用于治療視力損害的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明描述了用于治療與患者眼睛之間的偏斜相關的視力損害的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明允許電子地獲得患者的一只眼睛凝視著的目標的圖像，計算這只眼睛和第二只眼睛的凝視方向之間的角偏差并且在圖像已被電子地處理之后在第二只眼睛前面顯示該圖像以便矯正該角偏差和獲得該圖像，該圖像作為單一的三維的立體圖像將可由大腦感知。
【專利說明】用于治療視力損害的方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及眼科學，并且更特別地涉及由下面的情況導致的視力損害的治療:其中患者的眼睛沒有正確地對準使得每只眼睛的注視沒有指向空中的同一點，因此阻止了正確的雙眼視覺。
[0002]更尤其地，本發(fā)明涉及用于治療與眼外肌病狀或與導致被稱為復視(雙重視覺)現(xiàn)象的其它問題相關的視力損害的方法和系統(tǒng)。導致復視的病狀之一被稱為斜視。然而，應被牢記的是，本發(fā)明并不僅僅限于對斜視的治療并且其也可以被用于治療與復視相關的其它種類的視力損害。還應牢記的是，本發(fā)明不僅可以被用于治療處理本身，而且也可以用于遭受視力損害的人們的鍛煉和/或康復。
【背景技術】
[0003]正常的人在他/她的頭部和眼睛被固定時具有水平視野(F0V)，為一只眼睛大約160°并且兩只眼睛近似為190°。這被示意地描繪于圖1中。豎直的FOV為大約向上50°和向下80。。
[0004]被雙眼同時看到的雙眼水平區(qū)域在圖2中被示出。該區(qū)域被限制在大約130°的角度并且是造成深度感知的原因。
[0005]人的眼睛凝視目標的正常方式是相當復雜的。眼睛的移動由六塊眼外肌支配。眼睛的各種移動必須由雙眼以協(xié)調(diào)的方式執(zhí)行以確保正確的固定和深度感知。主要的移動為:
[0006].跳視移動與平緩追蹤
[0007].微跳視
[0008]?轉(zhuǎn)向移動
[0009]那些移動在下面更詳細地進行解釋。
[0010]跳視移動允許人盯著期望的目標。該凝視由眼睛移動和眼睛旋轉(zhuǎn)至正確的注視方向兩者組成。
[0011]如圖3中所見，頭部固定的水平跳視能夠具有可達總計130° (75°的顳部方向和55°的鼻部方向)的幅度，但在正常的情況下該跳視要小得多，并且注視方向的大于大約20°的任何移位是由頭部移動完成的。在這種注視跳視期間，首先眼睛產(chǎn)生跳視以便達到對目標的注視，同時頭部更慢地跟隨并且眼睛轉(zhuǎn)回以便保持注視著該目標。
[0012]對于高達大約60°的跳視幅度，跳視的速度線性地依賴于該幅度(所謂的“跳視主序(saccadic main sequence)”)。例如，10°的幅度與300° /秒的速度相關,并且30°幅度與500° /秒相關。在大于60°的跳視中，峰值速度開始朝向眼睛可達到的最大速度(非線性地)變平。
[0013]平緩追蹤眼睛移動允許眼睛緊密跟隨在運動的目標之后。
[0014]微跳視是一種固定的，微小的和急速的眼睛移動，具有通?？蛇_2°的幅度。它們是小的，類似抽搐的，無意識的眼睛移動，類似于小型版的有意的跳視。微跳視在視覺感知中的作用已經(jīng)是高度爭議的話題，其仍然在很大程度上未被解決。
[0015]轉(zhuǎn)向是雙眼在相反方向上的同時移動以便獲得和維持單一的雙眼視覺。當人盯著目標時，眼睛必須圍繞豎直軸線旋轉(zhuǎn)使得圖像的投影處在雙眼中的視網(wǎng)膜中心。為盯著近的目標，眼睛朝向彼此旋轉(zhuǎn)(會聚)，而為了盯著遠的目標，它們遠離彼此旋轉(zhuǎn)(發(fā)散)。
