使用用于移动设备的附加结构的增强型动眼神经测试设备和方法

摘要

根据本公开的实施例，附加结构与移动设备通信以向移动设备提供补充特征，以便以高信噪比进行一个或多个动眼神经测试。附加结构包括刺激提供部分。加载在移动设备上的应用在进行动眼神经测试时协调移动设备与附加结构的交互。附加结构或移动设备中的至少一者包括红外(IR)传感器和至少一个IR照明器。

说明书

技术领域

本公开总体上涉及神经生理表现监测领域。更具体地，本公开涉及使用移动设备的附加结构的增强型动眼神经测试设备和方法。

背景技术

动眼神经复合体的功能提供了用于监测神经生理表现的成熟方法。已知的用于神经生理损伤检测的动眼神经测试包括：近点集合(NPC)、水平凝视眼球震颤(HGN)、瞳孔对光反射(PLR)检查等。这些测试在医疗方面的有效性已经采用高度准确、复杂且昂贵的设备在精心设计的科学实验中得到证实。然而，按照惯例，当临床金标准设备不可用而使用常见的先进方法时，这些测试经常不够准确，通常由训练有素的人类专家手动实施。在这个范围内，实施测试的人类专家基于受检者的表现进行主观判断，进而依据某种已知标准给出测试评分，以帮助进行诊断。后来，利用移动设备的最新技术发展来取代这种主观判断似乎是理想的。然而，尽管可穿戴移动设备在市场上越来越受欢迎，但是它们在实施目标动眼神经测试方面存在各种缺点，如下文部分中详细描述的。

发明内容

鉴于在本文所述的动眼神经测试中使用“裸”移动设备(没有必要的功能扩展)的缺点，本公开提供了一种使用移动设备的附加结构来进行增强型动眼神经测试的系统和方法。

根据本公开的实施例，附加结构与移动设备通信，以向移动设备提供补充特征，以进行一个或多个动眼神经测试。附加结构包括刺激提供部分以及附加传感器，使得即便在苛刻的环境光条件下也能收集更高质量的信号。在进行动眼神经测试时，加载在移动设备上的应用协调移动设备与附加结构的交互。附加结构或移动设备中的至少一者包括红外(IR)传感器和至少一个IR照明器(传感器和照明器两者都处于以大约850nm波长为中心的优选工作范围)。在进行以下具体实施方式之前，对贯穿本专利文件所使用的某些单词和短语的定义进行阐述可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其派生词意味着不限于包括；术语“或”是包括性的，意指和/或；短语“与……相关联”和“与其相关联”以及其派生词可以意指包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与……连接、耦接到或与……耦接、可与……通信、与……协作、交错、并置、在……附近、被绑定到或与……绑定、具有、具有……的性质等。当短语“……中的至少一个”与项目列表一起使用时意指可以使用这些列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅仅需要该列表中的一个项目。例如，“A、B以及C中的至少一个”包括以下组合中的任何一个：“A；B；C；A和B；A和C；B和C；以及A、B和C”。贯穿本专利文档提供了某些单词和短语的定义，本领域的普通技术人员应理解，在许多情况下(如果不是大多数情况下)，这样的定义适用于这样定义的单词和术语的先前以及未来的使用。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其特征，现在结合附图参考以下描述，在附图中：

图1A和图1B示出了根据本公开的实施例的集成设备；

图2示出了刺激的位置以及屏幕可以如何向受试者移动以进行近点或回缩点场景测试(如在NPC测试中)；

图3示出了根据结构的实施例的将图1A、图1B和图2的设备用于受试者的示例；

图4A、图4B和图4C图示了根据本公开的实施例的各种夹持器和可以利用的对应特征；

图5图示了根据本公开的实施例的捕捉受试者关于移动设备的距离的另一方面；

图6A和图6B为根据本公开的实施例的附加测量技术；

图7示出了根据本公开的特定实施例的说明可以用于通过通信网络促进(多个)端点之间的通信的通信系统的简化框图；

图8是通用计算机的实施例，其可以结合本公开的其他实施例使用，以执行任何上文提及的功能和/或用作用于(多个)端点的移动计算设备；以及

图9A和图9B示出了根据本公开的实施例的集成设备950的附加配置，其提供了图1A附加结构100的实施方式示例。

具体实施方式

本文描述的附图以及用于在本专利文档中描述本公开的原理的各种实施例仅仅是通过说明的方式给出，并且不应该以任何方式被理解为限制本公开的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何类型的适当布置的设备或系统中实施。另外地，附图不一定是按比例绘制的。

