CN112842253A - 一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置，至少包括照明组件、贯穿所述照明组件并构成成像通道的光学成像组件和能够被照明组件照射后在眼角膜上投射出明暗相间条纹状的投影像的投影成像组件，所述投影成像组件按照将照明组件发出的光线直接照射或遮挡投影到角膜的方式设置多种调节模式，其中，根据投影成像组件选择的调节模式不同，能够根据照明组件发出的光线进行条纹投影像的获取或将光线直接遮挡在光线通道内。

Description

一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置及方法

技术领域

本发明涉及医疗检测技术领域，尤其涉及一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置及方法。

背景技术

根据从医院眼科相关部门收集的关于眼科疾病诊疗现状的数据结果显示，由于现在社会人们生活和工作的需求，常常使得人们需要频繁且长期的使用电子设备，从而导致了在眼科疾病中的干眼症发病率在近几年呈现出了急速上升的趋势。通过对患病人群的大数据采集发现干眼症已经成为了不同年龄阶段都比较常见的眼科疾病之一，尤其是热衷于电子设备使用的青少年和上班族的干眼症患病情况尤为严重。干眼症作为一种高发病率的眼科疾病，如果不能在出现病症后及时进行治疗，往往会病情加重导致眼部损伤或者引发其他的眼科疾病。但是目前国内并不具备健全的干眼症检测的诊疗规范，且由于各个医院的眼科医生对于干眼症的诊断标准不一，其诊断水平也存在高低差异；现有的干眼症检测装置，主要以国外进口为主，其功能单一，仅能对单一病症特征进行检测，且检测时间长，患者检测的体验感差，尤其是设备体积较大，不方便频繁使用的需求。因此，需要一种能够辅助眼科医生快速做出准确的患者的患病情况的干眼症检测装置。

中国专利CN108420399A公开了一种Placido盘照明系统，该系统通过将弧面状的灯板与碗状的Placido盘相组装，使得弧面板上沿板面长度方向排布的LED灯的管线能够透过Placido盘投影到患者眼部，通过将LED灯板安装到碗状支撑架上，使得在光线衍射放上，灯源与碗装Placido盘之间的距离处处相等。该专利针对现有Placido盘的制备工艺复杂，污染大且难以保证加工精度做出进一步的改进，但是该专利的Placido盘与灯源任被设置为固定连接结构，并无法针对需求发出无Placido盘遮挡的检测光线，尤其是其光源虽然设置为与Placido盘处处等距，但是其光源的使用数量较多，其功率高的同时成本也大。

现有专利中虽然对设置有Placido盘的干眼症检测装置的种类和制备方法进行一定程度上的研究，但是目前常规的Placido盘均为单一的曲面状Placido盘结构，且一般常将Placido盘与干眼症检测装置的壳体按照固定连接的方式进行设置，并不能根据实际检测的需求对Placido盘在检测装置的检测通道中的位置进行调节，尤其是无法根据需求使得检测装置能发出无遮挡的检测光线，也不存在相关的可调节式活动连接结构的设计，从而在不需要利用Placido盘时，需要繁琐的操作进行调节或者装置只能针对通过Placido盘进行单一投影检测。然而现今的干眼症症状愈加的繁多，单一的检测并不能有效地保证检测结果的准确性，故需要一种能够具有多种检测模式的检测装置，能够根据实际的检测需求对患者眼部进行多次针对不同眼部特征的检测来获取综合的干眼症检测结果，能够有效地辅助医护人员对单一性或特殊性症状的干眼症症状做出准确的检测，因此，需要一种能够采用多种检测方法对患者眼部症状进行检测干眼症检测装置，通过对多种不同的眼部特征进行检测获取更加全面的眼部信息。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于发明人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

针对现有技术之不足，本申请提供了一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测功能的装置，同时通过设置可调节光源光线波长的方式将单一光源发出的光线调节为多种不同检测需求的光线，通过该调节结构采用机械调节结构，有效地避免了现有技术中多种检测光源的开关采用单一集成开关进行控制。

本发明的技术方案是提供基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置，至少包括照明组件、贯穿所述照明组件并构成成像通道的光学成像组件和能够被照明组件照射后在眼角膜上投射出明暗相间条纹状的投影像的投影成像组件，所述投影成像组件按照将照明组件发出的光线照射或遮挡投影到角膜的方式设置多种调节模式，其中，当投影成像组件处于第一调节模式时，所述照明组件发出的光线在光线通道进行漫反射后照射在角膜上，从而获取暴露在设定检测光线下的眼部图像；当投影成像组件处于第二调节模式时，所述照明组件发出的光线经过投影成像组件后能够均匀地汇聚到眼角膜表面且穿过所述投影成像组件后的投影光线能够以明暗交错且间距均匀的方式投影在角膜表面，其中，所述投影成像组件的透射模块能够将发生漫反射的光线进行设定照射方向的引导汇聚，从而使得条纹状的投影像具有清晰的明暗对比度；当投影成像组件处于第三调节模式时，所述投影成像组件按照隔断光线通道的方式将所述照明组件发出的设定光线限制在光线通道内部，从而使得所述照明组件发出光线可选择地照射或遮挡。