[0016]對于至目標例如350mm的近的距離而言眼睛必須“向內(nèi)”旋轉(zhuǎn)(rotate “in”)的角度S的實例被示于圖4中。該角度δ按照ArctgS=iro/2XD被計算，其中IB)為瞳孔間的距離并且D為至目標的距離。在圖4中所描繪的情形中Iro被假定為65mm并且D=350mm。
[0017]因此可以容易地意識到，眼外肌應當能夠以非常復雜且同時協(xié)調(diào)的方式移動眼睛以確保正常的視覺感知?？梢匀菀椎乇灰庾R到的是，在至少一只眼睛的移動中的任何干擾將與引起視力損害的偏斜相關。
[0018]在進一步的公開中，下列術語將被使用:
[0019]?術語“主眼”指的是正常的，健康的眼睛。在交替性斜視的情況下，主眼將由處理單元確定。
[0020].術語“非主眼”或“斜眼”指的是具有如下問題的眼睛:例如，局部或完全不能移動導致其不是凝視著期望的方向并且不能以與主眼協(xié)調(diào)的方式被移動。
[0021].術語“廣角攝像機”指的是具有容許寬于大約70°視角的相對短的焦距的攝像機。
[0022]?術語“數(shù)字攝像機”指的是配備有能夠以數(shù)字形式拍攝并提供所拍攝的圖像的固態(tài)傳感器(CCD或CMOS或其它傳感器)的攝像機。
[0023].術語“眼睛跟蹤”指的是要么對注視點(“我們正看著的地方”)要么對眼睛相對于頭部的運動的測量過程。
[0024].術語“眼睛跟蹤器”指的是用于測量眼睛位置和眼睛移動的裝置。
[0025].術語“注視”，“凝視”和它們的同根詞可以被替代的使用并且意指“盯著景物目標”。
[0026]要解決的問題
[0027]所有年齡段的許多人遭受眼外肌或眼球運動神經(jīng)或大腦的可變的病狀。這些病狀可能導致所謂的斜視，其中一只眼睛不能夠凝視與另一只眼睛相同的空中方向并且因此雙眼之間存在偏斜的情況。由于該偏斜，雙重視覺(復視)可能出現(xiàn)。
[0028]眼睛的偏斜可以是水平的，和/或豎直的，和/或扭轉(zhuǎn)的。
[0029]在某些種類的斜視中，非主眼具有偏離期望方向的不變的角偏差(這被稱為內(nèi)斜視或外斜視)；其可以凝視著空中的固定方向，自由地來回轉(zhuǎn)動等。所有這些現(xiàn)象可以是與水平的和/或扭轉(zhuǎn)的和/或豎直的視野都相關的。
[0030]非麻痹性斜視，以及其所有的衍生現(xiàn)象，是一種視力損害:其中盡管眼外肌起作用，然而，這些肌肉不能轉(zhuǎn)動非主眼以便精確地跟蹤由健康的主眼指示的需要的方向。外斜視，內(nèi)斜視，上斜視，隱斜視等只是非麻痹性斜視的幾個實例。
[0031]麻痹性斜視，以及其所有的衍生現(xiàn)象，是一種視力損害:其中一些或所有的眼外肌是局部地或完全地不起作用的，導致非主眼的局部或完全麻痹。
[0032]在更嚴重的情形中，所有那些問題可以出現(xiàn)在雙眼中。
[0033]上面提到的病狀由各種原因?qū)е?。在可能的原因中，大腦在協(xié)調(diào)眼睛移動時的無序，與眼球運動神經(jīng)相關的問題或者與一塊或多塊眼外肌相關的問題可能被提到。
[0034]在避免雙重視覺的嘗試中，大腦有時可能忽視來自一只眼睛的圖像，被稱為抑制或弱視的過程。在童年期當大腦仍舊在發(fā)育時抑制更頻繁。因此，具有斜視的孩子幾乎從不抱怨復視，而發(fā)育成斜視的成人幾乎總是抱怨。在發(fā)育中的孩子身上，這會阻止受影響的眼睛視覺的正常發(fā)育而導致弱視。一些成人也能夠抑制他們的復視，但他們的抑制很少是同樣深度的或同樣有效的，并且花費更長的時間來建立。于是，那些具有雙重視覺的人中的許多遭受模糊的視覺，眼睛疼痛，頭痛，惡心，平衡問題等等。如果未以另外的方式進行治療，非主眼不得不被蓋住，抑制或退化。這是與深度感知的惡化相關的。