如前文所述，动眼神经复合体的功能提供了用于监测神经生理表现的成熟方法。已知的用于神经生理损伤检测的动眼神经测试包括：近点集合(NPC)、水平凝视眼球震颤(HGN)、瞳孔对光反射(PLR)检查等。这些测试在医疗方面的有效性已经采用高度准确、复杂且昂贵的设备在精心设计的科学实验中得到证实。然而，按照惯例，当临床金标准设备不可用而使用常见的先进方法时，这些测试经常不够准确，通常由训练有素的人类专家手动实施。在这个范围内，人类专家基于受检者的表现进行主观判断，进而依据某种已知标准给出测试评分，以帮助进行诊断。

移动设备正成为越来越强大的处理工具；然而，仅靠移动设备自身，仍然不足以进行可靠的动眼神经测试。作为非限制性示例，即使具有高清晰度相机(FHD-1920×1080像素分辨率或者甚至UHD-3840×2160像素分辨率)的移动设备也难以在弱光条件下捕捉眼睛运动。当这种移动设备试图添加光(例如，依靠闪光灯)来改善弱光条件时，长时间的光会使测试失真。光反射和闪光向普通光相机获得的图像增加了附加的噪声源。在另一种情况下，虽然某些移动设备可能具有红外特征，但是这种红外特征并非在眼睛标志提取的图像背景下设计的，因此不适合用于动眼神经测试。

鉴于这些困难，本公开的实施例提供了使用标准移动设备(如智能电话)进行的测试，必要时辅以与标准移动设备进行双向通信的附加结构。当与安装在移动设备上的应用组合时，组合设备使得能够准确且一致地实施已知提供了用于监测神经生理表现的成熟方法的动眼神经功能测试。特别地，具体实施例中的组合设备使得能够检测通过视觉轨迹跟踪、瞳孔测量、聚散度、眼睑震颤、眨眼指标(如眨眼率、持续时间、闭合速度等的平均值和方差)以及凝视眼球震颤试验测量的神经生理损伤。在某些实施例中，组合设备可以用于自动实施和有助于实施这些动眼神经测试，以检测由于吸入有毒物质(如药物和酒精)而导致的损伤，以及监测由于轻度创伤性脑损伤(如在运动性脑震荡中)和睡眠不足造成的损伤。虽然本文将描述某些损伤，但是应当理解，这些损伤旨在作为非限制性示例。本文中的相同公开内容也可以用于其他类型的损伤，包括那些与新兴科技和技术相关的损伤以及非神经相关损伤(例如，其他医学或生物学相关损伤)。此外，虽然提到了某些测试，但是也可以执行其他测试。

以下文献提供了用于确定是否存在某种情况的动眼神经测试和反馈的示例：

1.Kulkarni等人(2015).Ocular manifestations of head injury:a clinicalstudy[头部伤害导致的眼部表现：临床研究].Eye[眼]19(12):1257-63

2.Miller(2006)Neuro-ophthalmologic manifestations of psychogenicdisease[心因性疾病导致的神经眼科表现].Semin Neurol[神经学学术报告].26(3):310-20

3.Patel和Lundy(2002)Ocular manifestations of autoimmune disease[自身免疫性疾病导致的眼部表现].Am Fam Physician[美国家庭医生]15；66(6):991-8

4.Cohen等(1989)Convergence Insufficiency in Brain Injured Patients[脑损伤患者会聚功能不全].Brain Inj[脑损伤]：3:187-191。

5.Bruke等(1993)Convergence Insufficiency in Thyroid Eye Disease[甲状腺眼病导致的会聚功能不全].J Pediatr Ophthalmol Strabismus[小儿眼科与斜视杂志].30:127-129。

6.Biousse等(2004)Ophthalmologic features of Parkinson’s Disease[帕金森氏症的眼科特征].Neurology[神经病学]62:177-180。

7.Ciuffreda等(2017).Understanding the effects of mild traumatic braininjury on the pupillary light reflex[了解轻度创伤性脑损伤对瞳孔对光反射的影响].Concussion[脑震荡].2(3)。

8.Garner等(2018).Blink reflex parameters in baseline,active,and head-impact Division I athletes[一级联赛运动员基线、活动和头部撞击状态下的瞬目反射参数].Biomedical Engineering[生物医学工程学]。

