專利名稱：視覺鍛煉裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視覺鍛煉裝置。
技術背景皮質盲是由于撞擊性或外傷性大腦損傷而喪失或破壞了大腦皮層的 負責視覺的部分(己知為視覺皮質)造成的。和其它形式的視覺損傷不同，這種情況不是由于眼睛本身的任何缺 陷造成的。而且，在許多情況下，對視覺皮質的傷害僅影響一個大腦半球，因而并未造成全盲。代之的是，皮質盲的患者可能在它們的視場(field of view)中具有被稱為"盲域"的視域缺陷，這些視域(visual field)缺 陷原本應該是視覺正常的。即，在這種視域缺陷內，仍可以展示一些特 定殘留的可視能力。這些能力被稱為"盲視"。關于這一點，已經報導了 某些情況下在視域缺陷內的諸如取向、顏色、動作、幻像輪廓(illusory contcmr)、表情以及受限語義處理的刺激屬性。在導致視覺皮質的傷害或喪失的事故之后的頭幾個月內，通常存在 限制恢復期(稱為"自然恢復")，之后，視域缺陷的大小和位置就穩(wěn)定 了。通常假定在這個時段之后，剩余視域缺陷是永久性穩(wěn)定的。然而， 一些證據(jù)表明，如果在之后的時段在視域缺陷的邊界內進行重復刺激， 則可以改進其邊界處的視域缺陷的感受性。例如，在一些測試中，在重 復練習之后，病人已經表現(xiàn)出在視域缺陷的邊界處檢測較小明亮目標 (light target)方面的提高。然而，伴隨這類測試的問題在于，這些測量 對于小的凝視偏移(gaze shift)是敏感的，小的凝視漂移會影響視域結果 的準確度。在任何情況下，假定感受性的這些提高是由對視域缺陷的邊 界處的殘存神經元的刺激而獲得的。因此，這種視覺刺激訓練必需精確 地適于特定用戶的需求，以使特定地把他們的視域缺陷的邊界區(qū)域作為目標。因而，這需要開業(yè)醫(yī)生的嚴密監(jiān)視。很明顯，這在許多情況下是 不切實際的，尤其是因為僅當定期(優(yōu)選地為每天)進行鍛煉時才有效。發(fā)明內容本發(fā)明的一個目的是解決或至少減輕這些問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種視覺鍛煉裝置，該視覺鍛煉裝 置包括可視顯示裝置；定位裝置，該定位裝置用于將用戶的頭部定位在一位置處，以在所 述可視顯示裝置與該用戶的視場之間提供大致已知關系；顯示位置控制裝置，該顯示位置控制裝置用于致動所述可視顯示裝 置，以在已知顯示位置處顯示預定圖案，該顯示位置與定位在所述定位 裝置中的所述用戶的視場的特定觀看區(qū)域對應；用戶致動響應裝置，該用戶致動響應裝置可由用戶致動，從而所述 用戶在使用所述視覺鍛煉裝置期間認為已經觀看到所述預定圖案時能夠 提供用戶響應；再控制裝置，該再控制裝置用于控制所述顯示位置控制裝置，以在 所述已知顯示位置處重復顯示所述預定圖案；以及核對和評估裝置，該核對和評估裝置用于針對當前用戶核對對在所 述已知顯示位置處顯示的所述預定圖案的用戶響應，并且用于評估針對 所述顯示位置的所述用戶響應的統(tǒng)計學意義。由于所述定位裝置和所述可視顯示裝置的對準，因而，對于要在與 需要訓練(例如，用戶的具有皮質盲的盲域)的用戶的視場中的觀看區(qū) 域對應的位置處顯示的所述預定圖案來說是簡單明了的。在所述預定顯 示位置處重復顯示所述預定圖案來訓練用戶的在該觀看區(qū)域中的視覺。 隨著時間的過去，這種訓練可增強用戶的檢測所述預定圖案的能力。而 且，通過采用圖案并且在特定觀看區(qū)域上剌激用戶的視覺，甚至可以大 幅度地改善用戶的視域缺陷內的感受性。而且，通過核對用戶對顯示的 所述預定圖案的響應，所述視力訓練裝置能夠提供對用戶在檢測指定顯示位置處的所述預定圖案方面的成功程度的指示，以使可以監(jiān)測他們隨 時間的進步。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以根據(jù)當 前用戶在特定顯示位置處進行顯示。這樣，所述裝置可以適應需要訓練他們的視場的不同區(qū)域的不同用 戶，從而不需要將時間浪費在他們的視場的不需要訓練的區(qū)域上。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以在單次 使用所述裝置期間，在一已知顯示位置處顯示所述預定圖案達特定次數(shù)。在已知顯示位置處顯示所述預定圖案的次數(shù)應當被選定，以實現(xiàn)諸 如訓練的最佳持續(xù)時間與評估所述用戶響應的可靠性的因素之間的平 衡。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以在單次 使用所述視覺鍛煉裝置期間在特定數(shù)量的已知顯示位置處顯示所述預定 圖案。這樣，可以訓練所述用戶的視場中的不同區(qū)域。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以針對所 述視覺鍛煉裝置的新用戶按最大對比度顯示所述預定圖案。所述預定圖案的對比度越高，檢測起來越容易。由此，所述視覺鍛 煉裝置針對該裝置的新用戶按其最容易程度設置。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以在所述 用戶響應的統(tǒng)計學意義大于預定水平時，降低所述預定圖案的所述對比 度，而在所述用戶的響應的統(tǒng)計學意義小于預定水平時，增加所述預定 圖案的所述對比度。這樣，所述視覺鍛煉裝置被設置成，隨著所述用戶的檢測所述預定 圖案的能力的改進，而進行逐漸更難的訓練，由此，易于進一步改進。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以按比所 述顯示位置控制裝置增加所述對比度的量更大的量來降低所述預定圖案 的所述對比度。另選的是，所述再控制裝置可以控制所述顯示位置控制裝置，以按與所述顯示位置控制裝置增加所述對比度的量相等的量來降低所述預定 圖案的所述對比度。在一優(yōu)選實施方式中，所述視覺鍛煉裝置還包括用于當可能顯示所 述預定圖案時向所述用戶提供指示的裝置。所述用于當可能顯示所述預定圖案時便利地向所述用戶提供指示的 裝置包括音頻信號和用于按針對所述顯示的預定定時關系向所述用戶呈 現(xiàn)所述音頻信號的裝置。因而，使得所述用戶可以意識到他們何時可以期望所述預定圖案將 要被顯示。優(yōu)選的是，所述預定圖案為具有包括多個周期的交替的亮線性特征 和暗線性特征的光柵的形式。另選的是，可以使用具有點和/或格子形狀的預定圖案。 對于光柵圖案來說，優(yōu)選的是，所述交替的亮線性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致在每視場角度O.Ol到10.0的范圍中。