評估視網(wǎng)膜功能的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】一種評估眼睛的視覺系統(tǒng)的功能的系統(tǒng)和方法，其采用數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)以生成被發(fā)光源照射的編碼圖像。光學(xué)系統(tǒng)投影所述編碼圖像的成像到所述眼睛的視網(wǎng)膜上。傳感器檢測到基于視覺系統(tǒng)對所述成像的反應(yīng)的電信號。一個或多個處理器控制所述DMD，并關(guān)聯(lián)來自所述傳感器的電學(xué)反應(yīng)和編碼的DMD圖像，以評估所述視覺系統(tǒng)的功能。
【專利說明】評估視網(wǎng)膜功能的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請與美國臨時專利申請?zhí)枮?1/535,693、專利申請日為2011年9月16日的申請相關(guān),且要求該申請的優(yōu)先權(quán),其全部內(nèi)容通過弓丨用的方式加入本申請中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及利用光刺激裝置評估視覺系統(tǒng)的視網(wǎng)膜和其相關(guān)部分的功能的系統(tǒng)和方法，以及尋找在醫(yī)藥和臨床研究領(lǐng)域尤其是電生理學(xué)和精神物理學(xué)的應(yīng)用。本發(fā)明也涉及在這種系統(tǒng)和方法中利用的光刺激器。

【背景技術(shù)】
[0004]光刺激器廣泛用于產(chǎn)生照亮主體的視網(wǎng)膜的光照圖像。為方便描述，在本說明書中，術(shù)語“光刺激器”用于包括發(fā)射可見光和/或不可見光的刺激器。主體對刺激的反應(yīng)可以是有意識的，或者無意識的。例如，反應(yīng)可以是:
[0005]i )來自神經(jīng)系統(tǒng)的視網(wǎng)膜，如在ERG(視網(wǎng)膜電流圖)和其變體中，PERG(圖像視網(wǎng)膜電圖)，焦距ERG或者mfERG (多焦ERG)，被位于或靠近眼睛前表面的一個或多個電極檢測到；
[0006]? )來自視覺神經(jīng)，如在VEP (視覺誘發(fā)電位)中，被位于頭骨后面的一個或多個電極檢測到；
[0007]Iii )來自視覺皮層或其它腦部區(qū)域，被EEG(腦電圖描記器)在頭骨上的多個位置上的電極檢測到。
[0008]由主體感知和報告，在(微)視野測量中或大量各種各樣的精神物理學(xué)實驗或診斷學(xué)中，試圖測量來自視覺系統(tǒng)的多種作用位置和層次的反應(yīng)。
[0009]為便于描述，在這里，術(shù)語視網(wǎng)膜電流圖用于包括(i )、( ii )、(iii)和(iv)中任一種反應(yīng)的系統(tǒng)，這些反應(yīng)由眼睛尤其是視網(wǎng)膜的光刺激引起、利用附著的電極檢測到。然而，(iv)的一些反應(yīng)可以由其它方式檢測到，例如由主體刺激一個按鈕開關(guān)。
[0010]這些反應(yīng)由利用光刺激器對眼睛進(jìn)行光刺激引起。眾所周知的，可利用鹵光燈或其它離散光源進(jìn)行簡單的照亮，然而，更多地用陰極射線管(CRTs)來產(chǎn)生更復(fù)雜的光照。雖然普遍見到陰極射線管應(yīng)用于光刺激器，但是因為各種原因它們并非是完全滿意的。例如，圖像被以固定的幀頻一像素一像素地、一水平線一水平線地描繪，該固定的幀頻通常是60或75幀每秒。當(dāng)電子束激活磷并持續(xù)幾毫秒，它們從每像素產(chǎn)生光刺激。刺激的光譜由使用的磷確定，與紅、綠、藍(lán)[RGB]的混合的有限調(diào)節(jié)無關(guān)，不能被用戶改變或控制?？傮w來說，幀速率是那些對顯示視頻(典型地，為10Hz或更少)有用的，且被固定下來，即，所有幀具有相同的持續(xù)時間。CRTs的常用的發(fā)光度在100燭光/每平米至400燭光/每平米之間,這對一些刺激是適合的,但可能對另一些刺激又太低。進(jìn)一步地,隨著CRT老化，發(fā)光度下降。最后，CRTs的商業(yè)可用性衰退，實驗和儀器制造商積極尋找合適的替代品。
[0011]替代品包括液晶顯示器(IXD)、發(fā)光二極管(LED)和數(shù)量眾多的離散LED的陣列。然而，這些替代品也不完全適合用于光刺激器。例如CRTs，它們通常具有固定的幀速率，但是在這里，在大部分的幀持續(xù)期間，刺激是開啟的，使用CRT從I至2毫秒，到使用LCD從13毫秒至16毫秒(75Hz和60Hz幀速率)。這種更長的持續(xù)期間改變了關(guān)于制造的大多數(shù)電生理學(xué)設(shè)備的設(shè)想，即刺激是一種脈沖。像素更新按照水平行進(jìn)行，液晶顯示循環(huán)位移到新的位置具有幾個毫秒的變換期間。在這時，在多種顯示器中，注意到一個可移動的光帶從背光源泄露，這可以使光刺激的空間/時間規(guī)格降級。為了改善這一問題，包括在像素改變期間設(shè)置背光源的自定義的控制器以使背光源變暗，導(dǎo)致增加了復(fù)雜度和成本。
[0012]進(jìn)一步地，CRTs由模擬信號驅(qū)動，IXD顯示器通常由數(shù)字信號驅(qū)動。對于IXD來說，發(fā)送幀到顯示器的時間與幀顯示的時間之間的延遲可能是個很大的問題，因為光刺激器通常需要刺激的應(yīng)用和觸發(fā)反應(yīng)設(shè)備之間具有精確的時間。事實上，一些ERG測量中的等待時間的標(biāo)準(zhǔn)不得不改變，以處理這種效果和這個問題造成的在比較中的困難，即比較采用不同的LCD顯示器時兩個系統(tǒng)的結(jié)果和測量之間的結(jié)果。再次地，沒有用戶對照射波長的控制；LCD制造商使用過濾器過濾白色背光源以生成彩色顯示。此外關(guān)注的是，LCD顯示的光是被極化的(而不是基于CRT顯示的)，而這可能會對刺激的效果產(chǎn)生一些影響。
[0013]在信息【技術(shù)領(lǐng)域】和已發(fā)展的可佩戴式顯示娛樂領(lǐng)域，也可知將成像直接投影到視網(wǎng)膜上。這些顯示通常使用緊湊的LCD顯示作為成像源，并具有如上描述的這個技術(shù)的特性局限。
[0014]許多IXD的問題也適用于更新的有機(jī)發(fā)光二極管顯示，除光泄露問題以外，因為每個像素(LED)的輸出是受到直接控制的，所以光泄露問題不會發(fā)生。
[0015]建議使用LED堆陣列作為光刺激器。這允許對光譜進(jìn)行控制(安裝數(shù)百個LED的實際限制)，也考慮到了真正的脈沖刺激。然而，這種LED陣列的缺陷在于缺少圖像生成時的靈活性，因為LED處于固定的位置。此外，眼睛看到的LED是離散的光源，這與關(guān)于光刺激器的特性的大部分設(shè)想不符合。
[0016] 進(jìn)一步的局限是，患者是相隔一段距離觀察CRT、LED顯示器和自定義的LED陣列，因此，環(huán)境和實驗條件、環(huán)境光、顯示發(fā)光度和距離等需要小心地進(jìn)行控制，因為視網(wǎng)膜上刺激的照射取決于所有這些因素，加上主體眼睛的前清晰度，和最后但并非最不重要的，主體眼睛的瞳孔直徑。
[0017]因此，總體來說，上面描述的商業(yè)可用的顯示器沒有一個完全適用于光刺激器。
[0018]作為另一種替代品，推薦在光刺激器中使用微反射鏡裝置。通常試圖利用包括微反射鏡裝置的商業(yè)可用投影儀的優(yōu)點(diǎn)，常稱為DLP (數(shù)字光投影儀)。問題是這些裝置設(shè)計用于顯示視頻信號，且采用RGB光照。這意味著具有固定的幀速率，刺激位于滿幀上，以及不能對照射進(jìn)行很好的控制。商用的控制器也妥協(xié)于具體的時序，使得它們作為光刺激器變得非常困難。通常，對輸入的視頻流進(jìn)行數(shù)字調(diào)節(jié)以提供流暢的視頻成像和伽馬值以適應(yīng)折疊的傳統(tǒng)顯示。
[0019]在馬克士威觀察和前或后投影觀察中，DLP投影儀作為光刺激器進(jìn)行研究過。采用傳統(tǒng)的視頻驅(qū)動造成了研究報告的局限性。例如，Packer等人[Packer]公開了三個DLP商用投影儀，但描述他們受視頻驅(qū)動的影響，遇到了瓶頸，具體是受63Hz刷新率的影響的時間性能上的瓶頸。
[0020]Kuchenbecker等人[Kuchenbecker]公開了為考慮9個LED而改變設(shè)計的DLP投影儀單芯片，但是這仍然使用了基于視頻流的VGA。因此，它也會容易受到Packer等人遇到的時間局限性的影響。
[0021]許多同樣的適用于德克薩斯儀器公司制造的PIC0?品牌的DLP投影儀。它也不完全適合用于光刺激器，因為它的幀時間和照射持續(xù)期間沒有一個有規(guī)律的輸出，它在額定的60Hz視頻輸入幀的結(jié)尾會發(fā)生額外長的子幀，這時，照射事實上已關(guān)閉。
[0022]從下面用于評估視網(wǎng)膜和/或視覺系統(tǒng)的其它部分的功能的視網(wǎng)膜電流圖(ERG)和視覺誘發(fā)電位(VEP)系統(tǒng)的討論中，可清晰地了解現(xiàn)有的光刺激器的其它局限性。如上面提及的，對視網(wǎng)膜的一部分或多個部分進(jìn)行光刺激，采用電極粘貼到眼睛附近的皮膚(ERG的情況中)或者頭的后部(VEP的情況中)或者其它可以感應(yīng)到產(chǎn)生的電神經(jīng)脈沖的地方，該電神經(jīng)脈沖表示視網(wǎng)膜和大腦之間的處理和傳輸信息。
[0023]這些脈沖由視網(wǎng)膜的桿狀體、錐狀體和它們相關(guān)的神經(jīng)細(xì)胞產(chǎn)生。這些兩個源具有不同的光敏感性和不同的動態(tài)反應(yīng)，使得它們各自的輸出可以被分辨出。對于錐狀體評估，源的接近555nm的光適應(yīng)的峰值敏感性波長是滿足需要的。此外，視網(wǎng)膜錐狀體的動態(tài)反應(yīng)是更快的，超過30Hz。
[0024]ERG和VEP的目的是建立視網(wǎng)膜每個位置的視網(wǎng)膜功能。視網(wǎng)膜錐狀體的密度是不統(tǒng)一的，中心凹注視區(qū)域高，周邊區(qū)域低一些。為了獲得周邊區(qū)域的滿意的信號，需要減小空間解決需求；總的目的是錐狀體布局，以使采樣的每個視網(wǎng)膜區(qū)域具有接近相同數(shù)量的視網(wǎng)膜的錐狀體。標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)置是每個區(qū)域為六邊形形狀，根據(jù)視網(wǎng)膜的錐狀體的密度確定所有六邊形的大小，所有六邊形聚積以填充所有可用的區(qū)域，不留任何間隙。
[0025]ERG/VEP視覺刺激可以分類為“圖像”或“多焦”?！皥D像”形式采用有規(guī)則的固定的圖像，例如交替的棋盤格或并列的條形。這測量神經(jīng)中樞細(xì)胞反應(yīng)。多焦形式根據(jù)空間和時間設(shè)置生成偽隨機(jī)序列，且能夠生成穿過視網(wǎng)膜的空間敏感性輪廓或布局。在多種實施例中，ERG系統(tǒng)可以采用兩種刺激中的任一種形式，且為了方便，基于用于多焦ERG/VEP中的每個多點(diǎn)構(gòu)建圖像，在說明書中，術(shù)語“圖像”可以用于指代兩者。自定義焦距的ERG/VEP可以處理具體的本地視網(wǎng)膜區(qū)域的反應(yīng)。通常的刺激設(shè)置采用m序列。圖像刺激設(shè)置采用循環(huán)求和，交替刺激技術(shù)的幀循環(huán)速率可以改變。
