(57)【要約】  典型的には視力を評価するための、視覚運動性眼振（ＯＫＮ）の存在又は強さの特定に有用である、刺激及び視標追跡のためのシステム及び方法は、ＯＫＮを誘発するのに有効な新規の視覚刺激を提供することを含み、これは、視覚刺激要素の可視性を変化させること、又は後に表示された要素が、先に表示された要素に対して異なる可視性を有するように一連の視覚刺激要素を表示することを含む。視覚刺激要素は、要素又は要素の境界の強度、対比、大きさ及び／又は幅を減少又は増大させることによって消失又は出現し得る。視覚刺激要素は、背景より暗い周縁部及び背景より明るい中央部、並びに／又は背景より明るい周縁部及び背景より暗い中央部を含む。
2020500640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視覚運動性眼振（ＯＫＮ）の存在又は強さの特定に有用である、刺激及び視標追跡のための方法であって、
・対象の眼の正面において、
〇少なくとも１つの視覚刺激要素をディスプレイ上に表示し、且つ（前記対象によって知覚されるように）可視性を変化させること、又は
〇一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（前記対象によって知覚されるように）異なる可視性を有するように表示すること
により、ＯＫＮを誘発するのに有効な視覚刺激を提供することと、
・前記刺激を見ている前記対象の眼のビデオを記録することと、
・前記ビデオを画像処理してＯＫＮを検出することと
を含む方法。
【請求項２】
前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させることは、前記視覚刺激要素を（前記対象によって知覚されるように）消失又は出現させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させること又は前記視覚刺激要素を消失若しくは出現させることは、前記視覚刺激要素又は視覚刺激要素の境界の強度、対比、大きさ及び／又は幅を減少又は増大させることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
１つ又は複数の前記視覚刺激要素は、背景より暗い周縁部及び前記背景より明るい中央部、並びに／又は背景より明るい周縁部及び前記背景より暗い中央部を含む、請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
１つ又は複数の前記視覚刺激要素は、
・背景より暗い周縁部境界を有する周縁部及び前記背景より明るい中央部境界を有する中央部、並びに／又は
・背景より明るい周縁部境界を有する周縁部及び前記背景より暗い中央部境界を有する中央部
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記周縁部は、外径又は横断寸法ＯＤ＝αＳＷと、厚さＳＷ（１−α）／２とを有し、ここで、ＳＷは、前記中央部の直径又は横断寸法であり、及びαは、１〜５の範囲である、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させることは、前記視覚刺激要素の前記中央部に対する前記周縁部の又は背景に対する前記周縁部の強度、対比又は大きさ及び／若しくは幅を減少又は増大させることを含む、請求項４〜６の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させることは、前記視覚刺激要素の前記中央部の強度ＳＩに対する前記周縁部の強度ＰＩ又は背景強度ＢＩに対するＰＩを減少又は増大させることを含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記視覚刺激の刺激の空間コンテンツ、速度、時間周波数、色特性、視差及び回転又は回転速度（回転対称でない場合）は、変化する、請求項１〜８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記視覚刺激要素は、円及び／又は楕円を含む、請求項１〜９の何れか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記視覚刺激要素は、前記ディスプレイを横切って移動し、前記視覚刺激要素が前記ディスプレイを横切って移動するにつれて可視性が変化する、請求項１〜１０の何れか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記ディスプレイを横切って移動する、後に表示された要素は、前記ディスプレイを横切って移動する、先に表示された要素に対してより低い又はより高い可視性を有する、請求項１〜１１の何れか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記視覚刺激要素は、一連の複数の視覚刺激要素を含む、請求項１〜１２の何れか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記視覚刺激要素は、上側及び下側視覚刺激要素を含む、請求項１〜１３の何れか一項に記載の方法。
【請求項１５】
一連の複数の視覚刺激要素における視覚刺激要素間並びに／又は上側及び下側視覚刺激要素間の間隔は、前記刺激要素の直径又は横断寸法ＳＷの１〜１０倍である、請求項１４又は１４に記載の方法。
【請求項１６】
複数の視覚刺激要素は、前記ディスプレイを横切って同じ又は異なる速度で移動する、請求項１〜１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
視覚刺激要素は、前記ディスプレイを横切って異なる方向に移動する、請求項１〜１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
１つ又は複数の視覚刺激要素の視覚特性は、変化する一方、１つ又は複数の他の視覚刺激要素の視覚特性は、変化しない、請求項１〜１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記ビデオを画像処理してＯＫＮを検出することは、オプティカルフロー及び／点追跡アルゴリズムでビデオから眼球速度及び／又は変位情報を抽出することを含む、請求項１〜１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
視標追跡システムであって、
・ディスプレイであって、
〇少なくとも１つの視覚刺激要素を表示し、且つ（対象によって知覚されるように）その可視性を変化させること、又は
〇一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（前記対象によって知覚されるように）異なる可視性を有するように表示すること
を行うように配置されたディスプレイと、
・刺激を見ている前記対象の眼のビデオを記録するように配置されたカメラと、
・前記ビデオを画像処理してＯＫＮの存在又は強さを検出するように配置された画像処理システムと
を含む視標追跡システム。
【請求項２１】
前記視覚刺激要素を（前記対象によって知覚されるように）消失又は出現させることにより、前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させるように配置される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記視覚刺激要素又は視覚刺激要素の境界の強度、対比、大きさ及び／又は幅を減少又は増大させることにより、前記視覚刺激の前記可視性を変化させるか、又は前記視覚刺激要素を消失若しくは出現させるように配置される、請求項２０又は２１に記載のシステム。
【請求項２３】
１つ又は複数の前記視覚重要素は、背景より暗い周縁部及び前記背景より明るい中央部、並びに／又は背景より明るい周縁部及び前記背景より暗い中央部を含む、請求項２０〜２２の何れか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
１つ又は複数の前記視覚刺激要素は、
・背景より暗い周縁部境界を有する周縁部及び前記背景より明るい中央部境界を有する中央部、並びに／又は
