CN112129456A - 测量头、非接触式眼压计检定装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例公开了测量头、非接触式眼压计检定装置及方法。包括：外壳基体、设置在外壳基体上的进气口、导光柱、压力传感器、发光器件、反光镜；进气口内设置有气路与压力传感器密封连接，压力传感器用于检测非接触式眼压计所喷出气流的气压信号；导光柱安装在进气口的中央位置，用于导光，且导光柱前端表面曲率半径与真实人眼角膜前表面曲率半径相匹配；发光器件安装在导光柱的内侧，并与导光柱沿进气口方向连接，发光器件发出光束通过导光柱传导出去并由眼压计接收，光束发出的时机与气压信号的数值相关；反光镜设置在进气口的侧边，用于辅助调节所述测量头的角度。保证了检定装置自身性能的良好一致性，提高了检定装置的长期稳定性和精准性。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及医疗技术，具体涉及测量头、非接触式眼压计检定装置及方法。
背景技术
眼压，又称眼内压，是眼球内容物对眼球内壁施加的均衡压力。正常人的眼压稳定在一定范围内，以维持眼球的正常形态，使各屈光介质界面保持良好的屈光状态。大部分人的眼压范围通常在10-21mmHg，长期眼压过高，会对视神经造成损害，导致青光眼；长期眼压过低，也会引起眼球组织和功能的破坏，甚至导致眼球萎缩而失明，因此眼压测量是诊断眼科疾病、观察病情、估测愈后、评价疗效等的重要手段和指标之一。
眼压计是临床用来测量眼压的专用眼科仪器，可辅助诊断白内障、青光眼等眼科疾病，是临床中眼科必备设备之一。非接触式眼压计不直接接触人眼，而是利用脉冲气流压平角膜，无需消毒麻醉且测量时间很短，在防止病人交叉感染和测量舒适性方面具有较大优点，目前在临床检查中广泛应用。
由于涉及人眼健康安全，因此需要利用检定装置对非接触式眼压计进行常规检定，目前已知的检定装置一般采用橡胶模拟眼仿真实际人眼，为了实现对不同眼压值的模拟，橡胶模拟眼的内部压力可以调整大小，但压力大小会导致容积变化，由于橡胶模拟眼只有前表面是非刚性材料，其带来的影响就是导致橡胶模拟眼前表面曲率半径和表面厚度随着内部压力改变而出现变化，超出正常人眼角膜曲率半径范围，导致其与真实人眼角膜前表面曲率半径不符。除此之外，在多次测量或一段时间使用之后，由于受气流冲击的影响，模拟眼眼压值逐渐下降，量值无法稳定。而且，橡胶模拟眼的自身性能仅靠腔体内部的压力传感器进行标定，但模拟眼腔体内部压力并不代表眼压，导致腔内压力显示值与眼压计测量值有明显差别。
综上所述，如何提供一种检定装置和检定方法，以满足非接触式眼压计的常规检定是亟待解决的问题。
发明内容
本公开的内容部分用于以简要的形式介绍构思，这些构思将在后面的具体实施方式部分被详细描述。本公开的内容部分并不旨在标识要求保护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保护的技术方案的范围。
本公开的一些实施例提出了非接触式眼压计检定装置的测量头、非接触式眼压计检定装置及方法，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。
第一方面，本公开的一些实施例提供了一种非接触式眼压计检定装置的测量头，包括：外壳基体、进气口、导光柱、压力传感器、发光器件、反光镜；其中，
所述进气口、所述导光柱、所述压力传感器、所述发光器件、所述反光镜均设置在所述外壳基体上；所述进气口内设置有气路与所述压力传感器密封连接，所述压力传感器用于检测非接触式眼压计所喷出气流的气压信号；所述导光柱安装在所述进气口的中央位置，所述导光柱用于导光，且所述导光柱前端表面曲率半径与真实人眼角膜前表面曲率半径相匹配；所述发光器件安装在所述导光柱的内侧，并与所述导光柱沿所述进气口方向连接，所述发光器件发出的光束通过所述导光柱传导出去并由所述眼压计接收，所述光束发出的时机与所述气压信号的数值相关；所述反光镜设置在所述进气口的侧边，所述反光镜用于辅助调节所述测量头的角度，使所述测量头与所述眼压计的喷嘴中心对准。
进一步地，所述压力传感器安装在所述外壳基体内部与所述进气口呈第一预设角度，所述发光器件安装在所述外壳基体内部中央位置。