[0026]其中，采用單個的采樣傳感器獲取ERG，通過照射已知能量的光到要求解決的視網(wǎng)膜上，作出本地決定，其中，需要具有一個不大于要求解決的視網(wǎng)膜的空間尺寸。依序掃描的替代方法是采用依序的多倍投影儀，其中，視網(wǎng)膜區(qū)域的各個編碼組合被刺激；在依序處理期間，每個視網(wǎng)膜區(qū)域的輸出可以被解碼。這種技術(shù)是多焦ERG的一個形式。
[0027]多焦方法類似于圖像成像方法，同樣地照射目標(biāo)，但是多焦方法中，先于共軛成像平臺中的編碼掩飾的時序，采用單個光學(xué)檢測器捕捉成像。多倍方法通常產(chǎn)生更好的成像質(zhì)量，而非多倍的瓶頸在于傳感器的噪聲等級。
[0028]采用編碼成像顯示在CRT上的先前已知的多焦ERG技術(shù)，或更近的IXD顯示屏，通常要求患者凝視屏幕10分鐘。除了患者移動的問題，顯示器不能產(chǎn)生ERG目的所要求的那么多量的光。進(jìn)一步地，眼睛捕捉到的光的量取決于瞳孔大小，瞳孔大小隨環(huán)境光等級和人而變化。進(jìn)一步地，IXD屏幕和CRT監(jiān)視器的三個光通道(RGB)的光譜滿足視覺顯示，但是未達(dá)到為ERG采樣的目的的最佳標(biāo)準(zhǔn)。此外，完全滿足用戶目的的LCD顯示的動態(tài)反應(yīng)是ERG研究的一個限制因素，其中，更快的速度是有用的。最后，如上面所提及的，LCD顯示的光是部分極化的，然而，不極化是更好的。
[0029]捕捉過程是非常耗時的，使得難以或幾乎不可能確?；颊呤冀K凝視，前提是需要避免視網(wǎng)膜上的不確定性。
[0030]如上面所討論的，屏幕發(fā)出的光的光譜由屏幕制造商控制，且在大多數(shù)情況下，視網(wǎng)膜和神經(jīng)的刺激的非理想情況隨屏幕而變化。在幀從一幀變化到下一幀的方式中也存在問題。在CRT中，電子束從上到下逐行掃描屏幕。磷被點(diǎn)燃然后開始失去光澤。電子束回到頂端也具有一個回掃延遲。在LCD屏幕中，像素也不是都馬上變化，但是穿過整個屏幕成行依序處理，當(dāng)屏幕上的像素改變(非常慢一幾個毫秒)時，產(chǎn)生垂直的移動帶。這種不完美可以被視頻和計算器監(jiān)視觀察所接受，但是不能被一些刺激/反應(yīng)測量所接受。主體也需要定位在屏幕前面，且在房間內(nèi)控制環(huán)境光等級和避免分散注意力時重要的。屏幕的發(fā)光度也是個問題，在一些情況下，可以限制需要更大發(fā)光度的實驗/評估，即需要更快的閃光或更明亮的刺激圖像。
[0031]第二個感興趣的領(lǐng)域是能夠在視網(wǎng)膜上直接觀察刺激的儀表化。多種實驗試圖采用SLO(激光掃描)儀器以產(chǎn)生刺激，然后觀察采用激光成像在視網(wǎng)膜上的效果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0032]本發(fā)明的目標(biāo)是至少減少這種公知的光刺激器的缺陷，或者至少提供一種替代物。
[0033]我們的方式
[0034]達(dá)到以上目標(biāo)是本“項目”的目的。首先和最重要的步驟是將圖像的生成和光照的產(chǎn)生進(jìn)行分離。不像CRT、IXD和OLED顯示或LED射線，它們的圖像是與光照一同生成的，新的光刺激器采用數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)產(chǎn)生圖像成像，采用單獨(dú)的光照器例如LED、激光或連續(xù)白光源照射它，因此可生成為主體可見的光刺激。
[0035]DMD (數(shù)字微反射鏡裝置)包括一組可控的微反射鏡，其中每個微反射鏡可以處于“開”狀態(tài)或“關(guān)”狀態(tài)。有許多可用的這種裝置，范圍從480X320到1928X1024的鏡。這些裝置最常用于高端的投影儀和數(shù)字影院。這些裝置常采用視頻輸入以滿足消費(fèi)者和一般商業(yè)應(yīng)用的需求。
[0036]新的視覺刺激器可用于多種模式；一種模式是投影圖像到屏幕上，可以是后方或前方屏幕投影，使得主體顯示在屏幕上，另一種模式是通過瞳孔直接將圖像投影在視網(wǎng)膜上。在選出的實施方式中，新的視覺刺激器用于直接在視網(wǎng)膜上投影的模式。它被集成到眼膜曲率鏡，采用馬克士威光學(xué)系統(tǒng)直接投影成像到視網(wǎng)膜上。這可以采用真正的馬克士威投影進(jìn)行，其中，鏡子裝置的被投影圖像定位在主體的眼睛的入射平面，或采用偽馬克士威進(jìn)行，其中，圖像位于角膜表面(用于減小角膜反射的大小)。投影方法有以下優(yōu)點(diǎn):被DMD照射的視網(wǎng)膜的區(qū)域可以變化，因此，圖像的空間分辨率改變以適應(yīng)所需的刺激。
[0037]根據(jù)第一方面，提供一種用于評估主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的功能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:
[0038]至少一數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)；
[0039]控制器，用于控制所述DMD調(diào)節(jié)微反射鏡以形成刺激圖像；
[0040]光輸入方式，用于引導(dǎo)光給DMD ;
[0041]光學(xué)系統(tǒng)，用于接收形成圖像的微反射鏡反射的光，并將所述反射光投射到所述主體的眼睛上，以將刺激成像反映在視網(wǎng)膜上形成刺激圖像；以及
[0042]傳感單元，用于提供輸出信號以表示由所述刺激圖像引起的所述主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的反應(yīng)；
[0043]至少一處理器，用于處理與所述刺激圖像相關(guān)的輸出信號，以使能所述至少一部分視覺系統(tǒng)的評估功能。
[0044]根據(jù)第二方面，提供一種用于評估主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的功能的方法，包括:
[0045]利用控制器調(diào)節(jié)數(shù)字微反射鏡裝置(DMD) (108)的微反射鏡以形成刺激圖像；
[0046]引導(dǎo)光給DMD(108)；
[0047]利用光學(xué)系統(tǒng)(104)接收形成圖像的微反射鏡反射的光，并將所述反射光投射到所述主體(125)的眼睛(120)上，以將刺激圖像反映在視網(wǎng)膜上形成刺激成像；以及
[0048]利用傳感單元(106)提供輸出信號以表示由所述刺激成像引起的所述主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的反應(yīng)。
[0049]根據(jù)第三方面，提供一種用于提供光以進(jìn)行主體視網(wǎng)膜的光刺激的光刺激器，包括:
[0050]微反射鏡裝置(DMD) (108)，包括一組微反射鏡；
[0051]控制器(110)，用于控制(DMD) (108)調(diào)節(jié)微反射鏡組以形成刺激圖像；以及
[0052]光輸入方式(100),用于引導(dǎo)光給DMD (108)；
[0053]這樣安排以使從形成圖像的微反射鏡反射的光可以由并列的投影光學(xué)系統(tǒng)(104)引導(dǎo)給眼睛，以在主體(125)的眼睛(120)的視網(wǎng)膜上形成與刺激圖像對應(yīng)的成像。
[0054]根據(jù)第四方面，提供一種用于測量患者的視網(wǎng)膜對光的反應(yīng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:第一發(fā)光源；數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)，用于產(chǎn)生編碼成像圖像；光學(xué)系統(tǒng)，用于將所述發(fā)光源和所述DMD關(guān)聯(lián)起來，將所述編碼成像圖像投影到眼睛的視網(wǎng)膜上；視網(wǎng)膜電流圖(ERG)傳感器，用于測量眼睛對光的反應(yīng)，ERG傳感器基于眼睛的反應(yīng)產(chǎn)生電信號；以及耦合到所述DMD和所述ERG傳感器的至少一處理器，該至少一處理器用于:控制所述DMD以產(chǎn)生所述編碼成像圖像；以及處理由所述ERG傳感器產(chǎn)生的電信號。
[0055]下面的詳細(xì)描述結(jié)合下面的本發(fā)明的詳細(xì)實施例中的附圖，本發(fā)明的前述和其它目標(biāo)、特征、各方面和優(yōu)點(diǎn)會變得更加清晰，附圖僅作為示例進(jìn)行描述和闡釋。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]在附圖中，在不同的圖中的同一個或相應(yīng)的元件具有相同的標(biāo)號。
[0057]圖1為本發(fā)明一個方面的實施例的具有光刺激器的評估視網(wǎng)膜功能的系統(tǒng)的方框示意圖；
[0058]圖2為闡示圖1中的系統(tǒng)的運(yùn)行的簡化流程圖；
[0059]圖3為進(jìn)一步詳細(xì)闡示微反射鏡裝置及其控制器的方框示意圖；
[0060]圖4為闡示圖3中的光學(xué)控制器的整體運(yùn)行的序列圖；
[0061]圖5為闡示加載刺激圖像數(shù)據(jù)到圖3中的控制器的流程圖；
[0062]圖6為闡示圖3中的控制器的運(yùn)作以產(chǎn)生投影到視網(wǎng)膜上的刺激圖像的流程圖；
[0063]圖7為包含光刺激器和眼膜曲率鏡的本發(fā)明的一個實施例的不意圖；
[0064]圖8A闡示了主體的視網(wǎng)膜上的四個刺激圖像的成像；以及
[0065]圖SB闡示了與圖8A相似的四個刺激圖像的成像但具有脈絡(luò)膜的光照。

【具體實施方式】
[0066]圖1闡釋了用于評估視網(wǎng)膜功能的系統(tǒng)100的具體實施例。該系統(tǒng)100包括用于生成一個或多個輸入光的刺激圖像的光刺激器102，用于投影光刺激圖像的成像到主體125的眼睛120的視網(wǎng)膜上的投影光學(xué)系統(tǒng)104，以及感應(yīng)刺激成像引起的反應(yīng)的傳感單元106。
[0067]如圖所示，光刺激器102包括具有微反射鏡組(未示出)的DMD裝置108，可以響應(yīng)控制器I1的控制信號單獨(dú)切換。漫射微反射鏡的輸入光由光輸入單兀112提供,光輸入單元112包括光源114，例如LED，光輸入單元112耦合到DMD裝置108?？蛇x地，光輸入單元112可以包括一個或多個額外的光源，用于發(fā)射具有與光源114發(fā)射的光不同的波長的光。在圖1中，這種額外的光源116示出以虛線與光合束器118相連，光合束器118也以虛線示出，用于將兩個光源的光合束以提供給DMD裝置108。
[0068]在一些實施例中，光源105可以是優(yōu)化用于視網(wǎng)膜電流圖的光譜。例如，在一些實施例中，光源114發(fā)出的光具有接近555nm的波長。
