CN110522407A - 一种客观暗适应功能检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于视觉功能检查技术领域，是一种客观暗适应功能检测装置及方法，其特征是：至少包括一个检查单元，检查单元有一个开口腔体，开口腔体的开口处下端设置有下颌托，人的头面部伸进带检查单元的开口腔体内，下颌通过下颌托固定；头面部紧密贴合开口腔体的开口时，使开口腔体形成避免外界光线进入的光密封腔体；检查单元的腔体内为漫反射积分球体结构，漫反射积分球正前方中央为指示灯，用于引导眼睛固视；指示灯下方有摄像单元，用于记录瞳孔运动或眼球运动或眨眼反应；漫反射积分球后上方有照明灯组，用于提供明适应光或闪烁刺激光，闪烁刺激光强度可以调节。它可应用于临床眼科检查、人员职业选拔与医学鉴定、营养调查等方面工作。
Description
技术领域
本发明属于视觉功能检查技术领域，是一种客观暗适应功能检测装置及方法，可应用于临床眼科检查、人员职业选拔与医学鉴定、营养调查等方面工作。
背景技术
暗适应（dark adaptation）是指从明亮环境转入暗环境后，视觉系统为适应暗环境下对光线对敏感性而发生变化的一种生理现象。人类视网膜存在两类感光细胞：视杆细胞和视锥细胞，均存在暗适应现象。但是由于两类感光细胞的感光和光化学转导机制不同，因此暗适应时间存在差异。经典的暗适应检查是通过人眼对逐次降低亮度的目标识别，绘出暗适应曲线（图3）。暗适应曲线（图3A）的前部分比较陡，下降比较快，在8~10min时存在一个拐点，其后则下降比较缓慢。生理学研究表明，视杆细胞和视锥细胞都能感受目标亮度的的变化，但是视锥细胞能够更快速地发现目标亮度变化，因此曲线的前半部分下降比较快。当目标亮度降低到一定程度，视锥细胞不起作用时，只有视杆细胞能够识别目标的亮度变化，但是由于其视紫红质（视杆细胞内感受光线变化的蛋白质）代谢比较慢，因此需要更长时间的代谢后才能感受到更低亮度的目标，因此暗适应曲线下降缓慢。临床研究表明，以视杆细胞变性为主的患者视锥细胞暗适应功能存在，其暗适应曲线表现为图3B，而以视锥细胞变性为主的患者视杆细胞暗适应功能存在，其暗适应曲线表现为图3C。暗适应功能是视觉系统的基本功能对于驾驶、军事作业等类人员有特殊的意义，因此被列为重要的选拔标准。但是在人员筛选过程中，经典的暗适应检查耗时耗力，影响工作进度。为此，原空军提出了一种快速暗适应检查方法，正常值为60s，并作为飞行学员选拔和飞行人员医学鉴定的依据，大大缩短了检查时间。但是该方法只能在一定程度上检查视锥细胞的暗适应变化，视锥细胞功能正常而视杆细胞功能异常的患者不能筛选出来，而职业人员的选拔更关注的是视网膜视杆细胞功能的改变，因此该方法存在问题。目前尚缺少一种能够快速，且客观地检查暗适应功能的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种能客观和快速地测量暗适应功能，便于职业人员筛选工作和临床应用的暗适应功能检测方法。
本发明的目的是这样实现的，一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：至少包括一个检查单元，检查单元有一个开口腔体，开口腔体的开口处下端设置有下颌托，人的头面部伸进带检查单元的开口腔体内，下颌通过下颌托固定；头面部紧密贴合开口腔体的开口时，使开口腔体形成避免外界光线进入的光密封腔体；检查单元的腔体内为漫反射积分球体结构，漫反射积分球正前方中央为指示灯，用于引导眼睛固视；指示灯下方有摄像单元，用于记录瞳孔运动或眼球运动或眨眼反应；漫反射积分球后上方有照明灯组，用于提供明适应光或闪烁刺激光，闪烁刺激光强度可以调节。
所述的照明灯组位置位于开口上方，在照明灯组发出明适应光或闪烁刺激光时，眼睛通过漫反射积分球的漫反射对漫反射光强做出反应；对眼睛在明适应光或闪烁刺激光环境下瞳孔状态进行记录和处理，眼睛反应体现在瞳孔增大或减少。
所述的摄像单元是红外摄像机。
所述的漫反射积分球内表面喷涂有硫酸钡，硫酸钡使腔体内壁在光照的情况下将输入光源变成漫反射光。
所述的指示灯采用红色指示灯。
所述的检查单元或是台式的，或是便携式。
所述的照明灯组包括白色明适应光源组和刺激光源组白色明适应光源组和刺激光源组，明适应光源组提供的光源强度为30cd/m2，作为检查开始时对受试者进行明适应用；照明灯组输出刺激光源强度呈递减/递加方式给出，变化量为△I，强度范围为10-1cd/m2～10--6cd/m2。
