CN102727179B - 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，其包含一光学模块以及一数据处理单元。该光学模块入射一光束至一眼球并撷取该光束经角膜反射后的反射光束与参考光束的至少一光干涉信号。该数据处理单元电耦合于该光学模块，该数据处理单元根据该些光干涉信号以决定一眼压检测区域，该数据处理单元利用该光学模块所撷取的该至少一光干涉信号推算该眼球内压。
Description
技术领域
本发明是关于一种眼压检测装置及其检测方法，特别是关于一种具有决定眼压检测区域的眼压检测装置及其检测方法。
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测出眼球压力数值。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，其包含一光学模块以及一数据处理单元。该光学模块入射一光束至一眼球并撷取该光束经角膜反射后的反射光束与参考光束的至少一光干涉信号。该数据处理单元电耦合于该光学模块，使该至少一光干涉信号可以传输至该数据处理单元，该数据处理单元根据光干涉信号以决定一眼压检测区域。该数据处理单元利用该光学模块所撷取的该至少一光干涉信号，而推算该眼球内压。
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：入射一光束至一眼球；撷取该光束经角膜反射后与参考光束的至少一光干涉信号；分析该至少一光干涉信号以决定一眼压检测区域；分析所撷取的光干涉信号；以及推算该眼球内压。
附图说明
图1为本发明一实施例的眼压检测装置架构的示意图；
图2为本发明一实施例的眼压检测装置的示意图；
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为本发明另一实施例的眼压检测装置架构示意图；
图5为本发明另一实施例的眼压检测装置的示意图；
图6为本发明一实施例的压力波的压力与光干涉信号的座标图；
图7为本发明一实施例的眼压检测方法的流程图；以及
图8为本发明另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
10′眼压检测装置
20光学模块
210光源
220耦合器
230反射平台
240反射镜
250光感测器
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压力波产生单元
50眼球
60显示单元
70控制单元
Sn压力波产生信号
Wn压力波
IB初始光干涉信号
I1第一光干涉信号
I2第二光干涉信号
t1第一时间
t2第二时间
tx时间点
A光束
B第一光束
B′反射光束
C第二光束
C′反射光束
具体实施方式
在下文中本发明的实施例是配合所附图式以阐述细节。说明书所提及的“实施例”、“范例实施例”、“各种实施例”等等，意指包含在本发明的该实施例所述有关的特殊特性、构造、或特征。说明书中各处出现的“实施例中”的片语，并不必然全部指相同的实施例。于说明书中所运用诸如“比对”、“处理”、“推算”、“决定”、“纪录”、“命令”或类似者的术语是指电脑或电脑系统，或类似的电子计算装置的动作或处理，上述电脑、电脑系统或电子计算装置操纵或变换电脑系统的暂存器或是存储器内的物理(诸如：电子)量的数据而成为类似表示为于电脑系统存储器、暂存器或其他该种信息储存器、传输或显示装置内的物理量的其他数据。
参照图1所示的眼压检测装置10，其包含光学模块20以及数据处理单元30。如图1及图2所示，眼压检测装置10的光学模块20较佳为麦克森干涉仪(Michelson Interferometer)但不限于时域光学同调断层扫描仪(TimeDomain Optical Coherence Tomography)亦可根据不同的设计需求而选择采用频域光学同调断层扫描仪(Frequency Domain Optical CoherenceTomography)、空间编码频域光学同调断层扫描仪(Spatially EncodedFrequency Domain Optical Coherence Tomography)及时序编码频域光学同调断层扫描仪(Time Encoded Frequency Domain Optical CoherenceTomography)。
