CN114203001A - 一种模拟眼及其制备参数的获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种模拟眼及模拟眼制备参数的获取方法，该方法包括：获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数；获取用于制作待制备模拟眼的材料参数，其中，材料参数为待制备模拟眼的模拟角膜选用的材料参数；获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，其中，待测眼压计用于测量眼内压，待制备模拟眼用于对待测眼压计进行标定；利用角膜前表面参数、材料参数、角膜压平半径、目标眼内压以及预先建立的关系函数，计算得到目标模拟角膜厚度，目标模拟角膜厚度、角膜前表面参数和材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。本发明可以非常容易的制备出所需目标眼压值的模拟眼，且模拟眼结构简单，成本低，易于实现。

Description

一种模拟眼及其制备参数的获取方法

技术领域

本发明涉及非接触式眼压计标定技术领域，具体涉及一种模拟眼及其制备参数的获取方法。

背景技术

眼内压是用来诊断青光眼或其他眼部疾病的重要参考依据。眼内压正常值的参考范围在8～21mmHg，当眼内压过高时则有可能造成青光眼，甚至是失明。

现有技术中关于测量眼内压的仪器主要包括：接触式眼压计和非接触眼压计。接触式眼压计主要有压平式和压陷式，基本原理都是使用外力压平角膜到一定的面积，通过读取外部压力数值得到眼内压，但存在患者之间的交叉感染风险。而非接触眼压计包括：喷气式眼压计，但非接触眼压计，常常需要采用标准模拟眼来进行标定，以提高其测量的精度。关于标准模拟眼的模型装置包括：中国专利CN105796183A中公开的，向标准模拟眼内部注入液体，通过控制液体的注入量来控制标准模拟眼眼压，从而对非接触眼压计进行标定，但该标定装置结构较为复杂，生产制造的成本比较高。

发明内容

因此，本发明要解决现有技术中模拟眼的生产制造成本高的技术问题，从而提供一种模拟眼及其制备参数的获取方法。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种模拟眼制备参数的获取方法，包括如下步骤：获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数；获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，其中，所述材料参数为所述待制备模拟眼的模拟角膜选用的材料参数；获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，其中，所述待测眼压计用于测量眼内压，所述待制备模拟眼用于对所述待测眼压计进行标定；利用所述角膜前表面参数、所述材料参数、所述角膜压平半径、目标眼内压以及预先建立的关系函数，计算得到目标模拟角膜厚度，其中，所述关系函数是所述目标眼内压与所述待制备模拟眼的所述目标模拟角膜厚度的关系函数，所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。

可选地，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径，或，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径、横径和垂直径。

可选地，所述材料参数包括材料的泊松比和弹性模量。

可选地，通过利用选用的材料的邵氏硬度计算得到所述弹性模量。

可选地，所述通过利用选用的材料的邵氏硬度计算得到所述弹性模量，包括：通过所述邵氏硬度计算得到剪切弹性模量；利用所述剪切弹性模量及所述泊松比计算得到所述弹性模量。

可选地，所述关系函数为：

其中，E为所述弹性模量、R为所述模拟角膜的曲率半径、v为所述材料的泊松比、r为所述角膜压平半径、t为所述目标模拟角膜厚度、P为所述目标眼内压。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种模拟眼，用于标定待测眼压计，所述模拟眼包括：模拟角膜，所述模拟角膜为一弧面结构，铺设在支撑结构上，所述模拟角膜的厚度采用上述任一项所述的模拟眼制备参数的获取方法确定。

可选地，所述模拟角膜与所述支撑结构之间中空，所述支撑结构为中空结构。

可选地，所述模拟角膜采用橡胶材料。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种眼压计标定方法，其特征在于，包括：利用第二方面中任一项所述的模拟眼对待测眼压计进行标定。

本发明技术方案，具有如下优点：

本实施例中，首先获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数，也就是模拟角膜的曲率半径，其次获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，也就是材料的泊松比、材料的弹性模量，并获取待测眼压计测量时的角膜压平半径。利用模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、目标眼内压以及目标模拟角膜厚度建立关系函数。根据关系函数，输入模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径、目标眼内压作为已知量，计算得到目标模拟角膜厚度。其中，所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。选定材料后，根据关系函数确定所需目标模拟角膜厚度，这样工厂只需要按照需求制造出相应的材料和模拟角膜厚度，即可制备出所需目标眼压值的模拟眼，且模拟眼结构简单，成本低，易于实现，数据准确可靠且具有高度的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中一种模拟眼制备参数的获取方法的一个具体示例的流程图；

