CN107997739A - 一种神经内科瞳孔光反射诊断装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种神经内科瞳孔光反射诊断装置及其使用方法，属于神经内科诊断装置领域，包括头部放置窗和瞳孔检验机构，两者的弧度半径一致且互相平行，刺激光源固定在转动杆头端，转动杆转动在半圆滑道上的移动；转动杆自由端转动挂接有红外测距仪，支撑滑座底面上贴附有反射带；固定板下方固定有承托板，承托板下表面中部固定在液压缸的活塞杆上；支撑滑座内表面的两侧均固定有图像获取装置。本发明实现电控自动化，可大大减少医护人员的工作负担，且对瞳孔的检测比对较为精确，从而保障了诊断结果的准确性；刺激光源的可调性和可控性较好，还可同时监测两只瞳孔的状况，具体优化的结构设计合理，对瞳孔光反射试验诊断有积极影响。

Description

一种神经内科瞳孔光反射诊断装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及神经内科诊断装置领域，具体的涉及一种神经内科瞳孔光反射诊断装置及其使用方法。

背景技术

眼睛是人类感知外界信息最重要的感觉器官，在视觉、嗅觉、触觉、味觉、听觉等知觉中，人类大脑感受最直观、接受信息量最大的还是视觉方式，约占人体从外界接收消息的70％。而在人眼视觉功能中，瞳孔由于其特殊的感光性具有重要的学术和临床研究价值。一般人瞳孔直径可变动于2mm-8mm，在不同的年龄阶段呈现不同的大小，同时也会由于疾病或药物的影响而收缩或扩张。

光线射眼时引起瞳孔缩小，称光反射。分直接、间接光反射两种。以光照射一眼，引起被照射眼瞳孔缩小称直接光反射。光照射一眼，引起另眼瞳孔同时缩小称间接光反射。传入性瞳孔障碍是指位于视网膜、视神经、视交叉、视束或中脑顶盖前区的病变，例如视网膜离、视神经炎、压迫性视神经病变等，使光刺激信号传入受阻，不能正常传至瞳孔运动中枢，导致瞳孔对光反应下降。若仅一眼存在传入性瞳孔障碍而另眼正常，或两眼传入性瞳孔障碍程度不对称，称为相对性瞳孔传入障碍。

通过瞳孔的光反射试验验证可初步了解病人瞳孔相关神经的健康状况。传统的，医护人员都是采用手电筒作为刺激光源，直接照射病人瞳孔，通过肉眼观察瞳孔变化情况后，做出诊断。其存在如下不足：刺激光源的调节性较差，对试验结果的消极影响较大；只能粗略观察到瞳孔的变化，无法进行客观、定量、准确的测量，大大降低了诊断结果的准确性；受人力限制，医护人员较难同时观察两只瞳孔的变化，容易缺失一大重要诊断依据；而刺激光源的可控性较差，不利于保障两次试验非研究因素的一致性。

发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种神经内科瞳孔光反射诊断装置及其使用方法，其实现电控自动化，可大大减少医护人员的工作负担，且对瞳孔的检测比对较为精确，能进行客观、定量、准确的测量，从而保障了诊断结果的准确性；刺激光源的可调性和可控性较好，还可同时监测两只瞳孔的状况，具体优化的结构设计合理，对瞳孔光反射试验诊断有积极影响。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，包括平行设置在同一工作台面上的头部放置窗和瞳孔检验机构，

所述头部放置窗包括固定在工作台面上的固定块及安装在固定块上表面的环绕使用者头部的圆形壳体，所述圆形壳体内底部固定有下巴放置槽，所述圆形壳体朝向瞳孔检验机构一侧的中部卡合安装有遮光板；

