CN116570843B - 一种近视治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提出一种近视治疗装置，属于医疗装置技术领域，包括：监测模块用于获取用户的瞳孔成像图片；分析模块用于从瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据以及瞳孔位置；控制模块用于根据瞳孔位置发送定位指令，并根据瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案；定位模块用于根据定位指令，移动定位模块以将瞳孔中心与固视光标对准；光照模块用于根据目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对瞳孔位置进行光照。本申请能够根据用户瞳孔大小自行调整入眼光线功率密度，保证用户瞳孔异常扩大时的安全性，能使得用户瞳孔得到最优化的光照。
Description
技术领域
本申请属于医疗装置技术领域，具体涉及一种近视治疗装置。
背景技术
近视呈现出低龄化和向高度近视发展的趋势。目前临床上较为常用的近视防控手段，如低浓度阿托品滴眼液、角膜塑形镜和离焦设计的框架镜、软性角膜接触镜等。但长期局部用药或接触性设备的应用，不同程度地增加了防控措施的实施难度和不良反应的发生风险，表明关于近视发生和进展的防控研究仍有很大空间。采用重复低强度红光（RLRL，Repeated Low-level Red-Light）照射治疗仪，治疗儿童青少年近视是目前有效率较好的防控方式之一。
目前的重复低强度红光（RLRL）照射治疗仪都具有以下缺点:
1.当前大多数红光治疗仪器的入射光为平行光束入射，受到瞳孔物理光阑的限制，使得眼底照射面积小，光照集中在黄斑中心凹区，周边视网膜无法得到有效照射。
2.当前仪器无法根据使用者瞳孔大小自行调整红光功率，无法保证使用者瞳孔异常扩大时的安全性。
3.当前设备无法调控眼底的光强分布，且光照多集中在黄斑区。黄斑区是形成良好视力最重要，也是视网膜中最脆弱的区域，长时间照射该区域，可能会造成眼底损伤。
4.目前市面上红光治疗仪光源多为小光源，所产生的光束为高斯光束，即所产生的光照能量分布不均匀，光照能量主要集中于中心，导致使用安全性下降。
发明内容
基于以上技术不足，本申请提出一种近视治疗装置，包括：
监测模块，用于获取用户的瞳孔成像图片；
分析模块，用于从所述瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据以及瞳孔位置数据；
控制模块，用于根据所述瞳孔位置数据发送定位指令，并根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案；
定位模块，用于根据所述定位指令，移动定位模块以将瞳孔中心与固视光标对准；
光照模块，用于根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照。
所述近视治疗装置，还包括：反馈模块，与服务器连接，用于将所述近视治疗装置使用过程中的监测信息上传至服务器。
所述反馈模块还与所述控制模块连接，所述反馈模块还用于接收控制命令，并将所述控制命令发送到控制模块，以使所述控制模块根据所述控制命令控制所述监测模块、所述分析模块、定位模块和/或所述光照模块工作，所述控制命令是从客户端发出并由服务器传递到所述反馈模块的。
所述监测信息包括：近视治疗装置的使用时间、入眼光线功率密度、治疗时的瞳孔面积中的一种或几种。
所述监测模块，还用于实时获取用户的角膜成像图片；
所述分析模块，还用于从所述角膜成像图片中提取角膜映光点的位置数据，并将所述角膜映光点的位置数据发送到控制模块；
所述控制模块，还用于计算相邻两次提取的角膜映光点的位置数据的差值，在所述差值大于预设定阈值的情况下，控制模块发出报警信号，以提醒用户保持固视。
所述根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，包括：
根据所述瞳孔尺寸数据，计算瞳孔面积，所述瞳孔尺寸数据包括瞳孔直径；
计算预设定入眼光线功率与所述瞳孔面积的比值，将所述比值确定为目标入眼光线功率密度。
所述光照模块包括由若干光照单元排列成的点阵。
所述近视治疗装置还包括与眼球形状匹配的壳体，所述壳体的内表面设置有以固视光标为中心的治疗区域；
所述监测模块包括：滤光片、聚焦镜、红外线相机以及近红外光源，所述近红外光源以及若干光照单元分布于所述治疗区域，所述滤光片设置于所述固视光标的相邻位置。