・背景より明るい周縁部境界を有する周縁部及び前記背景より暗い中央部境界を有する中央部
を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記周縁部は、外径又は横断寸法ＯＤ＝αＳＷと、厚さＳＷ（１−α）／２とを有し、ここで、ＳＷは、前記中央部の直径又は横断寸法であり、及びαは、１〜５の範囲である、請求項２３又は２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記視覚刺激要素の前記中央部に対する前記周縁部の又は背景に対する前記周縁部の強度、対比又は大きさ及び／若しくは幅を減少又は増大させることにより、前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させるように配置される、請求項２３〜２５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記視覚刺激要素の前記中央部の強度ＳＩに対する前記周縁部の強度ＰＩ又は背景強度ＢＩに対するＰＩを減少又は増大させることにより、前記視覚刺激要素の前記可視性を変化させるように配置される、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
前記視覚刺激の刺激の空間コンテンツ、速度、時間周波数、色特性、視差及び回転又は回転速度を変化させるように配置される、請求項２０〜２７の何れか一項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記視覚刺激要素は、円及び／又は楕円を含む、請求項２０〜２８の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記視覚刺激要素を、前記ディスプレイを横切って移動させるように配置され、前記視覚刺激要素が前記ディスプレイを横切って移動するにつれて可視性が変化する、請求項２０〜２９の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記ディスプレイを横切って移動する、先に表示された要素に対してより低い又はより高い可視性を有する後に表示された要素を、前記ディスプレイを横切って移動させるように配置される、請求項２０〜３０の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
前記視覚刺激要素は、一連の複数の視覚刺激要素を含む、請求項２０〜３１の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記視覚刺激要素は、上側及び下側視覚刺激要素を含む、請求項２０〜３２の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３４】
一連の複数の視覚刺激要素における視覚刺激要素間並びに／又は上側及び下側視覚刺激要素間の間隔は、前記刺激要素の直径又は横断寸法ＳＷの１〜１０倍である、請求項３２又は３３に記載のシステム。
【請求項３５】
複数の視覚刺激要素を、前記ディスプレイを横切って同じ又は異なる速度で移動させるように配置される、請求項２０〜３４の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３６】
視覚刺激要素を、前記ディスプレイを横切って異なる方向に移動させるように配置される、請求項２０〜３５の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３７】
１つ又は複数の視覚刺激要素の視覚特性を変化させるが、１つ又は複数の他の視覚刺激要素の視覚特性を変化させないように配置される、請求項２０〜３６の何れか一項に記載のシステム。
【請求項３８】
オプティカルフロー及び／点追跡アルゴリズムでビデオから眼球速度及び／又は変位情報を抽出することにより、前記ビデオを画像処理してＯＫＮを検出するように配置される、請求項２０〜３７の何れか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、特に、ただし限定されないが、視覚運動性眼振の存在又は強さを特定するのに有用である、刺激及び視標追跡のためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特に幼児の視覚機能を正確に評価することは難しい。視覚認識の視力、運動視及び立体視等の側面を直接査定するために利用でき、且つ／又は小児眼科、検眼及び／又は視覚的電気生理学の広範囲の訓練を受けていない医療従事者が使用するのに特に適している方法はほとんどない。
【０００３】
視覚運動性眼振（ＯＫＮ）は、連続的に移動するパターン又は刺激によりトリガされる不随意的眼球運動の現象であり、視覚的機能の評価に使用できる。ＯＫＮは、視覚刺激内の特徴をスムーズに追うための眼球の動きと、それに続く、眼が刺激の新たな特徴に固定されるリセットのためのイベント（視線移動）との繰返しである。図１（ｂ）は、時間に対する眼球変位のグラフを示し、ＯＫＮ眼球運動の特徴である鋸刃状のＯＫＮプロファイルを示す。ＯＫＮの有無は、視覚特性の客観的な指標であり、神経疾患の査定にも有用であり得る。人の生活において、視覚的問題の早期発見は、その後の治療の結果を大きく改善することも知られている。ＯＫＮの強さも、機能的視覚障害（すなわち、ＯＫＮが存在するが、弱い）の有用な指標として査定され得る。
【０００４】
視標追跡及びＯＫＮの特定のためのビデオ眼球運動記録技術の使用では、視覚刺激が対象に向けて表示され、対象の眼のビデオが画像処理されてＯＫＮが検出される。国際特許出願国際公開第２０１４／１６８４９２号は、オプティカルフローアルゴリズムを用いてビデオから眼球速度情報を抽出する方法を開示している。ＯＫＮを誘発するために表示される視覚刺激は、対比、周波数又はコヒーレンスを含む変調可能な特性を有する高対比の流動パターンを含み得る。これらのパラメータを操作することにより、そこからＯＫＮが存在しなくなるか、又はＯＫＮの強さの所定の閾値より低くなる閾値の測定が可能になる。この閾値は、視覚特性の尺度である。ＯＫＮ応答に基づく大域運動知覚の査定のため、ランダム及びコヒーレントに移動する黒点の混合からなるランダムドットキネマトグラムが用いられてきた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの広い態様において、本発明は、視覚運動性眼振（ＯＫＮ）の存在又は強さの特定に有用である、刺激及び視標追跡のための方法であって、
・対象の眼の正面において、
〇少なくとも１つの視覚刺激要素をディスプレイ上に表示し、且つ（対象によって知覚されるように）その可視性を変化させること、又は
〇一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）異なる可視性を有するように表示すること
により、ＯＫＮを誘発するのに有効な視覚刺激を提供することと、
・刺激を見ている対象の眼のビデオを記録することと、
・ビデオを画像処理してＯＫＮを検出することと
を含む方法を含む。
【０００６】
１つの広い態様において、本発明は、視標追跡システムであって、
・ディスプレイであって、少なくとも１つの視覚刺激要素又は一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を表示し、且つ（対象によって知覚されるように）その可視性を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）異なる可視性を有するように変化させるように配置されたディスプレイと、
・刺激を見ている対象の眼のビデオを記録するように配置されたカメラと、
・ビデオを画像処理してＯＫＮの存在又は強さを検出するように配置された画像処理システムと
を含む視標追跡システムを含む。
【０００７】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素の可視性を変化させることは、視覚刺激要素を（対象によって知覚されるように）消失させることを含む。
【０００８】