如图1及图2所示，此实施例是以麦克森干涉仪为光学模块20的实施范例，以简化说明，但本发明并不限于麦克森干涉仪。如图1及图2的实施例中，眼压检测装置10的光学模块20包含光源210、耦合器220、反射平台230、反射镜240以及光感测器250。眼压检测装置10的光学模块20是用光源210投射出同调光束A，光束A经由耦合器220(如分光镜)分成为第二道光束，此两道光束分别为第一光束B及第二光束C，第一光束B射向参考端的反射平台230并被参考端的反射镜240反射回来，此时另一道第二光束C射向待测物端(在此实施例为眼球50)并被待测物端(如眼球50的角膜、水晶体或其他待测物体)反射回来。第一光束B与第二光束C的反射光束分别为光束B′及光束C′。由于反射光束C′是由眼球50所反射回来，因此光束C′相较于光束B′具有时间上的延迟(也称光束C′与光束B′的光程差)。这两道反射光束B′，C′经过耦合器220形成干涉后，再传输到达光感测器250，实际上，该光感测器250可以是光谱仪、光学镜组或其他任何具有光感测功能的光感测器，并无一定的限制。因此光感测器250可对感测反射光束B′，C′干涉结果产生至少一光干涉信号。
如图1及图2所示，这些光干涉信号将传输至数据处理单元30中，经过模拟数字转换器301将光干涉信号由模拟光干涉信号转换成数字电信号后，数字化的电信号将传输至微处理器302。微处理器302再利用反射光束B′，C′光程差的数字电信号处理推算得到关于待测物的垂直断面的光学数据。
数据处理单元30可供进一步比对上述待测物垂直断面的光学数据而利用预设眼压检测区域推算之，并决定如图3所示的眼球50的眼压检测区域303。简言之，通过数据处理单元30电耦合于光学模块20，数据处理单元30可根据该些光干涉信号以决定眼压检测区域303。
此外，光学模块20若为上述实施例的光学干涉仪，虽然光学干涉仪所产生的光干涉信号可供数据处理单元30决定眼压检测区域303，但上述光干涉信号亦可经过分析处理而决定光束C所射入眼球50的眼球高频振动，以供决定上述眼压检测区域303的初步眼压。然而这种眼压量测方式的信噪比很小，误差比较大，且所需的图形计算量很大，比较花时间。
如图4及图5所示的本发明另一实施例的眼压检测装置10′。眼压检测装置10′进一步包含压力波产生单元40、显示单元60及控制单元70。在此实施例中，光学模块20已于上述实施例中描述，在此不再赘述。控制单元70电耦合于光学模块20、数据处理模块30、压力波产生单元40及显示单元60，并可同时或独立地经由控制单元70予以控制。
参照图4，数据处理单元30电耦合于光学模块20，且数据处理单元30包含模拟数字转换器301及微处理器302。光学模块20所撷取眼球50的光干涉信号包含但不限于角膜厚度数据、角膜断面影像数据以及角膜曲率数据。具体而言，眼球50剖面影像属于一种光干涉信号，并可被传输至数据处理单元30的模拟数字转换器301内处理，而产生眼球影像信号(一种电信号)。微处理器302可比对眼球影像信号而初步分析出角膜压力的分布，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依据眼球影像信号决定眼压检测区域303。而显示单元60可供进一步显示待测物体(例如角膜)的剖面影像及上述光干涉信号信息，且经由比对角膜厚度数据、角膜断面影像数据以及角膜曲率数据等数据亦可经由眼球50的眼球高频振动，以供进一步测定上述眼压检测区域303的初步眼压。
眼压检测区域303的决定在量测眼压的实务上很重要，因为眼压检测区域303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，待眼压检测区域303决定后，压力波产生单元40即对眼压检测区域303进行眼压量测。
如图4所示，压力波产生单元40电耦合于数据处理单元30，数据处理单元30依一时间顺序依次发出压力波产生信号S1、S2...Sn，以命令压力波产生单元40依该时间顺序产生如图5所示的复数个压力波W1、W2...Wn，其中该些压力波W1、W2...Wn施压于眼压检测区域303后，数据处理单元30利用光学模块20所撷取的上述该些光干涉信号而推算该眼球内压。压力波产生单元40所产生的压力波可选自喷射气体纵波、光波及超音波。因此压力波产生单元40可对应于所产生的压力波而分别为喷气枪、光压器、超音波产生器。