所述光照单元包括LED光源、匀光板，所述光照单元的形状为N棱台，在所述光照单元的内部，N棱台的上底面设置所述LED光源或近红外光源，N棱台的下底面设置匀光板，N棱台的上底面及侧面为反光面，所述反光面用于将光照单元的内部所有光线反射到所述匀光板，以使光线均匀出射到光照单元的外部。
在所述光照单元的外部，所述N棱台的上底面固定于所述治疗区域。
在根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照的情况下，所述控制模块用于控制所述若干光照单元中的至少部分光照单元的开启或关闭。
所述光强分布方案包括：光照单元的开启或关闭状态以及光强。
有益效果：
本申请提出一种近视治疗装置，能够根据用户瞳孔大小自行调整入眼光线功率密度，保证用户瞳孔异常扩大时的安全性，本申请能够调整光强分布以使得用户瞳孔得到最优化的光照。
附图说明
图1为本申请实施例1的近视治疗装置原理框图；
图2为本申请实施例的监测模块原理示意图；
图3为本申请实施例的光照模块示意图；
图4为本申请实施例的近视治疗装置与眼球形状匹配的壳体示意图；
图5为本申请实施例的光照单元外形示意图；
图6为本申请实施例的实施例2的近视治疗装置原理框图；
其中，1-点阵，2-固视光标，3-治疗区域，4-滤光片，5-近红外光源，6-壳体，7-LED光源，8-匀光板，9-反光面。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。
本申请提出一种近视治疗装置，能够根据用户瞳孔大小自行调整入眼光线功率密度，保证用户瞳孔异常扩大时的安全性，本申请能够调整光强分布以使得用户瞳孔得到最优化的光照。
实施例1：
本实施例提出一种近视治疗装置，如图1所示，包括：监测模块、分析模块、定位模块、控制模块、光照模块；所述监测模块与分析模块相连，所述分析模块分别与所述控制模块相连，所述控制模块与所述定位模块和所述光照模块相连；
所述监测模块，用于获取用户的瞳孔成像图片；
在本实施例中，所述监测模块包括：滤光片、聚焦镜、红外线相机以及近红外光源，所述监测模块用于获取用户的瞳孔成像，得到瞳孔成像图片，原理图如图2所示，近红外光源发出近红外光，波长为1200-1400nm。滤光片用于过滤掉波长在620mm-680mm范围内的红光，防止对红外线成像造成干扰，提升成像质量。聚焦镜用于汇聚光线，将像汇聚至红外线相机上，本实施例中所述红外线相机为红外线CCD（CCD，Charge Coupled Device Camera）相机。红外线CCD相机接受红外光刺激，并拍摄用户的瞳孔，并将瞳孔成像图片传输至分析模块。由于本实施例中的近红外光源和负责采集图像的红外线CCD相机之间存在一定夹角，而不是在一条直线上，这使得所拍摄到的眼前节图像中的瞳孔区是更暗的，增大了瞳孔区与虹膜区的对比度，更有利于分析单元提取出瞳孔的信息。红外线CCD相机的工作波长为900-1700nm，优选地，可为1100-1500nm。
现有技术中通常将监测模块独立于光照模块放置，例如放置在用户眼球与光照模块之间，这样光照模块中发射到用户眼球的部分光线会被监测模块遮挡，为了不遮挡入射光线，现有技术中也会将监测模块放置于光照模块的边缘，但是因为拍摄角度的问题瞳孔成像图片的质量会受到一定的影响。所以，为了使得监测模块不遮挡光照模块发射出来的光线，并且能够得到优质的到瞳孔成像图片，本实施例中，采用将监测模块中的滤光片以及近红外光源设置于光照模块内，具体位置关系将在光照模块中会详细描述。
所述分析模块，用于从所述瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据以及瞳孔位置；
在本实施例中，分析模块采用独立的单片机实现，用于接收监测模块所拍摄的瞳孔成像图片，并采用基于瞳孔-角膜跟踪法原理和图像处理的眼动跟踪技术，实现瞳孔和角膜映光点的精确提取，具体步骤如下：
步骤S101：图像预处理，具体包括：接收监测模块利用红外线CCD相机拍摄到的人眼图像（包括：瞳孔成像图片以及角膜成像图片，本实施例中主要处理瞳孔成像图片），通过高斯滤波、中值滤波等平滑处理方法，以抑制噪声，改善图像质量。优选使用高斯滤波，因为高斯滤波能够有效地去除服从正态分布的噪声，且不会被无用的高频信号污染，同时保留了大部分所需要的信号。其次，由于分析模块的主要任务是提取出角膜映光点位置和瞳孔尺寸数据，因此只需要对图像中眼睛所在的瞳孔区进行处理即可。由于瞳孔颜色更暗，即灰度值更低，所以通过图像自适应二值化阈值能够获取瞳孔所在的区域，以减小处理时间。