[0069]傳感裝置106用于感應(yīng)視網(wǎng)膜對光源114的光的反應(yīng)。視網(wǎng)膜上的光事件刺激電神經(jīng)脈沖可以用電極在本地監(jiān)測到(例如，用如在ERG中的在眼睛或周圍皮膚上的電極)，或者，通過光學(xué)神經(jīng)傳輸后，利用更遠(yuǎn)的利用設(shè)置在頭后面的電傳感器。這種最新的技術(shù)稱為視覺誘發(fā)電位(VEP)。在一些實施例中，傳感器106包括ERG傳感器。在一些實施例中，傳感器106包括VEP傳感器。在又一些實施例中，傳感器106包括多個EEG傳感器。
[0070] 光學(xué)系統(tǒng)104可以采用那些商用光學(xué)系統(tǒng)，例如被德克薩斯儀器公司冠以投影儀"*商標(biāo)的光學(xué)系統(tǒng)，還包括額外的透鏡。例如，商用的Pico投影光學(xué)系統(tǒng)可以基本不作改變地采用，僅將20-30mm FL的具有不同LED光源的平凸鏡直接設(shè)置在它的最后的投影透鏡的前面。在一些這種實施例中，系統(tǒng)100包括LED和準(zhǔn)直透鏡，LED光的合束器在24°角照射DMD，該合束器后設(shè)有透鏡和微反射鏡，投影透鏡，其后設(shè)置有其它透鏡。在一些實施例中，后面會描述到，這些組件設(shè)置在眼膜曲率鏡系統(tǒng)中，其中的LED利用所有現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)，但是LED準(zhǔn)直透鏡被移除。
[0071]圖2闡示了非常常用的采用圖1中的系統(tǒng)以在視網(wǎng)膜上產(chǎn)生所謂的多焦刺激成像。
[0072]在各個實施例中，系統(tǒng)100按照如下運(yùn)行。計算裝置155傳送信息給刺激控制器110以設(shè)置DMD成像，然后設(shè)置LED光源114在特定的時間以特定的強(qiáng)度發(fā)射。來自ERG傳感器106的電反應(yīng)被記錄下來。計算裝置115然后設(shè)置下一個DMD成像，重復(fù)處理過程。該過程重復(fù)多次直至樣本集足夠大以重構(gòu)期望的視網(wǎng)膜反應(yīng)，具有期望的空間分辨率。計算裝置155然后相應(yīng)地處理所有反應(yīng)，生成視網(wǎng)膜反應(yīng)值的矩陣。這可以以多種視覺形式例如光強(qiáng)度或顏色在例如計算裝置155的顯示器上顯示。
[0073]步驟210，測量患者125的視網(wǎng)膜的反應(yīng)。在多種實施例中，視網(wǎng)膜的反應(yīng)可以由測量光學(xué)神經(jīng)的反應(yīng)而間接測量到。在一些實施例中，這可以通過采用ERG傳感器附在患者125的皮膚上以感應(yīng)由光學(xué)神經(jīng)產(chǎn)生的電脈沖來完成。
[0074]在多種實施例中，刺激圖像的成像依序投影到視網(wǎng)膜上，可以測量到視網(wǎng)膜對每個成像圖像的反應(yīng)。因此，應(yīng)該可以理解的是，圖2的流程圖是試圖闡示整個方法，不應(yīng)該被解釋為闡示一系列特殊的事件。因此，步驟205和步驟210表征的事件，以及圖2的其它部分，可以經(jīng)過一段時間后重疊。
[0075]步驟215，記錄反應(yīng)。在一些實施例中，通過處理由ERG傳感器106產(chǎn)生的電信號，以及將它們存儲在與ERG傳感器106連接的存儲裝置上，計算裝置155記錄下該反應(yīng)。
[0076]步驟220，重構(gòu)視網(wǎng)膜反應(yīng)場。在多種實施例中，在為了研究特殊的視網(wǎng)膜時，基于已收集所有樣本，完成視網(wǎng)膜反應(yīng)場的重構(gòu)。例如，在一些實施例中，計算裝置155采用存儲在存儲裝置上的樣本重構(gòu)視網(wǎng)膜反應(yīng)場。
[0077]步驟225，生成視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。在一些實施例中，計算裝置155以一種或多種的各種可能的視覺形式顯示生成的矩陣。例如，在一些實施例中，計算裝置155在顯示器上顯示矩陣值，以特定位置的光強(qiáng)度表征該反應(yīng)值。在其它的實施例中，顏色值用于表征反應(yīng)值。
[0078]下面將參考圖3描述DMD裝置和控制器110的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。微反射鏡組包括本地存儲器(未示出)，用于存儲每個單獨(dú)的微反射鏡的狀態(tài)信息。DMD控制器110包括自身的存儲器174，用于存儲構(gòu)造每個刺激圖像的數(shù)據(jù)，輸入-輸出接口 170，用于采用一個指令流協(xié)議與外部的計算機(jī)155 (請見圖1)通信，以及輸出接口 162，164，166，用于輸出各種控制和時序信號，這一點(diǎn)之后將會詳細(xì)描述。
[0079]現(xiàn)在請參考圖3，在示出的例子中，主機(jī)PC155發(fā)送顯示圖像信息160到刺激控制器110。該刺激控制器110在它的輸入-輸出接口中接收和解析接收到的信息，作為圖像信息由DMD108顯示。因此，控制器110提取該圖像顯示信息，并按隊列輸入給先進(jìn)先出隊列176，該先進(jìn)先出隊列176包含在位于控制器110中的本地存儲器174中。該控制器還包括刺激接口模塊172，該刺激接口模塊172輸出數(shù)據(jù)給物理刺激裝置，物理刺激裝置包括DMD108，發(fā)光源114和測量傳感器106。該刺激接口連續(xù)掃描該先進(jìn)先出隊列176，且當(dāng)先進(jìn)先出隊列176包含將要被顯示的刺激圖像時，先進(jìn)先出隊列176將下一個圖像從隊列176中出隊列，并且提取時間168、圖像162、光164和觸發(fā)166信息。
[0080]時間信息168定義給定的刺激圖像多長時間應(yīng)該被顯示，以微秒或控制器時鐘節(jié)拍定義。一旦該時間168過去，刺激接口 172出隊列182，并顯示隊列176中的下一個圖像。
[0081]圖像信息162包含DMD108中每個微反射鏡的所需的狀態(tài)。圖像信息可以以各種不同的形式解碼，并且它是刺激接口 172解碼和解析從PC155接收到的圖像，并且考慮到每個單獨(dú)的微反射鏡的像素層次控制，將其轉(zhuǎn)換為DMD108所期望的形式。
[0082]光信息164包含光照系統(tǒng)的參數(shù)。在例如發(fā)光二極管(LED)的情況中，光信息164包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)和電流設(shè)置。刺激接口 172解析該系想你，并在刺激圖像的存在期間配置發(fā)光硬件。
[0083]最后，觸發(fā)信息166包含任一觸發(fā)指令,從控制器110輸出，以通知相連的傳感器硬件106何時顯示圖像因為同步目的已更新。
[0084]現(xiàn)在請參考圖4，PC155和刺激控制器110之間的指令流是一個靈活的協(xié)議，用于傳送數(shù)據(jù)給刺激控制器，以及從刺激控制器發(fā)出數(shù)據(jù)。在目前的實施方式中，PC155采用USB2接口與控制器110通信，這可以在FPGA上實現(xiàn)。指令流采用多種信息以驅(qū)動刺激器。這些信息包括重啟控制器、加載顯示成像、控制光照環(huán)境和觸發(fā)外部裝置例如ERG傳感器。參考圖4，將會按照典型的運(yùn)行順序從最起始的開始到在DMD108上顯示刺激描述許多這種信息。
[0085]PC155軟件開始，并發(fā)送開啟信息給刺激控制器110。控制器110初始化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)190，并控制DMD108調(diào)節(jié)到默認(rèn)位置(例如關(guān)閉狀態(tài))。一旦數(shù)據(jù)加載到DMD寄存器，DMD108重啟184，所有反射鏡同時移動到它們的新位置。圖4示出了內(nèi)聯(lián)對象映射188的加載，內(nèi)聯(lián)對象映射188存儲在DMD控制器110中的存儲器174中。對象映射既已加載到DMD控制器110，PC155發(fā)送圖像信息160給控制器110。從信息中提取圖像數(shù)據(jù)162，以及光164、時間168和觸發(fā)166特性，它們存儲在隊列176中，將要按順序在DMD108上顯示。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)存儲到隊列中，DMD控制器110按順序162將下一幀182出隊列，并加載數(shù)據(jù)到DMD108中。在現(xiàn)在舉例的對象映射中，每個對象映射成像命令包含對應(yīng)定義在預(yù)加載的對象映射(典型地為256個對象)中的每個對象的一比特，且該比特指示該對象是否要被該成像照射。對于比特映射成像，幾個比特映射可以首先在FPGA控制器110上存儲和編入索弓丨，且比特映射成像指令指示要顯示哪一個存儲的比特映射成像。成像數(shù)據(jù)加載到DMD寄存器186。每個反射鏡連接一個二進(jìn)制寄存器，該寄存器確定當(dāng)反射鏡下次重置時反射鏡應(yīng)該位于哪個位置。一旦加載到DMD寄存器，反射鏡的重置信號184發(fā)送給DMD，所有反射鏡同時移動到它們的新位置。在反射鏡更新的同時，光照條件164 (例如LED電流和PWM設(shè)置)也改變，以反射顯示圖像信息160所期望的特性，同時，觸發(fā)信號166發(fā)送給傳感電子裝置106。重復(fù)PC155發(fā)送刺激圖像160給DMD控制器110的過程，成像連續(xù)加載到隊列180。當(dāng)隊列182中的成像可用時 ，DMD控制器110將成像從隊列182中出隊列，并加載數(shù)據(jù)到DMD寄存器162，182。然而，控制器110不會重置DMD微反射鏡108，直至成像幀信息160中規(guī)定的特定數(shù)量的刺激時間已過去168。這確保圖像顯示USB2信息中規(guī)定的非常精確的一段時間，而不會如傳統(tǒng)顯示控制器那樣由幀率來控制。
[0086]只要PC155包含用于假定的程序的圖像，圖4中描述的時序繼續(xù)。PC155將會產(chǎn)生和發(fā)送刺激圖像163，該過程相比刺激控制器110使用這些刺激圖像要快，這樣，具有一個流程控制機(jī)制，其中，刺激控制器110通過數(shù)據(jù)接口發(fā)送信息或采用硬件信號以指示隊列處于一個上限，因此，確保分配用于隊列176的存儲器總不會填滿。參考圖5，描述當(dāng)從PC155接收到圖像信息160時刺激控制器110，或者更具體的是輸入-輸出接口 170，將刺激圖像入隊列的過程。輸入-輸出接口 170開始于等待新的信息到達(dá)USB2接口 250。當(dāng)接收到信息時，基于信息的形式，被恰當(dāng)?shù)亟獯a和處理。當(dāng)前的舉例示出了處理圖像刺激信息形式252的流程。其它信息形式被相似的流程模塊254處理，這里未示出。當(dāng)接收到圖像信息160時，首先檢測256圖像隊列176的當(dāng)前大小。如果隊列大小超過上限，流程控制XOFF信息260發(fā)送給PC155，以指示不會再按時刺激圖像，因為隊列176接近飽和。如果隊列176不是飽和的，圖像被加載到隊列180，輸入-輸出接口 170等待下一條信息250。否貝U，如果隊列是飽和的264，將圖像簡單地丟棄。
