CN105570762A - 一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，解决了现有光源光照区域的照射形状不适用于缓解糖尿病眼底病变仪器的问题。本发明包括：发光设备，与发光设备位于同一平面且具有光野区域和非光野区域的导光板，设置在光野区域内的导光点阵列，以及设置在非光野区域的吸光层。本发明通过吸光层不同形状的设置，有效自行确定光照区域的形状，并通过导光板作用达到均匀光线的目的，因而极其适用于缓解糖尿病眼底病变的仪器；同时，本发明通过优化设计的导光点阵列，不仅仅能有效使光均匀度极大增高，而且还能有效避免光野区域中存在的暗斑和亮斑情况，进一步提高缓解糖尿病眼底病变的效果。

Description

一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置

技术领域

本发明涉及一种医疗装置，具体涉及的是一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置。

背景技术

糖尿病性眼疾病的危害：糖尿病性眼疾病是糖尿病最常见的并发症，包括糖尿病黄斑水肿、视网膜病变等，是成年人可预防性失明的最常见原因。根据中华医学会糖尿病学分会和眼科学会的流行病学调查数据显示，在我国，20岁以上成年人糖尿病患病率为9.7%，是世界上糖尿病患者数最多的国家，视网膜病变在糖尿病患者人群中的患病率为24.7%~37.5%。

糖尿病性眼疾病的发病机理：当前医学界对于糖尿性眼疾病的发病机理缺乏全面的理解，但是大量临床试验结果表明，糖尿病患者身上晚期糖化终产物(AGEs)引起的一系列连锁反应，会加剧血管内皮生长因子(VEGF)过度生长，进而导致视网膜病变和视力衰退。

传统治疗手段及缺点：当前国内外对于糖尿病性眼疾病的治疗手段主要分为两种：激光手术和血管内皮生长因子抑制(anti-VEGF)药物玻璃体注射。然而，激光疗法在视力恢复方面效果不佳，即便手术成功，患者视力下降通常也会在五年后加剧。Anti-VEGF药物（如雷珠单抗）的费用较高，并且需要实施多次玻璃体药物注射，导致整个治疗成本非常高昂。更重要的是，这两种方法通常都只能在视网膜病变较为严重时才能实施。

新治疗手段的技术原理及优点：英国眼科学家GeoffreyBernardArden教授领导的科研小组认为视网膜圆柱细胞暗适应引起的组织缺氧是血管内皮生长因子过度生长的主要原因，并通过近20年的临床研究，证明了可以通过光疗法来减弱圆柱细胞暗适应过程，抑制VEGF过度生长，进而达到缓解糖尿病视网膜病变的目的。相对于激光手术和玻璃体药物注射这两种传统治疗方式而言，光疗法为糖尿病性眼疾病提供了一种完全无创、成本低廉、易于实施、可以在病变早期就进行干预的新的治疗手段。

光源装置是缓解糖尿病眼底病变仪器的核心部件，其主要作用是产生一个椭圆或者圆形的面光源，面光源的光学性能直接影响到治疗的有效性，这些光学性能包括面光源的波长、形状、照度、光均匀性。

普通光源存在很多不足，就目前现有面光源光照区域的照射形状而言，圆形和正方形的居多，因而该光照区域的形状不适用于缓解糖尿病眼底病变仪器；并且现有面光源的波长、照度的选择也极其不适用于缓解糖尿病眼底病变仪器，不适宜的波长、照度有可能对治疗人员无治疗效果，甚至有可能会带来极大损害。

并且，现有光源装置的均匀度调节方式不适用于缓解糖尿病眼底病变仪器，且调节后的均匀度不能达到需求，因而，在解决上述波长、形状、照度的情况下，同时也需要解决椭圆或者圆形区域光均匀性的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有光源光照区域的照射形状不适用于缓解糖尿病眼底病变仪器的问题；提供解决上述问题的一种缓解眼底病变的装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，包括：

