阅读说明：本技术 手持式眼科和神经科筛查设备 (Handheld ophthalmic and neurologic screening device ) 是由 达恩·米利 雷蒙德·纳贾尔 汀·昂 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：手持大小的眼和神经筛查设备、系统和方法,所述筛查设备包括：目镜和手持式壳体,所述壳体包括限定光刺激通道的管状刺激腔,其中照明源被配置为通过所述光刺激通道朝向开口提供光刺激；和操作室,所述操作室包括位于所述刺激通道外并朝向所述开口倾斜的红外相机,所述红外相机被配置为通过所述开口捕获瞳孔和眼运动的图像不干扰所述光刺激；以及控制器,所述控制器被配置为从所述红外相机接收所捕获的图像。所述手持大小的设备可以包括用于将所述设备固定到桌子、桌面或任何便携式眼科装置上的夹式定位器。(A handheld sized eye and nerve screening device, system and method, the screening device comprising: an eyepiece and a handheld housing, the housing including a tubular stimulation lumen defining a light stimulation channel, wherein an illumination source is configured to provide light stimulation through the light stimulation channel toward an opening; and an operating room comprising an infrared camera located outside the stimulation channel and tilted towards the opening, the infrared camera configured to capture images of pupil and eye movement through the opening without interfering with the light stimulation; and a controller configured to receive the captured image from the infrared camera. The hand-held sized device may include a clip-on locator for securing the device to a table, a desktop, or any portable ophthalmic device.)

手持式眼科和神经科筛查设备

相关申请

本申请涉及于2015年12月16日提交的公开号为WO2016/099402的国际申请序列号PCT/SG2015/050494，其内容通过引用并入于此。

技术领域

本公开内容总体上涉及检查光诱导的、和认知相关的瞳孔反应(PLR)以及测量眼运动以作为眼和神经健康的指示，并且更具体地涉及用于检查瞳孔变化和眼运动的手持大小的设备。

背景

随着老年患者数目的迅速增加，预计许多眼科病况，如糖尿病性视网膜病变(DR)和青光眼，将成为世界范围内不可逆性失明的最常见原因。与这些眼科病况相关的发病率也在上升，从而导致医疗保健成本和经济负担增加。这种影响视网膜的病况很难诊断，尤其是在无症状的早期阶段，此时干预对于减缓疾病进展最为有效。在之后的阶段，当患者经历视觉症状时，视网膜和/或视神经的伤害在大多数情况下是不可逆的，并且治疗该疾病的成本将大大增加。

除眼病理学外，在包括痴呆症、帕金森病等在内的几种脑神经退行性疾病中也有视网膜功能障碍和视网膜神经节细胞(RGC)损失的记载。对这些神经退行性疾病，尤其是痴呆症(如阿尔茨海默病，AD)的早期检测具有挑战性，但对于减缓疾病进展和改善患者生活质量至关重要。其他神经病况，如颅脑损伤，是发病率和死亡率较高的主要原因，对社会有重大影响。对这些病况的诊断和预测至关重要，但很难在早期建立。

先前在青光眼和视网膜病变中已经观察到异常的瞳孔反应和眼动。然而，这些观察中使用的方法主要依赖于大型的实验室装备，通常不适合日常临床使用。其他可用的设备需要医疗保健专业人员来施行测试。

当前的检测技术并非有效人群筛查或自我筛查的理想选择，因为它们依赖于耗时的临床检查或图像分析，并且价格昂贵，难以在社区水平实施，需要受训的人员、适当的成像技术以及昂贵的软件。例如，筛查青光眼需要各种耗时的规程，如汉弗莱视野(HVF)测试、倍频技术(FDT)视野检查法、光学相干断层扫描(OCT)和裂隙灯检查。这些规程既耗时又昂贵，并且只能在受训人员的专门诊所中实施，这在贫穷国家是一个问题。此外，主要用于对眼部疾病(如青光眼)的视功能障碍的严重程度进行分级的HVF仍然是一项耗时且主观的评估。

最近，更客观但更昂贵的工具评估了相对性传入性瞳孔障碍(RAPD)，作为视网膜神经节细胞(RGC)损失的替代指标。然而，这些工具仅限于表现出不对称疾病的青光眼患者。还需要其他补充方法来检测对称性视神经病变患者的视网膜功能和RGC功能丧失。

发明内容

根据本公开内容的一些实施方式的一方面，提供了一种手持大小的眼和神经筛查设备，包括：目镜；以及手持式壳体，所述手持式壳体包括：限定光刺激通道的管状刺激室，其中照明源被配置为通过所述光刺激通道朝向开口提供光刺激；以及操作室，所述操作室包括：红外相机，所述红外相机位于所述刺激通道外并且朝向所述开口倾斜，所述红外相机被配置为通过所述开口捕获图像而不干扰所述光刺激；以及控制器，所述控制器被配置为从所述红外相机接收所捕获的图像。

可选地，所述光刺激通道包括在远端的照明面板和在近端的开口，在所述近端的开口被配置成与所述目镜接合。

可选地，所述控制器被配置为将所捕获的图像、视频或任何其他数字信号传输到与所述筛查设备相关联的外部计算设备，或者直接传输到云存储系统。

可选地，所述外部计算设备是用户计算设备。

可选地，所述外部计算设备是外部服务器。

可选地，所述控制器被配置为从外部计算设备接收指令，并根据所接收的指令控制所述照明面板和所述红外(IR)相机参数。

可选地，所述刺激室包括在所述照明面板与所述开口之间的至少一个光学装置。可选地，所述光学装置是漫射器和/或滤光器和/或透镜。可选地，所述光学装置被定位成小于允许从所述目镜的边缘到所述设备的用户的眼睛来适应人眼的距离。

可选地，所述操作室包括在所述刺激通道外的至少一个红外光源，所述红外光源朝向所述开口提供红外照明。

可选地，所述设备包括用于与所述外部计算设备(例如外部服务器)通信的网络接口。可选地，用户计算设备还经由广域网与所述外部计算设备通信。可选地，所述设备经由安全的互联网连接将记录的数据直接发送到云存储系统，而在两者之间没有任何接口。可选地，在数据采集之后立即或事后进行数据发送。

可选地，所述刺激室包括用于将所述刺激通道划分为子通道的屏障，其中控制器被配置为控制所述照明面板和所述红外相机参数以分别向每个所述子通道提供照明。可选地，所述屏障将所述刺激通道划分为象限子通道和中央子通道。

可选地，所述目镜包括具有延伸的唇缘的眼支撑件和用于与所述壳体的所述开口接合的连接器，所述连接器具有两个相对的间隙，其中当所述延伸的唇缘沿颞方向取向时，所述间隙使得所述相机能够经由所述开口捕获图像。

可选地，所述红外相机以朝向所述光刺激通道的所述开口呈约60度的倾斜度定位在所述刺激通道外。

可选地，所述手持大小的设备还包括用于将所述设备固定到装置上的夹式***，所述装置选自：桌子、桌面和便携式眼科装置。所述手持大小的设备可以固定到其上的任何提及的装置可以位于所述用户的房屋或医疗保健提供者的房屋。可选地，所述手持大小的设备可以固定在任何其他装置上，例如，固定在可以在医疗保健提供者的办公室中找到的任何装置上。

可选地，所述便携式眼科装置可以选自：屈光仪、光学相干断层扫描设备、眼底相机、裂隙灯检查装备、试镜架验光以及在眼保健或医疗保健从业者的办公室可能出现的任何其他设备。

可选地，所述手持大小的设备包括第一臂和第二臂，使得所述装置被保持在所述设备的所述第一臂与所述第二臂之间。

可选地，所述用户计算设备被配置为在计算值暗示眼或神经功能异常的情况下向用户传输警报。

可选地，所述用户计算设备采用预存储的检查协议，并能够基于所述预存储的检查协议向所述控制器提供指令。可选地，通过广域网从应用服务器接收所述预存储的检查协议。

根据本公开内容的一些实施方式的另一方面，提供了一种用于眼和神经筛查的系统，包括：应用服务器，所述应用服务器被配置为经由安装在用户设备中的软件应用与所述用户设备通信；以及手持大小的眼和神经瞳孔筛查设备，所述手持大小的眼和神经瞳孔筛查设备包括：目镜；以及手持式壳体，所述手持式壳体包括：管状刺激室，所述管状刺激室限定光刺激通道，所述光刺激通道包括在远端的照明面板和在近端的开口，所述开口被配置为与所述目镜接合，其中照明源被配置为通过所述光刺激通道朝向所述开口提供光刺激；以及操作室，所述操作室包括：红外相机，所述红外相机被配置为通过所述开口捕获图像而不干扰所述光刺激，并传输所捕获的图像、视频或任何其他数字信号，以及控制器，所述控制器被配置为接收来自所述应用服务器的指令并根据所接收的指令控制所述照明面板和所述红外(IR)相机参数，其中所述应用服务器被配置为分析所接收的图像中瞳孔的变化，并基于瞳孔大小或位置的变化计算指示瞳孔或眼运动功能异常的值。

