CNRI PupilMetrics

PupilMetrics Research · v5.7.0

静态瞳孔,量化为可供争论的数字。

瞳孔–虹膜比、椭圆度、偏心、收缩环位置,以及瞳孔缘本身的形状——每一项都对照已发表的区间,每一项都可导出,每一项都被保存,以便下次就诊能与这次比较。

Windows、Android、macOS 与 iOS。分析在设备上运行;患者记录从不离开设备。

患者姓名、年龄、图像与结果只写入本地 SQLite 数据库,不写往别处。许可激活只发送机器 ID 与密钥——从不发送患者标识。

带分区所见的瞳孔缘 一只示意的右眼。瞳孔缘相对于其自身中位半径的虚线圆绘制。两个扇区向外隆起——中颞侧 8.9%、下颞侧 8.4%——三个向内凹陷:下基底 5%、下鼻侧 3.7%、上中央 1.8%。 +8.9% 中颞侧 −5.0% 下基底 12 6
  • 中位半径 瞳孔自身的,不是理想圆
  • 外凸 该分区的边缘向外隆起
  • 扁平化 该分区的边缘向内弯曲
  • 收缩环(ANW) 自主神经环
一只示意的右虹膜,带有一次真实扫描得出的五处所见。边缘是一个圆,被每个分区一处隆起所调制,并经求解使每个分区中心的偏差精确等于其标注所称的百分比——相邻分区互相重叠,若各自独立拟合,数字就会说谎。
版本
5.7.0
平台
Windows 10 64 位 · Android 8.0+ · macOS · iOS 14+
试用
14 天或 20 次分析,以先到者为准
语言
18 种语言,20 个区域设置
01 — 测量项

一次采集会产生什么

每张图像上并行运行两条独立流程——一条是对全分辨率像素的经典计算机视觉处理,一条是对以虹膜为中心归一化的 224×224 裁剪图运行的 ONNX 模型——两者的输出融合为单一置信度。双眼都要采集,先右眼(OD)。

P/I 比
瞳孔直径占虹膜直径的百分比。这是瞳孔大小的主要指标,也是 ML 模型唯一直接预测的量。
%
正常 20–30
椭圆度
短轴与长轴之比。100% 为正圆;低于阈值时,会根据椭圆取向将瞳孔形状归类——横向、纵向、斜向、弦状或不规则。
%
正常 ≥ 95
偏心
瞳孔中心相对虹膜几何中心的偏移,以虹膜半径的百分比表示,并给出以度为单位的方向与一个具名模式。
占虹膜半径的 %
正常 < 5
分区所见
瞳孔缘相对其自身中位半径的局部偏差,按分区分级并报告为扁平化(向内)或外凸(向外)。每眼各最多四处。
偏差 %
≥ 1.5 起报告
ANW 比
收缩环(自主神经环)直径相对虹膜的比值,并同时给出 OD/OS 的不对称度。
%
正常 25–35
瞳孔不等大
两眼瞳孔大小的绝对差值,并指明较大的一侧。中度及以上会触发 TBI 研究观察标记。
mm(换算值)
无 < 0.25
混合置信度
将采集质量、经典视觉置信度、模型合理性以及两者一致程度融合为单一分值。分值低,就是应用在告诉你别相信上面那一行。
%

两条流程,出于刻意

经典流程在全分辨率上使用圆检测、径向采样与边界点分析,给出像素级精确的边界。模型看到的是 224×224 的裁剪图,通过校准的线性拟合(R² = 0.856)预测 P/I 比,并在载入时以 SHA-256 哈希校验。

两者不一致时,置信度随之下降。这种不一致正是有用的输出——任何一条流程单独都给不出的数字。

毫米数值是换算结果

本应用测量的是比值。它没有尺度参照、没有已知工作距离、没有标定靶,因此无法直接以毫米测量任何东西。每个 mm 数值都是比值乘以假定的虹膜直径——成人 12.0 mm,婴儿更小。

成人虹膜直径实际约在 10.2–13.0 mm 之间,因此应把毫米那一列视为让区间可比的约定,而把比值视为真正被测量的量。

02 — 阈值

应用据以标记的全部区间

这些取自应用自身的手册文本与阈值常量,因此软件与本页不会各说各话。若某个阈值在版本更新中改变,本节也随之改变。

P/I 比
比值标签
< 15%瞳孔缩小——明显缩窄
15–19%缩窄
20–30%标准室内照明下成人的正常范围
31–40%扩大
> 40%瞳孔散大——明显扩大
按年龄归一化的参考区间
年龄组预期值正常范围
婴儿(< 1 岁)2.2 mm2.0 – 2.5 mm
儿童(1–5)4.0 mm3.5 – 4.5 mm
儿童(6–11)4.3 mm3.8 – 4.8 mm
青少年4.2 mm3.5 – 5.0 mm
成人(20–39)3.5 mm3.0 – 4.2 mm
成人(40–59)3.0 mm2.5 – 3.5 mm
老年(60+)2.7 mm2.3 – 3.2 mm

