RU179414U1 - MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH - Google Patents
MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH Download PDFInfo
- Publication number
- RU179414U1 RU179414U1 RU2017138488U RU2017138488U RU179414U1 RU 179414 U1 RU179414 U1 RU 179414U1 RU 2017138488 U RU2017138488 U RU 2017138488U RU 2017138488 U RU2017138488 U RU 2017138488U RU 179414 U1 RU179414 U1 RU 179414U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nystagmus
- parameters
- diagnostics
- video
- frequency
- Prior art date
Links
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 title claims abstract description 4
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 title description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title 1
- 230000004962 physiological condition Effects 0.000 title 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 title 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 15
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 11
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 71
- 206010029864 nystagmus Diseases 0.000 description 56
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 41
- 230000007170 pathology Effects 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 20
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 19
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 12
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 12
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 9
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 8
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 238000013473 artificial intelligence Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 6
- 208000004350 Strabismus Diseases 0.000 description 5
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000004410 intraocular pressure Effects 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 4
- 210000004398 oculomotor muscle Anatomy 0.000 description 4
- 238000002271 resection Methods 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 238000011477 surgical intervention Methods 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 3
- 238000001126 phototherapy Methods 0.000 description 3
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 description 3
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 2
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 2
- 230000004438 eyesight Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 210000004699 muscle spindle Anatomy 0.000 description 2
- 108091008709 muscle spindles Proteins 0.000 description 2
- 208000008016 pathologic nystagmus Diseases 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 210000003786 sclera Anatomy 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 2
- 206010049816 Muscle tightness Diseases 0.000 description 1
- 208000006550 Mydriasis Diseases 0.000 description 1
- 206010028813 Nausea Diseases 0.000 description 1
- 208000012902 Nervous system disease Diseases 0.000 description 1
- 208000025966 Neurological disease Diseases 0.000 description 1
- 206010044565 Tremor Diseases 0.000 description 1
- 206010047571 Visual impairment Diseases 0.000 description 1
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000009956 central mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000012631 diagnostic technique Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 208000002173 dizziness Diseases 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 210000003027 ear inner Anatomy 0.000 description 1
- 238000002570 electrooculography Methods 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 230000004313 glare Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 1
- 230000008693 nausea Effects 0.000 description 1
- 230000002232 neuromuscular Effects 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000009955 peripheral mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000006461 physiological response Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000001020 rhythmical effect Effects 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 230000001755 vocal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B3/00—Apparatus for testing the eyes; Instruments for examining the eyes
- A61B3/10—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions
- A61B3/113—Objective types, i.e. instruments for examining the eyes independent of the patients' perceptions or reactions for determining or recording eye movement
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Public Health (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Eye Examination Apparatus (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области медицины, психологии труда, юридической психологии и криминологии и может быть использована для диагностики физиологического состояния человека. Портативное интерактивное устройство для оценки физиологического состояния выполнено в виде очков, в оправу которых встроены видеокамера для исследования движений глазного яблока, экран для демонстрации видеоизображений и шаблонов визуальных стимулов, источники световых импульсов регулируемой частоты и амплитуды, располагающиеся по окантовке оправы очков. При этом видеокамера выполнена с возможностью передачи видеосигнала на компьютер в режиме реального времени для обработки. Применение данной полезной модели является повышение точности диагностики.The utility model relates to the field of medicine, labor psychology, legal psychology and criminology and can be used to diagnose the physiological state of a person. A portable interactive device for assessing the physiological state is made in the form of glasses, in the frame of which there is a video camera for studying the movements of the eyeball, a screen for demonstrating video images and patterns of visual stimuli, sources of light pulses of adjustable frequency and amplitude located along the frame of the glasses. In this case, the video camera is configured to transmit a video signal to a computer in real time for processing. The use of this utility model is to increase the accuracy of diagnosis.
Description
Полезная модель относится к области медицины, психологии труда, юридической психологии и криминологии и может быть использована для диагностики физиологического состояния человека и диагностики различного рода патологий, оценки психоэмоционального состояния, а также для коррекции дефектов зрительной системы.The utility model relates to the field of medicine, labor psychology, legal psychology and criminology and can be used to diagnose the physiological state of a person and diagnose various pathologies, assess the psychoemotional state, and also to correct defects in the visual system.
Известно, что ряд заболеваний объективно диагностируется по характерным движениям и параметрам глаз, в частности патологии органа зрения, неврологические заболевания, заболевания внутреннего уха и др. Также помимо диагностики физиологического состояния человека глаза являются источником достоверной информации о его психоэмоциональном состоянии, а результаты отслеживания данных характеристик могут свидетельствовать, в том числе о физиологической реакции в ответ на предоставление ложной информации.It is known that a number of diseases are objectively diagnosed by the characteristic movements and parameters of the eyes, in particular pathology of the organ of vision, neurological diseases, diseases of the inner ear, etc. Also, in addition to diagnosing the physiological state of a person, the eyes are a source of reliable information about his psycho-emotional state, and the results of tracking these characteristics may indicate, inter alia, a physiological response in response to the provision of false information.
Известные методы регистрации непроизвольных движений глаз основаны на использовании методов электроокулографии или фотоэлектрической нистагмографии, т.е. являются косвенными, не дают точных количественных характеристик таких движений, а также зачастую являются контактными тогда, как для пациентов детского возраста критично, чтобы процедура измерения характеристик тремора глаз была максимально комфортной. Кроме того при этом обязательно требуется участие высококвалифицированного специалиста, что обуславливает высокую роль человеческого фактора в данных методиках.Known methods for detecting involuntary eye movements are based on the use of electrooculography or photoelectric nystagmography, i.e. they are indirect, do not give exact quantitative characteristics of such movements, and are often contact then, as for pediatric patients it is critical that the procedure for measuring the characteristics of eye tremor is as comfortable as possible. In addition, the participation of a highly qualified specialist is required, which leads to the high role of the human factor in these techniques.
По данным Минздрава в коррекции зрения нуждается каждый третий, согласно последним данным косоглазием, страдает 7% детей и 4% всего взрослого населения, количество больных нистагмом в России исчисляется десятками тыс. чел. Нистагм - это зрительная патология, проявляющаяся в непроизвольных ритмических колебательных движениях глазных яблок. С нистагмом связаны тягостные расстройства зрительного восприятия: вынужденное положение головы, неустойчивость («плавание») изображения, тошнота, головокружение, невозможность чтения и так далее. Известно, что колебательные движения глаз при нистагме обусловлены как центральными, так и периферическими механизмами. Лечение нистагма и косоглазия при этом до сих пор в 95% случаев осуществляется лишь посредством хирургического вмешательства. В тоже время кроме характерных для операций рисков в случае нистагма есть также вероятность его повторного возникновения даже после успешной хирургической коррекции дефекта.According to the Ministry of Health, every third person needs vision correction, according to the latest strabismus, 7% of children and 4% of the adult population suffer, the number of patients with nystagmus in Russia amounts to tens of thousands of people. Nystagmus is a visual pathology, manifested in involuntary rhythmic oscillatory movements of the eyeballs. Painful visual disturbances are associated with nystagmus: forced head position, instability (“swimming”) of the image, nausea, dizziness, inability to read, and so on. It is known that the oscillatory movements of the eyes with nystagmus are due to both central and peripheral mechanisms. In this case, treatment of nystagmus and strabismus is still in 95% of cases carried out only through surgical intervention. At the same time, in addition to the risks characteristic of operations, in the case of nystagmus, there is also the likelihood of its recurrence even after successful surgical correction of the defect.