[0035]然而，應當意識到的是，上述病狀應當被看作僅僅是可通過本發(fā)明被治療的視力損害的非限制性實例。
[0036]已存在解決與因眼睛之間的偏斜而產(chǎn)生的視力損害相關的問題以及尤其與有關于斜視的損害相關的問題的已知嘗試。
[0037]在GB1096997中，用于治療斜視的裝置被公開。該裝置被設計用于矯正斜視并且其包括屏幕，用于在屏幕上產(chǎn)生兩個互補圖像的電影放映機和兩個檢眼鏡裝置，這兩個檢眼鏡裝置被設置成使得其向患者的不同眼睛傳送那些不同的圖像并且允許檢查形成在每只眼睛視網(wǎng)膜上的那些圖像，這兩個檢眼鏡裝置可獨立地被調(diào)節(jié)以用于與患者眼睛的各自的光學軸線對準。該裝置的檢眼鏡裝置使得被患者觀察到的合成圖像看起來是在屏幕上并且該屏幕可以被患者觸碰以便再訓練其眼睛。
[0038]最接近本發(fā)明的是由J.Lamprecht在其于1994年9月26日提交的美國專利N0.5,875,018中提出的方法和裝置。
[0039]在該專利中所描述的發(fā)明是基于使用被機械地回轉(zhuǎn)的攝像機以便產(chǎn)生如果非主眼是正常的話應被其看見的圖像并且經(jīng)一束光纖將該圖像顯示在位于非主眼前面的屏幕上的想法。在所產(chǎn)生的圖像被顯示之前其在考慮到主眼和非主眼之間的角偏差的情況下與主眼所看到的圖像產(chǎn)生成角度的一致性。
[0040]為建立成角度的一致性，主眼的凝視角度應當由眼睛跟蹤器確定，然后為非主眼產(chǎn)生圖像的攝像機被機械地回轉(zhuǎn)以便以該凝視角度被定向并且由該攝像機產(chǎn)生的圖像被投影在位于非主眼對面的屏幕上。
[0041]然而，該想法從未被具體實施為適合于遭受各種類型斜視的人們的現(xiàn)實的商業(yè)上可用的裝置。
[0042]可能阻止Lamprecht的想法在實踐中實現(xiàn)的原因中的一些在此被列出:
[0043]a.應當跟蹤主眼凝視角度的被機械地回轉(zhuǎn)的攝像機需要時間以便改變該攝像機的觀察方向。由于眼睛移動是非常迅速的，由被機械地回轉(zhuǎn)的攝像機產(chǎn)生的圖像將滯后于主眼的快速移動，并且因此代替真實的圖像的非現(xiàn)實的瞬時圖像將被攝像機產(chǎn)生，并且被主眼看到的真實圖像和由被機械地驅(qū)動的攝像機產(chǎn)生的滯后圖像將不能被大腦集成。
[0044]b.被機械地回轉(zhuǎn)的攝像機是麻煩的和沉重的；其是復雜的、昂貴的并且需要維護。
[0045]c.機械系統(tǒng)一般地需要并且被機械地回轉(zhuǎn)的攝像機尤其地需要更高的能量以用于它們的運轉(zhuǎn)并且因此需要更重的電池。
[0046]d.Lamprecht的裝置中采用的圖像產(chǎn)生裝置通過光纖被連接至觀察屏并且圖像經(jīng)導光的纖維束被傳遞至觀察屏。該方案是麻煩的并且因為該束中的導光絞線(光纖)的數(shù)目是有限的而不允許實現(xiàn)高分辨率的圖像。用于高質(zhì)量圖像的所需像素數(shù)目是在數(shù)百萬的范圍內(nèi)；然而由數(shù)百萬根絞線組成的光纖束將是不切實際的。
[0047]由于上述的原因，Lamprecht的方案導致了被設計成頭盔的大的，沉重的和麻煩的裝置。然而，即使這一頭盔裝置可能是可行的，其對于日常使用而言將是不實際的，并且因為由導光纜線提供的分辨率是有限的，將不允許足夠的分辨率以便獲得質(zhì)量好的圖像。
