KR20190088491A

KR20190088491A - 자극 및 안구 추적 시스템

Info

Publication number: KR20190088491A
Application number: KR1020197016833A
Authority: KR
Inventors: 벤 톰슨; 제이슨 테 화레코투아 투루훼누아
Original assignee: 오클랜드 유니서비시즈 리미티드
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2017-12-07
Publication date: 2019-07-26
Also published as: EP3551036A4; JP7141396B2; US11207023B2; EP3551036B1; CA3045768A1; AU2017372951B2; JP2020500640A; EP3551036A1; CN110267583A; CN110267583B; AU2017372951A1; WO2018104894A1; US20200069248A1; KR102560069B1

Abstract

시력 평가를 위해 전형적으로 시선이동안진(OKN)의 존재 또는 강도의 결정에 유용한 자극 & 안구 추적을 위한 시스템 및 방법은, OKN을 도출하는데 효과적인 새로운 시각 자극을 제공하는 단계를 포함하되, 이는 시각 자극 엘리먼트의 가시도를 변화시키는 단계 또는 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 대해 상이한 가시도를 갖도록 일련의 시각 자극 엘리먼트를 디스플레이하는 단계를 포함한다. 시각 자극 엘리먼트는 엘리먼트 또는 엘리먼트 경계의 강도, 콘트라스트, 크기 및/또는 폭을 줄이거나 증가시킴으로써 사라지거나 현출되게 할 수 있다. 시각 자극 엘리먼트는 백그라운드 보다 더 어두운 주변 및 백그라운드 보다 더 밝은 중심 및/또는 백그라운드 보다 더 밝은 주변 및 백그라운드 보다 더 어두운 중심을 포함한다.

Description

자극 및 안구 추적 시스템

본 발명은 전반적으로 자극 & 안구 추적을 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 시선이동안진(optokinetic nystagmus)의 존재 또는 강도의 결정에 유용 하지만 이에 한정되지는 않는다.

특별히 어린 아동의 시각 기능을 정확하게 평가하는 것은 어렵다. 시력(visual acuity), 운동 지각 및 입체시(stereopsis)와 같은 시각의 지각 측면(perceptual aspect)을 직접 평가할 수 있고 및/또는 소아 안과, 검안 및/또는 시각 전기 생리학에서 광범위한 교육을 받지 않은 헬스 케어 제공자가 사용하기에 특히 적합한 방법은 거의 없다.

OKN(Optokinetic nystagmus)는 지속적으로 움직이는 패턴이나 자극에 의해 트리거링된 비자발적인 안구 운동 현상이며 시각 기능을 평가하는데 사용될 수 있다. OKN은 시각 자극의 피처를 부드럽게 추구하기 위해 움직이는 안구의 반복이며, 안구가 자극의 새로운 피처를 수정하는 재설정 이벤트(도약 안구 운동(saccade))가 뒤따른다. 도 1(b)는 OKN 안구 운동의 특징인 톱니(saw tooth) OKN 프로파일을 보여주는 시간 경과에 따른 안구 변위의 그래프를 도시한다. OKN의 존재 또는 부존재는 시각 성능의 객관적 지표이며 신경학적 장애를 평가하는데도 유용할 수 있다. 사람의 삶에서 시각 문제를 조기에 발견하는 것은 치료의 결과를 크게 향상시키는 것으로 알려져 있다. OKN의 강도는 또한 시각 기능 장애의 유용한 지표, 즉 OKN이 존재하지만 약한 것으로 평가될 수 있다.

안구 추적 및 OKN 결정을 위한 비디오 안진 검사 기술(video-oculography technique)의 사용에서, 시각 자극이 피험자에 디스플레이되고, 피험자의 안구(들)의 비디오가 OKN을 검출하기 위해 이미지 프로세싱된다. 국제 특허 출원 공보 WO 2014/168492는 광 흐름(optical flow) 알고리즘을 이용하여 비디오로부터 안구 속도 정보를 추출하는 방법을 개시한다. OKN을 도출하기 위해 디스플레이된 시각 자극은 콘트라스트, 주파수 또는 일관성을 포함하여 수정 가능한 속성을 갖는 고 콘트라스트 드리프팅 패턴(high contrast drifting pattern)으로 구성될 수 있다. 이러한 파라미터를 조작하는 것은 OKN이 더 이상 존재하지 않는 임계값을 측정할 수 있으며, OKN 강도에 대해 미리 결정된 임계값 아래로 떨어진다. 이 임계값은 시각적 성능의 측정치이다. 솔리드(solid) 무작위 및 코히어런트하게 움직이는 도트(dot)의 혼합물로 구성된 무선점 운동 그림(random dot kinematograms)이 OKN 반응을 기반으로 한 글로벌 모션 지각 평가에 사용되었다.

하나의 광범위한 양태에서, 본 발명은 OKN(optokinetic nystagmus)의 존재 또는 강도의 결정에 유용한 자극 및 안구 추적 방법에 관한 것으로,

피험자의 안구(들) 앞에서 OKN을 도출하는데 효과적인 시각적 자극을 제공하는 단계로서,

o 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트의 가시도 (피험자에 의해 인지됨)를 변화시키고 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계, 또는

o 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트를 디스플레이하는 단계로서, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전 디스플레이된 엘리먼트에 대해 상이한 가시도 (피험자에 의해 인지됨)를 갖도록 하는, 상기 디스플레이하는 단계에 의한, 상기 시각적 자극을 제공하는 단계,

자극을 보는 피험자의 안구(들)의 비디오를 레코딩하는 단계, 및

OKN을 검출하기 위해 비디오를 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함한다.

하나의 광범위한 양태에서, 본 발명은 이하를 포함하는 안구 추적 시스템에 관한 것이다 :

적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트 또는 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트의 가시도 (피험자에 의해 인지됨)를 변화시키고 디스플레이하도록 배열된 디스플레이로서, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 (피험자에 의해 인지됨)는 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 대하여 상이한 가시도를 갖는, 상기 디스플레이,

상기 자극을 보는 피험자의 안구(들)의 비디오를 레코딩하도록 구성된 카메라, 및

OKN의 존재 또는 강도를 검출하기 위해 비디오를 이미지 프로세싱하도록 배열된 이미지 프로세싱 시스템.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 것은 시각 자극 엘리먼트(들)을 사라지게 하는 것을 포함한다 (피험자에 의해 인지됨).

적어도 일부 실시예에서, 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트는 디스플레이상에서 점진적으로 사라지거나(피험자에 의해 인지됨), 또는 나중에 디스플레이된 엘리먼트는 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 비해 점진적으로 사라진다(피험자에 의해 인지됨). 다른 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 것은 시각 자극 엘리먼트(들)이 가시도를 증가 시키거나 또는 현출시키는 것(피험자에 의해 인지됨)을 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 디스플레이 상에 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트가 점진적으로(피험자에 의해 감지됨) 현출되거나, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 비해 점진적으로(피험자에 의해 인지됨) 현출된다.

예를 들어, 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키거나 시각 자극 엘리먼트(들)을 사라지게 하는 것은 강도(선택적으로 발광 강도를 포함), 콘트라스트(선택적으로 휘도 콘트라스트, 색채 콘트라스트, 모션 콘트라스트 또는 방위 콘트라스트), 시각 자극 엘리먼트(들) 또는 시각 자극 엘리먼트 경계의 크기 및/또는 폭(공간 주파수)을 증가시키거나 또는 감소시키는 것을 포함할 수 있다.

적어도 일부 실시예에서 시각적 자극의 공간 컨텐츠, 속도, 시간 주파수(플리커(flicker)), 색채 특성(색), 불일치(disparity)(3D 깊이) 및 자극의 회전 또는 회전 속도가 변화된다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트는 백그라운드 보다 더 어두운 주변(perimeter) 및 백그라운드 보다 더 밝은 중심 및/또는 백그라운드 보다 더 밝은 주변 및 백그라운드 보다 더 어두운 중심을 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트 또는 엘리먼트들은 :

백그라운드 보다 더 어두운 주변 경계를 갖는 주변 및 백그라운드 보다 더 밝은 중심 경계를 갖는 중심, 및/또는

백그라운드 보다 더 밝은 주변 경계를 갖는 주변 및 백그라운드 보다 더 어두운 중심 경계를 갖는 중심.

