CN107137056B - 基于影像的头位转动斜视测量系统 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种基于影像的头位转动斜视测量系统，涉及一种医疗器械；包括用于拍摄眼睛瞳孔位置和角膜上反光点的高清照相机；用于照射眼部并设置于高清照相机前方的面光源，面光源的中心设置有供受检者注视的鲜艳的注视光源；支撑受检者头部的支撑装置，支撑装置包括相对于注视光源固定的支架和滑动连接在支架上的托架，支架上设有可与受检者的冠状面平行的滑动面，托架可以在支架的滑动面滑动；以及支撑高清照相机的相机支撑架，高清照相机滑动连接在相机支架上，且高清照相机相对于托架固定。通过该装置，可以留下斜视患者眼睛的影像，从而有利于术前术后的对比；另外还可以获得更多方位的反应眼睛斜视状态的数据。

Description

基于影像的头位转动斜视测量系统

技术领域

本发明涉及医疗器械，具体涉及一种基于影像的头位转动斜视测量系统。

背景技术

目前的斜视测量方法主要有33cm角膜映光法和同视机测量法；33cm角膜映光法是将灯光放在患者正前方33cm处，观察患者角膜上的映光点。非注视眼角膜映光点位于瞳孔缘，相当于眼位偏斜15°；角膜映光点位于瞳孔缘与角膜缘中间，相当于偏斜30°；映光点位于角膜缘，相当于偏斜45°。角膜映光法是一个检查显性共转性斜视的粗略方法，比较适用于幼儿及弱视、或不能进行详细检查的患者；且无法留存影像资料。

同视机测量法是利用专用设备同视机对患者的眼部进行测量，同视机是目前眼科医疗中检查、诊断、治疗斜视及弱视的必备医疗设备，能检测出斜视眼的主观斜视度和客观斜视度，还能检测出包括水平内、外斜视度、垂直性斜视度、旋转性斜视度、融化点、融合范围、瞳距、AC/A和9个方位状况的项目数据，为眼科医生提供诊断、治疗和手术的依据。同视机主要结构是两个可以围绕三个轴作各种方向旋转运动的镜筒（包括围绕垂直轴作内收和外展两个方向的水平运动；围绕水平轴作上、下方向的垂直运动；围绕矢状轴作内、外方向的旋转运动）。镜筒作各个方向的旋转运动都是围绕着眼球旋转中心的位置进行的。同视机是利用两个镜筒将两眼视野分开，左眼看左画片，右眼看右画片，通过凸透镜将物象投射到两眼视网膜的一定位置上，再通过视中枢传导到视皮层进行加工、分析、综合。如果有双眼视觉，便可以将分别来自双眼的物象合二为一，感觉为一个物体，如无双眼视觉，可以借助于同视机面板的刻度了解患者的斜视度，并对其他一些资料进行分析；同视机测量斜视程序复杂，同样也无法留存影像资料，仅能单纯的将病情记录为数据，因此病人无法直观的了解病情状态；同时也不利于病人术前、术后眼部恢复情况的对比。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以留下影像资料，且可以转动头部获得多于9个方位的基于影像的头位转动斜视测量系统。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

基于影像的头位转动斜视测量系统，包括用于拍摄眼睛瞳孔位置和角膜上反光点的高清照相机；用于照射眼部并设置于高清照相机前方的、发出白光的面光源，面光源的中心设置有供受检者注视的并发出红光或蓝光的注视光源；支撑受检者头部的支撑装置，支撑装置包括相对于注视光源固定的支架和滑动连接在支架上的托架，支架上设有可与受检者的冠状面平行的滑动面，托架可以在支架的滑动面上围绕通过注视光源并垂直于滑动面的中心线做圆周运动；以及支撑高清照相机的相机支撑架，高清照相机滑动连接在相机支架上，且高清照相机相对于托架固定。

本方案基于影像的头位转动斜视测量系统的原理在于：

测量时，受检者的头部放置于托架上，则面光源将在受检者眼睛的角膜上形成反光点；而受检者的眼睛注视注视光源，可使受检者的瞳孔聚焦在注视光源处，一方面，有利于定位眼球，另一方面，可以确定双眼聚焦时瞳孔的位置。在本方案中，注视光源发出发出颜色鲜艳的红光或蓝光，从而有利于受检者将目光集中在注视光源处，且为了避免注视光源过于刺眼，注视光源的亮度可相对于面光源的亮度更弱。另外，托架在支架上滑动，从而受检者的眼部可以以注视光源在滑动面上的投影为中心，作360º的转动，从而获得多个位置上眼球角膜上反光点的图像。

