CN101301237A - 视觉融合功能训练器及其训练方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种视觉融合功能训练器及其训练方法，主要用于矫正儿童斜视，属于眼科医疗器械技术领域。该训练器包括：外壳组件、标志物移动装置、头部固定装置和电路控制单元；其中，所述头部固定装置设置在外壳组件上，用于固定使用者的头部；所述标志物移动装置和所述电路控制单元设置在外壳组件内，标志物移动装置上的标志物组件通过外壳组件上的开口滑道伸出外壳组件外，与头部固定装置的位置相对应，所述电路控制单元与所述标志物移动装置的动力驱动装置的控制端电连接，用于控制标志物移动装置的标志物组件移动或停止。利用本发明所设计的融合功能训练器可以快速、有效地矫正斜视，训练患者的立体视觉，达到改善视力的效果。

Description

视觉融合功能训练器及其训练方法

技术领域

本发明涉及一种矫正斜视的医疗器械，具体地说，是指一种视觉融合功能训练器及其训练方法。

背景技术

斜视是指患者的两眼视轴不正，有偏内、偏外或上、下不正的情形。我们的眼球之所以能够自由转动，主要是依靠管理眼球的六条肌肉的平衡运动。这六条肌肉又受神经和大脑的指挥，如果大脑、神经或一条或几条肌肉运动发生故障，就会引起斜视。

正常人的两眼视物应是正而平行的，当注视一个物体的时候，此物体的影像即分别落在两眼视网膜的视黄斑中心凹上，再经过大脑的融像能力，才使两眼所见的影像合而为一。斜视的病人因为眼位不正，当注意一个物体时，此物体影像落在中心凹以外的位置，这样就会出现复视情形；一个眼的影像受到抑制，就会丧失两眼之单一视机能与立体感，有的还会导致视力发育不良而造成弱视。只有获得双眼视觉融合统一，才能长期保持双眼视轴平行。

斜视目前已成为小儿最常见的眼科疾病之一。斜视不仅影响个人的外在形象，更重要的是若不及时治疗，常会造成无法弥补的视觉功能异常与弱视。可以采用融合功能训练方式对斜视进行治疗，在具有周边融合功能者中，约74％可维持眼球正位；在没有融合功能者中，只有45％可维持眼球正位。显而易见，斜视患者获得双眼视觉后，再次手术的可能性明显下降，而且矫正斜视后，患者周边双眼视野可扩大。而目前，在还没有可以进行斜视矫正治疗的训练装置或产品。

发明内容

本发明实施方式提供一种视觉融合功能训练器及其训练方法，该训练器基于人眼的辐辏效应，使斜视患者双眼注视移近的标志物，并记录当训练者两眼球向外侧发散时标志物的位置，作为测试患者斜视程度的依据，通过多次训练，可达到矫正斜视、培养立体视觉的效果。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种视觉融合功能训练器，该训练器包括：外壳组件、标志物移动装置、头部固定装置和电路控制单元；其中，所述头部固定装置设置在外壳组件上，用于固定使用者的头部；所述标志物移动装置和所述电路控制单元设置在外壳组件内，标志物移动装置上的标志物组件通过外壳组件上的滑道伸出外壳组件外，与头部固定装置的位置相对应，所述电路控制单元与所述标志物移动装置的动力驱动装置的控制端电连接，用于控制标志物移动装置的标志物组件移动或停止。

所述外壳组件包括：上盖体和下箱体，其中，上盖体设置在下箱体上形成一个箱体结构，所述上盖体上设有用于使标志物组件伸出的开口滑道，与开口滑道对应设有标识标志物组件的移动位置的标尺。

所述标志物移动装置包括：支架、导轨、滑块组件、标志物组件、电机组件、同步齿形带、固定轮组件、行程开关和橡胶撞柱，其中，所述导轨设置在支架上，滑块组件设置在所述导轨上，标志物组件设置在滑块组件上，导轨下面的支架上设有电机组件，电机组件的动力输出轮通过同步齿形带与对应的固定轮组件连接，所述滑块组件与同步齿形带固定连接，在所述导轨两端与滑块组件对应设有两个橡胶撞柱，在所述导轨一侧的支架上设有与滑块组件上的标志物组件对应的两个行程开关。

