CN111643049A - 眼科光学相干断层扫描仪及眼部扫描图像获取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种眼科光学相干断层扫描仪及眼部扫描图像获取方法，涉及医疗器械的领域，包括控制器、基座、设于基座上的驱动机构和设于驱动机构上的光学头组件，所述光学头组件上安装有虹膜相机组；所述控制器能够根据虹膜相机组所采集的被测对象的虹膜图像对眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构带动光学头组件移动，以使光学头组件能够获取被测对象的眼部扫描图像。本发明具有通过自动调节光学头组件的位置代替人工调节光学头组件的位置，达到提高光学头组件检测效率和精度的作用。

Description

眼科光学相干断层扫描仪及眼部扫描图像获取方法
技术领域
本发明涉及医疗器械的领域，更具体地说，它涉及一种眼科光学相干断层扫描仪及眼部扫描图像获取方法。
背景技术
光学相干断层扫描仪简称OCT，是通过光学原理进行诊断成像的设备，可以提供视网膜横断面的图像，用于在检测青光眼和视网膜病时进行客观定量测量和定性临床分析。
公告号为CN103371797B的中国专利公开了一种眼科装置，它包括基座；架台，架台设置于基座上并通过操纵杆的操作能够在前后上下左右方向上移动；安全停止机构，其设置于架台上，防止架台与被检查眼睛接触；以及制动机构，其设置于架台上，执行架台相对于基座在前后左右方向的制动，其中，安全停止机构和制动机构具有能够以与架台的前后方向平行地延伸的转动轴为轴心转动并共通地操作制动机构和安全停止机构的手动操作部件，架台上设置测量装置本体部。
上述眼科装置，在实际调节过程中，通过手动调节的方式，来调节病人的眼睛与测量装置本体部之间的焦距，从而进一步导致以下问题：1、需要对测试人员进行系统的培训；2、同时由于手动调节的时间相对较长，需要被测试人员的眼睛保持较长时间的不动状态；3、对于不同测试人员，测量同一个被测试者时常常会出现不同的测试结果，出现图片清晰程度的差异。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一在于提供一种眼科光学相干断层扫描仪及眼部扫描图像获取方法，其优点是，能够自动调节光学头组件与被测眼部的位置，使得光学头组件能够扫描出眼部的清晰的图像。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种眼科光学相干断层扫描仪，包括控制器、基座、设于基座上的驱动机构和设于驱动机构上的光学头组件，所述光学头组件上安装有虹膜相机组；
所述控制器能够根据虹膜相机组所采集的被测对象的虹膜图像对眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构带动光学头组件移动，以使光学头组件能够获取被测对象的眼部扫描图像。
通过上述设置，光学头组件用于扫描眼部的图像，在扫描过程中需要对眼部进行定位。虹膜相机组用于拍摄虹膜图像，图像中包含眼部与光学头组件，接着控制器通过虹膜相机传来的图像计算出光学头组件移动的方向和距离，并且控制驱动机构，通过驱动机构自动驱动光学头。这样设置，通过驱动组件带动光学头组件对眼表进行快速而精确的定位，代替现有手动对光学头组件调节，能够实现眼部扫描图像的自动获取，提高检测效率和精度。
进一步设置为：所述光学头组件包括壳体和设于壳体上的目镜，所述虹膜相机组能够捕获包括目镜及被测对象虹膜在内的图像，以使控制器能够根据所述图像获取眼表到目镜的距离。
通过上述设置，检测时，眼部对应目镜，虹膜相机组捕获包括目镜及被测对象虹膜在内的图像，通过控制器和驱动机构的调节，使得目镜能够快速与眼部对准。
进一步设置为：所述目镜上连接有眼前节组件。
通过上述设置，通过目镜上安装眼前节组件，可以获取眼表角膜的图像，实现一个设备的多种扫描功能。
进一步设置为：所述光学头组件上对应虹膜相机组设有虹膜照明机构。
通过上述设置，虹膜照明机构用于提高被测眼部和虹膜相机组之间的亮度，使得虹膜相机组能够拍摄出清晰的虹膜图像。
进一步设置为：所述光学头组件上还连接有外固视引导灯。
通过上述设置，外固视引导灯能够引导被检测者的视线。
进一步设置为：还包括扫码器，所述控制器能够根据扫码器所读取的信息获取被测对象的信息。
