, мобильность поведения пользователя и любые возможные терапевтические воздействия,

при этом обеспечивают возможность обработки результатов подобных анализов в форме передаваемой пользователю персонализированной обратной связи, предпочтительно индивидуализированной для каждого глаза, результаты которой могут быть использованы для разработки индивидуализированной процедуры измерений путем индивидуализированного изменения измерительных осей, точек и интервала измерений, а также индивидуализированной оценки измеренных значений.

14. Портативное электронное устройство для осуществления способа согласно любому из предыдущих пунктов, содержащее экран дисплея и блок анализа данных, при этом экран дисплея предпочтительно является сенсорным экраном, электронное устройство предпочтительно дополнительно содержит камеру, ориентированную в сторону пользователя, а дисплей способен отображать, в зависимости от возможностей используемого устройства, тестовые задания в двумерном или трехмерном формате.