[0048]總之，可以聲明的是，盡管Lamprecht的想法早在1994年就已被想出，長期以來感受到的與眼睛偏斜相關的受損視力的問題仍舊未被解決并且需要合適的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0049]本發(fā)明的主要目標是提供一種用于治療視力損害的改進的方法和系統(tǒng)，使能夠充分地減少或克服本領域中已知的解決方案的缺點。
[0050]特別地，本發(fā)明的首要目標是提供一種用于治療視力損害的新的改進的方法和系統(tǒng)，其采用廣角數(shù)字攝像機，所述廣角數(shù)字攝像機是大致靜止的并且其不需要機械位移，例如回轉(zhuǎn)，而跟蹤眼睛的觀察角度。
[0051]本發(fā)明的更進一步的目標是提供一種用于治療視力損害的新的和改進的方法和系統(tǒng)，其采用位于非主眼附近的廣角小型CXD或CMOS攝像機并且不需要在處理單元和顯示器之間電連接用的導光纜線。
[0052]本發(fā)明的更進一步的目標是提供一種用于治療視力損害的新的和改進的方法和系統(tǒng)，其采用處理單元。
[0053]本發(fā)明的另一個目標是提供一種用于治療視力損害的新的和改進的方法和系統(tǒng)，其可以被具體實施為緊湊的，輕的和方便的眼睛佩戴物。
[0054]本發(fā)明的又一個目標是提供一種用于治療視力損害的新的和改進的方法和系統(tǒng)，其使能夠以與眼睛的移動速度相當?shù)乃俣冗M行可靠的眼睛跟蹤。
[0055]本發(fā)明的再又一個目標是提供一種用于治療視力損害的新的和改進的方法和系統(tǒng)，其使能夠產(chǎn)生具有所需分辨率的質(zhì)量好的圖像并且沒有失真地在非主眼前面顯示該圖像。
[0056]當本發(fā)明被具體實施為視力損害的治療方法和治療系統(tǒng)時，上述的目標被本發(fā)明實現(xiàn)。
[0057]特別地，當本發(fā)明被具體實施為方法時，其包括下列特征:
[0058]選擇一只眼睛作為主眼同時選擇第二只眼睛作為非主眼，
[0059]在主眼凝視著景物時跟蹤其當前位置，并確定主眼的當前凝視方向，
[0060]電子地獲得患者所凝視的景物的圖像，所述圖像被限制在至少70度的視角內(nèi)，
[0061]跟蹤非主眼的當前位置并確定非主眼的凝視方向，
[0062]計算主眼的凝視方向和非主眼的凝視方向之間的角偏差，
[0063]電子地處理景物的圖像使得處理后該圖像將根據(jù)該角偏差被電子地移位，并且在該非主眼的前方顯示移位后的圖像。
[0064]當本發(fā)明被具體實施為系統(tǒng)時，其被確定尺寸成和被構(gòu)造成眼睛佩戴物，所述眼睛佩戴物具有能跟蹤患者眼睛的 至少之一移動的附著至其的跟蹤裝置，能電子地產(chǎn)生出現(xiàn)在患者前方景物的圖像的圖像產(chǎn)生裝置，能電子地處理該圖像連同由跟蹤裝置產(chǎn)生的跟蹤數(shù)據(jù)的處理單元，能在患者眼睛的所述至少之一前面視覺地顯示被電子地處理過的圖像的顯示裝置，并且所述眼睛佩戴物與用于為跟蹤裝置、圖像產(chǎn)生裝置、處理單元和顯示裝置供能的能量源電連接。
[0065]位于本發(fā)明背后的主要想法是采用可以是靜止的并且不需要機械位移而獲得主眼所看到的景物的完整圖像的小型廣角數(shù)字攝像機。該攝像機將電子地產(chǎn)生該景物的虛擬圖像并且隨后在該圖像已被電子地處理之后傳送該圖像至非主眼。這一攝像機能夠電子地掃描整個所需的視野。該掃描可被可靠地并以與眼睛的移動速度相當?shù)乃俣韧瓿?。由于該攝像機是小型的，整個系統(tǒng)可以被實現(xiàn)為例如方便地被患者佩戴的緊湊的眼睛佩戴物。
[0066]憑借處理單元，自動地監(jiān)控處理結(jié)果并且如果需要的話改變處理參數(shù)將是可能的。