可选地，所述应用服务器被配置为在计算值暗示眼或神经功能异常的情况下向所述用户设备传输警报。

可选地，所述应用服务器被配置为从所述用户设备接收检查协议，并基于所接收的协议向所述控制器提供指令。

可选地，所述手持大小的瞳孔筛查设备还包括用于将所述设备固定到装置上的夹式***，所述装置选自：桌子、桌面和便携式眼科装置。所述手持大小的设备可以固定到其上的任何提及的装置可以位于所述用户的房屋或医疗保健提供者的房屋。可选地，所述手持大小的设备可以固定在任何其他装置上，例如，固定在可以在医疗保健提供者的办公室中找到的任何装置上。

可选地，所述便携式眼科装置可以选自：屈光仪、光学相干断层扫描设备、眼底相机、裂隙灯检查装备、试镜架验光以及在眼保健或医疗保健从业者的办公室可能出现的任何其他设备。

可选地，所述手持大小的瞳孔筛选设备包括第一臂和第二臂，使得所述装置被保持在所述设备的所述第一臂与所述第二臂之间。

根据本公开内容的一些实施方式的另一方面，提供了一种用于眼和神经科筛查的方法，包括：向控制器提供指令以控制手持大小的眼和神经科筛查设备中的照明面板，所述设备包括：目镜；以及手持式壳体，所述手持式壳体包括：管状刺激室，所述管状刺激室限定光刺激通道，其中所述照明面板被配置为通过所述光刺激通道朝向所述开口提供光刺激；和操作室，所述操作室包括红外相机，所述红外相机被配置为通过所述开口捕获图像而不干扰所述光刺激，并向外部计算设备传输所捕获的图像；以及控制器，所述控制器被配置为接收来自所述外部计算设备的指令并根据所接收的指令控制所述照明面板；从所述相机接收图像流；以及分析所接收的图像中瞳孔大小和位置的变化，并基于所述瞳孔大小和位置的变化计算指示眼或神经功能异常的值。

可选地，所述光刺激通道包括在远端的照明面板和在近端的开口，所述开口被配置成与所述目镜接合。

可选地，所分析的变化是在照明持续时间内的瞳孔大小和位置。可选地，所分析的变化是在照明或视觉目标呈现期间，瞳孔大小和位置的变化速率。

可选地，所分析的变化包括以下列表中的至少一项：瞳孔收缩的幅度、瞳孔收缩的延迟、瞳孔收缩的速率、基线瞳孔大小、瞳孔再扩张速率、照明后的瞳孔反应、瞳孔反应曲线下的面积、瞳孔反应的持续时间、眨眼率、注视力丧失，以及眼动的幅度、延迟、增益、速度和峰值速度，以及在所呈现的刺激中在感兴趣区域所花费的时间百分比、眼运动、眼运动幅度、眼运动速度、眼运动峰值速度、在感兴趣区域中所花费的眼运动时间百分比、从瞳孔图形经由机器学习计算的参数，以及眼动轨迹。

附图说明

在以下附图中图示了所公开的主题的一些非限制性示例性实施方式或特征。

在附图中：

图1是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的系统的示意图。

图2是根据本公开内容的一些实施方式的、用户在刺激协议被执行的同时用一只手保持设备并在刺激协议执行期间观看GUI的示意图；

图3A是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的示意性截面图；

图3B是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的示意性侧视图，其没有一半的壳体以使得能够看到内部组件；

图3C-图3E分别是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的光学模块、照明模块和电路的背面、正面和分解图的示意图；

图3F是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的透视图的示意图；

图4A-图4F是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的设备的各个视图的示意图；

图5是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的设备的示意图；

图6是根据本公开内容的一些实施方式的、示例性照明面板的示意性俯视图；

图7A-图6E是根据本公开内容的一些实施方式的、光源的示例性光谱组成及其组合的示意图；

图8是根据本公开内容的一些实施方式的、图示眼和/或神经筛查方法的示意性流程图；

图9A和图9B是根据本公开内容的一些实施方式的、GUI屏幕的示意图；

图10A是根据本公开内容的一些实施方式的、图像显示连同相应的重叠瞳孔轮廓和/或大小值以及瞳孔图形轨迹的示意图；

图10B是根据本公开内容的一些实施方式的、瞳孔度量反应图的示意图；

图11是根据本公开内容的一些实施方式的、由处理器42和/或处理器38进行的用以获得一些瞳孔度量反应参数的示例性分析的示意图；

图12是根据本公开内容的一些实施方式的、绘制的瞳孔图形光反应轨迹的示意图；

图13A-图13C分别是根据本公开内容的一些实施方式的、青光眼患者与一组健康对照相比、中度糖尿病性视网膜病变患者与一组健康对照相比，以及甲状腺眼疾病患者在类固醇治疗前后的瞳孔量度轨迹的示意图；

图14是根据本公开内容的一些实施方式的、光传递协议的示意图；

图15A-图15B是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的包括夹式***的设备的透视图和前视图的示意图；以及

图15C-图15D是根据本公开内容的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的包括夹式***的设备的透视图和前视图的示意图，包括内部组件。

现在详细具体地参考附图，要强调的是，示出的细节是作为示例的并且用于对本公开内容的实施方式进行说明性讨论的目的。就这一点而言，结合附图进行的描述使得如何可以实践本公开内容的实施方式对于本领域技术人员而言是容易理解的。

出现在一个或多个附图中的相同或重复或等效或相似或相似的结构、元素或零件通常用相同的参考数字标记，可选地附加一个或多个字母以区分相似的实体或实体变体，并且可能不会重复标记和/或描述。暗含了对先前出现的元件的引用，而不必进一步引用出现它们的附图或描述。

附图中所示的组件和特征的尺寸是为了表示的方便或清楚起见而选择，并且不一定按比例或真实视角显示。为了方便或清楚起见，一些元件或结构未示出或仅部分未示出，并且/或者以不同的视角或从不同的观察点示出。

具体实施方式

本公开内容的一些实施方式提供了一种客观的、可负担的且可靠的基于眼、神经和眼运动的筛查工具，其检测和分析响应于光或认知(视觉和听觉)刺激的功能性瞳孔量度变化和眼动变化，该刺激包括但不限于仅限于单色、多色、全视场、半视场、象限、闪烁、上升、下降和连续照明方案或其组合，以及视觉和听觉线索、图像、场景、面孔、视频或其组合，它们由筛查设备和/或外部计算设备传递。所提供的工具是手持大小的，因此适合在人群水平下使用，这有助于及早识别患有眼和神经功能障碍且需要干预和/或治疗的个体。

所提供的手持大小的工具可以用于监测眼疾病的进展，以及监测对于眼疾病、神经退行性疾病、代谢性和全身性疾病(例如青光眼、糖尿病性视网膜病变、任何视神经病变(压迫性、炎性、缺血性、毒性)、年龄相关性黄斑变性(AMD)、遗传性视网膜和视神经病况、警觉性、认知障碍、神经退行性病况(痴呆症、阿尔茨海默病、帕金森病等)，以及其他改变植物性系统和影响瞳孔的正常功能和/或眼运动的病况的治疗效力。所提供的工具可以用于患者本人的自我评估。

本公开内容的一些实施方式可以包括系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括其上具有用于使处理器执行本公开内容的各方面的计算机可读程序指令的有形的非暂时性计算机可读存储介质。用于执行本公开内容的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据，或源代码或用一种或多种编程语言(包括任何面向目标的编程语言和/或常规规程编程语言)的任何组合编写的目标代码。

本公开内容的设备和系统能够具有其他实施方式，或者能够以各种方式来实践或执行，包括作为其他现有系统的附件(即，与允许验光、视网膜成像、光学相干断层扫描、探索视野或眼运动的其他设备组合)。

在详细解释本公开内容的至少一个实施方式之前，应理解，本公开内容不一定将其应用限于以下描述中阐述和/或在附图和/或示例中示出的组件和/或方法的构造和布置的细节。本公开内容的设备和系统能够具有其他实施方式，或者能够以各种方式来实践或执行。

现在参考图1，图1是根据本发明的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的系统100的示意图。如本文中详细描述的，系统100包括用于眼和/或神经筛查的设备10。筛查设备10可以检查瞳孔大小和瞳孔度量参数以及单眼眼运动。筛查设备10可以包括壳体22、目镜20，用户可以在目镜上放置他们的眼睛。可选地，筛查设备10可以包括激活开关29、USB端口28和/或本文中详细描述的任何其他合适的特征。在一些实施方式中，筛查设备10还可以包括端口或插槽，该端口或插槽被配置为在其中容纳(闪存)存储卡，例如安全数字(SD)卡。筛查设备10还可以包括充电端口，以使得能够对筛查设备10的电源进行充电。

在一些实施方式中，系统100还包括用户计算设备30和/或应用服务器40。用户计算设备30可以包括台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、计算机化手持设备、智能电话和/或可以在其上执行计算机程序以实现本公开内容的目标的任何其他合适的计算设备。用户计算设备30可以包括至少一个硬件处理器38、网络接口39、用户接口36、显示器34、非暂时性存储器37和/或任何其他合适的组件。应用服务器40可以包括至少一个硬件处理器42和非暂时性存储器44。存储器37和存储器44各自可以存储能够由处理器38和/或处理器42执行的代码指令。当被执行时，代码指令可以使处理器38和/或处理器42执行本文描述的操作。