通过上述设置，通过扫描器对被测试人员条形码或者二维码进行扫描，可以使得被测试人员的信息直接录入对应的信息录入位置，节省操作者信息录入的时间；同时避免不同的被测人员的图像信息混淆。
进一步设置为：所述基座上还连接有额托颌托组件，所述额托颌托组件包括额托和颌托。
通过上述设置，额托颌托组件用于对被测人员的头部进行定位。
进一步设置为：还包括人机交互界面，所述控制器至少能够响应人机交互界面的控制指令，实现整机自动控制模式与手动控制模式的切换。
通过上述设置，人机交互界面的设置至少能够实现整机在自动控制模式与手动控制模式之间切换，在自动获取被测人员的图像失败后，可以转化成手动操作人机交互界面，再次获取被测人员的图像，从而拓展了应用场景。
本发明的目的之二在于提供一种眼部扫描图像获取方法，采用前述任一项所述眼科光学相干断层扫描仪实现，包括下述方法a或方法b所述的步骤：
方法a：
通过虹膜相机组采集被测对象的虹膜图像；
根据所述虹膜图像对眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构带动光学头组件移动，以使光学头组件能够获取被测对象的眼部扫描图像；
方法b：
对被测对象的眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构带动光学头组件移动，以使光学头组件能够获取被测对象的眼部扫描图像。
通过上述设置，能够快速获得眼部的扫描图像。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、自动调节光学头组件与人眼之间的位置，代替人工调节，提高检测的效率和精度；
2、眼前节组件的设置，能够使得光学头组件对眼球的不同部位扫描图像，实现一机多用；
3、语音播放器能够自动播放语音提示，代替人工语音提示，更加的智能化
4、人机交互界面的设置，能够在自动检测和手动检测两种检测方式之间切换，拓展了应用场景；
5、设备为一体机设备，无需配置额外的工作台，显示屏，鼠标等配件。
附图说明
图1是本实施例的主视图；
图2是本实施例的光学头组件的整体结构示意图；
图3是图1的左视图；
图4是本实施例的基座的内部结构示意图；
图5是本实施例的眼前节组件和目镜的结构示意图；
图6是本实施例实施全自动控制检测的流程图；
图7是本实施例实施手动控制检测的流程图；
图8是本实施例眼前节组件的结构示意图。
图中：1、光学头组件；11、虹膜相机组；12、目镜；13、虹膜照明机构；14、眼前节组件；141、镜筒；142、压环；143、镜片；2、中间壳体；3、基座；31、扫码器；32、语音播放器；33、电源组件；34、控制器；4、额托；5、颌托；6、光学头内部光路；7、驱动机构；8、外固视引导灯；9人机交互界面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1：参考图1、图3和图4，一种眼科光学相干断层扫描仪，包括从下往上依次设置的基座3、驱动机构7和光学头组件1。驱动机构7包括三个电机，使得设置在驱动机构7上的光学头组件1能够实现上下、前后、左右的移动，光学头组件1上安装有虹膜相机组11，虹膜相机组11用于拍摄包含被测对象眼表以及光学头组件1在内的图像；基座3内安装控制器34，控制器34根据来自虹膜相机组11拍摄的图像后，计算出光学头组件1需要移动的距离，再控制驱动机构7，使得驱动机构7带动光学头组件1移动到相应的位置。虹膜相机组11和控制器34可以通过数据线连接，使得虹膜相机组11和控制器34之间可以进行信息传递。光学头组件1和驱动机构7共用一个控制器34。
参考图1、图3和图4，在检测过程中，被测人员的头部对应光学头组件1，控制器34对虹膜相机组11所拍摄的被测对象的眼表和光学头组件1在内的虹膜图像进行分析，计算出光学头组件1需要的移动的距离，再控制驱动机构7工作，驱动机构7工作后带动光学头组件1移动到能够获取被测对象的眼部扫描图像的位置；最后光学头组件1对被测人员的眼部进行扫描，并再次通过控制器34分析出检测图像。这样实现全自动检测被测人员的眼部图像，提高检测的效率和精度。
