CN104068824A - 一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，包括高亮LED灯、CCD摄像机、微处理器、壳体、数码管、电池、开关。装置采用CCD摄像头，对准病人的眼部，微处理器通过解码芯片采集一帧图像数据，通过计算可得出瞳孔直径。然后，微处理器通过输入输出的管脚控制高亮LED灯点亮，刺激病人的瞳孔，并采集瞳孔另一帧图像，通过同样的计算得出受强光刺激之后瞳孔的直径。前后两个直径的比值越大，表示病人的反应越灵敏，生命体征越明显。通过四级划分前后两个直径的比值，显示在数码管上，可以供医生直观判断患者病情轻重及变化。实现对病人瞳孔反应灵敏度自动测试，使用安全，方便，准确性高，能够有效地解决现有医生凭经验目测的不足。

Description

一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置

技术领域

本发明涉及医疗测试仪器领域，具体涉及到一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置。

背景技术

对于神经专科病人及危重患者，医生一般使用医用手电筒，照射病人眼部，并确定病人对强光反应的灵敏度，从而定性判断病人生命体征是否明显。瞳孔大小及对光照反应灵敏度的变化，直接预示着疾病的发展情况。

临床传统一直由观测者进行目测粗估，该方法误差大，准确度低，且受观测者个人经验影响极大。

现有技术的瞳孔测试仪，一般采用工控机平台，在信息的采集、储存、分析及输出程序上比较复杂，而且体积和功耗大，成本高，携带不方便，尤其是不能在危重病人病床旁广泛使用。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提出一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，可自动定量测试患者瞳孔对强光反应的灵敏度，体积小、重量轻，形状类似微型手电筒，携带及临床使用非常方便，可为医生随时判断患者生命体征强弱提供依据。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明的进一步改进包括：

一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，包括手电筒式壳体，手电筒式壳体内从尾部到顶部依次设置有电池、电源控制和测量控制开关、微处理器、高亮LED灯和采集被测者瞳孔数据的CCD摄像头，所述的手电筒式壳体上设置有显示器件，电源控制开关与电池相连接，电池与显示器件、微处理器、高亮LED灯和CCD摄像头相连，微处理器与显示器件、测量控制开关、高亮LED灯和CCD摄像头相连。

所述的微处理器，用于对接收到的CCD摄像头向其传送的无光刺激前瞳孔的一帧图像数据和受强光刺激之后瞳孔的另一帧图像数据进行计算，得出无光刺激前瞳孔的直径和受强光刺激之后瞳孔的直径，并将测出的前后两个瞳孔直径的比值划分成四个等级显示在数码管上。

所述的电池为可充电锂电池。

所述的显示器件为数码管、液晶屏或LED点阵屏。

所述的微处理器为DSP处理器、ARM或者单片机。

该装置还包括可以将采集的瞳孔图像拷贝到外接U盘上，或者直接连接到打印机输出打印的USB接口。

所述的CCD摄像头为低照度CCD传感器摄像头。

该装置还包括手动LED光源输出开关。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明提供的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，通过设置CCD摄像头和高亮LED灯、并将高亮LED灯和CCD摄像头与低功耗微处理器相连接，通过CCD摄像头采集光照前后瞳孔的两帧图像，计算瞳孔直径，通过瞳孔光照前后的直径变化，来定量确定瞳孔反应灵敏度，前后两个直径的比值越大，表示病人的反应越灵敏，生命体征越明显。采用电池供电，低功耗微处理器，体积小，重量轻，便于携带和单人操作。且所述瞳孔反应灵敏度测试装置，采用手电筒式壳体，方便医生单手操作，另一只手可以翻开危重病人的眼皮。

该装置体积小，重量轻，便于携带和临床使用，能自动给出病人瞳孔反应灵敏度数值，避免医生凭经验判断出现误差。

进一步地，该装置同时带有USB接口，可以将采集到的瞳孔图像拷贝到外接U盘上，或者直接连接到打印机输出打印，这样方便了医生对瞳孔数据的快速准确的分析。

进一步地，该装置使用的摄像头为低照度CCD传感器摄像头，具有自动对焦功能，可达500万像素，在弱光条件下，也可以拍摄到清晰的图片。

进一步地，所述装置同时具有手动LED光源输出开关，可代替传统医用手电筒。同时，该装置采用可充电锂离子电池供电，可实现重复利用。

进一步地，通过四级划分前后两个直径的比值，显示在数码管上，可以供医生直观判断患者病情轻重及变化。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明对瞳孔测量原理演示图。

图中：

1、手电筒式壳体；2、数码管；3、电池；4、电源控制和测量控制开关；5、DSP处理器；6、高亮LED灯；7、CCD摄像头；8、瞳孔；9.LED灯光示意线。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参照图1，一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，包括手电筒式壳体1，数码管2，可充电锂电池3，电源控制和测量控制开关4，DSP处理器5，高亮LED灯6，低照度CCD传感器摄像头7。手电筒式壳体1内从尾部到顶部依次设置有可充电锂电池3、电源控制和测量控制开关4、DSP处理器5、高亮LED灯6和采集被测者瞳孔8数据的低照度CCD传感器摄像头7，所述的手电筒式壳体1上设置有显示器件，电源控制开关与可充电锂电池3相连接，可充电锂电池3与显示器件、DSP处理器5、高亮LED灯6和低照度CCD传感器摄像头7相连，DSP处理器5与显示器件、测量控制开关、高亮LED灯6和低照度CCD传感器摄像头7相连。其中，所述的显示器件还可以为液晶屏或LED点阵屏等其它类型的显示器件，微处理器还包括ARM或者单片机等其它微处理器。