Из существующего уровня техники известен способ хирургического лечения нистагма глаз, включающий резекцию переднего отрезка брюшка глазодвигательных мышц, содержащих мышечные веретена, которые служат датчиками длины мышц (Аветисов Э.С. Нистагм. - М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. 96 с). Удаление мышечных веретен позволяет уменьшить нервно-импульсное воздействие на мышцу и, соответственно, амплитуду нистагма. Кроме того, резекция глазодвигательных мышц увеличивает степень их натяжения и возникает эффект «натянутых вожжей». Производят резекцию (на 7-8 мм) мышц обоих глаз на стороне быстрой фазы нистагма. При недостаточном эффекте через 5-6 месяцев производят меньшую резекцию (на 3-5 мм) на стороне медленной фазы. Однако данный способ требует проведения хирургического вмешательства и обычно назначается при наличии сочетания таких заболеваний, как нистагм и косоглазие. Также помимо рисков, характерных для хирургического вмешательства, несет риски повторного возникновения нистагма, поскольку импульс идет от мозга и не исчезает при укорачивании глазодвигательных мышц, непроизвольные микродвижения глаз не подавляются, а в лучшем случае становятся лишь менее заметными из-за повышения натяжения мышц. Также не реализуется возможность проведения высокоточной диагностики характеристик зрительных патологий, поскольку методика не позволяет математически обрабатывать видео траекторий микродвижений глаз, как это осуществляется с применением предлагаемого решения, основанного на программном обеспечении. Также способ не позволяет решать никакие другие задачи, кроме коррекции самой зрительной патологии.A method of surgical treatment of eye nystagmus is known from the prior art, including resection of the anterior segment of the abdomen of the oculomotor muscles containing muscle spindles, which serve as sensors for muscle length (Avetisov E.S. Nystagm. - M.: GEOTAR-MED, 2001. 96 s). Removal of muscle spindles can reduce the neuromuscular effect on the muscle and, accordingly, the amplitude of nystagmus. In addition, resection of the oculomotor muscles increases the degree of tension and the effect of "stretched reins". Resection (by 7-8 mm) of the muscles of both eyes on the side of the fast phase of nystagmus is performed. If the effect is insufficient, after 5-6 months, a smaller resection (3-5 mm) is performed on the side of the slow phase. However, this method requires surgical intervention and is usually prescribed in the presence of a combination of diseases such as nystagmus and strabismus. Also, in addition to the risks characteristic of surgical intervention, it carries the risks of re-occurrence of nystagmus, since the impulse comes from the brain and does not disappear when the oculomotor muscles are shortened, involuntary eye micro-movements are not suppressed, and in the best case only become less noticeable due to increased muscle tension. Also, the possibility of conducting high-precision diagnostics of the characteristics of visual pathologies is not realized, since the technique does not allow mathematically processing video trajectories of eye micromotion, as is done using the proposed solution based on software. Also, the method does not allow to solve any other tasks, except for the correction of the visual pathology itself.
Известен способ хирургического лечения горизонтального маятникообразного нистагма, включающий следующие операции: освобождение доступа к внутренней прямой мышце, фиксацию мышцы к склере двумя двойными обвивными узловыми швами. Фиксацию осуществляют в зоне, лежащей за экватором глазного яблока. Аналогичным образом производят вмешательство на наружной прямой мышце. Затем осуществляют такое же воздействие на другом глазу. На наружные мышцы швы накладывают на 5-7 мм дальше, чем на внутренние. Для достижения минимального эффекта оптимальным является наложение швов на внутренние прямые мышцы в 11 мм от их физиологического места прикрепления, а на наружные - в 17 мм. Для достижения максимального эффекта оптимальным является наложение швов на внутренние прямые мышцы в 17 мм, а на наружные в 23 мм от места их физиологического прикрепления. Швы накладывают на 1/3 ширины мышцы с захватом 1/3 толщины склеры (см. патент на изобретение РФ №2201184, МПК A61F 9/007).A known method of surgical treatment of horizontal pendulum-like nystagmus, including the following operations: release access to the internal rectus muscle, fixation of the muscle to the sclera with two double entwined interrupted sutures. Fixation is carried out in the zone lying behind the equator of the eyeball. Similarly, an intervention is performed on the external rectus muscle. Then carry out the same effect on the other eye. On the external muscles, sutures are applied 5-7 mm further than on the internal ones. To achieve the minimum effect, optimal is suturing on the
Данный способ также не является неинвазивной методикой программно-аппаратного лечения нистагма, то есть недостатком данного способа является необходимость проведения хирургического вмешательства, причем без осуществления точной компьютерной диагностики параметров патологии, и обычно данный способ назначается при наличии сочетания нистагма и косоглазия. Также способ не позволяет решать никакие другие задачи, кроме коррекции самой патологии.This method is also not a non-invasive technique of hardware and software treatment of nystagmus, that is, the disadvantage of this method is the need for surgical intervention, without accurate computer diagnostics of the pathology parameters, and usually this method is prescribed in the presence of a combination of nystagmus and strabismus. Also, the method does not allow to solve any other tasks, except for the correction of the pathology itself.
Известен способ оценки психофизического состояния человека, включающий регистрацию психофизической реакции в процессе вербальной коммуникации в виде таких параметров, как диаметр зрачка и число актов моргания, отличающийся тем, что дополнительно регистрируют площадь фигуры, построенной по точкам максимального отклонения центра глаза от видимого среднего положения, при этом все параметры записывают в виде видеокулограммы, сравнивают их с контрольными значениями, полученными при заведомо правдивых ответах, по полученным данным определяют ответы, при которых имело место увеличение числа актов моргания и площади фигуры, а также определяют изменение диаметра зрачка, по полученным данным определяют группу ответов с наибольшей количественной разницей в критериях между истиной и предполагаемой ложью, делают вывод об эмоциональном психофизическом возбуждении, которое может являться следствием факта сокрытия либо искажения информации (см. патент РФ №2337607, МПК А61В 3/113 (2006.01), А61В 5/16 (2006.01)).There is a method of assessing the psychophysical state of a person, including recording the psychophysical reaction in the process of verbal communication in the form of parameters such as the diameter of the pupil and the number of blinking events, characterized in that they additionally record the area of the figure constructed by the points of maximum deviation of the center of the eye from the visible average position, with In this case, all parameters are recorded in the form of a videogram, compare them with the control values obtained with obviously truthful answers, according to the data received they give answers in which there has been an increase in the number of blinking acts and the area of the figure, and also determine the change in pupil diameter, according to the data obtained, determine the group of answers with the greatest quantitative difference in the criteria between the truth and the alleged lie, conclude that emotional psychophysical excitement, which may be a consequence of the fact of concealment or distortion of information (see RF patent No. 2337607, IPC АВВ 3/113 (2006.01), А61В 5/16 (2006.01)).
Хотя данный способ и относится к программно-аппаратным комплексам и позволяет с помощью специализированного программного обеспечения математически обрабатывать видеозаписи траекторий микродвижений и параметров глаз, все же он имеет ряд недостатков. Данный способ направлен лишь на решение задачи выявления достоверности предоставляемой респондентом информации, он не позволяет это делать в режиме реального времени и не использует машинное обучение, что влечет необходимость участия в интерпретации финального результата специалиста, то есть процесс не полностью автоматизирован и не исключает субъективный фактор от участия в процессе трактовки данных исследования человеком. Также способ не является неинвазивной методикой диагностики и программно-аппаратного лечения нистагма, то есть в прибор не заложен необходимый алгоритм программного обеспечения под эти задачи. Таким образом, программа, на которой основан данный способ, позволяет решать узкий спектр задач, в отличие от принципа действия предлагаемого устройства, которое запускает из спектра имеющихся необходимый алгоритм программного обеспечения, который обрабатывает видеосигнал в реальном времени и сразу же выдает протокол, причем в автоматическом режиме.Although this method relates to hardware and software systems and allows using specialized software to mathematically process video recordings of trajectories of micromotion and eye parameters, it nevertheless has a number of drawbacks. This method is aimed only at solving the problem of identifying the reliability of the information provided by the respondent, it does not allow it to be done in real time and does not use machine learning, which entails the need for the specialist to participate in the interpretation of the final result, that is, the process is not fully automated and does not exclude the subjective factor from participation in the process of interpreting research data by a person. Also, the method is not a non-invasive diagnostic technique and hardware-software treatment of nystagmus, that is, the device does not contain the necessary software algorithm for these tasks. Thus, the program on which this method is based allows solving a narrow range of problems, in contrast to the principle of operation of the proposed device, which launches from the available spectrum the necessary software algorithm that processes the video signal in real time and immediately outputs a protocol, and in automatic mode.