9.Serra和Leigh(2002)Diagnostic value of nystagmus:spontaneous andinduced ocular oscillations[眼球震颤的诊断值：自发性和诱发性眼振荡].Journal ofNeurology,Neuros.&Psych.[神经学杂志，神经和心理学科].73:615-618。

10.Poynter(2017).Pupil-size asymmetry is a physiologic trait relatedto gender,attentional function,and personality[瞳孔大小不对称是一种与性别、注意功能和个性相关的生理特征].Laterality[偏侧性].22(6):654-670。

此外，尽管描述了这样的示例测试，但是其他测试——包括那些尚未开发的测试——可以从本公开中获得启发。

图1A和图1B示出了根据本公开的实施例的集成设备50。图1A是设备50的背面，所述背面面对进行测试的受试者，而图1B是设备的正面，所述正面面对运行测试的管理员。集成设备50包括移动设备60和附加结构100。

在特定配置中，移动设备60可以是可商购的智能电话，包括当前可从如苹果(例如，iPhone)、谷歌(例如，Pixel电话)、三星(例如，Galaxy电话)等制造商处获得的智能电话。在其他配置中，移动设备60可以包括其他商业设备，如iPad或平板电脑。此外，在特定配置中，移动设备60可以包括智能手表。参考图8描述了移动设备60的能力的一般描述，包括如处理器、相机、操作系统、RAM、通信能力等特征。

在该特定配置中，移动设备60是包括一个或多个相机62的智能电话。在该配置中，特定的一个或多个相机62是背面相机。还示出了移动设备的背面63。

附加结构100通常被设计成向移动设备60提供移动设备可能不具备的附加功能。虽然在特定配置中被描述为提供“附加”特征，但是在特定配置中，附加结构100也可以提供对于移动设备60的特征在技术上冗余的特征。这种冗余可以满足通用设计，以包括所使用的大多数移动设备不具备的特征，或者提供设备50正确操作所需的质量。下面将提供另外的示例。

如图1的配置所示，附加结构100包括屏幕110、IR传感器120和夹紧部分118。

左红外(IR)照明器112和右红外照明器113耦接至屏幕110，以照亮受试者的眼睛并进行适当地反射。这些IR照明器可以放置在附加110上的不同位置，或者耦接至屏幕110，作为刺激提供部分117。虽然仅示出了一个，但是多个刺激部分也可以沿着屏幕作为分立部分存在。刺激部分117可以在屏幕上产生运动点表示，例如，可以对所述运动点表示使用眼睛聚焦，如进一步讨论的。刺激部分117可以以任何合适的方式产生，包括分立的发光二极管。

同样，作为屏幕110的一部分或者耦接至屏幕110的是灯115，这将在下文进一步详细讨论。

IR传感器120捕获来自左红外IR照明器112和右红外照明器113的照明的反射。在某些配置中，IR传感器120是高清的。特别是，其分辨率为至少1920×1080像素。在其他配置中，分辨率可能更高。在典型的实施例中，传感器的最佳灵敏度在850nm波长处。

夹紧部分118通常提供夹持移动设备60部分的能力，从而允许附加结构110与移动设备之间互连。在一些配置中，可以利用任何合适的连接机制来促进电话的耦接。而且，在某些配置中，夹紧部分有助于处理集成设备50——包括有助于这种处理的任何合适的特征。作为一个非限制性示例，夹紧部分可以涂覆有允许更好抓握的材料。

虽然在图1中示出了一个特定的结构，但是下文的其他描述提供了用于将移动设备连接到附加结构的可替代耦接机构。

虽然本文已经描述了某些部件，但是在其他配置中，附加结构100可以包括更多或更少的部件。在某些配置中，附加结构100上的部件可以取决于移动设备60上的功能和/或部件，而在其他配置中，附加结构100上的部件可以不取决于移动设备60的特征。在后面的配置中，附加结构100可以具有对于移动设备60上某些特征是冗余的特征。作为非限制性示例，灯115对同样位于电话上的闪光灯而言可以是冗余的；然而，下文解释了这种感知冗余的原因。

作为夹紧部分118或附加结构110的一部分，更通常地，可以利用各种双向通信技术中的任一种来实现移动设备60与附加结构100之间的双向通信。非限制性示例技术包括蓝牙、Wifi、有线(例如，USB-C)等。在审阅了本公开之后，适合于每种技术的其他部件将变得显而易见。