筛查设备10和用户计算设备30可以分别通过网络接口16(图2)和通过网络接口39彼此通信，该网络接口是诸如Wi-Fi、蓝牙、通用串行总线(USB)、无线USB、蜂窝网络接口和/或任何其他合适类型的网络接口，例如通过广域网60。例如，筛查设备10由用户计算设备30控制，例如经由安装在用户计算设备30上的专用软件应用(未示出)来控制。例如，用户可以在计算设备30中安装专用软件应用。一旦专用软件应用被安装在用户计算设备30上，设备30就可以经由专用软件与筛查设备10和/或应用服务器40交互。软件应用可以包括用于与计算设备30的用户交互的专用图形用户界面(GUI)。例如，处理器38被配置为经由用户界面36从用户接收指令和/或经由GUI在显示器34上显示信息。在本发明的一些实施方式中，应用服务器40例如经由安装在用户计算设备30上的软件应用与用户计算设备30和/或与筛查设备10通信。例如，至少一个处理器42被配置为经由用户界面36从用户接收指令和/或经由GUI在显示器34上显示信息。处理器38可以从应用服务器40和/或经由例如Google Play或iTunes等应用商店下载软件应用。应用服务器可以位于远程位置，例如安全云。在一些实施方式中，筛查设备10可以经由安全的互联网连接将数据(例如，由筛查设备10记录的数据)直接发送到云存储系统，而其间没有任何接口。可选地，筛查设备10的数据发送可以在数据获取之后立即或事后进行。

在一些实施方式中，安装在用户计算设备30上的软件应用是通用(非专用)的网络浏览器或网页界面或任何计算机程序，其使得能够下载和执行可以实现用户计算设备30和/或筛查设备10之间的控制和/或通信的计算机程序。例如，设备10可以通过在网页浏览器或其他计算机程序上执行的并且被设计为控制筛查设备10的网页/界面页面进行操作。一旦用户计算设备30与其通信，则可以由筛查设备10或由位于与用户计算设备30相关联的网络上的计算机来提供网页/界面页面。

在本发明的一些实施方式中，所安装的专用软件应用可以包括一种或多种用于控制筛查设备10以执行眼睛筛查的筛查协议。在一些实施方式中，通过专用应用，用户计算设备30可以将指令提供给处理器42，该处理器可以相应地控制筛查设备10。例如，筛查协议是指令的集合，根据该集合，筛查设备10以特定的空间和/或时间顺序模式、强度和/或持续时间向被检查的眼提供光刺激，如本文更详细地描述的。在本公开内容中，术语筛查协议和检查协议可互换使用。

在本发明的一些实施方式中，一旦专用软件应用被安装在用户计算设备30上，专用GUI可以提示用户注册到软件应用，例如，以设置用户账户。用户还可以通过跳过注册阶段来选择保持匿名。在一些示例中，在后一种情况下，仍然会向用户提供去标识的用户号码。例如，可以要求用户输入个人详细信息，例如姓名、联系信息、种族、年龄、地址、先前的视力病况史、当前和/或先前的医疗等等。具体地，可以要求用户输入关于其遭受过或仍然遭受的过去或当前的视觉或系统性病症和/或神经病况的详细信息，诸如白内障远视、近视、老花眼、散光、青光眼、糖尿病性视网膜病变、血管病况、眼或头部创伤、神经系统疾病(如认知障碍病况、帕金森病、糖尿病)等。例如，应用服务器40可以经由GUI接收由用户提供的信息，并且可以将与一个或多个用户个人细节相关联的一个或多个预定的和/或预编程的筛查协议下载到用户计算设备30。在一些实施方式中，应用服务器40可以从第三方(例如，健康专业人员)接收指令。例如，应用服务器40可以将由第三方规定的一个或多个筛查协议下载到用户计算设备30。健康专业人员可以位于远程位置，并提供指令和/或筛查协议，并经由与服务器40相关联和/或直接与筛查设备10和/或计算设备30相关联的远程诊断应用和/或系统的当前可用或以后开发的远程医疗，来接收这些执行的协议的结果。在一些实施方式中，筛查协议的定制也是可能的。光和眼运动筛查协议可以根据辐照度、光谱含量和时空动态进行定制。

在一些实施方式中，筛查设备10还可以并入快速响应(QR)码读取器或条形码读取器以用于患者/用户识别。然后，将用户标识与手持大小的筛查设备10所收集的数据一起发送到安全应用服务器或云。

现在参考图2，图2是根据本发明的一些实施方式的、用户在刺激协议被执行的同时用一只手保持筛查设备10并在刺激协议执行期间观看GUI的示意图。在一些实施方式中，可以阻挡不检验的眼睛，以避免由对光的同感性瞳孔反应引起的伪像。

用户可以在将筛查设备10保持在眼睛上之前或同时激活专用应用。用户计算设备30和/或应用服务器40可以从筛查设备10接收图像数据、视频数据或描绘用户眼睛的任何其他数字数据(如本文更详细地描述的)，并且经由GUI将图像、视频或任何其他数字信号呈现在屏幕34上。一旦准备好，例如当眼睛被正确地放置和/或用户经由GUI看到和/或接收到眼睛被正确地定位的指示时，用户计算设备30可以经由专用GUI接收命令以启动特定的筛查规程，和/或者可以将相应的执行指令提供给筛查设备10。在执行筛查规程期间，用户计算设备30和/或应用服务器40可以从筛查设备10接收描绘用户眼睛的图像数据(如本文更详细地描述的)、实时分析图像数据，和/或在显示器34上显示图像数据以及关于被检查的眼的视觉指示和/或筛查结果。因此，在一些情况下，用户可以在规程执行期间实时监测起眼睛的行为，以确保筛查设备10的正确定位。注意，在规程开始之前并且取决于所施行的规程的类型，筛查设备10或计算设备30可以向用户提供视觉或听觉的指示以使用户闭上不经受该规程的眼睛。对于一些规程，例如，当经由计算设备向被检验的用户提供视觉线索时，例如，当向被检验的用户显示图片以刺激认知反应时，不检查的眼睛保持张开。在一些实施方式中，计算设备30可以被正交地夹在筛查设备10的目镜20上或者被夹在所述设备10上的合适位置，以确保用户正在阅读或观看视觉线索。一旦规程完成，用户计算设备30可以在显示器34上呈现筛查结果，例如，连同对进一步动作的推荐。例如，在筛查结果暗示眼或神经功能失常的高风险的情况下，用户计算设备30可以呈现用户应该由专业人员检查的指示。可以提供附近专业人员的名单。

在本发明的一些实施方式中，用户可以用筛查设备10自我施行筛查设备10检验。在本发明的一些实施方式中，用户可以保持筛查设备10抵靠其眼睛并且例如通过在用户计算设备30上显示的GUI来启动检查协议。如图2所示，当由筛查设备10执行刺激协议时，用户可以用一只手保持筛查设备10，并在刺激协议执行期间观看用户计算设备30中的GUI。在用户计算设备30是移动设备和/或手持设备的情况下，用户可以在其自由手中保持计算设备30，同时另一只手保持筛查设备10。在其他情况下，用户可以在保持筛查设备10抵靠其眼睛时和/或在执行刺激协议期间观看台式显示器中的GUI。在操作中，由计算设备30提示被施行检验的用户何时闭上不检查的眼睛。因此，在计算设备30上的检查期间，可以实时看到并分析瞳孔参数和/或眼运动参数的变化。眼检验也可以由任何医疗保健提供者(例如眼科医生、神经科医生、全科医生、护士)或非医疗保健提供者人员(例如药剂师、医疗装备供应商、验光师、配镜师等)来施行。

进一步参考图3A，图3A是根据本发明的一些实施方式的，用于眼和/或神经筛查的筛查设备10的示意图。根据本发明的一些实施方式，筛查设备10是便携式手持设备，其被配置为对眼或神经病理学进行筛查。

筛查设备10可以包括壳体22和目镜20。壳体22的形状可以使得用户能够舒适地抓握，使得用户可以单手和/或无需医疗保健专业人员的帮助来使用筛查设备10。在一些实施方式中，壳体22包括管状光学刺激室23和操作室25。例如，光学刺激室23包含光学刺激组件，该光学刺激组装件包括例如照明面板14、象限分割组装件15、漫射器/滤光器/透镜保持器17和空隙室24。例如，光学刺激室23具有在远端的后壁，在其上可以安装照明面板14，以及空隙室24的开放近端，在其上可以安装目镜20。光学刺激组装件可以限定光学刺激通道，该光学刺激通道被配置为向用户的眼睛提供刺激照明，如本文更详细描述的。例如，照明面板14可以包括红色、绿色和蓝色(RGB)发光二极管(LED)或单色或多色照明源的任何其他合适的组合，如本文参考例如图6更详细地描述的。筛查设备10的尺寸可以被指定用于用户例如医疗保健提供者和/或患者的安全使用、高质量筛查和舒适的手持。筛查设备10的示例性尺寸在下文中参考图4A-图4E更详细地描述。

