CN1813624A - 斜视度测量仪及其测量斜视度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于眼科医疗器械领域，为眼科眼肌专业提供了一种新的斜视度数测量仪器及其测量方法。本发明的斜视度测量仪由台架、坐标仪、头架、隐形眼镜、平行光发射装置，远近9个眼位目标注视系统组成。待检查者双眼配带一种特制的带反光面的隐形眼镜，头部固定于头托上，头托前方为一带经纬坐标的坐标仪，以两束光线分别照射双眼，光线经隐形眼镜上的反光面反射投影于坐标板上，通过分别读取双眼注视目标与被遮盖时反光点坐标计算斜视角度，反光点坐标可由坐标值读取装置读取并计算。本发明能够客观，快速，准确，标准化的测量人眼得斜视度，满足眼科工作者斜视诊疗、术前设计及学术交流的要求，同时可以让患者更便捷，迅速的完成检查。

Description

斜视度测量仪及其测量斜视度的方法

技术领域

本发明属于眼科医疗器械领域，具体的说是一种斜视度测量仪及其测量方法。

背景技术

斜视是眼科常见疾病，手术治疗是其主要手段，斜视手术术前设计的主要依据是斜视的度数，所以，获得准确的斜视度数，是影响手术效果的重要因素。现有的临床广泛应用的检查斜视度的方法主要有：三棱镜加遮盖检查法、视野弧检查法、角膜映光法、斜视尺检查法及同视机检查法。上述方法均在不同程度上依赖于患者的理解与合作，而且由于检查者与被检者主观因素的影响，检查结果经常不一致，偏差较大，常出现不同的医生检查，结果相差较大的情况，缺乏客观一致的检查方法，也很不利于学术上的交流。

现在也有一些研究中的客观检查斜视度的方法，主要是采用摄像分析系统，通过拍摄眼球的运动和眼位的变化，由图像分析软件计算斜视度。如一种叫做“斜视定量摄像分析装置”的仪器，是由一个半球形斜视摄像仪和电脑组成，该摄像装置由计算机程序控制，能完成9个眼位摄像、图像的分析处理、像片打印及管理病人的资料等等。据认为能为斜视诊治提供直观、准确、标准化的图像资料。但由于被检查者角膜大小、眼球大小、轴长存在差异，测量眼球前表面标记点的位移也会存在误差，而这些误差在计算斜视角度的过程中会被放大，例如：在轴长为正常值24mm的眼球上，如果分析图像测量眼表某点的位移误差为1mm，那么，计算斜视角度时，误差可达360°*1/(24π)＝4.77°，换算成棱镜度约为9△；再如：一个近视眼患者，眼轴长为28mm，如果测得眼表某点位移为5mm，对应的角度为5*360°/(28*π)＝20.46°，而若以眼轴长24mm计算则为5*360°/(24*π)＝23.87°，产生误差为3.41°，换算成棱镜度约为7△。由于这些摄像进行图像分析计算的方法难以达到很好的精确度，故在临床上没有得到广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种斜视度测量仪及其测量方法，以解决现有检查方法存在的测量误差较大以及测量设备结构复杂的问题。

本发明采取以下技术方案：包括台架、坐标仪、坐标值读取装置、遮光板和头托，坐标仪、坐标值读取装置和头托固定于台架上，头托用于定位被测量者的头部，并使被测量者两眼中点位于坐标仪半球的球心位置；遮光板手持或与其它部件连接，其特征在于：在所述的坐标仪的球面上设有多个间隔分布的注视目标；在被测量者的眼睛戴有角膜接触镜，该角膜接触镜由隐形眼镜及其水平径线上对称粘贴两个之间留有间距的长条形的反光条构成。

所述的角膜接触镜优选直径为9～11mm、屈光度数0的硬镜，所述的反光条长4mm，宽1mm，两条反光条之间距离应不小于3mm；所述的反光条可以采用镀膜、粘贴反光片或在角膜接触镜内置反光层等方式实现。

所述的遮挡眼球除了用普通遮光板以外，还可以采用两互补色光源与两互补色片的组合，如红绿双色LED作为注视目标的发光体，双眼前分别放置红色滤光片和绿色滤光片；或双眼前分别放置水平和垂直偏振片，相应的注视目标采用水平和垂直偏振光光源。