实施例2，参考图1和图2，一种眼科光学相干断层扫描仪，还包括竖直设置在基座3一侧的额托颌托组件，额托颌托组件包括额托4和颌托5，被测人员的下巴放置在颌托5上，额头与额托4接触，这样对被测人员的头部起到定位的作用。额托颌托组件还包括驱动电机，驱动电机用于驱动额托颌托组件移动，额托颌托组件有独立的运动控制结构控制驱动电机移动，功能是配合驱动机构7工作，自动调节被测人员的眼求与光学头组件1之间的相对位置。光学头组件1包括壳体和设置在壳体上的目镜12，虹膜相机组11共有两个并且位于目镜12的水平方向的两测，在检测的过程中，虹膜相机组11拍摄包含目镜12和被测人员眼部在内的虹膜图像，控制器34根据该虹膜图像计算出目镜12和与眼表之间的距离，最后通过驱动机构7带动光学头组件1，使得目镜12自动和眼球部位对准。
参考图2，虹膜相机组11紧挨设置有的虹膜照明机构13，虹膜相机组11和虹膜照明机构13固定在壳体上。虹膜照明机构13可以为照明灯，在检测的过程中，照明灯用于给虹膜相机组11照明，提高虹膜相机组11拍摄出的图像的清晰度。
参考图1、图3和图4，基座3的侧面嵌设有扫码器31和语音播放器32。扫码器31可以是条形码扫码器或者二维码扫码器，扫码器31的扫描口对应基座3的外部，扫码器31用于录入被测人员的信息。语音播放器32用于播放提示语音，提示语音的内容可以包括：提醒被测试人员将额部和颌部分别与抵靠于额托4、颌托5上，这样代替现有的人工语音提示，提高检测的自动化水平。扫码器31和语音播放器32可以通过数据线与控制器34电信号连接。
参考图6，首先扫码器31扫描被测人员的身份信息，然后扫码器31将信息传给控制器34，控制器34接受到被测人员的信息并且响应扫码器31的信号，控制语音播放器32播放语音；接着虹膜相机组11自动拍摄被测对象的眼部和目镜12在内的虹膜图像，同时将采集的虹膜图像传输给控制器34；控制器34接收到虹膜相机组11的图像后，控制器34计算出目镜12需要移动方向和移动距离，再控制驱动机构7来驱动光学头组件1移动到控制器34计算的位置，实现自动调节目镜12与眼球的相对位置，使得光学头组件1能够获取被测对象的眼部扫描图像。
参考图3，驱动机构7与光学头组件1的壳体固定连接，驱动机构7外设置保护壳2，保护壳2用于保护驱动机构7。
参考图1和图3，光学头组件1上还连接有外固视引导灯8，外固视引导灯8的功能主要是针对无法看清内固视靶标的被测试人员设计的，使用时通过外固视引导灯8的移动，引导被测试人员的另一只眼睛注视前方，利用人眼双目运动是同步的这一特性，便于获取被测试人员正在被测量的眼睛的眼底数据。
参考图1和图4，控制器34通过数据线电信号连接有人机交互界面9，人机交互界面9连接在基座3上，人机交互界面9可以为触摸屏。上述设置使得控制器34能够响应人机交互界面9的指令。在人机交互界面9中输入程序，通过手动触动程序的指令，控制器34响应人机交互界面9的指令后，控制驱动机构7对光学头组件1的位置进行调节，实现对整机进行自动控制模式与手动控制两种控制模式。
参考图4，基座3内固定安装有电源组件33，电源组件33分别与扫码器31、语音播放器32、控制器34、人机交互界以及驱动机构7通过导线电信号连接，电源组件33用于给这些部件供电。电源组件33可以是蓄电池。
参考图5和图8，目镜12突出壳体，同时目镜12上套接眼前节组件14，眼前节组件14成像原理和OCT成像原理一致。眼节前组件14包括用于套设在在目镜12上的镜筒141、固定在镜筒内的镜片143以及用于将镜片143固定在镜筒141内的压环142。当需要检测时，将镜筒141插接在目镜12上即可。
上述实施例的实施原理为：第一步、将电源组件33接通外部电源，开启设备；第二步、通过扫码器31识别被测人员的信息；第三步、语音播放器32提示被测人员将头部放置在颌托5上和额托4上；第四步、虹膜相机组11自动拍摄眼表和目镜12在内的虹膜图像，并且将图像信息传递给控制器34，控制器34根据图像信息自动计算出光学头组件1需要移动的距离，并且控制驱动机构7来驱动光学头组件1自动移动到指定的位置，使得眼球与光学头组件1能够拍摄到眼部相关部位的图像；第五步、拍摄图像；第六步、影像分析并生成分析报告；第七步、重复上述步骤并采集另一只眼球的信息。
实施例3，参考图6，一种眼科光学相干断层扫描仪的眼部扫描图像获取方法，包括以下步骤：
1、开机，将设备连接在外边电源上，给所有的电器件供电，使得所有的电器件能够工作，电器件包括：扫码器31、语音播放器32、控制器34、驱动机构7、光学头组件1；