操作室25包含操作组装件，该操作组装件被配置成操作筛查设备10以捕获、检测和/或输出关于用户的眼睛对刺激的反应的数据。操作组装件可以包括红外(IR)相机11、IR光源12、IR滤光器13、网络接口16、可以配备有无线传输模块18和电源19的微控制器。IR相机11可以以一定角度定位，使得相机11的视线可以穿过IR滤光器13和空隙室24。IR光源12可以位于IR相机11的任一侧或围绕其光圈。空隙室24和管状光学刺激腔23内部的其他区域优选涂有高反射率的白色涂料。此类涂料可实现较小的光衰减和较宽的视网膜表面光覆盖范围。IR滤光器13可以位于IR相机11和/或IR光源12上方，例如，在空隙室24与IR相机11和/或IR光源12之间，例如由此通过抑制非IR光干扰来改善图像质量。示例性相机11可以包括例如至少5兆像素的分辨率、约0.25英寸的最大光学大小、f/1.8光圈、约3.6mm的可调节焦距、约75.7度的视角和/或约2592x 1944像素的静态图片分辨率。示例性相机11可以支持1080p(30fps)、720p(60fps)和VGA 640x480p(90fps)视频。在一些实施方式中，当眼睛面对筛查设备10的远端时，IR相机11的位置相对于用户/患者的眼睛可以成约60度的倾斜角。在一些实施方式中，IR相机11在相对于用户的眼睛的底部倾斜处的位置是优选的，因为当用户的眼睛面向前方时，用户的眼睛的上眼睑倾向于处于较低的位置。这样的IR相机11位置更可能在没有上眼睑干扰的情况下接收瞳孔的图像。

管状光学室23可以包括昏暗的RGB LED的第二照明面板(未示出)，其允许产生聚焦的固定点和聚焦的固定线索，从而引导各种类型的眼运动(扫视，追踪等)。第二照明面板可以位于面对图4E的目镜20的开口216的近侧，或在其他位置，使得筛查设备10的用户可以有视觉线索，使眼睛能够固定到照明的LED上。

电源19可以包括可更换的和/或可充电的电池，和/或用于从外部电源(未示出)输入电力的端口。例如，电源19可以包括锂电池，例如4.5伏可充电电池，并且/或者可以为微处理器18、相机11、IR光源12、面板14和/或任何其他合适的组件供电。壳体22可以包括接通/断开开关29(图1)，例如以将电源与筛查设备10的元件连接和/或断开。接通/断开开关还可以配备RGB LED，其将指示电池的状态以及设备的其他方面(已连接、未连接、ON、OFF、电量低等)。微控制器18可以控制例如照明面板14和/或面板14中包括的照明单元。在一些实施方式中，微控制器或板计算机18可以包括Raspberry PI Zero或Raspberry PI Zero-W控制器等，并且/或者可以通过Python脚本或任何其他合适类型的指令来操作。壳体22可以包括用于对电源19进行充电的充电模块和/或USB端口28。在一些实施方式中，壳体22还可以包括端口或插槽，该端口或插槽被配置为在其中容纳存储卡，例如安全数字(SD)卡。在一些实施方式中，微控制器18包括lGhz中央处理单元(CPU)、单核CPU、512MB随机存取存储器(RAM)、迷你高清晰度多媒体接口(HDMI)端口、通用串行总线(USB)便携式端口、微型USB电源端口、顶部附接硬件(HAT)兼容的40管脚接头、复合视频接头和/或重置接头，以及集成Wi-Fi模块中的至少一个。

现在参考图3B，图3B是根据本发明的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的示意性侧视图，其没有一半的壳体以使得能够看到内部组件。图3B图示了筛查设备10的组件的相对位置。如关于图3A所提到的，筛查设备10可以包括能够旋转的目镜20。筛查设备10还可以包括壳体22，其可以容纳内部组件，例如照明面板14、光学模块15，该光学模块可以包括透镜、漫射器和滤光器，如贯穿本公开内容所详述的。筛查设备10还可以包括充电模块35，该充电模块被配置为能够经由充电端口28对电源19进行充电或再充电。筛查设备10还可以包括用于***或放置存储卡例如SD存储卡的端口或插槽28A。筛查设备10可以包括激活端口29，该端口可以包括用于激活或停用筛查设备10的接通/断开按钮。筛查设备10可以包括相机11，该相机配置为捕获用户眼睛的图像。在一些实施方式中，相机11可以包括用于滤除非IR光的IR滤光器13，并因此能够在没有非IR光干扰的情况下捕获用户眼睛的IR图像。筛查设备10可以包括电路板32，所有电气组件(例如，相机11、激活开关29、SD卡插槽28A、电源19、照明面板14、充电模块35和充电端口28)通过电线连接至该电路板。在一些实施方式中，电路板32可以是印刷电路板(PCB)。

现在参考图3C-图3E，图3C-图3E分别是根据本公开发明的一些实施方式的，用于眼和/或神经筛查的示例性设备的光学模块、照明模块和电路的背面、正面和分解图的示意图。如图3C所示，照明模块或照明面板14可以经由电路32A连接到电路板32。筛查设备10的内部组件的前侧由图3D图示，其中可以定位可以包括IR滤光器13的相机11。图3E图示了光学模块15的分解图。光学模块15包括保持器17，该保持器是光学装置，例如一个或多个滤光器和/或漫射器和/或透镜，位于连接器214(图4D)之间，该连接器被配置为将目镜20物理地连接到壳体22和锥形管屏障152(图4D)。在一些实施方式中，保持器17之一还位于径向屏障翼153和径向屏障翼154(图4D)附近，如本文所详述的。图3E的分解图图示了IR照明源12及其相对于相机11的位置。在一些实施方式中，IR照明源12可以包括一个以上的照明源。通常，一个或多个IR照明源12位于相机11的***。

现在参考图3F，图3F是根据本发明的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的示例性设备的透视图的示意图。图3F图示了目镜20，可以通过该目镜注意到一些组件，例如，可以位于相机11(未示出)上方的IR滤光器13、位于IR滤光器13(和相机11)的侧面或***的IR照明源12，以及保持器17的光学元件之一，例如漫射器，滤镜或透镜。

进一步参考图4A-图4E，图4A-图4E是根据本发明的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的筛查设备10的各个视图的示意图。图4A图示了象限分割组装件15，其可以将光刺激通道划分为子通道。

分割组装件15可以包括例如径向屏障翼153和径向屏障翼154，其使得能够例如根据预定图案将光投射到眼睛的视网膜的特定部分。分割组装件15可以例如经由相应的子通道151a-151d单独地将光引导至眼睛的颞上、颞下、鼻下和鼻上部分，例如同时避开黄斑，或包括通过子通道151e对黄斑进行照明。分割屏障组装件15可以包括限定内部子通道151e的锥形管屏障152(在图4C和图4D中示出)。锥形管屏障152的直径可以朝向空隙室24减小，例如，可以在面向面板14的远端处最大而在面向空隙室24的近端处最小。分割屏障组装件15可以包括翼屏障，例如从圆锥形屏障152径向延伸的153和屏障154，其将光学刺激通道划分为***子通道。例如，屏障组装件15可以包括将光刺激通道划分为上部和下部的水平翼屏障153和将光刺激通道划分为颞和鼻部分的垂直翼屏障154。图4B示出了筛查设备10的后/背视图，示出了筛查设备10和端口28的圆形形状。

在本发明的一些实施方式中，如图4C-图4E所示，光学刺激室23可以包括至少一个插槽27，但优选地包括位于组装件15之前、之后和/或横跨组装件15的两个插槽27和31。一个或多个插槽27和31的宽度可以与保持器17的宽度匹配，以使得能够在一个或多个插槽27和31中***、移除和/或替换保持器17。在一些实施方式中，保持器17是光学装置，例如一个或多个滤光器和/或漫射器和/或透镜。一个或多个光学装置优选地位于一个或多个插槽27和31中。保持器17可以保持或用作滤光器和/或漫射器和/或透镜，面板14的照明可以从中穿过，以根据需要过滤和/或漫射该照明。保持器17和/或光学装置(如滤光器和/或漫射器和/或透镜)可以根据筛查协议的特定要求或所需的检查和/或设备预期用途进行更换。

在系统100的操作期间，用户可以保持筛查设备10抵靠其眼睛，例如，将目镜20的杯放置在他们的眼睛上，并且照明面板14可以通过光学刺激通道(例如通过组装件15、至少一个滤光器和/或漫射器和/或透镜，以及空隙室24)朝向目镜20的开口21以例如预定的图案和/或各种可选的图案提供光。一个或多个漫射器可以由保持器17保持，并且可以被放置在组装件15前面的一个或多个插槽27和31中，以便漫射离开组装件15的光。

如图4C和图4E进一步所示，优选地是不透光的目镜20可以包括眼支撑件212，用户的眼睛区域可以放置在该眼支撑件上(其中眼睛被定位成抵靠开口21)，以及连接器214，其被配置为将目镜20物理地连接到壳体22。IR光源12可以经由连接器214中的开口216和空隙室24，例如通过IR滤光器13，朝向开口21提供IR照明。眼支撑件212可以包括诸如橡胶或硅树脂等弹性体或任何其他合适的弹性材料，以使用户的眼睛舒适和/或光隔离地定位。眼支撑件212可以被配置为提供光隔离，例如使得经由开口21提供给用户的眼睛的光不会受到外部光的干扰。例如，眼支撑件212是不对称的杯形，使得当其放置在眼睛区域上方时，其形状符合眼睛区域并且/或者将眼睛区域与外部光隔离。例如，眼支撑件212包括在支撑件212的一侧延伸的唇缘213，使得眼支撑件212的杯形不对称。在一些实施方式中，眼支撑件212可以具有不透明的颜色，使得外部光不能通过其进入并且因此不干扰提供给用户的眼睛的光。