根据一种优选的实施方式，所述投影成像组件的板面上沿其长度方向设置有Placido环、透光片和遮光片，其中，在所述Placido环插到所述光线通道时，所述Placido环将光线分割遮挡并形成纵横交错且条纹宽度、间距相等的明暗相间的条纹投影像；在所述透光片插入到所述光线通道时，所述经调节模块处理后的光线直接投射在患者眼部；在所述遮光片插入到所述光线通道内时，所述照明壳体内的光源发出的光线全部被遮挡在所述光线通道内；所述Placido环、透光片和遮光片的大小与所述照明壳体内的光照通道的横截面积相等，所述投影成像组件的板面宽度小于所述照明壳体的宽度，使得所述投影成像组件能够按照沿垂直于所述照明壳体的轴线的方式的插入或拔出所述照明壳体，且能够通过照明壳体上的定位螺栓进行相对位置固定；所述Placido环、透光片和遮光片的厚度均大于所述投影成像组件的板面的厚度，使得所述Placido环、透光片和遮光片能够按照过盈配合的方式嵌入到所述照明壳体的缝隙或成像通道的间隙位置处，通过将投影成像组件插入到光线通道内进行光线遮挡或透射的部分设置为厚略大于缝隙宽度的厚度，从而实现能够相对位置固定且避免出现漏光的过盈配合。

根据一种优选的实施方式，所述灯光源、光扩散板的面心位置也设置有能够插入构成所述成像物镜的成像通道管体的贯穿孔，所述灯光源至少包括有三个环形LED灯单元构成的板面光源，所述灯光源的板面按照垂直于所述照明壳体的轴线的方式镶嵌在所述照明壳体内；所述光扩散板与所述灯光源之间的间距为10-15cm。

根据一种优选的实施方式，所述照明组件包括照明壳体、设置有由若干组呈环形排布的LED单元构成的能够发出第一光线的灯光源和镶嵌在所述照明壳体的内部光线通道内且位于所述调节模块和投影成像组件之间的光扩散板，所述灯光源按照环形排布的方式直接镶嵌在垂直于所述照明壳体轴线的板面上，且所述灯光源发出的光线经所述光扩散板进一步均匀扩散后照射在所述投影成像组件上，使得光线照射穿过处于第二模式下的成像组件而形成明暗相间且亮度均匀的同心圆状投影。

根据一种优选的实施方式，所述调节模块被设置为一个具有至少三种调节效果转换片的转换板，所述转换板沿其长度方向分别设置有第一转换片、第二透光片和第三转换片，其中，所述第一转换片能够将所述灯光源发出的第一光线转换成设定波长并方便所述光学成像组件采集图像的第二光线；所述第二透光片以不改变所述灯光源的光线波长的方式进行设置；所述第三转换片能够将所述灯光源发出的第一光线转换成能够对眼部病症初步诊断的第三光线；所述第一转换片、第二透光片和第三转换片的大小与所述照明壳体内的光照通道的横截面积相等，且其各自的面心位置分别设置有连通成像通道的贯穿孔，所述贯穿孔的孔环面上涂覆有能够与所述成像通道管道壁相互对接形成无光通道的遮蔽涂层，所述调节模块设置多种调节效果的转换片，能够方便操作者选取需要的转换片获取设定光线，尤其是不同转换片的颜色、标识等不同，操作时的调节方式不同，能够有效地避免操作者在无意识或惯性思维作用下做出有误的操作，另外，在转换片的面心设置能够连通成像通道的贯穿孔，尤其是在孔的环形壁上涂覆遮光的图层，能够有效地避免光线通道内的光线直接进入到成像通道，影响成像通道采集图像的质量，同时能够将成像通道内的光线和光线通道内的光线完全分隔开。

根据一种优选的实施方式，所述调节模块的板面上还设置有三个定位孔，在选择设置不同转换片插入到照明壳体内的情况下，所述定位孔能够与所述照明壳体外表面的定位模块相契合，使得转换片能够稳定地设置在所述照明壳体内；所述定位模块能够通过按压的方式解除与所述定位孔的连接状态，在无外力按压时，所述定位模块的杆体直接插入到所述定位孔中，从而实现所述调节模块和所述照明壳体的相对固定，通过在调节模块上设置能够控制其与照明壳体之间相对位置的定位模块，保证在选取合适的转换片后能够保证调节模块和照明壳体之间的相对固定，从而，使得转换片恰好对应光线通道，贯穿孔恰好连通成像通道。

根据一种优选的实施方式，所述光学成像组件包括用于接收采集眼部及泪膜表面图像的图像采集相机和接收眼部图像并构成成像光路得以将投影图传输投射到图像采集相机上的成像物镜，所述成像物镜的成像通道按照轴线与所述照明壳体的轴线重合的方式嵌入到所述照明壳体内部，且所述成像物镜的成像通道的管壁上涂覆有能够遮挡所述照明壳体内光源发出的光线直接从成像通道的管壁外侧射入到成像通道内的遮蔽涂层，所述构成成像通道的管道由多节共轴管路组成，其中，管道连接位置的设置有能够垂直嵌入所述调节模块和投影成像组件的间隙，通过在成像通道内涂覆特殊的防透光涂层能够有效地避免光线通道内的光线透射，影响图像采集相机采集的图像的质量。

根据一种优选的实施方式，所述检测装置还包括有握持部，所述握持部由相互垂直并构成L型的第一本体和第二本体一体成型，其中，所述握持部的第一本体远离第二本体的一端与所述照明组件靠近所述灯光源一端的端口可拆卸地连接，所述第一本体内设置有用于接收采集眼部及泪膜表面图像的图像采集相机和部分连接图像采集相机的成像物镜，所述成像物镜贯穿所述第一本体的端面并插入到所述照明组件内，且所述成像物镜远离所述图像采集相机的一端与所述投影成像组件表面平齐，所述握持部能够方便检测时操作人员进行装置的握持和相应调节模块的转换片的调节，而且还能够有效地安装光学成像组件，降低了空间的占用，方便携带和使用。

根据一种优选的实施方式，用于握持的第二本体的内部设置有为所述图像采集相机和灯光源提供电源的电池、用于安装存储原始采集图像的SD卡并与所述图像采集相机数据连接的SD卡槽以及用于传输图像的USB接口，通过设置存储单元和传输单元，既能够方便将采集图像进行显示端传输，还能够方便医护人员进行图像查看；同时，SD卡槽可以用于安装SD储存卡，能够在传输数据的同时对数据进行原始图像的备份，避免当PC机发生故障或数据丢失时，医护人员可以直接从装置中的SD储存卡调取患者检测时的原始检测图像数据。