少なくとも幾つかの実施形態において、少なくとも１つの視覚刺激は、ディスプレイ上で（対象によって知覚されるように）徐々に消失するか、又は後に表示された要素は、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）徐々に消失する。他の実施形態において、視覚刺激の可視性を変化させることは、視覚刺激要素に（対象によって知覚されるように）可視性を増大させるか又は出現させることを含む。少なくとも幾つかの実施形態において、少なくとも１つの視覚刺激要素は、ディスプレイ上で（対象によって知覚されるように）徐々に出現するか、又は後に表示された要素は、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）徐々に出現する。
【０００９】
例えば、視覚刺激要素の可視性を変化させること又は視覚刺激要素を消失させることは、視覚刺激要素又は視覚刺激要素の境界の強度（発光強度を含んでいてもよい）、対比（輝度対比、色対比、運動対比又は傾きの対比を含んでいてもよい）、大きさ及び／又は幅（空間周波数）を減少又は増大させることを含み得る。
【００１０】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激の刺激の空間コンテンツ、時間周波数（点滅）、色特性（色）、視差（３Ｄ深度）及び回転又は回転速度（回転対称でない場合）は、変化される。
【００１１】
少なくとも幾つかの実施形態において、１つ又は複数の視覚刺激要素は、背景より暗い周縁部及び背景より明るい中央部、並びに／又は背景より明るい周縁部及び背景より暗い中央部を含む。少なくとも幾つかの実施形態において、１つ又は複数の視覚刺激要素は、
・背景より暗い周縁部境界を有する周縁部及び背景より明るい中央部境界を有する中央部、並びに／又は
・背景より明るい周縁部境界を有する周縁部及び背景より暗い中央部境界を有する中央部
を含む。
【００１２】
幾つかの実施形態において、境界線が分解不能であると、これらは、相互に融合して背景と区別できなくなる。視覚刺激要素は、消失するか又は消えることを対象によって知覚される。代替的に、境界線が出現し、背景から区別可能となる。視覚刺激要素は、出現することが対象によって知覚される。
【００１３】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、円及び／又は楕円を含む。
【００１４】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って移動し、それらがディスプレイを横切って移動するにつれて徐々に消失し得る。他の実施形態において、視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って移動し、それらがディスプレイを横切って移動するにつれて徐々に出現し得る。
【００１５】
視覚刺激を提供することが、一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）徐々に消失するように表示することを含む実施形態において、再び、視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って移動し得、またそれらがディスプレイを横切って移動するにつれて徐々に消失し得る。視覚刺激を提供することが、一連の少なくとも１つの視覚刺激要素を、後に表示された要素が、先に表示された要素に対して（対象によって知覚されるように）徐々に出現するように表示することを含む実施形態において、再び、視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って移動し得、またそれらがディスプレイを横切って移動するにつれて徐々に出現し得る。
【００１６】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、一連の複数の視覚刺激要素を含む。
【００１７】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、上側及び下側視覚刺激要素を含む。
【００１８】
少なくとも幾つかの実施形態において、複数の視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って同じ又は異なる速度で移動する。
【００１９】
少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って異なる方向に移動する。
【００２０】
少なくとも幾つかの実施形態において、１つ又は複数の視覚刺激要素の視覚的特性は、変化する一方、１つ又は複数の他の視覚刺激要素の視覚的特性は、変化しない。
【００２１】
本明細書で使用される限り、「及び／又は」という用語は、「及び」若しくは「又は」又はその両方を意味する。
【００２２】
本明細書で使用される限り、名詞の語尾の「（ｓ）」は、その名詞の複数形及び／又は単数形を意味する。
【００２３】
「含んでいる」という用語は、本明細書で使用される限り、「少なくとも部分的に〜からなる」を意味する。本明細書中のこの用語を含む記述の解釈にあたり、各記述又はクレーム中のその用語を伴う特徴は、すべて存在する必要があるが、他の特徴も存在し得る。「含む」及び「含まれる」などの関係する用語も同様に解釈するものとする。
【００２４】
ここで、本発明を例として且つ下記の図面を参照しながら説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（ａ）は、眼の写真を示し、変位の変化が典型的にモニタされる眼の領域を示し、（ｂ）は、眼の写真を示し、健全な眼の動きの鋸刃状のプロファイル特性を示す時間に対する眼球変位のグラフを示し、（ｃ）は、眼の写真を示し、眼球変位信号から導き出された眼球速度のグラフを示す。
【図２】（ａ）は、連続的画像フレームがピクセル速度の推測に変形される一例を示し、カメラから受け取った眼の例示的画像であり、（ｂ）は、連続的画像フレームがピクセル速度の推測に変形される一例を示し、オプティカルフローアルゴリズムにより提供されるピクセル速度ベクトルの一例を示し、（ｃ）は、連続的画像フレームがピクセル速度の推測に変形される一例を示し、オプティカルフロー速度ベクトルの速度の領域平均のグラフの一例である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施形態の１つの円又は楕円の刺激を示し、（ｂ）は、ディスプレイを横切って左から右に又はその逆に、及び上行と下行とにおいて移動する複数の円及び／又は楕円を含む視覚刺激の実施形態を示す。
【図４】強度プロファイルとして示される消失する円又は楕円の刺激の実施形態を示し、右側には、スクリーンの局所的部分において出現するときの消失する視標の出現が示されている。
【図５】ディスプレイを横切って３つの行において左から右に３つのストローク幅の刺激レベルで移動する複数のディスク刺激要素を含む視覚刺激の実施形態を示し、ストローク幅は、高から低に減少する。
【図６】図５の刺激の、屈折異常を有する観察者の予想知覚を示す。
【図７】カメラ、スクリーン及び計算装置を含むシステムの構成要素の概要を示す。
【図８】１つの形態のＯＫＮ検出又は査定のためのビデオ処理のステップのフローチャートである。
【図９】他の形態のＯＫＮ検出又は査定のためのビデオ処理のステップのフローチャートである。
【図１０】（ａ）は、実験作業に関する後述の説明で言及されるＢｌａｎｄ−Ａｌｔｍａｎグラフであり、（ｂ）は、実験作業に関する後述の説明で言及されるＢｌａｎｄ−Ａｌｔｍａｎグラフである。
【図１１】実験作業に関する後述の説明において言及され、普段使用している光学矯正手段を装用しない（したがって無矯正と呼ぶ）トライアル参加者に関する、黄金律であるＥＴＤＲＳチャートを用いて測定された視力と、ＯＫＮにより特定された視力との間で得られた相関関係を示す。ＯＫＮデータのリスケーリングが適用されている。
【図１２】実験作業に関する後述の説明において言及され、ＯＫＮにより特定された視力（縦軸）と、２名のトライアル参加者のブラーリングのためのＥＴＤＲＳチャート（横軸）との相関関係を示す。この場合、ＯＫＮのリスケーリングは適用されていない。