进一步地，所述压力传感器安装在所述外壳基体内部中央位置，并与所述进气口沿进气方向直接相连，所述发光器件安装在所述外壳基体内部与所述进气口呈第二预设角度。
进一步地，所述发光器件为发光LED，所述导光柱为刚性透光材料或充满空气的腔体
第二方面，本公开的一些实施例提供了一种非接触式眼压计检定装置，包括：如第一方面任一项所述的测量头、底座支架、控制盒；其中，
所述测量头安装在所述底座支架上，所述底座支架用于调节所述测量头的角度，使所述测量头与非接触式眼压计的喷嘴中心对准；所述测量头通过数据线与所述控制盒相连，所述控制盒用于将所述测量头内的压力传感器检测到的气压信号转换成电压信号，并基于所述气压信号和预设的压力阈值控制所述测量头的发光器件发出光束。
进一步地，所述控制盒包括核心板、电源板和触摸屏；其中，所述核心板包括单片机、气压检测电路、电压比较器和发光控制电路；其中，所述电压检测电路用于将所述测量头内的压力传感器检测到的气压信号转换成电压信号；所述电压比较器用于比较所述电压信号和预设的压力阈值，将比较结果发送至单片机；所述单片机用于基于所述比较结果生成发光控制指令，使得所述发光控制电路基于所述发光控制指令控制所述测量头内的发光器件发出光束。
进一步地，所述底座支架包括一块底板，所述底板上方从下到上依次放置角度旋转台和水平转台，所述水平转台的上方设置有固定装置，用于固定所述测量头；所述角度旋转台和所述水平转台分别安装有调节旋钮，用于调整俯仰方向的角度和水平方向的角度；所述底板两侧设计有半开口的固定槽，用于将所述测量头安装固定在所述眼压计的颚托上。
进一步地，所述控制盒的工作模式包括测量模式和校准模式，所述触摸屏用于设置所述工作模式及各所述工作模式下的参数。
第三方面，本公开的一些实施例提供了一种非接触式眼压计检定方法，应用于上述非接触式眼压计检定装置，包括：
响应于气流脉冲从非接触式眼压计喷射到所述检定装置的测量头上，所述测量头内的压力传感器实时检测接收到的气流的气压信号，并将所述气压信号发送至所述检定装置的控制盒；所述控制盒将所述气压信号转换成电压信号，并判断所述电压信号的数值是否达到预设的压力阈值；当所述电压信号的数值达到所述预设的压力阈值，所述控制盒控制所述测量头内的发光器件向所述眼压计发射光束；所述眼压计接收到所述光束的光脉冲信号后，基于所述光脉冲信号计算得到眼压值；基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果。
进一步地，所述预设的压力阈值包括多个，分别模拟不同的眼压值。所述基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果，包括：分别比较各所述预设的压力阈值与该预设的压力阈值对应的所述眼压值，得到比较结果；基于各所述比较结果，得到所述眼压计的检定结果。
本公开的上述各个实施例中的一个实施例具有如下有益效果：本公开提出的非接触式眼压计检定装置的测量头、非接触式眼压计检定装置及方法，测量头前端表面模仿真实人眼参数设计，能够在模拟高中低不同眼压时，保持曲率半径不变，不依赖仿生材料特性，不受材料性能老化影响，保证了检定装置自身性能的良好一致性，提高了检定装置的长期稳定性和精准性。基于非接触式眼压计测量人体眼压的工作原理，通过压力传感和光电控制，提供模拟“角膜压平”信号，模拟了真实人眼眼压测量事件，检定装置设置的压力阈值直接反映非接触式眼压计的测量值。此外，通过预设的一组压力阈值，能够模拟高中低不同的眼压值，扩大了检定的范围。更进一步地，作为关键元器件的压力传感器属于成熟科技产品，其性能参数可溯源至国家计量基标准，具备清晰溯源路径。
附图说明
结合附图并参考以下具体实施方式，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。贯穿附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。应当理解附图是示意性的，原件和元素不一定按照比例绘制。
图1是非接触式眼压计基本测量原理的示意图；
图2是非接触式眼压计各项数据参数对应关系图；
图3是非接触眼压计测量示意图；
图4是根据本公开的非接触式眼压计检定装置的测量头的一些实施例的结构示意图；
图5是根据本公开的非接触式眼压计检定装置的测量头的另一些实施例的结构示意图；
图6是根据本公开的非接触式眼压计检定装置的一些实施例的结构示意图；
