CNRI PupilMetrics

PupilMetrics Research · v5.7.0

靜態瞳孔,量成可以拿來爭論的數字。

瞳孔/虹膜比、橢圓度、偏心、自主神經環位置,以及瞳孔緣本身的形狀——每一項都對照已發表的區間,每一項都能匯出,每一項都被保存下來,好讓下一次回診能與這一次相比。

Windows、Android、macOS 與 iOS。分析在裝置上執行;病歷從不離開裝置。

病人姓名、年齡、影像與結果寫入本機 SQLite 資料庫,不寫到別處。授權啟用只送出機器識別碼與金鑰——從不送出病人識別資料。

帶有分區發現的瞳孔緣 一隻示意的右眼。瞳孔緣是相對於以它自身中位數半徑畫出的虛線圓繪製的。兩個區段向外鼓出——中顳側 8.9 個百分點、下顳側 8.4 個百分點——另有三處向內凹:下基側 5 個百分點、下鼻側 3.7 個百分點、上中央 1.8 個百分點。 +8.9% 中顳側 −5.0% 下基側 12 6
  • 中位數半徑 瞳孔自身的半徑,不是理想圓
  • 外凸 該區瞳孔緣向外鼓出
  • 平坦化 該區瞳孔緣向內彎入
  • 自主神經環(ANW) 自主神經花環
一隻示意的右眼虹膜,帶著一次實際掃描產生的五項發現。瞳孔緣是一個圓,每一分區各以一個隆起加以調變,並經求解使各區中心的偏差恰好等於其標註所宣稱的百分比——相鄰分區彼此重疊,各自獨立套配會讓數字說謊。
版本
5.7.0
平台
Windows 10 64 位元 · Android 8.0+ · macOS · iOS 14+
試用
14 天或 20 次分析,先到者為準
語言
18 種語言、20 個語系
01 — 量測項目

一次拍攝能產生什麼

每張影像上跑著兩條各自獨立的流程——在完整解析度像素上的傳統電腦視覺處理,以及在以虹膜為中心、標準化為 224×224 裁切影像上的 ONNX 模型——兩者的輸出再融合為單一信心值。雙眼都要拍攝,先右眼(OD)。

P/I 比
瞳孔直徑佔虹膜直徑的百分比。這是瞳孔大小的主要量度,也是 ML 模型唯一直接預測的數值。
%
正常 20–30
橢圓度
短軸除以長軸。100% 為完美的圓;低於門檻時,橢圓的方向會被歸類為一種瞳孔形態——水平、垂直、斜向、弦狀或不規則。
%
正常 ≥ 95
偏心
瞳孔中心相對於虹膜幾何中心的位移,以虹膜半徑的百分比表示,並附以度為單位的方向與具名的型態。
佔虹膜半徑 %
正常 < 5
分區發現
瞳孔緣相對於自身中位數半徑的局部偏差,分級後依分區報告為平坦化(向內)或外凸(向外)。每眼每種最多四處。
% 偏差
≥ 1.5 才報告
ANW 比
自主神經環——自主神經花環——相對於虹膜的直徑,並與 OD/OS 不對稱一併報告。
%
正常 25–35
瞳孔不等
雙眼瞳孔大小的絕對差值,並指出較大的一側。中度以上會升起 TBI 研究觀察旗標。
mm(換算)
無 < 0.25
混合信心度
單一分數,融合拍攝品質、傳統視覺處理的信心、ML 的合理性,以及兩個模型之間的一致程度。分數偏低,就是應用程式在告訴你別相信上面那一列。
%

兩條流程,是刻意的

傳統流程在完整解析度下使用圓形偵測、徑向取樣與邊界點分析,產生像素等級精確的邊界。模型看的是 224×224 的裁切影像,透過校正過的線性擬合(R² = 0.856)預測 P/I 比,並在載入時以 SHA-256 雜湊驗證。