Известен способ лечения нистагма глаз, включающий определение параметров нистагма - частоты и амплитуды, осуществление периодического светового воздействия с частотой, близкой к частоте нистагма, и проведение в процессе воздействия контроля за параметрами нистагма, изменение интенсивности светового воздействия до появления изменения параметров нистагма с последующим изменением частоты светового воздействия до максимального его подавления, фиксирование времени светового воздействия, после которого прекращают воздействие, вновь определяют параметры нистагма, проверяют наличие лечебного эффекта в виде уменьшения амплитуды нистагма не менее чем на 10% от первоначального значения амплитуды в отсутствии воздействия, в случае его отсутствия увеличивают время воздействия до появления лечебного эффекта, фиксируют время появления лечебного эффекта за один сеанс и ежесуточно повторяют сеансы воздействия до устойчивого уменьшения исходного значения амплитуды нистагма (см. патент на изобретение РФ №2288676, МПК A61F 9/00 (2006.01), A61N 5/06 (2006.01), А61В 3/113 (2006.01)).There is a method of treating eye nystagmus, which includes determining the parameters of nystagmus - frequency and amplitude, performing periodic light exposure with a frequency close to the frequency of nystagmus, and monitoring the parameters of nystagmus during exposure, changing the intensity of light exposure until a change in nystagmus parameters occurs, followed by a change in frequency light exposure to its maximum suppression, fixing the time of light exposure, after which the exposure is stopped, again op eating the parameters of nystagmus, checking for the presence of a therapeutic effect in the form of a decrease in the amplitude of nystagmus by at least 10% of the initial amplitude value in the absence of exposure, in the absence of it, increase the exposure time until the therapeutic effect appears, record the time of the appearance of the therapeutic effect in one session and repeat every day exposure sessions to a steady decrease in the initial value of the amplitude of nystagmus (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2288676, IPC A61F 9/00 (2006.01), A61N 5/06 (2006.01), A61B 3/113 (2006.01)).
Однако с помощью данного способа может осуществляться недостаточное эффективное лечение нистагма глаз, когда характеризующие его амплитуда и частота изменяются на малую величину. Также хотя данный способ и относится к классу программно-аппаратных комплексов, роль обратной связи в нем обязательно выполняется врачом/пользователем, выполняющим роль лечащего специалиста. Проводимая с помощью такой методики диагностика является высокоточной, однако не производится в режиме реального времени, то есть требует обработки сделанной заранее видеозаписи микродвижений глаз и занимает время, кроме того требует определенного уровня квалификации от специалиста, работающего с нистагмограммами. Способ позволяет вести базы данных пациентов, но не применяет полученные результаты для обучения искусственного интеллекта, лежащего в основе предлагаемого устройства, что ограничивает спектр возможностей методики. Таким образом, программа, на которой основан данный способ, позволяет решать узкий спектр задач (только диагностику и коррекцию нистагма) в отличие от принципа действия предлагаемой технологии, которая запускает из спектра имеющихся необходимый алгоритм программного обеспечения, обрабатывающий видеосигнал в реальном времени в автоматическом режиме с выдачей протокола.However, using this method, insufficient effective treatment of eye nystagmus can be carried out when its amplitude and frequency characterizing it change by a small amount. Also, although this method belongs to the class of software and hardware systems, the role of feedback in it is necessarily performed by a doctor / user who plays the role of a treating specialist. Diagnostics carried out using such a technique is highly accurate, but it is not performed in real time, that is, it requires the processing of pre-recorded video of micromotion of the eyes and takes time, in addition, it requires a certain level of qualification from a specialist working with nystagmograms. The method allows you to maintain a database of patients, but does not apply the results to training the artificial intelligence underlying the proposed device, which limits the range of capabilities of the methodology. Thus, the program on which this method is based allows you to solve a narrow range of problems (only diagnosis and correction of nystagmus), in contrast to the principle of operation of the proposed technology, which launches from the available spectrum the necessary software algorithm that processes the video signal in real time in automatic mode with issuing a protocol.
Кроме того, известен способ подавления нистагма, включающий определение параметров нистагма - частоты и амплитуды, осуществление периодического светового воздействия с частотой, близкой к частоте нистагма, проведение в процессе воздействия непрерывного контроля за параметрами нистагма, изменение интенсивности светового воздействия до начала изменения параметров нистагма, изменение частоты светового воздействия до уменьшения амплитуды нистагма (см. патент на изобретение РФ №2264197, МПК A61F 9/00).In addition, there is a known method for suppressing nystagmus, including determining the parameters of nystagmus - frequency and amplitude, performing periodic light exposure with a frequency close to the frequency of nystagmus, conducting continuous monitoring of nystagmus parameters during the exposure, changing the intensity of light exposure before the nystagmus changes, changing the frequency of light exposure to reduce the amplitude of nystagmus (see patent for the invention of the Russian Federation No. 2264197, IPC A61F 9/00).
Однако с помощью данного способа может осуществляться недостаточно эффективное подавление нистагма глаз, когда характеризующие его амплитуда и частота изменяются на малую величину. Кроме того, способ применим только для подавления нистагма при движении глаз в горизонтальном направлении, а также не реализует возможность проведения процедуры в автоматическом режиме, то есть без участия врача, когда его роль выполняется специализированным программным обеспечением/искусственным интеллектом, основанным на принципах машинного обучения. Также программа, на которой основан данный способ, позволяет решать узкий спектр задач (только диагностику и коррекцию горизонтального нистагма), в отличие от принципа действия предлагаемой технологии, которая запускает из спектра имеющихся необходимый алгоритм программного обеспечения, обрабатывающий видеосигнал в автоматическом режиме в реальном времени с выдачей протокола.However, with the help of this method, an insufficiently effective suppression of eye nystagmus can be carried out when the amplitude and frequency characterizing it change by a small amount. In addition, the method is applicable only to suppress nystagmus when eye movements in the horizontal direction, and also does not realize the possibility of carrying out the procedure in an automatic mode, that is, without the participation of a doctor, when its role is performed by specialized software / artificial intelligence based on the principles of machine learning. Also, the program on which this method is based allows you to solve a narrow range of problems (only the diagnosis and correction of horizontal nystagmus), in contrast to the principle of the proposed technology, which launches from the available spectrum the necessary software algorithm that processes the video signal in automatic mode in real time with issuing a protocol.