尽管在此未明确示出，但是附加结构110的某些配置可以另外包括电源(例如，电池或其他能量存储装置)。在其他配置中，附加结构110可以主要地从移动设备60接收电力。作为非限制性示例，附加结构110可以通过其与移动设备60的USB-C连接来接收电力。替代性地，可以利用其他方式为附加结构供电。

在一般操作中，附加结构110与移动设备60之间存在双向通信——来回传递指示和信息以进行动眼神经测试。作为示例，一方面，移动设备60向附加结构110提供关于刺激的定时和速度的指令，并且从附加结构向移动设备返回IR传感器信息。虽然可以在移动设备60上在本地进行处理，但是在其他配置中，移动设备60可以使用移动设备60的通信能力将一些处理、不将处理或将全部处理卸载到远程设备(例如，服务器)。参考图7描述了非限制性示例通信。

虽然将参考某些实施例描述某些传感器，但是也可以替代性地使用其他传感器。例如，如下所述，可以利用飞行时间(ToF)相机。也可以利用LIDAR系统(包括相关联的传感器)。在仍旧在本公开的范围内的同时，还可以替代性地使用其他传感器，包括但不限于与摄影测量相关联的传感器。

参考图1B，移动设备60的正面65可以供测试的管理员使用。在特定配置中，应用或“app”可以被加载到移动设备60上，并允许管理员在不同测试的管理中与移动设备60的典型触摸屏特征进行交互。这样的app可以通过如Google Play、Apple应用商店或其他应用商店等应用商店进行加载。在特定配置中，可以向管理员提供关于下一步需要做什么的指令。或者，如果没有获得合适的读数，则指示重复测试。刺激117可以至少具有显露出的褪色部分，以允许管理员看到刺激的位置。然而，两侧的刺激117不需要相同——仅作为图1B一侧的指示器。

安装在电话上的app可以与账户相对应，其中可以通过简单地登录(或适当地认证)账户来(例如，在不同的移动设备60上)存储和调取信息。任何合适的认证协议都可以用于这样的实施例。

在特定配置中，正在进行的部分或全部测试可以是自动的。特别地，管理员在app中选择要执行的特定测试后，可以用移动设备以自动预配置的方式发起测试。在特定配置中，为了准确性和一致性，可以优选自动模式。例如，管理员可以简单地点击“开始测试”按钮，让系统自行完成其工作，无需管理员主观解读。这种配置对于需要少量或无需培训便能开始管理测试的新用户可能特别有帮助。此外，在特定配置中，测试可能需要很少或根本不需要人工干预。在自动化测试中，使用从眼睛测量接收的动态反馈，在参与者眼睛校准阶段完成后，运动点可以开始移动。当需要更仔细地检查眼睛的某种运动时，应用可以改变运动点表示的速度和运动。

在自动化操作中，用于改变测试的动态反馈的处理可以以本地、远程或两者组合的方式执行。

在其他配置中，可以允许管理员使用正面65上的虚拟触摸屏滑块或者通过触摸屏幕背面来根据需要移动各点。在这种配置中，经验丰富的药品识别评估员(DRE)可能希望对测试过程有更多的控制。

根据一个非限制性示例，附加设备可以具有以下规格。虽然提供了这样的示例规范，但是应该清楚地理解，本公开不局限于这样的示例。可以使用不同的规格，包括比所提供的数值更大或更小的规格。本公开不应被解释为局限于这样的示例。

屏幕110的长度可以是大约60cm，每侧(左侧和右侧)跟踪距离在水平上达到30cm。假设设备50被保持在距离受检者30cm处，对于水平凝视眼球震颤(HGN)测试，将形成45度角。

屏幕110的宽度可以为约1cm。这样的宽度可以方便清楚看到点(由led构成)以预先配置的速度从边缘水平移动到边缘。点的直径可以为约0.5cm，并且颜色为绿色。替代性地，可以使用其他颜色。

在自动模式下，测试的完整周期(例如，点从中心一直移动到左侧，回到中心，然后一直移动到右侧，最后回到中心的一个完整的移动)可以在大约5秒内完成。然而，周期的定时可以是可配置的。此外，如上文所提及的，在特定配置中，测试可以是手动的。