兩者分歧之處,信心分數就會下降。這個分歧本身就是有用的輸出——是任一條流程單獨都產生不出來的數字。

毫米數值是換算出來的

這個應用程式量的是比值。它沒有比例尺參考、沒有已知工作距離、也沒有校正標的,因此無法直接以毫米量測任何東西。每個毫米數值都是比值乘上一個假定的虹膜直徑——成人 12.0 mm,嬰兒更小。

成人虹膜實際直徑約在 10.2–13.0 mm 之間,所以請把毫米那一欄看作讓區間彼此可比的慣例,而把比值看作真正被量到的東西。

02 — 門檻

應用程式用來標示的每一個區間

這些數值取自應用程式本身的手冊文字與門檻常數,因此軟體與本頁不會各說各話。若某個門檻在某次發行中改變,本節也會隨之改變。

P/I 比
比值標示
< 15%瞳孔縮小——極度收縮
15–19%收縮
20–30%一般室內照明下成人的正常值
31–40%放大
> 40%瞳孔放大——極度放大
年齡標準化參考區間
年齡層預期值正常範圍
嬰兒(< 1 歲)2.2 mm2.0 – 2.5 mm
兒童(1–5)4.0 mm3.5 – 4.5 mm
兒童(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
長者(60+)2.7 mm2.3 – 3.2 mm

必須輸入出生日期,這項比較才會出現。嬰兒區間是對照一個較小的假定虹膜量測的——新生兒虹膜約 10 mm,而非 12——因為沿用成人常數會讓每個嬰兒瞳孔被灌水 20%,把完全正常的嬰兒報告成高於基線。

分區發現的嚴重度
偏差嚴重度應用程式的處理
< 1.5%完全不報告
1.5–3.0%在容許範圍內輕微變異,不標示
3.0–6.0%輕度記下以供觀察
6.0–10.0%中度標示以供追蹤
> 10.0%顯著報告中的主要重點
自主神經環(ANW)比
比值狀態
< 25%痙攣型——環向內收縮
25–35%正常
> 35%無張力型——環向外擴張

OD/OS 不對稱 0–5% 屬正常。一眼痙攣型、另一眼無張力型,會被標示為功能性挫折型態。

瞳孔不等
差值嚴重度
< 0.25 mm無——在正常範圍內
0.25–0.50 mm輕度——可能為生理性
0.50–1.00 mm中度——升起 TBI 旗標
> 1.00 mm重度——升起 TBI 旗標

以假定的 12.0 mm 虹膜換算,這些大約相當於比值的 2.1%、4.2% 與 8.3%。TBI 旗標是研究觀察用的參考,不是診斷發現。

03 — 影像擷取

取得影像的六種方式,一道所有影像都得通過的關卡

來源在相機模式選擇畫面上逐眼選定。無論來源為何,未通過品質關卡的影像不會進入分析——模糊的拍攝會產生一個看似篤定卻錯誤的數字,那比沒有數字更糟。

靜態相機模式選擇畫面,提供從相簿載入、USB 虹膜鏡/外接相機、WiFi 無線虹膜鏡,以及雙眼虹膜鏡。

相機來源

虹膜鏡/外接相機(USB)。與 Dino-Lite AM4115ZT 及相容機型深度整合。最佳對焦距離約為離眼 2–3 公分。

無線虹膜鏡。搭配 WF-20 轉接器的 HF4115-RUT——請先把電腦連上虹膜鏡自身的無線基地台。

雙眼虹膜鏡。雙鏡頭 USB 相機,一次拍攝即可同時涵蓋雙眼。

具品質關卡的前後鏡頭。手機與平板上的建議做法:所有條件都符合時,關卡會自行按下快門。

手動相機。直接控制快門,適用於第三方微距鏡頭,或關卡誤判而拒絕的照明條件。

從相簿匯入。重新分析已封存的影像。檔案會複製到應用程式自己的資料夾,因此原始檔從不被更動。

品質關卡——每一格畫面都要通過全部五項條件才會被接受
條件可接受範圍攔下什麼
銳利度分數 ≥ 100動態模糊、虹膜失焦
亮度30 – 230曝光不足與過度
對比分數 ≥ 30平板、細節不足的影像
瞳孔信心度≥ 30%畫面中沒有可偵測到的瞳孔
偏離中心≤ 畫面的 25%瞳孔離中心太遠,無法量測偏心

