CN205041367U - 基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，包括为人眼提供均匀照明的照明装置、提供相对强光光源的光刺激器和拍摄双目瞳孔影像的双目相机，其特征在于，所述双目相机的影像输出端与采集卡的影像输入端连接，所述采集卡的影像输出端设有瞳孔测量器，所述瞳孔测量器的瞳孔参数输出端连接有将瞳孔参数转换成电信号的信号转换器，所述信号转换器的信号输出端设有对电信号进行处理并将处理所得的瞳孔对光的反应数值与被测者基础值或者群体参考值进行比较的处理模块，所述处理模块的结果输出端连接有输出装置，具有检测疲劳客观、评估效率高的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及中枢疲劳检测领域，具体为一种基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置。
背景技术
疲劳的发生机制较为复杂，其中中枢学说用高级神经系统的兴奋——抑制规律来解释疲劳，认为神经冲动长时间重复兴奋引起某一区域抑制性保护并扩散到周围邻近区域和其他部位是引起疲劳的根本原因。因此，基于中枢觉醒程度和刺激反应能力的检测方法可用于因睡眠剥夺或睡眠不足、生理节律紊乱和大强度劳动负荷所致的中枢功能疲劳评估。
人的瞳孔大小可随光线的强弱而改变，弱光下瞳孔散大，强光下瞳孔缩小，上述现象称为瞳孔对光反射。瞳孔对光反射是人眼看到闪光后瞳孔的无意识反应，这一反射由中枢神经控制，这一反射不仅在弱光条件下增加进入人眼的光量以产生清晰视觉，而且不会导致视网膜因光量过强而损伤。在疲劳状态下，由于中枢功能倾向抑制性变化，觉醒度降低，瞳孔对光反射能力会下降。因此，可通过测试瞳孔对光反应来检测中枢是否疲劳。
现有技术中，通过测试瞳孔对光反应来检测中枢是否疲劳的装置往往采用手动控制光刺激器且人工记录的方式，存在指标单一和结果带有一定的主观性等不足。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种检测疲劳客观、评估效率高的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，包括为人眼提供均匀照明的照明装置、提供相对强光光源的光刺激器和拍摄双目瞳孔影像的双目相机，其特征在于，所述双目相机的影像输出端与采集卡的影像输入端连接，所述采集卡的影像输出端设有瞳孔测量器，所述瞳孔测量器的瞳孔参数输出端连接有将瞳孔参数转换成电信号的信号转换器，所述信号转换器的信号输出端设有对电信号进行处理并将处理所得的瞳孔对光的反应数值与被测者基础值或者群体参考值进行比较的处理模块，所述处理模块的结果输出端连接有输出装置。
进一步的，所述照明装置为近红外线LED灯。
进一步的，所述光刺激器上设有颜色调节装置和亮度调节装置，光通量最小可调区间为1毫流明。
进一步的，所述双目相机的拍摄速率高于1000Hz，所述采集卡的采集速率高于1000Hz，所述信号转换器的转换速率高于1000Hz，所述处理模块的处理速率高于1000Hz。
进一步的，人眼与双目相机之间设有偏振片。
进一步的，人眼与双目相机之间连接有偏振片，所述偏振片为近红外线偏振片。
进一步的，所述颜色调节装置的参数输出端及亮度调节装置的参数输出端与所述信号转换器连接。
进一步的，所述输出装置为显示器、打印机或无线传输电路。
进一步的，所述电信号为电压信号或电流信号。
进一步的，所述采集卡为单片机。
本发明采用自动调控光刺激器、自动记录参数并对参数自动处理的方式，具有检测疲劳客观、评估效率高的优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的流程示意图；
图2是本实用新型实施例二的流程示意图；
图3是本实用新型实施例三的流程示意图。