[0067]應被強調(diào)的是，數(shù)字攝像機已經(jīng)在相對長的時期以來是已知的，并且特別地它們在Lamprecht的專利申請的提交之時是可用的。然而，盡管因眼睛的偏斜而產(chǎn)生的受損視力的問題持續(xù)了很長時間，但數(shù)字攝像機既在那時未被采用而在現(xiàn)在也未被使用。該事實表明本發(fā)明不是顯而易見的。
[0068]在本發(fā)明中采用的另一個特征是使用小型的圖像產(chǎn)生裝置和將圖像產(chǎn)生裝置放置于緊鄰眼睛的至少之一。憑借該設置，發(fā)送至顯示裝置的圖像可以具有高的分辨率，因為不需要麻煩的光纖束來傳遞圖像。
[0069]本發(fā)明將適合于遭受與至少一只眼睛的至少局部復視相關的視力損害的患者。
[0070]本 發(fā)明可以被用于對視力損害的鍛煉，視覺療法，康復，評估，測量，診斷和分析。
[0071]特別地，本發(fā)明可以被用于對遭受各種類型的斜視，如雙側(cè)斜視，單側(cè)斜視，交替性斜視，內(nèi)斜視，外斜視和上斜視的患者的治療。
[0072]特別地，本發(fā)明將適合于治療下列三種情形中的視力損害:
[0073]1.健康的主眼，非主眼保留一些移動能力。
[0074]2.健康的主眼，非主眼完全麻痹。
[0075]3.雙眼的視覺偏斜(雙眼具有交替性斜視，不穩(wěn)定或雙眼具有共軛的注視麻痹)。
[0076]本發(fā)明僅僅已被簡要地概括?，F(xiàn)在將參考下列說明同時參照附圖以便更好地理解本發(fā)明及其實施方式和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0077]圖1示意地示出了正常眼的單眼視野。
[0078]圖2示意地示出了正常眼的雙眼視野。
[0079]圖3示意地示出了正常眼的移動幅度。
[0080]圖4示意地示出了會聚角的計算。
[0081]圖5描繪出當其作為眼睛佩戴物由患者佩戴時本發(fā)明的系統(tǒng)的總體視圖。
[0082]圖6a示出了本發(fā)明的系統(tǒng)具體實施為眼睛佩戴物的實施方式的等距視圖。
[0083]圖6b示意地示出了沿圖5呈現(xiàn)的視圖中的a-a，b_b和c_c截取的橫截面。
[0084]圖7示意地示出了用于橫截面c-c的替代的實施方式。
[0085]圖8示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的方塊圖的實施方式。[0086]圖9示出了本發(fā)明的系統(tǒng)的方塊圖的替代實施方式。
[0087]圖10示意地示出了在矯正角偏差之前主眼的和非主眼的注視方向及頭部方向。
[0088]圖11示意地示出了在矯正角偏差之前由主眼以及由非主眼對目標的圖像感知。
[0089]圖12示意地示出了在矯正角偏差之前主眼的觀察方向和攝像機的觀察方向。
[0090]圖13示意地示出了在矯正角偏差之后由主眼以及由非主眼對目標的圖像感知。
[0091]圖14a，b，c為本發(fā)明的方法的各實施方式的流程圖。
【具體實施方式】
[0092]參照圖5-7，本發(fā)明的系統(tǒng)的一實施方式被示出。
[0093]總體上，示出了系統(tǒng)10，其包括可由患者9佩戴的經(jīng)連接纜線14電連接至外部處理與供能元件16的頭部單元12。該元件包括處理單元和能量源,例如電池包。
[0094]在示于圖6a中的替代的實施方式中，系統(tǒng)被構(gòu)造成整體的頭部單元18，其包括被改型在頭部單元內(nèi)的處理單元與電池包30。
[0095]頭部單元優(yōu)選地被構(gòu)造成且尺寸被確定成當其被戴上時方便使用。該單元可被構(gòu)造成眼鏡。
[0096]在進一 步的公開中，其將被稱為眼睛佩戴物以便包括被用于輔助視覺或用于保護眼睛的任何相關的裝置，諸如眼鏡，護目鏡，玻璃眼鏡等。