Наиболее близким по технической сущности аналогом является способ подавления нистагма глаз, включающий определение параметров нистагма - частоты и амплитуды при осуществлении периодического светового воздействия с частотой, близкой к частоте нистагма, источниками светового воздействия, закрепленными вдоль оси, параллельной оси расположения глаз, отличающийся тем, что источники закрепляют с возможностью поворота в фронтальной плоскости, параллельной оси расположения глаз, в процессе воздействия источниками света осуществляют их поворот в фронтальной плоскости, непрерывно снимают видеоряд данных, обрабатывают его с помощью вычислительных систем, определяют изменение амплитуды нистагма глаз, фиксируют угол расположения источников светового воздействия относительно оси расположения глаз при минимальном значении амплитуды нистагма и проводят лечебный сеанс. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают угол поворота источников светового воздействия, равный 90°. (см. патент на изобретение РФ №2405406, МПК А61В 3/00 (2006.01))The closest in technical essence analogue is a method of suppressing nystagmus of the eye, including determining the parameters of nystagmus - frequency and amplitude when performing periodic light exposure with a frequency close to the frequency of nystagmus, light sources fixed along an axis parallel to the axis of the eye, characterized in that sources are fixed with the possibility of rotation in the frontal plane parallel to the axis of the eye, in the process of exposure to light sources they are rotated turn in the frontal plane, continuously shoot a video sequence of data, process it with the help of computer systems, determine the change in the amplitude of the eye nystagmus, fix the angle of the light sources relative to the axis of the eye with the minimum amplitude of the nystagmus and conduct a treatment session. The method according to
Хотя данный способ и относится к классу программно-аппаратных комплексов, роль обратной связи в нем обязательно выполняется врачом/пользователем, выполняющим роль лечащего специалиста. Проводимая с помощью такой методики диагностика является высокоточной, однако не производится в режиме реального времени, то есть требует обработки сделанной заранее видеозаписи микродвижений глаз и занимает время, кроме того, требует определенного уровня квалификации от специалиста, работающего с нистагмограммами. Способ позволяет вести базы данных пациентов, но не применяет полученные результаты для обучения искусственного интеллекта, лежащего в основе предлагаемого решения, что ограничивает спектр возможностей методики. Данный способ позволяет осуществлять коррекцию всех видов нистагма, однако неудобство заключается в необходимости самостоятельного размещения световых источников относительно глаз пациента только после расшифровки полученных в ходе диагностики результатов и определения характера и вида нистагма, что занимает дополнительное время и требует квалификации.Although this method belongs to the class of software and hardware systems, the role of feedback in it is necessarily performed by a doctor / user, who plays the role of a treating specialist. Diagnostics carried out using such a technique is highly accurate, but it is not performed in real time, that is, it requires the processing of pre-recorded video of micromotion of the eyes and takes time, in addition, it requires a certain level of qualification from a specialist working with nystagmograms. The method allows you to maintain a database of patients, but does not apply the results to training artificial intelligence, which lies at the heart of the proposed solution, which limits the range of capabilities of the methodology. This method allows the correction of all types of nystagmus, but the inconvenience is the need for independent placement of light sources relative to the patient’s eyes only after deciphering the results obtained during the diagnosis and determining the nature and type of nystagmus, which takes additional time and requires qualification.
Также данный способ обладает рядом недостатков, связанных с необходимостью размещения комплектующих установки согласно определенной схеме (световые источники должны быть размещены на определенном расстоянии и под определенным углом относительно глаз пациента, обеспечена определенная освещенность помещения, отсутствовать отвлекающие факторы в процессе процедуры), за счет чего проигрывает в части удобства эксплуатации портативной конфигурации предлагаемого решения. Установка обладает достаточно большими габаритными характеристиками, конструкция не является мобильной, а программа, на которой основан данный способ, позволяет решать узкий спектр задач (только диагностику и коррекцию всех видов нистагма), в отличие от принципа действия настоящего устройства, запускающего в зависимости от поставленной задачи необходимый из спектра имеющихся алгоритм программного обеспечения, обрабатывающий видеосигнал в автоматическом в режиме реальном времени с выдачей протокола, что значительно расширяет область применения и спектр реализуемых устройством возможностей.Also, this method has several disadvantages associated with the need to place the components of the installation according to a certain scheme (light sources should be placed at a certain distance and at a certain angle relative to the patient’s eyes, a certain illumination of the room should be provided, there should be no distracting factors during the procedure), due to which it loses in terms of ease of use of the portable configuration of the proposed solution. The installation has sufficiently large overall characteristics, the design is not mobile, and the program on which this method is based allows you to solve a narrow range of problems (only the diagnosis and correction of all types of nystagmus), in contrast to the principle of operation of this device, which starts depending on the task a software algorithm necessary from the available spectrum that processes the video signal in automatic in real time with the issuance of a protocol, which significantly expands the field application possibilities and range of realizable device.
Технической задачей настоящего изобретения является создание многофункционального портативного устройства для отслеживания микродвижений и параметров глаз, высокоточной диагностики психоэмоционального и физиологического состояния человека по данным характеристикам и неинвазивной коррекции зрительных патологий в автоматическом режиме с возможностью применения при этом ресурсов машинного обучения (англ. Machine Learning, ML - способ обработки и анализа данных, который позволяет компьютерам использовать имеющиеся данные для прогнозирования будущего поведения, исходов и трендов) и без необходимости участия в процессе специалиста. Таким образом, роль специалиста или врача (обратной связи) в алгоритме диагностики и/или лечения полностью автоматически выполняется специализированным программным обеспечением также с возможностью применения при этом методов машинного обучения, в результате происходит полная автоматизация процесса исследований, коррекции зрительных патологий, и, в частности, нистагма, а также исключается человеческий фактор.An object of the present invention is to provide a multifunctional portable device for tracking micromotion and eye parameters, highly accurate diagnosis of the psychoemotional and physiological state of a person according to these characteristics and non-invasive correction of visual pathologies in an automatic mode with the possibility of using machine learning resources (Eng. Machine Learning, ML - a method of processing and analyzing data that allows computers to use the available data to predict I future behavior, outcomes and trends) and without the need for participation in a specialist. Thus, the role of a specialist or doctor (feedback) in the diagnostic and / or treatment algorithm is fully automatically performed by specialized software also with the possibility of using machine learning methods, as a result, the research process, correction of visual pathologies are completely automated, and, in particular , nystagmus, and the human factor is also ruled out.
Поставленная задача решается тем, что многофункциональное портативное интерактивное устройство для отслеживания движений и параметров глаз с целью оценки психоэмоционального и физиологического состояния, диагностики различного рода патологий осуществляет компьютерную обработку движений и параметров глаз обследуемого и определяет характеристики этих движений в автоматическом режиме. Устройство может дополнительно включать модуль для коррекции дефектов зрительной системы. В зависимости от поставленной задачи устройство запускает один из спектра заложенных в его специализированное программное обеспечение алгоритмов, таким образом видеосигнал обрабатывается и интерпретируется с помощью различных в зависимости от цели исследования механизмов искусственного интеллекта. Также видеосигнал может обрабатываться и интерпретироваться в режиме реального времени с моментальной или последующей выдачей протокола обследования, а принцип действия программного обеспечения может быть основан на механизмах машинного обучения. Конфигурация устройства может быть портативной и включать очки/шлем со встроенными механизмами диагностики и при необходимости механизмами коррекции дефектов зрительной системы. Дополнительно устройство может включать модуль с экраном для демонстрации видеоизображения, отображения шаблонов визуальных стимулов для проведения тестов на различного рода патологии.The problem is solved in that a multifunctional portable interactive device for tracking movements and parameters of the eyes with the aim of assessing the psychoemotional and physiological state, diagnosing various pathologies carries out computer processing of movements and parameters of the eyes of the subject and determines the characteristics of these movements in automatic mode. The device may further include a module for correcting defects in the visual system. Depending on the task, the device launches one of the range of algorithms embedded in its specialized software, thus the video signal is processed and interpreted using various artificial intelligence mechanisms, depending on the purpose of the study. Also, the video signal can be processed and interpreted in real time with the instant or subsequent issuance of the examination protocol, and the principle of the software can be based on machine learning mechanisms. The configuration of the device can be portable and include glasses / helmet with built-in diagnostic mechanisms and, if necessary, mechanisms for correcting defects in the visual system. Additionally, the device may include a module with a screen for demonstrating video images, displaying patterns of visual stimuli for conducting tests for various pathologies.