[0087]與圖5中描述的輸入-輸出接口 170的操作循環(huán)并列的，圖6中描述了刺激接口172的操作循環(huán)，在刺激接口 172的操作循環(huán)中，刺激控制器110，或者更具體的是刺激接口172，從圖像隊列176讀取可用的圖像，依序驅(qū)動DMD反射鏡108到隊列176中每個圖像指示的狀態(tài)。如果圖像存在于隊列270中，下一幀會出隊列182。如果在圖像出隊列后，隊列的大小低于上限值274，發(fā)送流程控制XON信號給PC155，使之了解現(xiàn)在可接收更多的圖像。然后根據(jù)一系列的信號指令162，成像被加載到DMD108。如果沒有更多的成像位于隊列176中，發(fā)送默認(rèn)成像給DMD272，例如可以是所有反射鏡設(shè)置為關(guān)閉狀態(tài)位置。然后，刺激接口172從前一個刺激圖像過去開始等待一個期望的圖像顯示時間168，以確保每個圖像顯示圖像信息160中指定的準(zhǔn)確的時間量。在圖像顯示時間168過去后，最后控制器110重啟DMD108,因此移動反射鏡到它們的新的位置184，然而同時改變光照設(shè)置164和觸發(fā)外部的傳感器166。
[0088]典型安裝的對象映射幀指令長度大概為70字節(jié)。當(dāng)6800幀/秒時，則需要500KB/秒的數(shù)據(jù)流能力。USB2接口在一個名義上的480MB/秒來創(chuàng)建一個并行接口芯片F(xiàn)PGA可以有效地交付大約1MB/秒的數(shù)據(jù)。因此，幀指令流完全能夠以充分的幀速度驅(qū)動刺激控制器。
[0089]圖7以示意圖闡示了將圖1至圖6的刺激控制器整合到眼膜曲率鏡。DMD作為一個投影儀，采用馬克士威光學(xué)鏡將刺激投影到主體的視網(wǎng)膜上。投影儀光束從光束分裂器反射進(jìn)眼睛，查看路徑也采用同樣的光束分裂器，但是是直接傳輸。刺激投影儀可以是一個用于正常的眼膜曲率鏡的非常靈活的固定目標(biāo)發(fā)生器。
[0090]這種整合的優(yōu)點(diǎn)在于，投影到視網(wǎng)膜上的刺激可以經(jīng)過眼膜曲率鏡中的數(shù)字相機(jī)形成成像 。隨著傳輸和檢測能力的減小達(dá)到極端，組合設(shè)備的波長能力的范圍為從360nm到lOOOnm。這意味著，采用各種波長的可見光和采用NIR光的干預(yù)幀，可投影該刺激，以允許視網(wǎng)膜的脈管系統(tǒng)和刺激的同時可視化，因此，允許準(zhǔn)確的刺激投影到視網(wǎng)膜上，可進(jìn)行任一相關(guān)的病理功能檢測。作為另一種實施方式，考慮到投影，伴隨投影的刺激，可接收眼脈絡(luò)膜成像。經(jīng)NIR光的經(jīng)鞏膜的照射，可產(chǎn)生脈絡(luò)膜成像。關(guān)于如此操作的方法的詳細(xì)描述，讀者可從國際專利申請W02011/160238中獲取，該申請的整個內(nèi)容被結(jié)合至本文中。圖8A闡示了采用綠光將四個圓形刺激的數(shù)碼相機(jī)成像投影到人的視網(wǎng)膜上。圖SB闡示了相似的刺激但采用經(jīng)鞏膜的照射使得脈絡(luò)膜血管可見。
[0091]基于光刺激器的DMD集成到兩個眼膜曲率鏡。一個眼膜曲率鏡在光學(xué)路徑中具有對數(shù)碼相機(jī)的掩飾物，該數(shù)碼相機(jī)用于去除照明的角膜反射，在設(shè)計中，該掩飾物通過眼睛的中心發(fā)送。該操作方法非常適合于與新的刺激器聯(lián)合工作，因為DMD投影儀可以設(shè)置達(dá)到一個最小面積或者角膜的中部，這樣，所有光可以進(jìn)入瞳孔，沒有光觸及虹膜，甚至對于小的瞳孔來說。這種角膜反射然后掩蓋到數(shù)碼相機(jī)上。這種方法允許眼膜曲率鏡和光刺激器的默認(rèn)照射的使用。
[0092]光刺激器也被集成到眼膜曲率鏡，該眼膜曲率鏡在光學(xué)路徑中不具有對數(shù)碼相機(jī)的掩飾物。在這種情況下，當(dāng)在視網(wǎng)膜上成像時，交叉極化器被用于去除角膜反射?，F(xiàn)在，投影儀可用于合適的馬克士威，其焦距位于透鏡的中心平面，因為減小角膜面積的要求沒有那么嚴(yán)格。在這種情況下，刺激大多數(shù)是極化光，結(jié)果可與那些采用第一或被掩飾的模型系統(tǒng)獲得的結(jié)果相比較，其中，該第一或被掩飾的模型系統(tǒng)中，刺激沒有被極化。
[0093]圖7示出了將DMD108的圖像刺激聚焦到視網(wǎng)膜121上的可能的實施方式的光學(xué)示意圖。發(fā)光源114設(shè)置了合適的透鏡190，正好在24°角的位置設(shè)置反射鏡192，可以將光射向DMD108，發(fā)光源114可以包括多種波長的LED。來自處于使用狀態(tài)的DMD反射鏡的光射向投影光學(xué)系統(tǒng)104,并從光分裂器196反射出來,其中，處于使用狀態(tài)的DMD反射鏡的光由刺激圖像163表征。采用最后的透鏡元件194將反射的光聚焦到眼睛透鏡122上，并以馬克士威的方式射入眼睛。刺激圖像163在視網(wǎng)膜121上形成成像，它產(chǎn)生反應(yīng)210，215，可以被傳感器106記錄。刺激的一部分光也可以從視網(wǎng)膜組織反射出來，并通過透鏡194重新進(jìn)入視覺系統(tǒng)。該光以與DMD刺激器獨(dú)立的路徑通過光束分裂器196發(fā)送，并被觀察光學(xué)系統(tǒng)198收集，聚焦到照相機(jī)199。因此，首先由PC155生成并顯示在DMD108上的圖像刺激163，被高效地直接投影到視網(wǎng)膜121上，同時被相機(jī)199觀察到。
[0094]可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況在，對上述實施例進(jìn)行各種修改。因此，系統(tǒng)100的一些實施例也可以包括固定目標(biāo)135，用于使患者的凝視聚焦在固定目標(biāo)上。在一些實施例中，固定目標(biāo)可以是點(diǎn)的形式，例如黑暗背景上的亮點(diǎn)，或者反過來。可選地，在其它的實施例中，固定目標(biāo)135可以是具有明顯的中心的延伸的成像形式，例如交叉。固定目標(biāo)可以是獨(dú)立設(shè)置的觀察屏幕，或者它可以與DMD投影儀集成。在一些實施例中，選擇固定目標(biāo)或它的背景的顏色要確保對ERG過程的盡量少的干擾。
[0095]多種實施例也可以包括眼睛監(jiān)視器140。
[0096]在多種實施例中，系統(tǒng)100可以包括計算裝置155。在一些實施例中，計算裝置155可以是任一合適的計算裝置，例如但不限于通用功能的計算機(jī)，例如筆記本電腦、臺式電腦或平板電腦。在其它實施例中，計算裝置155可以是系統(tǒng)100的整體元件。在多種實施例中，例如，計算裝置155包括一個或多個處理器、存儲器、一個或多個輸入裝置和一個或多個輸出裝置，例如，顯示器。此外，在一些實施例中，計算裝置155連接到傳感器106，并處理從傳感器接收到的信號。此外，計算裝置155可以將處理的信號記錄至它的存儲器或與它連接的存儲介質(zhì)中。
[0097]在一些實施例中，一個或多個裝置可用于處理從傳感器106接收到的數(shù)據(jù)，以及一個或多個裝置可用于控制系統(tǒng)100的多種元件。在一些實施例中，控制系統(tǒng)100的多種元件的控制器I1和存儲刺激圖像數(shù)據(jù)的存儲器可以是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)，然而，獨(dú)立的計算裝置用于記錄和處理從傳感器106接收到的信號。在一些實施例中，F(xiàn)PGA用于精確控制和將多個源的每個反射鏡元件照射特性排序，以及提供測量系統(tǒng)的同步觸發(fā)。
[0098]在采用LED的實施例中，典型地，LED具有高斯成形光譜，該光譜的寬度具有大約5%的峰值波長。在一些用于錐狀體視網(wǎng)膜調(diào)查的實施例中，發(fā)光源105包括LED，LED發(fā)出的光的光譜范圍在例如但不限于520nm到590nm，其中，在590nm，眼睛的適光反應(yīng)是最大的。在一些用于桿狀體視網(wǎng)膜調(diào)查的實施例中，發(fā)光源105包括LED，LED發(fā)出波長范圍較短的藍(lán)光，例如但不限于450nm到510nm。在一些實施例中，考慮到要分離視網(wǎng)膜的B錐狀體視網(wǎng)膜，采用藍(lán)光。此外，采用藍(lán)光在一些場合具有優(yōu)勢，因為藍(lán)光與許多視網(wǎng)膜雙極細(xì)胞匹配?？梢杂糜谄渌问降恼{(diào)查的其它實施例，采用包括白光LED的發(fā)光源105。此外，在一些實施例中，白光用于使視網(wǎng)膜的一部分變白。在進(jìn)一步的實施例中，可以利用可見光譜中可提供照射的任一發(fā)光源105。
[0099]在多種實施例中，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)115使照射光束成形時，在曝光期間，LED具有充足的輻射率能夠給眼睛發(fā)射充足的能量，這樣，眼睛在典型的40°的視察角度內(nèi)被照射到，并穿過一個小的區(qū)域例如直徑1_，定位在眼睛透鏡上。在多種實施例中，大約數(shù)十微焦耳的能量層級是適當(dāng)?shù)?。一些實施例采用合適的商業(yè)可用的LED，LED的輻射面積大約I平方毫米，轉(zhuǎn)換后具有0.2瓦特/安培的反應(yīng)。這種LED在類似朗伯空間分布中發(fā)射，且應(yīng)當(dāng)與強(qiáng)有力的聚光透鏡同時使用。一些LED與浸入式透鏡共同制作以提高效率。
[0100]在多種實施例中，系統(tǒng)100克服了現(xiàn)有技術(shù)的許多缺陷。
[0101]例如，在ERG系統(tǒng)100的一些實施例中，為視網(wǎng)膜的刺激，對發(fā)光源102的光譜進(jìn)行優(yōu)化。這與一些已有系統(tǒng)發(fā)射的光相反，例如，那些利用CRT或LCD顯示作為發(fā)光源的系統(tǒng)，因此，那些系統(tǒng)的光譜是為顯示目的優(yōu)化，而不是刺激視網(wǎng)膜。
[0102]在系統(tǒng)100的多種實施例中，光脈沖能量是準(zhǔn)確可知的，且是與瞳孔大小無關(guān)的。此外，在一些實施例中，系統(tǒng)100包括眼膜曲率鏡，其中，眼睛緊緊地與照射透鏡殼貼近，因此，使眼睛不接觸到環(huán)境光，因此，使本方法對環(huán)境光的干擾相對不敏感，因而不需要昏暗的空間。
[0103]這與一些已有的系統(tǒng)發(fā)射的光相反，例如那些利用CRT或IXD顯示作為發(fā)光源的系統(tǒng)，那些系統(tǒng)沒有考慮到患者個體的瞳孔的各種反應(yīng)。換句話說，已有系統(tǒng)沒有考慮這些因素:在相同的光照條件下，不同的人們具有不同的瞳孔大小。因此，在已有的系統(tǒng)中，到達(dá)瞳孔的光能是不可知的，且隨不同的患者而變化。
[0104]在系統(tǒng)100的一些實施例中，光脈沖能量足以生成高質(zhì)量的成像。具體地，在多種實施例中，前面描述到，到達(dá)瞳孔的光能可以被準(zhǔn)確地控制。此外，在多種實施例中，系統(tǒng)100能夠以非常高的能量照射視網(wǎng)膜，僅受患者舒適度和安全需求的限制。