[0097]在進一步的說明中，術語眼睛跟蹤將主要關于通過在水平方向上掃描的眼睛跟蹤而被提到。然而，應當牢記的是，該術語也適用于豎直方向并且本發(fā)明的系統(tǒng)被設計成有能力測量，處理和解決與在扭轉(zhuǎn)的，水平的和豎直的注視方向上的偏斜相關的視力損害問題。
[0098]參閱圖6a，本發(fā)明的系統(tǒng)被設計成眼睛佩戴物，例如其被構(gòu)造成具有設有鏡片L2的框架20的眼鏡。鏡片L2是透明的以便為主眼提供沒有障礙的視野。就其可以具有規(guī)定的屈光度數(shù)的意義上而言，其可以是常規(guī)的鏡片或光學鏡片，只要患者具有聚焦問題。
[0099]框架設有兩個側(cè)臂LAl和LA2。一旦該眼睛佩戴物被戴在患者的頭部上，鏡片L2就與主眼相對。鏡片34被設置成處于與非主眼相對。
[0100]眼睛佩戴物承載著一對眼睛跟蹤器22，24，位于眼鏡的前方和下方。每個眼睛跟蹤器的精確位置以使得其位于相應的眼睛下面大約2.5cm處并且大約向下/向前45度的方式被選擇。憑借該規(guī)定，不會存在遮擋。實踐中，眼睛跟蹤器可以是以攝像機為基礎的眼睛跟蹤器，其具有至少30Hz的采樣頻率。合適的眼睛跟蹤器的實例為由德國SensoMotoricInstruments GmbH 公司制造的 SMI GazeWear 跟蹤器。
[0101]該眼睛佩戴物包括與至少非主眼的視野相重疊的至少一個廣角顯示裝置26。實踐中該顯示裝置位于與非主眼相對的位置。作為合適的廣角顯示裝置，可以使用由eMaginCorporation, USA制造的微顯示彩色屏幕EMA-100502SXGA XL。該顯示具有1292(x3)xl036像素的總像素陣列。
[0102]該眼睛佩戴物還包括至少一個廣角、高分辨率、小型的數(shù)字攝像機28，其被附著至所述側(cè)臂之一，優(yōu)選地在非主眼附近。這是必需的以便實現(xiàn)主眼和攝像機之間的正確的視差以用于正確的立體圖像。實踐中攝像機位于非主眼的側(cè)邊并且從其分離大約2.5cm的距離。該攝像機應當具有至少70度、優(yōu)選地超過100度的視角并且如果該攝像機被設置有自動對焦特征的話可能是有利的。該攝像機被固定在框架上因而基本是靜止的并且在其視野內(nèi)其電子地掃描景物的圖像。
[0103]合適的攝像機的實例為由DCS Systems Ltd.，England配給的DogCam Bullet HDWIDE數(shù)字攝像機。該攝像機為720p高清晰度攝像機并且其具有135度的廣角鏡片。
[0104]該眼睛佩戴物還包括小型的處理單元30和供能單元32。沒有明確示出然而應被意識到的是，該處理單元設置有適當?shù)拇鎯ζ骱推渌耐鈬娐贰?br> [0105]實踐中該處理單元被附著至所述側(cè)臂之一。參閱圖6b，可看到處理單元30被附著至臂LAl并且供能單元32被附著至臂LA2。
[0106]沒有詳細示出但應被意識到的是，在攝像機，眼睛跟蹤器，顯示裝置和處理單元之間能夠憑借合適的布線或者無線地進行信號交換和通信。
[0107]還應被意識到的是，供能單元與上面的元件電連接以用于為它們供能。
[0108]此外應當牢記的是在某個情形中單一攝像機和單一顯示裝置將是足夠的。這被示于圖6a，6b和8中。在一些其它的情形中多個攝像機和多個顯示裝置將是必需的。這將在稍后參照圖9進行詳細說明。
[0109]再次參照圖6b，目鏡鏡片34被設置。該鏡片允許非主眼NLE聚焦于距離非主眼只有幾厘米的顯示裝置26上。代替光學鏡片34的，如示于圖7中的，戴在非主眼上的接觸鏡片36，可以被用于相同的目的。
[0110]現(xiàn)在參照圖8-9，本發(fā)明將關于視力損害的一些典型案例進行說明。
