CN111090020A - 人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法 - Google Patents

人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法；所述系统包括测试治具用于通过数据处理设备的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；电信号传输装置用于传导测试治具输出的各路刺激电流；数据采集设备用于采集电信号传输装置传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；数据处理设备用于接收数据采集设备传输的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示，从而实现对比由各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示的图案与图像数据的图案，来检测人工视网膜装置的可行性和可靠性。

Description

人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法
技术领域
本申请涉及人工视网膜技术领域，特别是涉及一种人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法。
背景技术
随着医疗技术的不断发展，治疗疾病的新技术不断涌现，例如，已经出现治疗失明的人工视网膜技术，人工视网膜技术是通过转换装置将摄像头采集的图像转换成电信号，并将电信号通过植入在人体内的电极传导到大脑，利用该电信号刺激大脑从而产生视觉，因此，验证人工视网膜产品的可靠性和可行性是保证人工视网膜产品治疗效果的必须要的手段，但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统技术无法验证人工视网膜产品的可靠性和可行性。
发明内容
基于此，有必要针对传统技术无法验证人工视网膜产品的可靠性和可行性的问题，提供一种人工视网膜体内外联调系统和人工视网膜测试方法。
为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种人工视网膜体内外联调系统，包括：
测试治具，测试治具用于通过数据处理设备的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路刺激电流为由人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；
电信号传输装置，电信号传输装置用于传导测试治具输出的各路刺激电流；
数据采集设备，数据采集设备用于采集电信号传输装置传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；
数据处理设备，数据处理设备用于接收数据采集设备传输的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示。
在其中一个实施例中，数据处理设备还用于连接人工视网膜装置；
数据处理设备控制人工视网膜装置将各刺激电流分批次输出；人工视网膜装置各批次输出的刺激电流的数量等于数据采集设备的采集通道数量。
在其中一个实施例中，数据采集设备包括4个采集通道。
在其中一个实施例中，电信号传输装置包括与数据采集设备的采集通道数量相同的传输通道；
传输通道包括容器、导电介质、输入电极以及输出电极；导电介质为与人体导电性能相同的介质；
导电介质放置于容器内；输入电极一端连接测试治具，另一端插入导电介质；输出电极一端连接数据采集设备，另一端插入导电介质。
在其中一个实施例中，导电介质为SPB溶液。
在其中一个实施例中，人工视网膜装置的分辨率为50、126或1500；
人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换成50、126或1500路刺激电路。
在其中一个实施例中，数据采集设备为PXIe采集设备。
在其中一个实施例中，测试治具为SOCKET测试治具。
另一方面，还提供了一种人工视网膜测试方法，包括以下步骤：
接收数据采集设备传输的各路刺激电压；各路刺激电压为由数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给数据采集设备的电信号；
对各路刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路刺激电压对应的灰度信息；
按照分辨率对各灰度信息进行对应排列显示。
在其中一个实施例中，刺激电流的电压幅度的范围为0至63；灰度信息的范围为0至255。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
本申请各实施例提供的人工视网膜体内外联调系统包括测试治具、电信号传输装置、数据采集设备和数据处理设备，其中，测试治具用于通过数据处理设备的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路刺激电流为由人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；电信号传输装置用于传导测试治具输出的各路刺激电流；数据采集设备用于采集电信号传输装置传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；数据处理设备用于接收数据采集设备传输的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示，从而实现通过采集人工视网膜装置将图像数据按照分辨率形成的对应路数的刺激电流，并将刺激电流转换成刺激电压，识别各路刺激电压对应的灰度信息，并对比由各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示的图案与图像数据的图案，来检测人工视网膜装置的可行性和可靠性。
附图说明
图1为一个实施例中人工视网膜体内外联调系统的结构示意图；
图2为一个实施例中灰度信息的排列显示图；
图3为另一个实施例中人工视网膜体内外联调系统的结构示意图；
图4为一个实施例中数据处理设备的内部结构示意图；
图5为一个实施例中人工视网膜测试方法的流程示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决传统技术无法验证人工视网膜产品的可靠性和可行性的问题，在一个实施例中，如图1所示，提供了一种人工视网膜体内外联调系统，包括：
