CN106901688B

CN106901688B - 眼压检测装置及其检测方法

Info

Publication number: CN106901688B
Application number: CN201511026649.1A
Authority: CN
Inventors: 邵耀华; 邱德义; 田万顶; 陈添源; 林俊全; 罗时斌
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-31
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2035-12-31
Also published as: US20170181626A1; CN106901688A; US10123701B2; TWI568408B; TW201722339A

Abstract

本发明公开一种眼压检测装置及其检测方法。该眼压检测装置包括施压单元、光源、影像感测单元以及处理单元。施压单元沿第一操作轴向对眼球的目标表面进行施压，使得目标表面产生形变。光源发出光线且沿第二操作轴向照射目标表面，而于目标表面上产生光斑。影像感测单元沿第三操作轴向观测并记录光斑的影像变化。处理单元电信连接影像感测单元，以接收光斑的影像。处理单元辨识并分析光斑影像的特征大小，以获取眼球的眼压值。此外，一种眼压的检测方法也被提及。

Description

眼压检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种眼压检测装置及其检测方法，且特别是涉及一种以光斑的特征大小来判断眼压值的眼压检测装置及其检测方法。

背景技术

眼球为维持弹性及视觉功能，必须将眼内压力(Intraocular Pressure,IOP) 维持在一定范围内，眼压的高低与眼球内房水(aqueous humor)的产生与排除有关。房水是由睫状体(ciliary body)的睫状突(ciliary process)产生于后房，流经瞳孔到达前房，再从隅角的小梁网(trabecular meshwork)流经雪莱姆氏管 (Schlemm’s canel)或经由葡萄膜组织间隙经静脉回收到血液中。房水供给眼内前段部位组织氧气及养分并带走其代谢废物，房水制造与排出间的平衡状态会决定眼压值高低。如果房水过多或排出路径受阻，会导致眼压升高，而过高的眼压会压迫神经造成其功能受损，造成视野缺损，视力下降，形成所谓的青光眼。

根据世界卫生组织(WHO)及国际防盲组织(IAPB)预估2020年全世界将有8千万人会罹患青光眼，超过1千万人会因此导致全盲。眼内压过高是发生青光眼的高危险群。临床上，正常人眼压约在10～21mmHg的范围内。眼压的测量是控制青光眼病情进展的重要因素，但眼压的日夜波动起伏因人而异，正常人眼压会有2-6mmHg的波动，青光眼患者波动幅度较大，有些会大于10mmHg，而病患回诊时测量的眼压仅是一天中某一个时间点的眼压值，无法反映出眼压的日夜波动，医师也不能因此确定病患24小时眼压都在控制之下，因此无法给予即时性的施药时间、频率、处方或剂量。青光眼的早期病征主要为长时间眼压过高，导致视神经死亡所造成，目前治疗青光眼的方式中具确实成效且能有效监测者仅有降低眼压。因此提供可即时且长时间侦测或监控眼压的仪器，将有助于临床上早期青光眼的监控与治疗。

然而，以目前一般的临床筛检方式而言，回诊的时程约是三个月或半年一次，其所测量的眼压仅是测量当天中某一个时间点的眼压值，无法真正反映出眼压在长时间过程中的波动。然而，只有长期定时追踪眼压值，方能提供医师完整的眼压记录，使医师实际掌握病患眼压的波动状况，也才能为病患量身订制治疗标的(Target IOP/Baseline)与警示阈值(Safety Threshold)。因此，病患需要一种可进行居家自我检测管理，并可长期且定时追踪眼压的方式。

此外，在目前医用的眼压计中，以非接触式眼压测量的气压式眼压计最为广泛使用。然而，现行气压式眼压计的激光光学校准与力量感测系统架构复杂且体积庞大，加以价格相当昂贵，实难以让病患接受而作为居家自我检测使用的眼压计。又，压平式眼压计虽提供了可持式且准确的眼压测量方式。然而，压平式眼压计于测量眼压时需直接接触患者的角膜，且需对病患的眼睛执行局部麻醉，加上病患无法自我操作且使用上的便利性不高。再者，近年来植入式眼压感测器陆续问世，虽可达成连续监控眼压的需求，但需动手术植入眼内，侵入程度高，而导致病患接受意愿减低。