附加结构100的厚度可以为约0.5cm，提供坚固性并防止附加结构100弯曲或断裂。

灯115可以被设计用于优化的瞳孔对光反射(PLR)相关的闪光，使得瞳孔对刺激有清晰的反应，但是不会对参与者的眼睛造成任何长期损害。

在特定配置中，设备的部分可以是可折叠的，以方便携带。出于近点集合(NPG)测试目的，屏幕110的片段能够垂直倾斜(面向受检者)，有利于近点或回缩点场景(如图2所示)。

图2示出了刺激117的位置，以及屏幕110可以如何向受试者移动以进行近点或回缩点场景测试。以与屏幕110的移动类似的方式，在特定配置中，屏幕110可以折叠以便储存。这种折叠可以以任何合适的方式进行。

图3示出了根据结构的实施例的将图1A、图1B和图2的设备用于受试者200的示例。灯115可以是明亮的发光二极管。这种灯115可以便于PLR测试。在特定配置中，450nm波长的光使用时长可以为大约一秒。在其他配置中，可以使用不同波长和不同定时。

IR传感器120和IR照明器112、113的使用将能够克服智能电话普通光相机的限制，这些限制涉及：动态照明条件(亮度、背光、反射)、深色眼睛(某些用户缺乏对比度)、动态背景等。

提供这样的特征允许设备50受益于用高分辨率IR相机捕获图像，以便应用全脸和眼睛图像处理技术，以及已知的面向IR的瞳孔提取方法。

在操作上，由IR传感器120捕获的信息可以单独用于检测眼睛运动。在这样的配置中，移动设备60的一个或多个相机62仍然可以用于对准和测试。在其他配置中，可以通过IR传感器120和移动设备60的一个或多个相机62的组合来检测眼睛运动。虽然在该配置中示出了一个IR传感器120，但是在其他配置中可以使用多于一个IR传感器。此外，如本文所述，不同类型的传感器和/或相机可以存在于附加结构100或移动设备60上。

根据本公开的实施例，以下是可以由集成设备50进行的非限制性示例动眼神经测试。而这种测试是示例，本文的集成设备(包括集成设备50)可以用于其他测试，包括随后开发的后续测试。

水平凝视眼球震颤(HGN)是两相眼振荡，交替出现一个方向的缓慢眼睛运动或平滑追踪和另一个方向的快速急动眼睛运动或扫视运动。慢相眼睛运动(SPEV)的速度和快相眼睛速度(FPEV)彼此相关，并且可以视为是对系统刺激/响应效率的测量。特定实施例也可以使用竖直凝视眼球震颤(VGN)测试。

近点集合(NPC)通过测试眼睛前方物体(如手指或铅笔)上越来越近的凝视点，直到一只眼睛不再能够注视所述物体，来提供追踪集合的测量。因此，这个点是集合近点。正常眼睛的正常集合近点为约6-10cm，但是集合恢复点(CRP)通常延伸至15cm。如果NPC超过10cm，则有集合不理想的迹象。对于NPC、CPR，标注了结果；例如，NPC7cm，CRP 12cm。

瞳孔对光反射(PLR)通过两个瞳孔响应于限时光刺激的开始而进行的系统性收缩然后在刺激偏移后出现不应期的扩张而定义。瞳孔大小必须在特定的时间范围内发生显著改变，并且双眼中均应发生改变。在急性脑损伤患者的管理和预后中，PLR是一种成熟的测量方法，结合其他临床参数，如年龄、致伤方式和格拉斯哥昏迷评分[79-81]。典型的光刺激参数是白光(多色)或蓝光(波长为465nm)，持续时间为1s，典型亮度为0.001坎德拉/平方米(cd/m2)。[参考：Kelbsch等人.(2019)Standards in Pupillography[瞳孔描记标准].Frontiers in Neurology[神经病学前沿].10:129.]

在特定的应用中，例如在体育运动中使用的那些应用中，电话的相机特征可以用于为特定用户创建基线简档。可以手动选择用户身份、面部识别(和匹配——例如，使用相机)用户身份、指纹生物识别用户身份或者通过虹膜识别匹配用户身份。可以执行动眼神经测试来创建和存储(本地或远程，例如在云中)特定受试者的基线。然后，例如，当出现脑损伤(例如，疑似脑震荡)时，可以再次测试同一受试者——调用基线存储事件——并将新的神经生理学结果与基线结果进行比较。由于其与远程计算机的互连，用户可以简单地使用任何合适的移动设备(例如，移动设备60)，登录到账户以调用数据，并捆绑附加仪器以快速执行对事件侧线的测试。

