专利名称：眼动测试分析仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗仪器相关技术领域，具体来讲，涉及一种眼动测试分析仪。
背景技术：
1975年，出现了以磁电感应环为眼动信号拾取方式的眼动仪，其特点是信 号拾取的实时性高，但该产品的缺点也很明显眼球上贴有线圈并引出导线，
一方面由于影响了眼球运动的物理特征，其信号已是非正常状态的信号，另一 方面眼球上贴线圈，病人心理上也不易接受。
1980年前后出现红外光反射式的眼动仪，从根本上解决了眼球运动物理特 征受干扰的问题，但红外光的照射不能用于长时间的检测，也存在由于受光信 号的影响造成眼球运动特征改变的可能。
其间也有利用角膜贴片反射红外光方式的设计方案，主要目的是降低图象 特征信号处理的复杂程度，但仍有刺激眼球，病人心理上不易接受的问题。
本世纪由于廉价摄像器材的推出和图像处理技术的应用，基于图像处理分 析模式的眼动仪已成为现实。如2005年04月20日授权公告的，公告号为CN 1197517C的中国发明专利公开了一种"数字视频眼动分析仪"，该分析仪由视频 输入器(1)、图像采集卡(2)、微处理器(3)和显示屏(4)组成，可实时自 动分析人或动物眼动轨迹，同时提供被测眼球直观的真彩色图像，还可记录和 显示被测眼球眼动变化趋势。该发明只是采用视频图像采集装置(视频输入器) 替代传统的眼动拾取方式，然后将每一帧的眼球瞳孔位置连起来，形成眼动轨 迹图，并输出到显示屏上。
现有的眼动仪都是对眼球眼动轨迹、瞳孔大小等基本信息的一种简单再现。
发明内容
本发明的一个目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种能对眼动做 出更为精确测试和分析的眼动测试分析仪。
为实现上述目的，本发明的眼动测试分析仪包括数字视频摄像机、图像釆 集卡以及微处理系统和显示系统，还包括眼球剌激系统，
微处理系统根据测试项目，输出不同的眼球刺激信号给眼球刺激系统，眼 球刺激系统发出不同的刺激信号刺激眼球；
数字视频摄像机拍摄眼球运动图像，利用图像采集卡将眼动图像采集输入 微处理系统，从而完成眼动图像的采集；
在微处理系统中，对采集的眼动图像进行分析处理，输出眼动分析数据和 图形，并在显示系统中显示出来。
在一种实施方式中，眼球刺激系统包括有源刺激器和自动转动组件，有源 刺激器安装在自动转动组件上，根据测试项目，转动有源刺激器，可为受视者 提供不同方向的视觉目标指示。
在另一实施方式中，眼球剌激系统可由显示器组成，可为眼球提供图像和 文字刺激信号。
本发明可以根据需要测试分析的项目，输出不同的眼球剌激信号，得到一 系列测试数据，并进行分析处理，输出眼动分析数据和图形。这样可以更多的 反应眼球的各种状态和指标，对眼动做出更为精确测试和分析。
图l是本发明眼动测试分析仪原理框图； 图2是图1所示眼球刺激系统的一种具体实施方式
结构图； 其中，l一数字视频摄像机、2—图像采集卡、3 —微处理系统、4一显示 系统、5 —眼球刺激系统、51—有源刺激器、52—自动转动组件、6—眼球
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
，对本发明智能眼动跟踪仪作进一步详细的说明。
需要提醒注意的是，尽管相似部件出现在不同附图中，但它们被赋予相似 的参考数字标记。此外，在以下的描述中，当采用的已知功能和设计的详细描
述也许会淡化本发明的主题内容时，这些描述在这J L将被忽略。
图l是本发明眼动测试分析仪原理框图。图中，眼动测试分析仪包括数 字视频摄像机1、图像采集卡2以及微处理系统3和显示系统4、眼球刺激 系统5;微处理系统3根据测试项目，输出不同的眼球刺激信号给眼球刺激系 统5，眼球刺激系统5发出不同的刺激信号刺激眼球6;数字视频摄像机l拍 摄眼球运动图像，利用图像采集卡2将眼动图像采集输入微处理系统3，从而 完成眼动图像的采集；在微处理系统3中，对釆集的眼动图像进行分析处理， 输出眼动分析数据和图形，并在显示系统中显示出来。
图2是图l所示眼球刺激系统的一种具体实施方式
结构图。图中，眼球 刺激系统5包括有源刺激器51和自动转动组件52，有源刺激器51安装在自动 转动组件52上，根据测试项目，转动有源刺激器51，发出不同方向的刺激信 号刺激眼球。
有源刺激器51是按一定规律排列的多个LED灯，作为病人视觉目标的 方位或者目标指示。在本实施例中，有源剌激器51为弧形板，间隔5°设置一 LED灯，有平行排列的三组，每组19个红色的LED灯。
有源刺激器51安装在自动转动组件52上，在微处理系统3的控制下，可 以使其在垂直面上旋转。在本实施中，有源刺激器51有0°、 45°、卯°、 135° 四个定位角度，从而结合弧形间隔5。设置一LED灯的设置，眼球刺激系统5 可以提供不同方向的刺激信号刺激眼球，对眼球移动提供全方面的测试。
在本实施例中，眼动测试分析仪实现眼球图像的光电转换，通过信号 处理获取瞳孔信息，实现瞳孔中心定位算法以及数据的串行发送，完成与 计算机的接口，为标定显示提供准确可靠的数据，为各种眼球移动测试提 供了硬件支持。
在本实施例中，眼动测试分析仪采用RS232通讯实现对有源刺激器LED 灯的计算机控制。
基于Tzin， s.dll系列函数应用接口，实现600X480⑥30Q)s黑白视频的实 时或准实时(《30ms)，数字图像的分析，在满足质量的视频信号情况下，输
出的原始分析数据分别为瞳孔中心位置(X、 Y)和可靠性指标E， E指示图像 与瞳孔模型的相似度。
测试项目和测试方式有
1、 斜视检查