이들 실시예들에서, 경계선들이 분해될 수 없을 때, 그것들은 함께 병합되고 백그라운드와 구별할 수 없게 된다. 시각 자극 엘리먼트는 피험자에 의해 사라지거나 보이지 않는 것으로 인지된다. 대안적으로, 경계선이 드러나고 백그라운드와 구분되게 된다. 시각 자극 엘리먼트는 피험자에 의해 감지된다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트는 원(들) 및/또는 타원(들)을 포함한다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)는 디스플레이를 가로 질러 이동하고, 그것들이 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 점진적으로 사라진다. 다른 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)는 디스플레이를 가로 질러 이동하여 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 점진적으로 현출될 수 있다.

시각 자극을 제공하는 것이 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트를 디스플레이하는 것을 포함하여, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 비해 점진적으로 사라지도록 (피험자에 의해 인지됨) 하는 실시예에서, 다시 시각 자극 엘리먼트(들)는 디스플레이를 가로 질러 이동할 수 있고 또한 그것들이 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 점진적으로 사라질 수 있다. 시각 자극을 제공하는 것이 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트를 디스플레이하는 것을 포함하여, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 비해 점진적으로 현출되도록 (피험자에 의해 인지됨) 하는 실시예에서, 다시 시각 자극 엘리먼트(들)는 디스플레이를 가로 질러 이동할 수 있고 또한 그것들이 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 점진적으로 현출될 수 있다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)는 일련의 다수의 시각 자극 엘리먼트를 포함한다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트(들)는 상부 및 하부 시각 자극 엘리먼트를 포함한다.

적어도 일부 실시예에서, 다수의 시각 자극 엘리먼트(들)는 동일하거나 상이한 속도로 디스플레이를 가로 질러 이동한다.

적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트는 상이한 방향으로 디스플레이를 가로 질러 이동한다.

적어도 일부 실시예에서, 하나 이상의 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변경되지만 하나 이상의 다른 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변경되지 않는다.

본 출원에서 사용된 용어 “ 및/또는 “은 “ 및” 또는 “ 또는 “ 또는 둘 다를 의미한다.

본 출원에서 사용되는 명사 뒤에 나오는 "(들)"은 명사의 복수형 및/또는 단수 형태를 의미한다.

본 출원에서 사용된 용어 "포함하는" 은 "적어도 일부를 구성하는"을 의미한다. 본 명세서에서 해당 용어가 포함된 문장을 해석할 때, 각 문장이나 청구항에서 해당 용어가 앞에 붙는 특징은 모두 존재해야 하지만 다른 특징도 또한 존재할 수 있다. "포함하는" 및 "포함된"과 같은 관련 용어는 동일한 방식으로 해석되어야 한다.

본 발명은 지금 단지 예시로서 그리고 도면을 참조하여 설명될 것이다 :
도 1은 안구의 그림을 도시한다; 도 1(a)는 전형적으로 변위의 변화에 대해 모니터링된 안구의 영역을 예시한다; 도 1(b)는 건강한 안구 운동의 톱니(saw tooth) 프로파일 특성을 나타내는 시간 경과에 따른 안구의 변위의 그래프를 도시한다. 도 1(c)는 안구의 변위 신호로부터 도출된 안구 속도의 그래프를 도시한다.
도 2는 연속적인 이미지 프레임들이 픽셀 속도의 추정치로 변화되는 일 예를 도시하고; 도 2(a)는 카메라로부터 수신된 안구의 예시 이미지이고; 도 2(b)는 광 흐름 알고리즘(optical flow algorithm)에 의해 제공된 픽셀 속도 벡터들의 일 예를 도시한다; 도 2(c)는 광 흐름 속도 벡터들의 영역 속도 평균의 그래프의 예시이다.
도 3(a)는 본 발명의 실시예의 단일 원 또는 타원 자극을 도시하고 및 도 3(b)는 좌측에서 우측으로 또는 반대의 경우 및 상부 및 하부 행(row)에서 직렬로 디스플레이를 가로 질러 움직이는 다수의 원 및/또는 타원을 포함하는 시각 자극의 실시예를 도시한다.
도 4는 강도 프로파일로서 도시된 사라지는 원 또는 타원 자극의 실시예를 도시한다; 스크린의 국부적인 부분에 현출될 때 사라지는 시표(optotype)의 외관이 우측에 도시된다.
도 5는 스트로크-폭(stroke-width)이 하이(high)에서 로우(low)로 감소하면서 3 개의 스트로크-폭 자극 레벨에서 3 개의 행에서 좌측에서 우측으로 디스플레이를 가로 질러 이동하는 다수의 디스크 시각 자극 엘리먼트를 포함하는 시각 자극 의 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5의 자극의 굴절 에러(refractive error)를 갖는 관측자의 예상된 지각을 도시한다.
도 7은 카메라, 스크린 및 컴퓨터 디바이스를 포함하는 시스템의 컴포넌트의 개괄을 도시한다.
도 8은 하나의 형태로 OKN 검출 또는 평가를 위한 비디오 프로세싱 단계의 흐름도이다.
도 9는 다른 형태의 OKN 검출 또는 평가를 위한 비디오 프로세싱 단계의 흐름도이다.
도 10(a)와 10(b)는 실험 작업에 대한 후속 설명에 나타낸 블랜드-알트만(Bland-Altman) 플랏이다.
도 11은 통상의 광학 보정(optical correction)(이후 보정되지 않은 것으로 지칭됨)을 하지 않은 시험 참가자에 대해 OKN에 의해 결정된 시력 대 금 표준(gold standard) ETDRS 차트를 사용하여 측정된 시력 사이의 상관 관계를 도시하고 실험 작업의 후속 설명에 나타낸다. OKN 데이터의 리스케일링(rescaling)이 적용되었다.
도 12는 2 명의 시험 참가자의 블러링(blurring)에 대한 OKN(수직축) 및 ETDRS 차트(수평축)에 의해 결정된 시력과의 상관 관계를 도시하고, 실험 작업의 후속 설명에 나타낸다. 이 경우 OKN의 어떠한 리스케일링도 적용되지 않았다.
도 13은 더 큰 알파(alpha) 파라미터를 이용하여, 2 명의 참가자의 흐릿함(blurring)에 대한 OKN(수직축) 및 ETDRS 차트(수평축)에 의해 결정된 시력과의 상관 관계를 도시하고, 실험 작업의 후속 설명에 나타낸다. 이 경우 OKN의 어떠한 리스케일링도 적용되지 않았다.

자극 및 안구 추적

본 발명의 방법에서 언급한 바와 같이, 시각 자극의 가시도는 시각 기능의 평가를 가능하게 하거나 이어서 OKN을 통해 참조되는 다른 평가를 수행하도록 변화된다. 자극의 가시도는 예를 들어, OKN이 중지되거나 OKN 강도 기준(한계의 강하 방법(descending method)) 이하로 떨어질 때까지 여러 시험에 걸쳐 점진적으로 감소시키는 자극의 가시도에 의해 변화될 수 있다. 자극의 가시도는 비 가시적인(non-visible) 레벨(즉, 관측자 에 대하여 '사라진(vanished)' 상태에 있는 자극)에서부터 OKN이 강도 기준 초과의 강도에서 시작되거나 증가하는 지점으로 점진적으로 증가할 수 있다(한계의 증가 방법). 자극의 가시도는 환자의 OKN 반응에 따라 일련의 시험에 대한 자극의 가시도를 변화시키고 자극 가시도(계단(staircase) 방법)의 추정 임계값 레벨을 제공하는 적응형 계단 알고리즘에 따라 변화될 수 있다. 자극은 미리 결정되거나 슈도 랜덤화(pseudo-randomized) 또는 랜덤화된 순서로 가시 범위에서 여러 번 디스플레이될 수 있다. 그런 다음 적절한 기능을 결과 데이터에 적용하여 임계값 가시도(일정한 자극 방법)를 계산할 수 있다. 테스터(tester)는 관측자의 OKN이 강도 기준(테스터 제어 방식의 조정 방법)에서 멈추거나 또는 그 아래로 떨어질 때까지 다이얼 또는 터치 패드를 사용하여 자극 가시도를 직접 조정할 수 있다.

시각 자극 엘리먼트(들)는 디스플레이상에서 움직일 수 있으며, 그것들의 가시도는 움직일 때마다 변하거나 사라지면 디스플레이상에 정지될 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 시각 자극 엘리먼트는 원(들) 및/또는 타원(들)을 포함한다. 움직이는 시각 자극 엘리먼트는 디스플레이를 가로 질러 좌측에서 우측으로, 상부에서 바닥으로 또는 대각선으로 움직일 수 있다. 움직이는 시각 자극 엘리먼트는 동일하거나 다른 속도로 움직일 수 있다.

