3D-окулография: новый метод определения положения в пространстве точки взора человека

Введение. Методы окулографии — регистрации движения глазных яблок человека или животного путем анализа изменения электрических потенциалов, регистрируемых парой электродов, закрепляемых на коже недалеко от глазницы — применяются при решении различных задач. Среди них установление факта наличия выраженного нистагма, установления факта характерных изменений глазодвигательных реакций в различных условиях наблюдения видеообразов. Интерес представляет определение положения «точки взора» (ТВ) и области «повышенного внимания» в трехмерном пространстве. Эта информация связана с когнитивной системой наблюдателя и представляет интерес не только для физиологов, но и для специалистов смежных специальностей.

Цель. Экспериментально доказать работоспособность разработанного метода 3D-окулографии, обеспечивающего определение положения ТВ в пространстве.

Материалы и методы. Возможность восстановления положения ТВ на основании анализа зарегистрированных окулограмм даже при наличии аддитивных шумов в этих реализациях, обусловленных воздействием внешних электромагнитных полей, доказывается путем применения метода численного моделирования. Проведены прямые экспериментальные исследования, в ходе которых на предварительно поверенном оборудовании зарегистрированы окулограммы человека–наблюдателя. Использован окулограф ZB-2, полученные данные верифицированы с применением метода средних величин.

Результаты. Полученные результаты моделирования позволили определить предельные значения дисперсии аддитивных шумовых реализаций и амплитудных смещений сигналов, при которых возможно удовлетворительное восстановление координат ТВ и параметров траектории её перемещения. Доказано качественное соответствие экспериментальных результатов результатам численного моделирования. Подтверждено соответствие траекторий наблюдаемого движущегося в пространстве предмета и синтезированных по отсчетам зарегистрированных окулограмм траекторий перемещения ТВ.

Заключение. Многоканальная регистрация окулографических сигналов позволяет восстанавливать параметры траектории ТВ. Создание систем регистрации этих сигналов требует минимизации уровня шумов. Увеличение дисперсии шумовой составляющей сигнала приводит к наиболее значимым ошибкам расчетов координат точек траектории.