CN109675204A - 紫外光角膜交联装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种紫外光角膜交联装置，包括：治疗光斑发射组件，用于形成治疗光斑，包括沿光路方向依次设置的紫外光源、匀光镜组、DLP模组和紫外镜头；图像采集组件，用于采集瞳孔图像；定位组件，用于定位眼部病灶，包括第一十字激光灯、第二十字激光灯及Z轴位移台。本发明结构紧凑，部件简单，可治疗多种不同的角膜疾病度。本发明可根据不同角膜病灶形态实时形成不同形状、不同尺寸的治疗光斑来治疗角膜疾病；同时，在手术治疗过程中可快速的追踪人眼瞳孔位置，实时改变治疗光斑的投射位置，确保治疗光斑实时的都投射在病灶区；从而能降低交联手术的风险，增强治疗效果；提高装置的适用范围，降低手术操作难度，提升治疗效果。
Description
技术领域
本发明涉及眼科医疗器械领域，特别涉及一种紫外光角膜交联装置。
背景技术
最近几年越来越多的人选择去做准分子激光手术(LASIK)以治疗近视，但是LASIK手术会削弱角膜，角膜的厚度变薄，使得整个人眼结构的完整性也会削弱14-33％。虽然LASIK手术对治疗近视上有着显著的疗效，但近些年LASIK手术后的医源性扩张已经成为了一个棘手的问题，这也是医生和LASIK病人都不可预知的问题，随着时间的推移和LASIK手术患者不断增加，越来越多的眼角膜会遭受机械疲劳导致扩张。
核黄素/紫外光交联技术是一种利用紫外光和核黄素稳定和减少角膜扩张的技术，365nm的紫外光与渗透于角膜组织的光敏剂核黄素发生光化学反应，从而使角膜胶原纤维发生交联反应，进而使角膜胶原纤维的直径增粗，纤维分子内部与纤维份子之间的连接键增多、角膜机械强度增强。
目前的角膜交联装置的治疗光斑都是圆形，但角膜疾病患者人群的病灶区形状都不是绝对的圆形，由于交联反应是不可逆的，如果使用圆形治疗光斑治疗椭圆形或者其他形状的病灶区域，则可能造成过度治疗，不仅达不到治疗的效果，还可能伤害患者眼睛正常区域。同时，由于在手术治疗时，患者眼球可能会轻微移动，现有的紫外交联装置对人眼的追踪定位都采用整体移动治疗装置的方法，这不仅使得系统结构复杂而且响应时间不够短。
目前的角膜交联装置只能对出射光斑的直径进行调节，但针对不同的发病人群和发病原因，病灶区域大小，形状，和每个点对光强的需求均可能产生个性化的差异，由于紫外光对人眼的作用是不可逆的，就会存在潜在的危害。而且现有的紫外交联装置采用控制电动位移台调节定位组件和紫外灯的位移实现眼动追踪，系统响应速度和位移台定位精度都与电机及位移台价格成正比。
数字光处理技术(Digital Light Procession,DLP)是一项广泛应用于投影仪和3D打印的显示技术。具体过程为计算机控制相机采集视频信号，视频信号再经过数字光处理器DLP调制，将视频型号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度的大小来控制DMD芯片微反射镜开、关光路的时间和偏转，入射光线在经过DMD镜片的反射后产生实时的灰度图像，通过镜头投影到屏幕上。
将数字光处理技术与角膜交联装置相结合，利用DLP器件可以使紫外光源的均匀性得到保障，并且在交联的过程中通过控制输入图像的信息操控DMD中微镜的转动，来得到不同形状的图像，进而为患者实现定制化的治疗。但现在未出现能将数字光处理技术与角膜交联装置很好的相结合来实现高效治疗的装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供本发明针对以上不足，提出一种紫外光角膜交联装置。首先通过图像处理技术实时追踪人眼的位置，然后通过DLP模组和紫外镜头将特定的治疗光斑投影到患者病灶区域，由于投影区域面积较大可以覆盖整个人眼区域，当治疗过程中患者眼睛微动时，投影图像可以跟随人眼实时移动，确保治疗光斑一直覆盖在病灶区域。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种紫外光角膜交联装置，包括：
治疗光斑发射组件，用于形成治疗光斑，其包括沿光路方向依次设置的紫外光源、匀光镜组、DLP模组和紫外镜头；
图像采集组件，用于采集瞳孔图像；
定位组件，用于定位眼部病灶，其包括第一十字激光灯、第二十字激光灯及Z轴位移台。
优选的是，所述图像采集组件包括用于采集瞳孔图像的红外相机和用于提供照明的红外LED及白光LED。
优选的是，还包括二向色镜和防尘光学玻璃。
优选的是，所述紫外光源发射的紫外光依次经所述匀光镜组、DLP模组和紫外镜头后形成治疗光斑，再经所述二向色镜反射并透射所述防尘光学玻璃后到达眼部病灶；
所述红外LED发射的红外光照射至瞳孔，瞳孔的反射光依次透射所述防尘光学玻璃、二向色镜后到达所述红外相机。
优选的是，还包括用于监测治疗光斑光强的光强探测器，所述治疗光斑照射到所述二向色镜后，部分治疗光斑透射所述二向色镜到达所述光强探测器。