步骤S102：从预处理后的人眼图像中提取瞳孔位置和大小，具体包括：由于瞳孔较暗，灰度值比较小，所以采用具有自适应最佳阈值确定瞳孔位置。而后用梯度法提取瞳孔轮廓特征点，最后利用椭圆拟合瞳孔轮廓特征点即可得到瞳孔直径和瞳孔中心位置。
定位模块，用于根据所述定位指令，移动定位模块以将瞳孔中心与固视光标对准；
本实施例中，通过控制定位模块中的额托在水平方向和垂直方向上的移动，最终实现把受检眼的瞳孔位置移动到光照模块的固视光标为中心位置，以达到定位的效果。
光照模块，用于根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照。
所述光照模块如图3所示，包括由若干光照单元排列成的点阵1。点阵为镂空半球或碗形状。通过半球形的排布方式，使得装置有较大的刺激野，能够刺激到更大面积的眼底组织。这实现了在不降低入眼光照总量的情况下，降低眼底的光照强度。尤其是降低黄斑中心凹处的光照强度，从而保护该区域的神经细胞与组织。同时点阵式的刺激方式，不同于以往装置的光束，有助于调制每个光照单元中的光源光照强度，从而实现整个光照单元的光强分布调控。而现有技术中大多数红光治疗仪器的入射光为高斯光束入射，受到瞳孔物理光阑的限制，使得眼底照射面积小，光照集中在黄斑中心凹区，周边视网膜无法得到有效照射。
所述近视治疗装置还包括与眼球形状匹配的壳体6，如图4所示，所述壳体6的内表面设置有以固视光标2为中心的治疗区域3；
所述监测模块包括：滤光片4、聚焦镜、红外线相机以及近红外光源5，所述近红外光源5以及若干光照单元分布于所述治疗区域3，所述滤光片4设置于所述固视光标2的相邻位置。
所述光照单元，如图5所示，包括LED光源7、匀光板8，所述光照单元的形状为N棱台，在所述光照单元的内部，N棱台的上底面设置所述LED光源或近红外光源5，N棱台的下底面设置匀光板8，N棱台的上底面及侧面为反光面9，所述反光面9用于将光照单元的内部所有光线反射到所述匀光板8，以使光线均匀出射到光照单元的外部。在所述光照单元的外部，所述N棱台的上底面固定于所述治疗区域3。
本实施例中将近红外光源5设置于所述光照单元的上底面上，以使得近红外光也能够通过所述光照单元的匀光板8，均匀地发射到光照单元的外部。所述滤光片4可以设置于N棱台的下底面，以便监控模块获取用户的瞳孔成像，滤光片4将接收到的光线过滤掉波长在620mm-680mm范围内的红光，防止对红外线成像造成干扰，提升成像质量，进而聚焦镜汇聚过滤后的光线，将瞳孔像汇聚至红外线相机上，并拍摄用户的瞳孔。在具体实施中，固视光标2的形状可以与光照单元一致，固视光标2的光源也设置于N棱台的上底面，但是该光源的波长范围与治疗光线是不一致的，并且N棱台的下底面也设置匀光板8，用户在治疗过程中可以一直注视固视光标2，从而保证用户的眼球在一个相对固定的状态，以此保证眼底的光照分布不会随着眼球转动而发生变化。本实施例采用LED作为固视光标2的光源，所述固视光标2发出的光源波长范围为350nm-400nm。
本实施例中采用LED光源7作为治疗光线点阵光源，对于LED光学组件，由于LED光源为发散光，通过设置反射面9使得发散光汇聚成平行光束，作用于人眼，从而实现对眼部的光照和治疗。并且在治疗光照点阵前加匀光板8，使得点阵发出的光束为平顶光束，使得每个治疗光照点阵发出的光斑亮度分布更加均匀。目前现有技术中近视治疗装置的光源多为小光源，所产生的光束为高斯光束，即所产生的光照能量分布不均匀，光照能量主要集中于中心。本实施例采用点阵光源加匀光片的设计，每个点阵光源为平顶光束，而通过点阵排列和眼球的聚焦作用可实现类似于体光源的光照效果，使得眼底的光照更加均匀，安全性大大提升。并且所述光照单元的形状为N棱台，本实施例中六棱台，有利于点阵的排列，并且保证了每个光照单元之间没有缝隙，从而使得光照更加均匀。本实施例中选用波长为620-680nm（优选为650nm）的LED单色光作为光照单元的光源，且考虑到人眼眼球的结构，设计治疗区域为镂空半球或碗形外壳的内表面，从而使得点阵光照从不同方向入射眼球，使得光源更多地照射入眼底，光源的利用率更高。由于LED光源7为发散光，通过设置反射面9使得发散光汇聚成平行光束，作用于人眼，从而实现对眼部的光照和治疗。并且在治疗光照点阵前加匀光板8，使得点阵发出的光束为平顶光束，使得每个治疗光照点阵发出的光斑亮度分布更加均匀。
所述控制模块，用于根据所述瞳孔位置发送定位指令，并根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案；所述光强分布方案包括：光照单元的开启或关闭状态以及光强。在根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照的情况下，所述控制模块用于控制所述若干光照单元中的至少部分光照单元的开启或关闭。