本发明的技术方案是提供基于投射优化的Placido盘的干眼症检测方法，设置照明组件、贯穿所述照明组件并构成成像通道的光学成像组件和能够被照明组件照射后在眼角膜上投射出明暗相间条纹状的投影像的投影成像组件，所述投影成像组件按照将照明组件发出的光线照射或遮挡投影到角膜的方式设置多种调节模式，选取投影成像组件处于第一调节模式，所述照明组件发出的光线在光线通道进行漫反射后照射在角膜上，从而获取暴露在光线下的眼部图像；当投影成像组件处于第二调节模式时，所述照明组件发出的光线经过投影成像组件后能够均匀地汇聚到眼角膜表面且穿过所述投影成像组件后的投影光线能够以明暗交错且间距均匀的方式投影在角膜表面，其中，所述投影成像组件的透射模块能够将发生漫反射的光线进行设定照射方向的引导汇聚，从而使得条纹状的投影像具有清晰的明暗对比度；当投影成像组件处于第三调节模式时，所述投影成像组件按照隔断光线通道的方式将所述照明组件发出的设定光线限制在光线通道内部，从而使得所述照明组件发出光线可选择地照射或遮挡。

附图说明

图1是本发明的一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置的优选实施例的结构示意图；

图2是本发明的一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置的优选实施例的侧视图；

图3是本发明的一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置的优选实施例的灯光源的平面排布示意图。

附图标记列表

1：握持部 2：光学成像组件 3：照明组件

4：投影成像组件 11：第一本体 12：第二本体

13：电池 14：SD卡槽 15：USB接口

16：照明开关 17：相机开关 21：图像采集相机

22：成像物镜 31：照明壳体 32：调节模块

33：灯光源 34：光扩散板 41：Placido环

42：透光片 43：遮光片 321：第一转换片

322：第二透光片 323：第三转换片 324：定位孔

311：定位模块

具体实施方式

下面结合附图1-3进行详细说明。

一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置，可以包括以下部件中的至少一个：握持部1、光学成像组件2和照明组件3。

照明组件3能够根据需求进行光线波长转换从而发出不同波长和颜色的检测光线。部分安装在握持部1的内部的光学成像组件2的成像通道按照贯穿握持部1并插入到照明组件3内的方式进行设置，从而实现握持部1和照明组件3的连接。照明组件3靠近握持部1的一端的端口上设置有能够与握持部1的一端螺纹连接的内螺纹。握持部1的一端设置有与照明组件3螺纹连接的内螺纹。通过相互契合的螺纹连接，从而进一步的提高握持部1和照明组件3的连接稳定性以及设置在两者内部的光学成像组件的稳定性。

如图1所示，握持部1由相互垂直并构成L型连接结构的第一本体11和第二本体12按照一体成型的方式设置。握持部1的第一本体11远离第二本体12的一端与照明组件3的一端可拆卸地连接。第一本体内还设置有用于接收采集眼部及泪膜表面图像的光学成像组件2。用于握持的第二本体12的内部社会有能够为照明组件3和光学成像组件2提供电源的电池13。优选的，电池13和照明组件3、光学成像组件2电连接。第二本体12的内部还设置有用于安装能够存储原始采集预想的SD卡的SD卡槽14以及用于传输图像到PC机或显示装置的USB接口15。SD卡槽与光学成像组件2中的图像采集单元数据连接。通过设置存储单元和传输单元，既能够方便将采集图像进行显示端传输，还能够方便医护人员进行图像查看；同时，SD卡槽可以用于安装SD储存卡，能够在传输数据的同时对数据进行原始图像的备份，避免当PC机发生故障或数据丢失时，医护人员可以直接从装置中的SD储存卡调取患者检测时的原始检测图像数据。优选的，第二本体12上还设置有方便控制照明组件3和光学成像组件2的开关。电池13通过连接有照明开关16和相机开关17的导线分别连接照明组件3和成像组件2。使用时，根据需求打开照明开关16，然后进行眼部光线投影或光线直接照射，当需要采集图像时，通过握持装置的食指按压下相机开关17进行图像采集，完成采集后松开相机开关17即可。

光学成像组件2包括用于接收采集眼部及泪膜表面图像的图像采集相机21和接收眼部图像并构成成像光路得以将投影图传输投射到图像采集相机21上的成像物镜22。图像采集相机21和成像物镜22均安装在第一本体11中，且成像物镜22的成像通道贯穿第一本体11靠近光照组件3的端面，并延伸到光照组件3的内部。优选的，成像物镜22的成像通道按照自身轴线与光照组件3的轴线重合的方式嵌入到照明壳体31的内部。成像物镜22的成像通道的管壁上涂覆有能够遮挡光照组件3内发出的光线直接从成像通道的管壁外侧射入到成像通道内的遮蔽涂层。构成成像通道且位于光照组件3内部的管道由多节共轴管路组成。通过在成像通道内涂覆特殊的防透光涂层能够有效地避免光线通道内的光线透射，从而影响图像采集相机采集的图像的质量。