优选的是，还包括安装板、设置于所述安装板底部的光源箱和治疗头，所述光源箱和治疗头连通，所述紫外光源、匀光镜组、DLP模组、紫外镜头沿光路方向依次设置在所述光源箱内部。
优选的是，所述二向色镜设置在所述治疗头内部，所述红外相机和防尘光学玻璃设置在所述治疗头上且分别处于所述二向色镜上下两端；所述光强探测器设置在所述治疗头的侧部。
优选的是，所述第一十字激光灯、第二十字激光灯通过两活动安装架分别设置在所述治疗头的相邻两外壁上；
所述活动安装架包括与所述治疗头的外壁固接的连接件及可转动连接在所述连接件上的安装架，所述第一十字激光灯、第二十字激光灯分别固接在两安装架上。
优选的是，所述Z轴位移台固接在所述安装板上方，用于带动所述安装板沿竖直Z轴方向上下移动。
优选的是，还包括计算机、第一显示器和第二显示器。
本发明的有益效果是：在现有角膜交联技术的基础上，本发明采用DLP投影技术，提出一种紫外光角膜交联装置，该装置结构紧凑，部件简单，可以治疗多种不同的角膜疾病度。本装置可以根据不同角膜病灶形态实时形成不同形状、不同尺寸的治疗光斑来治疗角膜疾病；同时，在手术治疗过程中可以快速的追踪人眼瞳孔位置，实时的改变治疗光斑的投射位置，确保治疗光斑实时的都投射在病灶区；从而能降低交联手术的风险，增强治疗效果；提高装置的适用范围，降低手术操作难度，提升治疗效果。
附图说明
图1为本发明的紫外光角膜交联装置的原理结构示意图；
图2为本发明的一种实施例中的第一十字激光灯和第二十字激光灯的定位示意图；
图3为本发明的一种实施例中的紫外光角膜交联装置的结构示意图；
图4为本发明的一种实施例中的活动安装架的结构示意图。
附图标记说明：
1—第一十字激光灯；2—第二十字激光灯；3—红外LED；4—白光LED；5—红外相机；6—紫外光源；7—匀光镜组；8—DLP模组；9—紫外镜头；10—光强探测器；11—二向色镜；12—防尘光学玻璃；13—安装板；14—光源箱；15—治疗头；16—活动安装架；17—连接件；18—安装架；19—Z轴位移台；20—第一显示器；21—第二显示器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本实施例的一种紫外光角膜交联装置，包括：治疗光斑发射组件、图像采集组件、定位组件、二向色镜11和防尘光学玻璃12。
治疗光斑发射组件用于形成治疗光斑，其包括沿光路方向依次设置的紫外光源6、匀光镜组7、DLP模组8和紫外镜头9；紫外光源6发出配合核黄素治疗的紫外光。DLP模组8接受紫外光再发出调制后的治疗光束(治疗光斑)。
图像采集组件用于采集瞳孔图像；其包括用于采集瞳孔图像的红外相机5和用于提供照明的红外LED3及白光LED4。红外相机5用于采集适用于瞳孔追踪的眼部动态图像，红外LED3为红外相机5提供照明光源，白光LED4为医生提供照明光源。
定位组件，用于定位眼部病灶，其包括第一十字激光灯1、第二十字激光灯2及Z轴位移台19。Z轴位移台19用于带动整个沿竖直Z轴方向上下移动，配合第一十字激光灯1、第二十字激光灯2实现XYZ方向的定位。第一十字激光灯1、第二十字激光灯2与治疗光线形成交汇点并对准眼部病灶区域。
所述紫外光源6发射的紫外光依次经所述匀光镜组7、DLP模组8和紫外镜头9后形成治疗光斑，再经所述二向色镜11反射并透射所述防尘光学玻璃12后到达眼部病灶；
所述红外LED3发射的红外光照射至瞳孔，瞳孔的反射光依次透射所述防尘光学玻璃12、二向色镜11后到达所述红外相机5。
其中，还包括用于监测治疗光斑光强的光强探测器10，所述治疗光斑照射到所述二向色镜11后，部分治疗光斑透射所述二向色镜11到达所述光强探测器10。
在一种实施例中，参照图3，为在上述实施例的原理结构上的一种具体的紫外光角膜交联装置的结构图，图中部分组件未示出。该装置还包括安装板13、设置于所述安装板13底部的光源箱14和治疗头15，所述光源箱14和治疗头15连通，所述紫外光源6、匀光镜组7、DLP模组8、紫外镜头9沿光路方向依次设置在所述光源箱14内部。所述二向色镜11设置在所述治疗头15内部，所述红外相机5和防尘光学玻璃12设置在所述治疗头15上且分别处于所述二向色镜11上下两端；所述光强探测器10设置在所述治疗头15的侧部。
其中，所述第一十字激光灯1、第二十字激光灯2通过两活动安装架16分别设置在所述治疗头15的相邻两外壁上。所述活动安装架16包括与所述治疗头15的外壁固接的连接件17及可转动连接在所述连接件17上的安装架18，所述第一十字激光灯1、第二十字激光灯2分别固接在两安装架18上。从而能便于调节第一十字激光灯1、第二十字激光灯2的角度，如图4。
其中，所述Z轴位移台19固接在所述安装板13上方，用于带动所述安装板13沿竖直Z轴方向上下移动。
