[发明专利]一种人眼像差校正对比度响应函数（CRF）测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有人眼像差校正的对比度响应函数(Contrast response function,CRF)测试装置，该系统具有人眼像差测量、矫正、视功能测试多重功能，是一种通过自适应光学系统校正人眼像差获得精细视觉刺激，在此基础上对人眼进行CRF测试，从而有效研究人眼视觉机制的光学仪器。 

背景技术

CRF是contrast response function的缩写，意思是对比度响应函数，表达式为：R＝R_maxCⁿ/(Cⁿ+Cⁿ₅₀)，其中R：神经元的响应；C：对比度；R_max：最大可达到响应；C₅₀：响应达到最大值一半时的对比度；n：CRF曲线斜率。 

CRF最早是由Chandler于1965年提出，后来在1982年被Albrecht和Hamilton发现可以用于描述猫和猴子大脑条纹皮层上的大部分简单细胞和复杂细胞的对比度响应关系，即表示目标刺激的对比度与动物初级视皮层上视觉神经细胞突触之间的一个非线性关系。CRF是视觉研究中的一个重要函数，反映了不同的视标对比度下，初级视觉皮层接受视标图像、处理视觉信息的性能，是视功能的一个重要衡量指标，被广泛应用于视觉不同状态(如，注意(attention)或适应(adaption))和视觉机制研究的相关领域。 

目前国际上测试CRF函数主要有两种方式：一种是运用神经生理学方法[(Sclar,lennie,&Depriest,Contrast adaptation in striate cortex of macaque,Vision research,1989)；(Albrecht,Geisler,Frazor,&Crane,Visual cortex neurons of monkeys and cats:temporal dynamics of the contrast response function,Journal of Neurophysiology,2002)；(Lu&Roe,Optical imaging of contrast response in macaque monkey V1 and V2,Cerebral Cortex,2007)]；另一种是通过心理物理学方法[(Langheinrich et al.,Visual contrast response functions in Parkinson’s disease:evidence from electroretinograms,visually evoked potentials and psychophysics,Clinical neurophysiology,2000)；(Ling&Carrasco,Sustained and transient covert attention enhance the signal via different contrast response functions,Vision research,2006)；(Buracas&Boynton,The effect of spatial attention on contrast response functions in human visual visual cortex,The Journal of neuroscience,2007)]。其中，神经生理学主要是从生理细胞学角度，以经过训练的猫或猕猴为研究对象， 给予它们视网膜不同的视觉刺激，同时记录视网膜上不同类型视觉细胞突触的响应，由此得到CRF函数变化曲线。而心理物理学方法的研究对象则是人类的视觉系统，通过给予被试不同形式的视标，激发眼睛相应的视觉状态，如持久注意、瞬间注意、适应等，根据被试的响应正确率来研究CRF曲线。 

迄今为止，所有国内外研究都是以视标刺激的对比度作为输入，以被试的响应为输出，在默认视觉系统为一个整体的前提下得到一系列结果及结论。实际上，整个视觉系统可划分为眼光学系统和眼视觉神经系统两大部分：眼光学系统负责对客观目标物体在眼底视网膜上成像；眼视觉神经系统负责对视网膜上的成像进行信息处理。而眼光学系统具有低阶像差和高阶像差，这些像差的存在会使视网膜接收到的图像失真，进而影响后续视觉神经系统做出的反应。如果不考虑眼像差的存在，而简单地将眼光学系统和视觉神经系统视作一个整体，那么这些光学像差因素会反映到CRF曲线变化中，不利于CRF实验结果的分析。