测量时，让患者注视注视光源，并通过高清照相机拍摄出患者眼部的反光点。当注视光源位于两眼的中心时，即注视光源与鼻根部的连线垂直于两眼中心的连线；则注视光源至鼻根部的连线垂直于两眼中心的连线。当患者双眼不存在斜视时，两眼上的反光点与瞳孔重合；当患者的某只眼睛或双眼均存在斜视时，则眼部的反光点与瞳孔不重合。通过反光点至鼻根部的距离与注视光源至鼻根部距离的比值以及瞳孔至鼻根部的距离与注视光源至鼻根部距离的比值可以计算出眼球的偏转角度，从而计算出眼睛斜视的具体数值；而通过观测照片上反光点和瞳孔的位置关系，可以直观的反应眼睛的斜视情况。

本方案的有益效果是：

（一）由于本方案中设置了高清照相机用于拍摄患者眼部的图像，因此本装置可以保留患者治疗过程中的眼部影像，从而在治疗过程中，通过比较患者不同阶段的眼部影像，可了解患者的恢复情况；另外患者也可以根据自己的眼部影像，更直观的了解自己的病情；

（二）本方案中，通过托架在支架上滑动，使受检者的眼部可以以注视光源在滑动面上的投影为中心，作360º的转动；与现有的同视机测量法相比，可获得更多位置上眼球角膜上反光点的图像，从而可以更精确的了解患者的斜视情况。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，还包括计算机、显示器和打印机，所述显示器、打印机和高清照相机均与计算机连接，高清照相机拍摄的图像可在显示器上显示，计算机可在显示器上捕捉图像中反光点的位置和瞳孔的位置。通过设置计算机可以直接计算出患者的斜视程度，打印机可以打印出眼球的影像和反应眼睛斜视程度的相关数据。

优选方案二：作为对优选方案一的进一步优化，所述面光源包括第二点光源、凸透镜和单面透视镜，凸透镜设于第二点光源和单面透视镜之间，第二点光源经过凸透镜后形成平行光照射在单面透视镜上。第二点光源通过凸透镜可以形成面光源，而单面透视镜可将面光源反射至眼睛，从而可以减小设备的大小；另外，将高清照相机设置在单面透视镜的后方，可以防止高清照相机阻挡面光源，同时高清照相机又可以透过单面透视镜拍摄眼睛的影像。

优选方案三：作为对优选方案二的进一步优化，所述凸透镜和单面透视镜之间设有第一点光源，注视光源为第一点光源在单面透镜上的成像。由于注视光源与人的眼睛不能过近，测量时，注视光源与患者鼻根部的距离通常为33cm，因此将注射光源通过反射成像，可以进一步减小设备大小，同时高清照相机也不至离患者眼部过远，从而更有利于拍出清晰的影像。

优选方案四：作为对优选方案一的进一步优化，所述面光源包括第二点光源、凹面镜和单面透视镜，第二点光源朝向凹面镜，第二点光源经过凹面镜后形成平行光照射在单面透视镜上。通过设置凹面镜也可达到优选方案二中减小设备大小的目的。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，凹面镜的前方设有遮光板，第二点光源位于遮光板和凹面镜之间，第二点光源固定在遮光板的一侧，遮光板的另一侧固定有第一点光源，注视光源为第一点光源在单面透视镜上的成像。在优选方案五中，由于通过设置遮光板可在面光源的中心形成一阴影，从而在遮光板的两侧设置第一点光源和第二点光源可以防止第一点光源和第二点光源相互干扰，导致注视光源的光线过弱。

优选方案六：作为对优选方案三或优选方案五的进一步优化，所述高清照相机通过固定杆与托架固定。从而托架移动时，将带动高清照相机一同移动，使得高清照相机始终对准眼部。

附图说明

图1是本发明基于影像的头位转动斜视测量系统实施例一的结构示意图；

图2是本发明基于影像的头位转动斜视测量系统实施例二的结构示意图；

图3是本发明基于影像的头位转动斜视测量系统影像的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：单面透视镜11、高清照相机12、凸透镜13、第二点光源14、第一点光源15、托架16、遮光板17、凹面镜18。

实施例一：

如图1所示，基于影像的头位转动斜视测量系统，包括用于拍摄眼睛瞳孔位置和角膜上反光点的高清照相机12；用于照射眼部并设置于高清照相机12前方的、发出白光的面光源，面光源的中心设置有供受检者注视的并发出红光的注视光源，且在本实施例中，注视光源的亮度低于面光源的亮度。支撑受检者头部的支撑装置，支撑装置包括相对于注视光源固定的支架和滑动连接在支架上的托架16，支架上设有可与受检者的冠状面平行的滑动面，托架16可以在支架的滑动面上围绕通过注视光源并垂直于滑动面的中心线做圆周运动；以及支撑高清照相机12的相机支撑架，高清照相机12滑动连接在相机支架上，且高清照相机12通过固定杆与托架16固定，从而托架16移动时，将带动高清照相机12一同移动，使得高清照相机12始终对准眼部。另外，相机支撑架与滑动面的垂直距离始终不变，因此在对受检者进行拍照时，无论托架16如何移动，相机与受检者冠状面的垂直距离始终不变，则高清照相机12拍摄的照片与受检者眼部的实际比例始终相同。