所述的台架可设计为卧式或立式，该卧式台架包括卧床和支架，该卧床用于被测量者躺卧，所述的头托置于该床面上；该支架设置在卧床的一旁，在该支架上部通过一可以摆动的横杆安装所述的坐标仪，并使该坐标仪的球面口朝下；所述的立式台架立柱和支杆构成，立柱设有伸缩结构，支杆设有可以摆动的结构并连接在立柱上端，所述的头托安装在该支杆上。

所述的坐标仪优选半球形和半圆柱形，半径可取33m，带有经纬线及经纬坐标，以中心点为(0.0)点，右侧经度为正，左侧经度为负，上方纬度为正，下方纬度为负，坐标值指经纬度坐标；某点的经度和纬度分别代表球心与该坐标点的连线和球心与(0.0)点连线的夹角在水平与垂直方向分解的矢量，单位为度；所述的注视目标包括发光体、凸透镜和光孔，光孔设在所述的坐标仪的半球体上，在光孔的外端外设置凸透镜，在凸透镜的外侧焦点处设置发光体；所述的凸透镜的一边通过一旋柄与坐标仪的外侧铰连，以便能够摆动移出发光体与光孔之间；发光体与外接电路连接并由该电路分别控制每个发光体的亮灭。

所述的外接电路可分别控制每个发光体的亮灭；所述的发光体共设置11个，其中9个为诊断眼位，其光孔位置在坐标仪上的坐标为中心点(0.0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；另外有两个检查A-V征的(0.25)和(0.-25)；所述的中心点(0.0)的发光体采用聚光光束或I级激光束，其余10个注视目标发光体采用小功率光源。

所述的坐标值读取装置为摄像机，安装于头托的上方，面向坐标仪，用于摄取坐标仪图像。

所述的坐标值读取装置为设在所述的坐标仪上的每一坐标点的光敏元件，以及与其连接的用于将光敏元件的输出信号转换为相应图像，或计算出所对应的坐标值的处理电路。

首先在被测量者的双眼戴上所述的角膜接触镜，并使被测量者的头部位于所述的头托内，使半球形坐标仪球心位于双眼中点；开亮(0.0)点发光体，使一束聚光光束或I级激光束照向双眼，使遮光板遮盖右眼，此时右眼被遮光板遮盖，而左眼注视目标；将遮光板移动使之遮盖左眼，此时左眼将被遮盖，而右眼注视目标，发光体发出的光线照射至右眼，经右眼角膜接触镜反光面反射，会在坐标板上形成一反光条带，此反光条带最初出现的位置(x，y)，即在遮光板由右眼前移开而转为遮盖左眼的瞬间的位置坐标代表右眼球斜位的对应方位；随着右眼注视(0.0)点目标，反光条将移至新的位置(x′，y′)，此位置坐标代表右眼球正位的对应方位；读取坐标值(x，y)和(x′，y′)；则(x′-x)/2即为某眼水平方向的斜视角度，对于右眼来说，结果为正值代表内斜视，负值代表外斜视，对于左眼来说，结果为正值代表外斜视，负值代表内斜视；(y′-y)/2为眼球垂直方向的斜视角度，无论左眼或右眼，结果为正值代表下斜视，负值代表上斜视。

所述的坐标值(x，y)和(x′，y′)的具体读取方法是：利用所述的摄像机将所述的光点自坐标值(x，y)移至(x′，y′)的过程摄录，通过录像重放，可读取(x，y)和(x′，y′)的具体数值；或利用所述的坐标仪上每一坐标点的光敏元件感应反射光，并由处理电路将光敏元件的输出信号转换为相应图像，在该图像上直接读取坐标值；或直接计算出所对应的坐标值。

采取上述技术方案后，本发明能够客观，准确，标准化的测量人眼的斜视度，满足眼科工作者斜视诊疗、术前设计及学术交流的要求，同时可以让患者更便捷，迅速的完成检查。相比较于现有技术，能够很好的控制误差进行斜视度的客观测定，在临床上具有很好的实际应用价值。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图说明