단일의 정지 또는 움직이는 시각 자극 엘리먼트 또는 일련의 다중 시각 자극 엘리먼트가 디스플레이되고 가시도가 변화될 수 있다. 시각 자극 엘리먼트(들)는 예를 들어, 정지 또는 움직이는 시각 자극 엘리먼트(들)의 단일 행(row) 또는 열(column)로서 또는 시각 자극 엘리먼트의 상부 및 하부 행 또는 더 많은 행 또는 2 이상의 인접한 열로서 디스플레이될 수 있다.

시각 자극 엘리먼트(들)는 가시도에 변화시킬 수 있거나 강도(선택적으로 발광 강도를 포함), 콘트라스트(선택적으로 휘도 콘트라스트, 색채 콘트라스트, 모션 콘트라스트 또는 방위 콘트라스트), 시각적 자극 엘리먼트 경계의 크기 및/또는 폭(공간 주파수)을 감소시킴으로써 사라지게 할 수 있다. 적어도 일부 실시예에서, 하나 이상의 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변경되지만 하나 이상의 다른 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변경되지 않는다.

도 3(a)는 본 발명의 실시예의 단일 원 또는 타원 자극을 도시하고 및 도 3(b)는 좌측에서 우측으로 또는 그 반대로 그리고 상부 및 하부 행에서 디스플레이를 가로 질러 직렬로 움직이는 다수의 원 및/또는 타원(시각 자극 엘리먼트)을 포함하는 시각 자극의 실시예를 도시한다. 상부 및 하부의 모든 자극 엘리먼트 (또는 2 개 이상의 행이면 모두)는 동일한 방향 예를 들어 좌측에서 우측으로, 동일하거나 상이한 속도로 디스플레이를 가로 질러 이동할 수 있다. 대안적으로, 자극 엘리먼트는 상이한 방향으로 이동할 수 있고, 예를 들어, 상부 행의 자극 엘리먼트는 일 방향으로 디스플레이를 가로 질러 이동할 수 있는 반면, 하부 행과 같은 다른 행의 자극 엘리먼트는 반대 방향으로 동일하거나 상이한 속도로 디스플레이를 가로 질러 이동할 수 있다. 자극 엘리먼트는 디스플레이의 상부에서 바닥으로 또는 그 반대로 이동할 수 있다. 자극 엘리먼트는 디스플레이를 가로 질러 대각선으로 이동할 수 있다.

바람직한 형태에서, 사라지는 시각 유형 자극(시각 자극 엘리먼트)은 백그라운드 보다 더 어두운 주변 및 백그라운드 보다 더 밝은 중심 및/또는 백그라운드 보다 더 밝은 주변 및 백 그라운드 보다 더 어두운 중심을 포함한다. 적어도 일부 실시예에서, 주변은 외경 또는 횡방향 치수 OD = αSW 및 두께 SW(1-α)/2를 가지며, 여기서 SW는 중심의 직경 또는 횡방향 치수이고, α는 1-5의 범위 바람직하게는 1 내지 3이다.

단일의 사라지는 디스크 자극 엘리먼트는 도 3(a)에 그 자체로 도시되며, 백그라운드상에 오버레이된 도 3(b)의 어레이의 일부로 도시된다. 우측의 도 3은 사라지는 자극 엘리먼트를 도시한다 - 그것이 사라질 때 3.0에서 0으로 감소한다. 도 4의 우측도는 α가 초기 = 3.0 그리고 α=2.0과 α= 1.4에서 사라지는 자극 엘리먼트를 도시한다.

직경 또는 횡방향 치수(자극 엘리먼트가 원형이 아닐 수도 있음) SW는 logMAR로 지정된 자극 엘리먼트의 스트로크-폭(stroke-width)으로 간주될 수 있다. 이 중심은 일정한 두께 SW(1-α)/2 일 수 있는 주변 또는 링으로 둘러싸여, 언급된 공식은 직경 OD = αSW를 갖는 둘러싸는 외측 디스크 위에 놓인 중심 디스크(폭 직경 SW)로부터 기인한다. 관측자에게 보여지는 자극은 스크린을 덮는 그러한 사라지는 디스크의 어레이일 수 있다. 수평 및/또는 수직 중심 대 중심 간격 DS는 퍼센트는 10 내지 1, 예를 들어 자극 엘리먼트의 직경 또는 횡방향 치수 SW의 범위 1 내지 10 또는 보다 바람직하게는 2 내지 6 x 일 수 있고, 전체 어레이는 프레젠테이션의 전체 지속 시간 동안 일정한 각속도로 좌측 또는 우측으로 스크린을 가로 질러 드리프트(drift)할 수 있다.

도 4에 도시된 예에서, 중심의 초기 강도 또는 시작 강도 SI는 주변의 PI 보다 낮다. 백그라운드 강도 BI는 주변과 중심의 강도 사이에 있다. 예를 들어, BI는 처음에 PI의 약 절반일 수 있다. 또 다른 가능한 강도 프로파일이 도 4에 도시된다. 언급된 바와 같이, 도 4의 우측의 3 개의 특정 예에서, α = 1.4, α = 2.0 및 α = 3.0이다. 각각의 경우에, SI = 1.0, PI =0.45, 및 BI = 0.5이다. 주변이 중심 보다 더 어두운 경우에, 예를 들어, PI는 최대 강도의 0 내지 0.5 사이일 수 있고, SI는 최대 강도의 0.5 내지 1.0 사이일 수 있고, BI는 0.4 내지 0.6 및 전형적으로 최대 강도의 약 0.5 사이일 수 있다. 예시 비율은 0.9 /0.45/0.5 및 0.75/0.45/0.5의 SI /PI /BI이다.

대안적으로, 강도 또는 발광 강도를 감소시키거나 증가시키는 대신에, 원 및/또는 타원이 디스플레이를 가로 질러 이동할 때, 주변 콘트라스팅은 크기가 줄어들고 및/또는 사라질 수 있거나 또는 크기가 증가하고 현출될 수 있다(피험자에 의해 감지됨). 중심은 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 도 4a는 본 발명의 실시예의 단일 원 또는 타원 자극을 도시하고 및 도 4b는 좌측에서 우측으로 또는 그 반대로 그리고 상부 및 하부 행에서 디스플레이를 가로 질러 직렬로 움직이는 다수의 원 및/또는 타원(시각 자극 엘리먼트)을 포함하는 시각 자극의 실시예를 도시한다. 하나의 옵션에서, 하나의 행에서의 자극 엘리먼트와 같은 일부 자극 엘리먼트는 그것들이 이동하는 동안에 사라지거나 현출될 수 있지만 그러나, 다른 행에서의 자극 엘리먼트와 같은 다른 자극 엘리먼트는 그렇게 하지 않는다. 이것은 OKN이 들어가는 방향에 대한 평가를 가능하게 할 수 있고, 이는 단지 현저한 차이로서 알려진 가시적인 자극들 사이의 구별을 평가할 수 있다.

도 5는 스트로크-폭(stroke-width)이 하이(high)에서 로우(low)로 감소하면서(좌측에서 우측으로 가면서) 3 개의 스트로크-폭 자극 레벨에서 3 개의 행에서 좌측에서 우측으로 디스플레이를 가로 질러 이동하는 다수의 디스크 시각 자극 엘리먼트를 포함하는 시각 자극 의 실시예를 도시한다. 시력 검사의 목적은 관측자가 제공된 필드의 존재를 검출할 수 없는 스트로크-폭 값을 결정하는 것이다.

도 6은 굴절 에러를 갖는 관측자의 예상된 지각을 도시한다. 이 경우에, 도 5에 제공된 자극의 지각은 이제 모든 경우에 저하된다. 관측자의 인식은 스트로크-폭 파라미터가 축소됨에 따라 디스크가 보이지만 점진적으로 검출하기 어렵다는 것이다. 이 예에서, 디스크의 필드가 최소 스트로크-폭 파라미터 설정(도 5의 맨 우측 패널)에서 완전히 사라진 것을 볼 수 있다. 검출 가능성의 임계값이 지나고 피험자의 OKN 반응이 보이지 않는다(도 6의 맨 우측 패널에 "OKN 부존재"로 표시됨). 양쪽 도면에서 디스크 필드는 검출 가능한 자극 패턴이 존재할 때 강건한 OKN 반응을 유도하도록 디자인된 방식으로(예를 들어, 좌측 또는 우측으로 연속적으로 드리프팅(drifting)) 움직일 것이다.

추가하여, 시각 자극의 공간 컨텐츠, 속도, 시간 주파수(플리커), 색채 특성(색), 불일치(disparity)(3D 깊이) 및 자극의 회전 또는 회전 속도는 원(들) 및/또는 타원(들)이 디스플레이를 가로질러 이동할 때 변화된다.