发光设备，与发光设备位于同一平面且具有光野区域和非光野区域的导光板，以及设置在光野区域内的导光点阵列，以及设置在非光野区域的吸光层。

导光板是光学级的亚克力/PC板材，然后采用具有极高反射率且不吸光的高科技材料，在光学级的亚克力板材底面用UV网版印刷技术印上导光点。利用光学级亚克力板材吸取从光源发出来的光，并使该光在光学级亚克力板材表面的停留，当光线射到各个导光点时，反射光会往各个角度扩散，然后破坏反射条件由导光板正面射出，有效达到均匀光线的目的。

本发明采用吸光层的设置，有效对导光板上非光野区域的光线进行吸收，进而有效使光线仅仅从光野区域扩散出来，因而可通过该吸光层不同形状的设置，有效自行确定光照区域的形状，进而达到有效适用于缓解糖尿病眼底病变仪器的要求。

所述导光板正面还设置有光扩散板，导光板背面还设置有遮光吸收板；

如果没有光扩散板，可以看到导光点产生的高亮反射点，看不到均匀的发光片，扩散板将导光板上表面射出的光进行散射，光线更加均匀；

如果没有遮光板，非光野区域也会有光野射出，存在明显的暗区和亮区；遮光吸收板可以吸收非视野区域反射光线，非光野去没有光射出；同时防止环境光进入导光板对均匀性的干扰，另外可以避免发光设备发出的光的多次反射，降低对光野区域的均匀性的影响。

因而，通过导光板正面的光扩散板以及导光板背面的遮光吸收板的作用，能使光线更加均匀，并且能达到更佳的治疗效果。

众所周知，面光源以肉眼看，其光均匀性较好，但将面光源用于缓解糖尿病眼底病变时，其光均匀性远远达不到要求，极大地降低了治疗效果，为了能更好地达到提高光均匀度的目的，本发明对导光点阵列进行了深入研究，采用了一种全新的导光点阵列方式，该导光点阵列的设置方式优选为：以发光设备为圆心，以同心圆排列的方式设置在光野区域内；

第n个同心圆的半径为R(n)，该R(n)的计算公式为R(n)=n×T2，其中，1mm≦T2≦1.25mm，n为自然数；

第n个同心圆上导光点的半径为r(n)，r(n)的计算公式为r(n)=r+（n-1）×T1，其中，0.15mm≦r≦0.3mm，0.009mm≦T1≦0.012mm；

同一同心圆上相邻导光点之间的中心点距离为d1，该d1的计算公式为d1=1/2*T2。

通过上述优化设计的导光点阵列设置，不仅仅能有效使光均匀度极大增高，而且还能有效避免光野区域中存在暗斑和亮斑的情况，进一步提高缓解糖尿病眼底病变的效果。

虽然本行业技术人员都知道，通过调整导光点之间的排列方式即可有效调整光的均匀性，但在现有技术中，并没有任何技术文献公开有采用上述列阵方式解决面光源光均匀性的方法，并且本行业技术人员根据现有导光点列阵的方法，无法得到上述适用于缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置的导光点排列方式，因而本发明的导光点排列方式并不是本行业的常规技术手段。

为了将光最大限度的导入到导光板中，提高导光效率，节约能源；所述发光设备一侧还设置有反射杯，该发光设备固定在反射杯中间位置处，且该发光设备位于反射杯和导光板之间。

进一步，所述导光板侧面上还设置有遮光吸收带。通过该设置，遮光吸收带可以有效的降低导光板侧壁对光线的反射干扰，有效的提高导光板的发光均匀度，提高导光板的品质，进而提高治疗效果。

优选地，所述光野区域呈椭圆型。该；该椭圆的长轴半径优选为10mm～17mm；椭圆的短轴半径优选为6mm～12mm。

优选地，所述发光设备的光照角度为90-120度，所述发光设备的峰值波长的优选范围为480～515nm。通过该范围值的选择能有效适用于缓解糖尿病眼底病变仪器，并且该范围值能有效保证，在上述导光点排列方式的情况下，能够达到最好地缓解糖尿病眼底病变的效果。