【図１３】実験作業に関する後述の説明において言及され、より大きいアルファパラメータを用いた、ＯＫＮにより特定された視力（縦軸）と、２名のトライアル参加者のブラーリングのためのＥＴＤＲＳチャート（横軸）との相関関係を示す。この場合、ＯＫＮのリスケーリングは適用されていない。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
刺激及び視標追跡
本発明の方法において述べたように、視覚刺激の可視性は、ＯＫＮを介して視覚機能の評価を可能にするため又は後述のような他の査定を行うために変化される。刺激の可視性は、例えば、刺激の可視性を、複数回のトライアルを通じてＯＫＮが終了するか又はＯＫＮの強さ基準未満になるまで徐々に低下させることによって変化させることができる（下降極限法）。刺激の可視性は、不可視レベル（すなわち刺激が観察者にとって「消失」状態にある）から、ＯＫＮが始まるか又は強さにおいて強さ基準を超えるように増大する点まで徐々に増大させることができる（上昇極限法）。刺激の可視性は、適応的階段アルゴリズムに従って変化させることができ、これは、患者のＯＫＮ応答に応じて一連のトライアルを通じて刺激の可視性を変化させ、刺激の可視性の予想閾値レベルを提供する（階段法）。刺激は、ある刺激範囲において、所定、疑似ランダム又はランダム順に複数回提示することができる。次に、結果として得られたデータに、可視性閾値の計算を可能にする適当な関数を適合させることができる（一定刺激の方法）。試験者は、例えば、ダイヤル又はタッチパッドを用いて、観察者のＯＫＮが停止するか又は強さ基準より低くなるまで刺激の可視性を直接調節し得る（試験者の制御による調節方法）。
【００２７】
視覚刺激要素は、ディスプレイ上で移動し得、その可視性は、視覚刺激要素が移動するにつれて変化するか、又は視覚刺激要素が消失するときにディスプレイ上で静止し得る。少なくとも幾つかの実施形態において、視覚刺激要素は、円及び／又は楕円を含む。移動する視覚刺激要素は、ディスプレイを横切って左から右に、上から下に又はディスプレイを対角線に横切って移動し得る。移動する視覚刺激要素は、同じ速度又は異なる速度で移動し得る。
【００２８】
１つの静止した若しくは移動している視覚刺激要素又は一連の複数の視覚刺激要素が表示され、可視性において変化し得る。視覚刺激要素は、例えば、静止した若しくは移動している視覚刺激要素の１つの行又は列、又は視覚刺激要素の上下の行若しくはそれを超える行、又は２つ以上の隣接する列として表示され得る。
【００２９】
視覚刺激要素は、刺激要素境界の強度（発光強度を含んでいてもよい）、対比（輝度対比、色対比、運動対比又は傾きの対比を含んでいてもよい）、大きさ及び／又は幅（空間周波数）を減少させることにより、可視性が変化するか又は消失し得る。少なくとも幾つかの実施形態において、１つ又は複数の視覚刺激要素の視覚特性は、変化する一方、１つ又は複数の他の視覚刺激要素の視覚特性は、変化しない。
【００３０】
図３（ａ）は、本発明のある実施形態の１つの円又は楕円の刺激を示し、図３（ｂ）は、ディスプレイを横切って左から右に又はその逆に上下の行で連続して移動する複数の円及び／又は楕円（視覚刺激要素）を含む視覚刺激がある実施形態を示す。上側及び下側の（又は３つ以上の行がある場合には全部の）すべての刺激要素は、ディスプレイを横切って同じ方向に、例えば左から右に同じ又は異なる速度で移動し得る。代替的に、刺激要素は、異なる方向に移動し得、例えば同じ又は異なる速度において、上の行の刺激要素は、ディスプレイを横切って１つの方向に移動し得、下の行等の他の行の刺激要素は、ディスプレイを横切って反対方向に移動し得る。刺激要素は、ディスプレイの上から下に又はその逆に移動し得る。刺激要素は、ディスプレイを対角線に横切って移動し得る。
【００３１】
好ましい形態において、消失する視標刺激（視覚刺激要素）は、背景より暗い周縁部及び背景より明るい中央部、並びに／又は背景より明るい周縁部及び背景より暗い中央部を含む。少なくとも幾つかの実施形態において、周縁部は、外径又は横断寸法ＯＤ＝αＳＷと、厚さＳＷ（１−α）／２とを有し、ここで、ＳＷは、中央部の直径又は横断寸法であり、及びαは、１〜５又はより好ましくは１〜３の範囲である。
【００３２】
１つの消失ディスク刺激要素は、それ自体で図４（ａ）において、また図３（ｂ）の群列の一部として背景に重ねた状態で示されている。図３は、右側において、消失する刺激要素が、それが消失するときに３．０から０に減少することを示す。図４は、右側において、そのαが当初＝３．０であり、その後、α＝２．０及びα＝１．４である消失する刺激要素を示す。
【００３３】
直径又は横断寸法（刺激要素は円でなくてもよい）ＳＷは、ｌｏｇＭＡＲで明示される刺激要素のストローク幅とみなされ得る。この中央部は、周縁部又は環状部で囲まれ、これは、一定の厚さＳＷ（１−α）／２であり得、この式は、中央のディスク（幅直径ＳＷ）が直径ＯＤ＝αＳＷの周囲の外側ディスクに重なっていると考えることから得られる。観察者に対して示される刺激は、このような消失ディスクの集合であり得、それがスクリーンを覆う。水平及び／又は垂直の中心間の間隔ＤＳは、例えば、１〜１０、より好ましくは２〜６の範囲×刺激要素の直径又は横断寸法ＳＷであり得、集合全体は、提示時間全体にわたり、スクリーンを横切って左側又は右側の何れかに一定の角速度で流動する。
【００３４】
図４に示される例において、中央部の当初又は開始時の強度ＳＩは、周辺部のＰＩより低い。背景強度ＢＩは、周縁部及び中央部の強度間にある。例えば、ＢＩは、当初、ＰＩの約半分であり得る。他の可能な強度プロファイルは、図４に示されている。前述のように、図４の右側の３つの具体的な例において、α＝１．４、α＝２．０、α＝３．０である。それぞれの場合、ＳＩ＝１．０、ＰＩ＝０．４５及びＢＩ＝０．５である。周縁部が中央部より暗い場合、例えば、ＰＩは、最大強度の０〜０．５であり得、ＳＩは、最大強度の０．５〜１．０であり得、ＢＩは、最大強度の０．４〜０．６、典型的には約０．５であり得る。例としての比は、０．９／０．４５／０．５及び０．７５／０．４５／０．５のＳＩ／ＰＩ／ＢＩである。
【００３５】
代替的に、強度又は発光強度を増減させる代わりに、円及び／又は楕円がディスプレイを横切って移動するにつれて、対照的な周縁部は、大きさにおいて減少及び／若しくは消失するか、又は大きさにおいて増大し、出現し得る。中心は、実質的に一定のままであり得る。図４Ａは、本発明のある実施形態による１つの円又は楕円の刺激を示し、図４Ｂは、視覚刺激がある実施形態を示し、これは、ディスプレイを横切って左から右に又はその逆に上下の行で連続して移動する複数の円及び／又は楕円（視覚刺激要素）を含む。１つの選択肢において、幾つかの刺激要素、例えば１行内の刺激要素は、それらが移動するにつれて消失又は出現される一方、他の刺激要素、例えば他の行の要素は、そうでない。これにより、ＯＫＮが生じる方向の査定が可能であり得、それによって可視刺激間の区別の査定が可能であり得、これは、まさに可知差異として知られる。
【００３６】
図５は、ディスプレイを横切って左から右に３つの行で連続して移動する、３つのストローク幅の刺激レベルの複数のディスク視覚刺激要素を含む視覚刺激がある実施形態を示し、ストローク幅は、高から低（左から右）に減少する。視力テストの目的は、観察者が提示された場の存在を検出できなくなるストローク幅の値を特定することである。
【００３７】
図６は、屈折異常を有する観察者の予想される知覚を示す。この場合、図５に示される刺激の知覚は、ここで、すべての場合において劣化している。観察者による知覚は、ディスクが見えるが、ストローク幅パラメータが減少するにつれて徐々に検出しにくくなるというものである。この場合、ディスクの場は、最も小さいストローク幅パラメータ設定（図５の右端のパネル）で完全に消失したように見える。検出可能性の閾値を超え、対象のＯＫＮ応答がなくなる（図６の右端のパネル上の「ＯＫＮなし」により示される）。何れの図でも、ディスクの場は、検出可能な刺激パターンが存在するときにロバストなＯＫＮ応答を誘導するように設計された方法で移動する（例えば、左向き又は右向きの何れかに連続して流動する）ことに留意されたい。