С появлением таких технологий, как машинное обучение с помощью видеоокулографии становится возможным решать целый спектр разноплановых задач с учетом выявленных в ходе предыдущих и текущего испытаний паттернов, и, в частности, посредством видеорегистрации параметров движений глаз испытуемого объективно автоматически оценивать психофизическое состояние и выявлять степень его правдивости с учетом выявленных у базы обследуемых и в ходе предыдущих и текущего теста конкретного испытуемого паттернов поведения. Алгоритм программного обеспечения, направленный на выявление достоверности предоставляемой респондентом информации, при этом может работать следующим образом. По данным видеоокулографии регистрируется диаметр зрачка, число актов моргания, площадь фигуры, построенной по точкам максимального отклонения центра глаз от видимого среднего положения. Далее полученные данные сравниваются с контрольными значениями, полученными при заведомо правдивых ответах, применяя при этом возможности машинного обучения. В итоге результат выдается в автоматическом режиме без участия специалиста и на основе полной базы данных по всем исследованиям.With the advent of technologies such as machine learning using videooculography, it becomes possible to solve a wide range of diverse problems, taking into account the patterns identified during previous and current tests, and, in particular, through video recording of the parameters of the subject’s eye movements, objectively automatically assess the psychophysical state and identify the degree of its veracity taking into account the patterns of behavior tested at the base of the examined and during the previous and current test of a particular subject. The software algorithm aimed at identifying the reliability of the information provided by the respondent can work as follows. According to videooculography, the diameter of the pupil, the number of blinking acts, and the area of the figure constructed from the points of maximum deviation of the center of the eyes from the apparent average position are recorded. Further, the obtained data are compared with the control values obtained with obviously truthful answers, using the capabilities of machine learning. As a result, the result is automatically generated without the participation of a specialist and on the basis of a complete database of all studies.
С помощью одного из заложенных в программное обеспечение алгоритмов устройство также реализует возможность проведения диагностики ряда различного рода патологий и неинвазивной коррекции дефектов зрительной системы, в частности нистагма и/или косоглазия путем тренировки глазодвигательных мышц. Настоящее устройство позволяет с помощью специальной программы в режиме реального времени математически обрабатывать видео траектории микродвижений глаз и определять амплитуду и частоту этих движений, в случае выявления дефектов зрительной системы индивидуально подбирать частоту и яркость для внешнего светового воздействия, осуществлять в результате диагностику и коррекцию зрительной патологии. Так коррекция нистагма, в частности, производится посредством автоматически программируемого периодического светового воздействия на глаза пациента на близкой к собственным колебательным движениям глазных яблок частоте внешнего стимула, которое приводит к возникновению эффекта синхронизации: «захвата» частоты нистагма частотой внешнего светового раздражителя, нивелированию данного дефекта. Также благодаря предлагаемой технологии становится возможным осуществлять высокоточную компьютерную диагностику и назначать/контролировать лечение пациентов в любой точке мира посредством методов телемедицины.Using one of the algorithms embedded in the software, the device also implements the ability to diagnose a number of various pathologies and non-invasively correct defects in the visual system, in particular nystagmus and / or strabismus by training the oculomotor muscles. This device allows using a special program in real time to mathematically process video trajectories of eye micromotion and to determine the amplitude and frequency of these movements, in case of defects in the visual system, individually select the frequency and brightness for external light exposure, as a result, diagnose and correct visual pathology. So, correction of nystagmus, in particular, is carried out by means of an automatically programmed periodic light exposure on the patient’s eyes at a frequency of the external stimulus close to the own oscillatory movements of the eyeballs, which leads to the synchronization effect: “capture” of the nystagmus frequency by the frequency of an external light stimulus, leveling this defect. Also, thanks to the proposed technology, it becomes possible to carry out high-precision computer diagnostics and prescribe / control the treatment of patients anywhere in the world using telemedicine methods.
Устройство является универсальным в части расшифровки полученных в ходе обследования данных посредством специализированного программного обеспечения, в которое заложены различные алгоритмы, запускающиеся в зависимости от задачи диагностики и/или коррекции, то есть фиксируемые движения (амплитуда, частота, направление движений и др.) и параметры глаз (диаметр зрачка, число актов моргания, площадь фигуры, построенной по точкам максимального отклонения от видимого среднего положения глаз, вариация температуры окологлазного пространства в случае конфигурации устройства со встроенным тепловизором, внутриглазное давление в случае наличия релевантного механизма) могут быть интерпретированы с помощью релевантных механизмов искусственного интеллекта. В случае решения задачи по детекции лжи устройство может дополнительно включать исследования с помощью тепловизора и измерителя внутриглазного давления бесконтактным способом. Для этого в очки/шлем могут быть дополнительно вмонтированы тепловизор для отслеживания распределения температур и/или механизм для измерения внутриглазного давления бесконтактным способом. Принцип действия основан на том, что когда человек испытывает психический дискомфорт - лжет, либо лукавит - у него повышается внутриглазное давление, наблюдается прилив крови к глазным яблокам, из-за чего температура окологлазного пространства повышается.The device is universal in terms of decoding the data obtained during the examination by means of specialized software, which contains various algorithms that are launched depending on the task of diagnosis and / or correction, that is, recorded movements (amplitude, frequency, direction of movement, etc.) and parameters eye (pupil diameter, number of blinking acts, area of a figure constructed from the points of maximum deviation from the apparent average position of the eyes, temperature variation of the peri-ocular spaces in the case of the device configuration with integrated imager intraocular pressure in the case of the relevant mechanism) can be interpreted via the relevant mechanisms of artificial intelligence. In the case of solving the problem of lie detection, the device may additionally include studies using a thermal imager and an intraocular pressure meter in a non-contact manner. For this purpose, a thermal imager can be mounted in glasses / helmet to monitor the distribution of temperatures and / or a mechanism for measuring intraocular pressure in a non-contact manner. The principle of operation is based on the fact that when a person experiences mental discomfort - lying, or cunning - he has increased intraocular pressure, a rush of blood to the eyeballs, due to which the temperature of the ocular space rises.
В устройство могут быть заложены: функция быстрой автоматической калибровки, передовые алгоритмы для отслеживания направления взгляда, корректирующие погрешности, вызванные косметикой или расширенными зрачками, механизм по выявлению факта применения медикаментозного способа влияния на диаметр зрачков для исключения возможности намеренного искажения результатов теста испытуемым в случае детекции лжи, возможность экспортирования записи в формате AVI с целью консультирования или обучения (для приложения звуковой записи к видеофайлам доступны различные форматы звуковых файлов), возможность тестирования с дистанционным управлением, функции для распечатки отчетов и общего доступа к данным, опция доступа к отчетам пациентов, находящимся в единой базе данных, с нескольких рабочих станций, возможность управления тестами с помощью ножной педали, подключенной через USB, по Bluetooth или Wi-Fi, прямое подключение к ноутбуку или настольному компьютеру, наличие простой съемной крышки на магнитах, позволяющей выполнять измерения, как в открытом состоянии шлема, так и закрытом, технология скоростной передачи данных, обеспечивающая высокое качество видео и точные измерения, все результаты которых хранятся в базе данных устройства. Устройство также может реализовывать возможности высококачественной полноцветной распечатки отчетов (всех анализов и избранных необработанных данных, диаграмм и статистических данных, которые рассчитываются автоматически в режиме реального времени). Анализ может производиться как в автоматическом, так и в ручном режиме, то есть для отмены автоматического анализа достаточно переключиться в ручной режим редактирования всех тестов. В ручном режиме редактирования специалист может, например, в случае диагностики зрительных патологий, добавлять и удалять метки нистагмов, изменять крутизну и задавать другие участки для анализа.The device may include: a quick automatic calibration function, advanced algorithms for tracking the direction of gaze, corrective errors caused by cosmetics or dilated pupils, a mechanism to identify the use of the drug method of influencing the pupil diameter to exclude the possibility of intentional distortion of test results in case of lie detection , the ability to export recordings in AVI format for the purpose of consultation or training (for the application of sound recording to video files various formats of sound files are available), the ability to test with remote control, functions for printing reports and sharing data, the option of accessing patient reports in a single database from several workstations, the ability to control tests using a foot pedal connected via USB, via Bluetooth or Wi-Fi, direct connection to a laptop or desktop computer, the presence of a simple removable lid on magnets, allowing measurements to be made both in the open state of the helmet and in the closed one, technologist I have high-speed data transmission, providing high quality video and precise measurements, all of which are stored in the device's data. The device can also realize the possibilities of high-quality full-color printing of reports (all analyzes and selected raw data, diagrams and statistical data, which are calculated automatically in real time). The analysis can be performed both in automatic and in manual mode, that is, to cancel the automatic analysis, it is enough to switch to the manual editing mode of all tests. In manual editing mode, a specialist can, for example, in the case of diagnostics of visual pathologies, add and remove nystagmus marks, change the slope and set other sections for analysis.