本实施例中的控制模块主要由单片机组成，依据分析模块提取出的角膜映光点和瞳孔尺寸数据，控制定位模块进行瞳孔定位和光照模块的光强分布，从而实现瞳孔对准和光强控制。
瞳孔对准的具体内容：将固视光标2在瞳孔平面的投影的坐标定位为（0 cm，0cm），通过监测模块和分析模块提取得到的瞳孔位置为（X cm,Y cm）将用户的右边作为横轴（x轴）的正方向，用户坐姿头顶向上方向作为纵轴（y轴）的正方向。此时控制模块将控制指令发送至定位模块，控制定位模块的额托分别在水平方向移动X cm，垂直方向移动Y cm。由于瞳孔位置的监测误差，允许部分偏差范围，当用户瞳孔中心位于（±0.5 cm，±0.5 cm）内时，即完成瞳孔对准。
光强控制的具体内容:本实施例能够通过控制光照模块上点阵的光强分布，实现对用户眼底光强分布的调控。具体的，本实施例以光照模块正中的固视光标2为中心，将其周围的以光照单元排列成的点阵按照与固视光标2的距离分为8环；并按照距中心的距离依次增大，分为1-8环，编号越大，对应的环越靠近光照模块的周边，并且距离中心越远。环数也可以为10环，或者更多，本实施例不做具体限定。每一环的亮度一致，通过控制模块统一控制。控制模块通过电连接与点阵相连，并通过控制电阻，实现对每一环点阵亮度的控制，从而实现光照模块上特定的光强分布。具体的，可以设置第4环亮度最高，并且亮度向两边以每环10%递减。此外，还能够设置第一环亮度最低，并且亮度向外周以每环15%递增等等。通过多次实验可以得到入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，并可以将每个光照单元的开启或关闭状态以及对应的光强预先设置在光强分布方案中。所述入眼光线功率密度，可以按照如下步骤计算得到：
根据所述瞳孔尺寸数据，计算瞳孔面积，所述瞳孔尺寸数据包括瞳孔直径；
计算预设定入眼光线功率与所述瞳孔面积的比值，将所述比值确定为目标入眼光线功率密度。
本实施例中，按照公式：入眼光线功率=功率密度瞳孔面积，计算入眼光线功率。如目镜处的功率密度是2mW/cm2时，瞳孔直径4mm状态下进入瞳孔的光功率约为0.25mW。如若设置入眼功率为0.25mW，那么功率密度=入眼光线功率/瞳孔面积，即0.25mW/瞳孔面积，当瞳孔直径增加时，功率密度减小，所以光照单元强度应减弱，反之亦然，通过上述公式能够依据瞳孔大小调制光照单元的光强。本实施例能够根据使用者瞳孔大小，实时控制光源发射功率，以保证近视治疗装置使用的安全性。根据标准（GB 7247.1-2012）规定，近视治疗装置在自然状态瞳孔直径下进行时，入眼功率不应高于0.39mW。入眼功率通过目镜位置测量到的功率密度和瞳孔直径进行测算。即入眼功率=功率密度/>瞳孔面积。例如：目镜处的功率密度是2mW/cm2时，瞳孔直径4mm状态下进入瞳孔的光功率约为0.25mW。值得注意的是，当目镜处的功率密度不变，瞳孔直径增加到5mm时，计算得到进入瞳孔的光功率已超过国家标准规定的0.39mW。但瞳孔大小因人而异，且受到年龄、心理因素的影响。而目前的近视治疗装置并没用监测瞳孔大小并据此调整光源发射的功能。当瞳孔大小在心理、疾病因素异常扩大时，入眼功率可能会超过0.39mW，可能会对使用者眼底造成一定的光损害。
在具体实施中，理论上控制模块可以单独控制每个光照单元的光强以及单独控制每个光照单元的开启和关闭，只是在具体实施中为了获取更优的光强分布采用将光照单元分为环，以环为单位进行控制，可以理解的是，其他能够实现控制光强分布的控制方式也为本申请的保护范畴，本申请不再赘述。
现有技术中近视治疗装置无法调控眼底的光强分布，且光照多集中在黄斑区。黄斑区是形成良好视力最重要，也是视网膜中最脆弱的区域，长时间照射该区域，可能会造成眼底损伤。本实施例利用半球形点阵式的刺激方式，不同于以往装置的光束，能够调制点阵中每个光照单元中的治疗光源的光照强度，从而实现整个光照模块的光强分布调控。这实现了在不降低入眼光照总量的情况下，降低眼底的光照强度，尤其是降低黄斑中心凹处的光照强度，从而保护该区域的神经细胞与组织，进一步提升安全性。