【００３８】
加えて、円及び／又は楕円がディスプレイを横切って移動するにつれて、視覚刺激の空間コンテンツ、速度、時間周波数（点滅）、色特性（色）、視差（３Ｄ深度）及び回転又は回転速度（回転対称でない場合）は、変化され得る。
【００３９】
ＯＫＮを誘発する視覚刺激は、何れの適当なサイズ及び解像度のＶＤＵでも表示され得、これは、例えば、ＬＥＤ又はＬＣＤディスプレイである。ディスプレイは、例えば、対象の眼から概して約０．５〜６ｍの距離に置かれ得る。ビデオ映像は、好ましくは、ディスプレイの付近に配置されて、眼を見るための明瞭な視線を提供するデジタルカメラ（ＲＢＧ又は赤外線）を用いて収集される。
【００４０】
若年対象の集中力を高めるために、視覚刺激ビデオに子供の興味を引くビデオセグメント、例えばカートゥーンを点在させ得る。カートゥーン又は他の種類のアニメーションビデオが若年対象の注意を引くのに十分な時間にわたって表示されてから、視覚刺激ビデオがＯＫＮデータ取得に十分な時間にわたって表示される。カートゥーンは、集中力が薄れたとき又は代わりにＯＫＮビデオが終了したときに表示できる。カートゥーンをディスプレイで表示したり消したりすることは、制御機器により自動的に又はオペレータにより手作業で切り換えられ得る。
【００４１】
ビデオ画像処理は、対象の眼において刺激がＯＫＮを誘発したか否か又はＯＫＮの強さを検出するために使用される。ＯＫＮが検出されなくなるか、又はＯＫＮが特定の強さ未満となる閾値における刺激パラメータは、視覚特性の指標を提供する。臨床医は、眼球運動から特定される情報を精査し得る。代替的に、抽出された情報に統計的分析プロセスが適用され、ＯＫＮの有無を特定し得る。
【００４２】
ＯＫＮを検出するためのビデオ処理は、記録されたビデオ映像のもの又はリアルタイムのものであり得る。
【００４３】
幾つかの実施形態は、眼の正面に配置された視覚刺激をさらに含み、刺激は、視覚運動性眼振を誘発するように動作可能である。
【００４４】
幾つかの実施形態は、平均速度情報を既知の視覚運動性眼振速度情報と比較して、刺激に応答した眼の健全性を特定することをさらに含む。
【００４５】
システムは、カメラと計算機能との両方を有するポータブル又はハンドヘルドデバイス、例えばスマートフォン、タブレット又はラップトップデバイスに専用の器具として実装され得る。図５は、眼の映像を記録するためのカメラ６０と、刺激を表示するためのスクリーン７０と、計算装置８０とを含むシステムの構成要素の概要を示す。
【００４６】
画像処理及びＯＫＮ検出
ＯＫＮ検出又は査定のためのビデオ処理は、例えば、オプティカルフローアルゴリズム又は点追跡アルゴリズムを用いてビデオから眼球速度及び／又は変位情報を抽出することを含み得る。ビデオ映像は、対象が視覚刺激を見ているときの眼の速度及び／又は変位の推測を行うため、例えばオプティカルフロー及び／又は点追跡と呼ばれる画像処理アルゴリズムを適用することにより、大まかに特定された眼の角膜輪部領域及び／又は瞳孔領域の内側にあるピクセルの速度及び／又は変位予測を特定するために使用される。好ましい実施形態において、Ｌｕｃａｓ−Ｋａｎａｄｅオプティカルフロー及び／若しくはＫａｎａｄｅ−Ｌｕｃａｓ−Ｔｏｍａｓｉ（ＫＬＴ）又は他の点追跡アルゴリズムが使用され得る。オプティカルフロー及び／又は点追跡アルゴリズムにより提供される速度及び／又は変位推定は、大まかに特定された角膜輪部及び／又は瞳孔領域内のピクセル速度及び／又は変位の平均である。ヒューリスティック分析及び／又はテンプレートマッチングアルゴリズムは、ＯＫＮの存在及び方向を特定するために変位及び／及び速度推定に適用され得る。また、速度及び変位推定情報を手作業で健康な眼の速度及び／又は変位情報、並びに特にＯＫＮが存在しなくなるか、若しくはＯＫＮの強さの所定の閾値より低くなる速度閾値と比較して、眼機能及び／又は視経路の比較判定を行い得る。速度及び／又は変位推定は、人の注視方向を追跡するためにも使用され得る。注視方向は、ある人の行動特性、例えばどのような視覚刺激がその人の注意を引くか等の情報を判断するために使用され得る。幾つかの実施形態において、オプティカルフロー及び／又はＫＬＴアルゴリズムは、幾つかのリセットイベントに対応する長さのビデオ映像の連続フレーム間のピクセル速度及び／又は変位情報を特定するために適用される。
【００４７】
各種の実施形態によるＯＫＮの特定方法は、以下のステップにより実行される。眼が刺激を見ている間に眼の映像を含むビデオシーケンスが記録される。幾つかの実施形態において、ビデオ映像は、グレイスケールに変換され、計算の複雑さが軽減される。オプティカルフロー及び／又は点追跡画像処理アルゴリズムがビデオ映像に適用されて、連続するフレームからピクセル速度及び／又は変位情報が特定される。速度及び／又は変位情報は、眼の限定された領域から特定され、その領域は、眼の角膜輪部、及び／又は瞳孔、及び／又は角膜輪部のエッジ部分である。領域は、エッジ検出及び／又は閾値アルゴリズムにより特定された眼の角膜輪部及び／又は瞳孔領域の大まかな推定である。画像処理アルゴリズムは、ビデオ映像の２つの連続するフレームにわたり特定された眼の角膜輪部及び／又は瞳孔領域内のピクセル速度及び／又は変位情報により表されるオプティカルフロー及び／又は点追跡情報を出力する。速度、変位及び方向を含むピクセル速度及び／又は変位情報を直接査定して、ＯＫＮの存在及び方向を特定できる。
【００４８】
プロセスのステップの１つの例が図８に示されており、ここでは、２つの連続する画像フレームのピクセル速度推定への変換が示されている。第一のステップ１０では、連続するビデオフレームＩ（ｔ）及びＩ（ｔ＋１）が高精細カラービデオ映像から取得され、グレイスケールに変換される。第二のステップ２０では、眼の角膜輪部領域の大まかな特定が、ビデオ映像に適用されたエッジ検出プロセスにより特定されて、エッジマップが特定される。エッジマップは、眼の角膜輪部の位置及びしたがってビデオ映像のうち、オプティカルフロー情報がそこから特定されることになるエリアの特定を表す。エッジマップは、オプティカルフロー情報について正確に特定されなくても有用である。プロセスは、ビデオ映像内のフレーム全体を通じて得られた角膜輪部のエッジマップの変動に対してロバストである。エッジ検出は、理想的には、ヒステリシス閾値処理でプレヴィットオペレータを適用することによって行われる。しかしながら、当業者であれば、他のエッジ検出方式又はオペレータを用いても角膜輪部領域を特定できることがわかるであろう。特定の重量下での接続領域及び画像の境界への接続領域は除去される。第二のステップ２０と同時に又はその前に処理され得る第三のステップ３０では、オプティカルフロー推定プロセスは、ピクセル強度の空間的及び時間的変化からピクセル速度情報を特定する。図１（ｃ）に示されるように、角膜輪部領域は、刺激が観察されているとき、眼の高速リセットイベント（視線移動）中に速度スパイクを、それ以外の期間中にスムーズな又は一定の速度変化を示す。
【００４９】
図２は、オプティカルフロープロセスをより詳細に示す。図２（ａ）は、眼を示すビデオ映像の画像又は１つのフレームを示す。図２（ｂ）は、連続フレーム間のピクセルの大きさ及び方向を示す多数のベクトルを示す。図２（ｃ）は、多数の連続フレームに関する図２（ｂ）のピクセルベクトルの平均速度のグラフである。
【００５０】
図８の第４のステップ４０では、エッジ検出プロセス２０により提供された角膜輪部領域情報が、オプティカルフロープロセス３０により提供されたピクセル速度情報と組み合わされて、マスクされた速度場が生成される。マスクされた速度場は、検出された角膜輪部領域内のみの速度情報を表す。第五のステップ５０では、マスクされた速度場からの速度情報が平均化されて、ビデオ映像内のある連続フレームペアの速度値が生成される。図６のプロセスは、ビデオ映像内の所望の数の連続フレームに対して実行され、それによって速度グラフが時間の関数として提供される。その後、グラフが分析されてＯＫＮ情報が特定される。
【００５１】
より詳細な情報は、国際特許出願国際公開第２０１４／１６８４９２号に記載されており、その内容の全体が参照により本願に援用される。