如图4D和图4E进一步所示，在本发明的一些实施方式中，目镜20可从壳体22移除，例如用于更换和/或清洁。目镜20的尺寸可以被设计和/或改变，以便能够适应用户的眼睛区域的大小和/或形状，和/或提供用户的眼睛与照明面板14之间的安全距离。例如，目镜20可以设置成各种尺寸，并且可以根据需要更换。

在一些实施方式中，目镜20可在壳体22中旋转至期望的取向，以适应用户的眼睛区域形状，该形状可能在用户之间变化和/或当在同一用户的左眼与右眼之间变换时变化。目镜20到例如前缀位置(未示出)的这种旋转还使得能够放置目镜20，使得在筛查设备10的操作期间最小量的外部光进入操作室25。期望限制进入操作室25的外部光的量最小，以使得在由筛查设备10施加给相同或不同用户的检验进行期间能够保持一致的光水平曝光。例如，连接器214可以包括至少一个开口216和与室23的开口匹配的一个或多个弧形突起，例如以通过将突起紧密配合地***室23中而实现可旋转的连接。例如，连接器214包括由相对的开口216隔开的两个相对的弧形突起。弧形突起之一在目镜20的与延伸唇缘213相同的一侧上，并且相对的开口216的方向垂直于延伸唇缘213所位于的方向。因此，例如，当支撑件212处于期望的取向时，例如，当延伸唇部213沿颞方向取向时，开口216之一位于垂直方向，从而使得能够经由开口216通过相机11捕获图像。在一些实施方式中，当支撑件212处于期望的取向时，开口216位于垂直翼154的方向上，并且唇缘213沿水平翼153的方向取向。

因此，如上所提及的，IR相机11可以以一定角度定位，使得相机11的视线可以穿过IR滤镜1、目镜20中的开口216和空隙室24。当用户的眼睛定位于目镜20上时，IR相机11可以捕获由IR光源12照射的眼睛的图像。例如，IR光源12可以包括IR发光二极管(LED)。例如，IR相机11被取向并聚焦以捕获眼睛和瞳孔的清晰图像。例如，操作室25包括具有以适当角度倾斜的表面的倾斜平台26，可以在其上安装相机11以从一定角度、从光学刺激通道下方和/或在不干扰和/或不阻挡照明面板14提供的光学刺激的情况下捕获图像。例如，根据筛查设备10的各个部分的确切尺寸，相机相对于刺激通道的方向的倾斜角可以在约30度至75度之间，或者在约40度至75度之间。

相机11沿着平台26的位置可以被调节，例如，用于焦点适配。平台26可以包括突起261，以限制相机11沿平台26的移动和/或提供相机11的最大焦距和/或最小焦距。例如，相机11可以在将刺激施加到眼睛时捕获眼睛的图像流，并且将图像、视频或任何其他数字信号的流传输到处理器42，该处理器可以分析图像流并检测瞳孔，如本文更详细描述的。

现在参考图5，图5是根据本发明的一些实施方式的、用于眼和/或神经筛查的筛查设备10的示意图。筛查设备10的尺寸可以被指定用于安全使用，高质量筛查和舒适的手持。例如，筛查设备10的重量可以小于600克，例如575克。例如，筛查设备10的尺寸可以被配置为使得能够舒适地用手抓握设备。在一些实施方式中，筛查设备10的高度和/或宽度可以小于10厘米，例如9.6厘米或8厘米。筛查设备10的长度可以在12-20厘米的范围内，但是根据精确范围，可以发生其他变化。在一些实施方式中，筛查设备10的长度可以是约17厘米。壳体20可以具有圆形的后手柄，以允许舒适的操作。

在一些示例性实施方式中，面板14与组装件15之间的距离d1可以是约4-5毫米，例如4.5毫米。在一些示例性实施方式中，面板14与滤光器之间的，由跨组装件15的第一保持器17保持的距离d2可以是约25毫米，例如24.5毫米。在一些示例性实施方式中，面板14与漫射器之间的，由组装件15前面的第二保持器17保持的距离d3可以是约45毫米，例如44.5毫米。在一些示例性实施方式中，在室23的远端处的面板14与室23的近端之间的距离d4可以是约85毫米，例如84.5毫米。在一些示例性实施方式中，锥形屏障152的内部最小直径d5可以是约12-16毫米，例如14毫米。在一些示例性实施方式中，组装件15前面的漫射器到眼支撑件212的边缘(例如在操作期间放置角膜之处)之间的平均距离d6可以是约55-65毫米，例如60毫米。在一些示例性实施方式中，目镜20的开口21和/或连接器214的内径d7可以是约45-55毫米，例如50毫米。在一些示例性实施方式中，室23的近端与眼支撑件212的边缘(例如在操作期间放置角膜之处)之间的平均距离d8可以是约18-22毫米，例如20毫米。在一些示例性实施方式中，眼支撑件212的外径d9可以是约66-70毫米，例如68毫米。在一些示例性实施方式中，眼支撑件212的边缘(例如在操作期间放置角膜之处)与延伸唇缘213的边缘之间的距离d10可以为约18-22毫米，例如19.8毫米。

设备10的各种元件在操作期间距角膜的距离，如距离d6、d8和/或d10，可以取决于用户的骨骼结构。例如，在距离d6为约55到65毫米，约50毫米的全视场盘状光可以直接激发42至49度的视野，而间接地，例如通过覆盖设备内部的高反射率涂料反射的光，可以刺激120到150度。通常，漫射器与用户的眼睛之间小于65毫米的距离d6阻止对固定区域的适应，从而能够监测对刺激的中性瞳孔反应，例如，不受适应的影响或影响很小。

现在参考图6，图6是示例性照明面板14的示意性俯视图。例如，照明面板14可以包括外部照明环141和内部照明集群145。在一些实施方式中，照明环141可以具有约50毫米的外径，而内部照明集群可以具有约15毫米的外径。例如，照明环141可以向***刺激子通道151a-151d(图4A)提供照明和/或用于刺激眼睛的***部分。例如，照明集群145可以向中央刺激子通道151e(图4A)提供照明和/或用于黄斑刺激。

照明环141可以包括布置成圆的多个照明源142，例如RGB LED。在本发明的一些实施方式中，每个照明源142和/或一组照明源142可由微控制器18例如基于从处理器42接收的指令来单独控制。例如，照明环141可以包括对应于由屏障集群15隔开的各个子通道的多组照明源142，例如，四组照明源。每个组可以包括将光投射到各个子通道中的照明源142。

内部照明集群145可以包括多个照明源146，例如，RGB LED。例如，集群145可以包括布置成圆的多个光源146，例如，其中光源146位于圆的中间。在一些实施方式中，例如，基于从处理器42接收的指令，光源146中的每个可单独控制和/或光源146可被微控制器18成组地控制。例如，照明源146可以例如经由中央子通道151e将光投射到开口21。

照明源146的彩色配置可以取决于多个单色LED的相应强度，其中每个光源146可以包括多个单色LED，如单色的红色、绿色和蓝色LED，其示例性光谱组成在图7A中示出。下表中详细列出了可以包括在照明源146中的单色LED的示例性技术特征：

颜色	波长(纳米)[范围]	半峰全宽的范围(纳米)	发光强度(毫烛光)
				红色	640[600-680]	10-40	550-700
绿色	523[500-555]	10-40	1100-1400
				蓝色	469[460-490]	10-40	200-400

所得的彩色配置可以包括多色组合，如白色、黄色、紫色、粉红色等，其示例性光谱组成在图7B-图7E中示出。

例如基于来自处理器42的指令，可以例如由微控制器18来控制单色LED的强度。每个LED 142和/或146的强度可以被控制为在0Log光子/cm2/秒至15.5Log光子/cm2/秒之间变化。例如，用户可以通过存储在计算设备30上的软件应用的GUI，经由应用服务器40的处理器42来控制照明源146的强度、光谱组成和/或图案。例如，为了对眼睛提供足够的刺激，可以控制每个照明源146的强度以连续地、顺序地或以上述任何组合地(可能适应于瞳孔大小)在6Log光子/cm2/秒到15.5Log光子/cm2/秒之间变化。在一些实施方式中，可以将额外的通道和照明源集成到照明面板14中，以允许特定的多色刺激，从而允许使用静默替代方法来隔离感光体。

现在进一步参考图8，图8是根据本发明的一些实施方式的，图示眼和/或神经筛查方法200的示意性流程图。应用服务器40的存储器44和/或计算设备30的存储器37可以存储可由处理器42和/或处理器38执行的代码指令。当执行时，代码指令可以使处理器42和/或处理器38以执行本文描述的方法200的操作。