所述滑块组件上设有与所述两个行程开关配合的定位板。

所述头部固定装置包括：额头横杆、夹紧螺钉、额头立杆、底盘、下颌托和下颌定位块，其中，额头横杆为弧形结构，活动设置在两个额头立杆上，两个额头立杆设置在底盘上，额头横杆与额头立杆的连接处设有固定锁紧用的夹紧螺钉，额头横杆下方为下颌托，所述下颌托设置在外壳组件上的下颌定位块上，所述下颌托的表面为弧形凹槽结构。

所述电路控制单元包括：单片机、电机驱动电路模块、次数显示电路模块、行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块，其中，电机驱动电路模块和次数显示电路模块分别与单片机的输出端连接；行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块的输出端分别与单片机的输入端连接。

所述电路控制单元还包括：语音模块，与单片机连接，用于在单片机的控制下输出预存的语音和/或音乐。

所述电机驱动电路模块的输出端与所述标志物移动装置的动力驱动装置的控制端连接，用于控制所述动力驱动装置转动或停止。

本发明实施方式还提供一种基于上述视觉融合功能训练器的训练方法，采用上述任一项中所述的视觉融合功能训练器，使训练者头部固定于所述训练器的头部固定装置上，面向所述训练器的标志物，通过控制训练器的按键，经由电路控制单元控制训练器的标志物移动装置的标志物由远及近的向训练者眼睛方向移动，训练者双眼同时注视标志物，当眼球向两边分散开时，松开按钮，标志物停止移动，记录标志物的标杆指向的标尺的刻度，按后退键使标志物回到原处即完成本次训练。

所述每训练70次为一个训练周期。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式的训练器，通过标志物移动装置与电路控制单元的配合，使标志物移动，对通过头部固定装置固定头部的斜视患者进行训练，利用人眼的辐辏效应，训练斜视患者双眼对移动的标志物的立体视觉，起到改善视力的效果。该训练器具有下述优点：(1)训练方法简便，适合医院和家庭应用；(2)针对性强；(3)临床治疗效果明显；(4)有针对性，专门针对斜视患者，特别是斜视儿童；(5)训练过程伴随着儿童歌曲，使得治疗不再枯燥乏味，适应儿童特点，改善了治疗效果，缩短了矫正周期；(6)结构简单，操作方便，自动化程度高；(7)既适合医生对患者的斜视程度进行定量的判断，又适合患者自己在家中训练治疗。

附图说明

图1为本发明实施例的融合功能训练器的总体结构示意图；

图2为本发明实施例的外壳组件结构示意图；

图3为本发明实施例的标志物移动装置结构示意图；

图4为本发明实施例的标志物组件的结构示意图；

图5为本发明实施例的电机组件的结构示意图；

图6为本发明实施例的固定轮组件的结构示意图；

图7为本发明实施例的滑块组件的结构示意图；

图8为本发明实施例的头部固定装置结构示意图；

图9为本发明实施例的电路控制部分的结构框图；

图中各标号分别为：

1、外壳组件；2、标志物移动装置；3、头部固定装置；

12、下壳体；101、前面板；102、底板；103、后面板；104、侧面板、105、另一侧面板；121、喇叭固定装置；122、电源模块；131、双位开关；132、电源插座；14、上盖板；141、开口滑道；142、标尺；143、显示板；144、前进键；145、后退键；146、语音开关；147、复位键；148、调速旋钮；

21、支架；22、导轨；23、滑块组件；24、标志物组件；25、电机组件；26、固定轮组件；27、同步齿形带；28、281、橡胶撞块；29、291、行程开关；210、211、加强板；201、上杆头；202、A螺纹柱；203、上圆杆；204、B螺纹柱；205、标杆；206、底杆；301、联轴器胀套；302、电机带轮；303、电机垫；304、电机；401、固定轴；402、A轴承；403、固定轮带轮；404、B轴承；405、螺母；501、定位板；502、导轨滑块；503、接块；504、压块；

31、额头横杆；32、321、额头立杆；33、331、底盘；34、341、夹紧螺钉；35、下颌托；36、361、下颌托定位块。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种视觉融合功能训练器及其训练方法，主要用于对儿童的斜视进行矫正训练，该训练器具体包括：外壳组件、头部固定装置、标志物移动装置和电路控制单元；其中，所述头部固定装置设置在外壳组件上，用于固定使用者的头部；所述标志物移动装置和所述电路控制单元设置在外壳组件内，标志物移动装置上的移动标志物通过外壳组件上的滑道伸出外壳组件外，与头部固定装置的位置相对应，所述电路控制单元与所述标志物移动装置的动力驱动装置的控制端电连接，用于控制标志物移动装置的标志物移动或停止。该训练器结构简单，其矫正斜视的原理为：当人看近的物体时，眼睛除了睫状肌需要收缩外，两眼球还需同时向内侧旋转，使双眼视线向同一目标集中，以保持双眼单视功能，让视力保持立体感，这种看近时双眼内转的现象，称为眼的集合，也称辐辏，由于该训练器的标志物的移动，使训练者的两眼集合，或称辐辏，从而达到矫正治疗的效果。