本实施例的近视治疗装置，获取用户的瞳孔成像图片，并从瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据；根据所述瞳孔尺寸数据对瞳孔进行定位，得到瞳孔位置；根据瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案；根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照。本实施例能够根据用户瞳孔大小自行调整入眼光线功率密度，保证用户瞳孔异常扩大时的安全性，能够调整光强分布以使得用户瞳孔得到最优化的光照。
实施例2：
本实施例提出一种近视治疗装置，如图6所示，包括：监测模块、分析模块、定位模块、控制模块、光照模块、反馈模块；监测模块、分析模块、定位模块、控制模块、光照模块；所述监测模块与分析模块相连，所述分析模块分别与所述控制模块相连，所述控制模块与所述反馈模块、定位模块和所述光照模块相连；
所述监测模块，用于获取用户的瞳孔成像图片；
所述分析模块，用于从所述瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据以及瞳孔位置；
所述控制模块，用于根据所述瞳孔位置数据发送定位指令，并根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案；
定位模块，用于根据所述定位指令，移动定位模块以将瞳孔中心与固视光标对准；
所述光照模块，用于根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照；
有关监测模块、分析模块、定位模块、控制模块、光照模块的具体实施内容与实施例1内容一致，本实施例不再赘述。
所述反馈模块，与服务器连接，用于将所述近视治疗装置使用过程中的监测信息上传至服务器，服务器也可以将监测信息再传递到客户端，方便用户查看治疗过程中的数据信息。
所述反馈模块还与所述控制模块连接，所述反馈模块还用于接收控制命令，并将所述控制命令发送到控制模块，以使所述控制模块根据所述控制命令控制所述监测模块、所述分析模块、定位模块和/或所述光照模块工作，所述控制命令是从客户端发出并由服务器传递到所述反馈模块的。所述监测信息可以从控制模块获取，包括：近视治疗装置的使用时间、入眼光线功率密度、治疗时的瞳孔面积中的一种或几种。
具体实施中反馈模块可以为通讯模块，主要功能为上传近视治疗装置运行使用情况并允许用户通过客户端控制设备运行，包括近视治疗装置的使用时间、治疗时的光强、使用时角膜映光点稳定性、治疗时的瞳孔面积等，有助于后台控制、查看、记录近视治疗装置使用情况。所述反馈模块通过物联网模块与服务器连接，所述服务器与客户端通信连接。所述反馈接收的监测信息通过物联网模块上传至服务器，而客户端可调取服务器的信息，实现对患者佩戴情况和治疗过程的远程监控。
本实施例用户可以通过客户端将设置信息（包括控制命令）传递至服务器，服务器将设置信息传输至反馈模块，反馈模块将信息传递至控制模块，控制模块再控制设备做出相应响应，从而实现使用者通过客户端控制设备运行。
在具体实施中，所述监测模块，还用于实时获取用户的角膜成像图片； 所述分析模块，还用于从所述角膜成像图片中提取角膜映光点的位置数据，并将所述角膜映光点的位置数据发送到控制模块，具体过程如下：
提取角膜映光点位置数据：由于角膜映光点最亮，所以可以利用二值化阈值法提取。但受混杂光斑的影响，过低阈值的提取精度不足，得到的角膜映光点范围过大。而阈值过高，则提取出的角膜映光点面积过小，误差过大。所以利用高低两次二值化阈值能够有效且精确地提取角膜映光点位置。
获取角膜映光点的位置数据后，所述控制模块计算相邻两次提取的角膜映光点的位置数据的差值，在所述差值大于预设定阈值的情况下，控制模块发出报警信号，以提醒用户保持固视。
本实施例的近视治疗装置，在监测模块、分析模块、定位模块、控制模块、光照模块的基础上还包括反馈模块；反馈模块接收控制模块传递过来的监测信息，并将监测信息发送到服务器，服务器将监测信息发送到客户端，用户可以通过客户端输入控制命令，并将控制命令上传到服务器，服务器将控制命令发送到反馈模块，反馈模块将控制命令发送到控制模块，以实现用户与近视治疗装置之间的信息交互过程。同时当监测模块监测到用户眼球位置移动是，控制模块发出报警信号，以提醒用户保持固视。本实施例完善了近视治疗装置的信息交互过程，保证了用户使用近视治疗装置的安全性。
本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。
Claims (11)
1.一种近视治疗装置，其特征在于，包括：
监测模块，用于获取用户的瞳孔成像图片；
分析模块，用于从所述瞳孔成像图片中提取瞳孔尺寸数据以及瞳孔位置；