紅框與即時訊息會指出未通過的條件;琥珀色代表臨界;轉為綠色時會自動拍照。另有一道「不是眼睛」的檢查,在包含手動在內的所有模式中於拍攝後執行。

照明

漫射而均勻——虹膜鏡自身的 LED 環最理想。避免虹膜上出現強烈陰影,並略為調整位置,把角膜反光移離瞳孔緣。

構圖

虹膜至少應填滿畫面寬度的一半並置中。瞳孔靠近畫面邊緣會直接折損偏心量測的準確度。

穩定度

把裝置撐穩。請病人注視遠處一點,並在兩次眨眼之間拍攝——關卡會自行剔除眨眼的畫面。

4:3 裁切工具,並提示拖曳方框讓虹膜填滿畫面大部分。

匯入的影像會多一道裁切步驟

相簿裡的影像當初是為別的用途構圖的,不是為這項分析。4:3 裁切工具讓你在任何量測開始之前,把虹膜放大到偵測器預期的畫面佔比;若原圖已經接近,也可以保留原樣。

雙眼可以一次匯入——應用程式會先要右眼,再要左眼。

04 — PLR 模式

當靜態影像不夠時的反射

Research 具備與 PupilMetrics Neuro 相同的 PLR 影片流程:暗基線、校正過的閃光,以及逐格的直徑序列,從中讀出潛時、收縮、尖峰速度與 T75。PLR 結果留在自己的畫面上,不會併入靜態虹膜分析。

PLR 分析面板:等級 C、潛時 31 ms 標為異常、收縮 34.3 個百分點正常、最大速度每秒 1.8 毫米為臨界、t75 回復 7028 ms 異常,上方是瞳孔直徑波形。

每個參數各有自己的判定

潛時、收縮、最大速度與 T75 回復,各自對照年齡校正後的區間標示為正常臨界異常——若未輸入年齡,面板會明講,而不是默默套用預設值。

波形畫在數字下方並標出基線與最低點,所以來自雜訊紀錄的等級,看起來就是一筆雜訊紀錄。

等級 A–F 由訊噪比與收縮振幅決定。等級 D 以下代表拍攝問題,而非一項發現。

PLR 直連 USB 擷取畫面,模式清單顯示 NV12 與 MJPG 下的 640x480 與 1280x1024,分別為每秒 20 格與 30 格,狀態列寫著 640x480 YUY2 已驗證、實測 31.2 fps。

影格率是量到的,不是假設的

直連 USB 擷取路徑會列舉相機實際提供的規格,並回報它量到的影格率以及所驗證的模式——因為名目 30 fps 實際只有 15,會讓每一項以時間為基礎的指標偏差一倍。

時間戳在拍攝當下逐格以微秒寫入,因此即使影格率起伏,分析仍能正確劃定基線與刺激後的視窗。

在 30 fps 下一格約 33 ms,因此小於一到兩格的潛時差異並無意義。對潛時敏感的工作需要 60–120 fps。

05 — 視覺與研究工具

觀看同一張影像的各種方式

結果畫面上的標籤列可切換疊加在所拍虹膜上的圖層。Research 分頁把較專門的工具收進全螢幕工作區——它是為比較性個案討論與教學而設,日常使用並不需要。

CLAHE

限制對比的自適應直方圖均化,逐塊而非整體處理,能帶出隱窩與纖維紋理,又不致把亮部燒白。

3D 起伏

把虹膜當成可互動的高度圖——亮度轉為高程,隆起的纖維讀作高地、隱窩讀作谷地,並以原始影像作為貼圖。

色素熱區圖

在局部色素密度上疊一層熱度色階,讓異色症區段與睫狀區的變深一目了然。

Gabor

橫跨四種尺度與多個方向的濾波器組——虹膜分析中經典的紋理運算子,也是 Daugman 虹膜碼的基礎。

LBP

基質上的均勻、旋轉不變局部二值模式,並附直方圖——與拍攝時眼睛轉了多少無關。

註記

在影像上自由手繪,可復原與清除,並與報告一起匯出為平面 PNG。

眼睛比對視窗,左右虹膜並列、縮放同步,下方為雙眼指標列。

並列比較

雙眼虹膜置於同步且可縮放的面板中,下方是雙眼指標與其差值。鏡射 OD 會把右眼翻轉,使兩眼的鼻側都朝內——這是標準的雙眼方位。同步平移把兩個面板綁在一起,讓你比較的是各自相同的區域。