必须填写出生日期,此项比较才会出现。婴儿区间对照的是更小的假定虹膜——新生儿虹膜约 10 mm,而非 12 mm——因为使用成人常量会把每个婴儿的瞳孔放大 20%,把完全正常的婴儿报告为高于基线。

分区所见的严重度
偏差严重度应用的处理
< 1.5%完全不报告
1.5–3.0%在允许范围内轻微变异,不作标记
3.0–6.0%轻度记录以供观察
6.0–10.0%中度标记以便随访
> 10.0%显著报告中的主要关注点
收缩环(ANW)比
比值状态
< 25%痉挛型——环向内收缩
25–35%正常
> 35%张力低下型——环向外扩展

OD/OS 不对称度 0–5% 属正常。一眼痉挛而另一眼张力低下,会被标记为功能性矛盾模式。

瞳孔不等大
差值严重度
< 0.25 mm无——在正常范围内
0.25–0.50 mm轻度——可能为生理性
0.50–1.00 mm中度——触发 TBI 标记
> 1.00 mm重度——触发 TBI 标记

以假定的 12.0 mm 虹膜换算,这些大致相当于比值的 2.1%、4.2% 与 8.3%。TBI 标记是研究观察参考,不是诊断性发现。

03 — 采集

取得图像的六种方式,以及它们都要通过的同一道关口

采集来源在相机模式选择界面按眼逐一指定。无论来源为何,未通过质量关口的图像不会进入分析——模糊的采集会给出一个看似笃定的错误数字,那比没有数字更糟。

静态相机模式选择界面,包含从相册载入、USB 虹膜镜/外接相机、WiFi 无线虹膜镜,以及双目虹膜镜。

相机来源

虹膜镜/外接(USB)。 与 Dino-Lite AM4115ZT 及兼容型号深度集成。最佳焦距约为距眼 2–3 cm。

无线虹膜镜。 HF4115-RUT 搭配 WF-20 适配器——请先把电脑连到虹膜镜自身的热点。

双目虹膜镜。 双镜头 USB 相机,一次采集同时覆盖双眼。

带质量关口的前后置相机。 手机与平板上的推荐方式:当全部标准满足时,关口自行按下快门。

手动相机。 直接控制快门,适用于第三方微距镜头,或关口判定过严的照明条件。

从相册导入。 重新分析已归档的图像。文件会被复制到应用自有目录,因此原文件绝不会被改动。

质量关口——每一帧在被接受前都要对照全部五项标准检查
标准可接受范围拦截的问题
清晰度评分 ≥ 100运动模糊、虹膜脱焦
亮度30 – 230曝光不足与曝光过度
对比度评分 ≥ 30平淡、细节不足的图像
瞳孔置信度≥ 30%该帧不含可检测的瞳孔
中心偏移≤ 画面的 25%瞳孔偏离中心过多,无法测量偏心

红色边框与实时提示会指出未满足的标准;琥珀色表示临界;变绿时自动拍摄。此外,所有模式(包括手动)在采集后都会另行运行一次「不是眼睛」的判定。

照明

漫射且均匀——虹膜镜自带的 LED 环最为理想。避免虹膜上出现硬阴影,若角膜反光落在瞳孔缘上,可略微调整位置将其移开。

取景

虹膜应至少占画面宽度的一半并居中。瞳孔靠近画面边缘会直接损失偏心测量的精度。

稳定性

为设备提供支撑。请受检者注视远处一点,在眨眼间隙采集——关口会自行剔除眨眼帧。

4:3 裁剪工具,提示拖动方框使虹膜占据画面的大部分。

导入的图像会经过一步裁剪

相册中的图像原本是为别的目的取景的。4:3 裁剪工具可在开始测量之前,把虹膜调整到检测器期望的画面占比;若已经接近,也可直接保留原图。

双眼可在一次操作中一并导入——应用会先索取右眼,再索取左眼。

04 — PLR 模式

当静态图像不够时,看反射

Research 内含与 PupilMetrics Neuro 相同的 PLR 视频流程:暗环境基线、校准闪光,以及逐帧直径序列,并据以读出潜伏期、收缩、峰值速度与 T75。PLR 结果保留在自己的界面,不与静态虹膜分析合并。