【００５２】
プロセスのステップの他の例が図９に示されており、そこでは、２つの連続画像フレームのピクセル変位及び速度の推定への変換が示されている。第一のステップ１０では、連続ビデオフレームＩ（ｔ）及びＩ（ｔ＋１）が高精細カラー及び又は赤外線ビデオ映像から取得され、グレイスケールに変換される。第二のステップ２０では、眼の瞳孔領域及び瞳孔中心の大まかな特定が、ビデオフレームに適用される閾値処理アルゴリズム及びモルフォロジ演算により特定される。ＫＬＴアリゴリズムは、ビデオフレームＩ（ｔ＋１）の瞳孔中心の新たな位置をピクセル強度の変化に基づいて推定する。２つの連続フレーム内の瞳孔中心を抽出することにより、瞳孔／眼の変位及び速度信号を特定できる。
【００５３】
これらの技術は、実質的に、通常の成人の凝視における頭部運動、瞬き、反射及び他のエラー誘導要素により誘導されるエラーに対して実質的にロバストである。さらに、これらの技術は、幼児又は頭部装着器具に耐えられない対象に使用するために頭部安定手段と組み合わされ得る。したがって、これらの技術は、そうでなければ査定不可能であろう乳幼児に容易に適用可能なビデオ眼球運動記録技術である。これらの技術は、標準的な「市販の」ビデオ機器で実行され得、それにより、それに対応するための高額なハードウェアは不要である。上述の技術から得られる速度及び変位情報グラフは、訓練された臨床専門医により直接分析されること、及び／又はこれから説明するＯＫＮ検出プロセスによりさらに処理され得る。
【００５４】
ＯＫＮの強さは、以下のように特定できる。ＯＫＮを示さないピークは、例えば、それらを閾値と比較して、閾値未満のピークを捨てることによって破棄される。残ったピークの高さの平均が特定され、適当な正規化値
【数１】
2020500640.tif 000003
によりスケーリングされる。ピークが弱いか、又は正と負との間で均等に分散されていれば低い値になる。反対に、ピークが常に正又は負であれば、測定値は、平均高さでスケーリングされ、符号は、リセットイベントの方向と相関する。
【００５５】
得られた速度情報からＯＫＮを検出するためのプロセスステップに関するより詳細な説明は、国際特許出願国際公開第２０１４／１６８４９２号に記載されている。
【００５６】
さらに、変位信号からＯＫＮの存在及び方向を特定するためにテンプレートマッチングアルゴリズムが使用される。変位信号内の鋸刃パターンを見つけるために、動的時間伸縮（ｄｔｗ）アルゴリズムが使用される。２つの鋸刃テンプレートが適用されて、左右の両方向のＯＫＮが検出される。
【００５７】
任意選択的に、頭部軌道情報を使用し、頭部軌道情報で視標追跡情報をオフセットして頭部運動に起因する眼球速度及び／又は変位情報を実質的に排除することにより、眼球速度及び／又は変位情報を改善する。例えば、頭部運動の速度及び／又は変位に関するデータは、眼球運動に関するデータとオフセットできるため、非ゼロの頭部速度及び／又は変位に起因するエラーが眼球速度及び／又は変位情報から実質的に削減又は排除される。
【００５８】
前述のように、本発明のシステム及び方法は、視覚運動性眼振の存在又は強さを査定するために有用であり、その有無は、視覚特性の客観的指標であり、また神経疾患の査定にも有用であり得る。本発明は、色覚、奥行き認識（立体視）、運動視、外傷性脳障害、失読症、脳震盪、対比感度、ＡＤＨＤ、眩暈／平衡感覚、疲労、認識機能、神経疾患、多発性硬化症、小児発達障害、脳の視覚路の障害となるあらゆるもの、精神疾患、不安、抑うつ、感覚処理障害若しくはパーキンソン病及び／又はアルツハイマー病等の神経変性疾患の有無又は質の何れか１つ又は複数を査定するためにも有用であり得る。
【実施例】
【００５９】
実験
消失ディスクに基づく刺激が、ＥＴＤＲＳ視力表により特定されるような視力を推定する能力をテストした。ＯＫＮに基づくテストの再テスト信頼性は、視力表のものよりも高いことがわかった。無矯正の屈折異常を有する成人コホートについて（右眼のみ）、ＥＴＤＲＳとＯＫＮ視力データとの間にロバストな相関関係（Ｒ2＝０．９）が見られた。再校正後の最良適合直線は、テスト（ｃ）の「適合」最低感度を示し、これは、−０．０１  ｌｏｇＭＡＲであり、視力（ｍ）との一致は、ＯＫＮ法／ＶＡ法で１．０４  ｌｏｇＭＡＲであった。第二の実験を行い、０．０〜０．５  ｌｏｇＭＡＲの範囲をテストするためにブラーリングを使用した。２つの刺激パラメータ設定をテストし、それぞれＲ2＝０．７６及び０．８６という良好な線形適合結果を得た。適合直線係数は、（ｍ＝０．６２、ｃ＝０．０５）及び（ｍ＝０．５０、ｃ＝０．２１）であった。より薄い刺激では、適合最低感度が最良であり、全体としての視力表との一致が改善されたが、より濃い刺激では感度が最悪であり（ｃ＝０．２１）、全体としての一致が最低であった（ｍ＝０．５０）。全体として、ＯＫＮ及びＥＴＤＲＳを用いた視力間に線形の関係が見られ、さらに、アルファパラメータを調節するのみで視運動性応答を操作することができた。
【００６０】
実験１：屈折異常がある場合の視力検査
方法
参加者：Ｓｃｈｏｏｌ  ｏｆ  Ｏｐｔｏｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  Ｖｉｓｉｏｎ  Ｓｃｉｅｎｃｅにおいて健康な参加者（人数＝１８名、平均年齢＝２９±６歳）を募集した。
【００６１】
ＥＴＤＲＳ  ＶＡ表によるベースライン視力：特定の個人の両眼の特性は、相関していると予想されるため、この実験では右眼のみのテータを分析に含めた。参加者に対し、ＥＴＤＲＳ型ＶＡ表（オーストラリアのＭｅｄｍｏｎｔ社のＡＴ−２０Ｐ  Ｍｅｄｍｏｎｔ  Ａｃｕｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ）から３メートル離れて立ち、より高いｌｏｇＭＡＲレベルのより大きい文字（最大サイズはｌｏｇＭＡＲ  １．３）から始めて、０．１  ｌｏｇＭＡＲ刻みで減少する、より低いｌｏｇＭＡＲレベルのより小さい文字（最小サイズはｌｏｇＭＡＲ  −０．３）を読むように指示した（各ｌｏｇＭＡＲにつき５文字）。まず、最小の完全なラインの読取りを記録し、その後、より小さい、部分的に読み取れたラインからの正しく読み取れた各文字についてさらに０．０２  ｌｏｇＭＡＲを差し引くことによってスコアを付けた。より低いｌｏｇＭＡＲスコアは、より小さい分解可能な詳細及びよりよいＶＡに対応する。ＥＴＤＲＳチャートによるＶＡ測定の継続時間は、１回のテストセッションで参加者１名につき約１５分であった。
【００６２】
データ収集及びＯＫＮデータの分析：消失ディスク刺激群列（α＝２、ＳＩ＝０．７５、ＰＩ＝０．４５）をこの実験に使用した。群列のパターンを５秒のトライアルにわたって示し、その間、これらは、ランダムに特定された方向に（左又は右に５度／秒の一定速度で）流動した。ストローク幅（ＳＷ）パラメータは、１．０〜０．０  ｌｏｇＭＡＲで０．１  ｌｏｇＭＡＲずつ変化し、刺激は、標準的なＥＴＤＲＳ視力（ＶＡ）表の設計に応じたストローク幅設定を有した。合計１１レベル（０．１  ｌｏｇＭＡＲ刻みで１．０〜０．０  ｌｏｇＭＡＲ）を降順でテストした。各ｌｏｇＭＡＲレベルを５回提示して、ＥＴＤＲＳチャートの各ラインの文字数と一致させた。したがって、ＯＫＮの「ライン」は、同じｌｏｇＭＡＲ値の５回のトライアルを指す。これにより、ＥＴＤＲＳチャートとＯＫＮ測定との間の用語を共通にすることができる。各ＯＫＮ刺激の提示は、ランダム化して右又は左側に流動させた。したがって、実験全体は、５５回のトライアルからなり、各々の継続時間は、５秒であった。すべての参加者についてＥＴＤＲＳチャート及びＯＫＮ刺激テストを行い、その後、別の日に再テストした。
【００６３】
ＯＫＮによるＶＡスコア：実験対象の観察者は、以下のステップを実行して、主観的観察による最善のＯＫＮを特定した。最大のディスク刺激（ｌｏｇＭＡＲ  １．０）のビデオから始め、観察者は、ビデオを見て、本人が（特定のｌｏｇＭＡＲの）５つすべてのビデオ内でＯＫＮを得た最低ラインを見つけた。これは、初期ベースラインを規定する。初期のベースラインビデオ以降の各ビデオについて（下降するｌｏｇＭＡＲで継続）、ベースラインｌｏｇＭＡＲは、ＯＫＮがその中に見られたと判断されたら０．０２  ｌｏｇＭＡＲだけ下げた。実践的な目的のために、これは、あるラインに属する５つのトライアルのすべてにおいてＯＫＮが観察されなくなるまで続けた（それによって「ボトムライン」が定められる）。最終的に報告されたＶＡは、ＯＫＮを示したすべてのビデオについて０．０２が差し引かれた状態のベースラインであった。