照明组件3包括照明壳体31、垂直于照明壳体31且能够按照插入到照明壳体31内的方式改变光源发出光线波长的调节模块32和垂直于照明壳体31且能够按照插入到照明壳体31内的方式将转换后的光线明暗相间的投射到眼部的投影成像组件4。如图2所示，构成成像通道的多节共轴管道的连接位置恰好为能够垂直嵌入调节模块32和投影成像组件4的间隙。调节模块32包括多种能够根据需求可调节地将不同的调节模块嵌入到由照明壳体31限定的光照通道内转换片，通过设置调节模块从而实现将光源光线滤出设定波长的光线。如图3所示，照明光源构成的光源面板按照能够获取沿壳体构成的光线通道的延伸方向照射出亮度均匀的光线的方式设置有若干组呈环形排布的单色光LED灯单元，该单色光LED灯选用钴蓝光LED灯，从而使得发出的初始第一光线为钴蓝光。投影成像组件4按照能够将转换后的光线分隔成明暗交错且间距均匀的投影像的方式设置在调节模块32靠近眼部的一侧。投影成像组件4还设置有能够完全遮挡光线通道的挡板。通过设置能够对光源光线进行转换的调节模块，能够在减少灯光源控制开关的同时减少灯光源数量的需求，从而实现仅需要单一波长的光源设置就能够获取多种波长的不同颜色光线的需求。另外，由于去掉了多种灯光交替开闭的调控开关避免了不断重复循环调控开关选取合适光线而导致装置寿命缩短的问题。

调节模块32被设置为一个具有至少三种调节效果转换片的转换板。优选的，经过转化板32后的钴蓝光线而转化出的第二光线和第三光线分别为能够通过投影像对泪膜破裂位置进行准确的定位以及计算其破裂时间，并基于此观察泪膜脂质层的厚度变化的红外光线和观察睑板腺的实际情况的白光。转换板沿其长度方向分别设置有第一转换片321、第二透光片322和第三转换片323。第一转换片321能够将灯光源33发出的钴蓝光转换成设定波长且能够通过投影像对泪膜破裂位置进行准确的定位以及计算其破裂时间的红外光。第二透光片322不改变所述灯光源33所发出的钴蓝光，从而在荧光素与丽丝胺绿染色后的眼表，利用钴蓝光直接照射眼部，根据观察是否存在点染情况，进而方便采集用于观察角结膜损伤情况的图像。第三转换片323能够将灯光源33发出的钴蓝光转换成能够观察睑板腺的实际情况或对初始检查时对患者的眼部病症进行初始判断的白光。优选的，根据将钴蓝光转化为红外光线的需求，荧光粉按重量百分比计包括40-70％的氮元素、10-30％的硅元素以及6-20％的稀土元素，稀土元素选自铕、钇、铈、镓、镥、钪和钆，其中，稀土元素可以是上述元素中的一种或多种。第二转化模块可以选用将绿色(波长范围500～540nm)荧光粉、红色(波长范围600～660nm)荧光粉和K₂SiF₆:Mn⁴⁺粉体与灌封胶均匀混合制成的光转化模块。其中，优选的，绿色荧光粉为Lu_2.98Al₅O₁₂:0.02Ce³⁺，其通过按照化学计量比，将Lu₂O₃粉体、Al₂O₃、CeO₂混合并在还原气氛高温烧结并退火制得。其中，煅烧温度为900～1400℃，时间为2～6h。红色荧光粉为Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺，通过将SrCO₃、SiO₂、Si₃N₄、Eu₂O₃为按照化学计量比Sr₂Si₅N₈:Eu²⁺混合均匀，在还原气氛下升温至1400～1600℃，反应5～9h，待烧结完后进行退火处理后得到。K₂SiF₆:Mn⁴⁺粉体的制备方法为：按照化学计量比，将SiO₂放入HF/KMnO₄水溶液中静置，得到K₂SiF₆:Mn⁴⁺。第一转换片321、第二透光片322和第三转换片323的大小与照明壳体31内的光照通道的横截面积相等。且第一转换片321、第二透光片322和第三转换片323各自的面心位置分别设置有连通成像通道的贯穿孔。贯穿孔的孔环面上涂覆有能够与成像通道管道壁相互对接形成无光通道的遮蔽涂层。通过设置多种调节效果的转换片，能够方便操作者选取需要的转换片获取不同波长的检测光线。尤其是不同转换片的颜色、标识等不同，操作时的调节方式不同，能够有效地避免操作者在无意识或惯性思维作用下做出有误的操作。另外，在转换片的面心设置能够连通成像通道的贯穿孔。尤其是在孔的环形壁上涂覆遮光的图层，能够有效地避免光线通道内的光线直接进入到成像通道，影响成像通道采集图像的质量，同时能够将成像通道内的光线和光线通道内的光线完全分隔开。调节模块32的板面上还设置有三个定位孔324。在选择设置不同转换片插入到照明壳体31内的情况下，定位孔324能够与照明壳体31外表面的定位模块311相契合，使得转换片能够稳定地设置在照明壳体31内。定位模块311能够通过按压的方式解除与定位孔324的连接状态。在无外力按压时，定位模块311的杆体直接插入到定位孔324中，从而实现调节模块32和照明壳体31的相对固定。定位模块通过支座设置照明壳体31的表面，两个平行的支座通过套接有调节弹簧的转动杆连接，转动杆上还设置有定位杆体。使用时，通过按压定位杆体的一端，从而使得定位杆体的另一端旋转而脱离定位孔。当完成设定转换板的选取后再重新松开定位杆体，使得其插入到定位孔中。通过在调节模块上设置能够控制其与照明壳体之间相对位置的定位模块，保证在选取合适的转换片后能够保证调节模块和照明壳体之间的相对固定，从而，使得转换片恰好对应光线通道，贯穿孔恰好连通成像通道。

