CN113616156A - 一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置 - Google Patents

一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，包括头戴部和摄像手机；头戴部设置在患者的头部；头戴部包括罩设在患者眼部的眼罩，眼罩上有照明光源，眼罩上连接有固定装置，固定装置用于将眼罩固定在患者眼部；摄像手机用于拍摄患者眼部图像；眼罩与摄像手机之间连接有连杆。本发明解决了拍摄过程中头部固定的问题，不使用眼科测量中难以移动的额带和下颌托组成的头部固定器，也能得到人在不同体位下的人眼图像。本发明简单便携，多维度可调，适应不同人群使用的同时提高使用者使用的舒适性。

Description

一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置
技术领域
本发明涉及眼视光技术领域，特别是涉及一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置。
背景技术
角膜屈光手术中手术中心的选取，对于术后人眼成像质量存在重要的影响。屈光手术前的测量均在坐位下完成，而手术却是在躺位下完成的。研究表明，不同体位下，人眼的瞳孔中心位置和大小都有会发生一定变化，从而给手术效果带来了一定的不确定性，影响术后人眼成像质量。因此，有必要测量不同体位下人眼瞳孔中心、瞳孔直径以及角膜反光点在不同体位下的变化情况。
现有的眼科设备，如角膜地形图仪，能够测量坐位情况的人眼瞳孔信息，但无法测量躺位下人眼数据。而手术中设备中的虹膜定位追踪等技术，测量的是躺位下的人眼瞳孔信息，无法测量坐位下的瞳孔信息。如果采用不同设备，分别测量坐位和躺位下的人眼瞳孔信息，则由于不同仪器拍摄时视标不同，不能保证拍摄不同体位时眼部图像的统一性，如果直接比较两台设备的测量结果，则存在一些不确定因素。此外，这些设备都是大型医疗器械，功能全，但是价格昂贵，不便于移动。
本研究提出了一种价格低廉、结构简单，重量轻，便于手持移动的测量装置。更重要的是，采用该装置，可以测量坐位和躺位下的人眼瞳孔及角膜反光点信息，解决了上述临床设备存在的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，包括头戴部和摄像手机；
所述头戴部设置在患者的头部；
所述头戴部包括罩设在患者眼部的眼罩，所述眼罩上连接有固定装置，所述固定装置用于将所述眼罩固定在患者眼部；
所述眼罩内设有照明装置，所述照明装置围绕设置在所述眼罩与患者眼部对应的位置；
所述摄像手机用于拍摄患者眼部图像；
所述眼罩与所述摄像手机之间连接有连杆。
优选的，所述固定装置包括第一固定带，所述第一固定带的两端分别与所述眼罩的两端固接；所述眼罩的顶端还连接有第二固定带的一端，所述第二固定带的另一端与所述第一固定带固接。
优选的，所述第一固定带和所述第二固定带均为带有弹力的柔性带。
优选的，所述眼罩包括外框，所述第一固定带的两端分别与所述外框的两侧固接；所述第二固定带与所述外框连接的顶面固接，所述连杆与所述外框远离所述第一固定带的一侧铰接；所述外框开设有第一孔和第二孔，所述第一孔与所述第二孔关于所述外框中心对称；所述照明装置设置在所述外框朝向患者的一侧；所述外框朝向患者的一侧设置有贴合组件，所述贴合组件设置在所述照明装置外围。
优选的，所述贴合组件包括鼻梁托架和面部贴合条，所述鼻梁托架固定在所述外框朝向患者的一侧的中心，所述鼻梁托架位于所述第一孔和所述第二孔的下方；所述面部贴合条固定在所述照明装置的外侧并与所述外框固接。
优选的，所述照明装置包括若干并联的照明灯，若干所述照明灯并联成环形设置在所述第一孔和所述第二孔四周。
