一种视觉功能训练系统及方法

allin2025-04-08  20


本发明涉及视觉功能或视力提高或恢复领域,具体涉及一种视觉功能训练系统及方法。


背景技术:

1、视觉功能知觉训练是指非侵入式的、通过反复练习或者实践从而能够长时间提高视觉功能表现的方法。当前,视功能训练方法已经被应用于临床实践,用于治疗如弱视,老视等存在中枢或外周视觉通路改变导致的视力低下的问题。然而,目前的视觉功能训练方法由大量、重复的简单视觉任务构成,通常包含短暂出现的视觉刺激与简单的二选一决策按键,这种简单的任务结构一方面过于枯燥,使得受训练对象尤其是对于年龄较小的用户配合程度降低,影响训练效果;另一方面忽略了时序上的信息,从而无法真实反应大脑在连续变化日常环境中的动态感知过程。


技术实现思路

1、本发明提供一种基于连续追踪任务的视觉功能训练系统,主要解决上述传统训练方法形式单一、枯燥,配合程度差,无法真实反应大脑在日常环境中动态感知过程的问题。

2、本发明的技术方案为,

3、一种视觉功能训练系统,其特征在于:包括图像显示单元,用于显示嵌入于动态背景噪声中活动的刺激光斑,以及显示受训练对象控制的红点,刺激光斑的大小为10-50弧分,光斑在每帧的位移为一均值为0,标准差为0.02到1度的随机变量;也可使用直线、圆锥曲线或其他类型的函数来规定光斑的运动轨迹。

4、输入单元,用于受训练对象控制图像显示单元中的光标对追踪刺激光斑进行追踪;

5、处理器单元,实时记录刺激光斑中心和受训练对象控制的红点在图像显示单元中的横向和纵向位置;并通过以下流程处理数据:将记录到的红点和刺激光斑在屏幕水平和垂直方向的位置分别记为(xi,yi)和(xo,yo);分别将(xi,yi)和(xo,yo)按水平和垂直位置数据按时序计算一阶导数记为(δxi,δyi)和(δxo,δyo);将得到的(δxi,δyi)和(δxo,δyo)数据进行的交叉相关性分析得到跟踪核函数:

6、;

7、;

8、将所得到的时间序列相关性数据进行偏态gabor拟合:

9、获得根据偏态gabor函数参数和得到受训练对象追踪相关性曲线水平和垂直方向的峰值点均值peak,迟滞时间均值lag以及带宽均值bandwidth作为受训练对象空间视觉功能和相对应的时间特性评估值;

10、训练完毕后,通过对比训练前、后的视功能指标,如视力、对比敏感度或上述参数来定量化提升效果,具体算法如下:

11、计算训练后视功能参数的改善幅值:

12、

13、将幅值转化为百分比值便于解读:

14、。

15、所述输入单元为鼠标、触摸板/屏、电容笔、轨迹球、或手势识别装置。

16、所述图像显示单元为显示器。

17、所述动态背景噪声为高斯噪声或泊松噪声。

18、动态背景噪声大小为3-15度视角。

19、一种如上述的一种视觉功能训练系统的使用方法,包括以下步骤,

20、步骤一、选择个性化训练参数:

21、可以根据在每次训练前,测量受训练对象检测目标光斑随机运动的对比度、大小及运动速度阈值,根据受训练对象视觉功能当前状态选择训练刺激光斑的对比度、大小及运动速度;

22、或根据上一次训练中受训练对象的追踪表现参数peak,lag和width来调整当前训练刺激光斑的对比度、大小及运动速度,如当peak大于0.8时,降低光斑的对比度或大小,当peak小于0.8时,增加光斑的对比度或大小。

23、步骤二、受训练对象通过输入单元在图像显示单元上追踪刺激光斑,每次追踪任务时长10-50秒;

24、步骤三、处理器单元处理受训练对象的数据并通过处理结果,导出相关图表;

25、步骤四、重复进行步骤二和三,并据此获得受训练对象的提升数据。

26、步骤二的训练频率为,每日训练次数20-80次与训练天数10-30天。

27、每20次步骤二后,每20次步骤二后,受训练对象短暂休息,以巩固训练效果,并防止疲劳。

28、本发明的有益效果是:本发明提供了一种视觉功能训练系统及方法,可以对临床视觉功能受损的患者进行训练并提升用户的视觉能力。



技术特征:

1.一种视觉功能训练系统,其特征在于:包括

2. 根据权利要求1 所述的一种视觉功能训练系统,其特征在于:所述输入单元为鼠标、触摸板/屏、电容笔、轨迹球、或手势识别装置。

3. 根据权利要求1 所述的一种视觉功能训练系统,其特征在于:所述图像显示单元为显示器。

4. 根据权利要求1 所述的一种视觉功能训练系统,其特征在于:所述动态背景噪声为高斯噪声或泊松噪声。

5. 根据权利要求1 所述的一种视觉功能训练系统,其特征在于:。所述动态背景噪声大小为3-15度视角。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述的一种视觉功能训练系统的使用方法,其特征在于:包括以下步骤,

7.一种如权利要求6所述的视觉功能训练系统的使用方法,其特征在于:步骤二的训练频率为,每日训练次数20-80次与训练天数10-30天。

8.一种如权利要求6所述的视觉功能训练系统的使用方法,其特征在于:每20次步骤二后,受训练对象短暂休息。


技术总结
一种视觉功能训练系统及方法。主要解决常规的传统知觉学习训练方法形式单一、枯燥导致受训练对象配合程度低,且无法真实反应大脑在日常环境中动态感知过程的问题。本系统根据受训练对象的年龄及视觉功能损伤程度选择不同类型的追踪目标,大小和运动速度;选择不同类型的背景噪声,并且根据训练距离设置不同的背景大小;根据受训练对象视觉功能损伤严重程度设置训练每日训练时长和训练天数;受训练对象通过外部控制设备操纵显示设备上追踪点跟踪追踪目标;通过对比训练前、后的视功能指标变化定量化输出视功能水平提升效果。本发明提供了一种视觉功能训练系统及方法,可以对临床视觉功能受损的患者进行训练并提升受训练对象的视觉能力。

技术研发人员:侯方,阮小微,刘仁杰
受保护的技术使用者:温州医科大学附属眼视光医院
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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