并且为了能达到更好地治疗效果，所述发光设备上连接有通过调制信号调节发光设备照度的光源驱动装置，且当调制信号占空比为100%时，该发光设备的光照度不高于15lux。通过上述光照度不高于15lux的设置，有效能使光源驱动装置具有保护机制，比如：当数字化智能调节失效时，光照度不会超过15lux，进而保证光源的安全性。

本发明中光源的照度优选采用数字化智能控制，区别于普通光源照度控制，比如采用旋钮调节等，调整范围更加精确，调整更加方便。

作为最优地设置方式，所述发光设备为发光二极管LED1，光源驱动装置包括三极管Q1，串联在三极管Q1基极b端的电阻R1和电阻R2，连接在电源V2和三极管Q1集电极c端的电阻R3；所述发光二极管LED1与电阻R3串联，所述三极管Q1的发射极e端接地，所述电阻R1和电阻R2之间设置调制信号输入端。

通过上述设置，使用者只需在调制信号输入端输入PWM调制信号，即可实现对照度的控制；当调制信号占空比为100%时，可通过调整R3的值来实现光源的照度达到最大值，即15lux。即，本发明中R3的作用是对患者的双重保护，当Q1失效，出现直通现象，相当于占空比达到100%，此时由于R3存在，LED的照度值不会超过15lux，从而保证治疗效果。

优选地，所述调制信号为PWM调制信号。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明通过该吸光层不同形状的设置，有效自行确定光照区域的形状，并且通过导光板的作用，有效达到均匀光线的目的，因而极其适用于缓解糖尿病眼底病变仪器；

2、本发明优化设计的导光点阵列设置，不仅仅能有效使光均匀度极大增高，而且还能有效避免光野区域中存在的暗斑和亮斑情况，进一步提高缓解糖尿病眼底病变的效果；

3、本发明中光扩散板以及遮光吸收板的作用，进一步达到均匀光线的目的，进而更好地实现缓解糖尿病眼底病变的效果。

附图说明

图1为本发明的爆炸结构示意图。

图2为本发明中反射杯、发光设备和导光板之间的结构示意图。

图3为本发明中光源驱动装置的结构示意图。

图4为实施例9中反射杯、发光设备和导光板之间的结构示意图。

其中，图中附图标记对应的零部件名称为：

1－发光设备，2－导光板，3－导光点阵列，4－吸光层，5－光扩散板，6－反射杯，7－遮光吸收板，8－遮光吸收带。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，包括：发光设备1，与发光设备1位于同一平面且具有光野区域和非光野区域的导光板2，设置在光野区域内的导光点阵列3，以及设置在非光野区域的吸光层4；所述导光板2正面还设置有光扩散板5，导光板2背面还设置有遮光吸收板7。

本实施例中该光扩散板5为半透明、白色磨砂的PC薄片，厚度约0.2mm。该遮光吸收板7采用哑面磨砂黑色PET材料，产生良好的吸光和遮光效果。

本实施例中导光点阵列3的具体设置方式为：

以发光设备1为圆心，设置多个同心圆，相邻两个同心圆之间的距离设置为1.2mm，即，T2的值设置为1.2mm；然后在每个同心圆上设置导光点，每个同心圆上相邻两个导光点之间的距离则设置为0.6mm。

本发明中该导光点的半径大小根据公式r(n)=r+（n-1）×T1设置，本实施例中该r取值为0.25mm，T1取值为0.011mm。此时，从圆心开始，距离圆心最近的一个为第一个同心圆，第二邻近圆心位置处的同心圆为第二同心圆，以此类推。本实施例中该第一个同心圆上导光点的半径大小为0.25mm，第二个同心圆上导光点的半径大小则为0.261，第三个同心圆上导光点的半径大小为0.272mm，直至同心圆将所有光野区域全部覆盖。