Программное обеспечение предлагаемой технологии относится к классу методов искусственного интеллекта, обучающемуся в процессе применения решений множества сходных задач. Используя машинное обучение, компьютеры учатся, не будучи явно запрограммированными. Таким образом, становится возможным, не только отслеживать динамику лечения каждого пациента и вести базы данных пациентов/историй болезни, но и применять полученные данные для последующих сеансов лечения. Отличительным признаком является то, что цель повышения качества диагностики различного рода патологий по движениям и параметрам глаз и коррекции дефектов зрительной системы, а также повышения уровня качества эксплуатационных характеристик устройства достигается путем полной автоматизации процесса за счет замены выполнения роли обратной связи в алгоритме исследования, диагностики или лечения специалистом на специализированное программное обеспечение, основанное на машинном обучении и способное выполнять задачу в режиме реального времени, что приводит к минимизации вероятности ошибки за счет исключения человеческого фактора и значительному сокращению временных издержек. Также предлагаемая конфигурация устройства включает ряд дополнительных опций и кроме того является мобильной версией аппаратного лечения зрительных патологий, что в свою очередь дополнительно расширяет спектр возможностей и повышает уровень эксплуатационных характеристик прибора. В очки/шлем могут быть встроены: прибор для светолечения/источники светового воздействия, расположенные на периферии, и поворотное устройство, либо дополнительные источники света или система зеркал для реализации возможности применения или активации только необходимых световых стимулов, расположение которых соответствует виду и характеру диагностированного дефекта зрительной системы, либо световые источники, закрепленные с возможностью поворота в плоскости, параллельной оси расположения глаз для осуществления коррекции вертикального и ротаторного нистагма, когда в колебаниях присутствуют одновременно и вертикальная и горизонтальная составляющие, система равномерного освещения для осуществления передачи качественного видеосигнала, вмонтированная, например, по окантовке оправы, переключатель для запуска таймера при осуществлении онлайн-диагностики, быстрой 10-секундной калибровки, кнопка питания, механизм для передачи видеосигнала, например, видеокамера нового поколения, способная снимать цветное видео практически в полной темноте, кнопки для подбора яркости освещения, кнопка запуска программы диагностики или коррекции/таймера со звуковым или визуальным сигналом, оповещающим пациента о начале и конце сеанса, система подачи видеосигнала для наблюдения метки и фиксации взгляда пациента в процессии лечения.The software of the proposed technology belongs to the class of artificial intelligence methods, which is trained in the process of applying solutions to many similar problems. Using machine learning, computers learn without being explicitly programmed. Thus, it becomes possible not only to monitor the dynamics of treatment for each patient and maintain a database of patients / medical records, but also to apply the data for subsequent treatment sessions. A distinctive feature is that the goal of improving the quality of diagnosis of various pathologies according to the movements and parameters of the eyes and correcting defects in the visual system, as well as improving the quality level of the operational characteristics of the device is achieved by fully automating the process by replacing the role of feedback in the research, diagnostic or treatment by a specialist for specialized software based on machine learning and capable of performing a task in real mode time, thereby minimizing the probability of error by eliminating the human factor and a significant reduction in time costs. Also, the proposed device configuration includes a number of additional options and, in addition, is a mobile version of the hardware for the treatment of visual pathologies, which in turn further expands the range of capabilities and increases the level of operational characteristics of the device. The glasses / helmet can be integrated with: a phototherapy device / light sources located on the periphery, and a rotary device, or additional light sources or a mirror system to realize the possibility of using or activating only the necessary light stimuli, the location of which corresponds to the type and nature of the diagnosed defect visual system, or light sources fixed with the possibility of rotation in a plane parallel to the axis of the eye for the implementation of vertical correction and rotational nystagmus, when both the vertical and horizontal components are present in the vibrations, a uniform lighting system for transmitting a high-quality video signal, mounted, for example, on the frame rim, a switch to start the timer for online diagnostics, a quick 10-second calibration, a button power, a mechanism for transmitting a video signal, for example, a new generation video camera capable of shooting color video in almost complete darkness, buttons for selecting brightness illumination, a button for starting a diagnostic or correction / timer program with an audio or visual signal informing the patient about the beginning and end of the session, a video signal supply system for observing the mark and fixing the patient’s gaze during the treatment process.
Сами очки/шлем могут быть виртуальными, то есть пациент в процессе процедуры светолечения может наблюдать за меняющимся изображением, подающимся в устройство, могут быть оснащены механизмами изменения размера с помощью вертикальной и/или горизонтальной регулировки для повышения качества эксплуатационных характеристик (возможность подгона размера прибора под индивидуальные характеристики головы пациента), винтеляционными отверстиями. Внутренняя поверхность шлема/очков может иметь в местах стыка/соприкосновения с головой пользователя покрытие из приятных на ощупь материалов для обеспечения удобства при эксплуатации прибора, а также может быть предусмотрена возможность применения одноразовых гигиеничных накладок (в случае нескольких пользователей устройства, например, в клиниках).The glasses / helmet themselves can be virtual, that is, the patient during the phototherapy procedure can observe the changing image fed into the device, can be equipped with resizing mechanisms using vertical and / or horizontal adjustment to improve the quality of operational characteristics (the ability to adjust the size of the device to individual characteristics of the patient’s head), screw holes. The inner surface of the helmet / glasses may have, at the junctions / contact with the user's head, a coating of materials that are pleasant to the touch to ensure ease of use of the device, and it may also be possible to use disposable sanitary pads (in the case of several users of the device, for example, in clinics) .
Данные о процессе диагностики и/или лечения могут транслироваться в любую точку мира на основе подходов телемедицины для осуществления онлайн-контроля врачом в случае наличия у пациента сложного диагноза (сопутствующие серьезные патологии, требующие контроля). При желании обследуемых использовать ресурс машинного обучения на основе полной базы данных настоящего устройства достаточно предварительно предоставить согласие на обработку персональных данных, и в таком случае база будет также пополнена и их результатами.Data on the process of diagnosis and / or treatment can be transmitted to anywhere in the world based on telemedicine approaches for online monitoring by a doctor if the patient has a complex diagnosis (concomitant serious pathologies requiring monitoring). If the subjects wish to use the machine learning resource on the basis of the full database of this device, it is enough to first give consent to the processing of personal data, in which case the database will also be replenished with their results.