为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明实施方式作进一步说明。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种视觉融合功能训练器，主要用于训练矫正儿童的斜视，该训练器具体包括：外壳组件1、标志物移动装置2、头部固定装置3和电路控制单元；其中，所述头部固定装置3设置在外壳组件1上，用于固定使用者的头部；所述标志物移动装置2和所述电路控制单元设置在外壳组件1内，标志物移动装置2上的标志物组件24通过外壳组件1上的开口滑道141伸出外壳组件1外，与头部固定装置3的位置相对应，所述电路控制单元与所述标志物移动装置2的动力驱动装置(一般为电机)的控制端电连接，用于控制标志物移动装置2的标志物组件24移动或停止。

其中，所述的外壳组件1如图2所示，具体包括：上盖体14和下箱体12，其中，上盖体14设置在下箱体12上形成一个箱体结构，所述上盖体14上设有用于使标志物组件24伸出的开口滑道141，与开口滑道141对应设有标识标志物组件24移动的位置的标尺142；

外壳组件的下箱体12由前面板101、后面板103、底板102和两个侧面板104、105构成，底板102的底面上分别固定带有安装孔的电源模块122和用于安装标志物移动装置2的安装孔；底板102左内侧上设计有喇叭固定装置121用来固定喇叭；后面板103上固定有双位开关131和电源插座132；上盖板14上分别固定有显示板143、前进键144、后退键145、语音开关146、复位键147和调速旋钮148。

如图3所示，上述训练器中的标志物移动装置2具体包括：支架21、导轨22、滑块组件23、标志物组件24、电机组件25、同步齿形带27、固定轮组件26、行程开关29、291和橡胶撞柱28、281，其中，所述导轨22设置在支架21上，滑块组件23设置在所述导轨22上，标志物组件24设置在滑块组件23上，导轨22下面的支架21上设有电机组件25，电机组件25的动力输出轮通过同步齿形带27与对应的固定轮组件26连接，所述滑块组件23与同步齿形带27固定连接，在所述导轨22两端与滑块组件23对应设有两个橡胶撞柱28、281，在所述导轨22一侧的支架21上设有与滑块组件23上的标志物组件24对应的两个行程开关29、291。实际中，所述的标志物移动装置2安装在视觉融合功能训练器的外壳组件1壳体内的底板102上，通过加强板210和B加强板211将标志物移动装置2的支架21固定在底板102上，可以防止装置在工作时发生晃动；标志物移动装置2的标志物组件24通过底杆206上的螺纹固定在带有安装孔的滑块组件23上；电机组件25、固定轮组件26和滑块组件23均固定在支架21上，同步齿形带27连接电机组件25的电机带轮和固定轮组件26的固定轮带轮；

如图4所示，所述的标志物移动装置2的标志物组件24的上杆头201通过A螺纹柱202固定在上圆杆203上，上圆杆203通过B螺纹柱204旋入底杆206内螺纹孔并紧固，标杆205套在底杆206上，通过螺纹固定。上杆头201上半部为球形，下半部为圆柱形，外观为红色，易吸引训练者的注意，保证了训练效果。上圆杆203为圆环形结构，可有效的避免标志物移近离训练者眼部时碰到鼻子。

如图5所示，所述的标志物移动装置2中的电机组件25的电机304通过电机垫303上的安装孔固定在支架21上，通过调整联轴器胀套301上的旋紧螺丝将电机304的轴夹紧，同时也把电机带轮302撑紧，使得电机304运转时可以带动电机带轮302一起转动。

如图6所示，所述的标志物移动装置2中的固定轮组件26通过固定轴401上的安装孔固定在支架21上，A轴承402，B轴承404分别套入固定轴401，固定轮带轮403套在A轴承402、B轴承404上，螺母405固定在固定轴401，防止固定轮带轮403滑托，这样同步齿形带27即可带动固定轮带轮403自由转动。