每眼的信心度印在各自的面板上,因此由一張劣質拍攝造成的不對稱,看起來就是一張劣質拍攝。

06 — 隨時間變化

一次掃描是一個資料點。整份病歷才是發現。

每一次完成的分析,都在結果畫面載入完成的當下寫入本機資料庫——沒有會被忘記的儲存步驟。紀錄可依姓名與主訴搜尋,任何一筆都能連同完整結果重新開啟。

單一病人橫跨 228 次掃描的連續掃描時間軸,左右眼的 P/I 比、橢圓度與信心度各自可切換,並附原始影像縮圖列。

連續掃描時間軸

最多六條序列——OD 與 OS 的 P/I 比、橢圓度與混合信心度——依時間順序繪製於該病人所有存檔掃描之上,每條都能獨立切換。

下方的縮圖列才是重點:趨勢線上的尖峰只要一次點擊就能回到產生它的影像,於是假影可以被辨認成假影,而不是被寫成一項變化。

把信心度畫在指標旁邊是刻意的。一條在信心度下滑時移動的序列,說的是拍攝的故事,不是病人的故事。

07 — 匯出

四條出路,全部都在本機

結果畫面上的匯出按鈕列:TXT、JSON、儲存 PDF、列印,另有重拍與開始新分析。

PDF、TXT、JSON、列印

PDF 是主要報告,在你按下匯出的當下於裝置上組成。除非關閉影像,雙眼影像會放在第一頁;診所名稱出現在每一頁的頁首;整份文件以應用程式目前使用的語言產生。

TXT 承載相同的臨床內容但不含影像,排版便於貼入電子病歷或電子郵件——雙眼所有指標、完整的 ANW 段落、年齡標準化比較、瞳孔不等、研究觀察與觀察者備註。

JSON 是機器可讀的紀錄。請與 PDF 一起保存:它才是權威版本,並帶著分析當時所用的參數。

自動儲存 PDF 預設關閉。開啟後,每次分析結束都會寫出一份報告,不需任何點擊。

08 — 平台

一個應用程式,四個可執行的地方

分析流程在各處完全相同。不同的是影像如何進來,以及作業系統允許應用程式對視窗做什麼。

Windows

Windows 10 64 位元 · 4 GB 記憶體 · 虹膜鏡所需的 USB 2.0

  • 主要目標平台,也是虹膜鏡整合最深的地方
  • 自訂標題列;F11 全螢幕、Ctrl+H 紀錄、Escape 返回
  • 體質類型選擇(僅限桌面)
  • 報告寫入「文件」資料夾

若使用 Dino-Lite,請在首次啟動前安裝 DNVideoX 驅動程式。

Android

Android 8.0+ · 虹膜鏡所需的 USB OTG

  • 具品質關卡的前後鏡頭拍攝,快門由關卡按下
  • 拍攝自己眼睛用的鏡面輔助模式
  • 每次匯出都有分享面板,不只是存到磁碟
  • 在裝置支援時可透過 USB OTG 使用虹膜鏡