Таким образом, данное устройство объединяет в себе функции компьютерного отслеживания микродвижений и параметров глаз, оценки по ним психоэмоционального и физиологического состояния человека (в том числе для детекции лжи), диагностику ряда патологий (в зависимости от специфики программного обеспечения), а также коррекции зрительных патологий в реальном времени и автоматическом режиме с применением ресурсов машинного обучения. Указанные отличительные признаки предлагаемого устройства в сравнении с известным уровнем техники определяют его соответствие условиям «Новизна».Thus, this device combines the functions of computer tracking micromotion and eye parameters, assessing the psychoemotional and physiological state of a person (including for lie detection), diagnosing a number of pathologies (depending on the specifics of the software), and correcting visual pathologies in real time and automatically using machine learning resources. These distinctive features of the proposed device in comparison with the prior art determine its compliance with the conditions of "Novelty."
Предлагаемый способ поясняется чертежами. На фиг. 1 приведена блок-схема/алгоритм проведения диагностики/световой коррекции, гдеThe proposed method is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a block diagram / algorithm for diagnostics / light correction, where
1 - глаза пациента,1 - eyes of the patient,
2 - очки/шлем,2 - glasses / helmet,
3 - электронный ключ,3 - electronic key,
4 - компьютер.4 - computer.
На фиг. 2 приведена схема портативной версии устройства, гдеIn FIG. 2 is a diagram of a portable version of the device, where
5 - встроенное в очки/шлем устройство для исследования движения глазного яблока/ видеокамера/камера, снимающая цветное видео практически в полной темноте5 - a device for studying the movement of the eyeball / video camera / camera integrated in glasses / helmet, which shoots color video in almost complete darkness
6 - источники светового излучения,6 - light sources,
7 - источник света для равномерного освещения (по канту) в случае, когда в очки/шлем вмонтирована обычная камера,7 - a light source for uniform illumination (on the edge) in the case when an ordinary camera is mounted in the glasses / helmet,
8 - прибор светолечения, встроенный в очки/шлем (генератор импульсов регулируемой частоты и амплитуды),8 - phototherapy device built into glasses / helmet (pulse generator of adjustable frequency and amplitude),
9 - переключатель для подбора яркости светового воздействия,9 - switch for selecting the brightness of the light exposure,
10 - кнопка «Старт»/запуска программы со звуковым и/или визуальным сигналом/экспресс калибровки,10 - button "Start" / start the program with an audio and / or visual signal / express calibration,
11 - механизмы регулировки,11 - adjustment mechanisms,
12 - кнопка питания.12 - power button.
На фиг. 3 и 4 представлены графики, соответствующие диагностике параметров нистагма пациента до и после коррекции (трех процедур) соответственно.In FIG. Figures 3 and 4 show graphs corresponding to the diagnosis of the patient's nystagmus parameters before and after correction (three procedures), respectively.
Способ коррекции нистагма осуществляется следующим образом. В процессе лечения сигнал со встроенной в очки/шлем видеокамеры Фиг. 2 (5), снимающей глаза пациента Фиг. 1 (1) передается в компьютер Фиг. 1 (4) (в очки также встроена система равномерного освещения глаз, поскольку наличие бликов на зрачке приводит к смещению распознаваемого центра зрачка от центра реального - Фиг. 2 (7) и система периодического светового воздействия Фиг. 2 (8), источники света Фиг. 2 (6) при этом располагаются на периферии (по бокам относительно глаз пациента)), далее программное обеспечение обрабатывает видеосигнал в режиме реального времени, определяет амплитуду и частоту колебательных движений глаз, сопоставляя данные с базой, подбирает частоту и амплитуду внешнего светового воздействия для захвата частоты нистагма/нивелирования дефекта, осуществляет световое лечение и мониторинг процесса. При уменьшении амплитуды колебательных движений глаз либо остановке/фиксации глазных яблок частота светового воздействия автоматически уменьшается до тех пор, пока амплитуда не начинает увеличиваться, в таком случае частота (постепенно начинает увеличиваться до момента возвращения эффекта остановки глаз), то есть программное обеспечение подстраивает характеристики светового сигнала под параметры движения глаз таким образом, чтобы они были максимально длительный промежуток времени зафиксированы, а эффект удерживался на протяжении сеанса. Целью проведения курса лечения является уменьшение амплитуды и частоты нистагма, сохранение положительного эффекта на максимально длительный промежуток времени. Рекомендуемый курс лечения для закрепления результата составляет 7-10 сеансов (желательно ежесуточно) длительностью по 10-15 минут.The method of correction of nystagmus is as follows. During treatment, the signal from the video camera integrated in the glasses / helmet of FIG. 2 (5), removing the patient’s eyes FIG. 1 (1) is transmitted to the computer of FIG. 1 (4) (the system of uniform illumination of the eyes is also built into the glasses, since the presence of glare on the pupil leads to the displacement of the recognizable center of the pupil from the center of the real one - Fig. 2 (7) and the system of periodic light exposure of Fig. 2 (8), light sources of Fig .2 (6) at the same time are located on the periphery (on the sides relative to the patient’s eyes)), then the software processes the video signal in real time, determines the amplitude and frequency of the oscillatory eye movements, comparing the data with the base, selects the frequency and amplitude of the external first light exposure to capture nystagmus / leveling defect frequency and next light treatment process monitoring. When the amplitude of oscillatory eye movements decreases or the eyeballs stop / fix, the frequency of light exposure automatically decreases until the amplitude begins to increase, in this case the frequency (gradually begins to increase until the effect of eye stop returning), that is, the software adjusts the characteristics of the light signal under the parameters of eye movement so that they were recorded for the longest possible period of time, and the effect was held for eansa. The aim of the course of treatment is to reduce the amplitude and frequency of nystagmus, maintaining a positive effect for the longest possible period of time. The recommended course of treatment to consolidate the result is 7-10 sessions (preferably daily) lasting 10-15 minutes.
В случае проведения диагностики патологий различного рода, в том числе детекции лжи, процесс работы устройства совпадает за исключением запуска модуля светового воздействия для коррекции дефектов зрительной системы и активации соответствующего задаче алгоритма программного обеспечения, фиксирующего и анализирующего релевантный конкретной задаче набор параметров, в частности в целях выявления достоверности предоставляемой респондентом информации - диаметр зрачка, число актов моргания, площадь фигуры, построенной по точкам максимального отклонения центра глаз от видимого среднего положения, распределение температур по глазным яблокам и вариация внутриглазного давления в случае наличия соответствующих механизмов, и другие параметры глаз для иных задач.In the case of various kinds of pathologies diagnostics, including lie detection, the device operation process coincides with the exception of the launch of the light exposure module for correction of visual system defects and activation of a software algorithm corresponding to the task, fixing and analyzing a set of parameters relevant to a particular task, in particular for identifying the reliability of the information provided by the respondent - pupil diameter, number of blinking acts, area of the figure built at maximum points a slight deviation of the center of the eyes from the apparent average position, the temperature distribution of the eyeballs and the variation of intraocular pressure in the presence of appropriate mechanisms, and other parameters of the eyes for other tasks.