基于上述理由，发展出一种可居家检测管理、操作便捷安全、准确度高且具警示提醒功能的眼压计以解决上述问题，为目前眼科医学技术的重要课题。

发明内容

本发明提供一种眼压检测装置，使得患者可于居家时自行进行眼压的检测与监控。

本发明提供一种眼压检测方法，使得患者可利用非侵入式的光学影像方式侦测角膜光斑的特征变化，以及其对应的眼压变化。

本发明的眼压检测装置包括施压单元、光源、影像感测单元以及处理单元。施压单元沿第一操作轴向对眼球上的目标表面进行施压，使得目标表面产生形变。光源发出光线且沿第二操作轴向照射目标表面，而于目标表面上产生光斑。影像感测单元沿第三操作轴向观测并记录光斑的影像变化。处理单元电信连接影像感测单元。处理单元辨识并分析光斑的影像的特征大小，以获取眼球的眼压值。

本发明的眼压检测方法的步骤包括施压单元沿第一操作轴向对眼球的目标表面进行施压，以使目标表面产生形变。光源发出光线，且光线沿第二操作轴向照射目标表面，并于目标表面上产生光斑。以影像感测单元沿第三操作轴向观察并记录光斑的影像变化。处理单元接收光斑的影像并且辨识分析光斑的影像的特征大小，以获取眼球的眼压值。

基于上述，本发明的实施例的眼压检测装置可经由施压单元来使眼球的目标表面产生形变，并且利用光源照射而于目标表面上产生光斑。此外，影像感测单元可观测并记录光斑的影像变化。再者，光斑的大小可对应目标表面的形变大小。处理单元可根据光斑的特征大小以及其所对应的目标表面的形变大小来获取眼球的眼压值。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明的一实施例的眼压检测装置的示意图；

图2为图1的眼压检测装置的另一实施样态的示意图；

图3A及图3B为图1的眼压检测装置的工作原理的示意图；

图4为本发明的一实施例的眼压检测装置的架构图；

图5为本发明一实施例的光斑大小的辨识方式的示意图；

图6为本发明一实施例的眼压值与光斑大小的关系示意图；

图7为本发明的一实施例的眼压值及光斑大小的关系图；

图8A至图8E为本发明的一实施例的眼压检测装置的处理单元的软件操作界面的示意图；

图9为本发明的另一实施例的眼压值及光斑大小的关系示意图；

图10为本发明的一实施例的眼压检测方法的流程示意图。

符号说明

50：眼球

52：目标表面

60：光斑

100：眼压检测装置

110：施压单元

111：外部气源

112：调压阀

113：气体滤清器

115：气体阀门

117：气体喷嘴

120：光源

130：影像感测单元

140：驱动电源

150：处理单元

170：计时器

A1：第一操作轴向

A2：第二操作轴向

A3：第三操作轴向

D：气压压平面积(光斑)的大小

δ：角膜的变形量的大小

R：角膜的半径大小

V1：第一阈值

V2：第二阈值

S301～S304：步骤

具体实施方式

图1是依照本发明的一实施例的眼压检测装置的示意图。请参考图1，在本实施例中，眼压检测装置100包括施压单元110、光源120、影像感测单元130以及处理单元150。施压单元110可沿第一操作轴向A1对眼球50 的目标表面52进行施压，以使目标表面52产生形变。光源120可发出光线，并沿第二操作轴向A2照射眼球50的目标表面52，使光线于目标表面52上散射产生光斑60，其中光斑60的型态可为点、线、空心圆圈或任意形状的面。在本实施例中，第一操作轴向A1与目标表面52的法线之间可具有0 度至90度的夹角。影像感测单元130可沿第三操作轴向A3观测并记录光斑 60的影像变化，特别是光斑60的特征尺寸大小，包括其直径、周长或是面积的大小等。处理单元150可电信连接影像感测单元130，并且根据影像感测单元130所记录的光斑60的特征大小来获取目标表面52的眼压值。

此外，如图1所示，处理单元150可显示影像感测单元130的测量结果，并显示眼球50的眼压值的大小以及状态，以适时地对于患者提出相关的通知信息。并且，处理单元150可进一步通过例如是无线传输的方式将患者的眼压信息传输至远端医疗单位的伺服器装置，以对患者的眼压进行有效的监控。

在本实施例中，第一操作轴向A1与第二操作轴向A2之间的夹角范围可落在0度至90度的范围内。第一操作轴向A1与第三操作轴向A3之间的夹角范围可落在0度至90度的范围内。以及，第二操作轴向A2与第三操作轴向A3之间的夹角范围可落在0度至180度的范围内。或者，第一操作轴向A1、第二操作轴向A2以及第三操作轴向A3可为彼此共平面或同轴。在另一个未绘示的实施例中，第一操作轴向A1、第二操作轴向A2以及第三操作轴向A3可为不同轴，并且彼此之间也可为不共平面。本实施例的第一操作轴向A1、第二操作轴向A2以及第三操作轴向A3之间的夹角及相对位置可依实际的需求做适当的调整。