更優(yōu)選的是，所述交替的亮線性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致在每視場角度0.5到7.0的范圍中。實驗數(shù)據(jù)已經表明，與具有這個范圍之外的空間頻率的光柵圖案相 比，具有這個范圍之內的空間頻率的光柵圖案更好被用戶檢測到。更優(yōu)選的是，所述交替的亮線性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致為 視場內每角度1.0。所述預定圖案可以被便利地包含在大致圓形邊界內。另選的是，所述預定圖案可以被包含在大致方形邊界內。優(yōu)選的是，所述邊界的直徑或邊與所述用戶的視場中的大致在1度 到30度的范圍中的角相對向(siibtend)。更優(yōu)選的是，所述邊界的直徑或邊與所述用戶的視場中的大致在2 度到12度的范圍中的角相對向。更優(yōu)選的是，所述邊界的直徑或邊與所述用戶的視場中的大致6度 的角相對向。這種大小允許Humphrey的視域分析器程序30-2基于當前可接受的測量的視域缺陷來對效果進行評估。所述預定圖案可以是靜態(tài)或動態(tài)的。優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以大致在 1 HZ到30 HZ的范圍的時間頻率顯示所述預定圖案。這使得能夠提高用戶對預定圖案的檢測，因為隨時間改變的視覺刺 激可比靜態(tài)刺激更好地激活盲域。更優(yōu)選的是，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以按大致10 Hz的頻率顯示所述預定圖案。所述時間頻率可以通過閃爍或正反定相(counterphasing)所述預定 圖案、或者通過使所述預定圖案漂移過顯示屏來實現(xiàn)。另選的是，所述預定圖案可以在顯示屏上旋轉。在優(yōu)選實施方式中，所述視覺鍛煉裝置還包括吸引裝置，該吸引裝 置用于將所述用戶的凝視吸引至預選位置，以幫助在所述可視顯示裝置 與所述用戶的視場之間提供大致己知關系。該吸引裝置操作以沿用于檢測所述預定圖案的顯示的恰當方向來穩(wěn) 定所述用戶的凝視。所述用戶致動響應裝置可以便利地包括觸覺電子裝置，該觸覺電子 裝置的條件可以響應于觀察者對所述刺激的感覺通過觸摸或動作來改 變。另選的是，可以用話音對所述用戶致動裝置進行操作。 所述可視顯示裝置可以常規(guī)地包括計算機屏或投影儀。 所述定位裝置可以便利地包括可調下顎托架。在優(yōu)選實施方式中，所述視覺鍛煉裝置還包括存儲器裝置，該存儲 器裝置用于存儲一個或更多個用戶簡檔，并且其中，在所述存儲器裝置 中存儲有所述用戶視場中的有缺陷區(qū)域；其中，所述再控制裝置根據(jù)所述簡檔選擇所述已知顯示位置，并且 在所述存儲器裝置中存儲針對在所述己知顯示位置處顯示的所述預定圖 案的所述用戶響應。在這種情況下，所述再控制裝置可以選擇所述已知顯示位置，以對應于所述用戶的已經被限制或沒有視覺的所述視場的觀看區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，提供了 一種包含有程序代碼的計算機可讀 介質，該程序代碼用于與定位裝置一起將計算機和可視顯示裝置設置為 視覺鍛煉裝置，該定位裝置將用戶的頭部定位在一位置處，以在所述可 視顯示裝置與該用戶的視場之間提供大致已知關系，所述計算機可讀介 質包括第一程序代碼，該第一程序代碼用于致動所述可視顯示裝置，以在 已知顯示位置處顯示預定圖案，該顯示位置與定位在所述定位裝置中的所述用戶的視場的特定觀看區(qū)域對應；第二程序代碼，該第二程序代碼用于確定所述用戶在使用所述視覺鍛煉裝置期間認為已經觀看到了所述預定圖案時的用戶響應；第三程序代碼，該第三程序代碼用于控制所述顯示位置控制裝置，以使在所述已知顯示位置處重復顯示所述預定圖案；以及第四程序代碼，該第四程序代碼用于核對針對在所述已知顯示位置處顯示的所述預定圖案的所述用戶響應，并且用于評估針對所述顯示位置的所述用戶響應的統(tǒng)計學意義。


下面，參照附圖，對本發(fā)明的實施例進行說明，其中 圖1示出了具體實施本發(fā)明的視覺鍛煉裝置；圖2a和2b示出了供作為視覺刺激的預定圖案使用的合適光柵圖案 的可選示例；圖3是光柵圖案的空間頻率與具有皮質盲的受試者的可見視場與盲 視場中的對比度感受性相對照的圖；圖4是針對多個受試者的閃爍視覺刺激的時間頻率與百分比檢測相對照的圖；圖5是針對多個受試者的對向預定圖案的邊界的直徑的角與百分比 檢測的相對照的圖；圖6a、 6b以及6c是例示本發(fā)明一實施方式的操作的流程圖；以及圖7a、 7b以及7c是示出了用戶響應數(shù)據(jù)的示例集的圖形；圖8a和8b是示出了在完成訓練計劃之前和之后在病人組中按各種空間頻率檢測高對比度光柵的實驗示例的結果的圖形；圖9a和9b是示出了在完成訓練計劃之前和之后針對呈現(xiàn)至控制位置的視覺刺激按各種空間頻率檢測高對比度光柵的實驗示例的結果的圖形；圖10a和10b是示出在完成訓練計劃之前和之后在病人組中按對比 度范圍檢測1周期/° Gabor斑點(Gaborpatch)的實驗示例的結果的圖形；圖11示出了在完成訓練計劃之后在病人組中視域感受性以中心10度 和30度變化的實驗示例的結果；圖12示出了在完成訓練計劃之后在一組病人的視域缺陷的主觀感 覺上的變化的實驗示例的結果。
具體實施方式
圖1示出了具體實施本發(fā)明的視覺鍛煉裝置。具有屏幕2的監(jiān)視器 1被安裝在臺架3上，并且定位在以合適的高度支承監(jiān)視器的平臺4上。 在本實施方式中，使用陰極射線管(CRT)監(jiān)視器。然而，另選的可視 顯示裝置一樣適用，例如，平板LCD或等離子屏、或前置/后置投影系統(tǒng)。 監(jiān)視器的重量會使其不容易相對于平臺移動。然而，臺架例如可以通過 螺絲釘接合至平臺上，以確保監(jiān)視器不能相對于平臺移動。而且，監(jiān)視 器相對于臺架的角可以固定，以防止屏幕位置的變化。通過一對夾具6將頭部定位裝置5夾緊至平臺4的預定位置，頭部 定位裝置5用于相對屏幕2定位用戶的頭部。頭部定位裝置包括一對柱 狀部7，該柱狀部7從平臺起垂直向上延伸至與監(jiān)視器1的頂部近似水平 的高度。柱狀部被分離這樣的寬度，該寬度足以使用戶的頭部舒適地處 于其間。前額托架8由矩形金屬或塑料帶狀板形成，該前額托架在柱狀部7 的頂部、在柱狀部7之間大致水平延伸，并且朝向柱狀部之間的屏幕2 彎曲，以容納面對屏幕的用戶的前額。確定前額托架的形狀和位置，以當用戶的前額靠著所述帶狀板定位 時，他們的視場被近似定位為其與屏幕2關系大致已知。對下顎托架10進行支承的桿部9在前額托架8的下面、在柱狀部7 之間大致水平地延伸。