如框210所示，处理器42和/或处理器38可以检测从IR相机11接收的图像数据中的瞳孔。如本文所述，IR相机11可以在将刺激施加到眼睛时捕获眼睛的图像流，并且将图像、视频或任何其他数字信号或数据的流传输到处理器42和/或处理器38，该处理器可以分析图像、视频或数字数据的流并检测瞳孔。

如框220所示，处理器42和/或处理器38可以例如基于在筛查规程期间瞳孔的大小和/或形状变化或眼运动的变化来收集瞳孔的关键参数，如本文详细所述的。瞳孔大小和/或眼位置的变化响应于以下之一而收集：由照明刺激传递的直接光刺激；对使用照明刺激(如图3的照明面板14)或使用显示器34经由计算设备30(图1)上的用户界面36的视觉线索的认知和注意力，例如，平稳地追求一系列彩色光象限、等照度光幻觉、面部表情、场景等；对使用可能位于筛查设备10或计算设备3上的扬声器(未示出)的听觉范例的认知和注意力，例如，怪球范式等。在提供这些线索期间实时监测眼运动和瞳孔大小将允许检测传入光和传出光的检测和传输路径中损伤的早期迹象；认知性自上而下的瞳孔大小控制的损伤；皮层和皮层下眼运动控制的损伤。

如框230所示，处理器42和/或处理器38可以分析所收集的参数，以便确定可能需要由健康专业人员检查的眼和/或神经异常的风险。如框240所示，处理器42和/或处理器38可以生成瞳孔图形轨迹以供经由专用GUI显示。瞳孔图形轨迹可以是瞳孔大小图形轨迹或眼运动图形轨迹，或者是包括以下参数列表中的至少一项的图形：瞳孔收缩的幅度、瞳孔收缩的延迟、瞳孔收缩的速率、基线瞳孔大小、瞳孔再扩张速率、照明后的瞳孔反应、瞳孔反应曲线下的面积，以及眼运动幅度、速度、峰值速度、在感兴趣区域中所花费的时间百分比、从瞳孔图经由机器学习计算的其他参数，以及眼动轨迹。如框250中所示，处理器42和/或处理器38可以输出筛查的结果，该筛查的结果可以包括针对将由用户执行的动作的建议和/或其他输出，如本文详细描述的。

现在参考图9A和图9B，图9A和图9B是根据本发明一些实施方式的GUI屏幕710和GUI屏幕720的示意图，其可以被显示在计算设备30的显示器34上。例如，通过GUI屏幕710，用户和/或保健专业人员可以通过在GUI 710上选择期望的配置来控制由面板14提供的照明刺激的配置，从而向处理器42和/或处理器38提供相应的指令。处理器42和/或处理器38可以将命令传达给微控制器18，该微控制器可以控制照明源146以根据所需的刺激配置来提供光。

例如，通过GUI屏幕710，用户可以例如通过向处理器42和/或处理器38提供指令来控制由光源142和/或146进行的空间图案照明，例如，通道151a-151e中操作的空间图案照明。例如，用户可以控制照明分布是象限(例如，经由通道151a-151d中的一个)、***的圆或半圆(例如，经由通道151a-151d中的全部或一些)、全视场(例如，经由所有通道151a-151e)、中心盘(例如，经由通道151e)和/或照明的任何其他合适的空间配置。例如，通过GUI屏幕710，用户可以控制照明源146的彩色配置，例如，可以选择操作通道151a-151e中每一个的刺激照明的颜色。处理器42可以将命令传达给微控制器18，该微控制器可以控制照明源146以根据所需的照明分布来提供光，例如通过仅操作面向所需通道的照明源146来进行。

例如，通过GUI屏幕710，用户可以单独地、成组地或一起地控制照明源142和/或146的照明持续时间、时间顺序图案、强度(从8.5log光子/cm²/s到15.5log光子/cm²/s)和/或闪烁频率(0.1Hz至18Hz)。如本文更详细描述的，应用服务器40可以接收、执行和/或存储预定义的刺激协议，包括例如被指定用于筛查特定疾病、病症或病况的某照明模式或一系列模式。通过GUI屏幕710，用户可以选择将由设备10执行的预定义的刺激协议。

预定义的刺激协议可以包括，例如，经验证对检验青光眼有效的逐渐的光照强度上升方案，例如，从约8.5log光子/cm²/s上升至14.5log光子/cm²/s。预定义的刺激协议可以包括例如先上升后下降的方案，反之亦然。预定义的刺激协议可以包括例如单个或一系列单色和/或多色闪光，例如各自约1ms至1s，并具有被校准为对用户安全的限定强度。预定义的刺激协议可以包括例如恒定强度的曝光，其中定义的强度被校准为对用户安全。预定义的刺激协议可以包括例如预定义和/或用户控制的空间照度分布，例如，全视场、***视场、象限视场或黄斑视场，例如中央视场。其他刺激协议可以包括例如逐渐的照明强度下降、照明闪烁和/或黑暗时段和/或在各象限和颜色之间或两者之间的逐渐照明变换。在一些实施方式中，例如，在选择预定义的协议之后，用户可以例如通过定制照明分布的光谱、空间和时间模式、闪烁频率和/或任何其他合适的定制化来定制照明协议的配置。

通过GUI屏幕720，处理器42和/或处理器38可以在由设备10施加的刺激期间向用户呈现由相机11捕获的用户眼睛的经处理图像，例如具有由处理器42生成的覆盖图，以示出眼睛对刺激的响应。例如，屏幕720可以包括眼睛的当前捕获的图像75(也在图10A中示出)，以及由处理器42计算的当前瞳孔轮廓覆盖图71，从而示出当前检测到的瞳孔轮廓。捕获的图像75可以是由IR相机11实时捕获的图像。IR相机11可以捕获并实时传输用户眼睛的图像、视频或任何其他数字信号至计算设备30。例如，处理器42和/或处理器38可以检测图像中瞳孔的轮廓和/或计算所检测的瞳孔的大小并在屏幕720上显示图像75，以及计算出的覆盖图，诸如瞳孔轮廓和/或大小值和/或位置。屏幕720可以包括在图像75上的附加覆盖图，诸如例如当前计算出的瞳孔大小的指示，例如瞳孔的水平和垂直半径或直径值或面积(例如以像素和/或毫米为单位)，和/或标记图像上感兴趣的检测面积或区域的框架72，例如图像上处理器42和/或处理器38在其中检测参数的面积。在一些实施方式中，检测区面积框架72在检查期间(例如在执行刺激协议时)以某种颜色显示，并且/或者在检查结束时可以改变其颜色。

在一些实施方式中，一旦在显示器34上准确地检测到瞳孔，就可以向用户或医疗保健专业人员提供听觉或视觉指示，指示他们可以按下可以启动瞳孔检查规程的开始按钮725或激活开关29(图1)。在一些实施方式中，一旦用户或医疗保健提供者看到眼睛被正确地定位，例如，看到显示器34上清楚地显示了瞳孔，他们可以按下可以启动检查规程开始按钮。在一些实施方式中，一旦用户或医疗保健提供者看到眼睛被正确地定位，例如，看到显示器34上清楚地显示了瞳孔，则一旦用户或医疗保健提供者按下可以启动检查规程的开始按钮，就可以提供用户应将不检验的眼睛闭上或保持睁开的指示。

在本发明的一些实施方式中，检查协议可以包括在其中执行期望/配置的刺激协议的刺激协议时段，在开始执行刺激协议之前的先前无刺激时段，和/或在刺激协议执行结束后的后续无刺激时段。相机11可以在先前无刺激时段中开始捕获图像并将图像传输到处理器42和/或处理器38，并且/或者在后续无刺激时段中继续捕获图像并将图像传输到处理器42和/或处理器38。例如，先前无刺激时段可以在刺激协议执行开始之前持续5至60秒。例如，在刺激协议执行结束之后，后续无刺激时段可以持续可变的时间量(例如10至60秒)。因此，在整个检查协议执行期间，处理器42和/或处理器38可以检测图像流中的瞳孔轮廓和/或大小，并且将图像流与相应的重叠瞳孔轮廓和/或大小值一起显示(例如，实时地)，例如如图10A所示。

在一些实施方式中，可以通过调节阈值参数(例如通过GUI)或改变处理器42和/或处理器38用于瞳孔检测的感兴趣区域来提高瞳孔检测的准确性。例如，准确性调节可以由用户在先前无刺激时段和/或后续无刺激时段中例如根据所显示的图像和相应的重叠瞳孔轮廓来执行。处理器42和/或处理器38可以通过GUI生成并呈现瞳孔度量图，该瞳孔度量图示出了作为曝光的函数的瞳孔收缩变化，例如，瞳孔直径根据光刺激的强度而变化，例如如图10B所示。例如，所呈现的图可以促进用户对瞳孔轮廓检测阈值和感兴趣区域选择的更好的细化。例如，在时间t，可以向眼睛提供一秒钟的刺激，如一秒钟的蓝色全视场闪烁或任何其他合适的刺激，从而产生由所生成的瞳孔度量图呈现出的瞳孔收缩。