Клинические обследования проводились у пациента с выраженным характером нистагма. У пациента наблюдался горизонтальный маятникообразный нистагм с амплитудой более 3 мм и частотой 2,1 Гц (Фиг. 3). При горизонтальном расположении источников светового воздействия после трех процедур амплитуда нистагма уменьшилась до 1,2 мм при снижении частоты до 2 Гц. Захват частоты нистагма (амплитуда колебательных движений глаз при этом стала равна нулю) при этом происходил на первой процедуре на 7 Гц, на второй - на 6 Гц, на третьей - на 4 Гц. В первом лечебном сеансе время воздействия составило 10 минут на частоте 6-7 Гц. С установленными параметрами переменного светового воздействия на пациента осуществляли переменное световое воздействие ежесуточно в течение 3 дней. Полученные результаты свидетельствуют о положительной динамике в результате светового воздействия на параметры нистагма и позволяют сделать прогноз, что при продолжении курса можно добиться еще больших результатов вплоть до полного нивелирования дефекта.Clinical examinations were conducted in a patient with a pronounced character of nystagmus. The patient had a horizontal pendulum-like nystagmus with an amplitude of more than 3 mm and a frequency of 2.1 Hz (Fig. 3). With a horizontal arrangement of light sources after three procedures, the amplitude of the nystagmus decreased to 1.2 mm with a decrease in frequency to 2 Hz. The capture of the nystagmus frequency (the amplitude of the oscillatory eye movements in this case became equal to zero) occurred in the first procedure at 7 Hz, in the second at 6 Hz, in the third at 4 Hz. In the first treatment session, the exposure time was 10 minutes at a frequency of 6-7 Hz. With the established parameters of alternating light exposure on the patient, alternating light exposure was carried out daily for 3 days. The results obtained indicate a positive dynamics as a result of light exposure to the parameters of nystagmus and allow us to make a prediction that with the continuation of the course, even greater results can be achieved up to the complete leveling of the defect.
Таким образом, предложенная полезная модель впервые позволяет пациенту самостоятельно проводить высокоточную диагностику, а также при необходимости процедуру светового воздействия, производя при этом постоянный мониторинг процесса коррекции нистагма без помощи врача (высококвалифицированного специалиста) и динамики лечения, что обуславливает соответствие заявленной полезной модели условию «Промышленная применимость». Помимо этого разработка не исключает возможности контроля врача, причем из любой точки мира посредством его удаленного подключения во время сеанса светового воздействия посредством методов телемедицины. Это является дополнительным преимуществом технологии для пациентов со сложными диагнозами, требующими постоянного наблюдения.Thus, the proposed utility model for the first time allows the patient to independently conduct high-precision diagnostics, as well as, if necessary, the light exposure procedure, while constantly monitoring the nystagmus correction process without the help of a doctor (highly qualified specialist) and treatment dynamics, which determines the compliance of the claimed utility model with the condition “Industrial applicability". In addition, the development does not exclude the possibility of a doctor’s control, and from anywhere in the world through his remote connection during a light exposure session using telemedicine methods. This is an additional advantage of the technology for patients with complex diagnoses requiring constant monitoring.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138488U RU179414U1 (en) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017138488U RU179414U1 (en) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU179414U1 true RU179414U1 (en) | 2018-05-14 |
Family
ID=62151697
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017138488U RU179414U1 (en) | 2017-11-03 | 2017-11-03 | MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU179414U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110853605A (en) * | 2019-11-15 | 2020-02-28 | 中国传媒大学 | Music generation method and device and electronic equipment |
RU2732690C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ПН им. В.П. Сербского" Минздрава России) | Method for diagnosing morbid attraction for alcohol and other psychoactive substances in people with severe mental disorders in compulsory treatment, using eye tracking |
CN117814794A (en) * | 2023-12-13 | 2024-04-05 | 山东省体育科学研究中心 | Eye movement feedback instrument for monitoring and evaluating motor psychological quality |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7375701B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-05-20 | Carestream Health, Inc. | Scanless virtual retinal display system |
RU2324424C1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-20 | Александр Иванович Федотчев | Method and system for correction of stress-induced disorders |
RU2634682C1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-11-02 | Алексей Павлович Ермолаев | Portable device for visual functions examination |
-
2017
- 2017-11-03 RU RU2017138488U patent/RU179414U1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7375701B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-05-20 | Carestream Health, Inc. | Scanless virtual retinal display system |
RU2324424C1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-20 | Александр Иванович Федотчев | Method and system for correction of stress-induced disorders |
RU2634682C1 (en) * | 2016-06-15 | 2017-11-02 | Алексей Павлович Ермолаев | Portable device for visual functions examination |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110853605A (en) * | 2019-11-15 | 2020-02-28 | 中国传媒大学 | Music generation method and device and electronic equipment |
RU2732690C1 (en) * | 2020-02-14 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБУ "НМИЦ ПН им. В.П. Сербского" Минздрава России) | Method for diagnosing morbid attraction for alcohol and other psychoactive substances in people with severe mental disorders in compulsory treatment, using eye tracking |
CN117814794A (en) * | 2023-12-13 | 2024-04-05 | 山东省体育科学研究中心 | Eye movement feedback instrument for monitoring and evaluating motor psychological quality |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11049326B2 (en) | Augmented reality display system for evaluation and modification of neurological conditions, including visual processing and perception conditions | |
US6231187B1 (en) | Method and apparatus for detecting eye movement | |
Poltavski et al. | Accommodative response and cortical activity during sustained attention | |
Curthoys et al. | The video head impulse test (vHIT) | |
JP2020528817A (en) | Systems and methods for capturing and analyzing pupillary images to determine toxicity and neurophysiology | |
US20240293058A1 (en) | Automated Data Acquisition, Appraisal and Analysis in Noninvasive Rapid Screening of Neuro-Otologic Conditions Using Combination of Subject's Objective Oculomotor Vestibular and Reaction Time Analytic Variables | |
RU179414U1 (en) | MULTI-FUNCTIONAL PORTABLE INTERACTIVE DEVICE FOR TRACKING EYE MOVEMENTS AND PARAMETERS FOR THE EVALUATION OF PSYCHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CONDITION, DIAGNOSTICS OF DIFFERENT GENES OF PATH | |
Demer | Evaluation of vestibular and visual oculomotor function | |
Leitner et al. | Eye-tracking-based visual field analysis (EFA): a reliable and precise perimetric methodology for the assessment of visual field defects | |
JP7362138B2 (en) | Neurological disease auxiliary testing method and system | |
RU197165U1 (en) | SOFTWARE AND HARDWARE COMPLEX FOR TRACKING MOVEMENTS AND EYE PARAMETERS FOR THE DIAGNOSTIC OF A NUMBER OF PATHOLOGIES, AND ALSO THE NON-INVASIVE CORRECTION OF THE VISUAL PATHOLOGIES | |
Giordano et al. | An eye tracker based computer system to support oculomotor and attention deficit investigations | |
Bugalho | In Vivo Cortical and Subcortical Recording of Eye Movements-Related Activity in Parkinson’s Disease | |
Yeh et al. | New inspection method of visual refractive error using brainwave patterns | |
Sung et al. | A novel technique for measuring ocular duction ranges | |
Venkatesh et al. | Application of Mobile and Wearable Technology in Data Collection for Ophthalmology | |
Chandrakumar et al. | Effects of earth-fixed vs head-fixed targets on static ocular counterroll | |
Wei | Unobtrusive Refractive Power Monitoring Using Eyewear-based EOG and Eye-Tracking | |
US20220007936A1 (en) | Decision support system and method thereof for neurological disorders | |
US20230337909A1 (en) | Device for retinal neuromodulation therapy and extrafoveal reading in subjects affected by visual impairment | |
Richardson | FUNCTIONAL NEUROLOGICAL DISORDER AND CHIROPRACTIC: TWO CASE REPORTS | |
Murray | Saccadic vector optokinetic perimetry: a technique and system for automated static perimetry in children using eye tracking | |
Zakrzewski | The effects of caffeine on video head impulse test results | |
WO2024213251A1 (en) | Apparatus and methods for use in diagnosis and treatment of attention deficit hyperactivity disorder | |
Varadarajan | Assessment of saccadic eye movements in healthy subjects using consumer-grade mobile devices |