桿部9通過朝向該桿各端部形成的柱狀孔(柱狀 部從該柱狀孔穿過)與柱狀部滑動地接合，使柱狀部的高度可調節(jié)，并 由此可以調節(jié)下顎托架10的高度。與柱狀部中的對應凹槽11嚙合的一 對螺絲釘被設置成用于將柱狀部固定在各種高度處的位置中。將通過旋 鈕12轉動的螺絲釘插入螺絲孔(該螺絲孔沿桿部縱向延伸通過桿部)中， 以將柱狀孔連接至桿部的相鄰端部。通過轉動旋鈕，使螺絲釘從柱狀孔 伸縮，以使與凹槽嚙合或脫離。當螺絲釘從柱狀孔縮回時，桿部9可自 由地沿柱狀部7上下滑動，使得桿部可以針對特定用戶在恰當高度對準 柱狀部上的凹槽ll。接著，可以轉動旋鈕12，以使螺絲釘伸進到柱狀孔 中，并且與凹槽嚙合，以將桿部保持在適當位置中。下顎托架10被定位在桿部9上的中央，并且包括兩端向上彎曲的金 屬或塑料帶狀板13。該帶狀板裝襯有由泡沬材料14制成的一個或更多個 舒適用層。由此，下顎托架10的高度可以根據(jù)用戶的頭部的大小進行調節(jié)，使 得從下面舒適地支承他們的頭部，同時使他們的前額靠近前額托架8。通過調節(jié)下顎托架的高度，可以更精確地定位用戶的視場，使其與 屏幕2的關系大致已知。對于本領域技術人員來說，可以簡單地實現(xiàn)其他形式的頭部定位裝 置。例如，在本實施方式中，下顎托架是可調節(jié)的，而前額托架是固定 的。然而，可以固定下顎托架，而前額托架可調節(jié)，或者兩者都可以是 可調節(jié)的。向用戶提供椅子(未示出)，以使用戶可以坐著使用本裝置。椅子的 高度可針對不同用戶調節(jié)，由此，用戶能夠舒適地坐下，同時他們的頭 部維持在頭部定位裝置所需的位置中。將中央處理單元(CPU)設置在機殼15中并且遠程地或經由電纜連 接至監(jiān)視器1。存儲在CPU中的計算機程序代碼使CPU充任用于在屏幕2上顯示視覺刺激和用于收集并核對用戶對視覺刺激的響應的控制裝置。 當被激活時，CPU在屏幕2上的一個或更多個已知顯示位置中重復 地顯示具有預定圖案的視覺刺激。如上所述，當用戶的頭部被頭部定位裝置5定位時，該用戶的視場被定位得其與屏幕的關系大致已知。由此，該已知顯示位置對應于用戶的視場的大致已知觀看區(qū)域。揚聲器16通過電纜(未示出)連接至CPU。 CPU使揚聲器向用戶 呈現(xiàn)與視覺刺激的重復顯示相協(xié)調的預定次數(shù)的音頻信號，以便向用戶 指示他們可以期望觀看該視覺刺激的時間間隔。采用包括多個按鈕18的響應盒17的形式的用戶致動響應裝置也通 過電纜19連接至CPU。用戶在他們認為已經觀看到了視覺刺激時通過按 壓一個或更多個按鈕18來進行指示。當用戶按壓其中一個按鈕時，經由 電纜19向用戶發(fā)送信號，CPU將響應數(shù)據(jù)存儲在諸如磁盤的存儲器裝置 上的數(shù)據(jù)庫中。在本實施方式中，盡管用戶致動響應裝置是包括多個按鈕的響應盒， 但是可以另外或另選地使用其它響應裝置，例如，PC鼠標器、觸敏屏、 或語音編碼器。利用這種系統(tǒng)，通過在屏幕2的恰當位置重復顯示視覺刺激，來訓 練用戶的在他們的視場的一個或更多個預選區(qū)域中的視覺。隨著時間的 過去，這種訓練會提高用戶對視覺刺激的檢測能力。將CPU設置成，通 過針對各用戶核對響應數(shù)據(jù)，并且針對各顯示位置評估用戶響應的統(tǒng)計 學意義，以便確定用戶在該位置處檢測視覺刺激時的成功程度，從而監(jiān) 測這種提高。還將CPU設置成針對每一個顯示位置調節(jié)視覺刺激的對比 度，以便更容易或更難檢測視覺刺激，這種調節(jié)是基于用戶的先前針對 該位置的成功程度的。視覺刺激的對比度是圖案的最亮區(qū)域與最暗區(qū)域 之間的強度差與最亮區(qū)域與最暗區(qū)域的強度和之比。在本實施方式中， 本裝置的新用戶以設置成最大的這種對比度開始。另選的是，可以通過 操作員設置而被設置成適于特定用戶的較低對比度。如果他們可以在預 定數(shù)量的連續(xù)對話(session)期間可靠地檢測到最大對比度下的視覺刺 激，則利用本裝置將針對他們的下一個訓練期的對比度降低。結果，如果在較低對比度上的表現(xiàn)較差，則增加對比度。另一方面，如果表現(xiàn)逐 漸地改進并且變得可靠地更好，則將對比度進一步降低。這樣，本系統(tǒng) 能夠確定針對特定用戶的難度的最佳水平，并且能夠隨著用戶表現(xiàn)的改 進使得用于檢測的視覺刺激漸進地更難，以便促進進一步改進。已經發(fā)現(xiàn)針對視覺刺激的最有效圖案是光柵圖案，但還可以使用點或格子圖案等。圖2a和圖2b中示出了合適的光柵圖案的示例。圖2a和 圖2b的光柵圖案被包含在大致圓形邊界內，但該圖案可以被等同地包含 在大致方形或矩形邊界、或任何其它幾何形狀的邊界內。邊界可以如圖2a銳利地限定，或者可以如圖2b變平滑。 光柵圖案可以按對于本領域技術人員來說實現(xiàn)起來簡單明了的方式 光學地生成(即，利用包括幻燈片的光學裝置或投影系統(tǒng))。另選的是， 光柵圖案可以在計算機上以繪圖方式生成，例如，基于屏幕像素的映射 生成。與盲域中的對比度感受性的測量有關的實驗數(shù)據(jù)已經表明，空間頻 率范圍在每度0.5到7.0周期中(即，每視角度交替的亮線性特征和暗線 性特征的周期數(shù))的光柵圖案比其它頻率更好地被用戶檢測到。如可以 從圖3看出的，最佳結果在大約每度1.0周期處獲得。此外，己經表明， 隨時間改變的視覺刺激(動態(tài)刺激)可比靜態(tài)刺激更好地激活盲域。由 此，優(yōu)選的是對刺激進行閃爍。閃爍率(時間頻率)優(yōu)選地應當在lHz-30Hz的范圍中，并且最佳結果在5Hz到20Hz處獲得，如圖可以從圖4 看出。類似的是，時間頻率可以通過正反定相(counterphasing)(即，暗 區(qū)域改變成亮區(qū)域，而亮區(qū)域改變成暗區(qū)域)來實現(xiàn)。另選的是，針對具有諸如光柵圖案(其具有大致一致的空間頻率) 的預定圖案的視覺刺激來說，可以通過使預定圖案沿恰當方向并且按特 定速度漂移過顯示屏來實現(xiàn)時間頻率。對于由亮線單元和暗線單元形成 的光柵圖案來說，恰當?shù)姆较驅⒄挥谶@些線單元的取向。接著，通過 以循環(huán)每度表示的空間頻率乘以度每秒表示的漂移速度來給出以赫茲表 示的時間頻率。隨時間改變的視覺刺激還可以通過在顯示屏上旋轉預定圖案來實現(xiàn)。圖案的邊界的直徑(對于被包含在圓形邊界內的圖案)或邊(對于 被包含在方形邊界內的圖案)優(yōu)選地與用戶的視場中的大致在2度到12 度的范圍內的角相對向，并且對于與用戶的視場中的近似6度相對向的直徑(或邊)，獲得了最佳結果，如可以從圖5看出。這個直徑允許 Humphrey的視域分析器程序30-2基于當前可接受的視場缺陷的測量結 果來對效果進行評估。