注视眼位(focus stations):正前位(center)、水平左偏25° (left deflected 25°)、水平右偏25° (right deflected 25°)、下偏25° (down deflected 25。)、左下偏25。 (left down deflected 25。)、右下偏25。 (right down deflected 25。)、上偏25。 (upper deflected 25°)、左上偏25° (left upper deflected 25 °)、右上偏25。 (right upper deflected 25。)"
令受试者端坐在眼球刺激系统前方，头固定位，注视弧形有源刺激器LED 光点。微处理系统安上述注视眼位输出设置有源刺激器LED视觉刺激方式和 LED指示位置。根据采集的视频，分析计算出眼球的斜视情况，实现(左25 ° 右25°范围)斜视检查的数值化表达和指示，指示精度小于2像素或高于1 度视角。
眼动测试分析仪检查准确、客观，病人心理易接受且耗时短。同时，独特 的弧形面板设计使注视方位定位更准确，测量结果重复性明显提高。
2、 眼震检查
令受试者端坐在眼球刺激系统前方，头固定位，分别注视弧形有源刺激器 17个部位LED光点，眼动测试分析仪记录5 10秒，计算每个部位眼震的频率、 振幅和震强。
17个部位分别为正前方33cm, 33cm水平左偏5度、10度、15度、20度； 水平右偏5度、10度、15度、20度；33cm垂直上偏5度、10度、15度、20度； 垂直下偏5度、10度、15度、20度。
将弧形刺激屏水平放置，通过点亮LED灯可达到记录正前方33cm， 33cm左 偏5度、10度、15度、20度；右偏5度、10度、15度、20度眼震的目的。将 弧形刺激屏旋转到垂直位置，通过点亮LED灯可达到记录上偏5度、10度、15 度、20度；下偏5度、10度、15度、20度的目的。实现(左25° 右25°范 围)震颤患者眼震轨迹的检査，并测定其震动频率和振幅。图像采样周期不低 于24Hz，通过E二A (振幅)XW (震动频率)表达震动强度。
传统的E0G (眼电图)记录眼球震颤，记录的是眼球前后极间的电位差，反 映的只是眼球位置的相对变化，由于电极安放在皮肤上，皮肤电阻会因为使用 中皮肤角质的分泌而改变，造成电信号不稳定，此外该电位差还会受到肌电的 干扰，这些都会影响到记录的准确性。因此检査前需对电极安置部位进行清洁， 减少皮肤角质的影响，同时电极安放的位置也会影响测量的结果。本发明的眼 动测试分析仪操作简单、方便，只需将头放置在头托上即可。且记录结果更为 直观，数据更真实。
综上所述我们可以看出，本发明的眼动分析测试仪经临床验证，其性能及 测试结果符合设计要求，是一种使用方便、自动化程度高、诊断迅速准确、多 功能、携带方便、易于普及的眼动测量仪器。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式
进行了描述，但应当清楚，本发 明不限于具体实施方式
的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种 变化在所附的权利要求所限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显 而易见的， 一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
权利要求
1、一种眼动测试分析仪，包括数字视频摄像机、图像采集卡以及微处理系统和显示系统，其特征在于，还包括眼球刺激系统，微处理系统根据测试项目，输出不同的眼球刺激信号给眼球刺激系统，眼球刺激系统发出不同的刺激信号刺激眼球；数字视频摄像机拍摄眼球运动图像，利用图像采集卡将眼动图像采集输入微处理系统，从而完成眼动图像的采集；在微处理系统中，对采集的眼动图像进行分析处理，输出眼动分析数据和图形，并在显示系统中显示出来。
2、 根据权利要求1所述的眼动测试分析仪，其特征在于，所述的眼球刺 激系统包括有源刺激器和自动转动组件，有源剌激器安装在自动转动组件上， 根据测试项目，转动有源刺激器。
3、 根据权利要求2所述的眼动测试分析仪，其特征在于，所述的有源刺 激器，是按一定规律排列的多个LED灯组成的弧形板，作为病人视觉目标的 方位或者目标指示，且弧形板可在自动转动组件带动下旋转到不同位置。
4、 根据权利要求2所述的眼动测试分析仪，其特征在于，所述的有源刺 激器为显示器，可在电脑的控制下产生不同的图形及文字。
全文摘要
本发明公开了一种眼动测试分析仪，包括数字视频摄像机、图像采集卡以及微处理系统和显示系统，还包括眼球刺激系统。微处理系统根据测试项目，输出不同的眼球刺激信号给眼球刺激系统，眼球刺激系统发出不同的刺激信号刺激眼球；数字视频摄像机拍摄眼球运动图像，利用图像采集卡将眼动图像采集输入微处理系统，从而完成眼动图像的采集；在微处理系统中，对采集的眼动图像进行分析处理，输出眼动分析数据和图形，并在显示系统中显示出来。本发明可以根据需要测试分析的项目，输出不同的眼球刺激信号，得到一系列测试数据，并进行分析处理，输出眼动分析数据和图形。这样可以更多的反应眼球的各种状态和指标，对眼动做出更为精确测试和分析。
文档编号A61B3/14GK101108119SQ200710092629
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者涛 余, 慧 刘, 正 台, 姚军平, 红 杨, 阴正勤 申请人:中国人民解放军第三军医大学第一附属医院