图7是根据本公开的非接触式眼压计检定装置的一些实施例的工作原理示意图；
图8是根据本公开的非接触式眼压计检定方法的一些实施例的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施方式中的多个装置之间所交互的消息或者信息的名称仅用于说明性的目的，而并不是用于对这些消息或信息的范围进行限制。
眼压计是临床用来测量眼压的专用眼科仪器，可辅助诊断白内障、青光眼等眼科疾病，是临床中眼科必备设备之一。目前使用最多的是Goldmann接触式压平眼压计和非接触式眼压计，两者皆是根据Imbert-Fick原理：Pt(眼内压)＝W(压平角膜的外力)/A(压平面积)进而推算眼内压。
其中，Goldmann压平眼压计是国际上用来测量眼压的“金标准”。它是利用测压头压平角膜来进行间接的眼压测量，使用时测量头直接接触患者的眼角膜，因此使用之前需要对眼角膜表面进行麻醉，然后使用荧光素钠使泪膜染色。Goldmann眼压计结构稳定，测量数值准确，是当前国内外公认的眼压测量最准确的仪器，且其测量值不受眼壁硬度的影响。但是对于卧床、儿童、角膜水肿、角膜混浊或角膜表面不平的患者等不适用，且与眼角膜接触增加了感染的风险，使用舒适度不高。
非接触式眼压计是压平眼压计的一种，但其不直接接触人眼，而是利用脉冲气流压平角膜，因此无需消毒和麻醉，而且测量时间很短。在防止病人交叉感染和测量舒适性方面具有较大优点，目前在临床检查中广泛应用。
非接触眼压计主要由喷气系统、红外对焦系统、压平监测系统、数据处理系统等部分组成。其基本测量原理如图1所示：测量时，眼压计向患者眼角膜中央喷射脉冲气流，并由压力传感器监测眼压计喷气系统气缸内的压力变化。与此同时，眼压计的红外对焦系统也向患者眼角膜发射一束光束，光束经角膜反射后由眼压计内部的光电接收器接收，实时监测反射光能量。角膜在气流增大的阶段，将被逐渐压平直至发生凹陷；在气流减小的阶段，角膜将回弹至压平状态，最后恢复到初始状态。在整个过程中，接收器接收到的反射光线的能量，将随着眼角膜状态而发生变化，在反射光能量最大时，正好是眼角膜处于压平的状态。
非接触式眼压计测量得到的眼压值不是由眼压计各项物理参数直接计算得出，而是通过与Goldman接触式压平眼压计的临床比对实现量值等效性，从而验证眼压计的精准性。早期的非接触式眼压计根据眼角膜压平时间建立与Goldman临床比对结果的对应关系，目前的非接触式眼压计根据眼压计气缸内部监测的压力值建立与临床比对结果的对应关系，具体如图2所示。其中，X(t)是压平监测系统测得的。眼角膜反射光强度，眼角膜吹平时，反射光强度达到极值。第一次吹平时间为t0；P0(t)是喷气系统气泵内置压力传感器的检出压力值，P1是角膜压平时，压力传感器的检出压力值；Ps(t)是根据与Goldman压平眼压计临床比对结果，修正后的眼压值曲线，P2即眼角膜吹平时，眼压的推断值。
眼压计作为眼科常规检查必备的仪器之一，在国内市场中种类和数量都非常多，而且主要依靠进口，国内对眼压计按照二类医疗器械管理。由于涉及人眼健康安全，国家规定眼压计的监管方式为P+V，即型式批准和强制检定。
为了满足型式评价试验与强制检定的需求，需要研究并开发非接触式眼压计检定装置，该装置的设计应确保科学合理，具有良好的稳定性与一致性，其关键部件应溯源至相应的国家计量基标准。目前已知的检定装置皆采用一体式橡胶模拟眼仿真实际人眼，根据眼压计国际标准ISO 8612：2009 Ophthalmic instruments—Tonometers(眼科仪器-眼压计)要求，非接触式眼压计检定装置的关键部件必须能溯源至国家计量基标准，而上述检定装置的关键部件为橡胶模拟眼，其随时间老化程度、材料力学特性等均无法有效量化评估和准确溯源，存在如下缺点。
(1)为了实现对不同眼压值的模拟，橡胶模拟眼的内部压力可以调整大小，而压力大小会导致容积变化。由于橡胶模拟眼只有前表面是非刚性材料，其带来的影响就是导致橡胶模拟眼前表面曲率半径和表面厚度随着内部压力改变而出现变化，幅度变化远超真实人眼范围，与真实人眼角膜前表面曲率半径通常为7.8mm的实际情况不符，不能反映人眼真实情况。
(2)模拟人眼角膜的橡胶部件随时间可能出现老化，其材料力学性能变化难以评估；而且多次测量之后，由于受气流冲击的影响，其设定的眼压值逐渐下降，量值不稳定。模拟人眼装置的自身溯源无法保证。