优选的，所述连杆包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述外框铰接，所述伸缩杆的另一端连接有可调支撑组件，所述可调支撑组件与所述摄像手机可拆卸连接。
优选的，所述可调支撑组件包括托架，所述托架与所述伸缩杆固接，所述托架上滑动连接有夹具；所述摄像手机卡接在所述托架和所述夹具之间。
优选的，所述托架包括连接套筒，所述连接套筒与所述伸缩杆固接；所述连接套筒铰接有托板，所述托板远离所述外框的一端固接有连接柱，所述连接柱与所述托板垂直，所述夹具滑动连接在所述连接柱上；所述连接套筒与所述托板支架之间设置有升降旋钮。
优选的，所述照明灯为LED灯。
本发明公开了以下技术效果：本发明提供一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，通过设置可调节的头戴部，使患者的头部位置在任何体位下相对于摄像手机位置恒定不动，从而保证注视点位置不变，摄像手机位置不变，提升测量精度和准确性，实现测量坐位和躺位下的患者瞳孔信息和角膜反光点图像信息，然后将获得的图像信息导出后，经过处理即可得到人眼的瞳孔中心数据和角膜反光点数据；本发明通过设置连杆，调摄像手机相对于患者通孔的位置，使其在同一水平线上，同时距离可调，满足测量时的不同需求；本发明通过设置照明装置提供固定照明，对于人眼来说环境亮度保持不变，提供足够的照明，提高摄像手机拍摄图像的清晰度，同时，照明光被置于眼罩外一圈，照明光的反光像不会影响到角膜反光点的判定，易得清晰独立的角膜反光点。本发明操作简便、结构简洁实用，能较好地满足测量者不同体位的人眼参数测量需求，为提供可靠数据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置三维图；
图2为本发明拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置仰视图；
图3为本发明眼罩的结构图；
图4为本发明可调支撑组件的结构图；
图5为本发明具体实施时坐位下瞳孔中心位置分布图；
图6为本发明具体实施时仰卧位下瞳孔中心位置分布图；
图7为本发明具体实施时角膜反光点X轴上的的位移情况；
图8为本发明具体实施时角膜反光点Y轴上的的位移情况；
其中，1、第一固定带；2、照明灯；3、面部贴合条；4、伸缩杆；5、升降旋钮；6、摄像手机；7、外框；8、第二固定带；9、第一孔；10、第二孔；11、鼻梁托架；12、十字卡扣；13、螺丝钉；14、托架；15、夹具。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-4，本发明提供一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，包括头戴部和摄像手机6；
头戴部设置在患者的头部；
头戴部包括罩设在患者眼部的眼罩，眼罩上连接有固定装置，固定装置用于将眼罩固定在患者眼部；
眼罩内设有照明装置，照明装置围绕设置在眼罩与患者眼部对应的位置；
摄像手机6用于拍摄患者眼部图像；摄像手机6选用摄像效果好的手机，采用蓝蓝牙控制，定位好后不再接摄像手机6，降低对拍摄的影响；
眼罩与摄像手机6之间连接有连杆，连杆用于连接眼罩和手机，使眼罩和手机将对固定，防止晃动影响拍摄结果。
进一步优化方案，固定装置包括第一固定带1，第一固定带1的两端分别连接眼罩的两端；眼罩的顶端还连接有第二固定带8的一端，第二固定带8的另一端与第一固定带1连接；第一固定带1和第二固定带8均为带有弹力的柔性带；第一固定带1的两端分别与眼罩的两个侧边连接，并朝向患者方向，使用时，第一固定带1环绕在患者头部后方；第二固定带8的一端分别连接眼罩上侧的中间部位，另一端连接到第一固定带1的中间，第二固定带8与第一固定带1垂直，使用时，第二固定带8在患者的头顶，与第一固定带1形成三角形的稳定结构，第一固定带1和第二固定带8都是具有弹性和柔性材料，使用时更加舒适；第一固定带1和第二固定带8的长度都可以独立调节，以适应不同的患者。