OKN을 도출하는 시각 자극은 LED 또는 LCD 디스플레이와 같은 적합한 크기 및 해상도의 VDU상에 디스플레이될 수 있다. 디스플레이는 예를 들어 피험자의 안구로부터 약 0.5 내지 6m의 거리에 배치될 수 있다. 비디오 장면은 디지털 카메라(RBG 또는 적외선)를 사용하여 수집되며, 바람직하게는 디스플레이 근처에 위치하여 안구를 볼 수 있는 명확한 가시선(line of sight)을 제공한다.

젊은 테스트 피험자의 주의를 높이기 위해, 시각 자극 비디오는 만화와 같은 아동의 주의를 끄는 비디오 세그먼트 사이에 산재될 수 있다. 시각 자극 비디오가 OKN 데이터를 획득하기에 충분한 시간 기간 동안 디스플레이되기 전에 만화 또는 다른 종류의 애니메이션 비디오가 젊은 피험자의 주의를 끌기에 충분한 시간 기간 동안 디스플레이된다. 주의가 약해지거나 OKN 비디오가 끝났을 때 만화가 디스플레이될 수 있다. 만화는 제어 디바이스에 의해 또는 운영자에 의해 수동으로 디스플레이로 또는 디스플레이로부터 스위칭될 수 있다.

비디오 이미지 프로세싱은 자극이 OKN 또는 OKN의 강도를 피험자의 안구에서 도출했는지 여부를 검출하는데 사용된다. OKN이 더 이상 검출되지 않거나 OKN이 특정 강도 아래로 떨어지는 임계값의 자극 파라미터는 시각 성능의 표시를 제공한다. 임상의는 안구 운동으로부터 결정된 정보를 검토할 수 있다. 대안으로, 통계 분석 프로세스가 추출 정보에 적용되어 OKN의 존재 또는 부존재를 결정할 수 있다.

OKN을 검출하는 비디오 프로세싱은 레코딩된 비디오 장면이거나 실시간으로 이루어질 수 있다.

일부 실시예는 안구 정면에 배치된 시각 자극을 더 포함하고, 자극은 시선이동안진을 도출하도록 작동 가능하다.

일부 실시예는 평균 속도 정보를 알려진 시선이동안진 속도 정보와 비교하여 자극에 반응하여 안구의 건강을 결정하는 단계를 더 포함한다.

시스템은 예를 들어, 스마트 폰, 태블릿 또는 랩탑 디바이스와 같은 카메라 및 계산 능력을 모두 갖는 휴대용 또는 핸드 헬드 디바이스에서의 전용 도구로서 구현될 수 있다. 도 7은 안구 장면을 레코딩 하는 카메라(60), 자극을 디스플레이하기 위한 스크린(70) 및 계산 디바이스(80)를 포함하는 시스템의 컴포넌트의 개요를 도시한다.

이미지 프로세싱 및 OKN 검출 (Image processing and OKN detection)

OKN 검출 또는 평가를 위한 비디오 프로세싱은 예를 들어, 광 흐름 알고리즘 또는 포인트 추적 알고리즘을 이용하여, 비디오에서 안구 속도 및/또는 변위 정보를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 비디오 장면은 광 흐름(optical flow) 및/또는 포인트 추적(point tracking)으로 알려진 이미지 프로세싱 알고리즘의 적용에 의해 안구의 동공 영역 및/또는 윤부 영역(limbal region)의 정밀하지 않은(coarse) 결정 내에서 픽셀의 속도 및/또는 변위 추정치를 결정하는 것과 같은 피험자가 시각 자극을 지켜볼 때 안구의 속도 및/또는 변위의 추정을 수행하는데 사용된다. 바람직한 실시예에서, 루카스-카나데(Lucas-Kanade) 광 흐름 알고리즘 및/또는 KLT(Kanade-Lucas-Tomasi) 또는 다른 포인트 추적 알고리즘이 사용될 수 있다. 광 흐름 및/또는 포인트 추적 알고리즘에 의해 제공되는 속도 및/또는 변위 추정치는 정밀하지 않게 결정된 윤부 및/또는 동공 영역 내의 픽셀 속도 및/또는 변위의 평균이다. 휴리스틱(heuristic) 분석 및/또는 템플레이트 매칭 알고리즘(template matching algorithm)이 OKN의 존재 및 방향을 결정하기 위해 변위 및/또는 속도 추정에 적용될 수 있다. 속도 및/또는 변위 추정 정보는 또한 건강한 안구 속도 및/또는 변위 정보와, 특히 OKN이 더 이상 존재하지 않고, OKN 강도에 대한 미리 결정된 임계값 아래로 떨어지는 속도 임계값과 수동으로 비교되어 안구 및/또는 시각 경로의 기능에 대한 비교 판단이 이루어질 수 있다. 속도 및/또는 변위 추정은 또한 사람의 시선의 방향을 추적하는데 사용될 수 있다. 시선의 방향은 시각 자극이 주의를 얻는 것과 같은 정보를 포함하여 사람의 행동 특성을 판단하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 흐름 및/또는 KLT 알고리즘은 몇몇 리셋 이벤트들에 대응하는 비디오 장면 길이의 연속적인 프레임들 간의 픽셀 속도 및/또는 변위 정보를 결정하기 위해 적용된다.

다양한 실시예에 따른 OKN 결정 방법은 이하의 단계에 따라 수행된다. 시력이 자극을 지켜보는 동안 안구의 장면을 포함하는 비디오 시퀀스가 레코딩된다. 일부 실시예에서, 비디오 장면은 그레이 스케일(gray scale)로 감소되어 계산의 복잡성을 감소시킨다. 광 흐름 및/또는 포인트 추적 이미지 프로세싱 알고리즘은 순차적 프레임으로부터 픽셀 속도 및/또는 변위 정보를 결정하기 위해 비디오 장면에 적용된다. 속도 및/또는 변위 정보는 안구의 제한된 영역으로부터 결정되며 해당 영역은 안구의 윤부 및/또는 동공 및/또는 윤부 에지 부분이다. 해당 영역은 에지 검출 및/또는 임계 알고리즘에 의해 결정된 안구의 윤부 및/또는 동공 영역의 정밀하지 않은 추정치이다. 이미지 프로세싱 알고리즘은 비디오 장면 내의 2 개의 연속 프레임에 걸쳐 안구의 결정된 윤부 및/또는 동공 영역에서 픽셀 속도 및/또는 변위 정보에 의해 표현되는 광 흐름 및/또는 포인트 추적 정보를 출력한다. 속도, 변위 및 방향을 포함하는 픽셀 속도 및/또는 변위 정보는 직접 평가되어 OKN의 존재 및 방향을 결정할 수 있다.

이 프로세스의 단계 중 하나의 예가 도 8에 도시되며, 여기서 픽셀 속도의 추정으로 2 개의 연속적인 이미지 프레임의 변환이 도시된다. 제 1 단계(10)에서, 연속적인 비디오 프레임 I(t) 및 I(t + 1)이 고화질 컬러 비디오 장면으로부터 취해지고 그레이 스케일로 감소된다. 제 2 단계(20)에서, 안구의 윤부 영역의 정밀하지 않은 결정은 에지 맵(edge map)을 결정하기 위해 비디오 장면에 적용된 에지 검출 프로세스에 의해 결정된다. 에지 맵은 안구의 윤부 부분의 위치의 결정을 나타내므로 광 흐름 정보가 결정되는 비디오 장면의 면적을 나타낸다. 광 흐름 정보가 유용하도록 에지 맵이 정확하게 결정될 필요는 없다. 이 프로세스는 비디오 장면의 프레임 전체에서 획득된 윤부 에지 맵의 변형에 강건하다. 에지 검출은 히스테리시스 임계값에 프리위트(Prewitt) 연산자를 적용하여 이상적으로 수행된다. 그러나, 당업자들은 윤부 영역을 결정하기 위해 다른 에지 검출 전략 또는 연산자가 사용될 수 있음을 알 것이다. 이미지 경계에 연결된 특정 가중치 및 영역 아래 연결된 영역이 제거된다. 동시에 또는 제 2 단계(20) 이전에 프로세싱될 수 있는 제 3 단계(30)에서, 광 흐름 추정 프로세스는 픽셀 강도의 공간적 및 시간적 변화로부터 픽셀 속도 정보를 결정한다. 도 1(c)에 도시된 바와 같이, 윤부 영역은 안구가 빠르게 재설정되는 이벤트(도약 안구 운동(saccade)) 동안 속도 스파이크를 나타내야 하고 자극이 관찰되는 다른 기간에는 부드럽거나 일정한 속도 변화가 있어야 한다.

