[发明专利]用于通过眼睛反馈实现通信的系统和方法

说明书

发明领域

本发明涉及眼跟踪以及接口和用户通信平台。

发明背景

变性疾病的特征在于身体组织的结构或功能的退化。变性疾病常常导致失去对肌肉的控制和运动机能的下降，这损害人的运动能力。作为结果，个体可能会经历对口头上和/或经由手运动进行沟通的严重困难或甚至完全无能力。变性疾病完全不会以与运动机能的降低相同的速率降低人的心智和认知功能。以这种方式，具有完全的认知活动的人可能丧失与他的环境在身体上和口头上交互的能力。人的心智可以被认为在本质上陷入或者被锁到他的身体内。

变性疾病的一些示例包括：杜氏肌营养不良症(DMD)、马查多-约瑟夫(Machado-Joseph)病(MJD)、多发性硬化症(MS)、肌营养不良(MD)、帕金森症和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)。也被称为葛雷克氏症(Lou Gehrig’s disease)和沙尔科病(Charcot disease)的肌萎缩性侧索硬化症(ALS)是涉及神经元的死亡的疾病且特征在于僵硬的肌肉、肌肉抽搐以及由于肌肉萎缩而引起的逐渐恶化的虚弱。ALS通常导致说话、吞咽和呼吸困难。ALS患者代表逐渐失去他们的言语和他们的上肢的使用的具有完全起作用的认知能力的人的子群体。

除了患有变性疾病的人以外，人的其他群体也可能经历身体能力的丧失，同时保留他们的精神能力(即，在保持完全的认知能力的同时有口头沟通上的困难)。例如，患有闭锁综合征(LIS)或神经变性疾病(如帕金森氏症或亨廷顿舞蹈症)、中风的人和其他事故受害者(例如交通事故)、由于有插入他们喉咙中的呼吸管而不能讲话的连接到呼吸机的患者(机械地吸取氧气的患者)、太弱或不能移动四肢的人、瘫痪的人或已达到即使他们的大脑正常运作但他们也由于技术限制而不能与其环境相互作用的状态的那些人。因此，这样的个体在与他们的环境中的其他人沟通的能力方面受到严重限制。沟通的这个缺乏可触发脱离和隔离的感觉以及导致患者痛苦且不能有效地转告基本需要或得到重要的帮助(这在一些情况下可能是危及生命的)的情况。

一种可能的方法是基于与他们的眼睛相关的特征来为这样的个体启用可选形式的沟通。例如，人的视线的方向或焦点可以用于提供指令或以其他方式将信息传递到他们的周围。存在用于帮助这种可选的非口头沟通形式的工具，但是它们通常是相对昂贵的、笨重的和/或固定的(固定在适当的位置上)。这些工具常常需要使用专用计算机，并且取决于使用该工具的人的稳定姿势。这些工具可以跟踪相对于屏幕上的显示器的眼位置，并转换眼运动以模拟鼠标光标在屏幕上的操作。因此，患者的焦点被转换为指针(或光标)的地理位置，并且人可以通过他/她的眼睛控制计算机，类似于计算鼠标的操纵。例如，瞳孔被识别为空间中的点，并且允许人利用他们的眼睛控制计算机，类似于他们控制计算鼠标的方式。鼠标控制并不总是准确的，且被锁定的患者通常例如由于附着的医疗设备(例如呼吸机)而没有头部(或其它身体部分)的移动的完全自由。依赖于确定用户的确切的眼睛注视位置的这样的工具一般也需要相对频繁的重新校准，需要主动的用户参与。校准过程通常需要在多个位置上在屏幕前面的用户的准确固定，并且因此是相对麻烦和耗时的。校准过程也可能常常需要第三方帮助，这可能是昂贵的或不方便的。

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