【００６４】
ＯＫＮのＶＡ再校正：ＯＫＮ視力データを校正して、特定のＯＫＮ  ｌｏｇＭＡＲの閾値がＥＴＤＲＳチャートによるその均等量と一致するかを査定した。生の実験データ（ＥＴＤＲＳチャートによるＶＡ対ＯＫＮによるＶＡ）から得られた線形フィットを用いて、ＯＫＮデータによる視力のリスケーリングを行った。これには、視力表の値による特定のＶＡにおける適合ラインと必要なライン（原点を通過する勾配１の直線）との差をＯＫＮによる生のＶＡに加算することが含まれる。
【００６５】
結果
図１１は、テストセッション及び再テストセッションのＥＴＤＲＳ視力表並びにＯＫＮにより特定された視力のＢｌａｎｄ−Ａｌｔｍａｎグラフを含み、テスト及び再テストの結果を示す。ＥＴＤＲＳチャートの平均差は、０．０５９であり、一致限界は、それぞれ０．１２及び０．２４（１．９６δ＝０．１８）であった。ＯＫＮに基づく表の平均差は、０．０５６であり、一致限界は、−０．０３６〜０．１５（１．９６δ＝０．０９）であった。結果は、ＯＫＮに基づく方法の再テスト性能が視力表の場合より良好であることを示した。図１２は、無矯正の参加者に関するＥＴＤＲＳチャートにより得られた視力表と、ＯＫＮにより特定された視力との間で得られた相関関係（右眼に適用され、テスト及び再テストデータの両方にわたり蓄積）を示す。この結果は、２つのＶＡ測定値との間の良好な一致（０．９０及び高いＲ2決定係数）及び最良相関ラインとの一致を示し、推定勾配１．０４、ｙ切片ｃ＝−０．０１である。
【００６６】
実験２：ブラーリング追加プロトコル
実験１でＥＴＤＲＳチャートについて得られた無矯正視力の範囲は、０．３２〜１．４０（メジアン＝０．８８、ＩＱＲ＝［０．６１，１．１８］）であった。しかしながら、ｌｏｇＭＡＲ  ０．０〜０．３のより低い範囲の査定成績がその臨床的重要性から関心を引いた。したがって、この範囲を含む視力が得られるようにするために意図的にブラーリングされた観察者について、実験１に記載したプロトコルを繰り返した。また、パラメータを変化させる効果についてもテストし、したがってα＝２及びα＝３について実験を繰り返した。
【００６７】
方法
参加者：参加研究チームに属する健康な参加者（人数＝２名、平均年齢＝３０）。ベースライン屈折矯正は、主観的屈折率により特定された。次に、２名の観察者において、右眼の視力不良（ブラーリング）を、正の屈折力のトライアルレンズをベースライン矯正に＋０．２５Ｄ刻みで追加し、テスト対象ではない方の眼を覆うことによりシミュレートした。ブラーリングエンドポイントは、視力を≧ｌｏｇＭＡＲ  ０．６に下げるのに必要な正のレンズの最も高い屈折力であった。各ブラーリングステップでの視力を、実験１に記載したように、ＥＴＤＲＳ  ＶＡチャート（オーストラリアのＭｅｄｍｏｎｔ社のＡＴ−２０Ｐ  Ｍｅｄｍｏｎｔ  Ａｃｕｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ）で測定した。
【００６８】
実験１により説明したプロトコルを繰り返したが、ここでは、視標（α＝２、ＳＩ＝０．７５、ＰＩ＝０．４５）に加えて、第二の視標（α＝３、ＳＩ＝０．７５、ＰＩ＝０．４５）もテストした。これは、グラフでは薄い及び濃いと表記されているが、将来的に別の名称とされるであろう。さらに、実験１からのデータの提示において行われた再校正は行わなかった。
【００６９】
結果
α＝２及びα＝３の刺激に対するＯＫＮによるＶＡとチャートによるＶＡとの相関関係が図１２及び１３に示されている。実験１のような校正は行わなかったため、２つを比較することができた。それでも、生の（校正なしの）線形適合の結果は良好であった（それぞれＲ2＝０．７６及び０．８６）。適合ラインの勾配は、チャートによるＶＡの１  ｌｏｇＭＡＲの変化を通じたＯＫＮによるＶＡの０．１２  ｌｏｇＭＡＲの差と同等の差に匹敵した（α＝２についてｍ＝０．６２、α＝３についてｍ＝０．５０）。主な相違は、より濃い刺激の結果が縦軸に沿って縦方向にシフトし、最小感度ｃ＝０．２１  ｌｏｇＭＡＲであることである（α＝２のｃ＝０．０５  ｌｏｇＭＡＲと対照的）。その結果、適合ライン、したがってデータは、チャートによるより高いＶＡ閾値において最良相関ライン（すなわちＶＡチャートとの最良の一致が見られる位置）を超えてシフトしたことが観察された。図１１において、これは、０．１２  ｌｏｇＭＡＲで発生し、図１２では０．４１  ｌｏｇＭＡＲで発生する。この所見は、刺激が「最良」の動作点を有することを示唆しており、これは、パラメータを適切に選択することにより変更できる。
【００７０】
実験３：成人の臨床トライアル
目的：この調査の目的は、成人グループにおける単眼視力の、標準的な文字視力表の測定と比較した主観視力ＯＫＮシステムと刺激との間の一致の程度を査定することである。測定は、屈折率矯正を行わない場合と屈折異常を完全に矯正した場合とについて行った。これらの測定は、自動ＥＴＤＲＳ視力表及びＯＫＮ視力測定システムを用いて行った。
【００７１】
対象：米国メンフィス州のＳｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｏｌｌｅｇｅ  ｏｆ  Ｏｐｔｏｍｅｔｒｙの臨床機関で９３名の参加者を募集した。
【００７２】
刺激
移動する刺激を、対象から３メートル離して設置された２７インチＤＥＬＬ  Ｓ２７１６ＤＧ  ＬＥＤモニタで提示してＯＫＮを誘発させた。刺激は、パターン化されたディスク形の円であり、明るい内側の円及びより暗い外側のリングで構成される。他の制御可能なパラメータには、ディスクの大きさ、間隔及び移動速度が含まれる。下表は、各レベルでの各刺激の特性を示す。
【００７３】
【表１】
2020500640.tif 000004
2020500640.tif 000005
【００７４】
試験手順：ＯＫＮテスト：トライアル参加者のうち、ＯＫＮ対象群は、１１の異なるレベルの刺激を３．０ｍ離れて見た。各刺激レベルの５回のトライアルを使用し、各刺激の持続時間は、６秒であった。各刺激レベルは、ｌｏｇＭＡＲレベルを表す。テストしたｌｏｇＭＡＲレベルは、１〜０  ｌｏｇＭＡＲであった。成人の眼球運動は、１２８０×１０２４ピクセルの解像度のＩＤＳ  ＵＩ−３１４０ＣＰ赤外線カメラを用いて記録した。通常眼鏡又はコンタクトレンズを装用する参加者は、１００名であった。これらの参加者は、眼鏡を使用せずにテストした。テストした参加者のうち、正常な視力を有し、眼鏡を装用しない者は、３０名であった。
【００７５】
ＥＴＤＲＳ視力表：成人の視力は、自動ＥＴＤＲＳ視力表を用いて３メートルの距離で公認の検眼士によりテストされた。ＥＴＤＲＳの結果をＯＫＮとは別に収集し、ＯＫＮ分析がＥＴＤＲＳ結果からマスクされることがないようにした。独立した統計学者がデータを分析した。
【００７６】
データ分析：各ビデオを、自動頭部及び視標追跡アルゴリズムを用いてオフラインで分析し、眼球運動データを抽出した。各トライアルでのＯＫＮの有無は、ＯＫＮ検出アルゴリズムを使用して特定され、存在は、正の結果を示した。
【００７７】
視力検出に使用された方法：
ステップ１：初期ベースラインとして、少なくとも３つのＯＫＮがあった最低ラインを特定する。その後、ボトムラインとして、少なくとも２つのＯＫＮがあった最低ラインを特定する。初期ベースラインとボトムラインとが２つのライン内にある場合、初期ベースライン＝最終ベースラインである。差が３つのラインより多い場合、ベースラインとして、少なくとも２つのＯＫＮがあった最低ラインを引き続き探す。
ステップ２：視力スコア＝最終ベースライン−Ｎ×０．０２、Ｎは最終ベースライン未満のＯＫＮの数。
【００７８】
結果：