下面，參照圖6a、 6b以及6c，對本發(fā)明一實施方式的操作進行更詳 細說明。參照圖6a，初始地(Sl)，接通CPU，初始化程序代碼，并且頭部 定位在頭部定位裝置5中的用戶面對屏幕2坐下，以如上所述，獲得屏 幕2與用戶的視場之間的大致已知關系。在這種狀態(tài)下，通過在畫面上提示、通過揚聲器18的音頻信號、或 者通過操作員，要求用戶指示他們是否為新用戶(即，他們是否先前已 經利用本系統(tǒng)設置過數(shù)據(jù)庫記錄)(S2)。如果確定他們是新用戶，則系統(tǒng)進行至S3，在S3中，設置針對該 用戶的數(shù)據(jù)庫記錄。數(shù)據(jù)庫記錄包括變量集Cp(其中，p=(l、 2、…M)， M是總顯示位置數(shù))，這些變量針對在不同顯示位置P中的視覺刺激確定 對比度設置。這些變量每一個都針對最大對比度設置(對于本實施方式 來說，為90%) (S4)。因而，在每一個顯示位置中，向系統(tǒng)的新用戶初 始地呈現(xiàn)最容易檢測的視覺刺激。將表示對話數(shù)的變量SESSION設置成 0 (S5)，并且將變量集Dp (其中，p= (1、 2、…M))設置成0 (S6)， 表示可以認為用戶已經成功地檢測到視覺刺激的連續(xù)對話數(shù)當前為零。 接著，系統(tǒng)等待用戶指示他們已做好了開始訓練的準備(S9)。如果在S2處，用戶被確定為現(xiàn)有用戶，則系統(tǒng)進行至S7，在S7中， 它等待用戶經由響應裝置上的按鈕18輸入諸如用戶姓名的標識信息。一 旦用戶已經標識了他們自己，系統(tǒng)就查尋針對該用戶的數(shù)據(jù)庫記錄(S8)。 同新用戶的情況一樣，數(shù)據(jù)庫記錄包括確定不同顯示位置中的視覺刺激 的對比度設置的變量集Cp。這些變量已經根據(jù)用戶先前表現(xiàn)設置，后文將更詳細描述。接著，系統(tǒng)等待用戶表明他們已做好了開始訓練的準備 (S9)。
當用戶通過按壓一個按鈕18來指示他們已做好了開始訓練的準備
時，訓練開始。這時，系統(tǒng)進行至圖6b的流程圖所示的例程"訓練"。
參照圖6b，初始地，變量SESSION遞增l (SIO)。接著，將表示顯 示位置的變量P設置成1 (Sll)，并且將計數(shù)器A設置成1 (S12)。當P =1時，視覺刺激呈現(xiàn)在多個不同顯示位置的第一個顯示位置處，并且通 過存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫記錄中的變量Cp = i確定針對該顯示位置的對比 度。
在訓練期間，在兩個連續(xù)時間間隔向用戶重復呈現(xiàn)，通過在時間間 隔的開始和結束時進行音頻信號發(fā)聲來標識這兩個連續(xù)時間間隔。在本 實施方式中，這些時間間隔每一個都具有大約2秒鐘的持續(xù)時間。對于 每一次重復來說，僅在兩個時間間隔中的一個時間間隔期間顯示視覺刺 激。為此，在兩個時間間隔中的第一時間間隔開始之前，系統(tǒng)將值1或 者值2隨機分配給變量T (S13)。接著，計時器開始對第一時間間隔進 行計時(S14)，并且同時使表示第一時間間隔開始的音頻信號發(fā)聲(S15)。 如果丁= 1，則在第一時間間隔的持續(xù)時間顯示視覺刺激(S16、 S17)， 然而，如果丁 = 2，則不顯示視覺刺激。在第一時間間隔結束時，使表示 第一時間間隔結束的音頻信號發(fā)聲(S18)。隨后，計時器重置(S19)， 并且開始對第二時間間隔進行計時，并且同時使表示第二時間間隔開始 的音頻信號發(fā)聲(S20)。如果丁 = 2，則在第二時間間隔的持續(xù)時間顯示 視覺刺激(S21、 S22)，然而，如果丁= 1，則不顯示視覺刺激。在第二 時間間隔結束時，使表示第二時間間隔結束的音頻信號發(fā)聲(S23)。明 顯的是，因為T必須取值1或2中的一個，所以始終在一個時間間隔或 另一時間間隔中顯示視覺刺激，而決不會在兩個時間間隔中都顯示。
在第二時間間隔結束時，系統(tǒng)等待用戶指示他們認為在哪一個時間 間隔期間顯示了視覺刺激(S24)。如下地實現(xiàn)這種指示如果用戶認為 視覺刺激是在第一時間間隔期間顯示的，則他們按壓按鈕18的第一按鈕， 或者如果他們認為視覺刺激是在第二時間間隔期間顯示的，則按壓按鈕18的第二按鈕。如果按壓第一按鈕，則變量R取值1 (S25)，如果按壓 第二按鈕，則變量R取值2(S26)。接著，將變量R的值和變量SESSION、 Cp、 T以及P的值以及計數(shù)器A—起記錄為數(shù)據(jù)庫條目(S27)。在用戶 已經這樣表示了他們的響應之后，將A增1 (S28)，系統(tǒng)返回至S13，并 且重復處理。
在每一次重復之后，在步驟S28處將A增加1之前，確定處理是否 己經重復特定次數(shù)(A = N)，并且一旦確定出A-N，則系統(tǒng)就進行至 S29。在S29處，P遞增l，以使P取與下一個顯示位置對應的值。接著， 系統(tǒng)返回至S12，在S12中，將計數(shù)器A重置成1，以針對下一個顯示位 置將處理重復N次。每當處理確定A-N時，系統(tǒng)確定是否已經針對所 有顯示位置執(zhí)行了訓練，即，是否P:M，在這種情況下，例程"訓練" 終止，并且系統(tǒng)進行至圖6c的流程圖所示的例程"分析"。
參照圖6c，初始地，針對每一個預定位置檢測視覺刺激時，通過系 統(tǒng)核對針對用戶在S27處存儲在數(shù)據(jù)庫記錄中的用戶響應，來確定用戶 的成功程度Sp (S30)，并且將這些結果輸出給用戶(S31)。針對每一個 顯示位置P，如果成功程度Sp等于或大于上閾值Tu，則用戶的數(shù)據(jù)庫記 錄中的變量Dp的值遞增l (S33)，以表示可以認為用戶已經在這個對話 期間可靠地檢測到視覺刺激。接著，確定是否Dp:3，即，確定是否可以 認為用戶已經可靠地檢測到視覺刺激達三個連續(xù)對話。如果Dp二3，則將 存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫記錄中的Dp的值重置成零(S34)，并且將對比度設 置Cp調節(jié)成對應于減小10%后的對比度值(S36)。然而，如果Dp共3， 則不重置存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫記錄中的Dp的值，并且不改變對比度設置 Cp。而且，如果成功程度Sp小于上閾值Tu，則將存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫記 錄中的Dp的值重置成零(S35)。