一种适用于暗适应功能检查方法，在上述装置中，根据刺激光强与瞳孔面积变化特征判断瞳孔对光反应,将不能诱发出瞳孔对光反应的最小光强度Ia作为暗适应时间光强度阈值，判断暗适应时间光强度阈值方法是：给予Ia+△I强度的诱发光，可以诱发出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；给出Ia强度的光诱发不出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%以下；给予Ia-△I强度的光则诱发不出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；再给予Ia强度光刺激仍不能记录到明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；在给予Ia+△I强度的光则可以诱发出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；这一过程重复N次，N在2-5次，将Ia强度的光作为该暗适应时间的光强度阈值；
上述的△I是光强度变化量，单位为lux或cd/m2。
所述的根据刺激光强与瞳孔面积变化特征判断瞳孔对光反应,从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间强光剌激诱发，瞳孔面积突然下降，瞳孔面积变化变化率达50%以上；经20S后逐渐恢复，到了40S后恢复初位；
从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间弱光剌激诱发，瞳孔面积有所下降，瞳孔面积变化变化率15-20%之间；经20S后逐渐恢复，40S后恢复初位；
从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间开始极弱光剌激诱发，瞳孔面积几乎没有下降，瞳孔面积变化率底于10%。
刺激光强度Ia大于10-6cm/m2，暗适应时间小于30min。
本发明的工作原理及优点：通过记录在暗适应环境下不同强度闪烁光作用下的瞳孔对光反应，将记录不到明显瞳孔运动时刻的光强度作为该时刻人眼对光敏感性的阈值，通过暗适应时间与光强度绘制的曲线（暗适应曲线）作为评估视网膜暗适应功能的方法。由于瞳孔对光反应不受主观控制，因此是一宗客观的检查方法。另外，通过对被试者眨眼、眼球运动行为和被试者对刺激光的应答记录，作为确定被试者能否看到闪烁光的辅助手段，使通过瞳孔对光反应而记录到的暗适应曲线更加可靠。
附图说明
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1A为本发明实施例外部结构示意图；
图1B为本发明实施例内部结构示意图；
图2A给出瞳孔面积与时间的关系曲线；
图2B是将不能诱发出瞳孔对光反应的最小光强度Ia作为暗适应时间光强度阈值；
图3 A为正常者暗适应曲线示意图；
图3 B为视杆细胞功能障碍者暗适应曲线示意图；
图3 C为视锥细胞功能障碍者曲线示意图。
图1中，1、检查单元；2、下颌托；3、开口；4、指示灯；5、漫反射积分球；6、开口腔体；7、摄像单元；8、照明灯组；9、硫酸钡。
具体实施方式
如图1A和图1B所示，一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：至少包括一个检查单元1，检查单元1有一个开口腔体6，开口腔体6的开口处下端设置有下颌托2，人的头面部伸进带检查单元1的开口腔体6内，下颌通过下颌托2固定；头面部紧密贴合开口腔体6的开口3时（图1B的虚线部分），使开口腔体6形成避免外界光线进入的光密封腔体；检查单元1的腔体内为漫反射积分球5体结构，漫反射积分球5内表面喷涂有硫酸钡9，硫酸钡9使腔体内壁在光照的情况下将输入光源变成漫反射光；漫反射积分球5正前方中央为指示灯4，用于引导眼睛固视；指示灯4下方有摄像单元7，用于记录瞳孔运动或眼球运动或眨眼反应；积分球后上方有照明灯组8，用于提供明适应光或闪烁刺激光，闪烁刺激光强度可以调节。
照明灯组8位置位于开口3上方，在照明灯组8发出明适应光或闪烁刺激光时，眼睛通过漫反射积分球5的漫反射对漫反射光强做出反应；红外摄像机（摄像单元7）对眼睛在明适应光或闪烁刺激光环境下瞳孔状态进行记录和处理，眼睛反应体现在瞳孔增大或减少。
图2A给出瞳孔面积与时间的关系，第一曲线A是强光剌激诱发的瞳孔对光反应，其瞳孔面积迅速减小，瞳孔面积变化的非常明显，瞳孔面积变化变化率达50%以上；第二曲线B是弱光剌激诱发的对光反应，其瞳孔面积有所减小，瞳孔面积减小的不明显，瞳孔面积变化变化率15-20%之间；第三曲线C是极弱光剌激诱发瞳孔对光反应，瞳孔对光反应不明显，瞳孔面积变化率底于10%。
根据刺激光强与瞳孔面积变化特征判断瞳孔对光反应, 第一曲线A从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间强光剌激诱发，瞳孔面积突然下降，瞳孔面积变化变化率达50%以上；经20S后逐渐恢复，到了40S后恢复初位。
第二曲线B从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间弱光剌激诱发，瞳孔面积有所下降，瞳孔面积变化变化率15-20%之间；经20S后逐渐恢复，40S后恢复初位。
第三曲线C从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间开始极弱光剌激诱发，瞳孔面积几乎没有下降，瞳孔面积变化率底于10%。