图2为本发明实施例1中目标模拟角膜厚度与目标眼内压呈非线性关系的一个具体示例的曲线示意图；

图3为本发明实施例2中一种模拟眼的一个具体示例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种模拟眼制备参数的获取方法，首先获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数，其次获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，并获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，建立关系函数，根据关系函数确定所需目标模拟角膜厚度。根据本实施例提供一种模拟眼制备参数的获取方法，可以非常方便的制备出所需目标眼压值的模拟眼，且模拟眼结构简单，成本低，易于实现对待测眼压计的标定，数据准确可靠且具有高度的一致性。

实施例1

本实施例提供一种模拟眼制备参数的获取方法，该获取方法可以由服务器等设备来执行，通过服务器等设备获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数以及用于制作待制备模拟眼的材料参数，并建立关系函数，计算得到目标模拟角膜厚度，从而实现模拟眼制备参数的获取。具体地，如图1所示，包括如下步骤：

步骤S101,获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数。

待制备模拟眼可以是用于标定非接触式眼压计的模拟眼，所述模拟角膜可以是模拟真实人眼角膜，模拟角膜的角膜前表面参数可以是真实人眼角膜的角膜前表面参数，也可以是参照真实人眼角膜的角膜前表面参数。具体的模拟角膜前表面参数可以包括模拟角膜的角膜前表面曲率半径或模拟角膜的角膜前表面曲率半径、横径和垂直径。而真实人眼角膜的角膜前表面曲率半径约为7.8mm，横径约为11.5-12mm，垂直径约为10.5-11mm。则在本实施例中，模拟角膜的角膜前表面曲率半径取值约为7.8mm、横径约为11.5-12mm，垂直径约为10.5-11mm。

步骤S102,获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，其中，所述材料参数为所述待制备模拟眼的模拟角膜选用的材料参数。

人眼角膜是一个黏弹性体材料，用于制作待制备模拟眼的材料需与人眼角膜接近，具体表现为弹性模量或泊松比相近。本实施例中通获取泊松比作为选取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，也就是用于制作待制备模拟眼材料的泊松比需与人眼角膜一致或相近。泊松比是指材料在单向受拉或受压时，横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值，也叫横向变形系数，是反映材料横向变形的弹性常数。而人眼的泊松比约为0.42，因此选取用于制作所述待制备模拟眼材料的泊松比需与0.42相近。本实施例中，选用泊松比为0.47的橡胶材料作为待制备模拟眼的模拟角膜的材料。所述材料参数还可以包括邵氏硬度、弹性模量等。而材料的弹性模量取决于材料的邵氏硬度，而材料的邵氏硬度可根据材料的用途或需求进行选择，例如橡皮擦的邵氏硬度为50A、皮带的邵氏硬度为70A。

步骤S103,获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，其中，所述待测眼压计用于测量眼内压，所述待制备模拟眼用于对所述待测眼压计进行标定。

待测眼压计可以是指非接触式眼压计，将非接触式眼压计靠近待制备模拟眼，非接触式眼压计产生气流，使气流压在待制备模拟眼角膜中央，使待制备模拟眼角膜压平至一定的面积，自动测量出待制备模拟眼的眼内压。根据待制备模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的待制备模拟眼的眼内压进行比较。若待制备模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的待制备模拟眼的眼内压一致则代表待制备眼压计精准；若待制备模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的待制备模拟眼的眼内压不一致，则需对待非接触式眼压计测量进行调试校准。根据待制备模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的待制备模拟眼的眼内压进行比对，从而实现对非接触式眼压计的标定。

在本实施例中，将1.8mm作为非接触喷气式眼压计压平待制备模拟眼的角膜压平半径。其中，1.8mm为非接触喷气式眼压计理论角膜压平半径，也是公认的非接触喷气式眼压计角膜压平半径。

步骤S104,利用所述角膜前表面参数、所述材料参数、所述角膜压平半径、目标眼内压以及预先建立的关系函数，计算得到目标模拟角膜厚度，其中，所述关系函数是所述目标眼内压与所述待制备模拟眼的所述目标模拟角膜厚度的关系函数，所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。

下文所述的模拟角膜的曲率半径指的是模拟角膜的角膜前表面曲率半径。如上述所述，所述角膜前表面参数可以包括模拟角膜的曲率半径，所述材料参数可以包括材料的泊松比、材料的弹性模量。所述目标眼内压为想要制备的具体的眼内压的值，例如，想要制备出眼内压为10mmHg的待制备模拟眼，则10mmHg为目标眼内压。所述关系函数是利用模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径、目标眼内压、目标模拟角膜厚度建立的关系函数。该函数的建立主要目的在于确定所述目标眼内压与所述待制备模拟眼的所述目标模拟角膜厚度之间的关系。