本实施例中该光野区域优选为椭圆形，椭圆形的光野区域长轴与发光设备1位于同一直线上，该光野区域的长轴半径设置为17mm，该光野区域的短轴半径设置为7mm，如图2所示。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中为了提高治疗效果，所述导光板2侧面上还设置有遮光吸收带8，如图1所示。通过遮光吸收带可以有效的降低导光板侧壁对光线的反射干扰，有效的提高导光板的发光均匀度，提高导光板的品质，进而提高治疗效果。

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于，本实施例增加了反射杯6，具体设置如下：

为了能将光最大限度的导入到导光板中，提高导光效率，所述发光设备1一侧还设置有反射杯6，该发光设备1固定在反射杯6中间位置处，且该发光设备1位于反射杯6和导光板2之间，如图1和图2所示。

实施例4

本实施例与实施例2或3的区别在于，为了能更加符合缓解糖尿病眼底病变的治疗目的，本实施例中所述发光设备1的光照角度优选设置为120度，所述发光设备1的峰值波长的范围设置为480～515nm。因发光设备1上额定的峰值波长与实际测试的峰值波长之间存在差异，本实施例分别对480nm、485nm、490nm、500nm、505nm、510nm的额定规格的发光设备1进行测试，测试的数据如表1所示。

表1

其中，亮度均匀性的测试方法采用的是YY91146-1999医用光学仪器照度测试方法，具体检测过程如下：

首先，用照度计测量实测范围边缘多位点的照度，取其中最高和最低的照度值，分别命名为Emax和Emin，然后再在实测范围中心内取值Ec，通过Ec、Emax和Emin计算出物面照度均匀度下限值K1和物面照度均匀度上限值K2，K1和K2的具体计算公式如下：

当Ec＞Emax时，K1=Emin/Ec；

当Ec＜Emin时，K2=Emax/Ec；

当Emin≤Ec≤Emax时，K1=Emin/Ec，K2=Emax/Ec。

通过试验验证：当发光设备1的实际测试得到的峰值波长达到480～515nm时，均能达到本发明缓解糖尿病眼底病变的效果；且通过上述试验有效验证，采用本发明的结构设置，在峰值波长达到480～515nm时均能有效达到极好地光均匀性，进而能够更好地达到缓解糖尿病眼底病变的效果。

实施例5

为了避免照度过高而导致的安全隐患问题，本实施例采用了光源驱动装置控制光照度，通过调制信号的输入，进而调节发光设备1照度。本发明中当调制信号占空比为100%时，该发光设备1的光照度不高于15lux。

在该设置条件下，尽管当光源驱动装置出现损坏时，也能避免发光设备1的光照度高于15lux，进而保证了使用时的安全性能。

该通过调制信号的输入控制发光设备1光照度的设备多样，本实施例优选了其中一种光源驱动装置的结构，具体设置如下：

所述光源驱动装置包括三极管Q1，串联在三极管Q1基极b端的电阻R1和电阻R2，连接在电源V2和三极管Q1集电极c端的电阻R3；本实施例中所述发光设备1为发光二极管LED1，所述发光二极管LED1与电阻R3串联，所述三极管Q1的发射极e端接地，所述电阻R1和电阻R2之间设置调制信号输入端，如图3所示。本实施例中所述调制信号优选为PWM调制信号。

实施例6

本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中发光设备1的实际测试峰值波长为508.7nm。同时，导光点阵列3的具体设置方式不同，本实施例中该导光点阵列3的具体设置方式如下：

本实施例中T2的具体取值不同，分别取值为：0.9mm、1mm、1.1mm、1.25mm、1.5mm；其他条件均与实施例4相同，对不同取值的T2进行测试，实际测试结果如表2所示。

表2

通过表2可以看出，当T2的取值范围在1-1.25mm之间时，光均匀性能达到最佳。

实施例7

本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中发光设备1的实际测试峰值波长为508.7nm。同时，导光点阵列3的具体设置方式不同，本实施例中该导光点阵列3的具体设置方式如下：

本实施例中r的具体取值不同，分别取值为：0.1mm、0.15mm、0.3mm、0.4mm；其他条件均与实施例4相同，对不同取值的r进行测试，实际测试结果如表3所示。