如图2B所示，将不能诱发出瞳孔对光反应的最小光强度Ia作为暗适应时间光强度阈值，判断暗适应时间光强度阈值方法是：给予Ia+△I强度的诱发光，可以诱发出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；给出Ia强度的光诱发不出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%以下；给予Ia-△I强度的光则诱发不出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；再给予Ia强度光刺激仍不能记录到明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；在给予Ia+△I强度的光则可以诱发出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；这一过程重复N次，N在2-5次，就可以将Ia强度的光作为该暗适应时间的光强度阈值。
上述的△I是光强度变化量，单位为lux或cd/m2。
本发明的检查单元1或是台式的，或是便携式，如眼罩式的，眼罩内部结构、检查原理、辅助检查方式台式结构相同。
本发明使用时，令被试者在检查前安静休息15min后，嘱被试者坐在检查单元1前，将下颌放到下颌托2上，前额紧贴检查单元的开口3上缘，眼睛注视指示灯4，指示灯4采用红色指示灯，注意颜面部尽量与检查单元开口3部分贴合紧密，不使外面的光线进入检查单元1内。通过检查单元1内照明灯组8产生的白色漫反射光进行明适应15min（光强度为30cd/m2）后。关闭照明灯组8和指示灯4，开始进行暗适应。在暗适应期间，令被试者通过按钮应答是否有闪烁白光出现。同时通过红外摄像单元7追踪眼球运动、眨眼和瞳孔对白色闪光的反应。
照明灯组8即提供白色明适应光源组，也提供刺激光源组。明适应光源组提供的光源强度为30cd/m2（积分球出口面给出恒定值），作为检查开始时对受试者进行明适应用。照明灯组8输出刺激光源强度呈递减/递加方式给出，变化量为△I，强度范围为10-1cd/m2～10--6cd/m2，通过反馈的方式自动调节。
测试过程中，给予被试者一个由强到弱的白光脉冲刺激，由强光刺激可以诱发出明显的瞳孔对光反应（见图2A的第一曲线A），不断降低刺激光强度，直到在某一光强下（Ia光强）下刺激诱发不出明显的瞳孔运动（如图2A的第三曲线C ），再给予Ia+△I光强刺激，则能记录到明显的瞳孔对光反应，再给予Ia-△I光强刺激，给出Ia强度的光诱发不出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%以下；给予Ia-△I强度的光则诱发不出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；再给予Ia强度光刺激仍不能记录到明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；在给予Ia+△I强度的光则可以诱发出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；这一过程重复N次，N在2-5次，就可以将Ia强度的光作为该暗适应时间的光强度阈值，以此类推，直到当刺激光强度Ia低至10-6cm/m2或暗适应时间至30min时停止。根据光强度与暗适应时间曲线（暗适应曲线），结合眼球运动、眨眼反应及其对闪烁光的主观反应综合判断被试者的暗适应能力。
瞳孔对光反应是一种基本的神经反应，即给予眼睛光刺激后瞳孔会收缩。本发明即根据不同光环境下瞳孔对光反应情况的测量来间接测量人眼的暗适应功能。由于瞳孔对光反应不为人的主观因素所控制，因此能够客观地反应人眼在暗环境对光的敏感性，而根据光强度和瞳孔对光反应的函数关系，可以客观地检测人眼的暗适应时间。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
Claims (10)
1.一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：至少包括一个检查单元(1)，检查单元(1)有一个开口腔体(6)，开口腔体(6)的开口处下端设置有下颌托(2)，人的头面部伸进带检查单元(1)的开口腔体(6)内，下颌通过下颌托(2)固定；头面部紧密贴合开口腔体(6)的开口(3)时，使开口腔体(6)形成避免外界光线进入的光密封腔体；检查单元(1)的腔体内为漫反射积分球(5)体结构，漫反射积分球(5)正前方中央为指示灯(4)，用于引导眼睛固视；指示灯(4)下方有摄像单元(7)，用于记录瞳孔运动或眼球运动或眨眼反应；漫反射积分球(5)后上方有照明灯组(8)，用于提供明适应光或闪烁刺激光，闪烁刺激光强度可以调节。