도 2는 광 흐름 프로세스를 보다 자세히 도시한다. 도 2(a)는 안구를 보여주는 비디오 장면의 이미지 또는 단일 프레임을 보여준다. 도 2(b)는 연속적인 프레임 간의 픽셀 이동의 크기와 방향을 나타내는 많은 벡터를 보여준다. 도 2c는 다수의 연속적인 프레임에 대한 도 2(b)의 픽셀 벡터의 평균 속도의 그래프이다.

도 8의 제 4 단계(40)에서, 에지 검출 프로세스(20)에 의해 제공된 윤부 영역 정보는 광 흐름 프로세스(30)에 의해 제공된 픽셀 속도 정보와 결합되어 마스킹된(masked) 속도 필드를 생성한다. 마스킹된 속도 필드는 단지 검출된 윤부 영역 내에서의 속도 정보를 나타낸다. 제 5 단계(50)에서, 마스킹된 속도 필드로부터의 속도 정보는 평균화되어 비디오 장면 내의 주어진 연속 프레임 쌍에 대한 속도 값을 생성한다. 도 8의 프로세스는 속도의 그래프가 시간의 함수로서 제공되도록 원하는 만큼 비디오 장면에서 많은 연속적인 프레임에 대해 수행된다. 그런 다음 그래프를 분석되어 OKN 정보를 결정할 수 있다.

추가 정보가 국제 특허 출원 공보 WO 2014/168492에 주어지고, 이의 전체 내용은 본 출원에 참고로 통합된다.

프로세스의 단계들의 다른 예가 도 9에 도시되어 있는데, 여기서 픽셀 변위 및 속도의 추정으로 2 개의 연속적인 이미지 프레임들의 변환이 도시된다. 제 1 단계(10)에서, 연속적인 비디오 프레임들 I(t) 및 I(t + 1)은 고화질 컬러 및/또는 적외선 비디오 장면으로부터 취해지고, 그레이 스케일로 감소된다. 제 2 단계(20)에서, 안구의 동공 영역 및 동공 중심의 정밀하지 않은 결정이 비디오 프레임에 적용된 임계 알고리즘 및 형태학적 연산에 의해 결정된다. KLT 알고리즘은 픽셀 강도의 변화에 기초하여 비디오 프레임 I(t + 1)의 동공 중심의 새 위치를 추정한다. 두 개의 연속적인 프레임에서 동공 중심을 추출함으로써, 동공/안구의 변위 및 속도 신호가 결정될 수 있다.

이들 기술은 정상적인 성인 응시(fixation), 안구 깜박임, 반사 및 기타 오류 유도 요인에서 보여지는 머리 움직임에 의해 유도된 에러에 대해 상당히 강건하다. 더구나, 이들 기술은 머리에 장착된 장비를 견디지 못하는 아동 또는 피험자에 사용하기 위한 머리의 안정화와 결합될 수 있다. 따라서, 이들 기술은 평가가 불가능한 영유아 또는 아동에게 쉽게 적용할 수 있는 비디오 안진 검사 기술이다. 이들 기술은 표준 "기성(off the shelf)" 비디오 장비로 구현될 수 있으므로 값 비싼 지원 하드웨어의 필요성을 피할 수 있다. 전술한 기술로부터 생성된 속도 및 변위 정보 그래프는 훈련된 임상 전문가에 의해 직접 분석될 수 있고 및/또는 이제 설명될 OKN 검출 프로세스에 의해 추가로 프로세싱될 수 있다.

OKN 강도는 이하에 의해 결정된다. OKN을 나타내지 않는 피크는 예를 들어 임계값과 비교하고 임계값 아래의 해당 피크를 폐기하여 거부된다. 생존한 피크의 높이의 평균은 적절한 정규화 값

에 의해 결정되고 스케일링된다. 피크가 약하거나 양과 음으로 균등하게 분배되면 낮은 값이 될 것이다. 반대로, 피크가 지속적으로 양수 또는 음수이면, 측정 값은 평균 높이로 스케일링되며, 기호(sign)은 재설정 이벤트의 방향과 상호 관련된다.

획득된 속도 정보로부터 OKN을 검출하기 위한 프로세싱 단계의 더 상세한 설명은 국제 특허 출원 공보 WO 2014/168492에 기재되어 있다.

더욱이, 템플릿 매칭 알고리즘은 변위 신호로부터 OKN의 존재 및 방향을 결정하는데 사용된다. 동적 시간 왜곡(dynamic time warping)(dtw) 알고리즘은 변위 신호에서 톱니 패턴을 찾는 데 사용된다. 두 개의 톱니 모양 템플레이트가 좌우 방향 양쪽 OKN을 검출하기 위해 적용된다.

선택적으로, 머리 궤적 정보는 머리 움직임에 의해 야기된 안구 속도 및/또는 변위 정보를 실질적으로 제거하기 위해 안구 추적 정보에 대한 머리 궤적 정보를 오프셋시킴으로써, 안구 속도 및/또는 변위 정보를 개선하는데 사용된다. 예를 들어, 머리 움직임의 속도 및/또는 변위에 관한 데이터는 안구 움직임과 관련된 데이터에 대해 오프셋될 수 있으므로, 0이 아닌 머리 속도 및/또는 변위에 의해 야기되는 에러는 안구 속도 및/또는 변위 정보로부터 상당히 감소되거나 또는 제거된다.

언급한 대로, 본 발명의 시스템 및 방법은 시선이동안진의 존재 또는 강도를 평가하는 유용하고, 이의 존재 또는 부존재는 육안 성능의 객관적인 표시이고 또한 신경 장애를 평가하는데 유용할 수 있다. 본 발명은 색안(colour vision), 깊이 지각 (입체시), 움직임 지작, 외상성 뇌 손상, 난독증, 뇌진탕, 콘트라스트 감도, ADHD, 현기증/균형, 피로, 인지 기능, 신경 장애, 다발성 경화증, 아동 발달 장애, 뇌의 시각 경로를 방해하는 것, 정신 건강 장애, 불안, 우울증, 감각 처리 장애, 또는 파킨슨 병 및/또는 알츠하이머 병과 같은 퇴행성 신경질환 (neurodegenerative disorder)의 존재 또는 부존재 또는 품질 중 하나 이상을 평가하는데 유용할 수 있다.

실험(Experimental)

우리는 ETDRS 시력 차트에 의해 결정된 대로 시력을 추정하기 위해 사라지는 디스크 기반 자극의 능력을 테스트했다. 우리는 시력 차트의 것 보다 OKN을 기초로 한 테스팅에 대한 테스트-재테스트의 더 나은 신뢰성을 발견했다. 우리는 보정되지 않은 굴절 이상(우안에만 있음) 성인 집단(cohort)에서 ETDRS와 OKN 시력 데이터 간에 강건한 상관 관계(R² = 0.9)가 있음을 발견했다. 재 교정 후 최상으로 피팅된 라인은 -0.01 logMAR 인 테스트(c)의 "피팅된(fitted)" 최소 감도를 산출하였고, 반면 시력 (m)과의 일치는 VA 차트에 의한 OKN 방법/logMAR에 의한 1.04 logMAR 이었다. 블러링 (blurring)을 사용하여 0.0 내지 0.5 logMAR의 범위를 테스트하는 제 2 실험이 수행되었다. 두개의 자극 파라미터 설정이 테스트되었고, R² = 0.76 및 0.86 의 양호한 선형 피팅 결과를 각각 나타낸다. 피팅된 라인 계수는 (m = 0.62, c = 0.05) 및 ( m = 0.50, c = 0.21) 이었다. 더 얇은 자극은 최상으로 피팅된 최소 감도를 가졌고, 시력 차트와의 개선된 일치를 가졌지만, 반면 보다 두꺼운 자극은 전반적인 최악의 감도(c = 0.21)와 최저의 일치도(m = 0.50)를 보였다. 전체적으로 우리는 OKN과 ETDRS를 사용하여 시력 간의 선형 관계를 발견했으며, 더욱이 우리는 알파 파라미터만 조정하여 시선 운동 반응(optokinetic response)을 조작할 수 있었다.

실험 1 : 굴절 이상이 있는 시력 검사

방법

참가자 : 건강한 참가자(N = 18, 평균 연령 = 29 ± 6 세)는 시력 측정학 및 시각 과학 학교(School of Optometry and Vision Science)를 통해 모집했다.