PLR 分析面板:等级 C,潜伏期 31 ms 标记为异常,收缩 34.3% 正常,最大速度 1.8 毫米每秒为临界,t75 恢复 7028 ms 异常,下方是瞳孔直径波形。

每个参数都有自己的判定

潜伏期、收缩、最大速度与 T75 恢复,各自对照按年龄校正的区间被标记为正常临界异常——若未填写年龄,面板会明确说明,而不是悄悄退回默认值。

波形绘制在数字下方,并标出基线与最小值,因此来自嘈杂波形的等级,看上去就是嘈杂波形。

等级 A–F 依据信噪比与收缩幅度给出。等级 D 或更低属于采集问题,不是所见。

USB 直连的 PLR 采集界面,模式列表显示 640x480 与 1280x1024 的 NV12 与 MJPG,帧率 20 与 30,状态行显示 640x480 YUY2 已验证、实测 31.2 fps。

帧率是测得的,不是假定的

USB 直连采集路径会枚举相机实际提供的能力,并报告它实测的帧率以及已验证的模式——因为标称 30 fps 实际只给出 15 fps 时,所有基于时间的指标都会差出两倍。

时间戳在采集时逐帧以微秒写入,因此即便帧率波动,分析也能正确划分基线窗口与刺激后窗口。

在 30 fps 下一帧约 33 ms,因此小于一到两帧的潜伏期差异没有意义。对潜伏期敏感的工作需要 60–120 fps。

05 — 图像与研究工具

看同一张图像的不同方式

结果界面的标签条可在采集到的虹膜上叠加各种图层。Research 选项卡把更专门的工具集中在一个全屏工作区——面向比较性个案研究与教学,日常使用并不需要。

CLAHE

限制对比度的自适应直方图均衡,按小块而非整体进行,在不过曝亮区的前提下凸显隐窝与纤维纹理。

3D 浮雕

把虹膜呈现为可交互的高度图——亮度转为高程,隆起的纤维读作高地,隐窝读作谷地,并以原图作为纹理。

色素密度热图

在局部色素密度上叠加热标尺,使异色扇区与睫状区变暗一目了然。

Gabor

跨四个尺度与多个方向的滤波器组——虹膜分析中的经典纹理算子,也是 Daugman 虹膜编码的基础。

LBP

对基质计算均匀且旋转不变的局部二值模式,并给出直方图——与采集时眼球的旋转角度无关。

标注

在图像上自由手绘,支持撤销与清除,并与报告分开导出为扁平 PNG。

双眼比较对话框,左右虹膜并排显示,缩放同步,下方为双眼指标条。

并排比较

两侧虹膜置于同步且可缩放的面板中,下方是双眼指标及其差值。镜像 OD 会水平翻转右眼,使两眼鼻侧都朝内——这是标准的双眼比较取向。同步平移把两个面板联动,让你比较的是彼此相同的区域。