图2是图1的眼压检测装置的另一实施样态的示意图。请参考图1及图 2，当光源120以特定入射角度入射于位于角膜上的目标表面52时，目标表面52上可产生光斑60。如图1所示，当眼压值较低时，眼球50的角膜抵抗外力的能力较低，因此眼球50的角膜在第一操作轴向A1上，也就是施压单元110的施压方向上的变形量较大，进而造成目标表面52上的光斑60的大小也随之扩大。

在本实施例中，施压单元110对于眼球50的施压方式例如是以空气、气体、音波以及电磁波等物理方式所产生的非接触力施压于目标表面52(在本实施例中是以空气或气体施压为例)，使得眼球50的目标表面52产生形变。目标表面52位于眼球50的角膜上，利用角膜与空气折射率的对比特性 (1.376:1)，以非侵入性方式，例如是以光源120，在特定入射角进行照射以产生光斑60，又称眼神光(catchlight)。接着，角膜光斑变化的影像信息可进一步被撷取。当眼压低时，角膜抵抗外力的能力较低，因而于轴向产生的形变量较大，同时光斑60的光圈轮廓也较大。相反地，当眼压高时，角膜抵抗外力的能力较高，因此轴向的形变量较小，此时光斑60的光圈轮廓也较小。换言之，本发明是利用光斑60的光圈轮廓的大小(横向变化)反映出实际的角膜形变(轴向变化)。一般而言，由于角膜的轴向形变非常微量，在测量上有相当的困难度，而眼神光圈轮廓大小的变化则相对明显，故通过测量角膜的横向光圈轮廓变化来反映其轴向的形变，可解决眼球的眼压值测量不易的问题。

图3A及图3B是图1的眼压检测装置的工作原理的示意图。请参考图 3A及图3B。详细而言，当以气体施压(air-puff)的方式对眼球50表面进行施压，且当眼球50的眼压较低时，眼球50的角膜中心点(Cornea Apex)的形变较大，使得角膜具有较大的气压压平面积(Air-Puff flatten area)。因此，当光源120照射于眼球50的角膜时，面积较大的光斑60将形成于角膜的表面。相对地，当眼球50的表面进行施压，且当眼球50的眼压较高时，眼球50的角膜中心点(Cornea Apex)的形变较小，而使得角膜具有较小的气压压平面积。因此，当光源120照射于眼球50的角膜时，面积较小的光斑60将形成于角膜的表面。

在本实施例中，图3A中的角膜的轴向变形量的大小δ、角膜的半径大小R以及气体施压方式所造成的气压压平面积(光斑)的大小D之间的关系函式可以下列方程式(1)表示的：

D＝2×(2×R×δ-δ²)^1/2………………………(1)

此函式显示光斑大小D与角膜轴向变形量δ是呈现非线性单调 (monotone)递增函式关系(1.5次单调函式)，也就是光斑大小D相对于角膜轴向变形量δ的增加是单纯的非线性递增的关系，其间接证实前述本发明所述及的背景理论。此外，上述的方程式说明了光斑的大小与角膜的轴向变形之间的关系，并且光斑的大小变化可反应出眼压值大小的变化。

图4是依照本发明的一实施例的眼压检测装置的架构图。如图4所示，在本实施例的眼压检测装置100的架构图中，施压单元110例如是以脉冲喷气的方式来对眼球50的目标表面52进行施压。施压单元110可包括外部气源111、调压阀112、气体滤清器113、气体阀门115以及气体喷嘴117。外部气源111可为外接的压力源存储装置，并且压力源存储装置可包括空气泵或是预充气式气压装置。此外，预充气式气压装置可为压缩气体钢瓶或手动充气的气压装置。再者。本实施例的气体喷嘴117的直径范围例如是落在0.5 mm至5mm的范围内。施压单元110的喷气气体可包括二氧化碳、一氧化二氮、氮气或是氧气等。

气体喷嘴117连接气体阀门115，并且气体阀门115配置于调压阀112 与气体喷嘴117之间。计时器170可控制气体阀门115的开启时间来控制气体的流量与作动时间。在本实施例中，气体阀门115可以电磁式或是机械式等方式进行驱动。此外，气体阀门115可电连接计时器170，并且计时器170 电连接驱动电源140，以控制气体阀门115的开闭时间。再者，计时器170 可电连接触发元件160，并且触发元件160可控制计时器170及驱动电源140 的开启与关闭。在本实施例中，施压单元110可以一定量或是微量的脉冲空气柱(Soft Pulse-Air Column)正向施压于目标表面52。脉冲空气柱的脉冲时间范围小于50微秒(ms)。