表3

通过表3可以看出，当r的取值范围在0.15-0.3mm之间时，光均匀性能达到最佳。

实施例8

本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中发光设备1的实际测试峰值波长为508.7nm。同时，导光点阵列3的具体设置方式不同，本实施例中该导光点阵列3的具体设置方式如下：

本实施例中T1的具体取值不同，分别取值为：0mm、0.008mm、0.009mm、0.012mm、0.013mm；其他条件均与实施例4相同，对不同取值的T2进行测试，实际测试结果如表4所示。

表4

通过表4可以看出，T1的取值为0mm时，导光点阵列3中的导光点为等径，当T1的取值大于0时，导光点阵列3中的导光点为渐变径，通过上述表4可以看出：等径的光均匀性远远低于渐变径；并且在渐变径中，当T1的取值范围在0.009mm-0.012mm之间时，光均匀性能达到最佳。

实施例9

本实施例与实施例4的区别在于，本实施例中发光设备1的实际测试峰值波长为508.7nm。同时，导光点阵列3的具体设置方式不同，本实施例中该导光点阵列3采用矩形阵列，该矩形阵列排列方式、相邻两个矩形的距离、矩形上导光点的大小变化均与实施例4相同，如图4所示。

对上述矩形阵列的照度进行检测，检测得到其亮度均匀性为：K1=0.67、K2=1.31，视觉效果：无明显亮斑和暗斑。

通过上述检测结果与同心圆阵列的检测结果对比可知：同心圆阵列的设置方式在光均匀性上明显高于矩形阵列。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，包括：

发光设备（1），与发光设备（1）位于同一平面且具有光野区域和非光野区域的导光板（2），设置在光野区域内的导光点阵列（3），以及设置在非光野区域的吸光层（4）；所述导光板（2）正面还设置有光扩散板（5），导光板（2）背面还设置有遮光吸收板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述导光点阵列（3）的设置方式为：以发光设备（1）为圆心，以同心圆排列的方式设置在光野区域内；

第n个同心圆的半径为R(n)，该R(n)的计算公式为R(n)=n×T2，其中，1mm≦T2≦1.25mm，n为自然数；

第n个同心圆上导光点的半径为r(n)，r(n)的计算公式为r(n)=r+（n-1）×T1，其中，0.15mm≦r≦0.3mm，0.009mm≦T1≦0.012mm；

同一同心圆上相邻导光点之间的中心点距离为d1，该d1的计算公式为d1=1/2*T2。

3.根据权利要求2所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述导光板（2）侧面上还设置有遮光吸收带（8）。

4.根据权利要求3所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述发光设备（1）一侧还设置有反射杯（6），该发光设备（1）固定在反射杯（6）中间位置处，且该发光设备（1）位于反射杯（6）和导光板（2）之间。

5.根据权利要求4所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述光野区域呈椭圆型。

6.根据权利要求5所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，该椭圆型的光野区域的长轴半径为10mm～17mm；椭圆的短轴半径为6mm～12mm。

7.根据权利要求1～6任一项所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述发光设备（1）的光照角度为90～120度，所述发光设备（1）的峰值波长的范围为480～515nm。

8.根据权利要求7所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述发光设备（1）上连接有通过调制信号调节发光设备（1）照度的光源驱动装置，且当调制信号占空比为100%时，该发光设备（1）的光照度不高于15lux。

9.根据权利要求8所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述发光设备（1）为发光二极管LED1，光源驱动装置包括三极管Q1，串联在三极管Q1基极b端的电阻R1和电阻R2，连接在电源V2和三极管Q1集电极c端的电阻R3；所述发光二极管LED1与电阻R3串联，所述三极管Q1的发射极e端接地，所述电阻R1和电阻R2之间设置调制信号输入端。

10.根据权利要求8或9所述的一种缓解糖尿病眼底病变仪器的光源装置，其特征在于，所述调制信号为PWM调制信号。