每只眼的置信度都印在各自面板上,因此由一次糟糕采集造成的不对称,看上去就是一次糟糕采集。

06 — 随时间变化

一次扫描是一个点。整份档案才是所见。

每次分析完成后,都会在结果界面加载完毕的那一刻写入本地数据库——没有需要记得去点的保存步骤。历史可按姓名与主诉检索,任何记录都能带着完整结果重新打开。

一位患者 228 次连续扫描的时间线,可切换左右眼的 P/I 比、椭圆度与置信度序列,下方是原始采集图的缩略图条。

连续扫描时间线

最多六条序列——OD 与 OS 的 P/I 比、椭圆度与混合置信度——按时间顺序绘制于该患者的全部存档扫描之上,每条都可独立切换。

底部的缩略图条才是关键:趋势线上的尖峰距离产生它的那张图像只有一次点击,因此伪影可以被识别为伪影,而不是被写成一次变化。

把置信度画在指标旁边是有意为之。一条在置信度下降时移动的序列,讲的是采集的故事,不是患者的故事。

07 — 导出

四条出口,全都在本地

结果界面的导出按钮行:TXT、JSON、保存 PDF、打印,以及重新采集与开始新分析。

PDF、TXT、JSON、打印

PDF 是主要报告,在你点击导出的那一刻于设备上组装。除非关闭图像,双眼图像会位于第一页;机构名称出现在每页页眉;整份文档以应用当前语言生成。

TXT 承载同样的临床内容但不含图像,格式便于粘贴到电子病历或邮件——双眼全部指标、完整的 ANW 部分、按年龄归一化的比较、瞳孔不等大、研究观察与观察者备注。

JSON 是机器可读记录。请与 PDF 一并保存:它是权威版本,并带有本次分析运行时的参数。

自动保存 PDF 默认关闭。开启后,每次分析结束都会无需点击自动写出报告。

08 — 平台

一个应用,四处可以运行

分析流程在各平台完全一致。不同之处在于图像如何进入,以及操作系统允许应用如何处置窗口。

Windows

Windows 10 64 位 · 4 GB 内存 · 供虹膜镜使用的 USB 2.0 端口

  • 主要目标平台,也是虹膜镜集成最深入之处
  • 自定义标题栏;F11 全屏,Ctrl+H 历史,Escape 返回
  • 体质类型选择(仅桌面端)
  • 报告写入「文档」文件夹

若使用 Dino-Lite,请在首次启动前安装 DNVideoX 驱动。

Android

Android 8.0+ · 供虹膜镜使用的 USB OTG

  • 带质量关口的前后置采集,快门由关口触发
  • 用于拍摄自己眼睛的镜像辅助模式
  • 每次导出都有分享面板,而不只是保存到本地
  • 在设备支持的情况下通过 USB OTG 连接虹膜镜

从 Google Play 安装,或手动安装所提供的 APK。

macOS

已签名的 DMG,由 CI 构建

  • 直接从 cnri.edu 安装
  • 与 Windows 相同的桌面功能集
  • USB 虹膜镜的支持取决于设备的 UVC 兼容性

与 iOS 版通过同一条流水线构建并公证。

iOS

iOS 14 或更高

  • 带质量关口的采集与完整分析流程
  • 购买在应用内完成,而非通过许可密钥
  • 通过分享面板导出

通过 App Store 分发。

语言选择对话框,列出英语、西班牙语、葡萄牙语(葡萄牙与巴西)、法语与德语,每项都带本族语名称与英文名称。

二十个区域设置,报告也跟随应用

阿拉伯语、德语、俄语、法语、荷兰语、韩语、罗马尼亚语、葡萄牙语(葡萄牙与巴西)、日语、瑞典语、土耳其语、西班牙语、意大利语、印地语、印尼语、英语、中文(简体与繁体)与波兰语。

切换语言也会改变导出的报告——标题、指标名称、状态标签与所见描述都会以当前语言生成,而不仅仅是界面。

阿拉伯语在全站从右至左排版,报告亦然。

各平台同一套数据库

所有平台均使用 SQLite,位于应用支持目录。记录包含患者字段、扫描时间戳、图像路径、每只眼的完整结果 JSON、瞳孔不等大与年龄标准结果,以及 PDF 路径。

不做任何同步。在机器之间转移患者档案,就是转移文件本身。

桌面端键盘操作

F11 切换全屏,Ctrl + H 可从任意界面打开扫描历史,Escape 返回或关闭当前对话框。

设置与机构名称字段在任何界面都可从标题栏进入,因此两者都不需要你离开手头的工作。

09 — 界面

桌面端

截自 Windows。macOS 上的界面完全相同。

PupilMetrics Research 的启动界面,标有研究与教学工具徽标,并有开始新分析、查看历史、打开用户手册的按钮。
启动这个徽标不是装饰——它是应用关于自身说的第一句话。
结果界面,显示研究工具提示、患者信息、带置信等级的双眼图像,以及显示 25.8% 对 22.8%、相差 3.0% 的瞳孔大小差异卡片。
双眼概要两次采集、两个等级,以及两者之间的大小差异,并指明较大的一侧。
基于年龄的研究基线卡片,显示 55 岁处于基线范围内,其下为右眼面板的 P/I 比、椭圆度、圆度与偏心。
单眼指标每个数字都带有自己的标签——正常、不规则、居中——而不是让读者去查区间。
分区所见:三处扁平化位于下基底 5.0%、下鼻侧 3.7%、上中央 1.8%;四处外凸,其中包括中颞侧 8.9%。
分区所见每条所见依次给出分区名称、钟位范围、偏差,以及归于它的关联——按此顺序,让测量先于解读。
PLR 相机模式:经桥接的 USB 有线虹膜镜约 15 fps,USB 直连实测 27 至 30 fps 并带微秒时间戳,以及无线虹膜镜。
PLR 来源每种模式都注明自己实际达到的帧率,包括只能跑到约 15 fps 的桥接路径。
扫描历史,含静态与 PLR 选项卡、搜索栏、扫描总数/本周/患者数统计,以及每条记录带 OD、OS、时间线与删除操作的列表。
历史静态与 PLR 记录分置于不同选项卡——它们不是同一种测量,不该并入同一个列表。
设置对话框,含首选相机、默认缩放、传感器全分辨率、显示 ML 对比、自动保存 PDF 与包含图像。
设置传感器全分辨率以相机最大规格采集——Dino-Lite Premier 上为 1280×1024——并在下次打开相机时生效。
内置用户手册,停在概览选项卡,旁边是科学、方案、分析、Drug Monitor、帮助与验证选项卡。
内置手册本页的每个阈值都取自同一批文本,因此两者不会相互矛盾。