[0105]相反，在已有的系統(tǒng)中，到達(dá)視網(wǎng)膜的光不能被準(zhǔn)確地控制，因此，到達(dá)視網(wǎng)膜的光能不總是足以能夠生成高質(zhì)量的成像。
[0106]在系統(tǒng)100的多種實施例中，照射裝置的動態(tài)反應(yīng)是可以快速和良好的控制的。具體地，在多種實施例中，可采用非常高的潛在的幀速率。在一些實施例中，幀之間的變化常在一毫秒左右。
[0107]此外，在評估系統(tǒng)的一些實施例中，可以同時控制所有照射像素，可以得到一個全局的快門效果，而不是波動的快門效果。
[0108]進(jìn)一步地，在系統(tǒng)100的多種實施例中，在切換期間，發(fā)光源可以完全滅掉，這樣可以防止任何光短暫地照射視網(wǎng)膜的其它部分。
[0109]相反地，在已知的系統(tǒng)中，采用的發(fā)光源，例如CRT和IXD顯示器，具有少于ERG應(yīng)用所需的反應(yīng)時間，且它們不能如發(fā)光源105 —樣被控制。
[0110]總的來說，以上描述的系統(tǒng)100的多個實施例的特點(diǎn)應(yīng)該與采用陰極射線管(CRTs)或IXD顯示屏的已有系統(tǒng)進(jìn)行比較。這些相對慢，生成低等級的刺激，易受環(huán)境光干擾，呈現(xiàn)波動的快門形式成像，總體上不能提供寬光譜范圍，在不產(chǎn)生非所需的光的情況下不能進(jìn)行幀切換?？偟膩碚f，現(xiàn)有的方法都降低了 ERG/VEP測量質(zhì)量，帶來成像問題。
[0111]另一個已知系統(tǒng)的例子在投影模式采用DLP或LCD，直接從商用視頻投影儀改裝。然而這些裝置能產(chǎn)生為觀察目的的高質(zhì)量的成像，它們引入了一系列無形的工件，降低ERF/VEP的使用。采用投影空間光調(diào)節(jié)器的需求是具有自定義的驅(qū)動/控制器，該驅(qū)動/控制器具有對每個像素的時間控制。
[0112]如上面所提及的，系統(tǒng)100的一些實施例也包括眼睛監(jiān)視器140、紅外源145和光合束器150。在一些實施例中，眼睛監(jiān)視器140包括眼膜曲率鏡。通過采用與眼膜曲率鏡通常相關(guān)的特性，系統(tǒng)100的一些實施例考慮對已知系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)。具體地，在系統(tǒng)100的一些實施例中，通過采用紅外源145，視網(wǎng)膜同時被光譜的紅外域照射，且采用眼睛監(jiān)視器140觀察它的成像，在一些實施例中是眼膜曲率鏡。
[0113]在多個實施例中，投影在視網(wǎng)膜上的成像可以直接通過眼膜曲率鏡觀察到，因此可以調(diào)節(jié)到合適的焦距。進(jìn)一步地，在一些實施例中，視網(wǎng)膜也可以幾乎被紅外光照射，該紅外光可用于觀察脈管系統(tǒng)和評估灌注對可見刺激的反應(yīng)。在一些這樣的實施例中，紅外光可以在時間上與可見光交錯。
[0114]在多個實施例中，采用合適的光合束器120將紅外源145的紅外照射路徑與發(fā)光源105的照射路徑合并。在一些實施例中，光合束器120可以是，例如名義上50/50的光束分裂器，或者采用不同的比例例如70/30的光束分裂器，或者具有用于增強(qiáng)例如在可見光區(qū)域的一個波長上的傳輸、然而增強(qiáng)例如紅外光區(qū)域的不同波長上的反射的二色性特性的光束分裂器。眼膜曲率鏡成像示出了視網(wǎng)膜血管配置和DMD投影圖像，使得圖像可以準(zhǔn)確地投影到視網(wǎng)膜上。這解決了已知系統(tǒng)的另一個缺陷，即編碼圖像的視網(wǎng)膜位置不能準(zhǔn)確獲知。
[0115]此外，多個實施例中的系統(tǒng)100包括眼睛監(jiān)視器140，該眼睛監(jiān)視器140用于監(jiān)視眼睛120的穩(wěn)定性，這樣如果眼睛視覺軸移動了，可以暫停或放棄數(shù)據(jù)采集，這發(fā)生在例如患者125視線偏離了固定目標(biāo)135。在多個實施例中，眼睛監(jiān)視器140包括眼膜曲率鏡。在其它實施例中，眼睛監(jiān)視器140是一種眼睛跟蹤器，以獨(dú)立的離軸紅外照射運(yùn)行。在一些這樣的實施例中，紅外源145通過DMDllO而不是通過關(guān)合束器150投影紅外光。因此，在一些這樣的實施例中，紅外光不用于獨(dú)立的光分裂器路徑上的填充。
[0116]在多個實施例中，這里描述的系統(tǒng)和方法提供在視網(wǎng)膜上成像的非常全面、精確的修飾和控制。
[0117]例如，多個實施例的系統(tǒng)100使得可以進(jìn)行不同光譜源的整合，包括相對窄帶的LED或?qū)拵У陌咨?基于磷)的LED，以及紅外LED或激光源。
[0118]此外，一些實施例的系統(tǒng)100通過采用對LED或半導(dǎo)體激光源的驅(qū)動電流幅度和脈沖占空比中的一個或兩個的控制，例如脈沖寬度調(diào)制的運(yùn)用，可以對光強(qiáng)度(光亮度)進(jìn)行任意個體或集體設(shè)置。
[0119]此外，一些實施例的系統(tǒng)100可以使任意時間的設(shè)置可以運(yùn)用到集體的或個體的源。因此，連續(xù)幀的持續(xù)期間可以變化，且不同的時間模式可以運(yùn)用到不同的源。這些模式通常是脈沖(開/關(guān))形式，切換時間是非?？斓?，通常是一毫秒。進(jìn)一步地，照射圖像的時間變化不取決于源裝置或圖像內(nèi)的空間位置。它們能夠完全同時發(fā)生以同時運(yùn)行或以預(yù)設(shè)的延遲獨(dú)立運(yùn)行。
[0120]在先前的描述中，為解釋的目的，描述了許多細(xì)節(jié)以提供對實施例的一個完整的理解。然而，明顯地，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，這些具體的細(xì)節(jié)是不需要的。在其它情況下，眾所周知的電氣結(jié)構(gòu)和電路以框圖的形式示出，以使理解更清晰。例如，關(guān)于這里描述的實施例是以軟件程序、硬件電路、固件或它們的結(jié)合實現(xiàn)，沒有提供具體的細(xì)節(jié)。
[0121]揭示的實施例的一些方面可以作為計算機(jī)程序產(chǎn)品存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)(也指計算機(jī)可讀介質(zhì)、處理器可讀介質(zhì)，或具有計算機(jī)可讀程序編碼的計算機(jī)可用介質(zhì))中。該機(jī)器可讀介質(zhì)可以是任意合適的有形的、非暫時性的介質(zhì)，包括磁性、光學(xué)或電氣存儲介質(zhì)，包括軟磁盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)、存儲裝置(易揮發(fā)的或不易揮發(fā)的)、或相似的存儲機(jī)制。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包含各種指令、編碼序列、配置信息、或其它數(shù)據(jù)，當(dāng)運(yùn)行它們時，可使處理器根據(jù)揭示的實施例中的方法的步驟執(zhí)行。那些本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該可以理解的是，需要執(zhí)行描述的實施方式的其它指令和操作也能夠存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)上。存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令可以由處理器或者其他合適的處理裝置運(yùn)行，且能夠與電路相互作用以執(zhí)行所描述的任務(wù)。
[0122]控制器110是系統(tǒng)的中心，非常準(zhǔn)確地控制所有關(guān)鍵時序，管理照射，并發(fā)送所有所需的觸發(fā)以記錄主體的反應(yīng)。
[0123]DMD具有存儲器，每個反射鏡的下一個所需狀態(tài)由并聯(lián)的存儲器加載，該狀態(tài)由控制器110更新。然后，一個整體的重啟同時將所有反射鏡的狀態(tài)切換至一個新的狀態(tài)。所有反射鏡的變化在大約I毫秒內(nèi)完成。這使得DMD裝置成為理想的光刺激器，因為像素或行更新之間沒有等到時間，整個刺激場同時改變。在選擇DMD的第一實施方式中，整個存儲器可以在140毫秒內(nèi)加載完成。加上整體切換前后的一些調(diào)整時間，這意味著可達(dá)到最大6800幀每秒的幀速率。
[0124]刺激控制器由主計算機(jī)通過專用路徑編程控制，可加載多種程序。也有額外的獨(dú)立路徑加載來自主計算機(jī)的控制流到刺激控制器。然后，刺激控制器可以基于硬件觸發(fā)或切換或數(shù)據(jù)接口的命令交付執(zhí)行大量不同的功能。
[0125]新控制器可以處理大量圖像形式:
[0126]?比特映射圖像，即發(fā)送一比特以表示每個反射鏡的所需狀態(tài)。大量這種比特映射可以加載到FPGA，然后根據(jù)幀指令顯示。比特映射圖像還可以壓縮以達(dá)到更高的幀速率。
[0127].內(nèi)部生成的圖形圖像，其中，F(xiàn)PGA根據(jù)從主計算機(jī)加載的程序生成圖像流。
[0128]?向量圖形圖像，其中，原始的幾何形狀例如模型、線條和多邊形發(fā)送到FPGA，并解析和顯示為像素數(shù)據(jù)。
[0129].“對象映射”的圖像。在這種情況下，對象映射預(yù)加載到FPGA，然后，發(fā)送一系列的幀指令以產(chǎn)生顯示。對象映射包括每像素一個字節(jié)(或兩個字節(jié))，指示圖像或圖像組所屬的像素。然后，對于每個幀，每個可能的對象用單個比特指示每個幀是否顯示。該方法考慮進(jìn)行極端壓縮的數(shù)據(jù)流來驅(qū)動刺激控制器，并可以以非常高的幀速率產(chǎn)生圖形圖像的連續(xù)顯示，而命令接口以適中的數(shù)據(jù)速率。
[0130]照射
[0131]照射與圖像生成相分離帶來許多優(yōu)勢。DMD可以以至少50%的效率從360nm到100nm發(fā)射(通過防護(hù)玻璃罩)和反射(從反射鏡)光。這允許以非常大范圍的波長用作刺激或者用作觀察波長(在眼膜曲率鏡中)。假設(shè)由刺激控制器對照射進(jìn)行全面控制，光源例如LED可以由多種電流驅(qū)動，以不同的PWM(脈寬調(diào)制)周期，或更短的發(fā)光脈沖?？紤]到馬克士威投影系統(tǒng)的效率，可以產(chǎn)生更明亮的刺激，從患者看來相當(dāng)于成千上萬根蠟燭/每平米在一米的距離外顯示。
[0132]這里揭示的多個實施例解決了現(xiàn)有技術(shù)的多種局限性。與一些已知的系統(tǒng)相反，這里描述的多個實施例直接將刺激圖像投影到視網(wǎng)膜上，而不是由患者通過中間屏幕觀察。在一些實施例中，投影設(shè)置可與眼睛監(jiān)視器結(jié)合，該眼睛監(jiān)視器可以連續(xù)監(jiān)視患者的固定點(diǎn)或被用來移動圖像，保持患者固定點(diǎn)的固定目標(biāo)，或者識別和丟棄患者固定點(diǎn)偏離目標(biāo)期間捕捉到的刺激圖像數(shù)據(jù)。