图1A是本发明采用卧式台架和摄像机为坐标值读取装置的斜视度测量仪实施例的端面结构示意图；

图1B是图1A的俯视图；

图2是本发明采用立式台架和摄像机为坐标值读取装置的斜视度测量仪

实施例的结构示意图；

图3是本发明上述实施例中坐标仪半球体的结构示意图，其中图3B是图3A的左视图；

图4是本发明注视目标的结构示意图；

图5是图4的左视图；

图6是本发明角膜接触镜的正面示意图；

图7是本发明测量原理示意图。

具体实施方式

参见图1～图7，所示的本发明的斜视度测量仪实施例由台架3、摄像机7、坐标仪2、头托4、注视目标8及角膜接触镜5和6组成。该实施例的摄像机7与计算机(未示出)共同构成坐标值读取装置。分述如下：

1.台架3：固定坐标仪2及摄像机7等，可设计为卧式(参见图1)或立式(参见图2)。固定头部并调整使两眼中点位于半球的球心位置。摄像机7安装于头托4的上方，面向坐标仪2，用于摄取坐标仪图像。与卧式台架配套的床板1上的头托4为枕托，还可配置额托42；配套的头托4由下颌托41和额托42构成。摄像机7均装于额托42上，面向坐标仪板2，与眼睛的方向基本相同。额托42可以与台架3连接固定，或与床板1连接。

2.注视目标8：每组注视目标8均由发光体81、凸透镜82和光孔83组成，光孔83设在所述的坐标仪的半球体2上，在光孔的外端外设置凸透镜82，在凸透镜82的外侧的焦点处设置发光体81。所述的凸透镜82的一边通过一旋柄与坐标仪2的外侧铰连，以便能够摆动移出发光体81与光孔83之间。发光体81与外接电路连接并由该电路分别控制亮灭。注视目标8共设置11组。所述的中心点(0.0)的发光体采用聚光光束或I级激光束，其余10个注视目标发光体采用小功率普通光源，不一定发出聚光光束。

3.坐标仪2优选半球形(或半圆柱形)，半径可取33m，带有经纬线及经纬坐标，以中心坐标点为(0，0)点，右侧经度为正，左侧经度为负，上方纬度为正，下方纬度为负，坐标值指经纬度坐标。某点的经度和纬度分别代表球心与该坐标点的连线和球心O与(0，0)点连线的夹角在水平与垂直方向分解的矢量，单位为度(°)。在11组注视目标8中的11个光孔中设置9个诊断眼位，它们的坐标分别是：中心点(0，0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；设置两个检查A-V征的位置：(0，25)和(0，-25)。该实施例的光孔83的直径设为10mm，孔后放置发光体与带旋柄的凸透镜82组成的11个注视目标8作为注视目标。其中中心点(0，0)的发光体81采用聚光大功率LED光源，其余10个注视点发光体81采用小功率LED作光源，可以是发散光。注视目标8中的凸透镜82置于LED前并可旋开，LED置于凸透镜焦点位置，使得光线折射后成为平行光线，可模拟远方视标。

4.角膜接触镜(参见图6)：可采用各式角膜接触镜，考虑加工方便及接触镜与眼球之间相对位置的稳定性，优选硬镜。以9～11mm直径、0度数的接触镜镜片91为例，在一水平径线上，对称粘贴两个长4mm，宽1mm的反光条92，两条反光条92相邻端之间距离应＞3mm。所述的反光条92可以采用镀膜、粘贴反光片或在角膜接触镜内置反光层等方式实现。

本发明的遮光板P，遮光板P可以手持，也可通过连接杆铰连在坐标仪2上，可以在两只眼睛之间摆动。遮光板P除了用普通遮光板以外，还可以采用两互补色光源与两互补色片的组合，如红绿双色LED作为注视目标8的发光体81，双眼前分别放置红色滤光片和绿色滤光片；或双眼前分别放置水平和垂直偏振片，相应的注视目标采用水平和垂直偏振光光源。

本发明的除了采用上述的摄像系统作为坐标值读取装置外，还可以是设在所述的坐标仪2上的每一坐标点的光敏元件，以及与其连接的用于将光敏元件的输出信号转换为相应图像，或计算出所对应的坐标值的处理电路(未图示)。为常规的技术。