(3)由于橡胶材料特性，橡胶模拟眼得到的数值与橡胶模拟眼的内部压力数值不同，且两者不具备线性关系。而橡胶模拟眼的自身性能仅靠模拟眼腔体内部的压力传感器进行标定，并不能代表眼压测量值。
综上所述，本领域长久以来的一个技术难题就是如何提供一种检定装置和检定方法，以满足非接触式眼压计的型式评价和常规检定。该检定装置性能必须稳定可靠，关键部件可溯源至国家计量基标准，符合非接触式眼压计的工作原理，测量过程快捷，使用方便。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
非接触式眼压计测量人眼眼压的原理为，使用可控线性增加的气流作用于人眼角膜，将眼角膜中央压平至3.6mm直径的圆，同时眼压计内部光学系统的光发射器发射一束红外光到角膜中央，随着角膜形状的改变，光接收器接收到的反射光的光量随之改变，当角膜被压平时(如图3所示)，光接收器接收到最大的光量，眼压计根据此时自身气腔内的压力计算得到人眼压测量值。
在本公开实施例提供的非接触式眼压计检定装置中，测量头主要扮演的是“设定眼压值的电子模拟眼”的角色，为了保证与真实人眼的曲率半径的一致性，测量头前表面是刚性曲面，并不会发生像测量人眼时的“角膜压平”事件，因此，在使用检定装置的测量头对眼压计进行检测时，眼压计自身内部的发光器件发射信号并不会用于触发眼压计内部的压平监测系统。在本公开实施例中，测量头用于接收非接触式眼压计的气流，并当眼压计喷出的气流压力达到压力阈值(设定的眼压值)时，通过主动发射光束触发模拟测量人眼时的“角膜压平”事件，触发眼压计内部的压平监测系统，眼压计对该光束的光脉冲信号测量并得到一个眼压值。正常情况下，眼压计测量得到的眼压值应与控制盒设定的模拟眼压值保持一致，如果不一致，代表眼压计可能存在某种问题，这也是检定装置的主要用途与目的。
综上，本公开基于压力传感和光电控制，通过测量头内部的发光器件主动发射光束模拟眼角膜被非接触式眼压计气流脉冲压平时的状态。图4和图5示出了本公开一实施例的非接触式眼压计检定装置的测量头的结构示意图。该测量头包括：外壳基体1、进气口2、导光柱3、压力传感器4、发光器件5、反光镜6，进气口2、导光柱3、压力传感器4、发光器件5、反光镜6均设置在外壳基体1上。
其中，进气口2内设置有气路与压力传感器4密封连接，压力传感器4用于检测非接触式眼压计所喷出气流的气压信号；导光柱3安装在进气口2的中央位置，导光柱3用于导光，且导光柱3前端表面曲率半径与真实人眼角膜前表面曲率半径相匹配；发光器件5安装在导光柱3的内侧，并与导光柱3沿进气口方向连接，发光器件5发出的光束通过导光柱3传导出去并由眼压计接收，光束发出的时机与气压信号的数值相关；反光镜6设置在进气口2的侧边，反光镜6用于辅助调节测量头的角度，使测量头与眼压计的喷嘴中心对准。
具体地，测量头的壳体基体是主体组织，其前端中央设有一个进气口2，测量时进气口2正对非接触式眼压计的喷嘴，接收喷嘴喷出的气体，进气口2内的气路与压力传感器4密封连接，从而使得压力传感器4能够检测到眼压计所喷出气流的气压信号。
导光柱3安装在进气口2的中央位置，导光柱的前端表面模拟真实眼角膜,其前表面曲率半径范围在R＝7.8mm±0.5mm内，优选为R＝7.8mm。进一步优选地，导光柱3为刚性透光材料或充满空气的腔体。
发光器件5安装在导光柱3的内侧，并与导光柱3沿进气口方向连接。当眼压计喷出的气流压力达到压力阈值(设定的眼压值)时，发光器件5被触发，从而发出光束并通过导光柱3传导出去，由眼压计内部压平监测系统的光电接收器接收。优选地，发光器件为发光LED。
在壳体基体2表面、在进气口2的侧边设置有反光镜6，通过反光镜6观察反射光斑，从而辅助调节测量头的左右和上下倾斜角度，使测量头与待测眼压计的喷嘴中心对准。优选地，反光镜的直径为2mm～10mm。
作为本公开实施例的一些可选实施方式，测量头内部压力传感器4和发光器件5的安装位置与角度是可以调整的。如图5所示，压力传感器4安装在外壳基体1内部、与进气口2呈第一预设角度，发光器件5安装在外壳基体1内部中央位置、与导光柱3垂直。如图6所示，压力传感器4安装在外壳基体1内部中央位置，与进气口2沿进气方向直接相连，发光器件5安装在外壳基体1内部、与进气口2呈第二预设角度。