面光源包括发出白光的第二点光源14、凸透镜13和单面透视镜11，凸透镜13设于第二点光源14和单面透视镜11之间，第二点光源14经过凸透镜13后形成平行光照射在单面透视镜11上，单面透视镜11的一侧朝向患者眼睛，而高清照相机12设置在单面透视镜11的另一侧。凸透镜13和单面透视镜11之间设有发出红光的第一点光源15，注视光源为第一点光源15在单面透镜上的成像。从而可以减小设备大小，使得单面透视镜11离患者的眼睛更近。

还包括计算机、显示器和打印机，显示器、打印机和高清照相机12均与计算机连接，高清照相机12拍摄的图像可在显示器上显示，计算机可在显示器上捕捉图像中反光点的位置和瞳孔的位置。通过设置计算机可以直接计算出患者的斜视程度，打印机可以打印出眼球的影像和反应眼睛斜视程度的相关数据。

图3所示的影像为注视光源正对受检者鼻根部时受检者的眼部情况，其中，A和B分别为受检者左眼和右眼的瞳孔，a和b所表示的黑点分别为左眼和右眼上的反光点，AB为受检者的瞳距，OP为注视光源至受检者鼻根部所在冠状面的垂直距离。如图3所示，其中左眼为不存在斜视的情况，而右眼的瞳孔向内偏转，因此右眼存在斜视。则tanα=ab/（2×OP），tanα₁=BO/OP，其中BO为右眼瞳孔至鼻根部的距离，则右眼的内转角度β=α-α₁，即β=arctan（ab/（2×OP））-arctan（BO/OP）。

实施例二：

如图2，实施例二与实施例一的区别仅在于，在实施例二中用凹面镜18取代了凸透镜13，第二点光源14朝向凹面镜18，同样，第二点光源14经过经过凹面镜18后形成平行光照射在单面透视镜11上。凹面镜18的前方设有遮光板17，第二点光源14位于遮光板17和凹面镜18之间，第二点光源14固定在遮光板17的一侧，遮光板17的另一侧固定有第一点光源15，注视光源为第一点光源15在单面透视镜11上的成像。通过设置遮光板17可在面光源的中心形成一阴影，从而在遮光板17的两侧设置第一点光源15和第二点光源14可以防止第一点光源15和第二点光源14相互干扰，导致注视光源的光线过弱。在实施例二中，第一点光源15发出蓝光，第二点光源发出白光。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，包括：

用于拍摄眼睛瞳孔位置和角膜上反光点的高清照相机；用于照射眼部并设置于高清照相机前方的、发出白光的面光源，面光源的中心设置有供受检者注视的并发出红光或蓝光的注视光源；支撑受检者头部的支撑装置，支撑装置包括相对于注视光源固定的支架和滑动连接在支架上的托架，支架上设有可与受检者的冠状面平行的滑动面，托架可以在支架的滑动面上围绕通过注视光源并垂直于滑动面的中心线做圆周运动；以及支撑高清照相机的相机支撑架，高清照相机滑动连接在相机支架上，且高清照相机相对于托架固定。

2.根据权利要求1所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，还包括计算机、显示器和打印机，所述显示器、打印机和高清照相机均与计算机连接，高清照相机拍摄的图像可在显示器上显示，计算机可在显示器上捕捉图像中反光点的位置和瞳孔的位置。

3.根据权利要求2所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，所述面光源包括第二点光源、凸透镜和单面透视镜，凸透镜设于第二点光源和单面透视镜之间，第二点光源经过凸透镜后形成平行光照射在单面透视镜上。

4.根据权利要求3所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，所述凸透镜和单面透视镜之间设有第一点光源，注视光源为第一点光源在单面透镜上的成像。

5.根据权利要求2所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，所述面光源包括第二点光源、凹面镜和单面透视镜，第二点光源朝向凹面镜，第二点光源经过凹面镜后形成平行光照射在单面透视镜上。

6.根据权利要求5所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，凹面镜的前方设有遮光板，第二点光源位于遮光板和凹面镜之间，第二点光源固定在遮光板的一侧，遮光板的另一侧固定有第一点光源，注视光源为第一点光源在单面透视镜上的成像。

7.根据权利要求4或6所述的基于影像的头位转动斜视测量系统，其特征在于，所述高清照相机通过固定杆与托架固定。