如图7所示，所述的标志物移动装置2中的滑块组件23的导轨22与支架21平行放置，通过安装孔安装在支架21上表面，滑块组件23的导轨滑块502采用槽型结构卡入导轨22，可沿导轨22自由滑动，滑块组件23的接块503通过安装孔固定在导轨22上的导轨滑块502上，滑块组件23的压块504通过固定螺丝与接块503连接，并将同步齿形带27夹紧，这样同步齿形带27可带动滑块组件23一起运动。

所述的标志物移动装置2的A行程开关29和B行程开关291分别固定在支架21的两端，导轨滑块502滑动到导轨22两端时，定位板501正好通过A行程开关29和B行程开关291的通光槽，隔断光线，触发行程开关输出高电平，则通过电路控制单元控制使电机304制动。所述电路控制单元对A行程开关29和B行程开关291输出电平的检测，来控制电机的转向和转速。

所述的标志物移动装置2的A橡胶撞柱28和B橡胶撞柱281用以防止电机制动后，滑块组件23由于惯性继续滑动，与支架21两端的带轮发生碰撞。橡胶撞柱外层采用橡胶材料，有一定弹性，起缓冲作用，有效的避免了系统部件的损伤。

如图8所示，上述训练器中的头部固定装置3具体包括：额头横杆31、夹紧螺钉34、341、额头立杆32、321、底盘33、331、下颌托35和下颌定位块36、361，其中，额头横杆31可以采用铝质材料制备，可以制备成圆弧形结构，并在其外层包裹一层柔软海绵，适合人类额头的一般特征，通过两端的安装孔套入A额头立杆32和B额头立杆321，可以上下移动调整额头横杆31的高度，以适合不同人的要求，再由A夹紧螺钉34和B夹紧螺钉341将额头横杆31固定，两个额头立杆32、321设置在底盘33、331上，额头横杆31与两个额头立杆32、321的连接处分别设有固定锁紧用的夹紧螺钉34、341，额头横杆31下方为下颌托35，所述下颌托35设置在外壳组件1上的下颌定位块36、361上，所述下颌托35可采用铝质材料制备，其表面可制成弧形凹槽结构，各个边角都做成圆角结构，并在外层包裹一层柔软海绵，使其适合人类下颌的一般特征，将下颌放在上面不会产生明显的压迫感也不会划伤，有效提高了使用的舒适度。

实际中，可以将所述的头部固定装置1与融合功能训练器外壳组件1的壳体集成在一起，位置相对固定，省去了繁杂的位置确定工作，并能够保证训练时，标志物沿训练者双眼之间的中心轴线滑动，不会因位置调整不当引起的不良训练后果。

如图9所示，上述训练器中的电路控制单元具体包括：单片机、电机驱动电路模块、次数显示电路模块、行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块，其中，电机驱动电路模块和次数显示电路模块分别与单片机的输出端连接；行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块的输出端分别与单片机的输入端连接。实际中，所述的电路控制装置分三部分：电源模块122、主控制板和显示板141，电源模块122安装在外壳组件1的底板102的底面上，主控制板安装在标志物移动装置2上，显示板143安装在外壳组件1的上盖板14上；其中，所述电机驱动电路模块的输出端与所述标志物移动装置2的动力驱动装置的控制端连接，用于控制所述动力驱动装置转动或停止。

上述的电路控制单元还包括：语音模块，与单片机连接，用于在单片机的控制下输出预存的语音和/或音乐；

该电路控制单元是一个单片机检测控制系统，通过扫描前进键144、后退键145、语音开关146、复位键147，然后产生相应的控制动作：前进键144和后退键145可控制标志物的移动方向，语音开关146可控制是否播放儿童音乐，复位键147可对系统进行复位，使显示板143显示清零，调整调速旋钮148可以改变标志物的移动速度。

利用上述视觉融合功能训练器，对斜视患者进行训练，具体方法为：使训练者将头部固定于头部固定装置，眼睛注视标志物，然后按下前进键144，标志物以一定速度向两眼移近，在此过程中两眼同时注视标志物，直到眼球向外分散看不清标志物，即松开按键，记下此时标杆指向标尺142的刻度，然后按后退键145即完成一次训练，显示板143显示训练次数加一，完成70次训练为一个周期，显示板143显示训练次数清零，重新计数，通过记录的标尺142的刻度值可以判断训练者的斜视程度。