所述瞳孔检验机构包括半径与圆形壳体一致的半圆形的支撑滑座，所述支撑滑座底部固定有平行于工作台面的固定板，所述固定板中部嵌入式安装有转轴，所述转轴前端固定有转动杆，所述转动杆自由端正面上固定有刺激光源，所述转动杆自由端背面固定有滑柱，所述支撑滑座正面上设有沿其弧度延伸的供滑柱移动的滑槽，所述滑柱上转动挂接有红外测距仪，所述滑槽下侧槽壁上设有沿滑槽弧度延伸的供红外测距仪移动的滑孔，所述固定板上表面贴附有沿固定板长度方向延伸的反射带，所述支撑滑座内表面的两侧均固定有图像获取装置；所述固定板下方固定有承托板，所述承托板的宽度大于固定板的宽度，所述转轴后端连接伺服电机的输出轴，所述伺服电机安装在承托板上，所述承托板下表面中部固定在液压缸的活塞杆上，所述液压缸底部固定在工作台面上；

所述工作台面上还设有控制处理器、供电电源及显示屏，所述图像获取装置和红外测距仪分别连接控制处理器的输入端，所述刺激光源、伺服电机及显示屏分别连接控制处理器的输出端，所述刺激光源还连接有电流调节器和时间继电器，所述供电电源分别与图像获取装置、红外测距仪、刺激光源、伺服电机、显示屏、控制处理器、电流调节器及时间继电器电连接。

进一步地，所述下巴放置槽上表面铺设有软绵垫。软绵垫可满足病人在使用时的舒适度需求。

进一步地，所述红外测距仪固定于连接件下端，所述滑柱上设有内凹的环形槽，所述连接件上端套装在滑柱上的环形槽内。环形槽和连接件的配合作用可便于保持红外测距仪的竖直向下方位，当滑柱在滑槽内转动时，连接件可方便的绕滑柱中心转动，从而有效保持红外测距仪的竖直向下方位。

进一步地，所述图像获取装置安装在限位槽内，所述限位槽固定在安装板上，所述安装板一侧固定在支撑滑座内侧面上。如此设置的结构安装和拆卸都较为方便。

进一步地，所述图像获取装置为摄像头和图片传感器。摄像头用于采集病人脸部图像，图片传感器将所得的脸部图像传给控制处理器，分工明确，设计合理。

进一步地，所述控制处理器包括图片处理模块、数据存储模块、自动计算模块、图片重叠比对模块及预设定模块。图片处理模块用于对图片进行对瞳孔部位的凸显处理，数据存储模块用于存储图像和数据信息，自动计算模块负责装置应用过程中的数据换算，图片重叠比对模块用于进行图片之间的比对，预设定模块负责预设时间、预设诊断结果的输入。

本发明还提供了上述神经内科瞳孔光反射诊断装置的使用方法，包括如下步骤：

(一)瞳孔点位：病人将下巴搭在下巴放置槽上后，摄像头拍摄病人脸部图片并通过图片传感器传给控制处理器，图片处理模块对该图片进行对瞳孔部位的凸显处理，并以圆形壳体圆心处为坐标原点建立第一模拟平面直角坐标系，从而得到图像中瞳孔的半径以及质心的位置，瞳孔图像、图像中瞳孔的半径以及质心的位置都保存到数据存储模块中；

(二)光源定位：以转轴中心处为坐标原点建立与第一模拟平面直角坐标系平行的第二模拟平面直角坐标系，自动计算模块根据图像中瞳孔的半径以及质心的位置计算出转动杆需要转动的角度A，接着控制处理器通过伺服电机控制转轴转动相应的角度A，实现对刺激光源的水平调节，此时红外测距仪检测其到固定板上反射带之间的距离并传给控制处理器，自动计算模块据此求得转轴转过的角度B，将此角度B与前述角度A进行比对确认后，启动液压缸，实现对刺激光源的竖直调节，使得刺激光源与病人的一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上；

(三)开始试验：开启刺激光源和时间继电器，两边的摄像头实时拍摄瞳孔图片并传给控制处理器，经过图片处理模块对图片的处理后，图片重叠比对模块将此图片与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，在时间继电器的设定时间内多次拍摄图片并分别与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，通过电流调节器改变刺激光源的光强后，再次如上进行试验，将对比效果图、光强及相应的反应时间保存到数据存储模块中；