在本实施例中，前述的光源120可为可见光或不可见光，可见光为人工光源或是环境光线。举例来说，人工光源例如是发光二极管、有机发光二极管、钨丝灯泡或是荧光灯管等。环境光可为自然光，自然光例如是日光或是前述人工光源所产生的散射光。而当光源120为不可见光时，不可见光的波长范围可落在800纳米至1064纳米的范围内。

在本实施例中，影像感测单元130可包括感光元件、透镜组、影像存储元件以及控制电路等。此外，前述的感光元件可包括一维或二维的电荷耦合元件(charge coupleddevice；简称CCD)影像感测器或是互补式金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor；简称CMOS)影像感测器。影像感测单元130的透镜组可设置于前述的感光元件与目标表面52之间。透镜组可由单个或多个透镜元件所组成，并且透镜元件包括微距镜头、偏振镜或滤镜等。在本实施例中，影像感测单元130可以有线或无线的传输界面电信连接处理单元150。有线传输界面例如是通用序列总线连接器界面、RS232 界面以及高分辨率多媒体(High Definition Multimedia Interface；简称HDMI) 界面等，无线传输界面则例如是WiFi无线传输界面或蓝牙无线传输界面等。影像感测单元130可将所观测及记录的光斑60的影像经由前述的传输界面传输至处理单元150。

处理单元150可为移动装置、穿戴式装置、电脑装置或远端伺服装置等，并且处理单元150包括数据处理单元，其例如是嵌入式系统或是移动装置的应用软件等。本发明的实施例对于处理单元150的形式并不加以限制。上述的影像感测单元130可对于眼球50进行摄像，以获得光斑60的静态影像或动态影像。然后，处理单元150可读取已存取的静态或动态影像。接着，处理单元150可对光斑60的进行影像分析辨识，以取得光斑60的特征大小，其例如是光斑60的直径、周长或是面积的大小。

图5是本发明一实施例的光斑大小的辨识方式的示意图。请参考图5，在本实施例中，光斑60的大小的辨识方式包括以光斑60的直径、白色像素的大小或是其他的方式进行定量。举例而言，如图5所示，当影像感测单元 130所拍摄的光斑60的影片的编码格式例如是H.264格式时，由影片中所撷取的影像分辨率为1280×720，也就是整个显示影像的宽度的大小是对应720 条像素(pixels)。因此，人眼一般角膜-巩膜边界(limbus corneaboundary)的直径大小为14mm时，将前述的直径大小与整个显示影像的宽度大小进行对比，可推得角膜-巩膜边界的直径大小是对应392条像素。在本实施例中，影像感测单元130记录及拍摄光斑60的影像的同时，可自动辨识角膜-巩膜边界的直径大小与对应的像素大小之间的比例尺关系，并且影像感测单元 130可将前述的比例尺关系自动传输至处理单元150中。或者，使用者也可经由手动输入的方式将上述的比例尺关系，经由软件操作界面(如下述的图 8A所示)输入至处理单元150中。根据上述比例尺关系的换算，图5中的每一条像素的宽度大小等于0.0357mm。也因此，当光斑60的直径大小占据 100条像素时，则可计算推得光斑60的直径的大小为3.57mm。

据此，在本实施例中，处理单元150测量光斑60的大小时可以个人的眼球50的角膜-巩膜的边界(limbus cornea)作为基准，并利用比例尺的相对概念来获得位于角膜上的光斑60的直径大小。除直径之外，光斑60的特征大小也可通过定量光斑60的周长、面积或其他特征的方式来代表。此外，处理单元150可包含应用软件，以进行光斑60的影像数据分析。详细而言，处理单元150可将影像感测单元130所撷取的动态影像转换为各时间点的静态影像，或者直接接收影像感测单元130以多连拍的方式所获得的多个静态影像。接着，处理单元150对各影像中的光斑60的特征大小进行测量与比较，并由其中选取光斑60的影像进行后续的辨识与分析。举例而言，处理单元150可筛选出特征尺寸较大的光斑60的影像进行后续的辨识分析。此外，处理单元150可将选取的光斑60的特征大小与正常眼压值所对应的光斑60特征大小进行比对，藉以判断眼球50的眼压值是否落于正常的范围。

在本实施例中，由于不同患者的眼压值所对应的光斑60的大小并非为绝对，其依患者个人的眼球构造及环境等因素而有所差异。因此，患者可先于医疗场所以医用眼压仪器，例如是压平式眼压计(Goldmann applanation tonometer；简称GAT)、气压眼压计(airpuff tonometer)或是气动式眼压计 (Non-contact tonometer；简称NCT)进行一次以上(例如是两次，更佳的情况为多次)的测量，并且于每次测量完毕后立即对于眼压检测装置100进行对应的校正。当患者完成一次以上的眼压值测量后，处理单元150可获取一个以上的眼压值以及对应的光斑60的的特征大小的测量值。