ETDRS VA 차트에 의한 베이스라인 시력 : 특정 개인에 대한 안구의 성능이 상관되는 것으로 예상되기 때문에, 이 실험에서는 분석을 위해 우측 안구에 대한 데이터만 포함되었다. 참가자들은 ETDRS 유형 VA 차트(호주 Medmont Pty Ltd의 AT-20P Medmont Acuity Tester)에서 3m를 세우고 더 높은 logMAR 레벨(최대 크기 logMAR 1.3)에서의 더 큰 글자로부터 시작하여 낮은 logMAR 레벨(최소 크기 logMAR -0.3)에서의 더 작은 글자까지 0.1logMAR 감소분 (logMAR 레벨 당 5 자)로 아래로 읽도록 지시되었다. 스코어링(scoring)은 먼저 가장 작은 전체 라인 읽기를 레코딩한 다음, 더 적은 부분적으로 읽기 라인에서 올바르게 읽히는 모든 글자에 대해 잉여의 0.02 logMAR을 공제하여 수행되었다. LogMAR 스코어가 작을수록 분해능이 작고 VA가 우수한 것에 해당한다. ETDRS 차트에 의한 VA 측정의 지속기간은 테스트 세션 당 참가자 당 약 15 분이었다.

OKN 데이터의 데이터 수집 및 분석 : 사라지는 디스크 자극 어레이(□ = 2, SI = 0.75, PI = 0.45)가 이 실험에 사용되었다. 어레이 패턴은 무작위로 결정된 방향(좌측 또는 우측, 5도/초의 일정한 속도로)으로 드리프팅되는 동안 5 초 동안 시행되었다. 스트로크 폭(SW) 파라미터는 표준 ETDRS 시력(VA) 차트의 디자인에 따라 설정된 스트로크-폭을 갖는 자극으로 1.0 내지 0.0 logMAR의 범위에서 0.1 logMAR 단계로 변화되었다. 총 11 개의 레벨(0.1 logMAR의 단계로 1.0 내지 0.0 logMAR)이 내림차순으로 테스트되었다. 각각의 logMAR 레벨은 ETDRS 차트의 각 라인에 있는 글자 수와 일치하도록 5 번 제시되었다. 이후 OKN '라인'은 동일한 logMAR 값의 5 가지 시험을 나타낸다. 이것은 ETDRS 차트와 OKN 측정 사이의 공통 용어를 허용한다. 각각의 OKN 자극 프리젠테이션은 무작위로 우측이나 좌측으로 드리프팅되었다. 총 실험은 따라서 각각 5 초 동안 지속되는 55 번의 시험으로 구성되었다. 모든 참가자는 ETDRS 차트 및 OKN 자극으로 테스트한 다음 다른 날에 다시 테스트했다.

OKN에 의한 VA 스코어링 : 숙련된 관측자는 주관적 관찰에 의해 최상의 OKN을 결정하기 위해 다음 단계를 수행했다. 가장 큰 디스크 자극(logMAR 1.0)을 갖는 비디오부터 시작하는, 관측자는 비디오를 검토하여 참가자가 전체 5 개의 비디오(특정 logMAR에 대해)에서 OKN을 획득한 최저 라인을 찾는다. 이것은 초기 베이스 라인을 정의한다. 초기 베이스 라인 비디오 이후의 각 비디오에 대해(내림차순 logMAR으로 지속됨) OKN이 관찰된 것으로 판단되면 베이스라인 logMAR이 0.02 logMAR만큼 감소되었다. 실용적인 목적으로, 이것은 한 라인에 속하는 전체 다섯개의 시험에서 어떠한 OKN도 관찰되지 않을 때까지 계속되었다(그렇게 함으로써 "바닥 라인"을 정의 함). 보고된 최종 VA는 OKN을 보여주는 전체 비디오에 대하여 0.02 차감된 베이스라인이었다.

OKN의 VA 재교정(VA recalibration of OKN) : OKN 시력 데이터는 특정 OKN logMAR에 대한 임계값이 동등한 ETDRS 차트에 일치한 지를 평가하기 위해 교정되었다. 원시 실험 데이터(OKN에 의한 VA 대 ETDRS 차트에 의한 VA)로부터 도출된 선형 피팅(fit)은 OKN 데이터에 의해 시력을 리스케일링하는데 사용되었다. 이것은 특정 VA에서 차트 값에 따라 OKN에 의해 원래 VA에 필요한 라인(원점을 통과하는 기울기 1의 라인)과 피팅된 라인과의 차이를 추가하는 것에 관여된다.

결과

도 11은 테스트 및 재테스트 결과를 보여주는 테스트 세션과 재테스트 세션에 대해, ETDRS 시력 차트와 OKN에 의해 결정된 시력에 대한 블랜드 알트만 플랏을 포함한다. ETDRS 차트의 평균 차이는 0.059이었고 일치 한계(limit of agreement)는 각각 0.12와 0.24(1.96σ = 0.18)이었다. OKN 기반 차트의 평균 차이는 0.056이었고 일치 한계는 -0.036 -0.15(1.96σ = 0.09)이었다. 결과는 차트 보다 OKN 기반 방법에 대한 테스트-재테스트 성능이 더 우수함을 나타낸다. 도 12는 보정되지 않은 참가자의 OKN에 의해 결정된 시력(우측 안구에 적용, 테스트 및 재테스트 데이터 모두에 풀링(pool)됨) 대(versus) ETDRS 차트에서 획득된 시력 차트 사이의 상관 관계를 보여준다. 그 결과는 2 개의 VA 측정 값(0.90의 높은 R-제곱 계수)와 최상의 상관 관계의 라인과의 양호한 일치도를 나타내며, 추정 기울기는 1.04, y-절편(intercept)은 c = -0.01이었다.

실험 2 : 추가된 블러(blur) 프로토콜

실험 1의 ETDRS 차트에서 발견된 보정되지 않은 시력의 범위는 0.32 내지 1.40(중앙값(median) = 0.88, IQR = [0.61, 1.18]) 이었다. 그러나 우리는 임상 중요성 때문에 logMAR 0.0 내지 0.3의 낮은 범위에 대한 성능을 평가하는데 관심이 있었다. 그러므로 우리는 이 범위를 포괄하는 시력을 산출하기 위해 의도적으로 블러링된 관측자를 대상으로 실험 1에 설명된 프로토콜을 반복하려고 했다. 우리는 파라미터를 변경하는 효과도 테스트 했으므로 실험은 α = 2 및 α = 3에 대해 반복되었다.

방법

참가자 : 연구팀에 참여한 건강한 참가자(N = 2, 평균 연령 = 30)가 참여했다. 베이스라인 굴절 교정은 주관적인 굴절에 의해 결정되었다. 우측 안구의 시력 결손(블러링(blurring))은 2 명의 관측자에게 + 0.25D 단계로 베이스라인 보정에 더하기 파워 시험 렌즈를 추가하여 시뮬레이션되었고, 반면 안구를 커버하는 것은 테스트되지 않았다. 블러링 종점(end point)은 시력을 ≥ logMAR 0.6으로 낮추기 위해 필요한 최고급 플러스 렌즈의 굴절력(highest dioptric power of plus lenses) 이었다. 각각의 블러링 단계에서의 시력은 실험 1에 설명된 ETDRS VA 차트(AT-20P Medmont Acuity Tester, Medmont Pty Ltd, 호주)에 의해 측정되었다.

시표(□ = 2, SI = 0.75, PI = 0.45)에 추가하여 제 2 시표(□ = 3, SI = 0.75, PI = 0.45)를 또한 테스트 하였다는 것을 제외하고 실험 1에 설명된 프로토콜을 반복 하였다. 이것은 그래프에서 얇고 두껍게 나타냈지만 나중에 재명명될 것이다. 더욱이, 실험 1으로부터의 데이터의 프리젠테이션에서 수행된 재보정이 없었다.

결과

α = 2와 α = 3인 자극에 대한 차트에 의한 VA vs OKN에 의한 VA에 대한 상관 관계가 도 12와 13에 도시된다. 실험 1과 마찬가지로 보정이 적용되지 않았으므로 둘을 비교할 수 있었다. 그럼에도 불구하고, 원래의(보정되지 않은)의 선형 피팅 결과는 양호했다(R² = 0.76 및 0.86, 각각). 피팅된 라인의 기울기는 필적할만했고 (α = 2에 대하여 m = 0.62, α = 3에 대하여 m = 0.50), 차트에 의한 VA에서 1 logMAR의 변화에 걸쳐 OKN에 의한 VA에서 0.12 logMAR 차이로 동등한 차이였다. 가장 큰 차이점은 보다 두꺼운 자극 결과가 수직축을 따라 수직으로 이동되었고, 최소 감도는 c = 0.21 logMAR(c = 0.05 logMAR, α = 2 인 경우)이었다는 것이다. 결과적으로, 피팅된 라인 및 그에 따른 데이터가 차트 임계값만큼 높은 VA에서 최상의 상관 관계의 라인(즉, VA 차트와 가장 잘 일치하는 위치)을 교차하도록 이동되었다는 것이 관측되었다. 도 11에서 이것은 0.12 logMAR에서 발생했으며, 도 12에서는 0.41 logMAR에서 발생했다. 이러한 관측은 자극이 "최상의" 동작 포인트를 가지고 있음을 암시하며, 이는 α 파라미터의 적절한 선택에 의해 수정될 수 있다.