Android

同一套流程、同样的数字,只是把采集环节适配到了手机。

Android 上的 PupilMetrics Research,显示启动界面。
启动
Android 结果页标题区,含研究工具提示、患者信息、等级 B 与 C 的双眼缩略图,以及显示剩余 8 次的试用计数。
结果与试用计数
Android 结果界面,显示 4.3% 的显著瞳孔大小差异并标记为中度不对称,其下为基于年龄的研究基线卡片。
不对称标记
Android 单眼指标,带等级 B 徽标、显示轻度椭圆变形的瞳孔形状卡片,下方是分区所见。
单眼详情
Android 上的双眼比较视图,显示两侧虹膜与双眼指标条。
比较
Android 导出行,含 TXT、JSON、保存 PDF 与分享 PDF 按钮。
导出与分享
Android 上跨三次扫描的连续扫描时间线,含六条可切换序列。
时间线
Android 上的内置手册,停在概览选项卡,旁边是科学、方案与分析选项卡。
手册
10 — 许可

桌面端绑定机器,移动端在应用内

桌面端许可等级
等级期限机器数备注
试用14 天1全部功能。完成 20 次分析后同样结束,以先到者为准。
Standard1 年1
Professional永久1
Enterprise永久多台多席位。

激活时仅联络 licenses.cnri.edu 一次,把密钥绑定到机器 ID。此后应用可无限期离线运行。这次通信中从不包含任何患者标识。

开始试用

在许可界面点击开始免费试用。倒计时立即开始,全部功能均可使用——无需银行卡,无需账号。

天数与分析次数两个上限同时计数,以先耗尽者结束试用。失败的采集不计入其中。

移动端

iOS 上的购买通过商店在应用内完成,而非许可密钥。Android 在手动安装时沿用桌面端模式,否则沿用商店模式。

11 — 局限

这个软件不是什么

选择公开而非掩埋,因为一件自我吹嘘的研究仪器,比没有仪器更糟。

不是医疗器械

PupilMetrics Research 是面向从业者的研究与教学工具。在任何医疗场景下用于诊断,它均未获得 FDA、CE、TGA 或任何同等主管机构的批准、许可或认证。

它产生的每一项测量、所见与报告——P/I 比、椭圆度、偏心、分区所见、ANW 评估、瞳孔不等大、年龄常模比较、置信度分值,以及全部治疗面板内容——都仅供观察与教学,既不是诊断结论,也不能替代临床检查。

分区关联是一种理论框架

分区与器官的对应关系源自历史性的临床文献。软件把它们标注为源自研究的框架,我们同样如此。中颞侧分区的外凸是一项被测得的瞳孔缘偏差;它意味着什么,则是一个有长久文献脉络的假说,而非所见。

毫米是换算出来的,不是测出来的

图像中没有尺度参照。每个 mm 数值都是比值乘以假定的虹膜直径,整体上比真实人群均值约高 2.6%。被测量的是比值;毫米只是让区间可比的一种约定。

纹理指标与设备相关

Gabor、LBP 及其他纹理工具由像素强度与图像梯度计算而来,会受采集照明、白平衡与相机特性影响。请在同一患者、同一设备上纵向解读。跨设备与跨操作者的比较需要本应用并不执行的标定。

自动检测只是建议

隐窝、收缩沟与异色扇区的检测都是算法提出的建议。在写入记录之前,每一项都应经目视确认。

未针对参考仪器验证

没有方法比较研究,没有重测信度数值,也没有针对金标准的敏感度或特异度。具体需要哪些研究列在 Neuro 页面,此处同样适用。

你的数据,你的责任

一切都留在设备上,这意味着由从业者负责确保本地存储以及导出报告的后续分享,符合 HIPAA、GDPR、澳大利亚隐私法或其所在法域适用的规定。

十四天,二十次分析,全部功能

试用版不是演示版本。如果它会让你失望,那也会发生在你自己的患者与你自己的相机上——而那是唯一算数的检验。