2、扫码器31读取被测人员信息，被测人员上将条形码或者二维码对准扫码器31的扫描口，扫码器31读取扫描信息后，将信息录入控制器34中；
3、开启语音播放器32，控制器34控制语音播放器32播放语音，语音包括提示被测人员将头部放置在额托颌托组件上；
4、虹膜相机组11拍摄眼表与光学头组件1在内的虹膜图像，并将图像传输给控制器34；
5、控制器34根据虹膜相机组11的图像计算出光学头组件1需要移动的距离，在控制驱动机构7工作，驱动机构7将光学头组件1移动到相应的位置；
6、光学头组件1对被测人员的眼部进行图像采集；
7、图像采集后进行影像分析并生成分析报告；
8、重复上述步骤采集另一只眼睛的图像。
实施例4；参考图7，一种眼科光学相干断层扫描仪的眼部扫描图像获取方法，与实施例3的不同之处在于步骤4和步骤5不相同。
步骤4、打开手动操作模块的软件界面，即人机交互界面9，人为手动触动指令，控制器34响应人机交互界面9的指令，并控制驱动机构7；
步骤5、驱动机构7带动光学头组件1移动到人机交互界面9上指定的位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，包括控制器(34)、基座(3)、设于基座(3)上的驱动机构(7)和设于驱动机构(7)上的光学头组件(1)，所述光学头组件(1)上安装有虹膜相机组(11)；
所述控制器(34)能够根据虹膜相机组(11)所采集的被测对象的虹膜图像对眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构(7)带动光学头组件(1)移动，以使光学头组件(1)能够获取被测对象的眼部扫描图像。
2.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，所述光学头组件(1)包括壳体和设于壳体上的目镜(12)，所述虹膜相机组(11)能够捕获包括目镜(12)及被测对象虹膜在内的图像，以使控制器(34)能够根据所述图像获取眼表到目镜(12)的距离。
3.根据权利要求2所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，所述目镜(12)上连接有眼前节组件(14)。
4.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，所述光学头组件(1)上对应虹膜相机组(11)设有虹膜照明机构(13)。
5.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，所述光学头组件(1)上还连接有外固视引导灯(8)。
6.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，还包括扫码器(31)，所述控制器(34)能够根据扫码器(31)所读取的信息获取被测对象的信息。
7.根据权利要求6所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，还包括语音播放器(32)，控制器(34)能够响应于扫码器(31)所读取的信息控制语音播放器(32)播放提示语音。
8.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，所述基座(3)上还连接有额托颌托组件，所述额托颌托组件包括额托(4)和颌托(5)。
9.根据权利要求1所述的眼科光学相干断层扫描仪，其特征在于，还包括人机交互界面，所述控制器(34)至少能够响应人机交互界面的控制指令，实现整机自动控制模式与手动控制模式的切换。
10.一种权利要求1至9任一项所述眼科光学相干断层扫描仪的眼部扫描图像获取方法，其特征在于，包括下述方法a或方法b所述的步骤：
方法a：
通过虹膜相机组(11)采集被测对象的虹膜图像；
根据所述虹膜图像对眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构(7)带动光学头组件(1)移动，以使光学头组件(1)能够获取被测对象的眼部扫描图像；
方法b：
对被测对象的眼表进行定位，并根据定位结果控制所述驱动机构(7)带动光学头组件(1)移动，以使光学头组件(1)能够获取被测对象的眼部扫描图像。
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