投影成像组件4的板面上沿其长度方向设置有Placido环41、透光片42和遮光片43。在Placido环41插到光线通道时，所述Placido环41将光线分割遮挡并形成纵横交错且条纹宽度、间距相等的明暗相间的条纹投影像。在透光片42插入到光线通道时，经调节模块32处理后的光线直接投射在患者眼部。在遮光片43插入到光线通道内时，照明壳体31内的光源发出的光线全部被遮挡在光线通道内。Placido环41、透光片42和遮光片43的大小与照明壳体31内的光照通道的横截面积相等。投影成像组件4的板面宽度小于照明壳体31的宽度，使得投影成像组件4能够沿垂直于照明壳体31的轴线插入或拔出照明壳体31。照明壳体31上设置有贯穿其壳体且恰好对应投影成像组件4板体的侧面的定位螺栓。通过旋转定位螺栓就能够实现照明壳体31与投影成像组件4之间的相对位置固定。Placido环41、透光片42和遮光片43的厚度均大于所述投影成像组件4的板面的厚度，从而使得。Placido环41、透光片42和遮光片43能够按照过盈配合的方式嵌入到照明壳体31的缝隙或成像通道的间隙位置处。通过将投影成像组件4插入到光线通道内进行光线遮挡或透射的部分设置为厚略大于缝隙宽度的厚度，从而实现能够相对位置固定且避免出现漏光的过盈配合。

照明组件3还包括设置有由若干组呈环形排布的单色光LED单元构成的能够发出钴蓝光的灯光源33和镶嵌在照明壳体31的内部光线通道内且位于调节模块32和投影成像组件4之间的光扩散板34。灯光源33按照环形排布的方式直接镶嵌在垂直于照明壳体31轴线的板面上。且灯光源33发出的光线经光扩散板34进一步均匀扩散后照射在投影成像组件4上，使得光线照射投影成像组件4形成明暗相间且亮度均匀的栅格投影。灯光源33、光扩散板34的面心位置也设置有能够插入构成成像物镜22的成像通道管体的贯穿孔。灯光源33至少包括有三个环形LED灯单元构成的板面光源。灯光源33的板面按照垂直于照明壳体31的轴线的方式镶嵌在照明壳体31内。光扩散板34与灯光源33之间的间距为10-15cm。通过仅设置单一波长的环形排布光源，大大降低了光源设置的成本同时能够发射出较为均匀的光线，同时通过设置光扩散板能够进一步的提高光线扩散的均匀性，使得照射出的光线或投影像的亮度更加均匀。

实施例1

一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置，可以包括以下部件中的至少一个：握持部1、光学成像组件2、照明组件3和投影成像组件4。

握持部1的内部设置有贯穿照明组件3的轴心位置的光学成像组件2。照明组件3的一端连接有投影成像组件4。在照明组件3的灯光源33对投影成像组件4进行照射形成的光影像定位投影到患者眼睛泪膜上时，照明组件3部分透过投影成像组件4照射在泪膜上的光线能够经过泪膜反射。此时，穿过照明组件3的光学成像组件2能够直接获取到泪膜表面图像。优选的，照明组件3靠近握持部1的表面设置有与握持部1的壳体外周相契合的环状螺纹口，从而在握持部1的沿轴线方向的一端的壳体外周表面设置有外螺纹时，照明组件3和握持部1能够按照螺纹连接的方式相互连接。光学成像组件2获取的图像能够直接发送到指定的具有干眼检测单元的PC机上。

优选的，光学成像组件2包括用于接收采集泪膜表面图像的图像采集相机21和接收泪膜上形成的投影图并构成成像光路得以将投影图传输投射到图像采集相机21上的成像物镜22。图像采集相机21和成像物镜22均沿投影成像光路设置在握持部1的壳体内部。成像物镜22贯穿握持部1的端部壳体并部分嵌入安装在照明组件3的轴心位置，从而实现握持部1与所述照明组件3的连接。当照明组件3将投影成像组件4的像投影到患者眼睛泪膜上时，照明组件3从投影成像组件4的空隙透射在泪膜上的光经过泪膜反射后，再通过贯穿镶嵌在照明组件3的轴心位置上的成像物镜22将泪膜表面图像成像传输到图像采集相机21上。当患者眼部泪膜完整正常时，图像采集相机21上采集到的人眼表面泪膜图像为明暗纹路间隔且纵横交错的纹路轮廓完整的图像。当人眼表面上的泪膜破裂时，图像采集相机采集到的人眼泪膜上的纹路轮廓扭曲破裂无法构成完整的明暗间隔均匀分布的图像。进而，通过图像采集相机21在设定时间内采集到的患者眼睛表面泪膜从完整到破裂时的一系列成像照片，再经过相应的LSTM网络的图像算法的后续处理，就能够计算获取到该患者的泪膜破裂时间，从而就能够判断出患者泪膜破裂的时间长短是否是在正常的泪膜破裂时长的阈值范围之内，从而判断出患者是否患有干眼症。

照明壳体31的一端套接在握持部1的一端。照明壳体31的端口内表面设置有与握持部1的壳体外周表面相契合的内螺纹。在照明组件3的照明壳体31与握持部1螺纹连接时，贯穿握持部1端部的成像物镜22延伸到握持部1外侧的一端部分嵌入到照明壳体31上。照明壳体31垂直于自身轴线的板面上均匀地设置有照射灯。优选的，照射灯沿板面中心由内向外的设置有多组环形照射灯单元。该板面的中心位置设置有安装成像物镜22的贯穿孔。板面的每一环形单元上设置有均匀环状排列的钴蓝光灯，使得整个板面能够发出亮度较为均匀的光线。优选的，照明壳体31的内壁涂覆有黑色不透明涂层，使得在具有内腔的照明壳体31内部的照明结构所发出的光线能够在照明壳体31的内腔结构中充分的漫反射，使得光源均匀的向设定方向照射。照明壳体31远离握持部1的一端还连接有调节模块32和投影成像组件4。在调节模块32和投影成像组件4之间还设置有光扩散板34，使得经照射灯单元发出的光线在调节模块32进行转换获得设定波长的光线能够得到进一步的提高其扩散均一性。使得经光扩散板34的光线能够足够均匀地照射在投影成像组件4上，有效地消除了光源光线传输过程中的发散，导致光线明暗程度不均匀的缺陷。使用时可以根据需求进行控制调节从而使得照明组件3能够发出不同的光线。其中，红外光模式用于检测泪膜破裂地点，并基于此观察泪膜脂质层的厚度变化；白光模式用于进行眼部检测的初步观察和普通眼科疾病的检测，方便医护人员利用本设备进行常规的需要在光源下进行观察诊断的眼科检查，并能够帮助医护人员做出病症的大方向上的初步判断，从而能够进行有针对性的睑板腺的实际情况观察和泪膜脂质层的厚度变化；钴蓝光模式用于检查角结膜的损伤情况。