本发明的测量方法首先给待检查者双眼佩戴上述的角膜接触镜5和6，使反光条92位于水平位。固定头部于头托4，使半球形坐标仪2球心位于双眼中点。首先开亮(0.0)点发光体产生聚光光束或I级激光束照射双眼，用遮光板P遮盖右眼，左眼注视目标。然后将遮光板P移动遮盖左眼，用右眼注视目标，在坐标板2上会形成一反光条带。此反光条带最初出现的位置，即在遮光板P由遮盖右眼转向遮盖左眼的瞬间的位置坐标代表右眼球斜位的对应方位。很快，随着右眼注视(0.0)点目标，反光条带将移至新的位置，此位置坐标代表右眼球正位的对应方位。摄像系统7将此过程摄录，重放录像至坐标板上右眼接触镜反光条92所反射的反光条带初出现时的瞬间，反光条带为两细长亮线段，可取两亮线段的4个端点中任意一点的坐标，因内斜、外斜度较大时会有某线段的某端点隐入内眦或外眦，但至少会有一个端点不受影响，可视具体情况而选取不受影响的点。读取此点初始瞬间坐标(x，y)及右眼注视目标后的坐标(x′，y′)，则(x′-x)/2即为左眼注视时右眼球水平方向的斜视角度，结果为正值代表内斜视，负值代表外斜视；(y′-y)/2即为右眼球垂直方向的斜视角度，结果为正值代表下斜视，负值代表上斜视。

测量右眼注视时左眼斜视度及其它眼位时斜视度步骤与原理与上述相似。

实施例一：

如图1A和图1B所示，采用卧式结构，反光条92采取粘贴方式，粘贴两条4*1*0.3的高反光面于接触镜镜片91相应位置，坐标仪板(0.0)发光体采用1W功率15°聚光LED，其余发光体采用0.1W的LED。先用遮光板P遮盖左眼，右眼注视目标，然后将遮光板P由左眼移至右眼，左眼去遮盖时初始瞬间亮点坐标为(16，0)，注视目标后亮点坐标为(-60，0)，则被检者右眼注视目标时，左眼水平斜视度为(-60-16)/2＝-38°，垂直斜视度为(0-0)/2＝0°，表示该患者左眼内斜视38°，没有垂直斜视。

实施例二：

采用图2所示的立式头架3，反光条92采取镀银膜方式，镀两条4*1mm的反光面于接触镜镜片91相应位置，坐标仪板(0.0)发光体采用3cm直径的I级激光束，其余发光体采用0.1W的LED。先用遮光板P遮盖右眼，左眼注视目标，然后将遮光板P由右眼移至左眼，右眼去遮盖时初始瞬间亮点坐标为(80，10)，注视目标后亮点坐标为(10，8)，则被检者左眼注视(0.0)目标时，右眼水平斜视度为(10-80)/2＝-35°，垂直斜视度为(8-10)/2＝-1°，表示该患者右眼外斜视35°，上斜视1°。

本发明依据的几何光学原理：空间的光线可以矢量分解至水平和垂直两个方向分别进行分析计算，下面分析水平方向的计算原理。

将眼球近似为一个等效球体，接触镜的反光面AB贴于眼球表面，几何光路图如图7所示。

眼球转动的角度为∠FDG，弧BC对应的圆心角为∠BOC。数学原理可以计算得知，∠FDG≈1/2∠BOC，∠FDG与1/2∠BOC的差(即误差)＜1/20∠FDG，误差可以接受。

本发明除了采用上述的摄像系统作为坐标值读取装置测量方法外，还可利用所述的坐标仪上每一坐标点的光敏元件感应反射光，并由处理电路将光敏元件的输出信号转换为相应图像，在该图像上直接读取坐标值；或直接计算出所对应的坐标值。

Claims (10)

1.一种斜视度测量仪，包括台架、坐标仪、坐标值读取装置、遮光板和头托，坐标仪、坐标值读取装置和头托固定于台架上，头托用于定位被测量者的头部，并使被测量者两眼中点位于坐标仪半球的球心位置；遮光板手持或与其它部件连接，其特征在于：在所述的坐标仪的球面上设有多个间隔分布的注视目标；在被测量者的眼睛戴有角膜接触镜，该角膜接触镜由隐形眼镜及其水平径线上对称粘贴两个之间留有间距的长条形的反光条构成。

2.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的角膜接触镜优选直径为9～11mm、屈光度数0的硬镜，所述的反光条长4mm，宽1mm，两条反光条之间距离应不小于3mm；所述的反光条可以采用镀膜、粘贴反光片或在角膜接触镜内置反光层等方式实现。