在另一个应用中，例如，用于检测药物损伤的动眼神经测试，额外的特征允许在多样化环境中(例如，夜间)进行测试。可以仅仅向警官提供附加结构100，所述附加结构具有用于适配在如电话或平板电脑(例如，iPad)等现有移动设备上的对应应用。除了动眼神经测试本身之外，可以使用移动设备60的视频特征来捕获测试的记录(例如，证据)。测试结果和视频证据都可以存储在本地或上传到云端(例如，远程服务器)供以后使用。

在特定配置中，如本文所提及的，如由药品识别评估员(DRE)使用的，DRE可能希望手动控制刺激。因此，DRE可以手动控制刺激的速度和位置，而非自动进行某些测试。在使用屏幕(设备110)的情况下，这可以使用例如用于NPC或HGN测试的管理屏幕上的滑块来完成。

在特定配置中，来自一个受试者或多个受试者的多个测试的数据的集合可以被交叉引用，以确定与不同状况相关联的模式——以加强状况的检测或用于进一步研究。

在不同类型的用例中，应用可以根据需要向管理员提供即时反馈作为条件(例如，疑似脑震荡、检测到药物等)。如果除了移动设备所提供的处理能力之外还需要额外的处理能力，则反馈可以根据需要咨询云计算(潜在地应用机器学习模型的预测)。本领域的普通技术人员将认识到本地计算与云计算之间的收益-成本分析。作为非限制性示例，云计算提供了更多处理能力，但是可能需要更长的访问时间。不管云计算是否用于即时反馈，在测试之后，结果可以稍后被发送到远程计算机(例如，云)以供存储和/或稍后分析。作为存储示例，后续测试可能揭示对于脑震荡用户来说非常特殊的直接条件。这种信息可以用于训练机器学习模型，以便随后在用户特定基础上用作脑震荡指示。

图4A、图4B和图4C图示了根据本公开的实施例的各种夹持器和可以利用的对应特征。虽然示出了这样的夹持器，但是应当理解，可以另外使用其他夹持器，并且这些夹持器可以从本公开的实施例中获得启发。

参考4A，所示出的移动设备60A被示出为倾斜的。作为附加结构100A的一部分，为管理员提供夹持器或手柄，以便于稳定的姿势并方便地管理测试。

参考图4B，移动设备60B安装在包括万向设备的附加结构100B上，以保持移动设备稳定，即时通过小幅移动。万向设备可以支持移动设备的竖直和水平定位。在特定配置中，万向节可以被机械操作以保持这种稳定性。而且，根据某些配置，测试的受试者可以被选为主动跟踪物体——与机械万向节进行通信反馈，以确保物体始终在焦点上。参考图4C，正面屏幕65上示出了这样的特征选择。具体地，受试者200的面部被选择(如围绕该面部的括号所指示的)，并且机械万向节保持括号内面部聚焦——即使通过移动设备的轻微移动。中国深圳的DJI以名称OSMO MOBILE出售示例机械万向设备，设备接收移动设备并具有主动跟踪特征。也可以替代性地使用其他万向设备或机械稳定器。

可以从移动设备的一个或多个相机、IR传感器、另一个传感器或前述各项的组合获得用于万向设备的反馈。

图5图示了根据本公开的实施例的参照移动设备捕捉受试者的距离的另一方面。图5图示了可以如何使用至少两个图像传感器191、192对到受试者200的图像距离进行三角测量。在特定配置中，来自移动设备的集成相机和IR传感器(彼此相距已知距离)可用于确定受试者的距离。在具有多个相机的较新的移动设备中，可以利用这种使用自身传感器测定距离的移动设备的集成功能。作为非限制性示例，这种移动设备上较新的应用具有测量特征，例如以使用内置传感器来测量对象之间的距离。也可以使用电话的这些特征(如果移动设备上存在这些特征的话)。

在替代性配置中，可以利用飞行时间(ToF)相机——从移动设备内置特征获得或者使用来自附加结构的一个相机。ToF相机传感器制造商/设备包括但不限于AMS/Heptagon、TeraRanger One、ASC TigerCub、Riegl以及Lucid/Helios。

像感测到测试的受试者200的距离一样，某些配置可以使用相同的传感器(移动设备中的传感器和具有附加结构的新增传感器的组合)来类似地测量刺激笔(或刺激光笔)与设备的距离，以便理解被测量的眼睛的相对角度。在这种配置中，可以不使用如图1A、图1B、图2和图3所描述的屏幕。