使用时，可以通过调节选取调节模块32的不同转换片和投影成像组件4的不同透光板进行检测。例如，打开钴蓝光光源开关和图像采集相机开关，当选取白光转换片且无栅格透光板时，照明组件发出白色光线，将白光源直接对准患者眼睛泪膜表面，方便光学成像组件2获取灯光照射下的眼部图像。白色光能够方便医护人员直接对眼周的睑板腺的实际情况进行观察。当选取红外光滤波片和栅格透光板时，医护人员通过红外光线照射下的投影像对泪膜破裂位置进行准确的定位以及计算其破裂时间。当需要对患者角结膜的损伤情况进行观察时，首先需要在患者的通过荧光素与丽丝胺绿对眼表进行染色，然后选取无转换透光片和无栅格透光板进行照射，医护人员通过在钴蓝光线下的眼部进行观察，通过探测是否有点染情况，实现用于检查判断角结膜是否存在损伤。在完成检测后，关闭照明和相机电源，同时将栅格模块的遮挡板调节到光线通道中。

优选的，光学成像组件2采集的眼部图像可以利用光学成像组件中设置的单片机采用WIFI、蓝牙或者USB接口等形式发送给具有干眼检测单元的PC机。实现了检测装置能够支撑多种传输，能够实时地管理存储患者的眼部病情采集结果到PC机上，方便医护人员即使进行结果查看和患者数据信息的模块化存储。优选的，握持部1上还设置有电池、SD卡槽、USB接口和无线传输信号发生器中的任意一个或者任意多个的结合。通过设置电池能够直接为图像采集相机和照明灯单元提供电源，使得装置手持时使用更加方便避免了连接线的缠绕等。电池可以采用常规的小型电器使用的可充电电池，在电能储存较低时，能够直接通过交流电进行充电。SD卡槽可以用于安装SD储存卡，能够在传输数据的同时对数据进行原始图像的备份，避免当PC机发生故障或数据丢失时，医护人员可以直接从装置中的SD储存卡调取患者检测时的原始检测图像数据。通过设置USB接口和无线传输信号可以保证干眼检测手持成像装置既可以通过无线信号传输又可以通过端口传输，从而保证手持成像装置的灵活度高。

实施例2

一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测方法，包括上述实施例中的干眼检测手持成像装置和与该手持成像装置连接的PC机。使用时，手持成像装置将采集到的患者眼部的图像发送到PC机，对应的PC机在接受到眼部投影图像后进行相应的处理分析，并基于相对应的对比分析结果向医护人员提供诊断建议，方便医护人员根据PC机上展示出来的患者眼部图片更加准确地诊断出是否患有干眼症等情况。

PC机包括图像处理单元，该图像处理单元能够对已获取的眼部图像进行处理和对比分析，方便医护人员对照参考进行干眼症症状的诊断。PC机还包括干眼检测单元，该检测单元具有辅助医护人员检测判断泪膜破裂时间和泪膜破裂地点的破裂时间测量功能；该检测单元还具有对比观察多张图像中泪膜脂层厚度变化的泪膜脂质层测量功能。所述PC机内还设置有观察在白光照射下的睑板腺成像图像的成像模块、计算出泪河高度的泪河高度识别分割模块以及用于显示所有手持成像装置采集到的图像的显示器。

具体的，首先将任一种转换片插入到光线通道中，将投影成像组件4的栅格产生的投影投射到从中心向周边的眼角膜表面上，使得以瞳孔中心的整个角膜都处于投影像覆盖范围之内。当照明组件3选择第三转换片323作为调节元件时，照射在患者眼部的白光可以获取第一眼部图像，能够根据展示在PC机上的第一眼部图像进行睑板腺的排布情况进行观察分析并能够进行泪河高度检测。当第一转换片321转换后的红外光对眼部泪膜进行照射时能够获取患者眼部泪膜的第二眼部图像，PC机能够根据接收的多张第二眼部图像对泪膜破裂位置进行准确的定位以及计算其破裂时间。另外，当灯光源产生的钴蓝光灯33直接照射荧光素与丽丝胺绿染色后的眼表，能够获取到患者眼部的第三眼部图像，通过观察分析图像中是否有点染情况，从而判断出患者眼部的角结膜是否存在损伤。本装置通过将单一光源转化或合成出不同波长的光线和相机的供电系统的一体化设计，可以对患者泪膜的一定时间内的实时变化特征采用一组图像的方式进行快速地识别和采集，方便医护人员根据对比一组存在变化的泪膜图像从而准确的分析和判断是泪膜的破裂地点和破裂时间。同时，使得医护人员对泪河高度判定测量也更为标准化，提高医务人员对疾病判断的主观性和准确性。此外，对脂质层厚度判别也更为明显直观，对医务人员对疾病程度的判断提供更多帮助。并且，该干眼检测设备能快速的得出诊断结果，大大缩短传统装置有台式机体积大、成本高带来的缺点。