這樣，系統(tǒng)能夠對可以認為用戶已經針對特定顯示位置可靠地檢測 到視覺刺激的連續(xù)對話數(shù)進行計數(shù)。
接著，確定成功程度Sp是否小于下閾值Tl。如果是這種情況，貝U將 針對該顯示位置的對比度設置Cp調節(jié)成對應于增加5 %后的對比度值 (S37)。因而，當三個成功對話將導致對比度下降時，如果對比度減小后的 表現(xiàn)下降至下閾值之下，則對比度升高5%。因此，三個顯著成功的表現(xiàn) 導致任務變得更難，而一個差的表現(xiàn)使任務變得更容易。
如果成功率Sp位于閾值之間，則不改變針對該顯示位置的對比度設
置cp。類似的是，如果將針對特定顯示位置的對比度設置成最大并且針 對該位置的成功率小于Tl，或者如果將對比度設置成最小并且成功率等 于或大于Tu，則不改變針對該顯示位置的變量Cp的值。
如上所述，在第二時間間隔結束后，直到用戶指示他們的響應時系 統(tǒng)才繼續(xù)前進。由此，如果用戶沒有能夠檢測到視覺刺激，則應當指令 他們猜測在哪一個時間間隔中顯示視覺刺激。
因此，即使是不能夠檢測到任何視覺刺激的用戶，其也有50%的機 會來正確地標識呈現(xiàn)視覺刺激期間的時間間隔。因此，必需確定成功率 Sp是否大于用戶通過猜測獲得的成功率。隨著N的增加，特定成功率大 于用戶通過猜測獲得的成功率的置信度也隨著增加了。因而，希望N值 較高。然而，增加N的值也增加了訓練的持續(xù)時間。因為用戶的檢測視 覺剌激的能力會因長時間使用本裝置所產生的疲勞而開始退化，所以必 需獲得值N與訓練的持續(xù)時間之間的平衡。在這個方面，實驗已經示出， 用戶可以應付每天大約30分鐘的對話。如果要針對3個不同顯示位置重 復處理，則允許N:50的值。隨著N二50，針對成功率33/50 (66 %) 的置信度為p〈0.05，而針對成功率42/50 (84%)的置信度為p < 0.001 。 在這個基礎上，認為可以可靠地將獲得成功率42/50或以上的用戶確定為 能夠檢測到了視覺刺激。因此，在N-50的情況下，按42/50 = 84 %來 設置成功率的上閾值Tu，而按33/50 = 66 %來設置成功率的下閾值1。 針對N的不同的值，必須確定不同的閾值。將CPU設置成，利用對于本 領域技術人員來說實現(xiàn)起來簡單明了的標準統(tǒng)計學技術，基于N的值， 計算恰當?shù)纳祥撝岛拖麻撝?。應當清楚，針對用于成功率的上閾值和?閾值和針對其間關聯(lián)的置信度的上述指定值僅僅是從恰當值的范圍中采 用的示例。
N的值和訓練的持續(xù)時間還必須與M的值平衡。對于直徑或邊與6度角的視覺刺激相對向的大小來說，根據(jù)盲域的尺寸，為激活用戶的整 個盲域所需的不同顯示位置數(shù)可以是較高的數(shù)。然而，針對N-50的值
來說，這將意指持續(xù)顯著長于30分鐘的訓練。
在一些情況下，具有比30分鐘長的持續(xù)時間的訓練可能是恰當?shù)摹?然而，優(yōu)選的是，針對不同用戶，顯示位置的坐標應當可調節(jié)，以使把 用戶的視場中的適合區(qū)域作為目標。這樣，可以只需要少于5個的顯示 位置。在這種情況下，可以將顯示位置的坐標存儲在用戶的數(shù)據(jù)庫記錄 中。
為了幫助用戶檢測視覺刺激，在屏幕上顯示采用點或十字影線的形 式的固定點，其作為視覺刺激的顯示位置的中心。和視覺刺激本身不同， 固定點貫穿兩個時間間隔呈現(xiàn)在屏幕上，以便沿恰當方向穩(wěn)定用戶的凝 視。
在用戶始終不能檢測到視覺刺激的情況下，這對用戶的信心可能具 有不利影響。為避免這種情況并且維持用戶的興趣， 一種方法是在與用 戶的視場中的用戶能夠容易地檢測到視覺刺激的區(qū)域對應或至少局部地 交疊的位置處，在訓練期間以隨機間隔呈現(xiàn)視覺刺激。由于對在這種位 置處呈現(xiàn)的剌激的用戶響應對用戶檢測被訓練顯示區(qū)域中的剌激的能力 沒有任何意義，因而當核對響應數(shù)據(jù)時，應當將這些用戶響應忽略。隨 著進一步的測量，如果病人已經正確地標識出呈現(xiàn)視覺刺激的時間間隔， 則可以以音頻信號通知他們。
為了獲得最好的結果，用戶應當能夠保證每天一次訓練達至少90 天，優(yōu)選為連續(xù)天數(shù)。然而，如果每周錯過一天或兩天，則也可能獲得 積極的結果。
在這個方面中，本發(fā)明的顯著優(yōu)點是其通用性，這表示其不但適于 安裝在實驗室中或臨床環(huán)境(clinical setting)中，而且適于安裝在用戶的
家庭環(huán)境中，并且對于用戶使用來說簡單明了，而不需要操作員的監(jiān)督。 這意指用戶不需要為了使用本裝置而每天都去醫(yī)院或診所。
雖然上述本發(fā)明的實施方式使用在一個或兩個間隔期間向用戶顯示 視覺刺激、并且用戶指示他們認為在兩個間隔中的哪一個間隔中顯示了視覺刺激的方法，但其它方法也是可以的。例如，在通過音頻信號標記 開始和結束的單個時間間隔期間呈現(xiàn)視覺刺激、并且用戶指示他們是否 看到任何事物的方法。
盡管在本實施方式中，基于三個連續(xù)對話之后的用戶的表現(xiàn)來調節(jié) 視覺刺激的對比度，但在另選實施方式中，本系統(tǒng)可以被配置為在調節(jié) 視覺刺激的對比度之前評估用戶在任何數(shù)量對話中的表現(xiàn)。
如果有效地使用，則本發(fā)明的裝置可以顯著地改進具有因大腦傷害
而造成的皮質盲的用戶的盲域內的感受性。圖7a到圖7c中例示了針對 使用本裝置超過96個對話的用戶的響應數(shù)據(jù)。每一個圖形都表示針對特 定顯示位置、或用戶的視場的"目標"的數(shù)據(jù)，并且在y軸上例示了針 對x軸上的對話數(shù)標繪的百分比對比度( )和成功率(■)。由符號令
表示的對比度數(shù)據(jù)表示針對每一個對話向用戶呈現(xiàn)的視覺刺激的對比度 設置，而由符號畫表示的成功率數(shù)據(jù)表示在該對話期間用戶檢測到視覺 刺激時的成功率。
如可以從圖7c看出的，用戶獲得針對顯示位置"目標3"的接近完 美的成功率，表示這個顯示位置對應于他們的視場的看得見的區(qū)域。從 而，每三個對話就將從最初被設置為90%的刺激的對比度降低10%，并 且最終在第27個對話之后，將該對比度降低5%，這時，達到最小對比 度5 %，并且針對剩余對話保持這個最小對比度設置。
與此相反，圖7a和7b的圖形示出針對初始25-30個對話大約50 % 的成功率。這個成功率和認為用戶通過猜測獲得的成功率一致，表示用 戶在這些初始對話期間根本不能在這兩個顯示位置處檢測到視覺刺激。 然而，在初始對話之后，可以看出，隨著用戶的檢測視覺刺激的能力的 提高，成功率也隨之逐漸增加。當用戶三個連續(xù)對話獲得超過大約80% 的閾值的成功率時，將視覺刺激的對比度降低10%。隨著時間的過去， 這獲得用戶的對視覺刺激的感受性上的提高，使他們能夠檢測到降低了 對比度的視覺刺激。在對話結束時，病人可以檢測到低得多的對比度目 標，并且變得獲知在他們的盲域中的這些事件，由此增加他們的感受性。
