CN102727178B - 眼压检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种眼压检测装置，其包含一影像撷取单元、一数据处理单元以及一压力检测单元。该影像撷取单元用以撷取一眼球影像，该数据处理单元电耦合于该影像撷取单元，并依据该眼球影像决定一眼压检测区域。经该压力检测单元检测该眼压检测区域后，眼压检测装置的该数据处理单元决定眼球内压。
Description
技术领域
本发明是关于一种眼压检测装置，特别是关于一种具有决定眼压检测区域的眼压检测装置。
背景技术
已知用来测定并控制在眼球内侧的相对流体压力的眼压检测装置通常包含一适于穿过眼球的外科手术器具。一流体压力转换器被装设在该外科手术器具上，当该器具穿过眼球时，转换器接近开口被定位，该开口与眼球内部相通，使其可反应其内流体的压力改变并产生信号以回应流体压力的改变。换言之，已知的眼压检测装置量测眼内压时必须侵入眼球，此种侵入式的眼压检测装置很难获得社会大众的接受。
近代的眼压检测装置则渐渐淘汰侵入式的眼压检测装置。而非侵入式的眼压检测装置可分为接触式或非接触式。无论接触式或非接触式的眼压检测装置皆采取外力作用于眼球的角膜(cornea)，通过外力与角膜变形的关系，推出眼球压力数值。但实际测量后发现眼压检测区域的角膜曲率及角膜厚度对于量测眼压的实际数值也会产生一定的偏差。因此如何决定适当的眼压检测区域的眼压检测装置是目前业界主要研究的方向。
发明内容
本发明的一目的是提供一改良的眼压检测装置及其眼压检测方法，其可决定适当的眼压检测区域。
为达上述目的，本发明揭示一种眼压检测装置，其包含一影像撷取单元、一数据处理单元以及一压力检测单元。该影像撷取单元用以撷取一眼球影像。该数据处理单元电耦合于该影像撷取单元，并依据该眼球影像决定一眼压检测区域。待该眼压检测区域决定后，该压力检测单元检测该眼压检测区域并产生一压力检测信号，该数据处理单元根据该压力检测信号决定一眼球内压。
为达上述目的，本发明揭示一种眼压检测方法，包含下列步骤：撷取一眼球影像；分析该眼球影像并决定一眼压检测区域；量测该眼压检测区域的一眼内压而产生一压力检测信号；分析比对该压力检测信号；以及决定该眼内压。
附图说明
图1为本发明一实施例的眼压检测装置架构示意图；
图2为本发明一实施例的影像撷取单元撷取眼球影像的示意图；
图3为本发明一实施例的数据处理单元决定眼压检测区域的示意图；
图4为本发明一实施例的压力检测单元量测眼球的眼压检测区域的示意图；
图5为本发明另一实施例的压力检测单元量测眼球的眼压检测区域的示意图；
图6为本发明另一实施例的压力检测单元的弹性体的上视图；
图7为本发明又一实施例的压力检测单元的弹性体的上视图；
图8为本发明一实施例的弹性体的第三电极提高信号信噪比的示意图；
图9为本发明一实施例的弹性体的参考电极直接检测眼压检测区域振动的示意图；以及
图10为本发明一实施例的眼压检测方法的流程图。
主要元件符号说明
10眼压检测装置
20影像撷取单元
201摄影装置
30数据处理单元
301模拟数字转换器
302微处理器
303眼压检测区域
40压力检测单元
401弹性体
4011上表面
4012下表面
401′弹性体
401″弹性体
401″′弹性体
402第一电极
402′第一电极
403第二电极
403′第二电极
403″第二电极
404第三电极
405参考电极
50眼球
60压力检测信号
80电极
1010～步骤
1050
具体实施方式
在下文中本发明的实施例配合所附图式以阐述细节。参照图1所示的眼压检测装置10，眼压检测装置10包含影像撷取单元20、数据处理单元30以及压力检测单元40。如图1及图2所示，影像撷取单元20可用以撷取眼球50影像。在此实施例中，影像撷取单元20可为摄影装置201，具体而言，摄影装置201可为电耦合装置(CCD)摄影机或是互补性氧化金属半导体(CMOS)摄影机，其可对焦于广角度反射面镜，以撷取一眼球50周围全景影像。摄影装置201所撷取的眼球50影像可选自眼球角膜影像、眼睑影像、眉毛影像以及眼框影像，以供眼球整体定位及选定眼压检测区域303(示于图3)，这是因为并非眼球表面皆可进行眼压的量测，例如伤口处及其他不反应眼压的区域就不宜进行眼压量测。
又该影像撷取单元20亦可为光弹应力分析仪，可提供角膜区域的应力分布。当眼球受力(例如眼内压力)，投射光线具有平行于压力方向及垂直于压力方向的两分量，由于光线的速度与压力成正比例关，因此两分量将因压力的不同而以不同的速度通过眼球，因而造成相位偏移。如果相位偏移是建设性的，则两分量彼此加强，而形成亮的区域；反之，如果相位偏移造成两分量互相干扰，则形成暗的区域。如此一来，光弹应力分析仪将观察眼球上的明暗线条，这些线条可以用来解释压力梯度分布的情况并计算之，请参考如图3的角膜应力梯度分布。此外，上述角膜应力梯度分布的情况有助于选定眼压检测区域303，以进一步进行眼压量测。