所述的DSP处理器5，用于对接收到的低照度CCD传感器摄像头7向其传送的无光刺激前瞳孔的一帧图像数据和受强光刺激之后瞳孔的另一帧图像数据进行计算，得出无光刺激前瞳孔的直径和受强光刺激之后瞳孔的直径，并将测出的前后两个瞳孔直径的比值划分成四个等级显示在数码管上。

进一步地，该装置还包括可以将采集的瞳孔图像拷贝到外接U盘上或者直接连接到打印机输出打印的USB接口，其中，微处理器通过USB驱动芯片连接到USB接口。进一步地，该装置还包括手动LED光源输出开关。

装置工作的流程为：电源控制开关4打开后，可充电锂电池3通过内部电路的电压调节转化为装置各模块所需的电压源，各模块开始正常启动，准备就绪后，数码管2会闪烁提醒，此时，用户方可将本发明装置有CCD摄像头7的一端对准被测者的瞳孔8，保持装置与瞳孔8之间的距离一定时，手指轻触测量控制开关4开始测量。先测量无光刺激的瞳孔8，低照度CCD摄像头7将采集到的瞳孔8图像帧数据通过内部电路传送至DSP处理器5进行数据计算处理，完成后DSP处理器5会智能地自动打开高亮LED灯6，DSP处理器系统会等待几秒，瞳孔8被高亮LED灯6光刺激的变化趋于稳定，再开始测量有光刺激的瞳孔8，同样，低照度CCD摄像头7将采集到的瞳孔8图像帧数据传送至DSP处理器5进行数据计算处理，完成瞳孔直径变化的两次测量后，DSP处理器5会对两次数据进行比较分析处理，完成后会通过手电筒式壳体1侧身上的数码管2显示出测量的结果。从轻触本发明装置的测量控制开关4后，到结果的显示均无人为干预，DSP处理器系统会自动完成整个测量过程，直到将结果显示在数码管2上为止。

参照图2，以实例来阐述本发明实现瞳孔反应灵敏度测试的原理。

人的眼睛分为白色部分，褐色部分，黑色部分(瞳孔)。三个部分的颜色深浅是不一样的。DSP处理器通过CCD摄像头采集到的图像为分辨率为800*600像素的RGB矩阵，每个像素用红(R)，绿(G)，蓝(B)三种色素各一个字节数据的值来描述该点的颜色。DSP处理器算法为，分别计算这800*600个像素对应的RGB加权平均值，值越小表示该点的黑度越大。通过比较这些像素的黑度值，可以分辨出该像素是处于黑色部分，或是褐色部分，或是白色部分。然后可以得出800*600个像素有多少个属于白色部分，多少个属于褐色部分，多少个属于黑色部分，从而得出眼睛白色部分，褐色部分，黑色部分(瞳孔)面积的相对比例。黑色部分所占的总体面积的比例越大，表示瞳孔的直径越大。

通过开LED灯前后两次测量眼睛黑色部分(瞳孔)的面积占整个眼睛的面积的比例，可得到瞳孔收缩的灵敏度的定量数据，从而判断病人生命体征的旺盛程度。

本装置的有益效果为：使用的算法测量的是瞳孔占整个眼睛的相对比例，而不是瞳孔的绝对直径，因此两帧图像拍摄的时候，与眼睛的距离可以有差异，不影响计算结果。

另一有益效果为，装置体积小，重量轻，便于携带和临床使用，能自动给出病人瞳孔反应灵敏度数值，避免医生凭经验判断出现误差。

本装置采用低照度CCD摄像头，对准病人的眼部，DSP处理器通过集成在微处理器内部，用于模数转换的解码芯片采集一帧图像数据，通过计算可得出瞳孔直径。然后，DSP处理器通过输入输出的管脚控制高亮LED灯点亮，刺激病人的瞳孔，并采集瞳孔另一帧图像数据，通过同样的算法得出受强光刺激之后瞳孔的直径。前后两个直径的比值越大，表示病人的反应越灵敏，生命体征越明显。通过四级划分前后两个直径的比值，显示在数码管上，可以供医生直观判断患者病情轻重及变化。

进一步地，所述该装置同时带有USB接口，可以将采集的瞳孔图像拷贝到外接U盘上，或者直接连接到打印机输出打印。该装置也可以直接生成固定格式的检测报告，通过USB接口输出。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，包括手电筒式壳体(1)，手电筒式壳体(1)内从尾部到顶部依次设置有电池(3)、电源控制和测量控制开关(4)、微处理器、高亮LED灯(6)和采集被测者瞳孔(8)数据的CCD摄像头(7)，所述的手电筒式壳体(1)上设置有显示器件，电源控制开关与电池(3)相连接，电池(3)与显示器件、微处理器、高亮LED灯(6)和CCD摄像头(7)相连，微处理器与显示器件、测量控制开关、高亮LED灯(6)和CCD摄像头(7)相连。

2.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，所述的微处理器，用于对接收到的CCD摄像头(7)向其传送的无光刺激前瞳孔的一帧图像数据和受强光刺激之后瞳孔的另一帧图像数据进行计算，得出无光刺激前瞳孔的直径和受强光刺激之后瞳孔的直径，并将测出的前后两个瞳孔直径的比值划分成四个等级显示在数码管上。

3.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，所述的电池(3)为可充电锂电池。

4.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，所述的显示器件为数码管(2)、液晶屏或LED点阵屏。

5.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，所述的微处理器为低功耗DSP处理器、ARM或者单片机。

6.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，该装置还包括可以将采集的瞳孔图像拷贝到外接U盘上或者直接连接到打印机输出打印的USB接口。

7.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，所述的CCD摄像头(7)为低照度CCD传感器摄像头。

8.根据权利要求1所述的便携式瞳孔反应灵敏度测试装置，其特征在于，该装置还包括手动LED光源输出开关。