所述目标模拟角膜厚度为制作的待制备模拟眼角膜的厚度，目标模拟角膜厚度与目标眼内压呈非线性关系，如图2所示，目标模拟角膜厚度增加则目标眼内压也随之增加。反之，目标模拟角膜厚度减小则目标眼内压也随之减小。

具体地，在本实施例中，所述关系函数是利用模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径、目标眼内压、目标模拟角膜厚度建立的关系函数。该关系函数是根据Warren C.Young理论，对上述模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径、目标眼内压、目标模拟角膜厚度假设变量，以得出所述关系函数。

当选取的材料一定时，其泊松比则为定值，选取材料的邵氏硬度即可得出材料的弹性模量，在本实施例中角膜压平半径为已知定值，模拟角膜的曲率半径R可以为真实人眼的曲率半径。而目标眼内压为提供的所需的目标值，根据目标眼内压即可获得目标模拟角膜厚度。

利用所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数可用于制备所述待制备模拟眼。具体地，向厂家或商家提供目标模拟角膜厚度、模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径时，厂家可根据上述参数制备出所需目标眼内压的模拟眼。

本实施例中，首先获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数，也就是模拟角膜的曲率半径，其次获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，也就是材料的泊松比、材料的弹性模量，并获取待测眼压计测量时的角膜压平半径。利用模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、目标眼内压以及目标模拟角膜厚度建立关系函数。根据关系函数，输入模拟角膜的曲率半径、材料的泊松比、材料的弹性模量、角膜压平半径、目标眼内压作为已知量，计算得到目标模拟角膜厚度。其中，所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。选定材料后，根据关系函数确定所需目标模拟角膜厚度，非常方便的即可制备出所需目标眼压值的模拟眼，且模拟眼结构简单，成本低，易于实现，数据准确可靠且具有高度的一致性。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径，或，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径、横径和垂直径。

模拟角膜前表面参数可以包括模拟角膜的角膜前表面曲率半径或模拟角膜的角膜前表面曲率半径、横径和垂直径。而真实人眼角膜的角膜前表面曲率半径约为7.8mm，横径约为11.5-12mm，垂直径约为10.5-11mm。则在本实施例中，模拟角膜的角膜前表面曲率半径取值约为7.8mm、横径约为11.5-12mm，垂直径约为10.5-11mm。

本实施例中可直接获取模拟角膜的曲率半径，也可以获取模拟角膜的曲率半径、横径和垂直径，获取模拟角膜的曲率半径已经可以制备出模拟角膜的弧度，但若同时获取模拟角膜的曲率半径、横径和垂直径则可以提高制备角膜弧度的精准度。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述材料参数包括材料的泊松比和弹性模量。而材料的弹性模量与材料的邵氏硬度有关，根据材料的邵氏硬度可通过计算得到所述弹性模量。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述通过利用选用的材料的邵氏硬度计算得到所述弹性模量，包括：

通过所述邵氏硬度计算得到剪切弹性模量。

具体地，在本实施例中，模拟角膜材料采用的是橡胶材料，橡胶的剪切弹性模量G，G＝0.117e^0.03HS，其中HS为所述邵氏硬度。根据橡胶材料的邵氏硬度即可计算的得到橡胶的剪切弹性模量。

利用所述剪切弹性模量及所述泊松比计算得到所述弹性模量。

对于线性各向同性材料来说，弹性模量E：

E＝2(1+v)G，则E＝0.234(1+v)e^0.03HS，其中，所述v为所述材料的泊松比。具体地，依据上述所述，通过计算得到的橡胶的剪切弹性模量结合橡胶的泊松比即可得到橡胶的弹性模量E。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述关系函数为：

其中，E为所述弹性模量、R为所述模拟角膜的曲率半径、v为所述材料的泊松比、r为所述角膜压平半径、t为所述目标模拟角膜厚度、P为所述目标眼内压。

具体地，在本实施例中，所述关系函数是根据Warren C.Young理论,对变量进行假设。利用模拟角膜的曲率半径R、材料的泊松比v、材料的弹性模量E、角膜压平半径r、目标眼内压P、目标模拟角膜厚度t建立的关系函数。当选取的材料一定时，其材料的泊松比v则为定值，根据选取材料的邵氏硬度即可得出材料的弹性模量E，在本实施例中角膜压平半径r为已知定值,而模拟角膜的曲率半径R可以为真实人眼的曲率半径。最终关系函数为目标眼内压P与目标模拟角膜厚度t的函数P＝f(t)。因此，可以通过改变标模拟角膜厚度来实现不同的目标眼内压。