如图1及图2所示，不论影像撷取单元20为摄影装置201或光弹应力分析仪，当本发明判断需要追踪眼球50的特定区域时，眼压检测装置10可调整影像撷取单元20所撷取的全景影像的视野区域。当影像撷取单元20侦测到眼球50的特定区域时，可以利用眼压检测装置10进行旋转或平移，以将焦点由原来的位置例如眼睑移至角膜或其他眼球50的位置，而达到动态追踪眼球50的功能。另外，其他变化实施例(图未示)中，影像撷取单元20还可以通过与影像撷取单元20电耦合的光学聚焦单元(图未示)，而调整眼球50全景影像的清晰度。
如图1所示，数据处理单元30电耦合于影像撷取单元20(如摄影装置201或光弹应力分析仪)，且数据处理单元30包含模拟数字转换器301、微处理器302。上述眼球50影像及眼球影像信号传输至数据处理单元30的模拟数字转换器301内处理而产生眼球影像电信号。微处理器302比对眼球影像电信号而分析出角膜压力梯度分布中较佳的检测区域，进而决定适当的眼压检测区域303，如图3所示。简言之，数据处理单元30依据眼球50影像及眼球影像信号决定眼压检测区域303。
眼压检测区域的决定在量测眼压的实务上很重要，因为眼压检测区域的角膜曲率及角膜厚度对于量测眼压的实际数值也会产生一定的偏差。为了精确量测实际眼压，如图1、图3及图4所示，待眼压检测区域303决定后，压力检测单元40即对眼压检测区域303进行眼压量测。
如图4所示，压力检测单元40为弹性体401。弹性体401包含第一电极402与第二电极403。由于弹性体401由介电材质构成，因此第一电极402与第二电极403可组成电容式感测装置。换言之，压力检测单元40在此实施例中是以接触式的电容式感测装置进行眼内压的量测。如图4所示，压力检测单元40的第一电极402与第二电极403分别设置于弹性体401的上下表面4011、4012，由于弹性体401接触眼球50后，弹性体401将形变，进而导致第一电极402与第二电极403之间的间距h产生差异而量测出眼压的动态变化。在此实施例中，第一电极402与第二电极403的排列方式为对称排列设计；然而在其他实施例中，如图5所示，弹性体401′的第一电极402与第二电极403′的排列方式亦可为非对称方式排列。此处所言的对称或非对称指弹性体401、401′的上表面4011的第一电极402及下表面4012的第二电极403、403′在垂直方向上是否有对称排列而定。具体而言，第一电极402及第二电极403、403′的垂直方向平行于第一电极402与第二电极403之间的间距h。
如图6实施例所示的弹性体401″的上视图中，弹性体401″亦可为大面积的第一电极402′与第二电极403″的水平环状排列方式设计。为了强化电容变化的效果，可如图7实施例所示的弹性体401″′的上视图中，亦可将复数片电极80排列成方块相邻的排列方式使电极80与电极80之间的电容感测面积实质上变大。图6及图7的大面积弹性体401″、401″′除了可量测眼压的动态变化，亦可利用弹性体401″、401″′大范围面积电极之间的电容感应进而量测出眼压检测区域303的曲率。因此大面积弹性体401″、401″′除了可量测眼压的动态变化，亦可量测出角膜曲率，进而将眼压检测区域303的角膜曲率或角膜厚度对于量测眼压的偏差减到最小。
通常眼内压或称为眼压会造成角膜的高频振动，上述振动将造成电极之间的间距h改变而输出信号。如图8所示，第一电极402及第二电极403之间的间距h会因为弹性体401的形变而量测出眼压的动态变化(如高频振动)，进而反推出眼内压。具体而言，第一电极402及第二电极403之间间距h的变化会产生压力检测信号60，数据处理单元30会根据压力检测信号60而并比对相对应的眼内压而决定眼球50的眼内压。具体而言，如图8及图1所示，压力检测单元40所量测的压力检测信号60会被传输回数据处理单元30，经过数据处理单元30的模拟数字转换器将压力检测信号60处理后，进而传输至微处理器302。微处理器302比对处理后的压力检测信号60以及相对应的眼内压，而决定眼球50的眼内压。
如图8所示，为了进一步减少噪声，弹性体401另包含第三电极404，其设置于第一电极402及第二电极403之间。由于第三电极404设置于第一电极402及第二电极403之间，因此当第一电极402及第二电极403之间的间距h产生变化时，第三电极404可提供其相对于第一电极402及第二电极403之间个别的间距信号，进而减少噪声并提高第一电极402及第二电极403之间压力检测信号的精确度，以供提高信号信噪比。此处所言的信号信噪比是指信号除以噪声的比例。