控制模块，用于根据所述瞳孔位置发送定位指令，并根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，确定所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案，所述光强分布方案包括：光照单元的开启或关闭状态以及光强；
定位模块，用于根据所述定位指令，移动定位模块以将瞳孔中心与固视光标对准；
光照模块，用于根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照；所述光照模块包括由若干光照单元排列成的点阵，所述点阵为镂空半球或碗形状；
所述控制模块通过控制光照模块上点阵的光强分布，实现对用户眼底光强分布的调控，包括：以光照模块正中的固视光标为中心，将所述固视光标周围的以光照单元排列成的点阵按照与固视光标的距离分为N环；每一环点阵的亮度一致；根据预先设定的入眼光线功率密度与光强分布方案的对应关系，对每一环点阵进行开启或关闭状态的控制。
2.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于，所述近视治疗装置，还包括：反馈模块，与服务器连接，用于将所述近视治疗装置使用过程中的监测信息上传至服务器。
3.根据权利要求2所述的近视治疗装置，其特征在于，所述反馈模块还与所述控制模块连接，所述反馈模块还用于接收控制命令，并将所述控制命令发送到控制模块，以使所述控制模块根据所述控制命令控制所述监测模块、所述分析模块、定位模块和/或所述光照模块工作，所述控制命令是从客户端发出并由服务器传递到所述反馈模块的。
4.根据权利要求2所述的近视治疗装置，其特征在于，所述监测信息包括：近视治疗装置的使用时间、入眼光线功率密度、治疗时的瞳孔面积中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于，所述监测模块，还用于实时获取用户的角膜成像图片；
所述分析模块，还用于从所述角膜成像图片中提取角膜映光点的位置数据，并将所述角膜映光点的位置数据发送到控制模块；
所述控制模块，还用于计算相邻两次提取的角膜映光点的位置数据的差值，在所述差值大于预设定阈值的情况下，控制模块发出报警信号，以提醒用户保持固视。
6.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于，所述根据所述瞳孔尺寸数据计算目标入眼光线功率密度，包括：
根据所述瞳孔尺寸数据，计算瞳孔面积，所述瞳孔尺寸数据包括瞳孔直径；
计算预设定入眼光线功率与所述瞳孔面积的比值，将所述比值确定为目标入眼光线功率密度。
7.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于，所述光照模块包括由若干光照单元排列成的点阵。
8.根据权利要求7所述的近视治疗装置，其特征在于，所述近视治疗装置还包括与眼球形状匹配的壳体，所述壳体的内表面设置有以固视光标为中心的治疗区域；
所述监测模块包括：滤光片、聚焦镜、红外线相机以及近红外光源，所述近红外光源以及若干光照单元分布于所述治疗区域，所述滤光片设置于所述固视光标的相邻位置。
9.根据权利要求8所述的近视治疗装置，其特征在于，所述光照单元包括LED光源、匀光板，所述光照单元的形状为N棱台，在所述光照单元的内部，N棱台的上底面设置所述LED光源或近红外光源，N棱台的下底面设置匀光板，N棱台的上底面及侧面为反光面，所述反光面用于将光照单元的内部所有光线反射到所述匀光板，以使光线均匀出射到光照单元的外部。
10.根据权利要求9所述的近视治疗装置，其特征在于，在所述光照单元的外部，所述N棱台的上底面固定于所述治疗区域。
11.根据权利要求8所述的近视治疗装置，其特征在于，在根据所述目标入眼光线功率密度对应的光强分布方案对所述瞳孔位置进行光照的情况下，所述控制模块用于控制所述若干光照单元中的至少部分光照单元的开启或关闭。
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|---|---|
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Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067299A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Canon Inc | 眼科用屈折計 |