实施例2

本实施例提供一种模拟眼，该模拟眼的制备参数通过上述所述模拟眼制备参数的获取方法获得，用于标定待测眼压计，具体地，如图3所示，所述模拟眼包括：

模拟角膜，所述模拟角膜为一弧面结构，铺设在支撑结构上，所述模拟角膜的厚度采用模拟眼制备参数的获取方法确定。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述模拟角膜与所述支撑结构之间中空，所述支撑结构为中空结构。支撑结构与模拟角膜接触处需为平面结构，易于模拟角膜的放置。

作为一种可选实施方式，本发明实施例中，所述模拟角膜采用橡胶材料。由于人眼的泊松比约为0.42，而选取用于制作待制备模拟眼材料的泊松比需与0.42相近，因此选用泊松比为0.47的橡胶材料作为待制备模拟眼的模拟角膜的材料。

本实施例提供一种模拟眼，根据实施例2中模拟眼制备参数的获取方法获取模拟眼制备参数。首先获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数，其次获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，并获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，建立关系函数，根据关系函数确定所需目标模拟角膜厚度。通过模拟眼制备参数的获取方法，可以非常方便的制备出所需目标眼压值的模拟眼，且模拟眼结构简单，成本低，易于实现对待测眼压计的标定，数据准确可靠且具有高度的一致性。

实施例3

本实施例还提供一种眼压计标定方法，该眼压计标定方法，用于利用实施例2中所述的一种模拟眼对待测眼压计进行标定。

具体地，待测眼压计可以是指非接触式眼压计，将非接触式眼压计靠近实施例2中提供的模拟眼，非接触式眼压计产生气流，使气流压在模拟眼角膜中央，使模拟眼角膜压平至一定的面积，自动测量出模拟眼的眼内压。根据模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的模拟眼的眼内压进行比较。若模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的模拟眼的眼内压一致则代表待制备眼压计精准；若模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的模拟眼的眼内压不一致，则需对非接触式眼压计测量进行调试校准。根据模拟眼所制备的眼内压与非接触式眼压计测量出的模拟眼的眼内压进行比对，从而实现对非接触式眼压计的标定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取待制备模拟眼的模拟角膜的角膜前表面参数；

获取用于制作所述待制备模拟眼的材料参数，其中，所述材料参数为所述待制备模拟眼的模拟角膜选用的材料参数；

获取待测眼压计测量时的角膜压平半径，其中，所述待测眼压计用于测量眼内压，所述待制备模拟眼用于对所述待测眼压计进行标定；

利用所述角膜前表面参数、所述材料参数、所述角膜压平半径、目标眼内压以及预先建立的关系函数，计算得到目标模拟角膜厚度，其中，所述关系函数是所述目标眼内压与所述待制备模拟眼的所述目标模拟角膜厚度的关系函数，所述目标模拟角膜厚度、所述角膜前表面参数和所述材料参数均用于制备所述待制备模拟眼。

2.根据权利要求1所述的模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径，或，所述角膜前表面参数包括模拟角膜的曲率半径、横径和垂直径。

3.根据权利要求2所述的模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，所述材料参数包括材料的泊松比和弹性模量。

4.根据权利要求3所述的模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，通过利用选用的材料的邵氏硬度计算得到所述弹性模量。

5.根据权利要求4所述的模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，所述通过利用选用的材料的邵氏硬度计算得到所述弹性模量，包括：

通过所述邵氏硬度计算得到剪切弹性模量；

利用所述剪切弹性模量及所述泊松比计算得到所述弹性模量。

6.根据权利要求5所述的模拟眼制备参数的获取方法，其特征在于，所述关系函数为：

其中，E为所述弹性模量、R为所述模拟角膜的曲率半径、v为所述材料的泊松比、r为所述角膜压平半径、t为所述目标模拟角膜厚度、P为所述目标眼内压。

7.一种模拟眼，其特征在于，用于标定待测眼压计，所述模拟眼包括：

模拟角膜，所述模拟角膜为一弧面结构，铺设在支撑结构上，所述模拟角膜的厚度采用权利要求1至6任一项所述的模拟眼制备参数的获取方法确定。

8.根据权利要求7所述的模拟眼，其特征在于，所述模拟角膜与所述支撑结构之间中空，所述支撑结构为中空结构。

9.根据权利要求7所述的模拟眼，其特征在于，所述模拟角膜采用橡胶材料。

10.一种眼压计标定方法，其特征在于，包括：利用权利要求7-8任一项所述的模拟眼对待测眼压计进行标定。

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