图6是依照本发明一实施例的眼压值与光斑大小的关系示意图。举例而言，如表1所示，患者在医疗场所以医用眼压仪器量得眼压为34.6mmHg，并获致前述眼压对应的光斑60的大小为2.6mm(如图6中的A点所示)。此外，当患者用药缓解后，眼压降至15.4mmHg，此时医用眼压仪器所量得的光斑60的大小为4.7mm。因此，在本实施例中，医生利用医用眼压仪器来测量并获取两个眼压值及其所对应的光斑60的大小(也就是图6中A点与B 点于y轴上的对应值)，并且通过前述至少两个眼压值及对应的光斑60大小来获致个人化的眼压值与光斑60大小的线性函数关系，其例如是线性单调函数关系，以建立个人化眼压-光斑轮廓的特征函式，以及对应的查照表 (Look-Up Table)。

举例而言，眼压检测装置100可以上述A、B两点所对应的数值，建立以下的线性函数的特征方程式(2)：

其中x1及x2的值分别为A、B两点所对应的光斑60的大小的值，也就是如本实施例中的2.6以及4.7。此外y1及y2分别为A、B两点所对应的眼压值，其例如是上述的34.6以及15.4。再者，x为眼压检测装置100所测量获得的光斑60的大小的值，将其带入上述的特征方程式(2)中，可求得对应的眼压值y的大小。

此外，当患者后续以医用眼压仪器完成第三次以或者更多次的测量之后，医生可获得患者三个以上(包含三个)或是更多个的眼压值所对应的光斑 60的轮廓大小的测量值，并且可根据上述三个以上的测量值来获取光斑60 的大小与眼压值之间的非线性(曲线)函数关系，其例如是非线性单调函数关系。同时，在患者每一次以医用眼压仪器测量完眼压后，眼压检测装置100 都可将医用眼压仪器的测量结果输入并进行校准。换言之，随着患者于医疗场所测量次数的增加，以及所取得的测量数据量的增加，患者个人的光斑60 的大小与眼压值之间的相对关系或特征方程式可更为准确地定义。因此，未来校正后的眼压检测装置100可更精确地辨识并定义患者的光斑60的大小所应的眼压值大小。此外，患者在多次测量后所获得的光斑60的大小与眼压值之间的曲线函式，也随着测量次数的增加而更加符合个人的眼压值的测量曲线。因此，由上述的曲线函式所直接推算获得的眼压值也更加接近由患者的实际测量值所建立的对照表，并且间接印证上述的方程式(1)所表示的函数关系，也就是光斑60的大小与角膜的轴向变形量的大小以及眼压值的大小之间存在对应关系。

在本实施例中，医生可依据患者的眼压波动状况来设定一个阈值，并且将此阈值输入眼压检测装置100中。因此，当患者居家以眼压检测装置100 测量获得的光斑60的轮廓大小大于上述阈值所对应的光斑60的大小，则患者可判断其眼压值是位于安全范围之内。然而，当患者以眼压检测装置100 测量获得的光斑60的大小小于阈值所对应的光斑60的大小时，则患者可判断其眼压值是于超出安全范围，应立即用药缓解或回诊就医。

图7是依照本发明的一实施例的眼压值及光斑的轮廓大小的关系图。请参考表1与图7，图7的关系图是根据表1内所示的测量结果进行绘制。在本实施例中，医生测量患者一次的眼压值(例如是第一次就诊，且通常患者第一次就诊时的眼压较高为不正常值)并对照标准的眼压值来定义第一点光斑大小与眼压对应的校正值。如图7中的A点，其所代表的光斑大小为2.6 mm，而其眼压对应校正值为34.6mmHg。在距离下一次至医院测量眼压的期间，患者可先以此A点所代表的光斑大小及其眼压对应校正值为判定基准，于此期间如测量的光斑大小大于2.6mm解读为安全，而若光斑大小小于2.6mm时则解读为危险，需立即用药或就医。通常若患者听从医师指示用药，则眼压将逐渐降低为正常值。接着，当患者下一次(例如是第二次)前往医院，进行第二次的眼压测量，并获得如B点所代表的光斑大小为4.7mm，而其眼压的对应校正值为15.4mmHg。此时，医生可依患者于前两次(也就是患者于不同次前往医院就诊)所量得的眼压值及光斑的轮廓大小，建立个人化的眼压-光斑轮廓大小的特征函式，且此函式为线性式。此外，医生可进一步根据上述的特征函式绘制的关系图，针对个人眼压状况设定两个以上的个人的治疗标的，即阈值，也就是图7所示的第一阈值V1以及第二阈值 V2。再者，医生依据此第一阈值V1与第二阈值V2分别订定安全、警告或是危险区的范围。