综上所述，本发明实施例中的训练器通过控制标志物移动装置带动标志物移动，实现对训练者斜视的矫正，该训练器具有结构简单、使用方便的优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1、一种视觉融合功能训练器，其特征在于，该训练器包括：外壳组件(1)、标志物移动装置(2)、头部固定装置(3)和电路控制单元；其中，所述头部固定装置(3)设置在外壳组件(1)上，用于固定使用者的头部；所述标志物移动装置(2)和所述电路控制单元设置在外壳组件(1)内，标志物移动装置(2)上的标志物组件(24)通过外壳组件(1)上的开口滑道(141)伸出外壳组件(1)外，与头部固定装置(3)的位置相对应，所述电路控制单元与所述标志物移动装置(2)的动力驱动装置的控制端电连接，用于控制标志物移动装置(2)的标志物组件(24)移动或停止。

2、根据权利要求1所述的训练器，其特征在于，所述外壳组件(1)包括：上盖体(14)和下箱体(12)，其中，上盖体(14)设置在下箱体(12)上形成一个箱体结构，所述上盖体(14)上设有用于使标志物组件伸出的开口滑道(141)，与开口滑道(141)对应设有标识标志物组件的移动位置的标尺(142)。

3、根据权利要求1所述的训练器，其特征在于，所述标志物移动装置(2)包括：支架(21)、导轨(22)、滑块组件(23)、标志物组件(24)、电机组件(25)、同步齿形带(27)、固定轮组件(26)、行程开关(29、291)和橡胶撞柱(28、281)，其中，所述导轨(22)设置在支架(21)上，滑块组件(23)设置在所述导轨(22)上，标志物组件(24)设置在滑块组件(23)上，导轨(22)下面的支架(21)上设有电机组件(25)，电机组件(25)的动力输出轮通过同步齿形带(27)与对应的固定轮组件(26)连接，所述滑块组件(23)与同步齿形带(27)固定连接，在所述导轨(22)两端与滑块组件(23)对应设有两个橡胶撞柱(28、281)，在所述导轨(22)一侧的支架(21)上设有与滑块组件(23)上的标志物组件(24)对应的两个行程开关(29、291)。

4、根据权利要求3所述的训练器，其特征在于，所述滑块组件(24)上设有与所述两个行程开关(29、291)配合的定位板。

5、根据权利要求1所述的训练器，其特征在于，所述头部固定装置(3)包括：额头横杆(31)、夹紧螺钉(34、341)、额头立杆(32、321)、底盘(33)、下颌托(35)和下颌定位块(36、361)，其中，额头横杆(31)为弧形结构，活动设置在两个额头立杆(32、321)上，两个额头立杆(32、321)设置在底盘(33、331)上，额头横杆(31)与两个额头立杆(32、321)的连接处分别设有固定锁紧用的夹紧螺钉(34、341)，额头横杆(31)下方为下颌托(35)，所述下颌托(35)设置在外壳组件(1)上的下颌定位块(36、361)上，所述下颌托(35)的表面为弧形凹槽结构。

6、根据权利要求1所述的训练器，其特征在于，所述电路控制单元包括：单片机、电机驱动电路模块、次数显示电路模块、行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块，其中，电机驱动电路模块和次数显示电路模块分别与单片机的输出端连接；行程开关控制电路模块和键盘扫描电路模块的输出端分别与单片机的输入端连接。

7、根据权利要求6所述的训练器，其特征在于，所述电路控制单元还包括：语音模块，与单片机连接，用于在单片机的控制下输出预存的语音和/或音乐。

8、根据权利要求6所述的训练器，其特征在于，所述电机驱动电路模块的输出端与所述标志物移动装置(2)的动力驱动装置的控制端连接，用于控制所述动力驱动装置转动或停止。

9、一种基于视觉融合功能训练器的训练方法，其特征在于：采用权利要求1～6中任一项所述的视觉融合功能训练器，使训练者头部固定于所述训练器的头部固定装置上，面向所述训练器的标志物，通过控制训练器的按键，经由电路控制单元控制训练器的标志物移动装置的标志物由远及近的向训练者眼睛方向移动，训练者双眼同时注视标志物，当眼球向两边分散开时，松开按钮，标志物停止移动，记录标志物的标杆指向的标尺的刻度，按后退键使标志物回到原处即完成本次训练。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述每训练70次为一个训练周期。

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