실험 3 : 성인 임상 시험

목적 : 본 연구의 목적은 성인 그룹에서 단안 시력의 표준 문자 차트 측정과 비교된 객관적인 시력(Objective Acuity) OKN 시스템과 자극 사이의 일치의 레벨을 평가하는 것이었다. 측정은 굴절 교정을 하지 않고 그리고 굴절 에러를 완전히 교정하여 실시했다. 이러한 측정은 자동화된 ETDRS 시력 차트와 OKN 시력 시스템을 사용하여 수행되었다.

피험자 : 미국 Memphis, Southern College of Optometry인 임상 현장에서 93 명의 참가자가 모집되었다.

자극 : 움직이는 자극이 27 인치 DELL S2716DG LED 모니터상에 제공되었고 OKN을 도출하기 위해 피험자로부터 3 미터 떨어져 배치되었다. 자극은 패터닝된 디스크 형상의 원이었고, 밝은 내부 원과 더 어두운 외부 링으로 구성되었다. 다른 제어 파라미터는 디스크 크기, 공간 및 이동 속도가 포함된다. 아래 표는 각 레벨에서 각 자극의 특성을 설명한다:

테스트 절차 : OKN 테스트 : 시험 참가자의 OKN 부분에 대해 3.0m에서 11 가지 상이한 레벨의 자극을 보았다. 각각의 자극 레벨의 5 번 시험이 사용되었으며 각각의 자극은 6 초간 지속되었다. 각각의 자극 레벨은 logMAR 레벨로 표시되었다 테스트된 logMAR 레벨은 1 - 0 logMAR 이었다. 성인 안구 움직임은 1280 × 1024 픽셀의 해상도를 가진 IDS UI-3140CP 적외선 카메라를 사용하여 레코딩되었다. 정상적인 안경이나 콘택트 렌즈를 착용한 100 명의 참가자들이 있었다. 이들 참가자들은 안경 없이 테스트되었다. 정상적인 시력을 갖고 안경을 착용하지 않은 30 명의 참가자가 테스트되었다.

ETDRS 시력 차트 : 자동화된 ETDRS 시력 차트를 사용하여 3 미터 거리에서 자격을 갖춘 검안의에 의해 성인 시력이 테스트되었다. ETDRS 결과는 OKN과 별도로 수집되어 OKN 분석이 ETDRS 결과로부터 마스킹되었는지 확인했다. 독립적인 통계 전문가가 데이터를 분석했다.

데이터 분석 : 안구 움직임 데이터를 추출하기 위해 자동화된 머리 및 안구 추적 알고리즘을 사용하여 오프라인으로 각각의 비디오가 분석되었다. 각각의 시험에서 OKN의 존재 또는 부존재는 OKN 검출 알고리즘을 사용하여 결정되었으며, 존재는 양(positive)의 결과를 나타낸다.

시력을 검출하는데 사용된 방법은 다음과 같다.

단계 1 : 최소한 3 개의 OKN이 있는 최저 라인을 초기 베이스라인으로 찾는다. 그런 다음 적어도 두 개의 OKN이 있는 최저 라인을 바닥 라인으로 찾다. 초기 베이스라인과 바닥 라인이 두개의 라인 내에 있으면, 초기 베이스라인 = 최종 베이스라인. 차이가 세개의 라인 이상인 경우, 적어도 두 개의 OKN이 있는 최저 라인을 베이스라인으로 계속 찾는다.

단계 2 : 시력 스코어 = 최종 베이스라인 - N x 0.02, N = 최종 베이스 라인 아래의 OKN 수.

결과 :

OKN 시력 시스템으로 측정한 값과 ETDRS 차트로 얻은 값 사이에는 상당한 양의 상관 관계가 있었다(피어슨 상관 계수(Pearson correlation correlation) 0.787, p <.0001). 이것은 OKN 기반 측정치가 ETDRS 측정치와 잘 상관되어 있으며 OKN 시력 시스템이 시력을 효과적으로 평가할 수 있음을 나타낸다.

실험 4 : 아동 임상 시험 :

피험자 : 3 세에서 7 세 사이의 아동을 4 개의 임상 현장(오클랜드 대학교, 오클랜드, 뉴질랜드, 텍사스, 미국, 멜버른, 호주)에서 모집했다.

자극 : 움직이는 자극이 27 인치 DELL S2716DG LED 모니터상에 제공되었고 OKN을 도출하기 위해 아이들로부터 3 미터 떨어져 배치되었다. 자극은 패터닝된 디스크 형상의 원이었고, 밝은 내부 원과 더 어두운 외부 링으로 구성되었다. 다른 제어 파라미터는 디스크 크기, 공간 및 이동 속도가 포함된다. 아래 표는 각 연령 그룹의 각각의 자극의 특성을 설명한다:

3-4 세

4-5 세

5-7 세

차트 기반의 시력은 H, O, T 및 V 시표를 디스플레이하는 임상 시험 표준 전자 시력 시스템을 사용하여 평가되었다. 시표는 개별적으로 3 미터에서 과밀 바(crowding bar)로 제공되었고, 시표 크기는 계단 알고리즘에 의해 제어되었다(Moke PS, Turpin AH, Beck RW, et al. 시력 테스팅의 컴퓨터화된 방법 : 약시 치료 연구 시력 테스팅 프로토콜의 적응.Am J Ophthalmol. 2001;132:903-9).

테스트 절차 : 각각의 안구는 2회의 0.7 logMAR 시험 및 American Association for Pediatric Ophthalmology and Strabismus에 의해 제공된 시력 검사에서의 의뢰에 대한 컷오프 시력이 테스트된(3-4 세 0.4 logMAR; 4-5 세, 0.3 logMAR, 5-7세, 0.2 logMAR) 4 세 특정 OKN 자극 프리젠테이션/시험을 관측되었다. 각 시험은 7 초 동안 지속되었으며 2 초 가속과 5 초 균일 운동으로 진행되었다. 더 나은 주의를 위해, 자극은 아동의 선택 애니메이션으로 통합되었다. 개업 의사는 아동이 스크린을 보고 있다고 판단했을 때 각 자극에 대한 프리젠테이션을 트리거링했다. 두 번의 연속 시험사이의 지속 시간은 4-10 초이다. 참가자는 HOTV- 제 1 스트림 또는 OKN- 제 1 스트림에 교번하여 할당되었다. HOTV- 제 1 스트림의 경우, 우안이 먼저 테스트되었고, OKN- 제 1 스트림의 경우 좌안이 먼저 테스트되었다.

데이터 분석 : 1280 × 1024 픽셀의 해상도를 가진 IDS UI-3140CP 적외선 카메라를 사용하여 안구 움직임이 레코딩되었다. 각 비디오는 객관적으로 속도/변위 신호를 생성하는 안구 추적 소프트웨어를 사용하여 먼저 분석되었다. 그런 다음 숙련된 관측자가 비디오를 오프라인으로 보았고 주관적으로 각각 등급을 매겼다. 객관적 분석과 주관적 분석을 조합하여 각 시험을 OKN 존재 또는 OKN 부존재로 지정할 수 있었다. 연령 특정 OKN 시험에서 OKN의 존재 결과가 나온 경우, 해당 아동은 선별 검사(screening)를 통과했다. 그렇지 않은 경우 실패했다. HOTV 테스트의 경우, 특정 연령의 시력에 도달하면 아동은 통과하고 그렇지 않은 경우에는 실패한다. 각 테스트의 감도와 특이성은 자격이 있는 임상의가 수행한 금 표준 소아 안과 검사를 참조하여 아동이 시력 문제가 있는지 여부를 계산했다.

결과 :

23 참가자(46 안구)가 분석되었다. OKN 시력 시스템은 83.33%와 62.5%의 시력 문제를 검출할 수 있는 특이성과 감도를 가지고 있었다. 이는 100%의 특이성과 31.25%의 감도를 갖는 HOTV 테스트에 비해 유리하다. 이 결과는 OKN 시력 시스템이 유치원 및 취학 연령 아동의 시력 문제 선별 검사를 위한 현재의 금 표준 HOTV 검사와 동등 또는 그 이상을 수행함을 나타낸다.