本公开所涉及的非接触眼压计检定装置的测量头，其前端表面模仿真实人眼参数设计，能够在模拟高中低不同眼压时，保持曲率半径不变，不依赖仿生材料特性，不受材料性能老化影响，保证了检定装置自身性能的良好一致性，提高了检定装置的长期稳定性和精准性。
图6示出了本公开一实施例的非接触式眼压计检定装置的结构示意图，该装置包括如图5或图6所示的测量头、底座支架、控制盒。
其中，测量头安装在底座支架上，底座支架用于调节测量头的角度，使测量头与非接触式眼压计的喷嘴中心对准；测量头通过数据线与控制盒相连，控制盒用于将测量头内的压力传感器检测到的气压信号转换成电压信号，并基于气压信号和预设的压力阈值控制测量头的发光器件发出光束。
具体来说，测量头的结构通过上述图5或图6示出的实施例公开，本实施例在此不做过多赘述。在检定装置中，测量头的作用主要包括：测量头内的压力传感器检测眼压计喷出的气流压力；测量头内的发光器件发射一定强度的光束信号，抵达眼压计内的光电接收器，模拟测量人眼时的“角膜压平”事件。
进一步地，本实施例中，测量头安装在底座支架上，支架上有各种调节旋钮，和测量头内的反光镜相互配合，用于对测量头的左右和上下倾斜角度的调节，方便测量头与非接触式眼压计配接。测量头通过数据线与控制盒相连，控制盒内包括控制电路，该控制电路实现将测量头内压力传感器检测的压力信号转换为电信号，并基于对电信号和预设的压力阈值的比较结果，实现对测量头内发光器件控制，使其发射一定强度的光束信号。需要说明的是，控制盒内部预先通过单片机和电压比较器设置了一组压力阈值，分别模拟高中低不同的眼压值。当眼压计喷出的气流压力达到设定的某个压力阈值(即某个模拟眼压值时)，就需要模拟测量人眼时的“角膜压平”事件，此时控制盒发出发光控制指令，控制发光器件发射一定强度的光束信号。
可选地，底座支架包括一块底板，底板上方从下到上依次放置一个角度旋转台和一个水平转台，水平转台的上方设置有固定装置，用于固定测量头；角度旋转台和水平转台分别安装有一个调节旋钮，用于调整俯仰方向的角度和水平方向的角度；底板两侧设计有半开口的固定槽，在将测量头安装固定在底座支架上之后，通过地板两侧的固定槽将测量头安装固定在眼压计的颚托上。
可选地，如图6所示，控制盒包括核心板、电源板和触摸屏。
其中，核心板包括单片机、气压检测电路、电压比较器和发光控制电路。电压检测电路用于将测量头内的压力传感器检测到的气压数信号转换成电压信号；电压比较器用于比较电压信号和预设的压力阈值，将比较结果发送至单片机；单片机用于基于所述比较结果生成发光控制指令，使得发光控制电路基于发光控制指令控制测量头内的发光器件发出光束。
具体地，检定装置在每次测量前会提前通过控制盒设定一个电压值代表一个特定的压力阈值，如图7中的p1，同时也代表检定装置此时所模拟的特定眼压值。在测量开始前，单片机会将设定的压力阈值p1发送给电压比较器。测量时，气流脉冲从非接触式眼压计喷嘴喷射到检定装置的测量头上，气流通过测量头的进气口抵达压力传感器；压力传感器实时监测接收到的气流压力信号并发送至控制盒中的电压检测电路中，电压检测电路将该气压信号转换成电压信号传输至电压比较器当该电压信号的数值达到预设的这个压力阈值p1时，电压比较器发出响应并将比较结果发送给单片机；单片机生成发光控制指令，控制测量头内发光器件的驱动电路触发发光器件发射一定强度的光束信号。非接触式眼压计内部的压平监测系统接收到光脉冲信号，误以为发生了“角膜压平”事件，即认为“被检眼”(实际上为检定装置的测量头)到达了压平状态，从而触发眼压计内部的压力传感器测量并记录此时的气流脉冲压力，并将此压力换算为眼压值并在眼压计显示屏上显示。
由于测量头前表面是刚性曲面，并不会发生像测量人眼时的“角膜压平”事件，当通过控制盒设定一个特定的压力阈值后，测量头就相当于一个固定眼压值的标准模拟眼。当眼压计喷出的气流压力达到这个压力阈值，测量头会主动发射光信号触发眼压计内部的压平监测系统，眼压计将测量并得到一个眼压值，正常情况下，眼压计测量得到的眼压值应与控制盒设定的模拟眼压值保持一致，如果不一致，代表眼压计可能存在某种问题，这也是本检定装置的主要用途与目的。
其中，检定装置采用双电源供电策略，支持便携式操作。当有条件时用220V市电供电，当供电不便时，采用内置于控制盒的锂电池供电。
其中，检定装置的控制盒的工作模式包括测量模式和校准模式，所述触摸屏用于设置所述工作模式及各所述工作模式下的参数。测量模式即为对眼压计的检定模式。