(四)继续试验：上述瞳孔试验完后，控制处理器控制伺服电机反向转动相应的角度A，此时，刺激光源与病人的另一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上，然后如步骤(三)中所述进行试验；

(五)输出结果：控制处理器将数据存储库内的内容整理之后通过显示屏显示出来，且预设定模块根据上述数据从预先设定的多种诊断结果中选择相应的诊断结果，该结果也通过显示屏显示出来。

3.有益效果

(1)本发明包括头部放置窗和瞳孔检验机构，两者的弧度半径一致且两者互相平行，应用时，可分别建立两个互相平行的平面直角坐标系，从而可方便的将瞳孔检验机构中的部件移动定位至与头部放置窗中任意零件持平的位置，在本发明中是将刺激光源移动至与病人瞳孔保持平直，实现光源对瞳孔的追踪，从而便于进行瞳孔光反射试验；本发明将刺激光源固定在转动杆头端，利用转动杆转动而在半圆滑道上的移动，实现对刺激光源的水平方向上的移动定位，又利用液压缸和活塞杆实现对刺激光源的竖直方向上的移动定位，即保持刺激光源与病人瞳孔的平直。然后开启刺激光源和时间继电器，图像获取装置实时获取病人脸部头像，经过控制处理器处理后，可得到瞳孔的变化情况，显示屏上显示出光源强度、反射反应时间及瞳孔变化情况，且依据此内容能显示出初步诊断结果。由此可知，上述过程均实现电控自动化，可大大减少医护人员的工作负担，且对瞳孔的检测比对较为精确，能进行客观、定量、准确的测量，从而保障了诊断结果的准确性。

(2)本发明中的刺激光源连接有电流调节器和时间继电器，通过调节刺激光源通电线路中电流的大小可调节刺激光源的光强，能进一步探究瞳孔光反射的影响因素，从而更好的了解、诊断和治疗相关神经病症；刺激光源的可控性较好，利于保障两次试验非研究因素的一致性，对瞳孔光反射试验结果的有积极影响。

(3)本发明在支撑滑座内表面的两侧均固定有图像获取装置，可同时对两只瞳孔的状况进行监测，从而可提供一大重要诊断依据，进一步了解、诊断和治疗相关神经病症。

(4)本发明在转动杆端部上转动挂接有红外测距仪，支撑滑座底面的固定板上表面贴附有沿固定板长度方向延伸的反射带，红外测距仪发出红外线，红外线被反射带反射后被红外测距仪接收，可测量此时刺激光源的高度，从而便于液压缸对刺激光源在竖直方向上的调节。另外，可根据这个高度计算转动杆转过的角度，与目标角度比较后，可验证是否转动到位，进而提高装置的工作精确度。

综上，本发明实现电控自动化，可大大减少医护人员的工作负担，且对瞳孔的检测比对较为精确，能进行客观、定量、准确的测量，从而保障了诊断结果的准确性；刺激光源的可调性和可控性较好，还可同时监测两只瞳孔的状况，具体优化的结构设计合理，对瞳孔光反射试验诊断有积极影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为瞳孔检验机构的结构示意图；

图3为红外测距仪13的连接结构示意图。

附图标记：1-工作台面，2-固定块，3-圆形壳体，4-下巴放置槽，5-遮光板，6-支撑滑座，7-固定板，8-转轴，9-转动杆，10-刺激光源，11-滑柱，12-滑槽，13-红外测距仪，14-滑孔，15-反射带，16-图像获取装置，17-承托板，18-伺服电机，19-液压缸，20-活塞杆，21-控制处理器，22-供电电源，23-显示屏，24-软绵垫，25-连接件，26-环形槽，27-限位槽，28-安装板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，包括平行设置在同一工作台面1上的头部放置窗和瞳孔检验机构，

所述头部放置窗包括固定在工作台面1上的固定块2及安装在固定块2上表面的环绕使用者头部的圆形壳体3，所述圆形壳体3内底部固定有下巴放置槽4，所述圆形壳体3朝向瞳孔检验机构一侧的中部卡合安装有遮光板5；