| JPH0975306A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-03-25 | Canon Inc | 角膜形状測定装置 |
| JP2006087751A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 視線測定方法および視線測定装置 |
| JP2013153965A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Litebook Co Ltd | 携帯型眼用光治療装置 |
| JP2014079374A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Univ Of Tokyo | 瞳孔径測定支援装置及び瞳孔径測定支援システム |
| CN214249229U (zh) * | 2020-11-27 | 2021-09-21 | 朱黎宁 | 一种近视防控润眼台灯 |
| CN113633532A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 苏州宣嘉光电科技有限公司 | 一种视力训练仪 |
| CN113703191A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-11-26 | 艾普偏光科技(厦门)有限公司 | 一种倾斜光栅防止或减缓近视的眼镜镜片及其制备方法 |
| CN114326142A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-04-12 | 中山大学 | 一种基于人眼追踪的全视差裸眼3d显示系统及方法 |
| CN114768101A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 深圳科迈医疗有限公司 | 近视防控仪的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114887233A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 用于近视理疗的红光照射控制方法及其相关产品 |
| CN114994946A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 苏州明世光学科技有限公司 | 一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法 |
| CN115245630A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-28 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种用于近视理疗的红光照射装置以及红光照射方法 |
| CN115916331A (zh) * | 2020-06-08 | 2023-04-04 | 奥克塞拉有限公司 | 在周边视网膜上投射散焦图像来治疗屈光不正 |
| CN116059541A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-05-05 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种设备控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN116236701A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-06-09 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种用于近视防控的光路系统 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015170947A1 (ko) * | 2014-05-09 | 2015-11-12 | (주)루트로닉 | 안과용 치료장치 |
-
2023
- 2023-07-12 CN CN202310847483.8A patent/CN116570843B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH067299A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-01-18 | Canon Inc | 眼科用屈折計 |