进一步优化方案，眼罩包括外框7，第一固定带1和第二固定带8均与外框7连接，连杆与外框7远离第一固定带1的一侧铰接；外框7开设有第一孔9和第二孔10，第一孔9与第二孔10关于外框7中心对称；照明装置设置在外框7朝向患者的一侧；；外框7连接有贴合组件，贴合组件设置在照明装置外围；照明装置包括若干并联的照明灯2，若干照明灯2并联成环形设置在第一孔9和第二孔10四周，照明灯2为LED灯；照明灯2并联构成的灯带布置在第一孔9和第二孔10周边，用于拍摄过程补光照明，使拍摄更加清晰，同时提供光源，使其在患者瞳孔的对焦点反光，更加清楚地确定瞳孔对焦位置；照明灯2选用LED灯并联，LED灯的灯光柔和、稳定，亮度合适，既保证了照明的两路和稳定性，也不会使患者感到不舒服；并联在单个照明灯2损坏的情况下也能正常工作，不会影响拍摄效果。
进一步优化方案，贴合组件包括鼻梁托架11和面部贴合条3，鼻梁托架11固定在外框7朝向患者的一侧的中心，鼻梁托架11位于第一孔9和第二孔10的下方；面部贴合条3固定在照明装置的外侧并与外框7固接；鼻梁托架11和面部贴合条3都是柔性材料制作，使用时鼻梁托架11架设在患者的鼻梁上，防止外框7压疼患者，使患者感到不舒服；面部贴合条3在患者眼眶部位，支撑在外框7与患者的眼部之间，既支撑外框7，使其适应不同脸型的患者，防止外框7直接接触患者使患者感到难受，又能防止外界干扰通过外框7与患者面部的缝隙干扰拍摄。
进一步优化方案，连杆包括伸缩杆4，伸缩杆4的一端与外框7铰接，伸缩杆4的另一端连接有可调支撑组件，可调支撑组件与摄像手机6可拆卸连接；可调支撑组件包括托架14，托架14与伸缩杆4固接，托架14上滑动连接有夹具15；摄像手机6卡接在托架14和夹具15之间；托架14包括连接套筒，连接套筒与伸缩杆4固接；连接套筒铰接有托板，托板远离外框7的一端固接有连接柱，连接柱与托板垂直，夹具15滑动连接在连接柱上；伸缩杆4与外框7通过十字卡扣12铰接，十字卡扣12通过螺丝钉13固定外框7的底面中点；在使用时拉动夹具15，使其在连接柱上滑动，调节夹具15的顶部底面与托板顶面之间的距离，用于放置手机，手机的屏幕方向与连接柱紧贴，摄像头对象患者，连接柱、托板以及夹具15都包覆有柔性材料，放置于手机发生硬性碰撞；手机放置好后，松开夹具15，使其下滑直到夹具15顶部的底面接触首届的侧面，并将手机夹紧；连接套筒和托板之间设置有升降旋钮5，如果安装好后，手机的镜头与患者的眼睛不平，升降旋钮包连接有丝杆，丝杆分别螺纹连接托板和连接套筒，通过旋转升降旋钮5，调节托板和连接套筒的在丝杆上的位置，调节托板与连接套筒之间的距离，使手机的镜头与患者的眼睛对齐。
使用方法：
当使用者佩戴本发明前，打开照明灯2的电源，使照明灯2保持稳定发光的常亮状态。将手机的摄像头朝向患者方向，然后手提夹具15向上滑动，然后将手机放入夹具15和托架14的托板之间，然后停止对夹具15施加上提的力，夹具15缓慢下滑，直到将手机夹紧；将眼罩罩设到患者的脸部，患者的眼睛分别对准第一孔9和第二孔10；然后将固定装置放到患者的头部，通过调节第一固定带1和第二固定带8，使固定带适合于不同患者的头部尺寸，将本发明固定到患者的头部，以保持拍摄过程中相对人体位置不变。
将伸缩杆4长度设定为需要的尺寸，此处设置为30cm，目的是和临床激光近视手术中人眼和视标的相对位置对应起来。通过调节升降滑槽，调整夹具15的高度，通过调节托板在托架上的角度，即可调节手机座上手机的放置角度；通过升降旋钮5调节托板在托架14上的位置，即可调节手机座上手机的放置高度。