如图2所示，所述瞳孔检验机构包括半径与圆形壳体3一致的半圆形的支撑滑座6，所述支撑滑座6底部固定有平行于工作台面1的固定板7，所述固定板7中部嵌入式安装有转轴8，所述转轴8前端固定有转动杆9，所述转动杆9自由端正面上固定有刺激光源10，所述转动杆9自由端背面固定有滑柱11，所述支撑滑座6正面上设有沿其弧度延伸的供滑柱11移动的滑槽12，所述滑柱11上转动挂接有红外测距仪13，所述滑槽12下侧槽壁上设有沿滑槽12弧度延伸的供红外测距仪13移动的滑孔14，所述固定板7上表面贴附有沿固定板7长度方向延伸的反射带15，所述支撑滑座6内表面的两侧均固定有图像获取装置16；所述固定板7下方固定有承托板17，所述承托板17的宽度大于固定板7的宽度，所述转轴8后端连接伺服电机18的输出轴，所述伺服电机18安装在承托板17上，所述承托板17下表面中部固定在液压缸19的活塞杆20上，所述液压缸19底部固定在工作台面1上；

所述工作台面1上还设有控制处理器21、供电电源22及显示屏23，所述图像获取装置16和红外测距仪13分别连接控制处理器21的输入端，所述刺激光源10、伺服电机18及显示屏23分别连接控制处理器21的输出端，所述刺激光源10还连接有电流调节器和时间继电器，所述供电电源22分别与图像获取装置16、红外测距仪13、刺激光源10、伺服电机18、显示屏23、控制处理器21、电流调节器及时间继电器电连接。

进一步地，所述下巴放置槽4上表面铺设有软绵垫24。软绵垫24可满足病人在使用时的舒适度需求。

进一步地，如图3所示，所述红外测距仪13固定于连接件25下端，所述滑柱11上设有内凹的环形槽26，所述连接件25上端套装在滑柱11上的环形槽26内。环形槽26和连接件25的配合作用可便于保持红外测距仪13的竖直向下方位，当滑柱11在滑槽12内转动时，连接件25可方便的绕滑柱11中心转动，从而有效保持红外测距仪13的竖直向下方位(受重力作用)。

所述图像获取装置16安装在限位槽27内，所述限位槽27固定在安装板28上，所述安装板28一侧固定在支撑滑座6内侧面上。如此设置的结构安装和拆卸都较为方便。

进一步地，所述图像获取装置16为摄像头和图片传感器。摄像头用于采集病人脸部图像，图片传感器将所得的脸部图像传给控制处理器21，分工明确，设计合理。

进一步地，所述控制处理器21包括图片处理模块、数据存储模块、自动计算模块、图片重叠比对模块及预设定模块。图片处理模块用于对图片进行对瞳孔部位的凸显处理，数据存储模块用于存储图像和数据信息，自动计算模块负责装置应用过程中的数据换算，图片重叠比对模块用于进行图片之间的比对，预设定模块负责预设时间、预设诊断结果的输入。

上述神经内科瞳孔光反射诊断装置的使用方法，包括如下步骤：

(一)瞳孔点位：病人将下巴搭在下巴放置槽上后，摄像头拍摄病人脸部图片并通过图片传感器传给控制处理器21，图片处理模块对该图片进行对瞳孔部位的凸显处理，并以圆形壳体3圆心处为坐标原点建立第一模拟平面直角坐标系(圆形壳体3圆心处在水平方向上向两侧延伸方向分别为正方向和负方向，竖直方向向上方向为正方向)，从而得到图像中瞳孔的半径以及质心的位置﹝其坐标为(a，b)﹞，瞳孔图像、图像中瞳孔的半径以及质心的位置都保存到数据存储模块中；