從 Google Play 安裝,或自行安裝所提供的 APK。

macOS

已簽章的 DMG,於 CI 建置

  • 直接從 cnri.edu 安裝
  • 與 Windows 相同的桌面功能組合
  • USB 虹膜鏡的支援取決於裝置是否符合 UVC

與 iOS 版本使用同一條流程建置並公證。

iOS

iOS 14 或以上

  • 具品質關卡的拍攝與完整分析流程
  • 購買在應用程式內處理,而非使用授權金鑰
  • 透過分享面板匯出

經由 App Store 發布。

語言選擇視窗,列出英文、西班牙文、葡萄牙文(葡萄牙與巴西)、法文與德文,每項都有母語名稱與英文名稱。

二十個語系,報告也跟著應用程式走

阿拉伯文、中文(簡體與繁體)、荷蘭文、英文、法文、德文、印地文、印尼文、義大利文、日文、韓文、波蘭文、葡萄牙文(葡萄牙與巴西)、羅馬尼亞文、俄文、西班牙文、瑞典文與土耳其文。

切換語言也會改變匯出的報告——標題、指標名稱、狀態標示與發現描述全都以目前語言產生,不只是介面而已。

阿拉伯文在整個產品中皆由右至左顯示,報告也不例外。

各平台同一套資料庫

各平台皆使用位於應用程式支援目錄下的 SQLite。每筆紀錄包含病人欄位、掃描時間戳、影像路徑、每眼完整的結果 JSON、瞳孔不等與年齡常模結果,以及 PDF 路徑。

什麼都不會同步。要把一份病歷搬到另一台電腦,就是把檔案搬過去。

桌面上的鍵盤操作

F11 切換全螢幕,Ctrl + H 可在任何地方開啟掃描紀錄,Escape 返回或關閉目前的對話框。

設定與診所名稱欄位可從任何畫面的標題列進入,因此兩者都不需要你離開手邊的工作。

09 — 畫面上

桌面

於 Windows 擷取。macOS 上的介面完全相同。

PupilMetrics Research 啟動畫面,標示研究/教學工具,並有開始新分析、檢視紀錄與開啟手冊的按鈕。
啟動這個標章不是裝飾——它是應用程式對自己說的第一句話。
結果畫面顯示研究工具聲明、病人資料、附信心等級的雙眼影像,以及寫著 25.8 對 22.8 個百分點、相差 3.0 個百分點的瞳孔大小差異卡片。
雙眼摘要兩張拍攝、兩個等級,以及兩者之間的大小差異,並指出較大的瞳孔。
依年齡的研究基線卡片,顯示 55 歲落在基線內,其下為右眼面板,含 P/I 比、橢圓度、圓度與偏心。
單眼指標每個數值都帶著自己的標示——正常、不規則、置中——而不是讓讀者自己去查區間。
分區發現:下基側 5.0 個百分點、下鼻側 3.7 個百分點與上中央 1.8 個百分點三處平坦化,以及四處外凸,包含中顳側 8.9 個百分點。
分區發現每一項發現都會說出它的分區、時鐘範圍、偏差,以及被賦予的關聯——依這個順序,讓量測走在判讀之前。
PLR 相機模式:經橋接約 15 fps 的 USB 有線虹膜鏡、實測 27 至 30 fps 並具微秒時間戳的直連 USB,以及無線虹膜鏡。
PLR 來源每個模式都標明它實際達到的影格率,包括只能跑到約 15 的橋接路徑。
掃描紀錄,含靜態與 PLR 分頁、搜尋欄、掃描數、本週數與病人數合計,以及每筆都有 OD、OS、時間軸與刪除按鈕的紀錄清單。
紀錄靜態與 PLR 紀錄分放在不同分頁——它們不是同一種量測,不該並列在同一份清單裡。
設定視窗,含偏好相機、預設縮放、完整感光元件解析度、顯示 ML 比對、自動儲存 PDF 與包含影像。
設定完整感光元件解析度會以相機的最大規格拍攝——在 Dino-Lite Premier 上是 1280×1024——並於下次開啟相機時生效。
內建使用手冊停在總覽分頁,另有科學、流程、分析、Drug Monitor、說明與驗證分頁。
內建手冊本頁的每一個門檻都取自同一批文字,因此兩者不可能互相牴觸。