可以在某些配置中使用的另一个传感器是使用鱼眼效果来捕捉大面积的一个或多个360度相机。这种相机在某些配置中可以具有双重目的，捕获刺激笔和受试者——用于距离确定。示例小型360度相机由中国深圳Insta360以名称INSTA360出售。

图6A和图6B图示了根据本公开的实施例的附加测量技术。图6A和图6B示出了使用传播电磁波来例如三角测量和检测物体(例如，刺激笔198)与测试的受试者之间的距离和相对角度(例如，使用可以放置在测试的受试者200鼻子上的发射器199)。

虽然一个天线可以确定距离，但两个或三个(或甚至四个)天线可以更好的近似。三个或如图6A和图6B所示。天线本身可以完全位于附加结构中，或者至少一些可以在移动设备的天线上。本领域普通技术人员将认识到由三个独立的天线传播和接收的相同信号可以如何用于确定距离和方向。这种技术通常用于更大规模的GPS和蜂窝塔三角测量。这里，相同技术用于更小规模的三角测量，以达到毫米级准确度。

利用如图所示的配置，所有三项(设备、受试者和刺激)在三维空间中随着时间相对于彼此是已知的，并且可以与眼睛的运动相关联。

在特定配置中，可以对本文描述的不同技术进行组合。

图7是图示了可以用于促进本文的通信的通信系统700的简化框图。与通信相关联的每一项通常被描述为端点710、720，端点710、720通过路径或通信网络730进行通信。参考上述附图，一个端点可以是移动设备，而另一个端点可以是附加结构。同样，一个端点可以是移动设备，而另一个端点可以是云计算处理器、存储设备或两者。

当提及通信时，例如，示出箭头或“云”或“网络”，任何这样的通信可以以下述方式或其他方式发生。或者，通信可以以本地方式进行，其中，例如可以通过USB-C或蓝牙进行。同样，端点通常可以对应于所描述的任何两个特定部件(或部件组合)以及另一个部件或部件组合。

如本文所使用的，“端点”通常可以指通常可操作以与另一个端点通信和/或向另一个端点发送信息的任何物体、设备、软件或前述各项的任何组合。在某些配置中，(多个)端点可以代表用户，用户进而可以指代表人的用户简档。用户简档可以包括例如字符串、用户名、密码、其他用户信息或前述各项的任何组合。另外地，(多个)端点可以表示包括可操作以通过通信路径或网络730进行通信的任何硬件、软件、固件或前述各项的组合的设备。

(多个)端点的示例包括但不一定限于本文描述的那些设备、一个或多个计算机(包括服务器、应用服务器、企业服务器、台式计算机、膝上型计算机、上网本、平板计算机(例如，IPAD)、交换机、移动电话(例如，包括IPHONE和安卓电话)、网络电视、网络手表、网络眼镜、网络光盘播放器、云计算网络中的部件、或者适合于向通信路径或网络730传送信息以及从中接收信息的任何其他设备或这种设备的部件。端点可以支持因特网协议(IP)或其他适合的通信协议。在特定配置中，端点可以另外包括符合IEEE801.11的媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)接口。如果端点是设备，则设备可以具有如MAC地址等设备标识符，并且可以具有描述设备的设备简档。在端点代表设备的某些配置中，这种设备可以具有在被激活时可以选择性地与某些其他端点通信的各种应用或“app”。

通信路径或网络730以及到通信路径或网络730的链路715、725可以包括但不限于公共或专用数据网络；局域网(LAN)；城域网(MAN)；广域网(WAN)；有线或无线网络(WIFI、GSM、CDMA、LTE、WIMAX、蓝牙等)；本地、区域或全球通信网络；云计算网络的各部分；用于系统各部件的通信总线；光网络；卫星网络；企业内部网；其他合适的通信链路；或者前述各项的任何组合。在阅读了本说明书之后，对于本领域普通技术人员来说，另外的通信方法将变得显而易见。在特定配置中，在一个端点和另一个端点之间传送的信息可以利用不同类型的通信通过异构路径来传送。另外地，在被中继到最终端点之前，某些信息可以从一个端点传播到一个或多个中间端点。在这种信息传送期间，信息的选择部分可能不会被进一步传送。另外地，中间端点可以添加附加信息。

尽管端点通常表现为在单个位置，但是(多个)端点例如在云计算场景中可以在地理上分散。在这种云计算场景中，端点可以在备份期间转移硬件。如本文档所使用的，“每个”可以指集合的每个构件或者集合的子集的每个构件。