實驗示例概述
遭受視域缺陷的一組15個病人利用根據(jù)本發(fā)明的視覺鍛煉裝置和 方法進行每日訓練計劃達3個月的時段。在對話之前和之后的主觀和客 觀測量的視覺感受性的范圍已經示出視覺感受性增加的證據(jù)。
過程
在進行訓練計劃之前，利用Humphrey自動視域檢測法(10-2和30-2 全閾值)在兩個分立的對話中對病人的視域進行評估。基于視域數(shù)據(jù)， 在每一種情況下，標識兩個分立的視域位置， 一個作為訓練期間用于重 復刺激的候選，而第二個作為不進行刺激的控制區(qū)域。在4-6次分立拜訪 實驗室期間，在進行訓練之前執(zhí)行許多測量，以獲取針對每個人的視覺 感受性的基線測量結果。這包括檢測空間頻率的范圍、1周期/°的對比度 檢測、以及利用自動視域檢測和主觀視域的視域測量。將這些測量在3個 月之后進行重復，以査明在間隔時段中重復刺激的效果。
訓練計劃本身由分別在3個不同的視域位置處的50個試驗組成(總 計150個試驗)，該不同的視域位置是執(zhí)行基線測量的視域位置，連同兩 個其它相鄰位置， 一個還進入視域缺陷，而第二個通常橫跨在如通過視 域檢測表示的絕對盲區(qū)的邊界上。將盲域邊界上的表現(xiàn)包括進來，以保 持病人的針對任務的注意力，并且避免因盲區(qū)內單調呈現(xiàn)的視覺刺激而 造成的厭倦。
各試驗中涉及在時間雙另選強迫選擇任務中由病人在均勻場中辨別 垂直正弦光柵。使用的光柵是具有和背景相同的空間平均亮度(37cd/m2) 的按10Hz時間調制的圓形斑點(patch) (1周期/°)。初始地，將所有光 柵對比度設置成90% (Michelson對比度)，并且在每一個對話期間使所 有位置中的視覺刺激用對比度保持恒定。接著，在每一個對話結束時改 變光柵對比度，以使表現(xiàn)保持一致。
每一個試驗中的兩個時間間隔都利用音頻嘟嘟聲指示，而結束試驗 時用分立的音頻嘟嘟聲指示。病人經由響應盒來指示在兩個間隔中的哪 一個間隔呈現(xiàn)光柵。這提供了所謂的"辨別數(shù)據(jù)"。
另外，利用關鍵注釋范例，在每一個試驗之后，病人還通過響應盒以二進制方式報告他們是否意識到呈現(xiàn)了刺激。病人被要求只有當沒有 獲知視覺刺激的任何事物時他們才響應"否"。這提供所謂的"報告獲知 數(shù)據(jù)"。
在各試驗之后不向病人反饋他們是否是正確的，在各對話之后也不 進行反饋，因此，在整個訓練計劃中，病人完全不知道他們的表現(xiàn)得分。 結果
出于這個研究的目的，征募了一組15個病人，排除了3個病人，2個 在完成之前從研究中退出，而1個在開始后期訓練測試之前不久發(fā)生二
次撞擊。
檢測各種空間頻率的高對比度光柵
在開始訓練計劃之前，病人報告其中呈現(xiàn)出了經時間調制(10Hz) 的Gabor斑點的間隔，該斑點被限制成士2c5z，空間包絡的標準偏差(cjz) =2.5°、時間高斯包絡的標準偏差(cjt) =500ms、持續(xù)時間為2s (4dt)， 載頻在0.5-7周期/°的范圍內。針對所有病人將視覺刺激對比度固定在 50%。剩余間隔包含具有等同于Gabor斑點(37 cd/m2)的空間平均亮度 的亮度的均勻視場。結果如圖8a和8b所示，并且在(前)訓練計劃之 前的結果標記有菱形( )，而在(后)訓練計劃之后的結果標記有方形
參照辨別數(shù)據(jù)，成對的樣本比較示出，針對0.5周期/。 (t = 3.179、 df=6、 p<0.1)和1周期/° (t = 2.376， df=6、 p< 0.027)、 2周期/° (t = 2.716、 df=6、 p<0.017)以及3,5周期/。 (t = 3.113、 df=6、 p<0.011)
的空間頻率，訓練之后有顯著的改進。在4.7和7周期/°處，表現(xiàn)沒有顯 著的改進。
參照報告的獲知數(shù)據(jù)，成對的樣本比較顯示出，針對0.5周期/。 (t = 2.120， df=6、 p = 0.039)和1周期/。 (t = 2.556， df=6、 p< 0.022)的 空間頻率，訓練之后有顯著的改進，但是在2周期/。 (t= 1.408、 df=6、 p<0.11)和3.5周期/。 (t= 1.445、 df=6、 p<0.2)以及更低頻率處沒有 顯著的改進。
圖9a和圖9b示出了在進行訓練計劃之前和之后針對呈現(xiàn)至控制位置的視覺刺激的病人組的辨別報告和獲知報告。所有的剌激參數(shù)都和上 述針對訓練區(qū)域報告的相同，但沒有病人在訓練期間在控制區(qū)域中接收 到系統(tǒng)視覺刺激，從而調查某一改進是否為訓練任務特有的。該結果表 明，在控制區(qū)域中，在訓練之后，報告的獲知在任何測試的空間頻率上 都沒有顯著改進。
辨別方面的改進，盡管具有統(tǒng)計學意義，但覆蓋了比針對訓練區(qū)域 的空間頻率窄的空間頻率的范圍。
檢測對比度的范圍內的1周期/° Gabor斑點
殘留空間頻道的峰值感受性和重復的刺激按1周期/°設置，并且按 10Hz設置時間調制，在進行訓練之前和之后測量對對比度等級的范圍 (5%、 10%、 20%、 40%、 80%、 98%)的訓練區(qū)域中的相同刺激的 檢測。圖10a和10b示出了結果，并且用菱形( )標記在(前)訓練 計劃之前的結果，而用方形(■)標記在(后)訓練計劃之后的結果。
參照辨別數(shù)據(jù)，成對樣本比較示出了，除了最低對比度(5%)以外， 對于其它所有對比度，在訓練之后有顯著改進。
參照報告的獲知數(shù)據(jù)，在此之后的成對樣本比較示出了，除了最低 對比度(5%)以外，在針對其它所有對比度進行訓練之后，有顯著改進。
評估視域(visual field)感受性
如上所述，在完成訓練計劃之前或之后，利用Humphrey自動視域 分析器(VFA)來評估所有病人中的中心10度和30度中的視域感受性。 對于各病人來說，通過對針對每只眼睛的受影響半視域中的分貝變化 (db)進行求和并接著平均雙眼數(shù)據(jù)來確定訓練之后的感受性的改變。 圖11示出了該結果。
中心10度和30度都示出了增加的感受性。對于中心10度(1 = 2.062、 df=10、 p< 0.033)和30度(t= 1.852、 df=ll、 p< 0.046)來說，視域 感受性的增加是顯著的。在針對10度(t-0.853、p-0.413、雙側(2-tailed)) 的眼睛之間的改進中不存在顯著差另U，但在中心30度(t-2.684、df-11、 t = 0.021、雙側)上，右眼比左眼呈現(xiàn)更多感受性。