测试治具11，测试治具11用于通过数据处理设备的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路刺激电流为由人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；
电信号传输装置13，电信号传输装置13用于传导测试治具11输出的各路刺激电流；
数据采集设备15，数据采集设备15用于采集电信号传输装置13传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；
数据处理设备17，数据处理设备17用于接收数据采集设备15采集的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示。
需要说明的是，测试治具11是用于采集人工视网膜装置输出的刺激电流，在一个示例中，测试治具11为SOCKET测试治具，具体的，测试治具11连接人工视网膜装置内的芯片（该芯片是植入人体内部向眼神经传输电流信号，以刺激眼神经让大脑产生视觉），采集该芯片输出的刺激电流。其中，刺激电流的产生过程为：人工视网膜装置内的摄像头采集图像数据，人工视网膜装置内的芯片处理该图像数据，并按照摄像头的分辨率生成对应路数的刺激电流，例如，当摄像头的分辨率为50时，则生成50路刺激电流；当摄像头的分辨率为126时，则生成126路刺激电流；当摄像头的分辨率为1500时，则生成1500路刺激电流。各刺激电流是按照芯片定义的通信数据包格式进行合成，接着按照一定的计算方法，将刺激电流梯度对应的线性转换成刺激电流的电压幅度，在一个示例中，刺激电流的电压幅度的幅度范围为0至63。
测试治具11采集到刺激电流之后，将刺激电流传输电信号传输装置，在一个示例中，电信号传输装置13包括与刺激电流路数相同的传输通道，数据采集设备包括与刺激电流路数相同的采集通道，则电信号传输装置13上的各传输通道一一对应的接收刺激电流，一次性将刺激电流全部传输给数据采集设备15；在另一个示例中，电信号传输装置13上的传输通道数量小于刺激电流的路数，则分批次将刺激电流传输给数据采集设备15，例如，电信号传输装置13上的传输通道数量为4个时，则一次传输4路刺激电流，具体的，第一次传输0至3路刺激电流，第二次传输4至7路刺激电流，直至将所有的刺激电流传输完整。
在一个具体的示例中，电信号传输装置13包括与数据采集设备15的采集通道数量相同的传输通道；
传输通道包括容器、导电介质、输入电极以及输出电极；导电介质为与人体导电性能相同的介质；
导电介质放置于容器内；输入电极一端连接测试治具，另一端插入导电介质；输出电极一端连接数据采集设备，另一端插入导电介质。
需要说明的是，采用模拟人体导电性能的传输通道，实现模拟刺激电流在人体内传输的状况，以更贴近人工视网膜装置在人体上的应用，使得检测人工视网膜装置的可靠性和可行性更加可靠。在一个示例中，导电介质为SPB溶液。
数据采集设备15用于采集电信号传输装置传输的刺激电流，并将各路刺激电流转换成刺激电压，以电信号传输装置包括4个传输通道，数据采集设备包括4个采集通道，数据采集设备一次采集4路刺激电流。在一个示例中，数据采集设备为PXIe采集设备。
数据处理设备17获取数据采集设备15传输的全部刺激电压，处理各刺激电压，识别出刺激电压的电压幅度，将电压幅度转换成对应的灰度值信息，然后将各灰度值信息按照摄像头的分辨率进行排列显示，以摄像头分辨率为9*14，图像数据为“EA”字母的图样为例进行说明，如图2所示（图中方框中的数字为各路刺激电压对应的灰度信息），将126路刺激电压的电压幅度对应的灰度值信息排列在相应的像素点上，依据排列后的灰度值信息显示“EA”字母。在一个示例中，灰度值信息的范围为0至255。
为了提供检测精度，数据处理设备各路刺激电压分别接收多次（例如，3次或5次），求平均值作为对应路的刺激电压。
本申请人工视网膜体内外联调系统的各实施例，包括测试治具11、电信号传输装置13、数据采集设备15和数据处理设备17，其中，测试治具11用于通过数据处理设备17的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路刺激电流为由人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；电信号传输装置13用于传导测试治具输出的各路刺激电流；数据采集设备15用于采集电信号传输装置13传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；数据处理设备17用于接收数据采集设备传输的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示，从而实现通过采集人工视网膜装置将图像数据按照分辨率形成的对应路数的刺激电流，并将刺激电流转换成刺激电压，识别各路刺激电压对应的灰度信息，并对比由各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示的图案与图像数据的图案，来检测人工视网膜装置的可行性和可靠性。
在一个实施例中，如图3所示，本申请人工视网膜体内外联调系统包括：
测试治具11，测试治具11用于通过数据处理设备的芯片接收人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路刺激电流为由人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；
电信号传输装置13，电信号传输装置13用于传导测试治具11输出的各路刺激电流；
数据采集设备15，数据采集设备15用于采集电信号传输装置13传导的各路刺激电流，并将各路刺激电流转换成对应的刺激电压；
数据处理设备17，数据处理设备17用于接收数据采集设备15采集的各路刺激电压，将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示；
数据处理设备17还用于连接人工视网膜装置，控制人工视网膜装置将各刺激电流分批次输出；人工视网膜装置各批次输出的刺激电流的数量等于数据采集设备的采集通道数量。
需要说明的是，该实施例中测试治具11、电信号传输装置13、数据采集设备15和数据处理设备17与上述实施例相同，具体描述请参照上述实施例，此处不再赘述。不同之处在于，该实施例中，数据处理设备17通过USB接口连接人工视网膜装置，来控制人工视网膜装置，控制人工视网膜装置有次序的输出刺激电流，数据处理设备向人工视网膜装置发出一次信号输出指令时，人工视网膜装置输出与数据采集设备15上的采集通道数量相同的刺激电流，以数据采集设备上包括4个采集通道，数据处理设备17向人工视网膜装置发出一次信号输出指令时，人工视网膜装置输出4路刺激电流。