表1

举例来说，医生可依上述表1中所示的测量结果将21mmHg定义为位于安全及警告区之间的第一阈值V1，并且其所对应的光斑60的大小为4 mm。以及，医生可将30mmHg定义为警告及危险区之间的第二阈值V2，并且其所对应的光斑60的大小为3mm。以此区分，当患者居家以眼压检测装置100所测量获得的光斑60的影像轮廓的特征大小(例如是直径大小)大于 4mm时，且其对应的眼压值是小于21mmHg的第一阈值V1时，则解读患者的眼压值是位在正常范围内。当光斑60的轮廓大小小于3mm时，其所对应的眼压值大于30mmHg的第二阈值V2时，则解读患者的眼压值是落入危险范围。再者，当光斑60的轮廓的大小是介于3mm与4mm之间时，其所对应的眼压值是介于第一阈值V1与第二阈值V2之间(也就是介于21 mmHg与30mmHg之间)，此时解读其眼压值落在警告范围内。

依据上述阈值的定义与区分，可建立如图7的关系图所示的正常/警告/ 危险三个区间范围，而可依关系图的对应关系制作个人化眼压-光斑轮廓的查照表，可用以快速判定患者眼压值是否超出安全区的范围。特别是，当眼球50的眼压值落在警告或危险区的范围内时，处理单元150可以文字、声音、图像、灯号或振动等形式发出警示的通知信息，藉以警告并提醒患者。在本实施例中，每个位患者的眼压的安全、警告及危险三个区间的范围可依据个人的眼压-光斑轮廓之间的特征曲线特性与医生依治疗标的所给定的阈值来决定。

如本实施例所示，当光斑60的直径经辨识后为2.6mm时，即可参考上述的个人化查照表，并且经对照后得知其对应眼压约为34mmHg，而即时提醒使用者的眼压已落入危险范围，应尽快用药或迅速就诊。

值得一提的是，本实施例是利用可设定特定眼压值的标准假眼，分别在设定为低、中、高三个不同眼压值下撷取其光斑的影像信息且进行光斑60 的轮廓的辨识与测量，并多次重复前述各不同眼压值所对应光斑60大小的测量试验(本实施例是以10次为例作说明)，之后取其平均值。经多次医用眼压仪器测量所获得的光斑60的特征大小(例如是直径大小)的平均值可作为处理单元150的校正依据。此外，处理单元150可根据表1中眼压值与光斑大小之间的关系图来推断光斑60大小的改变所造成的眼压值的变化。由表1 结果显示，眼内压大小会与光斑轮廓大小呈负相关，并且经重复性测试后显示数据的重现性及可靠度高。

图8A至图8E是依照本发明一实施例的眼压检测装置的处理单元的软件操作界面的示意图。本实施例的处理单元具有应用软件，并且如图8A所示，在软件的设定界面中，患者可将上述A、B两点的眼压值，也就是34.6 mmHg以及15.4mmHg以及其对应的光斑60的轮廓大小，2.6mm以及4.7 mm输入设定界面的对话方块中，以将上述的线性函式关系建立于眼压检测装置100中。此外，患者可将上述医生所指示或建议的第一阈值V1以及第二阈值V2，也就是21mmHg以及30mmHg，分别输入上述的设定界面中。此外，如同上述，影像感测单元130可自动辨识并且将角膜-巩膜边界的直径大小与对应的像素大小之间的比例尺关系自动传输至处理单元150中。或者，使用者也可通过图8A中的软件设定界面，手动地将上述的比例尺关系输入至设定界面中。举例而言，上述图5 中的角膜-巩膜边界的直径大小为 14mm，并且其对应的像素数量为392条。使用者可手动地将前述由图5 所获得的比例尺关系输入图8A的设定界面中，以作为光斑60的影像像素与其对应的直径大小的换算基准。

接着，如图8B所示，应用软件由接收来自影像感测单元130所撷取的动态或静态影像，其中所接收的是动态影像时，应用软件可将动态影像转换成各时间点的静态影像。然后，应用软件可由多个静态影像中辨识光斑60 的影像的尺寸大小，且例如筛选出具较大光班60的影像，以进行后续的分析。接着，应用软件可辨识并分析前的光斑60的特征大小，其例如是光斑 60的直径大小，并将其值带入上述的特征方程式中，以计算出对应的眼压值大小。