此外，如图9所示，弹性体401另包含参考电极405，参考电极405可直接检测眼压检测区域303的振动。此处的振动可通过预先设定的数据库进行比对，并区分为眼球运动的低频振动或眼压所造成的高频振动，而减少实际眼压误判情况。
然而上述实施例是以接触式的弹性体401进行检测；但影像撷取单元20亦可以非接触式的方式撷取眼球影像信号，这些信号包含角膜厚度数据、角膜断面影像数据以及角膜曲率数据。上述眼球50影像及眼球影像信号传输至数据处理单元30的模拟数字转换器301内处理而产生眼球影像电信号。微处理器302比对眼球影像电信号而分析出角膜压力梯度分布中较佳的检测区域，进而决定适当的眼压检测区域303。影像撷取单元20可检测眼压检测区域303的眼球的断层扫描图形，并利用时域变化下图形比对分析而得出眼压所造成的压力检测信号。具体而言，此时影像撷取单元20(此处的影像撷取单元20并不限于图2所示的摄影装置亦可为其他可接收光学信号的光学式影像撷取单元)可同时提供压力检测单元40功能。于实际操作时，影像撷取单元20利用光干涉原理而撷取眼球影像信号，这些眼球影像信号包含前述角膜厚度数据、角膜断面影像数据以及角膜曲率数据。前述数据输入至微处理器302后，除可作为眼压检测区判断外，更可用于修正眼压压力判读。于眼压压力检测过程中，影像撷取单元20，可提供不同时域下角膜断面影像，通过微处理器302的运算处理，即可得到角膜受眼压作用下，所产生的角膜高频振动的信号(亦称为压力检测信号60)。微处理器302将比对上述压力检测信号60以及相对应的眼内压，而决定眼球50的眼内压。此即与前述利用角膜高频振动所产生电容变化的原理相同。
如图10所示的一种眼压检测方法，其包含下列步骤：步骤1010撷取眼球影像；步骤1020分析眼球影像并决定眼压检测区域；步骤1030量测眼压检测区域的眼内压而产生压力检测信号；步骤1040分析比对压力检测信号；以及步骤1050决定眼内压。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而本领域普通技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。
Claims (7)
1.一种眼压检测装置，包含：
一影像撷取单元，撷取一眼球影像；
一数据处理单元，电耦合于该影像撷取单元，依据该眼球影像决定一眼压检测区域；
一压力检测单元，检测该眼压检测区域并产生一压力检测信号，该数据处理单元根据该压力检测信号决定一眼球内压，其中该压力检测单元为一弹性体，该弹性体包含一第一电极及一第二电极，该第一电极及该第二电极分别设置于该弹性体的上下表面，该压力检测信号藉由该第一电极与该第二电极之间间距的变化而产生。
2.根据权利要求1所述的眼压检测装置，其中该影像撷取单元包含一摄影装置，该摄影装置撷取该眼球影像。
3.根据权利要求2所述的眼压检测装置，其中该眼球影像选自眼球角膜影像、眼睑影像、眉毛影像以及眼框影像。
4.根据权利要求3所述的眼压检测装置，其中该眼球影像信号包含角膜厚度数据、角膜断面影像数据以及角膜曲率数据。
5.根据权利要求1所述的眼压检测装置，其中该数据处理单元包含一模拟数字转换器与一微处理器，该模拟数字转换器处理该眼球影像成一眼球影像电信号，该微处理器比对该眼球影像电信号而决定该眼压检测区域。
6.根据权利要求1所述的眼压检测装置，其中该弹性体另包含一第三电极，该第三电极设置于该第一电极及该第二电极之间，以供提高信号信噪比。
7.根据权利要求6所述的眼压检测装置，其中弹性体另包含一参考电极，该参考电极直接检测该眼压检测区域的振动。
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| 共振式非接触眼压计设计探讨;陈曾汉;《中国医疗器械杂志》;19891231;第13卷(第1期);第13页～第16页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102727178A (zh) | 2012-10-17 |
| TW201238559A (en) | 2012-10-01 |
| US8900143B2 (en) | 2014-12-02 |
| US20120253165A1 (en) | 2012-10-04 |
| TWI446891B (zh) | 2014-08-01 |
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