基于本实施例的集成多种检测干眼症检测功能的装置进行干眼检测的方法，包括以下步骤：

S1：首先，将打开灯光源和图像采集相机的电源开关，选取能够将钴蓝光源转换出白光的第三转换片插入到光线通道中，将白光照射栅格模块生成的明暗间隔的投影恰好对准患者眼睛泪膜的表面，完成定位后，调节成像开关，开启图像采集相机，医护人员对检查者的脂质层厚度的变化进行测量并采集图像进行传输储存，对传输到PC机的图像进行针对患者的泪河高度的检测；

S2:其次，选取能够将钴蓝光源转换出红外光的第一转换片插入到光线通道中，通过激发出的红外光线照射栅格模块生成的明暗交错的投影对患者的眼部睑板腺额成像状况的图像进行获取，并传输到PC机进行检测处理并为医护人员提供诊断建议，同时在显示器上进行图像展示；

S3:然后，将直接透过光线无调节功能的第二透光片插入到光线通道中，使得钴蓝光灯发出的钴蓝光直接照射荧光素与丽丝胺绿染色后的眼表，获取在钴蓝光下的眼部图像，并传输到PC机，并在显示器上进行显示，通过观察在该光源下的图像，观察分析是否存在有点染情况，进而判断角结膜是否存在损伤；

S4:最后，关闭照明灯源，完成相关图像数据采集，对传输到显示器上的多组图像照片进行对比分析，而判断泪膜的破裂、脂质层厚度的变化、睑板腺成像状况、泪河高度以及角结膜的损伤情况等。

其中，需要单独说明的是，上述四个步骤并不是按照前后顺序排列的，其各个步骤之间可以随意的更换顺序而不会影响最终的检查结果。在分别检测出泪膜的破裂、脂质层厚度的变化、睑板腺成像状况、泪河高度和角结膜的损伤情况之后，综合分析这几个检测结果即可总结得出该患者的干眼诊断结果。

S1中包括：

S11：白色光照射投影成像组件生成的同心环状投影能够充满患者整个眼部泪膜；

S12：通过成像装置获取此时检查者眼部的第一眼部图像，并将该第一眼部图像发送给PC机；

S13：PC机中的泪膜破裂地点与破裂时间测量模块实时的处理前后帧所述第一眼部图像中蜘蛛网点形边缘的变化，通过该变化分析出检查者泪膜的破裂时间并标定出检查者泪膜破裂的位置；医护人员在图像上标出泪河，并通过泪河高度识别分割模块计算出泪河的高度；此外，PC机中的泪膜脂质层形态测量模块对所述第一眼部图像进行增强处理，并通过所述PC机的显示端实时的观察脂质层厚度的变化情况。

S2包括：

S21：红外光照射投影成像组件生成的同心环状投影能够充满患者整个眼部泪膜；

S22：通过成像装置获取此时检查者眼部的第二眼部图像，并将该第二眼部图像发送给PC机；

S23：PC机中的睑板腺成像模块对所述第二眼部图像进行增强处理，并通过所述PC机的显示端实时的观察睑板腺的情况。

S3包括：

S31：钴蓝光照射投影成像组件生成的栅格投影能够充满患者整个眼部泪膜；

S32：通过成像装置获取此时检查者眼部的第三眼部图像，并将该第三眼部图像发送给PC机；

S33：PC机的检测模块对泪膜图像中是否存在荧光素纳进行处理分析，并通过所述PC机的显示端实时的观察角结膜的情况。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测装置，至少包括照明组件(3)、贯穿所述照明组件(3)并构成成像通道的光学成像组件(2)和能够被照明组件(3)照射后在眼角膜上投射出明暗相间条纹状的投影像的投影成像组件(4)，其特征在于，所述投影成像组件(4)按照将照明组件(3)发出的光线照射或遮挡投影到角膜的方式设置多种调节模式，其中，当投影成像组件(4)处于第一调节模式时，所述照明组件(3)发出的光线在光线通道进行漫反射后照射在角膜上，从而获取暴露在设定检测光线下的眼部图像；

当投影成像组件(4)处于第二调节模式时，所述照明组件(3)发出的光线经过投影成像组件(4)后能够均匀地汇聚到眼角膜表面且穿过所述投影成像组件(4)后的投影光线能够以明暗交错且间距均匀的方式投影在角膜表面，其中，所述投影成像组件(4)的透射模块能够将发生漫反射的光线进行设定照射方向的引导汇聚，从而使得条纹状的投影像具有清晰的明暗对比度；

当投影成像组件(4)处于第三调节模式时，所述投影成像组件(4)按照隔断光线通道的方式将所述照明组件(3)发出的设定光线限制在光线通道内部，从而使得所述照明组件(3)发出光线可选择地照射或遮挡。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述投影成像组件(4)的板面上沿其长度方向设置有Placido环(41)、透光片(42)和遮光片(43)，其中，在所述Placido环(41)插到所述光线通道时，所述Placido环(41)将光线分割遮挡并形成纵横交错且条纹宽度、间距相等的明暗相间的条纹投影像；

在所述透光片(42)插入到所述光线通道时，所述经调节模块(32)处理后的光线直接投射在患者眼部；

在所述遮光片(43)插入到所述光线通道内时，所述照明壳体(31)内的光源发出的光线全部被遮挡在所述光线通道内；

所述Placido环(41)、透光片(42)和遮光片(43)的大小与所述照明壳体(31)内的光照通道的横截面积相等，所述投影成像组件(4)的板面宽度小于所述照明壳体(31)的宽度，使得所述投影成像组件(4)能够按照沿垂直于所述照明壳体(31)的轴线的方式的插入或拔出所述照明壳体(31)，且能够通过照明壳体(31)上的定位螺栓进行相对位置固定；