举例而言，如图8C所示，当测量的光斑60的大小为6.21mm时，根据其计算出来的眼压大小为36.5mmHg。由于36.5mmHg的眼压值已超过上述所设定的第二阈值V2(也就是警示区的阈值：30mmHg)。因此，应用软件的显示界面上可显示危险的标示或灯号等通知信息。此外，如图8D所示，当测量的光斑60的大小为10.54mm时，根据其所计算出来的光斑60的大小为16.42mmHg。由于16.42mmHg小于上述所设定的第一阈值V1，也就是21mmHg，因此，应用软件可判断患者的眼压是落在安全区的范围内，并发出检测结果安全的标示或灯号等通知信息。最后，如图8E所示，处理单元150的应用软件可将上述的测量结果都记录存储下来，以作为患者日常眼压管理的参考。

因此，当患者居家时以眼压检测装置100测量获得光斑60的特征大小 (例如是直径)后，眼压检测装置100可自动将所测量获得的光斑60轮廓的数值，带入上述的特征方程式中，以计算对应的眼压值，或是直接根据上述的查照表来获得对应的眼压值。

图9是依照本发明的另一实施例的眼压值及光斑的轮廓大小的关系图。在本实施例中，上述图2的实施例中的所使用作为测量标的仿生假眼可以猪眼取代。表2是分别以三个不同的猪眼(第一、第二及第三猪眼)于低、中、高三个不同的眼压值(10mmg、21mmHg以及30mmHg)下以医用眼压仪器校正量得其实际眼压，且利用本发明进行光斑的轮廓的辨识与测量，并以10 mmHg的光圈值做为相对基准值，以获致第一、第二及第三猪眼于上述眼压值所对应的光斑轮廓大小的正规化值(normalized value)，并用以观察各条曲线的相对变化。举例来说，第一猪眼的眼压为21mmHg时，其光斑的大小是眼压为10mmHg时的0.7倍，而当第一猪眼的眼压为30mmHg时，其光斑的大小是眼压为10mmHg时的0.54倍。并且，第二及第三猪眼都有其眼压所对应光斑大小的特定比例关系，如同人类的眼压，每个人各自拥有个人的光斑与眼压特征函式的概念。图9的关系图即是依据表2中的眼压值以及光斑大小的正规化值进行绘制。

表2

上述表2中的第一猪眼、第二猪眼以及第三猪眼的测量结果可绘制成如图9中的关系图中的曲线。值得一提的是，第一、第二及第三猪眼的关系图的曲线趋势相似，同样为负相关且为多段线性，并且不同猪眼于不同的眼压值下的测量结果也十分相近。上述的测量结果可假设猪眼的眼压特征曲线也为偏线性化(至少为二次曲线)，且为可预测性，因此可利用3组或以上的标准眼压及对应光斑大小进行校正以获得某一猪只眼压值的特征曲线。

图10是依照本发明的一实施例的眼压检测方法的流程示意图。请参考图1及图10，本实施例的检测方法的步骤包括以施压单元110沿第一操作轴向A1对眼球50的目标表面52进行施压，以使眼球50的目标表面52产生形变(步骤S301)。接着，以光源120发出光线，并且光线可沿第二操作轴向 A2照射至眼球50的目标表面52，并于目标表面52上产生光斑60(步骤 S302)。然后，以影像感测单元130沿第三操作轴向A3观察并记录光斑60 的轮廓(步骤S303)。接着，处理单元150可根据光斑60的大小获取眼球50 的眼压值(步骤S304)。

在上述处理单元150获取眼球50的压力值的步骤中，施压单元110对于眼球50的目标表面52的施压的方式例如是以脉冲喷气的方式进行，以于目标表面52上产生施压的正向力。此外，处理单元150可在测量前先根据上述的医用眼压仪器，例如是压平式眼压计、气动式眼压计以及其他经医疗院所认可的眼压计所获得的至少两个眼压标准值以及对应的光斑60大小来进行对应校正。此外，处理单元150可将光斑60及眼压值之间的关系函式内建于其中，并建立查照表，以将测量获得的光斑60大小即时转换为对应的实际眼压值大小。

在上述处理单元150接收光斑60的影像，且辨识并分析该光斑60的大小，以获取眼压值的步骤中，影像感测单元130可对光斑60的进行摄像，以获致光斑60的动态影像或静态影像。此外，影像感测单元130所拍摄的动态影像可经由处理单元转换为不同时间点的静态影像。处理单元150可接收影像感测单元130所拍摄的影像，并由所有影像中筛选用来进行后续辨识分析的光斑60的影像，其中筛选的方式例如是选出具有较大特征尺寸的光斑60的影像。然后，处理单元150可根据所选取的光斑60的影像进行后续的辨识分析，以及眼压值计算转换的步骤。