[0133]兩個光學(xué)系統(tǒng)的集成是眼膜曲率鏡運(yùn)行的根本，其中，一個光學(xué)系統(tǒng)投影光到視網(wǎng)膜上，一個光學(xué)系統(tǒng)捕捉視網(wǎng)膜的圖像?；谝堰M(jìn)行的揭示，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，這種設(shè)計使得其自身可以適用于視網(wǎng)膜上的圖像投影，以及視網(wǎng)膜圖像的收集，和采用前反射的眼睛跟蹤器的引入。
[0134]在視網(wǎng)膜上投影通常采用馬克士威照射裝置，其中，與投影的圖像上的點(diǎn)相關(guān)的每個射線穿過接近眼睛透鏡的中心,且連接眼睛透鏡的中心的光軸與視網(wǎng)膜的中央凹的中心具有一個夾角。當(dāng)光束穿過透鏡時，所有的投影光束聚合到一個最小的區(qū)域，且當(dāng)光束穿過鄰近的虹膜時，光束變得稍微大一些。整個光束由視網(wǎng)膜捕捉到，與瞳孔大小無關(guān)。這使得可以準(zhǔn)確獲知投影能量，且除受限于患者的安全和舒適度外，可以采用更高的能量。
[0135]這里揭示的多個實施例利用了采用微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的顯示器。在一些這樣的實施例中，可以控制非常小的反射鏡陣列，以使每個反射鏡可以使光朝兩個方向中的任一個方向偏離，通常是正負(fù)24°。(具有第三位置，其中，電壓為零，偏離度為零。)該陣列設(shè)置在投影儀的成像平面，以使一個方向?qū)?yīng)投影圖像的輸出，而另一個方向則不對應(yīng)。該陣列裝置稱為數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)，常用于數(shù)字光投影儀(DLP)內(nèi)。DLP用于電影院，DLP的微型裝置應(yīng)用于例如移動電話和平板電腦等裝置。
[0136]DMD常用作二進(jìn)制空間光調(diào)制器(SLM)，SLM的工作幾乎與源光的光譜無關(guān)。因此，這里描述的多個實施例可以利用非常寬范圍的光源，這可以用于優(yōu)化ERG。例如，在多個實施例中，DMD可以以幾乎任一波長或激光、發(fā)光二極管(LED)或白熾燈源在可見光、紅外和紫外光光譜區(qū)域的波長的結(jié)合被利用。
[0137]DMD在少于I毫秒內(nèi)切換的能力允許ERG反應(yīng)受限于生理現(xiàn)象，而不決定于或受光源的影響。
[0138] 從前面的描述中可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明多個實施例的光刺激器應(yīng)該考慮以下一個或多個特征:
[0139].可變化的顯示時間，即沒有固定的幀速率，這僅是來自計算機(jī)顯示和視頻領(lǐng)域的工件。
[0140].具有同時的像素更新，即所有像素同時切換到下一個幀
[0141]〃直接可控的，即時序上完全確定的
[0142].選擇刺激的光譜上允許大的彈性。這會理想地考慮到來自UV (峰值靈敏度為360nm)所有路徑到NIR的刺激(考慮人類和動物上沒有干擾的測量)
[0143]?對顯示的刺激能夠非?？斓淖兓?。這考慮大量待顯示的刺激，每個刺激具有其自身特點(diǎn)的閃動頻率
[0144].考慮真正的脈沖刺激的采用，刺激短至毫秒
[0145].考慮發(fā)光度的寬范圍(理想地，達(dá)到千百萬燭光/每平米)
[0146].考慮視網(wǎng)膜上的可重復(fù)的和確定的照射刺激。
[0147].能夠集成到眼膜曲率鏡以考慮觀察視網(wǎng)膜上的圖像刺激的準(zhǔn)確的定位。
[0148].考慮在麻醉的動物上高效的刺激定位
[0149].考慮以現(xiàn)代相機(jī)速度即大于500幀每秒、在視網(wǎng)膜上的固定位置動態(tài)的刺激定位有充足的反應(yīng)。
[0150].允許采用極化或沒有極化的光。
[0151]本發(fā)明的范圍不限于前面描述的具體實施例，但可以包括以下列出的特征的各種結(jié)合:
[0152]在一些實施例中，傳感器是視網(wǎng)膜電流圖(ERG)傳感器。
[0153]在一些實施例中，傳感器是視覺誘發(fā)電位(VEP)傳感器。
[0154]在一些實施例中，光學(xué)系統(tǒng)投影成像圖像到眼睛上，以使投影到眼睛的視網(wǎng)膜上的編碼成像圖像的視網(wǎng)膜成像能量與患者的瞳孔大小無關(guān)。
[0155]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括提供患者凝視的目標(biāo)的固定目標(biāo)。
[0156]在一些實施例中，第一發(fā)光源包括發(fā)光二極管(LED)。在多個實施例中，LED發(fā)出光譜范圍大約為520nm至590nm的光。
[0157]在一些實施例中，處理器連接發(fā)光源，其中，處理器進(jìn)一步用于控制該發(fā)光源。
[0158]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括存儲介質(zhì)。在多個實施例中，處理器用于存儲處理的電信號到存儲介質(zhì)上。
[0159]在一些實施例中，處理器進(jìn)一步用于基于處理的電信號確定視網(wǎng)膜反應(yīng)場。
[0160]在一些實施例中，處理器進(jìn)一步用于基于處理的電信號視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
[0161]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括顯示器，且至少一個處理器用于顯示矩陣到顯示器上。
[0162]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括監(jiān)視眼睛穩(wěn)定性的眼睛監(jiān)視器。
[0163]在一些實施例中，至少一個處理器進(jìn)一步用于丟棄基于眼睛的穩(wěn)定性由傳感器生成的信號。
[0164]在一些實施例中，眼睛監(jiān)視器包括眼膜曲率鏡。
[0165]在一些實施例中，眼睛監(jiān)視器包括眼睛跟蹤器。
[0166]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括紅外源。在一些實施例中，紅外源的照射路徑與發(fā)光源的照射路徑結(jié)合。
[0167]在一些實施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包括光合束器。在一些實施例中，光合束器包括光束分裂器。
[0168]在進(jìn)一步的實施例中，提供一種策略患者的視網(wǎng)膜對光的反應(yīng)的方法，該方法包括:投影圖像到視網(wǎng)膜上；測量視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
[0169]在一些實施例中，投影到眼睛的視網(wǎng)膜上圖像的視網(wǎng)膜圖像成像能量是與患者的瞳孔大小無關(guān)的。
[0170]在一些實施例中，測量視網(wǎng)膜的反應(yīng)包括測量光神經(jīng)的反應(yīng)和基于光神經(jīng)的反應(yīng)確定視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
[0171]在一些實施例中，測量視網(wǎng)膜的反應(yīng)包括感應(yīng)視覺誘發(fā)電位(VEP), VEP是通過光神經(jīng)傳輸?shù)碾姺磻?yīng)。在一些實施例中，采用VEP傳感器獲得感應(yīng)。
[0172]在一些實施例中，圖像采用光譜范圍為520nm至590nm的光投影。
[0173]在一些實施例中，采用發(fā)光二極管投影圖像。
[0174]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括生成投影到視網(wǎng)膜上的編碼成像圖像。
[0175]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括為依序投影圖像到視網(wǎng)膜上生成多個編碼成像圖像。
[0176]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括測量視網(wǎng)膜對順序圖像的反應(yīng)。
[0177]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括記錄視網(wǎng)膜對每個順序圖像的反應(yīng)。
[0178]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括基于視網(wǎng)膜對順序圖像的反應(yīng)，重構(gòu)視網(wǎng)膜反應(yīng)場。
[0179]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括生成視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
[0180]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括顯示該視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
[0181]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括監(jiān)視眼睛的穩(wěn)定性。
[0182]在一些實施例中，該方法進(jìn)一步包括基于眼睛的穩(wěn)定性忽略視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
[0183]工業(yè)應(yīng)用
[0184]根據(jù)本發(fā)明的多個實施例的光刺激器可以用于標(biāo)準(zhǔn)多焦ERG、焦距ERG、PERG和VEP設(shè)備，但是也可用于新的刺激模式，該新的刺激模式具有現(xiàn)在可用的非常高的幀速率、快速而全局的幀切換、光譜可選和高發(fā)光度?？捎玫撵`活的驅(qū)動考慮自定義圖像的簡易設(shè)計，該自定義圖像可以通過匹配圖像到電位視覺遲鈍區(qū)為每個患者映射出來。我們已設(shè)計并編寫運(yùn)行在主計算機(jī)上的軟件，但允許用戶以交互式形式設(shè)計自定義刺激。主體的視網(wǎng)膜的數(shù)字圖像可以被顯示，且用戶可以生成、移動、調(diào)整大小、構(gòu)建組以及作為一個組移動視網(wǎng)膜圖像的刺激。表示這些圖像的目標(biāo)映射可以通過數(shù)據(jù)接口上載至刺激控制器，然后運(yùn)行診斷測試。非常高的幀速率的一個具體的能力是多個目標(biāo)中的每一個可以具有自身的閃光速度。也就是，每個目標(biāo)進(jìn)行開關(guān)切換具有自身特點(diǎn)的速率，但是所有刺激同時激活，ERG設(shè)備收集所有反應(yīng)的總和。因為DMD可以每150毫秒改變幀，每個目標(biāo)可以具有自身的閃光速率，僅+/-75毫秒的變動。這種設(shè)備在CRT或LCD上是不可能的，然而，構(gòu)建自定義的LED陣列以利用這種閃光測量[Linderberg]?？梢圆捎煤唵蔚母道锶~轉(zhuǎn)換或循環(huán)求和的方法提取該數(shù)據(jù)?？梢圆捎迷?、10、11和12Hz閃光的四個刺激實施實施例的測試，得到滿意的結(jié)果。