在测量模式下可选择非接触式眼压计型号并进入检定程序；校准模式仅供开发使用，可以增删改查非接触式眼压计的品牌、型号、测量点参考眼压模拟值、测量点参数等。每个测量点配置了多个内部参数，包括比较电压、延时、发光持续时间、发光强度、发光背景，这些内部参数都可以进行设置或校准。需要说明的是，测量点对应的即为上述的预先设定的压力阈值
举例来说，检定装置的控制盒开机后，直接进入测量模式，软件界面显示“非接触式眼压计检定”，界面可以选择非接触式眼压计的品牌和型号，测量功能包括：示值误差检定、重复性检定。
其中示值误差检定包括：测量点数值与压力阈值完全对应，通过改变控制盒内的预设压力阈值，可以设置多个测点。比如压力阈值设定为8mmHg即代表测量点为8mmHg。优选地，按现行眼压计检定规程和型式评价大纲要求设置5个测量点。5个测量点设在了8mmHg、18mmHg、28mmHg、38mmHg和50mmHg附近，5个测量点的参考眼压模拟值同时显示mmHg和kPa数值(换算1mmHg≈0.1333kPa)，mmHg显示到小数点后一位，kPa显示到小数点后两位。例：10.3mmHg(1.37Kpa37kPa)。
重复性检定包括：仅1个测量点，优选地，将该测量点设置在20mmHg(2.66kPa)附近。
本公开所涉及的非接触眼压计检定装置，测量头前端表面模仿真实人眼参数设计，能够在模拟高中低不同眼压时，保持曲率半径不变，不依赖仿生材料特性，不受材料性能老化影响，保证了检定装置自身性能的良好一致性，提高了检定装置的长期稳定性和精准性。基于非接触式眼压计测量人体眼压的工作原理，通过压力传感和光电控制，提供模拟“角膜压平”信号，模拟了真实人眼眼压测量事件，检定装置设置的压力阈值直接反映非接触式眼压计的测量值。此外，通过预设的一组压力阈值，能够模拟高中低不同的眼压值，扩大了检定的范围。更进一步地，作为关键元器件的压力传感器属于成熟科技产品，其性能参数可溯源至国家计量基标准，具备清晰溯源路径。
图8示出了根据本公开的非接触式眼压计检定方法的一些实施例的流程。该方法用于图6示出的非接触式眼压计检定装置中，包括以下步骤：
步骤S801，响应于气流脉冲从非接触式眼压计喷射到所述检定装置的测量头上，所述测量头内的压力传感器实时检测接收到的气流的气压信号，并将所述气压信号发送至所述检定装置的控制盒。
步骤S802，所述控制盒将所述气压信号转换成电压信号，并确定所述电压信号的数值是否达到预设的压力阈值。
步骤S803，当所述电压信号的数值达到所述预设的压力阈值，所述控制盒控制所述测量头内的发光器件向所述眼压计发射光束。
步骤S804，所述眼压计接收到所述光束的光脉冲信号后，基于所述光脉冲信号计算得到眼压值。
步骤S805，基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果。
在本公开实施例中，检定装置在进行测量时，气流脉冲从非接触式眼压计喷嘴喷射到检定装置的测量头上，气流通过测量头的进气口抵达压力传感器；压力传感器实时监测接收到的气流压力信号并发送至控制盒中的电压检测电路中，电压检测电路将该气压信号转换成电压信号传输至电压比较器当该电压信号的数值达到预设的压力阈值p1时，电压比较器发出响应并将比较结果发送给单片机；单片机生成发光控制指令，控制测量头内发光器件的驱动电路触发发光器件发射一定强度的光束信号。非接触式眼压计内部的压平监测系统接收到光脉冲信号，误以为发生了“角膜压平”事件，即认为“被检眼”(实际上为检定装置的测量头)到达了压平状态，从而触发眼压计内部的压力传感器测量并记录此时的气流脉冲压力，并将此压力换算为眼压值并在眼压计显示屏上显示。此时，确定眼压计测量得到的眼压值应与预先设定的压力阈值(即模拟眼压值)是否一致，如果不一致，代表眼压计可能存在某种问题；如果一致，说明眼压计可以正常使用。
可选地，所述预设的压力阈值包括多个，分别模拟不同的眼压值。所述基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果，包括：分别比较各所述预设的压力阈值与该预设的压力阈值对应的所述眼压值，得到比较结果；基于各所述比较结果，得到所述眼压计的检定结果。
控制盒内部预先会通过单片机和电压比较器设置了一组压力阈值，分别模拟高中低不同的眼压值。为了避免误差、保证检定的准确性，可以通过设定多个压力阈值，测量每个压力阈值下的眼压值，通过对比每个压力阈值预期对应的眼压值是否一致，来确定眼压计是否可以正常使用。