另外，通過讓每一個病人在一個圓形內繪制他們的對他們的視域缺陷的感覺來估計每一個病人對他們的視域缺陷的自身主觀感覺。在進行 訓練之前和之后，通過計算受影響區(qū)域中的變化，可以推斷關于任何感 覺到的變化。圖12示出了該結果。左眼與右眼之間的平均主觀視域喪失
指出了視域缺陷的顯著收縮(t = 3.096、 df=10、 t = 0.011、雙側)。在進 行訓練之后的視域缺陷的明顯收縮呈現(xiàn)出兩眼相似(t = 2.110、 df=10、 p = 0.061)。
測試的結果表明，在檢測任務中重復進行具有最佳刺激的視覺刺激， 可以使表現(xiàn)更好。通過改變視覺刺激的對比度，在進行訓練期間，保持 任務難度一致，并且與訓練任務幵始時相比，病人能夠在三個月的訓練 結束時檢測到較低對比度等級下的光柵。
應當相信，本申請中概述的改進盲視域區(qū)中的感受性的方法的成功 之處在于，大腦感性獲知了如何解釋來自與視覺皮質中被破壞的那些神 經元相鄰的未死神經元的信號。
關于這一點，在解釋視覺刺激所涉及的視覺皮質內存在許多皮質和 非皮質結構，形成居間盲視表現(xiàn)的大量候選路線。這樣，殘存于導致皮 質盲的初始損傷的相鄰神經元提供己知為"盲視"的殘留視覺能力。通 過利用最佳空間和時間特性重復刺激盲域區(qū)，本發(fā)明允許大腦電路學習 使用這些另選處理路線。有效的是，應當相信，隨著時間的過去，大腦 進行學習來識別和解釋"盲視"刺激，導致即使其在用戶的視域缺陷內 很深，也可以改進感受性。
和本發(fā)明提供的視覺刺激相反，日常(環(huán)境性)視覺刺激不會導致 具有皮質盲的人的視域缺陷的視覺感受性的提高。這是因為本發(fā)明提供 的視覺刺激對于居間盲視的通道是優(yōu)化的。而且，具有皮質視域缺陷的 人在日常交互中學習忽略他們的盲域區(qū)域，而更加注意他們的正常視覺 區(qū)域。然而，利用本發(fā)明，鼓勵人們注視來自他們的盲域區(qū)的視覺刺激。 這還與僅注視對視域缺陷的外邊界區(qū)域進行刺激的常規(guī)康復方法形成了 對比。
權利要求
1、一種視覺鍛煉裝置，該視覺鍛煉裝置包括可視顯示裝置；定位裝置，該定位裝置用于將用戶的頭部定位在一位置處，以在所述可視顯示裝置與該用戶的視場之間提供大致已知的關系；顯示位置控制裝置，該顯示位置控制裝置用于致動所述可視顯示裝置，以在已知顯示位置處顯示預定圖案，該顯示位置與定位在所述定位裝置中的所述用戶的視場的特定觀看區(qū)域對應；用戶致動響應裝置，該用戶致動響應裝置可由用戶致動，從而所述用戶在使用所述視覺鍛煉裝置期間認為已經觀看到了所述預定圖案時能夠提供用戶響應；再控制裝置，該再控制裝置用于控制所述顯示位置控制裝置，以在所述已知顯示位置處重復顯示所述預定圖案；以及核對和評估裝置，該核對和評估裝置用于針對當前用戶核對對在所述已知顯示位置處顯示的所述預定圖案的用戶響應，并且用于評估針對所述顯示位置的所述用戶響應的統(tǒng)計學意義。
2、 根據(jù)權利要求1所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置控 制所述顯示位置控制裝置，以在根據(jù)當前用戶的特定顯示位置處進行顯 示。
3、 根據(jù)權利要求1或2所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝 置控制所述顯示位置控制裝置，以在單次使用所述視覺鍛煉裝置期間， 在一已知顯示位置處顯示所述預定圖案達預定次數(shù)。
4、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制 裝置控制所述顯示位置控制裝置，以在單次使用所述視覺鍛煉裝置期間 在特定數(shù)量的已知顯示位置處顯示所述預定圖案。
5、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制 裝置控制所述顯示位置控制裝置，以針對所述視覺鍛煉裝置的新用戶按 最大對比度顯示所述預定圖案。
6、 根據(jù)權利要求5所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置控制所述顯示位置控制裝置，以在所述用戶響應的統(tǒng)計學意義大于預定水 平時，降低所述預定圖案的所述對比度，而在所述用戶響應的統(tǒng)計學意 義小于預定水平時，增加所述預定圖案的所述對比度。
7、 根據(jù)權利要求6所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置控 制所述顯示位置控制裝置，以比所述顯示位置控制裝置增加所述對比度 的量更大的量來降低所述預定圖案的所述對比度。
8、 根據(jù)權利要求6所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置控 制所述顯示位置控制裝置，以與所述顯示位置控制裝置增加所述對比度 的量的相等的量來降低所述預定圖案的所述對比度。
9、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，所述視覺鍛煉裝置 還包括用于當可能顯示所述預定圖案時向所述用戶提供指示的裝置。
10、 根據(jù)權利要求9所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述用于當可能 顯示所述預定圖案時向所述用戶提供指示的裝置包括音頻信號和用于按 針對所述顯示的預定定時關系向所述用戶呈現(xiàn)所述音頻信號的裝置。
11、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述預定 圖案為包括多個周期的交替的亮線性特征和暗線性特征的光柵的形式。
12、 根據(jù)權利要求11所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述交替的亮線 性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致在每視場角度0.01到10.0的范圍中。
13、 根據(jù)權利要求12所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述交替的亮線 性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致在每視場角度0.5到7.0的范圍中。
14、 根據(jù)權利要求13所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述交替的亮線 性特征和暗線性特征的周期數(shù)大致為視場內每角度1.0 。