[0185]光刺激器的新的能力允許對常用的診斷方法例如微視野檢查作出延伸。第一方面是可得到比IXD屏幕生成的刺激OXD常用于該應(yīng)用)更明亮的刺激。當(dāng)以弱視線檢查患者時，這一點(diǎn)更加重要。第二方面是采用新的光刺激器的動態(tài)跟蹤微視野檢查和具有快速數(shù)碼相機(jī)的成像眼膜曲率鏡。快速相機(jī)能夠產(chǎn)生視網(wǎng)膜或脈絡(luò)膜圖像流，該圖像流可以用于生成登記信息。該登記信息可用于重新定位微視野檢查目標(biāo)到期望的位置，以使微視野檢查測量可以以弱能力或者不固定能力在主體上實施。后一種情況是非常重要的，在那種采用試驗藥物用于測試視網(wǎng)膜條件的早期臨床試驗中，常以非常少的保留視線在患者上實施。光刺激器在重新定位快速相機(jī)上如此快速(~150毫秒)，處理成像以生成登記信息是在速率限制步驟。然而，具有超過100幀/秒的快速、敏感的相機(jī)正變得很普遍，僅適用部分成像(感興趣的區(qū)域)就能提高速率至1000幀/秒，并仍輸出登記信息。
[0186]快速更新的新的光學(xué)刺激目標(biāo)可以以穿過患者的視覺區(qū)域的多個速度非常順暢地被移動。這開啟了開發(fā)中心凹周圍和中心凹的快速瞬變現(xiàn)象的檢測的新的可能性。
[0187]新的光學(xué)刺激器的進(jìn)一步使用包括通過安裝在具有快速相機(jī)的成像眼膜曲率鏡中的光刺激器，將當(dāng)前的文本加入到主體中。這實際上允許用戶查看主體閱讀文本的視網(wǎng)膜上的較優(yōu)位置。這種能力可以允許開發(fā)為每個患者開發(fā)的訂制的文本大小和布局?？紤]破壞視網(wǎng)膜的一些區(qū)域的AMD (老年性黃斑變性)的逐漸普遍具有非常大的意義。
[0188]雖然詳細(xì)描述和闡示了本發(fā)明的實施例，很清楚地理解僅僅是闡示和舉例的方式，而不是限制的方式，本發(fā)明的范圍僅受附上的權(quán)利要求的限制。
[0189]引用
[0190]非專利文獻(xiàn)
[0191]Packer:0.Packer et al.:Vis1n Research41(2001)427-439
[0192]Kuchenbecker: Journal of Vis1n, 2009 年 12 月 31 日，vol.9ηο.14 第 43 篇
[0193] Lindenberg:Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol.2003年 6 月；241 (6):505-10.
【權(quán)利要求】
1.一種用于評估主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的功能的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 至少一數(shù)字微反射鏡裝置(DMD) (108)； 控制器(I 10)，用于控制所述DMD(1S)調(diào)節(jié)微反射鏡以形成刺激圖像； 光輸入方式(100),用于引導(dǎo)光給DMD(108)； 光學(xué)系統(tǒng)(104)，用于接收形成圖像的微反射鏡反射的光，并將所述反射光投射到所述主體(125)的眼睛(120)上，以將刺激成像反映在視網(wǎng)膜上形成刺激圖像；以及 傳感單元(106)，用于提供輸出信號以表示由所述刺激圖像引起的所述主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的反應(yīng)； 至少一處理器(155)，用于處理與所述刺激圖像相關(guān)的輸出信號，以使能所述至少一部分視覺系統(tǒng)的評估功能。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器包括存儲多組數(shù)據(jù)的存儲器，每組數(shù)據(jù)構(gòu)成多個所述刺激圖像的一個，每組與各自的圖像標(biāo)識相關(guān)，以及接口，用于接收標(biāo)識有選擇地選擇應(yīng)用到所述DMD裝置的刺激圖像。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述接口包括通信接口，用于與獨(dú)立的計算裝置通?目。
4.如權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲器存儲預(yù)定數(shù)量的圖像數(shù)據(jù)組，以及所述控制器用于控制所述存儲器丟棄已經(jīng)應(yīng)用到所述DMD的圖像數(shù)據(jù)組，以提供接收新的圖像數(shù)據(jù)組的容量。
5.如權(quán)利要求1-4任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器運(yùn)行以為達(dá)到設(shè)定數(shù)量的刺激圖像而累積所述存儲的數(shù)據(jù)組，并當(dāng)累積到所述設(shè)定數(shù)量時，同時大幅的應(yīng)用所述累積的存儲的圖像到所述DMD裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，在應(yīng)用所述設(shè)定數(shù)量的存儲圖像到所述DMD的同時，所述控制器運(yùn)行以大幅的輸出觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號用于一個或多個外部裝置的同止/J/ O
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述外部裝置包括感應(yīng)裝置，用于檢測由視網(wǎng)膜的刺激引起的所述主體的視覺系統(tǒng)中的信號。
8.如權(quán)利要求1-7任意一項所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器用于輸出控制信號以控制光輸入。
9.如權(quán)利要求1-8任意一項所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括計算裝置，所述計算裝置與所述控制器通信，傳輸存儲的所述圖像數(shù)據(jù)和后續(xù)選擇的所述標(biāo)識。
10.如權(quán)利要求1-9任意一項所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括光學(xué)系統(tǒng)，用于捕捉經(jīng)過視網(wǎng)膜以浮現(xiàn)在瞳孔的光，并結(jié)合所述捕捉到的光和所述刺激圖像成像，以顯示重疊的所述視網(wǎng)膜的眼底成像和刺激成像。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括從后面照射所述視網(wǎng)膜的方式，所述眼底成像包括從所述視網(wǎng)膜反射的光和由所述視網(wǎng)膜傳送的光。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述從后面照射所述視網(wǎng)膜的方式包括脈絡(luò)膜照射方式。
13.一種用于評估主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的功能的方法，包括: 利用控制器調(diào)節(jié)數(shù)字微反射鏡裝置(DMD) (108)的微反射鏡以形成刺激圖像；引導(dǎo)光給DMD (108)； 利用光學(xué)系統(tǒng)(104)接收形成圖像的微反射鏡反射的光，并將所述反射光投射到所述主體(125)的眼睛(120)上，以將刺激圖像反映在視網(wǎng)膜上形成刺激成像；以及 利用傳感單元(106)提供輸出信號以表示由所述刺激成像引起的所述主體的至少一部分視覺系統(tǒng)的反應(yīng)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括在所述控制器的存儲單元中存儲數(shù)據(jù)組，每組數(shù)據(jù)生成多個所述刺激圖像的一個，每組與各自的圖像標(biāo)識相關(guān)，以及有選擇地提供標(biāo)識給所述控制器，以選擇應(yīng)用到所述DMD裝置的刺激圖像。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述標(biāo)識由獨(dú)立的計算裝置提供，所述計算裝置與所述控制器通信。
16.如權(quán)利要求14或15所述的方法，其中，存儲 設(shè)定數(shù)量的圖像數(shù)據(jù)，丟棄已應(yīng)用到所述DMD的圖像數(shù)據(jù)組，以提供用于接收新的圖像數(shù)據(jù)組的容量。
17.如權(quán)利要求13-16任意一項所述的方法，其中，為達(dá)到設(shè)定數(shù)量的刺激圖像而累積數(shù)據(jù)組到所述存儲器中，并當(dāng)累積到所述設(shè)定數(shù)量時，同時大幅的應(yīng)用所述累積的存儲的圖像到所述DMD裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，在應(yīng)用所述設(shè)定數(shù)量的存儲圖像到所述DMD的同時，大幅的輸出觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號用于一個或多個外部裝置的同步。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述觸發(fā)信號用于使一個或多個感應(yīng)裝置同步，所述感應(yīng)裝置用于檢測由視網(wǎng)膜的刺激引起的所述主體的視覺系統(tǒng)中的信號。
20.如權(quán)利要求13-19任意一項所述的方法，其中，所述控制器用于輸出控制信號以控制光輸入。
21.如權(quán)利要求13-20任意一項所述的方法，其中，計算裝置用于傳輸存儲的所述圖像數(shù)據(jù)和后續(xù)選擇的所述標(biāo)識。
22.如權(quán)利要求13-21任意一項所述的方法，進(jìn)一步包括:捕捉經(jīng)過視網(wǎng)膜以浮現(xiàn)在瞳孔的光，并結(jié)合所述捕捉到的光和所述刺激圖像成像，以顯示重疊的所述視網(wǎng)膜的眼底成像和刺激成像。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括:應(yīng)用光到所述視網(wǎng)膜的后面，由從所述視網(wǎng)膜反射的光和由所述視網(wǎng)膜傳送的光形成眼底成像。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，采用脈絡(luò)膜照射，所述視網(wǎng)膜被從后面照亮。