所述Placido环(41)、透光片(42)和遮光片(43)的厚度均大于所述投影成像组件(4)的板面的厚度，使得所述Placido环(41)、透光片(42)和遮光片(43)能够按照过盈配合的方式嵌入到所述照明壳体(31)的缝隙或成像通道的间隙位置处。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述照明组件(3)包括照明壳体(31)、设置有由若干组呈环形排布的LED单元构成的能够发出第一光线的灯光源(33)和镶嵌在所述照明壳体(31)的内部光线通道内且位于调节模块(32)和投影成像组件(4)之间的光扩散板(34)，所述灯光源(33)按照环形排布的方式直接镶嵌在垂直于所述照明壳体(31)轴线的板面上，且所述灯光源(33)发出的光线经所述光扩散板(34)进一步均匀扩散后照射在所述投影成像组件(4)上，使得光线照射穿过处于第二模式下的成像组件(4)而形成明暗相间且亮度均匀的同心圆状投影。

4.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述调节模块(32)被设置为一个具有至少三种调节效果转换片的转换板，所述转换板沿其长度方向分别设置有第一转换片(321)、第二透光片(322)和第三转换片(323)，其中，所述第一转换片(321)能够将所述灯光源(33)发出的第一光线转换成设定波长并方便所述光学成像组件(2)采集图像的第二光线；所述第二透光片(322)以不改变所述灯光源(33)的光线波长的方式进行设置；所述第三转换片(323)能够将所述灯光源(33)发出的第一光线转换成能够对眼部病症初步诊断的第三光线；

所述第一转换片(321)、第二透光片(322)和第三转换片(323)的大小与所述照明壳体(31)内的光照通道的横截面积相等，且其各自的面心位置分别设置有连通成像通道的贯穿孔，所述贯穿孔的孔环面上涂覆有能够与所述成像通道管道壁相互对接形成无光通道的遮蔽涂层。

5.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述调节模块(32)的板面上还设置有三个定位孔(324)，在选择设置不同转换片插入到照明壳体(31)内的情况下，所述定位孔(324)能够与所述照明壳体(31)外表面的定位模块(311)相契合，使得转换片能够稳定地设置在所述照明壳体(31)内；所述定位模块(311)能够通过按压的方式解除与所述定位孔(324)的连接状态，在无外力按压时，所述定位模块(311)的杆体直接插入到所述定位孔(324)中，从而实现所述调节模块(32)和所述照明壳体(31)的相对固定。

6.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述光学成像组件(2)包括用于接收采集眼部及泪膜表面图像的图像采集相机(21)和接收眼部图像并构成成像光路得以将投影图传输投射到图像采集相机(21)上的成像物镜(22)，所述成像物镜(22)的成像通道按照轴线与所述照明壳体(31)的轴线重合的方式嵌入到所述照明壳体(31)内部，且所述成像物镜(22)的成像通道的管壁上涂覆有能够遮挡所述照明壳体(31)内光源发出的光线直接从成像通道的管壁外侧射入到成像通道内的遮蔽涂层，所述构成成像通道的管道由多节共轴管路组成，其中，管道连接位置的设置有能够垂直嵌入所述调节模块(32)和投影成像组件(4)的间隙。

7.如权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述灯光源(33)、光扩散板(34)的面心位置也设置有能够插入构成所述成像物镜(22)的成像通道管体的贯穿孔，所述灯光源(33)至少包括有三个环形LED灯单元构成的板面光源，所述灯光源(33)的板面按照垂直于所述照明壳体(31)的轴线的方式镶嵌在所述照明壳体(31)内；所述光扩散板(34)与所述灯光源(33)之间的间距为10-15cm。

8.如权利要求6所述的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括有握持部(1)，所述握持部(1)由相互垂直并构成L型的第一本体(11)和第二本体(12)一体成型，其中，所述握持部(1)的第一本体(11)远离第二本体(12)的一端与所述照明组件(3)靠近所述灯光源(33)一端的端口可拆卸地连接，所述第一本体(11)内设置有用于接收采集眼部及泪膜表面图像的图像采集相机(21)和部分连接图像采集相机的成像物镜(22)，所述成像物镜(22)贯穿所述第一本体(11)的端面并插入到所述照明组件(3)内，且所述成像物镜(22)远离所述图像采集相机(21)的一端与所述投影成像组件(4)表面平齐。

9.如前述权利要求8所述的检测装置，其特征在于，用于握持的第二本体(12)的内部设置有为所述图像采集相机(21)和灯光源(33)提供电源的电池(13)、用于安装存储原始采集图像的SD卡并与所述图像采集相机(21)数据连接的SD卡槽(14)以及用于传输图像的USB接口(15)。

10.一种基于投射优化的Placido盘的干眼症检测方法，其包括如下步骤：

设置照明组件(3)、贯穿所述照明组件(3)并构成成像通道的光学成像组件(2)和能够被照明组件(3)照射后在眼角膜上投射出明暗相间条纹状的投影像的投影成像组件(4)，所述投影成像组件(4)按照将照明组件(3)发出的光线照射或遮挡投影到角膜的方式设置多种调节模式，

选取投影成像组件(4)处于第一调节模式，所述照明组件(3)发出的光线在光线通道进行漫反射后照射在角膜上，从而获取暴露在光线下的眼部图像；

当投影成像组件(4)处于第二调节模式时，所述照明组件(3)发出的光线经过投影成像组件(4)后能够均匀地汇聚到眼角膜表面且穿过所述投影成像组件(4)后的投影光线能够以明暗交错且间距均匀的方式投影在角膜表面，其中，所述投影成像组件(4)的透射模块能够将发生漫反射的光线进行设定照射方向的引导汇聚，从而使得条纹状的投影像具有清晰的明暗对比度；

当投影成像组件(4)处于第三调节模式时，所述投影成像组件(4)按照隔断光线通道的方式将所述照明组件(3)发出的设定光线限制在光线通道内部，从而使得所述照明组件(3)发出光线可选择地照射或遮挡。

Images