关于方法中检定装置中各部件的结构、交互流程、有益效果可以参照上述装置实施例中的相关说明，这里不再详述。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术。
Claims (10)
1.一种非接触式眼压计检定装置的测量头，其特征在于，包括：外壳基体、进气口、导光柱、压力传感器、发光器件、反光镜；其中，
所述进气口、所述导光柱、所述压力传感器、所述发光器件、所述反光镜均设置在所述外壳基体上；
所述进气口内设置有气路与所述压力传感器密封连接，所述压力传感器用于检测非接触式眼压计所喷出气流的气压信号；
所述导光柱安装在所述进气口的中央位置，所述导光柱用于导光，且所述导光柱前端表面曲率半径与真实人眼角膜前表面曲率半径相匹配；
所述发光器件安装在所述导光柱的内侧，并与所述导光柱沿所述进气口方向连接，所述发光器件发出的光束通过所述导光柱传导出去并由所述眼压计接收，所述光束发出的时机与所述气压信号的数值相关；
所述反光镜设置在所述进气口的侧边，所述反光镜用于辅助调节所述测量头的角度，使所述测量头与所述眼压计的喷嘴中心对准。
2.根据权利要求1所述的测量头，其特征在于，所述压力传感器安装在所述外壳基体内部与所述进气口呈第一预设角度，所述发光器件安装在所述外壳基体内部中央位置。
3.根据权利要求1或2所述的测量头，其特征在于，所述压力传感器安装在所述外壳基体内部中央位置，并与所述进气口沿进气方向直接相连，所述发光器件安装在所述外壳基体内部与所述进气口呈第二预设角度。
4.根据权利要求1所的测量头，其特征在于，所述发光器件为发光LED，所述导光柱为刚性透光材料或充满空气的腔体。
5.一种非接触式眼压计检定装置，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一项所述的测量头、底座支架、控制盒；其中，
所述测量头安装在所述底座支架上，所述底座支架用于调节所述测量头的角度，使所述测量头与非接触式眼压计的喷嘴中心对准；
所述测量头通过数据线与所述控制盒相连，所述控制盒用于将所述测量头内的压力传感器检测到的气压信号转换成电压信号，并基于所述气压信号和预设的压力阈值控制所述测量头的发光器件发出光束。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述控制盒包括核心板、电源板和触摸屏；其中，
所述核心板包括单片机、气压检测电路、电压比较器和发光控制电路；其中，
所述电压检测电路用于将所述测量头内的压力传感器检测到的气压信号转换成电压信号；
所述电压比较器用于比较所述电压信号和预设的压力阈值，将比较结果发送至单片机；
所述单片机用于基于所述比较结果生成发光控制指令，使得所述发光控制电路基于所述发光控制指令控制所述测量头内的发光器件发出光束。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述底座支架包括一块底板，所述底板上方从下到上依次放置角度旋转台和水平转台，所述水平转台的上方设置有固定装置，用于固定所述测量头；所述角度旋转台和所述水平转台分别安装有调节旋钮，用于调整俯仰方向的角度和水平方向的角度；所述底板两侧设计有半开口的固定槽，用于将所述测量头安装固定在所述眼压计的颚托上。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述控制盒的工作模式包括测量模式和校准模式，所述触摸屏用于设置所述工作模式及各所述工作模式下的参数。
9.一种基于权利要求5-8任一项所述的非接触式眼压计检定装置的非接触式眼压计检定方法，其特征在于，包括：
响应于气流脉冲从非接触式眼压计喷射到所述检定装置的测量头上，所述测量头内的压力传感器实时检测接收到的气流的气压信号，并将所述气压信号发送至所述检定装置的控制盒；
所述控制盒将所述气压信号转换成电压信号，并确定所述电压信号的数值是否达到预设的压力阈值；
当所述电压信号的数值达到所述预设的压力阈值，所述控制盒控制所述测量头内的发光器件向所述眼压计发射光束；
所述眼压计接收到所述光束的光脉冲信号后，基于所述光脉冲信号计算得到眼压值；