3.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的遮挡眼球除了用普通遮光板以外，还可以采用两互补色光源与两互补色片的组合，如红绿双色LED作为注视目标的发光体，双眼前分别放置红色滤光片和绿色滤光片；或双眼前分别放置水平和垂直偏振片，相应的注视目标采用水平和垂直偏振光光源。

4.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的台架可设计为卧式或立式，该卧式台架包括卧床和支架，该卧床用于被测量者躺卧，所述的头托置于该床面上；该支架设置在卧床的一旁，在该支架上部通过一可以摆动的横杆安装所述的坐标仪，并使该坐标仪的球面口朝下；所述的立式台架立柱和支杆构成，立柱设有伸缩结构，支杆设有可以摆动的结构并连接在立柱上端，所述的头托安装在该支杆上。

5.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的坐标仪优选半球形和半圆柱形，半径可取33m，带有经纬线及经纬坐标，以中心点为(0.0)点，右侧经度为正，左侧经度为负，上方纬度为正，下方纬度为负，坐标值指经纬度坐标；某点的经度和纬度分别代表球心与该坐标点的连线和球心与(0.0)点连线的夹角在水平与垂直方向分解的矢量，单位为度；所述的注视目标包括发光体、凸透镜和光孔，光孔设在所述的坐标仪的半球体上，在光孔的外端外设置凸透镜，在凸透镜的外侧焦点处设置发光体；所述的凸透镜的一边通过一旋柄与坐标仪的外侧铰连，以便能够摆动移出发光体与光孔之间；发光体与外接电路连接并由该电路分别控制每个发光体的亮灭。

6.根据权利要求5所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的外接电路可分别控制每个发光体的亮灭；所述的发光体共设置11个，其中9个为诊断眼位，其光孔位置在坐标仪上的坐标为中心点(0.0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；另外有两个检查A-V征的(0.25)和(0.-25)；所述的中心点(0.0)的发光体采用聚光光束或I级激光束，其余10个注视目标发光体采用小功率光源。

7.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的坐标值读取装置为摄像机，安装于头托的上方，面向坐标仪，用于摄取坐标仪图像。

8.根据权利要求1所述的斜视度测量仪，其特征在于：所述的坐标值读取装置为设在所述的坐标仪上的每一坐标点的光敏元件，以及与其连接的用于将光敏元件的输出信号转换为相应图像，或计算出所对应的坐标值的处理电路。

9.一种斜视度测量方法，其特征在于：首先在被测量者的双眼戴上所述的角膜接触镜，并使被测量者的头部位于所述的头托内，使半球形坐标仪球心位于双眼中点；开亮(0.0)点发光体，使一束聚光光束或I级激光束照向双眼，使遮光板遮盖右眼，此时右眼被遮光板遮盖，而左眼注视目标；将遮光板移动使之遮盖左眼，此时左眼将被遮盖，而右眼注视目标，发光体发出的光线照射至右眼，经右眼角膜接触镜反光面反射，会在坐标板上形成一反光条带，此反光条带最初出现的位置(x，y)，即在遮光板由右眼前移开而转为遮盖左眼的瞬间的位置坐标代表右眼球斜位的对应方位；随着右眼注视(0.0)点目标，反光条将移至新的位置(x′，y′)，此位置坐标代表右眼球正位的对应方位；读取坐标值(x，y)和(x′，y′)；则(x′-x)/2即为某眼水平方向的斜视角度，对于右眼来说，结果为正值代表内斜视，负值代表外斜视，对于左眼来说，结果为正值代表外斜视，负值代表内斜视；(y′-y)/2为眼球垂直方向的斜视角度，无论左眼或右眼，结果为正值代表下斜视，负值代表上斜视。

10.根据权利要求9所述的斜视度测量方法，其特征在于：所述的坐标值(x，y)和(x′，y′)的具体读取方法是：利用所述的摄像机将所述的光点自坐标值(x，y)移至(x′，y′)的过程摄录，通过录像重放，可读取(x，y)和(x′，y′)的具体数值；或利用所述的坐标仪上每一坐标点的光敏元件感应反射光，并由处理电路将光敏元件的输出信号转换为相应图像，在该图像上直接读取坐标值；或直接计算出所对应的坐标值。

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