[0111]案例1:
[0112]本案例涉及患者的左眼是主眼而患者的右眼是非主眼時的情形。非主眼仍舊能夠執(zhí)行一些有限的運動。
[0113]該系統(tǒng)的配置在圖8中以方塊圖被示出。適合于該案例的方塊圖包括已經(jīng)在上面關于圖6a，6b被提到的那些元件。
[0114]可以看出，鏡片L2位于主眼LE的前方。鏡片L2為常規(guī)的鏡片。如果主眼沒有聚焦的問題，為該鏡片規(guī)定的屈光度數(shù)可 以為零。在所有其它的情況中，主眼鏡片L2的屈光度數(shù)可以由驗光師規(guī)定。透過該鏡片，患者的主眼具有對景物的無障礙的視力使得其能夠看到例如在其前方的目標38。
[0115]第一眼睛跟蹤器24位于主眼鏡片L2的下部以便不遮擋主眼視線(與實際上一樣多)并且同時有能力可靠地跟蹤主眼的位置。這作為正常的視圖在圖8中被標明。
[0116]廣角顯示裝置26位于非主眼的前方。
[0117]目鏡鏡片34位于廣角顯示裝置26和非主眼NLE之間以便允許非主眼以正確的焦距觀察出現(xiàn)在該顯示裝置上的目標的圖像。該目鏡鏡片應當具有為患者的眼睛所需的矯正的屈光度。因此，非主眼僅看到出現(xiàn)在該顯示裝置上的目標的虛擬圖像。這作為虛擬的視圖在圖8中被標明。
[0118]第二眼睛跟蹤器22位于非主眼顯示裝置26的下部以便不遮擋非主眼視線并且同時可靠地跟蹤非主眼位置。
[0119]廣角數(shù)字攝像機28位于非主眼的右側(cè)以便對在患者頭部前方的外部景物具有無障礙的視力，如同被健康的非主眼看到的那樣。攝像機可被設置有合適的CXD或CMOS固態(tài)傳感器(或其它種類的傳感器)并且具有鏡片，該鏡片具有足以覆蓋非主眼NLE如果有能力正常移動就能夠看得見的整個潛在視野的視野。實踐中該角度被限制在至少70度的角度范圍內(nèi)并且優(yōu)選地為大約100度。
[0120]由于攝像機具有廣角鏡片，其在非主眼位置處即時地獲得能夠被正常眼睛看見的視野的大部分。該位置是關鍵的，因為為了感知三維的圖像，人類的大腦必須同時接收來自兩個位置-主眼位置和非主眼位置的兩個稍微不同的圖像。所獲得的圖像隨后被處理單元30以快速的方式處理和操作以便正確地跟蹤主眼的迅速移動。通過示出了由攝像機看到的圖像被從攝像機電子地發(fā)送到處理單元的箭頭，其被示意地示于圖8中。另一個箭頭示出了處理后被移位的圖像被電子地發(fā)送到顯示裝置。
[0121]如上所述，更可取的是攝像機有能力測量到目標的距離并且具有自動對焦的特征。
[0122]案例2:
[0123]本案例涉及患者的左眼是主眼而右眼是非主眼并且非主眼完全麻痹時的情形。
[0124]適合于治療本案例的系統(tǒng)的方塊圖將基本上與圖8中所見的相同。然而，在本案例中第二眼睛跟蹤器將不是必需的，因為非主眼由于麻痹是完全不能移動的并且其方向根據(jù)頭部的方向被固定。相應地非主眼的注視角a是預先知道的并且其可以在為矯正主眼和非主眼之間的角偏差所必要的所有的計算中被考慮。
[0125]案例3:
[0126]本案例致力于患者的雙眼都在不正常的方向上注視(即交替性斜視，眼球震顫等)時的情形。
[0127]該系統(tǒng)的方塊圖被示于圖9中?？梢匀菀椎乜闯?，其基本上類似于圖8中看到的圖表所呈現(xiàn)的系統(tǒng)。
[0128]因此，相似的元件由相似的附圖標記指定。然而，適合于治療本案例的系統(tǒng)的配置將需要定位在主眼附近的額外的攝像機40和定位在主眼前方的額外的廣角顯示裝置39。
[0129]額外的目鏡鏡片42可以被設置在主眼前方。
[0130]通過直線指定了在攝像機和目標之間的虛擬的視圖的方向，以及在眼睛和目標之間的所需要的視圖的方向。 [0131]下面的非限制性表格概括了上面的案例中的每個所需的系統(tǒng)的可能的硬件配置:
[0132]
【權利要求】
1.與患者眼睛之間的偏斜相關的視力損害的治療方法，所述方法包括: 選擇一只眼睛作為主眼同時選擇第二只眼睛作為非主眼， 在主眼凝視著景物時跟蹤主眼的當前位置，并確定主眼的當前凝視方向， 通過數(shù)字攝像機電子地獲得患者所凝視的景物的圖像， 跟蹤非主眼的當前位置并確定非主眼的凝視方向， 計算主眼的凝視方向和非主眼的凝視方向之間的角偏差， 電子地處理景物的圖像，使得處理后該圖像根據(jù)該角偏差被電子移位，以及 在至少該非主眼的前方顯示處理過的圖像。
2.如權利要求1所述的方法，包括測量患者和該目標之間的距離。
3.如權利要求2所述的方法，包括計算主眼的凝視方向和非主眼的凝視方向之間的會聚角以及根據(jù)該會聚角矯正該角偏差。
4.如權利要求1所述的方法，其中該圖像由具有至少70度視角的廣角數(shù)字攝像機電子地獲得。
5.如權利要求1所述的方法，包括從靠近該非主眼的位置處電子地獲得該景物的圖像。
6.如權利要求1所述的方法，包括電子地處理該攝像機的圖像使得其將根據(jù)該角偏差被電子地移位以及在非主眼的前方顯示被電子地移位了的圖像。
7.如權利要求4所述的方法，包括調(diào)整該攝像機的焦距。
8.用于治療與患者眼睛之間的偏斜相關的視力損害的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)被確定尺寸成和被構(gòu)造成:眼睛佩戴物，所述眼睛佩戴物具有附著至其的能跟蹤患者眼睛的至少之一移動的跟蹤裝置；大致靜止的廣角數(shù)字圖像產(chǎn)生裝置，其能電子地產(chǎn)生患者凝視著的景物的圖像；處理單元，其能電子地處理該圖像；顯示裝置，其能在患者眼睛的所述至少之一前面視覺地顯示被電子地處理過的圖像，并且所述眼睛佩戴物與用于為該系統(tǒng)供能的能量源電連接。
9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述圖像產(chǎn)生裝置包括被限定出至少70度視角的廣角高分辨率數(shù)字攝像機。
10.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述眼睛佩戴物被構(gòu)造成設有框架的眼鏡，所述框架具有附著于其上的鏡片，并且所述框架設有第一側(cè)臂并設有第二側(cè)臂。
11.如權利要求10所述的系統(tǒng)，包括第一眼睛跟蹤裝置和第二眼睛跟蹤裝置。
12.如權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述攝像機被附著至所述側(cè)臂之一，并且所述顯示裝置被附著在至少一只眼睛的前方，這種布置使得攝像機接近顯示裝置。
13.如權利要求10所述的系統(tǒng)，包括被附著至第一側(cè)臂的第一攝像機和被附著至第二側(cè)臂的第二攝像機，位于一只眼睛前方的第一顯示裝置和位于第二只眼睛前方的第二顯示裝置。
14.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述圖像產(chǎn)生裝置設有測距特征。
15.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述攝像機設有自動對焦特征。
【文檔編號】A61F9/00GK103781400SQ201280043550
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權日:2011年9月7日
【發(fā)明者】D·奧茲 申請人:改進的視覺系統(tǒng)(I.V.S.)有限公司