25.一種用于提供光以進(jìn)行主體視網(wǎng)膜的光刺激的光刺激器，包括: 微反射鏡裝置(DMD) (108)，包括一組微反射鏡； 控制器(110)，用于控制(DMD) (108)調(diào)節(jié)微反射鏡組以形成刺激圖像；以及 光輸入方式(100),用于引導(dǎo)光給DMD(108)； 這樣安排以使從形成圖像的微反射鏡反射的光可以由并列的投影光學(xué)系統(tǒng)(104)引導(dǎo)給眼睛，以在主體(125)的眼睛(120)的視網(wǎng)膜上形成與刺激圖像對應(yīng)的成像。
26.如權(quán)利要求25所述的光刺激器，其中，所述控制器包括存儲多組數(shù)據(jù)的存儲器，每組數(shù)據(jù)生成多個所述刺激圖像的一個，每組與各自的圖像標(biāo)識相關(guān)，以及接口，用于接收標(biāo)識有選擇地選擇應(yīng)用到所述DMD裝置的刺激圖像。
27.如權(quán)利要求26所述的光刺激器，其中，所述接口包括通信接口，用于與獨(dú)立的計算裝置通信，以接收所述獨(dú)立的計算裝置的圖像數(shù)據(jù)。
28.如權(quán)利要求25所述的光刺激器，其中，所述存儲器存儲預(yù)定數(shù)量的圖像數(shù)據(jù)組，以及所述控制器用于控制所述存儲器丟棄已經(jīng)應(yīng)用到所述DMD的圖像數(shù)據(jù)組，以提供接收新的圖像數(shù)據(jù)組的容量。
29.如權(quán)利要求25-28任意一項所述的光刺激器，其中，所述控制器運(yùn)行以為達(dá)到設(shè)定數(shù)量的刺激圖像而累積所述存儲的數(shù)據(jù)組，并當(dāng)累積到所述設(shè)定數(shù)量時，同時大幅的應(yīng)用所述累積的存儲的圖像到所述DMD裝置。
30.如權(quán)利要求29所述的光刺激器，其中，在應(yīng)用所述設(shè)定數(shù)量的存儲圖像到所述DMD的同時，所述控制器運(yùn)行以大幅的輸出觸發(fā)信號，所述觸發(fā)信號用于一個或多個外部裝置的同步。
31.如權(quán)利要求25-30任意一項所述的光刺激器,其中，所述控制器用于輸出控制信號控制外部發(fā)光源照亮所述DMD裝置。
32.一種用于測量患者的視網(wǎng)膜對光的反應(yīng)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括: 第一發(fā)光源； 數(shù)字微反射鏡裝置(DMD)，用于產(chǎn)生編碼成像圖像； 光學(xué)系統(tǒng)，用于將所述 發(fā)光源和所述DMD關(guān)聯(lián)起來，將所述編碼成像圖像投影到眼睛的視網(wǎng)膜上； 傳感器，用于測量眼睛對光的反應(yīng)，所述傳感器基于眼睛的反應(yīng)產(chǎn)生電信號；以及 耦合到所述DMD和所述傳感器的至少一處理器，該至少一處理器用于:控制所述DMD以產(chǎn)生所述編碼成像圖像；以及處理由所述傳感器產(chǎn)生的電信號。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，投影到所述眼睛視網(wǎng)膜的編碼成像圖像的視網(wǎng)膜成像能量是與患者的瞳孔大小無關(guān)的。
34.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器為視網(wǎng)膜電流圖(ERG)傳感器。
35.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述傳感器為視覺誘發(fā)電位(VEP)傳感器。
36.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于患者凝視的固定目標(biāo)。
37.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述第一發(fā)光源包括發(fā)光二極管(LED)。
38.如權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其中，所述LED發(fā)出光譜范圍實質(zhì)在520nm至590nm的光。
39.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器連接至所述發(fā)光源，其中，所述至少一處理器進(jìn)一步用于控制所述發(fā)光源。
40.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括存儲介質(zhì)。
41.如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器用于將處理的電信號存儲在所述存儲介質(zhì)上。
42.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器進(jìn)一步用于基于所述處理的電信號確定視網(wǎng)膜反應(yīng)場。
43.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器進(jìn)一步用于基于所述處理的電信號確定視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
44.如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 顯示器；其中，所述至少一處理器用于在所述顯示器上顯示所述矩陣。
45.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括: 眼睛監(jiān)視器，用于監(jiān)視所述眼睛的穩(wěn)定性。
46.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器進(jìn)一步用于基于所述眼睛的穩(wěn)定性，丟棄所述ERG傳感器產(chǎn)生的信號。
47.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一處理器進(jìn)一步用于基于所述眼睛的穩(wěn)定性，校正所述ERG傳感器產(chǎn)生的信號。
48.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述眼睛監(jiān)視器包括眼膜曲率鏡。
49.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，其中，所述眼睛監(jiān)視器包括眼睛跟蹤裝置。
50.如權(quán)利要求45所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括紅外源。
51.如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其中，所述紅外源的照射路徑與所述發(fā)光源的照射路徑結(jié)合。
52.如權(quán)利要求51所述的系統(tǒng),進(jìn)一步包括光合束器。
53.如權(quán)利要求52所述的系統(tǒng)，其中，所述光合束器包括光分裂器。
54.一種用于測量患者的視網(wǎng)膜對光的反應(yīng)的方法，所述方法包括: 采用本地控制器控制的微反射鏡裝置將先前存儲在所述控制器中的圖像投影到所述視網(wǎng)膜上；以及 測量所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，投影到所述眼睛視網(wǎng)膜的成像的視網(wǎng)膜成像能量是與患者的瞳孔大小無關(guān)的。
56.如權(quán)利要求54所述的方法，其中，測量所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)包括: 測量光學(xué)神經(jīng)的反應(yīng)；以及 基于所述光學(xué)神經(jīng)的反應(yīng)確定所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
57.如權(quán)利要求55所述的方法，其中，測量所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)包括: 感應(yīng)視覺誘發(fā)電位(VEP)。
58.如權(quán)利要求56所述的方法，其中，測量所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)包括: 感應(yīng)電神經(jīng)脈沖。
59.如權(quán)利要求57所述的方法，其中，采用ERG感應(yīng)所述電神經(jīng)脈沖。
60.如權(quán)利要求55所述的方法，其中，采用光譜范圍為520nm至590nm的光投影所述成像。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其中，采用發(fā)光二極管投影所述成像。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括生成投影到所述視網(wǎng)膜的編碼成像圖像。
63.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括生成多個編碼成像圖像，用于順序的投影成像到所述視網(wǎng)膜上。
64.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括測量所述視網(wǎng)膜對所述順序的成像的反應(yīng)。
65.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括記錄所述視網(wǎng)膜對每一個所述順序的成像的反應(yīng)。
66.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述視網(wǎng)膜對所述順序的成像的反應(yīng),重構(gòu)視網(wǎng)膜反應(yīng)場。
67.如權(quán)利要求60所述的方法，進(jìn)一步包括生成視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
68.如權(quán)利要求67所述的方法，進(jìn)一步包括顯示所述視網(wǎng)膜反應(yīng)值矩陣。
69.如權(quán)利要求5354所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)視所述眼睛的穩(wěn)定性。
70.如權(quán)利要求69所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述眼睛的穩(wěn)定性忽視所述視網(wǎng)膜的反應(yīng)。
71.如權(quán)利要求69所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述眼睛的穩(wěn)定性校正所述反應(yīng)。
72.—種計算機(jī)可讀介質(zhì)，包括:由處理器執(zhí)行的指令，用于執(zhí)行權(quán)利要求13-24以及54-71中任意一項所述的方法。
【文檔編號】A61B3/10GK104080394SQ201280055925
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】艾倫·博奧特, 杰里米·勞埃德·格里本 申請人:安尼迪斯公司