15、 根據(jù)權利要求1到10中的任一項所述的視覺鍛煉裝置，其中， 所述預定圖案具有點和/或格子形狀。
16、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述預定 圖案被包含在大致圓形邊界內。
17、 根據(jù)權利要求1到15中的任一項所述的視覺鍛煉裝置，其中， 所述預定圖案被包含在大致方形邊界內。
18、 根據(jù)權利要求16或17所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述邊界 的直徑或邊與所述用戶的視場中的大致在1度到30度的范圍中的角相對 向。
19、 根據(jù)權利要求20所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述邊界的直徑 或邊與所述用戶的視場中的大致在2度到12度的范圍中的角相對向。
20、 根據(jù)權利要求21所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述邊界的直徑 或邊與所述用戶的視場中的大致6度的角相對向。
21、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述預定 圖案是靜態(tài)的。
22、 根據(jù)權利要求1到18中的任一項所述的視覺鍛煉裝置，其中， 所述預定圖案是動態(tài)的。
23、 根據(jù)權利要求22所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置 控制所述顯示位置控制裝置，以大致在1 Hz到30 Hz的范圍中的時間頻 率顯示所述預定圖案。
24、 根據(jù)權利要求23所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置 控制所述顯示位置控制裝置，以大致10 Hz的頻率顯示所述預定圖案。
25、 根據(jù)權利要求23或24所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述時間 頻率通過閃爍所述預定圖案來實現(xiàn)。
26、 根據(jù)權利要求23或24所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述時間 頻率通過正反定相所述預定圖案來實現(xiàn)。
27、 根據(jù)權利要求23或24所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述時間 頻率通過使所述預定圖案漂移過顯示屏來實現(xiàn)。
28、 根據(jù)權利要求22所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述預定圖案在 所述顯示屏上旋轉。
29、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，所述視覺鍛煉裝 置還包括吸引裝置，該吸引裝置用于將所述用戶的凝視吸弓I至預選位置， 以幫助提供所述可視顯示裝置與所述用戶的視場之間的大致已知關系。
30、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述用戶 致動響應裝置包括觸覺電子裝置，該觸覺電子裝置的條件可以響應于觀察者對所述刺激的感覺通過觸摸或動作來改變。
31、 根據(jù)權利要求1到25中的任一項所述的視覺鍛煉裝置，其中， 以話音對所述用戶致動裝置進行操作。
32、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述可視 顯示裝置包括計算機屏或投影儀。
33、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述定位 裝置包括可調下顎托架。
34、 根據(jù)任一前述權利要求所述的視覺鍛煉裝置，所述視覺鍛煉裝 置還包括存儲器裝置，該存儲器裝置用于存儲一個或更多個用戶簡檔， 并且其中，在所述存儲器裝置中存儲有所述用戶視場中的有缺陷區(qū)域；其中，所述再控制裝置根據(jù)所述簡檔選擇所述已知顯示位置，并且 在所述存儲器裝置中存儲針對在所述已知顯示位置處顯示的所述預定圖 案的所述用戶響應。
35、 根據(jù)權利要求34所述的視覺鍛煉裝置，其中，所述再控制裝置選擇所述已知顯示位置，以對應于所述用戶已經被限制或沒有視覺的該 用戶的視場的觀看區(qū)域。
36、 一種包含有程序代碼的計算機可讀介質，該程序代碼用于與定 位裝置一起將計算機和可視顯示裝置設置為視覺鍛煉裝置，該定位裝置 將用戶的頭部定位在一位置處，以在所述可視顯示裝置與該用戶的視場 之間提供大致已知關系，所述計算機可讀介質包括-第一程序代碼，該第一程序代碼用于致動所述可視顯示裝置，以在 已知顯示位置處顯示預定圖案，該顯示位置與定位在所述定位裝置中的 所述用戶的視場的特定觀看區(qū)域對應；第二程序代碼，該第二程序代碼用于確定所述用戶在使用所述視覺 鍛煉裝置期間認為已經觀看到了所述預定圖案時的用戶響應；第三程序代碼，該第三程序代碼用于控制所述顯示位置控制裝置， 以使在所述已知顯示位置處重復顯示所述預定圖案；以及第四程序代碼，該第四程序代碼用于核對針對在所述已知顯示位置 處顯示的所述預定圖案的所述用戶響應，并且用于評估針對所述顯示位置的所述用戶響應的統(tǒng)計學意義。
37、 一種基本如以上參照附圖所述的視覺鍛煉裝置。
38、 一種包括有程序代碼的計算機可讀介質，該程序代碼用于與定 位裝置一起將計算機和可視顯示裝置設置為基本如以前參照附圖所述的 視覺鍛煉裝置，該定位裝置將用戶的頭部定位在一位置處，以在所述可 視顯示裝置與該用戶的視場之間提供大致已知的關系。
全文摘要
一種視覺鍛煉裝置包括可視顯示裝置(1)；定位裝置(5)，該定位裝置用于將用戶的頭部定位在一位置處，以在所述可視顯示裝置(1)與該用戶的視場之間的大致已知關系；顯示位置控制裝置，該顯示位置控制裝置用于致動所述可視顯示裝置(1)，以在已知顯示位置處顯示預定圖案，該顯示位置對應于所述用戶的視場的特定觀看區(qū)域；能夠提供用戶響應的用戶致動響應裝置(17)；再控制裝置，該再控制裝置用于控制所述顯示位置控制裝置，以按已知顯示條件重復顯示所述預定圖案；以及核對用戶響應并且評估針對所述顯示位置的所述用戶響應的統(tǒng)計學意義的裝置。由此，可以在用戶的需要訓練的視場中顯示預定圖案。
文檔編號A61B3/032GK101242798SQ200680030546
公開日2008年8月13日 申請日期2006年6月30日 優(yōu)先權日2005年6月30日
發(fā)明者阿拉什·薩赫拉爾 申請人:阿伯丁大學