在本实施例中，患者可于处理单元150依医生的指示在处理单元150的应用软件中预设至少两个或一组阈值，以界定眼压值的正常区、警示区以及危险区的范围。其中，处理单元150可直接将所获得的光斑60的大小与对应的眼压值与上述的阈值进行比对，以判断患者的眼压是否处于正常的范围。

当眼压值超出正常范围的阈值时，处理单元150可通过其应用软件发出通知信息提醒患者尽速用药或就诊。此外，处理单元150的应用软件可辅助患者作日常的眼压管理，并可将患者的眼压信息通过云端平台与医院的病历库连结，进而将眼压异常的信息即时传送至相关医疗单位进行监控。举例而言，处理单元150可将异常信息传达给病患所咨询的眼科医师，必要时通知病患回诊挂号。

综上所述，本发明的实施例的眼压检测装置及方法可通过施压单元对眼球的目标表面进行施压，以使目标表面产生形变。光源可照射至发生形变后的眼球的目标表面，并且于目标表面上产生光斑。接着，处理单元可将由影像感测单元所拍摄取得的光斑的影像进行筛选与辨识，以获取眼球的压力值。通过本发明的实施例所提供的眼压检测方式，可避免以复杂或是侵入式方式测量眼球角膜的操作轴向形变，而改以直接根据角膜上的光斑大小，也就是以观测角膜的横向形变来推断眼球的眼压值，并判断此时的眼压是否超过预先设定的阈值，而即时提醒患者用药缓解或迅速就诊。因此，本发明可提供一种简单的居家眼压测量方式，以方便患者于医院或诊所以外的地方进行自我检测，进而提供操作便捷、安全，且可针对眼压进行全天候监控的眼压计。

此外，本发明以全影像方式观察角膜表面眼神光斑变化，可用以即时判断眼内压大小，且架构简易，可取代传统气动式眼压计所必备的精密光学与力量感测元件。此外，本发明具机体微型化与价格优势，因为光斑影像结果蕴含个体的差异(角膜厚度，曲率，直径等及材料特性)，可依此建立个人化眼压特征曲线，并依照此曲线及阈值设定提供个人快速眼压参照表(Lookup table)。由于可根据病患居家测量所获得的眼压波动信息，来设定属于个人的治疗标的及个人所适用的治疗方针(施药处方、频率、时间、剂量等)，因而有机会创造新的青光眼相关疾病的临床诊断的产业模式与价值。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种眼压检测装置，其特征在于，包括：

施压单元，用以沿第一操作轴向对眼球上的目标表面进行施压，使得该目标表面产生形变；

光源，用以发出光线，该光线沿第二操作轴向照射该目标表面，而于该目标表面上产生光斑；

影像感测单元，用以沿第三操作轴向拍摄及记录该光斑的影像变化；以及

处理单元，电信连接该影像感测单元，以接收该光斑的影像，并且该处理单元辨识并分析该光斑的影像的特征大小，以获取该眼球的眼压值，

其中，该光斑的大小与该眼压值呈负相关。

2.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该目标表面位于该眼球的角膜上。

3.如权利要求2所述的眼压检测装置，其特征在于该角膜为人体的原生角膜或是人工角膜。

4.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该处理单元经设定而具有至少一个阈值，当该眼压值大于或小于该阈值时，该处理单元发出通知信息。

5.如权利要求4所述的眼压检测装置，其特征在于该处理单元包括软件，并且该软件执行该至少一个阈值的设定程序，以及至少两个标准校正眼压值与光圈值的对应程序。

6.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该施压单元以非接触方式对于该目标表面进行施压，且该非接触方式包括以气体、音波或电磁波进行施压。

7.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该施压装置包括外部气源、调压阀、气体滤清器、气体阀门以及气体喷嘴，其中该气体喷嘴连接该气体阀门，并且该气体阀门配置于该调压阀与该气体喷嘴之间。

8.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该光源包括可见光或不可见光，且不可见光的波长范围是落在800纳米至1064纳米之间。

9.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该影像感测单元包括感光元件、透镜组、影像存储元件以及控制电路。

10.如权利要求1所述的眼压检测装置，其特征在于该第一操作轴向与该第二操作轴向的夹角是落在0度至90度的范围内，该第二操作轴向与该第三操作轴向的夹角是落在0度至180度的范围内，并且该第一操作轴向与该第三操作轴向的夹角是落在0度与90度的范围内。