(二)光源定位：以转轴8中心处为坐标原点建立与第一模拟平面直角坐标系平行的第二模拟平面直角坐标系(初始状态下，转动杆9保持竖直位于支撑滑座6中间处，定义转轴8中心处在水平方向上向两侧延伸方向分别为正方向和负方向，竖直方向向上方向为正方向)，自动计算模块根据图像中瞳孔的半径以及质心的位置计算出转动杆9需要转动的角度A：其中a为瞳孔的横坐标，r为支撑滑座6的半径，接着控制处理器21通过伺服电机18控制转轴8转动相应的角度A，实现对刺激光源10的水平调节，此时红外测距仪13检测其到固定板7上反射带15之间的距离l并传给控制处理器21，自动计算模块据此求得转轴8转过的角度B：其中l为刺激光源10所在的高度，r为支撑滑座6的半径，将此角度B与前述角度A进行比对确认后，启动液压缸19，实现对刺激光源10的竖直调节，调节距离s为：s＝b-l,其中b为瞳孔的纵坐标，l为刺激光源10所在的高度，使得刺激光源10与病人的一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上；

(三)开始试验：开启刺激光源10和时间继电器，两边的摄像头实时拍摄瞳孔图片并传给控制处理器21，经过图片处理模块对图片的处理后，图片重叠比对模块将此图片与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，在时间继电器的设定时间内多次拍摄图片并分别与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，通过电流调节器改变刺激光源10的光强后，再次如上进行试验，将对比效果图、光强及相应的反应时间保存到数据存储模块中；

(四)继续试验：上述瞳孔试验完后，控制处理器21控制伺服电机反向转动相应的角度A，此时，刺激光源10与病人的另一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上，然后如步骤(三)中所述进行试验；

(五)输出结果：控制处理器21将数据存储库内的内容整理之后通过显示屏显示出来，且预设定模块根据上述数据从预先设定的多种诊断结果中选择相应的诊断结果，该结果也通过显示屏显示出来。

试验症状与其对应的初步诊断结果包括：

①在光源刺激下，瞳孔发生反应的时间超出正常范围，则瞳孔对光反应迟钝；

②经过多种强度的刺激光源多次刺激后，瞳孔大小均不变，则瞳孔对光反应消失；

③在同等强度的光强下，两只瞳孔的变化程度不一致，则瞳孔反应左右不等；

④在一只瞳孔受光刺激时，另一只瞳孔没有变化，则瞳孔的互感性反应消失。

由上述可知，不能发明实现电控自动化，可大大减少医护人员的工作负担，且对瞳孔的检测比对较为精确，能进行客观、定量、准确的测量，从而保障了诊断结果的准确性；刺激光源的可调性和可控性较好，还可同时监测两只瞳孔的状况，具体优化的结构设计合理，对瞳孔光反射试验诊断有积极影响。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，包括平行设置在同一工作台面(1)上的头部放置窗和瞳孔检验机构，

所述头部放置窗包括固定在工作台面(1)上的固定块(2)及安装在固定块(2)上表面的环绕使用者头部的圆形壳体(3)，所述圆形壳体(3)内底部固定有下巴放置槽(4)，所述圆形壳体(3)朝向瞳孔检验机构一侧的中部卡合安装有遮光板(5)；

所述瞳孔检验机构包括半径与圆形壳体(3)一致的半圆形的支撑滑座(6)，所述支撑滑座(6)底部固定有平行于工作台面(1)的固定板(7)，所述固定板(7)中部嵌入式安装有转轴(8)，所述转轴(8)前端固定有转动杆(9)，所述转动杆(9)自由端正面上固定有刺激光源(10)，所述转动杆(9)自由端背面固定有滑柱(11)，所述支撑滑座(6)正面上设有沿其弧度延伸的供滑柱(11)移动的滑槽(12)，所述滑柱(11)上转动挂接有红外测距仪(13)，所述滑槽(12)下侧槽壁上设有沿滑槽(12)弧度延伸的供红外测距仪(13)移动的滑孔(14)，所述固定板(7)上表面贴附有沿固定板(7)长度方向延伸的反射带(15)，所述支撑滑座(6)内表面的两侧均固定有图像获取装置(16)；所述固定板(7)下方固定有承托板(17)，所述承托板(17)的宽度大于固定板(7)的宽度，所述转轴(8)后端连接伺服电机(18)的输出轴，所述伺服电机(18)安装在承托板(17)上，所述承托板(17)下表面中部固定在液压缸(19)的活塞杆(20)上，所述液压缸(19)底部固定在工作台面(1)上；