在一个实施例中，提供了一种数据处理设备，该数据处理设备可以是计算机设备，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现将各路刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各灰度信息按照分辨率进行对应排列显示。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本申请人工视网膜体内外联调系统，通过数据处理设备控制人工视网膜装置，使得人工视网膜装置输出刺激电流更加有次序，从而避免刺激电流输出错误而导致人工视网膜装置的可靠性和可行性测试不精确。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，如图5所示，还提供了一种人工视网膜测试方法，包括以下步骤：
步骤S510，接收数据采集设备采集的各路刺激电压；各路刺激电压为由数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给数据采集设备的电信号；
步骤S520，对各路刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路刺激电压对应的灰度信息；
步骤S530，按照分辨率对各灰度信息进行对应排列显示。
进一步，刺激电流的电压幅度的范围为0至63；灰度信息的范围为0至255。
应该理解的是，虽然图5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，提供了一种人工视网膜测试装置，包括：
信号接收模块，用于接收数据采集设备采集的各路刺激电压；各路刺激电压为由数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给数据采集设备的电信号；
灰度信息获取模块，用于对各路刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路刺激电流对应的灰度信息；
排列显示模块，用于按照分辨率对各灰度信息进行对应排列显示。
关于人工视网膜测试装置的具体限定可以参见上文中对于人工视网膜测试方法的限定，在此不再赘述。上述人工视网膜测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
接收数据采集设备采集的各路刺激电压；各路刺激电压为由数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给数据采集设备的电信号；
对各路刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路刺激电压对应的灰度信息；
按照分辨率对各灰度信息进行对应排列显示。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
接收数据采集设备采集的各路刺激电压；各路刺激电压为由数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给数据采集设备的电信号；
对各路刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路刺激电压对应的灰度信息；
按照分辨率对各灰度信息进行对应排列显示。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，包括：
测试治具，所述测试治具用于通过数据处理设备的芯片接收所述人工视网膜装置产生的各路刺激电流；各路所述刺激电流为由所述人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换而成；
电信号传输装置，所述电信号传输装置用于传导所述测试治具输出的各路所述刺激电流；
数据采集设备，所述数据采集设备用于采集所述电信号传输装置传导的各路所述刺激电流；并将各路所述刺激电流转换成对应的刺激电压；
数据处理设备，所述数据处理设备用于接收所述数据采集设备传输的各路所述刺激电压，将各路所述刺激电压的电压幅度转换成对应的灰度信息，并将各所述灰度信息按照所述分辨率进行对应排列显示。
2.根据权利要求1所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述数据处理设备还用于连接所述人工视网膜装置；
所述数据处理设备控制所述人工视网膜装置将各所述刺激电流分批次输出；所述人工视网膜装置各批次输出的所述刺激电流的数量等于所述数据采集设备的采集通道数量。
3.根据权利要求2所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述数据采集设备包括4个采集通道。
4.根据权利要求1所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述电信号传输装置包括与所述数据采集设备的采集通道数量相同的传输通道；
所述传输通道包括容器、导电介质、输入电极以及输出电极；所述导电介质为与人体导电性能相同的介质；
所述导电介质放置于所述容器内；所述输入电极一端连接所述测试治具，另一端插入所述导电介质；所述输出电极一端连接所述数据采集设备，另一端插入所述导电介质。
5.根据权利要求4所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述导电介质为SPB溶液。
6.根据权利要求1所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述人工视网膜装置的分辨率为50、126或1500；
所述人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换成126路所述刺激电路。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述数据采集设备为PXIe采集设备。
8.根据权利要求1至6任意一项所述的人工视网膜体内外联调系统，其特征在于，所述测试治具为SOCKET测试治具。
9.一种人工视网膜测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收数据采集设备传输的各路刺激电压；各路所述刺激电压为由所述数据采集设备将对应的刺激电流转换而成；各路所述刺激电流为人工视网膜装置将其采集的图像数据按照对应的分辨率转换的，并依次通过测试治具和电信号传输装置传输给所述数据采集设备的电信号；
对各路所述刺激电压的电压幅度进行识别，得到各路所述刺激电压对应的灰度信息；
按照所述分辨率对各所述灰度信息进行对应排列显示。
10.根据权利要求9所述的人工视网膜测试方法，其特征在于，所述刺激电流的电压幅度的范围为0至63；所述灰度信息的范围为0至255。
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