具体而言，如图4及图5所示，当数据处理单元30依一时间顺序依次发出压力波产生信号S1、S2...Sn，以命令压力波产生单元40依该时间顺序产生复数个压力波W1、W2...Wn，其中该些压力波W1、W2...Wn施加的压力较佳但不限于依该时间顺序增加，亦可保持等压。随着压力波产生单元40产生压力波W1、W2...Wn，压力波产生单元40亦会同时输送压力波的压力数值至数据处理单元30。由于眼球50本身具有眼内压，受到压力波的推挤时，若压力波的压力小于或等于眼内压时，眼球50本身并不会形变。然而若压力波的压力大于眼内压时，眼球50则会随压力波的压力大小而决定其形变量。当压力波产生单元40造成眼球形变后，光学模块20可通过获得不同时间点的复数个光干涉信号(如I1，I2)，经由后续内容所描述的交叉比对后，可提升量测眼压的信噪比。
如图4、图5及图6所示，光学模块20于该压力波施压前，将撷取一初始光干涉信号IB。待光学模块20于该压力波W1、W2...Wn施压后，于一第一时间t1撷取一第一光干涉信号I1，于一第二时间t2撷取一第二光干涉信号I2。由两点(I1，t1)(I2，t2)可以决定一直线方程式，之后带入光干涉信号IB，即可得到IB的时间点tx，经由压力波产生单元40于tx时间点所输送至数据处理单元30的压力数值推算，即可得到tx的压力值，此值则为眼球内压。换言之，数据处理单元30根据该第一光干涉信号I1及该第二光干涉信号I2的外插或内插与该初始光干涉信号IB决定该眼球内压。上述眼压推算的数值可用来校准光学模块20(如光学同调断层扫描仪)利用眼球高频振动而推算出的初步眼压数值，因此可提升信噪比，并降低误差，同时可利用光学模块20所获得的角膜曲率及角膜厚度等信息校正眼压数值。
此实施例的主要特点除了利用光束C的反射光束C′，B′推算眼球内压，亦可利用眼球50剖面影像从另一角度推算眼球内压，因此可使所推算的眼球内压的精确度提高，此外亦可利用眼球50的剖面影像所包含的角膜曲率及角膜厚度来校正角膜曲率及角膜厚度可能造成的误差。
如图7所示的一种眼压检测方法，其包含下列步骤：步骤1010入射一光束至一眼球；步骤1020撷取该光束的复数个光干涉信号；步骤1030分析该些光干涉信号以决定一眼压检测区域；步骤1050分析所撷取的该些光干涉信号；以及步骤1060推算该眼球内压。
如图8所示的另一种眼压检测方法，除包含图7的步骤1010、步骤1020、步骤1030、步骤1050及步骤1060外，进一步包含步骤1040依一时间顺序产生复数个压力波而施压于该眼压检测区域。
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 (6)
1.一种眼压检测装置，包含：
一光学模块，包含一耦合器，该光学模块入射一光束至该耦合器而产生一第一光束及一第二光束，该第二光束入射至一眼球，该光学模块撷取该第二光束经角膜反射后的反射光束与该第一光束的反射光束的一干涉结果产生至少一光干涉信号，其中该至少一光干涉信号包含；
于一第一时间撷取的一第一光干涉信号；
于一第二时间撷取的一第二光干涉信号；以及
先于该第一时间及该第二时间撷取的一初始光干涉信号；以及
一数据处理单元，电耦合于该光学模块，该数据处理单元根据该至少一光干涉信号以决定一眼压检测区域，该数据处理单元根据该第一光干涉信号及该第二光干涉信号的外插或内插与该初始光干涉信号决定该眼球内压。
2.根据权利要求1所述的眼压检测装置，进一步包含一压力波产生单元，电耦合于该数据处理单元，该数据处理单元依一时间顺序命令该压力波产生单元依该时间顺序产生复数个压力波，其中该些压力波施压于该眼压检测区域后，该数据处理单元利用该光学模块所撷取的该至少一光干涉信号推算该眼球内压。
3.根据权利要求2所述的眼压检测装置，其中该压力波选自一喷射气体纵波、一光波以及一超音波。
4.根据权利要求2所述的眼压检测装置，其中该光学模块于该压力波施压前，撷取该初始光干涉信号。
5.根据权利要求4所述的眼压检测装置，其中该光学模块于该压力波施压后，于该第一时间撷取该第一光干涉信号，于该第二时间撷取该第二光干涉信号。
6.根据权利要求1所述的眼压检测装置，其中该光学模块进一步包含一光源、一反射平台、一反射镜以及一光感测器，该光源产生该光束，该第一光束入射至该反射平台上的反射镜而反射，光感测器感测该干涉结果而产生该至少一光干涉信号。
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