当(多个)端点710、730彼此之间的通信时，可以利用各种安全方案中的任何一种。作为示例，在特定实施例中，(多个)端点720可以代表客户端，并且(多个)端点730可以代表客户端-服务器架构中的服务器。一个和/或多个服务器可以托管网站。而且，网站可以设有注册过程，用户借助注册过程建立用户名和密码以进行认证或登录到网站。网站可以另外利用网络应用来实现可能需要提供给网站以供用户使用的任何特定应用或特征。

本文公开的各种实施例可以从上文提及的通信系统或其他通信系统获得启发。

图8是通用计算机810的实施例，其可以结合本公开的其他实施例使用，以执行任何上文提及的功能和/或用作(多个)端点710和(多个)端点720的计算设备。

通用计算机810通常可以适用于运行任何已知的OS2、UNIX、Mac-OS、Linux、安卓和/或Windows操作系统或其他操作系统。该实施例中的通用计算机810包括处理器812、随机存取存储器(RAM)814、只读存储器(ROM)816、输入设备818、一个或多个相机824、输入设备820、传感器822、显示器826和通信链路928。在其他实施例中，通用计算机810可以包括更多、更少或其他组成部分。本公开的实施例可以包括程序，程序可以存储在RAM 814、ROM816或其他存储设备中，并且可以由处理器812执行，以便执行本文描述的功能。通信链路828可以连接到计算机网络或各种其他通信平台，包括但不限于公共或专用数据网络；局域网(LAN)；城域网(MAN)；广域网(WAN)；有线或无线网络；本地、区域或全球通信网络；光网络；卫星网络；企业内部网；其他合适的通信链路；或者前述各项的任何组合。在某些配置中，可以使用天线。

相机可以包括各种类型的相机——用于捕捉图像或红外反射。传感器可以包括用于捕获环境参数或其他项以供处理和反馈的任何合适的传感器。

输入设备820可以包括与显示器826、键盘、鼠标或其他输入设备相关联的战术输入设备。

尽管图8提供了可以与本公开中其他实施例一起使用的计算机的一个实施例，但是这种其他实施例可以另外使用除通用计算机之外的计算机以及不具备传统操作系统的通用计算机。另外地，本公开的实施例还可以采用多个通用计算机810或在计算机网络中联网在一起的其他计算机。计算机810可以是服务器或其他类型的计算设备。最常见的是，多个通用计算机810或其他计算机可以通过因特网和/或在客户端服务器网络中联网。本公开的实施例也可以与各自通过专用或公共网络链接在一起的独立计算机网络的组合一起使用。

本公开的若干实施例可以包括介质中包含的逻辑。在图87的实施例中，逻辑包括可在通用计算机810上执行的计算机软件。介质可以包括RAM 814、ROM 816或其他存储结构。在其他实施例中，逻辑可以包含在硬件配置或软件和硬件配置的组合中。

在不脱离本公开的范围的情况下，逻辑也可以嵌入任何其他合适的介质中。

图9A和图9B示出了根据本公开实施例的集成设备950的附加配置。集成设备950可以包括类似于以上参考图1A和图1B描述的特征，包括附加结构900、移动设备960、夹紧部分918、IR传感器920和灯915。集成设备900可以以与上述集成设备50类似的方式操作，包括使用加载在移动设备上的应用。

另外地，在操作上，集成设备950可以根据本文描述的任何配置来操作。具体参照图5、图6A和图6B，所提及的传感器和/或天线可以并入附加结构900的任何部分中。类似地，可以使用刺激笔198。或者，可以使用屏幕110。然而，替代性地，可以使用与移动设备960或附加结构900通信的其他刺激物体。合适的通信包括但不限于蓝牙和Wi-Fi。本文描述了也可以使用的其他方法，以供参考。

应当理解，没有详细描述众所周知的过程，为了简洁起见，省略了这些过程。尽管已经描述了具体的步骤、结构和材料，但是本公开不限于这些细节，并且如本领域技术人员所熟知的，可以使用其他步骤、结构和材料替代，并且各步骤不一定按照所示的顺序执行。

虽然本公开已经描述了某些实施例和通常相关的方法，但是这些实施例和方法的改变和置换对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，示例实施例的以上描述并不限定或限制本公开。在不脱离由权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，其他改变、替换和变更也是可能的。