处理器42和/或处理器38可以基于瞳孔大小值的时间顺序集合来获得瞳孔度量参数和/或眼运动，并且/或者生成瞳孔度量和/或眼运动图，每个瞳孔大小值对应于图像流中的另一图像。处理器42和/或处理器38可以通过从图像流中去除伪像(诸如在眨眼期间捕获的图像、模糊的图像、扭曲的图像，和/或处理器42和/或处理器38/无法用于计算瞳孔轮廓和/或大小的其他图像类型)来生成值的集合。例如，处理器42和/或处理器38可以对所检测的瞳孔的垂直和水平直径执行圆度质量控制规程，以便检测伪像。

处理器42和/或处理器38可以基于眼运动值的时间顺序集合来获得眼运动参数和/或生成眼运动图，每个眼运动值对应于图像流中的另一图像。这样的图可以提供关于在检查期间，和/或响应于在筛查或计算设备上显示的视觉刺激或图像，和/或与瞳孔大小值和/或瞳孔量度参数相关的眼睛移动的方向和距离的指示。

处理器42和/或处理器38可以分析瞳孔大小值的集合以收集瞳孔度量参数，诸如例如瞳孔收缩的幅度(相对于基线的百分比)、瞳孔收缩的延迟(毫秒)、瞳孔速度速率(％/秒)、基线瞳孔大小(毫米)、瞳孔再扩张速率(％/秒)、照明后瞳孔反应(％)和/或瞳孔反应曲线下的面积。

处理器42和/或处理器38可以分析其他参数，诸如瞳孔反应的持续时间、眨眼率、注视力丧失，以及眼动的幅度、延迟、增益、速度和峰值速度，以及在所呈现的刺激中在感兴趣区域所花费的时间百分比、眼运动、眼运动幅度、眼运动速度、眼运动峰值速度、在感兴趣区域中所花费的眼运动百分比时间、从瞳孔图经由机器学习计算的参数，以及眼动轨迹。处理器42和/或处理器38可以基于上述数值参数的分析变化来生成各种警报。

现在参考图11，图11是根据本发明的一些实施方式的，由处理器42和/或处理器38进行的用以获得瞳孔度量参数的示例性分析的示意图。例如，筛查设备10可以执行预定义和/或用户定义的上升检查协议。例如，检查协议可以包括10秒的先前无刺激时段，由灰色区域S表示的20秒的对数上升刺激协议，以及10秒的后续无刺激时段。例如，刺激协议可以包括将照明从8Log光子上升到14.5Log光子。曲线图90示出了在执行检查协议期间获得的瞳孔大小值的集合。基线瞳孔大小A可以用于将瞳孔直径测量值标准化，即从基线大小A以百分比计算瞳孔大小的变化，如曲线图90所示。基线瞳孔大小A可以是检查开始时和/或先前无刺激时段的瞳孔大小。在20秒的上升刺激协议结束时，瞳孔可能处于瞳孔大小为B的最大收缩状态。在后续无刺激时段内，瞳孔可以重新扩张为大小C。因此，从瞳孔大小值的集合，处理器42可以获得瞳孔度量参数，诸如收缩幅度91(以相对于基线的百分比为单位)、延迟L(以秒为单位)、收缩速率C(以％/秒为单位)和瞳孔再扩张速率R(％/秒)。

处理器42和/或处理器38可以分析这些参数中的至少一些以评估眼疾病或神经疾病的风险。例如，处理器42和/或处理器38可以基于这些参数中的至少一些来计算被检查的眼睛的瞳孔图形指数(Pix)值，该值表示被检查的眼睛的眼和神经学完整性，例如，用户出现眼和/或神经功能失常的可能性。可以例如通过执行分类引擎和/或基于所获得的参数与存储在数据库60(例如安全云数据库)中的参考数据的比较来计算Pix。

处理器42和/或处理器38可以生成绘制的瞳孔图形轨迹，例如，示出在执行检查协议期间瞳孔大小的变化的图形。处理器42和/或处理器38可以生成绘制的眼睛图形轨迹，例如，示出了在执行检查协议期间眼睛的运动的图。

现在参考图12，图12是根据本发明的一些实施方式的绘制的瞳孔图形轨迹的示意图。图12示出了与构成±95％CI的对照组的一组健康患者相比，患者中的示例性瞳孔图形轨迹。图12示出了红光刺激的瞳孔图形轨迹和蓝光刺激的瞳孔图形轨迹。深色区域表示存储在数据库60中的正常瞳孔度量数据，即具有低的眼和/或神经功能失常风险的用户的瞳孔度量数据。深色区域内的线表示正常瞳孔度量数据的平均值。深色区域外的线代表异常的瞳孔图形轨迹，其可能暗示眼和/或神经功能失常的高风险。处理器42和/或处理器38可以输出分析结果，包括绘制的瞳孔图形轨迹和/或可选含义。例如，如果结果暗示眼和/或神经功能失常的高风险，则处理器42和/或处理器38可以向用户提供指示，例如提醒用户向专业人员咨询的警报。

现在参考图13A-图13C，图13A-图13C分别是根据本公开内容的一些实施方式的，青光眼患者与一组健康对照相比、中度糖尿病性视网膜病变患者与一组健康对照相比，以及甲状腺眼疾病患者在类固醇治疗前后的瞳孔量度轨迹的示意图。根据图13A，提供了青光眼患者与一组健康对照相比的瞳孔量度轨迹的示例。健康对照组的人数为59人(n＝59；置信区间为±99％)。与健康对照相比，青光眼患者对蓝光和红光范例(在图13A的底部示出)的阶段性反应，例如，阶段性收缩1310和再扩张1314减少。另外，与对照组相比，青光眼患者中逐渐收缩1312的最大幅度更低。与健康对照相比，青光眼患者中逐渐收缩斜率1312和照明后瞳孔反应(PIPR)1316减弱。一旦用户的全部或大部分特征(即，阶段性收缩、逐渐收缩、再扩张和PIPR)与图13A所示的相似，特别是一旦上述特征与健康对照组相比更低，则可以通过安装在用户计算设备30上的专用软件应用提示患有可能未被诊断的青光眼的用户去寻求医疗保健提供者(例如青光眼专家)的医疗服务。即，本公开内容的筛查设备和系统可以用于监测眼部疾病的进展，并指示是否需要进一步的专业建议。

根据图13B，提供了中度糖尿病性视网膜病变(DR)患者与一组健康对照相比的瞳孔量度轨迹的示例。健康对照组的人数为59人(n＝59；置信区间为±99％)。与对照组相比，DR患者对蓝色和红色刺激的阶段性收缩反应(例如阶段性收缩1320)减少。另外，与对照组的最大值相比，DR患者中逐渐收缩1322的最大幅度更低。与健康对照相比，阶段性收缩斜率1322和PIPR 1326减弱。一旦用户的全部或大部分特征(即，阶段性收缩、逐渐收缩、再扩张和PIPR)与图13B所示的相似，特别是一旦上述特征与健康对照组相比更低，则可以通过安装在用户计算设备30上的专用软件提示患有可能未被诊断的DR的用户去寻求医疗保健提供者(例如青光眼专家)的医疗服务。即，本公开内容的筛查设备和系统可以用于监测眼部疾病的进展，并指示是否需要进一步的专业建议。

根据图13C，提供了在用类固醇治疗前后，甲状腺眼疾病(其可能通过压迫视神经而导致视力丧失)患者的瞳孔量度轨迹的示例。与一组健康对照组(n＝59；置信区间为±99％)相比，视神经压迫消除了对蓝色和红色刺激的瞳孔光反应。在用类固醇治疗后，患者恢复了视敏度，并且对蓝光和红光刺激的瞳孔光反应都得到改善。瞳孔光反应的改善，例如患者的光反应与对照组的光反应之间的差异在类固醇治疗后变小，是类固醇治疗成功的指标。即，本公开内容的筛查设备和系统可以用于评估眼完整性并监测眼和神经退行性疾病中的治疗功效。现在参考图14，图14是根据本发明一些实施方式的光传递协议的示意图。图14图示了用于检测诸如青光眼和糖尿病性视网膜病变等眼疾病的光传递协议。光传递协议包括第一(例如，蓝色)刺激1410和第二(例如，红色)刺激1420。图14中所示的协议进行的持续时间为30到60秒。该协议以5到15秒的黑暗时段开始，在此期间，用户的眼睛适应光线不足的情况。在黑暗时段之后，具有第一色度的光(例如，蓝色刺激1410)的快速出现1412可以包括光强度从零突然非常快速地增加到足以刺激视网膜视锥和视杆的中视光水平。突然的光强度增加1412之后可以使光强度的逐渐增加1414至较高的明视水平，该水平刺激内部视网膜中的光感受器(本征感光视网膜神经节细胞(ipRGC))。用户眼睛的曝光持续时间可以为1到10秒。在光偏移1416之后的10到20秒，可以遵循与第一色度的时间模式相似的时间模式来启动不同色度的另一光刺激(例如，红色刺激1420)。