Claims

시선이동안진(OKN : optokinetic nystagmus)의 존재 또는 강도를 결정하는데 유용한 자극 및 안구 추적을 위한 방법에 있어서,

피험자의 안구(들) 앞에서 OKN을 도출하는데 효과적인 시각적 자극을 제공하는 단계로서,
o 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트의 가시도(visibility)(피험자에 의해 인지됨)를 변화시키고 디스플레이 상에 디스플레이하는 단계, 또는
o 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트를 디스플레이하는 단계로서, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 대해 상이한 가시도 (피험자에 의해 인지됨)를 갖도록 하는, 상기 디스플레이하는 단계에 의한, 상기 시각적 자극을 제공하는 단계,

상기 자극을 보는 상기 피험자의 안구(들)의 비디오를 레코딩하는 단계, 및

OKN을 검출하기 위해 비디오를 이미지를 프로세싱하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 단계는 시각 자극 엘리먼트(들)이 사라지거나 또는 현출되게(피험자에 의해 인지됨) 하는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 단계 또는 시각 자극 엘리먼트(들)이 사라지거나 또는 현출되게 하는 단계는 상기 시각 자극 엘리먼트(들) 또는 시각 자극 엘리먼트 경계들의 강도, 콘트라스트(contrast), 크기 및/또는 폭을 줄이거나 또는 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트 또는 엘리먼트들은 백그라운드(background) 보다 더 어두운 주변(perimeter) 및 상기 백그라운드 보다 더 밝은 중심 및/또는 백그라운드 보다 더 밝은 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 어두운 중심을 포함하는, 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트 또는 엘리먼트들은,

백그라운드 보다 더 어두운 주변 경계를 갖는 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 밝은 중심 경계를 갖는 중심, 및/또는

백그라운드 보다 더 밝은 주변 경계를 갖는 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 어두운 중심 경계를 갖는 중심을 포함하는, 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 주변은 외경 또는 횡방향 치수 OD = αSW 및 두께 SW(1-α)/2를 가지며, 여기서 SW는 상기 중심의 직경 또는 횡방향 치수이고, α는 1-5의 범위인, 방법.
제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 단계는 백그라운드에 대한 상기 주변의 또는 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 중심에 대한 상기 주변의 강도, 콘트라스트, 또는 크기 및/또는 폭을 감소 또는 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 7 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키는 단계는 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 중심의 강도(SI)에 대한 상기 주변의 강도(PI), 또는 백그라운드 강도(BI)에 대한 PI를 감소 또는 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극의 공간 컨텐츠, 속도, 시간 주파수, 색채 특성, 불일치(disparity) 및 자극의 회전 또는 회전 속도(만약 회전 대칭이 아닌 경우)가 변화되는, 방법.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트는 원(들) 및/또는 타원(들)을 포함하는, 방법.
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)는 상기 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 가변하는 가시도로 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는, 방법.
제 1 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는 나중에 디스플레이된 엘리먼트는 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는 이전에 디스플레이된 엘리먼트보다 더 낮거나 더 높은 가시도를 갖는, 방법.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)는 일련의 다수의 시각 자극 엘리먼트를 포함하는, 방법 또는 시스템.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)는 상부 및 하부 시각 자극 엘리먼트를 포함하는, 방법.
제 14 항 또는 제 14 항에 있어서, 일련의 다수의 시각 자극 엘리먼트에서의 시각 자극 엘리먼트 사이 및/또는 상부 및 하부 시각 자극 엘리먼트 사이의 간격은 상기 자극 엘리먼트의 직경 또는 횡방향 치수(SW)의 1 내지 10 배 사이인, 방법.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 시각 자극 엘리먼트(들)는 동일하거나 상이한 속도로 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는, 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 시각 자극 엘리먼트들은 상이한 방향으로 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는, 방법.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변하지만 하나 이상의 다른 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성은 변하지 않는, 방법.
제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 OKN을 검출하기 위해 상기 비디오를 이미지 프로세싱하는 단계는 광 흐름(optical flow) 및/또는 포인트 추적 알고리즘(point tracking algorithm)을 이용하여 비디오로부터 안구 속도 및/또는 변위 정보를 추출하는 단계를 포함하는, 방법.
안구 추적 시스템(eye tracking system)에 있어서,

디스플레이하도록 배열된 디스플레이:
o 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트, 상기 시각 자극 엘리먼트의 가시도를 변화시키고(피험자에 의해 인지됨), 또는
o 일련의 적어도 하나의 시각 자극 엘리먼트를 포함하여, 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 대해 상이한 가시도(피험자에 의해 인지됨)를 갖는, 상기 디스플레이,

상기 자극을 보는 상기 피험자의 안구(들)의 비디오를 레코딩하도록 구성된 카메라, 및

OKN의 존재 또는 강도를 검출하기 위해 상기 비디오를 이미지 프로세싱하도록 배열된 이미지 프로세싱 시스템을 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 20 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)을 사라지거나 또는 현출되게 함으로써 (피험자에 의해 인지됨) 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들) 또는 시각 자극 엘리먼트 경계들의 강도, 콘트라스트(contrast), 크기 및/또는 폭을 줄이거나 또는 증가시킴으로써 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키거나 또는 상기 시각 자극 엘리먼트(들)이 사라지거나 또는 현출되게 하도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트 또는 엘리먼트들은 백그라운드(background) 보다 더 어두운 주변(perimeter) 및 상기 백그라운드 보다 더 밝은 중심 및/또는 백그라운드 보다 더 밝은 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 어두운 중심을 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 23 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트 또는 엘리먼트들은,

백그라운드 보다 더 어두운 주변 경계를 갖는 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 밝은 중심 경계를 갖는 중심, 및/또는

백그라운드 보다 더 밝은 주변 경계를 갖는 주변 및 상기 백그라운드 보다 더 어두운 중심 경계를 갖는 중심을 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 23 항 또는 제 24 항에 있어서, 상기 주변은 외경 또는 횡방향 치수 OD = αSW 및 두께 SW(1-α)/2를 가지며, 여기서 SW는 상기 중심의 직경 또는 횡방향 치수이고, α는 1-5의 범위인, 안구 추적 시스템.
제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 백그라운드에 대한 상기 주변의 또는 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 중심에 대한 상기 주변의 세기, 콘트라스트, 또는 크기 및/또는 폭을 감소 또는 증가시킴으로써 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 26 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 중심의 강도(SI)에 대한 상기 주변의 강도(PI), 또는 백그라운드 강도(BI)에 대한 PI를 감소 또는 증가시킴으로써 상기 시각 자극 엘리먼트(들)의 가시도를 변화시키도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극의 공간 컨텐츠, 속도, 시간 주파수, 색채 특성, 불일치(disparity) 및 자극의 회전 또는 회전 속도를 변화시키도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트는 원(들) 및/또는 타원(들)을 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)가 상기 디스플레이를 가로 질러 이동할 때 가변하는 가시도로 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는 나중에 디스플레이된 엘리먼트가 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하는 이전에 디스플레이된 엘리먼트에 비하여 더 낮거나 더 높은 가시도로 이동하도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)는 일련의 다수의 시각 자극 엘리먼트를 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시각 자극 엘리먼트(들)는 상부 및 하부 시각 자극 엘리먼트를 포함하는, 안구 추적 시스템.
제 32 항 또는 제 33 항에 있어서, 일련의 다수의 시각 자극 엘리먼트에서의 시각 자극 엘리먼트 사이 및/또는 상부 및 하부 시각 자극 엘리먼트 사이의 간격은 상기 자극 엘리먼트의 직경 또는 횡방향 치수(SW)의 1 내지 10 배 사이인, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 시각 자극 엘리먼트(들)가 동일하거나 상이한 속도로 상기 디스플레이를 가로 질러 이동하도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 상이한 방향들에서 상기 디스플레이를 가로 질러 상기 시각 자극 엘리먼트들을 이동시키도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성을 변경시키지만 하나 이상의 다른 시각 자극 엘리먼트의 시각 특성을 변경시키지 않도록 배열된, 안구 추적 시스템.
제 20 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 광 흐름(optical flow) 및/또는 포인트 추적 알고리즘(point tracking algorithm)을 이용하여 비디오로부터 안구 속도 및/또는 변위 정보를 추출함으로써 상기 OKN을 검출하기 위해 상기 비디오를 이미지 프로세싱하도록 배열된, 안구 추적 시스템.