将手机夹持在可调支撑组件后，保证手机平面与伸缩杆垂直，高度上人眼和手机镜头持平。调整患者的身体体位，坐位、侧卧位下使伸缩杆与地面水平，正卧位位姿下使保持伸缩杆4与地面垂直；由于不同患者的眼部尺寸存在差异，调节升降旋钮5，升高或降低手机，使手机镜头正对眼睛前方，打开手机的闪光灯作为患者眼睛的注视点，手机对焦好后通过手机蓝牙进行拍摄，保证拍摄过程手机的稳定。
本发明解决了拍摄过程中头部固定的问题，不使用眼科测量中难以移动的额带和下颌托组成的头部固定器，也能得到人在不同体位下的人眼图像。本发明简单便携，多维度可调，适应不同人群使用的同时提高使用者使用的舒适性。
具体使用实例
使用专业的医疗器械，对30只眼睛的瞳孔中心位置进行标记，并将角巩膜缘定义为坐标原点，其中X轴位横向偏移位置，Y轴为纵向偏移位置。然后使用本发明对这30只眼睛坐位下的瞳孔中心位置做了标记，并将其定位位置与定义的坐标原点进行对比，可得到附图5所示的坐位下瞳孔中心位置分布图，可以看出，坐位条件下下瞳孔中心的位置集中在X轴：0.15±0.11mm，Y轴：0.08±0.0.16mm的范围内，其中当X>0时，观测点在靠近鼻子的一边，当X<0时，表示观测点在远离鼻子的一边。当Y＞0时，表示观测点在靠近额头的一边，Y＜0时，表示观测点在远离额头的一边。
在其他条件不变的情况下，将患者的体位由坐位变成仰卧位，然后仍以角巩膜缘中心作为坐标中心，X轴位横向偏移位置，Y轴为纵向偏移位置；等到如附图6所示的仰卧位下瞳孔中心位置分布图，可以看出，坐位条件下下瞳孔中心的位置集中在X轴：0.46±0.21mm，Y轴：0.37±0.14mm的范围内，其中当X>0时，观测点在靠近鼻子的一边，当X<0时，表示观测点在远离鼻子的一边。当Y＞0时，表示观测点在靠近额头的一边，Y＜0时，表示观测点在远离额头的一边。
使用结果
通过实验我们发现在X轴上：30只眼的瞳孔27只眼的瞳孔中心在都向鼻子一侧发生位移，3只眼没有发生明显的向鼻子一侧或反方向位移，在Y轴上：有24只眼发生了向额头一侧的位移，3只眼发生了反方向的位移，3只眼没有发生明显的位移。不难从数据中推知，大多数人的瞳孔位置会向着鼻子一侧靠近同时向着额头一侧移动，并且在X轴上的移动幅度是大于在Y轴上的移动幅度的。
在瞳孔反光点的测量过程发现，当把角膜缘中心作为坐标原点时。每个病人的反光点的位置均有较大差异，通过kolmogorov-smirnov检验法检验表明P>0.05,实验数据不具有正态分布特性，但是当受测者的体位发生变化时，反光点的位置变化情况却具有正态分布特性，因此我主要分析反光点的位移情况。其中X轴上的位移：0.19±0.13mm，具体见附图7所示，在Y轴上的位移：0.64±0.34mm，如图8所示。
可以看出角膜反光点在人的体位由坐位变成仰卧位时，30个反光点，有25个均向着鼻侧移动，5个向着鼻子外侧移动，在Y轴方向上都向着额头方向移动，很显然角膜反光点在Y轴的移动比它在X轴上移动幅度更加大。
因此可以看出，不同体位下，角膜反光点的位置具有较大偏差，需要多次测量。而本发明公开的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，结构简单，不需要使用眼科测量中难以移动的额带和下颌托组成的头部固定器即可完成不同体位下的通孔反光点位置的测量，得到不容体位下的人眼图像，方便医生快速定位手术点，提高手术的效率。
同时进一步升级中，可以将专业的处理软件或应用APP集成到拍摄手机6中，即可将拍摄的图像直接进行处理，直接输出所需的人眼的瞳孔中心数据和角膜反光点数据，而无需将拍摄手机6拍摄的图像导出到电脑后再进行处理，使用更加方便，可适用于更多不便于携带电脑的场合，提高适用范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：包括头戴部和摄像手机(6)；