在超过500名有或没有眼部疾病的参与者中评估了上文详述的预定义的光传递协议的版本。该协议包括10秒的初始暗适应时段，然后是蓝光(12Log/光子/cm2/sec)的急速出现，然后逐渐指数增加至14.5Log光子，持续10秒。蓝光偏移后二十秒，启动红光(12Log/光子/cm2/sec)的急速出现，然后逐渐指数增加至14.5Log光子，持续10秒，然后进行10秒钟的暗曝露(即无光曝光)。光的急速出现1412可以帮助评估快速的阶段性瞳孔反应(例如，阶段性收缩1310，图13A)，并且光的逐渐增加可以帮助评估持续的逐渐的瞳孔收缩(例如，逐渐收缩1312，图13A)。另外，图14的光范例可以在蓝光偏移1416之后引起持续的瞳孔收缩或照明后瞳孔反应(PIPR)，这是评估ipRGC和内部视网膜完整性的指标。这种新的范例或协议能够评估其他瞳孔量度特征，如相响应(例如，阶段性收缩1310，图13A)和PIPR(例如，图13A的PIPR1316)，这些在使用关于图11描述的光协议时无法检测到。另外，图14的这种新的光范例在检测瞳孔量度失调和眼部疾病如青光眼(见图13A)或糖尿病性视网膜病变(见图13B)方面产生了高准确性。

现在参考图15A至图15B，图15A至图15B是根据本发明的一些实施方式的，用于眼和/或神经筛查的包括夹式***的手持大小的设备的透视图和前视图的示意图。根据一些实施方式，作为手持设备例如手持式筛查设备10的替代，手持大小的筛查设备(例如设备1500)可以包括夹式***，以使得能够将设备1500固定附接至用户或医疗保健者的桌面或任何便携式眼科装置。例如，设备1500可以附接到桌子或桌台，或任何以下便携式眼科装置：屈光仪、光学相干断层扫描设备、眼底相机、裂隙灯检查装备、试镜架验光或在眼保健或医疗保健从业者的办公室可能出现的任何其他设备。筛查设备1500可以包括壳体1522和目镜1520，它们可以类似于手持式筛查设备10的那些。设备1500还可以包括夹式***1550，该夹式***可以经由半刚性电缆1540连接到壳体1522。在一些实施方式中，夹式***1550可以具有两个臂1550A和1550B，这两个臂被配置为保持或附接到桌台或桌子，使得桌台或桌子可以被保持在第一臂1550A与第二臂1550B之间。例如，第一臂1550A可以定位在桌台或桌子的边缘的上方，而第二臂1550B可以定位在桌台或桌子的边缘的下方。在其他实施方式中，夹式***1550可以包括其他固定配置。在一些实施方式中，电缆1540可以使得壳体1522能够移动和调节，从而与用户的位置相符，以便能够进行适当且方便的筛查过程。

现在参考图15C至图15D，图15C至图15D是根据本公开内容的一些实施方式的，用于眼和/或神经筛查的包括夹式***的手持大小的设备的透视图和前视图的示意图，包括内部组件。在一些实施方式中，壳体1522可以封装相机1511，该相机可以包括IR滤光器以及IR照明源1512。相机1511和IR照明源1512可以朝向目镜1520的开口倾斜。相机11可以被配置为捕获用户眼睛的图像。壳体1522还可以封装RGB或其他照明源，例如RGB LED 1542，它们可以被配置为在筛查或检查过程中刺激用户的眼睛。根据一些实施方式，RGB照明源142和RGB照明源146可以以分段的取向定位，如关于图6详细描述的。

在一些实施方式中，PCB 1529可以位于夹式***1550内，但在其他实施方式中，PCB 1529可以位于壳体1522内。在一些实施方式中，电子设备1529可以包括用于为设备1500的电源充电的充电端口。

根据一些实施方式，臂1550A可以包括孔，螺钉、螺栓、铆钉或其他紧固手段可以穿过该孔***，以便将夹式***1550紧固到桌台、桌子或任何便携式装置。应当注意，本公开内容中提及的任何筛查过程和任何结果，如瞳孔量度轨迹，都可以由手持式筛查设备(例如设备10)执行，或者可以由夹式手持大小的筛查设备(例如设备1500)执行。

根据一些实施方式，在按下筛查设备(例如筛查设备10)或者用户计算设备(例如设备30)上的按钮之后，可以容易地执行眼疾病和神经疾病的筛查。筛查过程可以监测、确定和启动几种与眼睛相关的数据分析功能，包括：瞳孔定位、瞳孔轮廓检测、光范例的发射、数据收集以及经由专用软件应用向安全云数据库(例如数据库60(图1))的数据传输。在一些实施方式中，视频或瞳孔量度轨迹的分析(例如，如图13A-图13C所示)可以由软件或通过云服务来即时进行，并且瞳孔特征，例如，以下任一项或其组合：瞳孔收缩的幅度、瞳孔收缩的延迟、瞳孔收缩的速率、基线瞳孔大小、瞳孔再扩张速率、照明后的瞳孔反应、瞳孔反应曲线下的面积、瞳孔反应的持续时间、眨眼率、注视力丧失、眼动幅度、眼动延迟、眼动增益、眼动速度、眼动的峰值速度、在所呈现的刺激中在感兴趣区域所花费的时间百分比、眼运动、眼运动幅度、眼运动速度、眼运动峰值速度、在感兴趣区域中所花费的眼运动时间百分比、从瞳孔图形经由机器学习计算的参数，以及眼动轨迹，可以与健康对照的数据库或患有眼部病况的其他患者的数据库相比较。

健康对照和其他患有类似疾病的患者的数据库可以存储在安全云数据库中的软件中。当前筛查的用户与健康对照(或其他患者)之间的比较结果可能引导用户寻求医疗服务。筛查设备或与筛查设备通信的用户计算设备可以提示文本消息和/或颜色指示，从而在检测到异常瞳孔反应的情况下(例如，通过分析图13A-图13C的曲线和图14)，通过不同的颜色指示不同的风险水平。例如，关于眼疾病风险的指示符可以包括，例如，可能如下显示的文本消息：“请去看眼科医生”。颜色指示可以包括颜色列表中的一种，每种颜色指示不同的风险水平，例如：红色可能表示高风险，亮橙色可能表示中等风险，而浅蓝色可能表示低风险。如果用户的眼睛对筛查过程的反应类似于健康对照的反应，则安装在用户计算设备(例如设备30)或筛查设备上的软件可能导致提示不存在风险的文字或颜色指示。例如，文本指示可以包括：“未疑似患有眼疾病”。该软件还可以提供在用户的位置附近的健康专家的列表，该列表可以呈现在用户的计算设备(例如设备30)上。

在本公开内容的一些实施方式的上下文中，以示例而非限制的方式，术语诸如“操作”或“执行”还分别暗示诸如“可操作”或“可执行”的能力。

除非以其他方式从上下文中可以明显看出，否则合并术语诸如“事物特性”表示事物的特性。

术语“处理器”或“计算机”或其系统在本文中用作本领域的普通上下文，诸如通用处理器，或便携式设备，如智能电话或平板计算机，或微处理器，或RISC处理器或DSP，其可能包括其他元件，例如存储器或通信端口。可选地或另外地，术语“处理器”或“计算机”或其派生词表示能够执行所提供的或并入的程序并且/或者能够控制和/或访问数据存储装置和/或其他装置(例如输入和输出端口)的装置。术语“处理器”或“计算机”还表示连接和/或链接和/或以其他方式通信的可能共享一个或多个其他资源(如存储器)的多个处理器或计算机。

术语“软件”、“程序”、“软件规程”或“规程”或“软件代码”或“代码”或“应用”可以根据其上下文互换使用，并表示一个或多个指令或指示符或用于执行通常表示算法和/或其他过程或方法的一系列操作的电子电路。程序存储在诸如RAM、ROM或盘等介质之中或之上，或者嵌入在可由诸如处理器或其他电路之类的装置访问和执行的电路中。处理器和程序可以至少部分地构成相同的装置，如电子门阵列，诸如FPGA或ASIC，其被设计为执行编程的操作序列，可选地包括处理器或其他电路或与之链接。

用于目标的术语“配置”和/或“适应”或其变型意味着使用至少设计和/或实现和/或能操作或可操作的软件和/或电子电路和/或辅助装置来实现该目标。

存储和/或包括程序和/或数据的设备构成制品。除非另有说明，否则程序和/或数据存储在非暂时性介质之中或之上。

在公开电气或电子装备的情况下，假定使用适当的电源对其进行操作。

流程图和框图图示了根据本公开主题的各个实施方式的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方式的架构、功能或操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以代表程序代码的模块、区段或部分，该程序代码包括用于实现指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。还应注意，在一些替代实现方式中，示出或描述的操作可以以不同的顺序或以组合的方式或作为并发操作而非顺序操作发生，以实现相同或等同的效果。

以下权利要求书中的所有装置或步骤加上功能元件的相应结构、材料、作用和等同物旨在包括用于与如具体要求保护的其他要求保护的元件组合地执行功能的任何结构、材料或作用。如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”还意图包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，术语“包括”、“包括”和/或“具有”以及这些术语的其他变形在本说明书中使用时，指明存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或增加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组。

除非另有说明，否则本文中使用的术语不应理解为限制性的，并且仅出于描述特定实施方式的目的，并且不旨在限制所公开的主题。尽管已经示出和描述了所公开的主题的某些实施方式，但是将清楚的是，本公开内容不限于本文描述的实施方式。不排除许多修改、改变、变化、替换和等同形式。