所述工作台面(1)上还设有控制处理器(21)、供电电源(22)及显示屏(23)，所述图像获取装置(16)和红外测距仪(13)分别连接控制处理器(21)的输入端，所述刺激光源(10)、伺服电机(18)及显示屏(23)分别连接控制处理器(21)的输出端，所述刺激光源(10)还连接有电流调节器和时间继电器，所述供电电源(22)分别与图像获取装置(16)、红外测距仪(13)、刺激光源(10)、伺服电机(18)、显示屏(23)、控制处理器(21)、电流调节器及时间继电器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，所述下巴放置槽(4)上表面铺设有软绵垫(24)。

3.根据权利要求2所述的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，所述红外测距仪(13)固定于连接件(25)下端，所述滑柱(11)上设有内凹的环形槽(26)，所述连接件(25)上端套装在滑柱(11)上的环形槽(26)内。

4.根据权利要求3所述的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，所述图像获取装置(16)安装在限位槽(27)内，所述限位槽(27)固定在安装板(28)上，所述安装板(28)一侧固定在支撑滑座(6)内侧面上。

5.根据权利要求4所述的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，所述图像获取装置(16)为摄像头和图片传感器。

6.根据权利要求5所述的一种神经内科瞳孔光反射诊断装置，其特征在于，所述控制处理器(21)包括图片处理模块、数据存储模块、自动计算模块、图片重叠比对模块及预设定模块。

7.根据权利要求6所述的神经内科瞳孔光反射诊断装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(一)瞳孔点位：病人将下巴搭在下巴放置槽(4)上后，摄像头拍摄病人脸部图片并通过图片传感器传给控制处理器(21)，图片处理模块对该图片进行对瞳孔部位的凸显处理，并以圆形壳体(3)圆心处为坐标原点建立第一模拟平面直角坐标系，从而得到图像中瞳孔的半径以及质心的位置，瞳孔图像、图像中瞳孔的半径以及质心的位置都保存到数据存储模块中；

(二)光源定位：以转轴(8)中心处为坐标原点建立与第一模拟平面直角坐标系平行的第二模拟平面直角坐标系，自动计算模块根据图像中瞳孔的半径以及质心的位置计算出转动杆(9)需要转动的角度A，接着控制处理器(21)通过伺服电机(18)控制转轴(8)转动相应的角度A，实现对刺激光源(10)的水平调节，此时红外测距仪(13)检测其到固定板(7)上反射带(15)之间的距离并传给控制处理器(21)，自动计算模块据此求得转轴(8)转过的角度B，将此角度B与前述角度A进行比对确认后，启动液压缸(19)，实现对刺激光源(10)的竖直调节，使得刺激光源(10)与病人的一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上；

(三)开始试验：开启刺激光源(10)和时间继电器，两边的摄像头实时拍摄瞳孔图片并传给控制处理器(21)，经过图片处理模块对图片的处理后，图片重叠比对模块将此图片与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，在时间继电器的设定时间内多次拍摄图片并分别与步骤(一)中所得的图片进行重叠对比，通过电流调节器改变刺激光源(10)的光强后，再次如上进行试验，将对比效果图、光强及相应的反应时间保存到数据存储模块中；

(四)继续试验：上述瞳孔试验完后，控制处理器(21)控制伺服电机(18)反向转动相应的角度A，此时，刺激光源(10)与病人的另一只瞳孔保持在同一高度的一条直线上，然后如步骤(三)中所述进行试验；

(五)输出结果：控制处理器(21)将数据存储库内的内容整理之后通过显示屏(23)显示出来，且预设定模块根据上述数据从预先设定的多种诊断结果中选择相应的诊断结果，该结果也通过显示屏(23)显示出来。