其中，还包括计算机、第一显示器20和第二显示器21。第一显示器20和第二显示器21与计算机连接。治疗光斑发射组件、图像采集组件、定位组件均与计算机连接，接受计算机的控制。计算机中内嵌有瞳孔追踪模块和图像处理模块。红外摄像机实时收集瞳孔反射的光线，结合计算机中的瞳孔追踪模块和图像处理模块，通过计算机控制DLP模组8，使DLP模组8发出的治疗光线始终对准人眼。第一显示器20用于显示采集到的角膜图像，并运行瞳孔追踪模块和图像处理模块，第二显示器21用于显示处理后的图像，DLP模组8投影第二显示器21的画面。DLP模组8投影的光斑形状(治疗光斑)由图像处理实现，根据眼部的实时图像的改变，第二显示器21显示的光斑形状及位置也会实时发生改变，对应相应区域的DLP模组8中DMD微透镜偏转，使治疗光斑的形状及位置与病灶保持对应，实现角膜的动态追踪与治疗光斑的定制。通过DLP模组8和紫外镜头9将特定的治疗光斑投影到患者病灶区域，由于投影区域面积较大可以覆盖整个人眼区域，当治疗过程中患者眼睛微动时，投影图像可以跟随人眼实时移动，确保治疗光斑一直覆盖在病灶区域。
在一种实施例中，上述紫外光角膜交联装置的工作流程为：首先开启第一十字灯和第二十字灯，两个十字中心交汇于一点，交汇点处即为最佳治疗平面，且交汇点为治疗平面中心位置同时也为红外相机5视场中心位置(如图2所示，十字灯交叉位置与治疗面中心位置和红外相机5视场中心位置相重合)，治疗开始前先调节Z轴位移台19，使两个十字交汇于瞳孔中心，实现XYZ方向定位。然后打开红外LED3和白光LED4，红外LED33为红外相机55提供照明光源，白光LED4 4为医生提供照明光源，方便医生实时观察和处理患者眼睛。LED打开同时，红外相机5开始采集人眼图像，第一显示器20显示采集到的人眼图像并运行瞳孔追踪模块和图像处理模块，实时追踪人眼瞳孔中心的位置并计算病灶区域位置；第二显示器21用于显示处理后的图像，DLP模组8根据计算出的病灶区域位置，开始投射和患者病灶区域相同形状的治疗光斑，使治疗光斑的形状及位置与病灶保持对应。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。
Claims (10)
1.一种紫外光角膜交联装置，其特征在于，包括：
治疗光斑发射组件，用于形成治疗光斑，其包括沿光路方向依次设置的紫外光源、匀光镜组、DLP模组和紫外镜头；
图像采集组件，用于采集瞳孔图像；
定位组件，用于定位眼部病灶，其包括第一十字激光灯、第二十字激光灯及Z轴位移台。
2.根据权利要求1所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，所述图像采集组件包括用于采集瞳孔图像的红外相机和用于提供照明的红外LED及白光LED。
3.根据权利要求2所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，还包括二向色镜和防尘光学玻璃。
4.根据权利要求3所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，所述紫外光源发射的紫外光依次经所述匀光镜组、DLP模组和紫外镜头后形成治疗光斑，再经所述二向色镜反射并透射所述防尘光学玻璃后到达眼部病灶；
所述红外LED发射的红外光照射至瞳孔，瞳孔的反射光依次透射所述防尘光学玻璃、二向色镜后到达所述红外相机。
5.根据权利要求4所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，还包括用于监测治疗光斑光强的光强探测器，所述治疗光斑照射到所述二向色镜后，部分治疗光斑透射所述二向色镜到达所述光强探测器。
6.根据权利要求5所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，还包括安装板、设置于所述安装板底部的光源箱和治疗头，所述光源箱和治疗头连通，所述紫外光源、匀光镜组、DLP模组、紫外镜头沿光路方向依次设置在所述光源箱内部。
7.根据权利要求6所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，所述二向色镜设置在所述治疗头内部，所述红外相机和防尘光学玻璃设置在所述治疗头上且分别处于所述二向色镜上下两端；所述光强探测器设置在所述治疗头的侧部。
8.根据权利要求5所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，所述第一十字激光灯、第二十字激光灯通过两活动安装架分别设置在所述治疗头的相邻两外壁上；
所述活动安装架包括与所述治疗头的外壁固接的连接件及可转动连接在所述连接件上的安装架，所述第一十字激光灯、第二十字激光灯分别固接在两安装架上。
9.根据权利要求5所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，所述Z轴位移台固接在所述安装板上方，用于带动所述安装板沿竖直Z轴方向上下移动。
10.根据权利要求5所述的紫外光角膜交联装置，其特征在于，还包括计算机、第一显示器和第二显示器。
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