基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预设的压力阈值包括多个，分别模拟不同的眼压值。所述基于所述眼压值和所述预设的压力阈值，得到所述眼压计的检定结果，包括：
分别比较各所述预设的压力阈值与该预设的压力阈值对应的所述眼压值，得到比较结果；
基于各所述比较结果，得到所述眼压计的检定结果。
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|---|---|---|---|---|
| CN114203001A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 湖南卡睿知医疗科技有限公司 | 一种模拟眼及其制备参数的获取方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08126612A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-21 | Nidek Co Ltd | 非接触式眼圧計の流体圧検査装置 |
| US20030195430A1 (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-16 | Luce David A. | Tonometer calibration tool |
| CN201814554U (zh) * | 2010-09-03 | 2011-05-04 | 四川中测辐射科技有限公司 | 非接触式眼压计检测标准装置 |
| US20140323843A1 (en) * | 2011-10-21 | 2014-10-30 | Reichert, Inc. | Tonometer calibration tool |
| CN204654884U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-23 | 成都格莱飞科技股份有限公司 | 基于石墨烯导电薄膜的喷气式眼压检测装置 |
| CN105615827A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-06-01 | 上海市计量测试技术研究院 | 非接触式眼压计精度检验校准模块 |
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2020
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08126612A (ja) * | 1994-10-28 | 1996-05-21 | Nidek Co Ltd | 非接触式眼圧計の流体圧検査装置 |
| US20030195430A1 (en) * | 2002-04-15 | 2003-10-16 | Luce David A. | Tonometer calibration tool |
| CN201814554U (zh) * | 2010-09-03 | 2011-05-04 | 四川中测辐射科技有限公司 | 非接触式眼压计检测标准装置 |
| US20140323843A1 (en) * | 2011-10-21 | 2014-10-30 | Reichert, Inc. | Tonometer calibration tool |
| CN204654884U (zh) * | 2015-05-25 | 2015-09-23 | 成都格莱飞科技股份有限公司 | 基于石墨烯导电薄膜的喷气式眼压检测装置 |
| CN105615827A (zh) * | 2016-03-02 | 2016-06-01 | 上海市计量测试技术研究院 | 非接触式眼压计精度检验校准模块 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114203001A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-18 | 湖南卡睿知医疗科技有限公司 | 一种模拟眼及其制备参数的获取方法 |
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