Android

相同的流程與相同的數字,只是拍攝方式為手機調整過。

Android 上的 PupilMetrics Research 啟動畫面。
啟動
Android 結果標頭,含研究工具聲明、病人資料、評為 B 與 C 的雙眼縮圖,以及顯示尚餘 8 次的試用計數。
結果與試用計數
Android 結果顯示 4.3 個百分點的顯著瞳孔大小差異,標為中度不對稱,位於依年齡的研究基線卡片上方。
已標示的不對稱
Android 上的單眼指標,含等級 B 標章、寫著輕度卵圓變形的瞳孔形態卡片,下方為分區發現。
單眼細節
Android 上的眼睛比對檢視,含雙眼虹膜與雙眼指標列。
比對
Android 匯出列,含 TXT、JSON、儲存 PDF 與分享 PDF 按鈕。
匯出與分享
Android 上橫跨三次掃描的連續掃描時間軸,具六條可切換的序列。
時間軸
Android 上的內建手冊停在總覽分頁,旁邊是科學、流程與分析分頁。
手冊
10 — 授權

桌面綁定機器,行動裝置在應用程式內購買

桌面授權級別
級別期限機器數備註
試用14 天1功能完整。完成 20 次分析後也會結束,以先到者為準。
Standard1 年1
Professional永久1
Enterprise永久多台多席次。

啟用時會連線 licenses.cnri.edu 一次,把金鑰綁定到機器識別碼。此後應用程式可無限期離線運作。這項交換中從不包含任何病人識別資料。

開始試用

在授權畫面點選開始免費試用。倒數立即開始,所有功能皆可使用——不需信用卡,也不需帳號。

天數與分析次數兩項限制同時計算,試用以先用完的一項為終點。拍攝失敗不會計入。

行動裝置

iOS 的購買透過商店在應用程式內處理,而非使用授權金鑰。Android 在自行安裝時採桌面模式,否則採商店模式。

11 — 限制

這套軟體不是什麼

選擇公開而非埋起來,因為一件自我吹噓的研究儀器,比沒有儀器更糟。

並非醫療器材

PupilMetrics Research 是提供從業人員使用的研究與教學工具。FDA、CE、TGA 或任何同等主管機關均未核准、未許可、亦未認證它用於任何醫療情境的診斷用途。

它所產生的每一項量測、發現與報告——P/I 比、橢圓度、偏心、分區發現、ANW 評估、瞳孔不等、年齡常模比較、信心分數,以及療程面板的全部內容——都僅供觀察與教學之用,並非診斷結論,也不能取代臨床檢查。

分區關聯是一套理論架構

分區對應器官的關係來自歷史上的臨床文獻。軟體把它們標示為源自研究的架構,我們也是這麼說。中顳側分區的外凸是瞳孔緣一項量到的偏差;它代表什麼,則是一個有長串文獻足跡的假說,不是一項發現。

毫米是換算的,不是量到的

影像中沒有比例尺參考。每個毫米數值都是比值乘上一個假定的虹膜直徑,相對於真實族群平均一律高出約 2.6%。被量到的是比值;毫米只是讓各區間可比的慣例。

紋理指標是相對於裝置的

Gabor、LBP 與其他紋理工具是由像素強度與影像梯度計算而來,會受拍攝照明、白平衡與相機特性影響。請在同一位病人、同一台裝置上縱向解讀。跨裝置與跨從業人員的比較需要一種本應用程式並未執行的校正。

自動偵測只是建議

隱窩、收縮溝與異色症區段的偵測是演算法的提案。每一項在寫入紀錄之前都應以目視確認。

未與參考儀器比對驗證

沒有方法比較研究、沒有再測信度數值、也沒有相對於判準標準的敏感度或特異度。所需的具體研究列在 Neuro 頁面,在此同樣適用。

你的資料,你的責任

一切都留在裝置上,這表示從業人員有責任確保本機儲存,以及匯出報告之後的任何轉交,都符合 HIPAA、GDPR、澳洲隱私法,或其所在司法管轄區的相關規定。

十四天、二十次分析、所有功能

試用版不是展示版本。如果它要讓你失望,它會用你自己的病人與你自己的相機讓你失望,而那才是唯一算數的測試。