| JPH0975306A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-03-25 | Canon Inc | 角膜形状測定装置 |
| JP2006087751A (ja) * | 2004-09-24 | 2006-04-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 視線測定方法および視線測定装置 |
| JP2013153965A (ja) * | 2012-01-30 | 2013-08-15 | Litebook Co Ltd | 携帯型眼用光治療装置 |
| JP2014079374A (ja) * | 2012-10-16 | 2014-05-08 | Univ Of Tokyo | 瞳孔径測定支援装置及び瞳孔径測定支援システム |
| CN115916331A (zh) * | 2020-06-08 | 2023-04-04 | 奥克塞拉有限公司 | 在周边视网膜上投射散焦图像来治疗屈光不正 |
| CN214249229U (zh) * | 2020-11-27 | 2021-09-21 | 朱黎宁 | 一种近视防控润眼台灯 |
| CN113703191A (zh) * | 2021-02-19 | 2021-11-26 | 艾普偏光科技(厦门)有限公司 | 一种倾斜光栅防止或减缓近视的眼镜镜片及其制备方法 |
| CN113633532A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-12 | 苏州宣嘉光电科技有限公司 | 一种视力训练仪 |
| CN114326142A (zh) * | 2021-11-24 | 2022-04-12 | 中山大学 | 一种基于人眼追踪的全视差裸眼3d显示系统及方法 |
| CN114768101A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-07-22 | 深圳科迈医疗有限公司 | 近视防控仪的控制方法、装置、设备及存储介质 |
| CN114994946A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 苏州明世光学科技有限公司 | 一种具有环带分布微环曲面透镜阵列眼镜片及其设计方法 |
| CN114887233A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-08-12 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 用于近视理疗的红光照射控制方法及其相关产品 |
| CN115245630A (zh) * | 2022-07-15 | 2022-10-28 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种用于近视理疗的红光照射装置以及红光照射方法 |
| CN116059541A (zh) * | 2022-12-19 | 2023-05-05 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种设备控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN116236701A (zh) * | 2023-01-12 | 2023-06-09 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 一种用于近视防控的光路系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 朱浩锋 ; 邱飞岳 ; .基于PWM的弱视治疗仪光源设计与实现.计算机与数字工程.2009,(第05期),全文. * |
| 范伟军 ; 张浩 ; 上官景仕 ; 余桂英 ; .PWM数字可调均匀光源的设计.液晶与显示.2015,(第01期),全文. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116570843A (zh) | 2023-08-11 |
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