所述头戴部设置在患者的头部；
所述头戴部包括罩设在患者眼部的眼罩，所述眼罩上连接有固定装置，所述固定装置用于将所述眼罩固定在患者眼部；
所述眼罩内设有照明装置，所述照明装置围绕设置在所述眼罩与患者眼部对应的位置；
所述摄像手机(6)用于拍摄患者眼部图像；
所述眼罩与所述摄像手机(6)之间连接有连杆。
2.根据权利要求1所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述固定装置包括第一固定带(1)，所述第一固定带(1)的两端分别与所述眼罩的两端固接；所述眼罩的顶端还连接有第二固定带(8)的一端，所述第二固定带(8)的另一端与所述第一固定带(1)固接。
3.根据权利要求2所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述第一固定带(1)和所述第二固定带(8)均为带有弹力的柔性带。
4.根据权利要求2所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述眼罩包括外框(7)，所述第一固定带(1)的两端分别与所述外框(7)的两侧固接；所述第二固定带(8)与所述外框(7)连接的顶面固接，所述连杆与所述外框(7)远离所述第一固定带(1)的一侧铰接；所述外框(7)开设有第一孔(9)和第二孔(10)，所述第一孔(9)与所述第二孔(10)关于所述外框(7)中心对称；所述照明装置设置在所述外框(7)朝向患者的一侧；所述外框(7)朝向患者的一侧设置有贴合组件，所述贴合组件设置在所述照明装置外围。
5.根据权利要求4所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述贴合组件包括鼻梁托架(11)和面部贴合条(3)，所述鼻梁托架(11)固定在所述外框(7)朝向患者的一侧的中心，所述鼻梁托架(11)位于所述第一孔(9)和所述第二孔(10)的下方；所述面部贴合条(3)固定在所述照明装置的外侧并与所述外框(7)固接。
6.根据权利要求5所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述照明装置包括若干并联的照明灯(2)，若干所述照明灯(2)并联成环形设置在所述第一孔(9)和所述第二孔(10)四周。
7.根据权利要求4所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述连杆包括伸缩杆(4)，所述伸缩杆(4)的一端与所述外框(7)铰接，所述伸缩杆(4)的另一端连接有可调支撑组件，所述可调支撑组件与所述摄像手机(6)可拆卸连接。
8.根据权利要求7所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述可调支撑组件包括托架(14)，所述托架(14)与所述伸缩杆(4)固接，所述托架(14)上滑动连接有夹具(15)；所述摄像手机(6)卡接在所述托架(14)和所述夹具(15)之间。
9.根据权利要求8所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述托架(14)包括连接套筒，所述连接套筒与所述伸缩杆(4)固接；所述连接套筒铰接有托板，所述托板远离所述外框(7)的一端固接有连接柱，所述连接柱与所述托板垂直，所述夹具(15)滑动连接在所述连接柱上；所述连接套筒与所述托板支架之间设置有升降旋钮(5)。
10.根据权利要求6所述的拍摄不同体位下人眼图像的头戴式装置，其特征在于：所述照明灯(2)为LED灯。
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