ＯＫＮ視力測定システムを用いて行われた測定と、ＥＴＤＲＳチャートを用いて行われたそれとの間に有意な正の相関関係が見られた（ピアソンの積率相関係数０．７８７、ｐ＜．０００１）。これは、ＯＫＮに基づく測定がＥＴＤＲＳ測定とよく相関しており、ＯＫＮ視力測定システムが視力を有効に査定できることを示す。
【００７９】
実験４：小児の臨床試験：
対象：４カ所の臨床機関（オークランド大学、ニュージーランドのオークランド、米国のテキサス州及びオーストラリアのメルボルン）から３〜７歳の小児を募集した。
【００８０】
刺激：移動する刺激を、小児から１．５メートル離して設置された２７インチＤＥＬＬ  Ｓ２７１６ＤＧ  ＬＥＤモニタで提示してＯＫＮを誘発させた。刺激は、パターン化されたディスク形の円であり、明るい内側の円及びより暗い外側のリングで構成される。他の制御可能なパラメータには、ディスクの大きさ、間隔及び移動速度が含まれる。下表は、各年齢群の各刺激の特性を示す。
【００８１】
【表２】
2020500640.tif 000006
【００８２】
【表３】
2020500640.tif 000007
【００８３】
【表４】
2020500640.tif 000008
【００８４】
チャートベースの視力は、Ｈ、Ｏ、Ｔ及びＶの視標を表示する臨床試験標準電子視力測定システムを用いて査定した。視標は、３メートルの地点にはみ出し防止棒を設けて個別に提示し、視標サイズを階段アルゴリズムにより制御した（Ｍｏｋｅ  ＰＳ，Ｔｕｒｐｉｎ  ＡＨ，  Ｂｅｃｋ  ＲＷ，ｅｔ  ａｌ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ  ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  ｖｉｓｕａｌ  ａｃｕｉｔｙ  ｔｅｓｔｉｎｇ：Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ａｍｂｌｙｏｐｉａ  ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ｓｔｕｄｙ  ｖｉｓｕａｌ  ａｃｕｉｔｙ  ｔｅｓｔｉｎｇ  ｐｒｏｔｏｃｏｌ．Ａｍ  Ｊ  Ｏｐｈｔｈａｌｍｏｌ．２００１：１３２：９０３−９を参照されたい）。
【００８５】
試験手順：各眼において、米国小児眼科斜視学会により提供されるビジョンスクリーニングからの照会のためのカットオフｌｏｇＭＡＲ視力をテストする４つの年齢別ＯＫＮ刺激表示／トライアル（３〜４歳児は、０．４  ｌｏｇＭＡＲ、４〜５歳児は、０．３  ｌｏｇＭＡＲ、５〜７歳児は、０．２  ｌｏｇＭＡＲを観察）及び２つの０．７  ｌｏｇＭＡＲトライアルを観察した。各トライアルの継続時間は、２秒の加速及び５秒の均一運動からなる７秒であった。より注意を引くために、刺激は、子供の選択したアニメーションに組み入れた。医師は、子供がスクリーンを見ていると判断したときに各刺激の提示をトリガした。２つの連続するトライアル間の持続時間は、４〜１０秒であった。参加者にはＨＯＴＶ優先ストリーム又はＯＫＮ優先ストリームを効果に割り当てた。ＨＯＴＶ優先ストリームでは、先に右眼がテストされ、ＯＫＮ優先ストリームでは先に左眼がテストされた。
【００８６】
データ分析：眼球運動を１２８０×１０２４ピクセルの解像度のＩＤＳ  ＵＩ−３１４０ＣＰ赤外線カメラで記録した。各ビデオは、まず、視標追跡ソフトウェアを用いて客観的に分析され、客観的速度／変位信号が生成された。次に、訓練を受けた観察者がビデオをオフラインで見て、各々を主観的に等級分けした。客観及び主観分析の組合せにより、各トライアルをＯＫＮあり又はＯＫＮなしに指定することができた。何れかの年齢別ＯＫＮトライアルでＯＫＮありの結果が得られれば、その小児は、スクリーニングに合格とされた。そうでなければ不合格であった。ＨＯＴＶテストでは、年齢別視力カットオフに到達すれば合格であり、到達しなければ不合格であった。各テストの感度及び特異度は、公認の臨床医が実施する黄金律の小児眼科検査を参照して計算され、それによってその小児の視覚的な問題の有無が特定された。
【００８７】
結果：
２３名の参加者（４６眼）の分析が行われた。ＯＫＮ視力測定システムの視覚的問題検出のための特異度及び感度は、８３．３３％及び６２．５％であった。これは、特異度１００％、感度３１．２５％のＨＯＴＶテストと有利に匹敵した。これらの結果は、ＯＫＮ視力測定システムが未就学児及び学齢児童の視覚的問題のスクリーニングにおいて、現在の黄金律であるＨＯＴＶテストと同程度に有効に又はそれを上回って機能することを示す。
【図１】
2020500640.tif 000009
【図２】
2020500640.tif 000010
【図３】
2020500640.tif 000011
【図４】
2020500640.tif 000012
【図５】
2020500640.tif 000013
【図６】
2020500640.tif 000014
【図７】
2020500640.tif 000015
【図８】
2020500640.tif 000016
【図９】
2020500640.tif 000017
【図１０】
2020500640.tif 000018
【図１１】
2020500640.tif 000019
【図１２】
2020500640.tif 000020
【図１３】
2020500640.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】令和1年10月15日(2019.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
１つの消失ディスク刺激要素は、それ自体で図３（ａ）において、また図３（ｂ）の群列の一部として背景に重ねた状態で示されている。図３は、右側において、消失する刺激要素が、それが消失するときに３．０から０に減少することを示す。図４は、右側において、そのαが当初＝３．０であり、その後、α＝２．０及びα＝１．４である消失する刺激要素を示す。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
システムは、カメラと計算機能との両方を有するポータブル又はハンドヘルドデバイス、例えばスマートフォン、タブレット又はラップトップデバイスに専用の器具として実装され得る。図７は、眼の映像を記録するためのカメラ６０と、刺激を表示するためのスクリーン７０と、計算装置８０とを含むシステムの構成要素の概要を示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
図８の第４のステップ４０では、エッジ検出プロセス２０により提供された角膜輪部領域情報が、オプティカルフロープロセス３０により提供されたピクセル速度情報と組み合わされて、マスクされた速度場が生成される。マスクされた速度場は、検出された角膜輪部領域内のみの速度情報を表す。第五のステップ５０では、マスクされた速度場からの速度情報が平均化されて、ビデオ映像内のある連続フレームペアの速度値が生成される。図８のプロセスは、ビデオ映像内の所望の数の連続フレームに対して実行され、それによって速度グラフが時間の関数として提供される。その後、グラフが分析されてＯＫＮ情報が特定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
プロセスのステップの他の例が図９に示されており、そこでは、２つの連続画像フレームのピクセル変位及び速度の推定への変換が示されている。第一のステップ１０では、連続ビデオフレームＩ（ｔ）及びＩ（ｔ＋１）が高精細カラー及び／又は赤外線ビデオ映像から取得され、グレイスケールに変換される。第二のステップ２０では、眼の瞳孔領域及び瞳孔中心の大まかな特定が、ビデオフレームに適用される閾値処理アルゴリズム及びモルフォロジ演算により特定される。ＫＬＴアリゴリズムは、ビデオフレームＩ（ｔ＋１）の瞳孔中心の新たな位置をピクセル強度の変化に基づいて推定する。２つの連続フレーム内の瞳孔中心を抽出することにより、瞳孔／眼の変位及び速度信号を特定できる。
【国際調査報告】
2020500640.tif 000022
2020500640.tif 000023
2020500640.tif 000024
2020500640.tif 000025