2.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的照明灯组（8）位置位于开口（3）上方，在照明灯组（8）发出明适应光或闪烁刺激光时，眼睛通过漫反射积分球（5）的漫反射对漫反射光强做出反应；对眼睛在明适应光或闪烁刺激光环境下瞳孔状态进行记录和处理，眼睛反应体现在瞳孔增大或减少。
3.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的摄像单元（7）是红外摄像机。
4.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的漫反射积分球（5）内表面喷涂有硫酸钡（9），硫酸钡（9）使腔体内壁在光照的情况下将输入光源变成漫反射光。
5.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的指示灯（4）采用红色指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的检查单元（1）或是台式的，或是便携式。
7.根据权利要求1所述的一种适用于暗适应功能检查装置，其特征是：所述的照明灯组（8）包括白色明适应光源组和刺激光源组白色明适应光源组和刺激光源组，明适应光源组提供的光源强度为30cd/m2，作为检查开始时对受试者进行明适应用；照明灯组（8）输出刺激光源强度呈递减/递加方式给出，变化量为△I，强度范围为10-1cd/m2～10--6cd/m2。
8.一种适用于暗适应功能检查方法，在上述装置中，根据刺激光强与瞳孔面积变化特征判断瞳孔对光反应,将不能诱发出瞳孔对光反应的最小光强度Ia作为暗适应时间光强度阈值，判断暗适应时间光强度阈值方法是：给予Ia+△I强度的诱发光，可以诱发出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；给出Ia强度的光诱发不出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%以下；给予Ia-△I强度的光则诱发不出瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；再给予Ia强度光刺激仍不能记录到明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率小于1%以下；在给予Ia+△I强度的光则可以诱发出明显的瞳孔对光反应，瞳孔面积变化率在2%-10%之间；这一过程重复N次，N在2-5次，将Ia强度的光作为该暗适应时间的光强度阈值；
上述的△I是光强度变化量，单位为lux或cd/m2。
9.根据权利要求8所述的一种适用于暗适应功能检查方法，其特征是：所述的根据刺激光强与瞳孔面积变化特征判断瞳孔对光反应,从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间强光剌激诱发，瞳孔面积突然下降，瞳孔面积变化变化率达50%以上；经20S后逐渐恢复，到了40S后恢复初位；
从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间弱光剌激诱发，瞳孔面积有所下降，瞳孔面积变化变化率15-20%之间；经20S后逐渐恢复，40S后恢复初位；
从暗适应状态X坐标0时间开始，0时间前为暗适应状态，从0时间开始极弱光剌激诱发，瞳孔面积几乎没有下降，瞳孔面积变化率底于10%。
10.根据权利要求8所述的一种适用于暗适应功能检查方法，其特征是：刺激光强度Ia大于10-6cm/m2，暗适应时间小于30min。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4326760A1 (de) * | 1993-08-10 | 1995-03-09 | Johannes Braeuning | Vorrichtung zur Prüfung zentraler Sehfunktionen |
| US20070121071A1 (en) * | 2003-09-04 | 2007-05-31 | Jackson Gregory R | Method and apparatus for the detection of impaired dark adaptation |
| CN101018501A (zh) * | 2004-09-15 | 2007-08-15 | 松下电工株式会社 | 视野计 |
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| CN211633232U (zh) * | 2019-09-12 | 2020-10-09 | 肖逸青 | 一种客观暗适应功能检测装置 |
-
2019
- 2019-09-12 CN CN201910865345.6A patent/CN110522407A/zh active Pending
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