1-照明装置，2-光刺激器，3-双目相机，4-采集卡，5-瞳孔测量器，6-信号转换器，7-处理模块，8-输出装置，9-偏振片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本实用新型通过测试瞳孔在相对强光下的反应并取得相关参数（包括瞳孔光刺激前后的直径、瞳孔对光刺激收缩反应的潜伏期及瞳孔收缩幅度等参数等）来检测中枢是否疲劳。瞳孔的大小可随光线的强弱而改变，弱光下瞳孔散大，强光下瞳孔缩小，上述现象被称为瞳孔对光反射。瞳孔对光反射是人眼看到闪光后瞳孔的无意识反应。所述光刺激器2对着人眼射出一道人眼承受范围内的相对强光（光亮强度相对强于所述照明装置1的光），视网膜接收到强光后，将信号发送至中枢神经，由中枢神经控制瞳孔的大小，当中枢疲劳时，瞳孔对光的反应时间相对较长且反应前后的瞳径差值相对较小；当中枢未疲劳时，瞳孔对光的反应时间相对较短且反应前后的瞳径差值相对较大。本实用新型利用瞳孔对相对强光的反应来检测相关参数（包括但不限于瞳孔光刺激前后的直径、瞳孔对光刺激收缩反应的潜伏期及瞳孔收缩幅度等参数）并将被测者当时检测相关参数与其自身基础值（被测者在不疲劳状态下，反复进行瞳孔对光反应测试并取瞳孔光刺激前后的直径、瞳孔对光刺激收缩反应的潜伏期及瞳孔收缩幅度等参数的平均值所得）或者群体参考值（在不疲劳的状态下，对多人进行瞳孔对光反应测试并取瞳孔光刺激前后的直径、瞳孔对光刺激收缩反应的潜伏期及瞳孔收缩幅度等参数的平均值所得）进行比较，从而判断被测者的中枢是否疲劳。
实施例一：一种基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，包括为人眼提供均匀照明的照明装置1、提供相对强光光源的光刺激器2和拍摄双目瞳孔影像的双目相机3。所述照明装置1为近红外线LED灯。所述亮点光刺激器2上设有颜色调节装置和亮度调节装置，光通量最小可调区间为1毫流明。所述双目相机3为高频率高精度，所述双目相机3的影像输出端与采集卡4的影像输入端连接，所述采集卡4的影像输出端设有瞳孔测量器5，所述瞳孔测量器5的瞳孔参数输出端连接有将瞳孔参数转换成电信号的信号转换器6，电信号为电流信号或电压信号。所述信号转换器6的信号输出端设有对电信号进行处理并将处理所得的瞳孔对光的反应数值与被测者基础值或者群体参考值进行比较的处理模块7，所述处理模块7的结果输出端连接有输出装置8。所述双目相机3的拍摄速率高于1000Hz，所述采集卡4的采集速率高于1000Hz，所述信号转换器6的转换速率高于1000Hz，所述处理模块7的处理速率高于1000Hz。所述照明装置1指令接收端及所述光刺激器2指令接收端设有输入模块并与所述输入模块的指令输出端连接。所述输出装置8为显示器、打印机或无线传输电路。所述采集卡4为单片机。
其中，所述双目相机3及瞳孔测量器5均采用已有的产品。所述照明装置1为眼球提供均匀照明。所述光刺激器2对人眼发射出相对强光，迫使中枢神经控制瞳孔对光作出反应。所述双目相机3不断拍摄影像并不间断地通过采集卡4采集影像，所述采集卡将影像传输至瞳孔测量器5，所述瞳孔测量器5对影像中的瞳孔进行测量并得出瞳孔参数（包括但不限于瞳孔光刺激前后的直径及瞳孔收缩幅度等）并将瞳孔参数发送到所述信号转换器6，所述信号转换器6将瞳孔参数进行处理，将瞳孔参数转换成电信号并将电信号传送至所述处理模块7，不同的瞳孔参数对应不同的电信号，所述处理模块7将被测者当时检测的相关参数与其自身基础值或者群体参考值进行比较，从而判断被测者的中枢是否疲劳，并将该结果传输给输出装置8，当输出装置8为打印机时，信号传送到打印机后，直接打印出纸件显示是否疲劳；当输出装置8为显示屏时，是否疲劳的结果在显示屏上显示；当输出装置8为无线传输电路时，是否疲劳的结果通过无线电的方式发送到其他设备上实现显示或打印成纸件，申请人只在此举三个例子，本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。
本实用新型客服了现有技术中，检测瞳孔对光反应的装置采用手动控制光刺激器2且人工记录的方式，存在指标单一和结果带有一定的主观性等不足的缺点。本实用新型具有检测疲劳客观、评估效率高的优点。
实施例二：在实施例一的基础上，实施例二作了进一步的改进，人眼与双目相机3之间连接有偏振片9，所述偏振片9为近红外线偏振片。所述偏振片9将光源变成偏振光源，有效消除人眼引发的光源镜面反射，可提高相机图像采集和跟踪的精度和速度。
实施例三：在实施例一和/或实施例二的基础上，实施例三作了进一步的改进，所述颜色调节装置的参数输出端及亮度调节装置的参数输出端与所述信号转换器6连接并将相关参数发送到信号转换器6，信号转换器6将相关参数转换成电信号。本实用新型的实施例三通过增加闪光亮度或颜色等参数，增加检测的客观性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，包括为人眼提供均匀照明的照明装置（1）、提供相对强光光源的光刺激器（2）和拍摄双目瞳孔影像的双目相机（3），其特征在于，所述双目相机（3）的影像输出端与采集卡（4）的影像输入端连接，所述采集卡（4）的影像输出端设有瞳孔测量器（5），所述瞳孔测量器（5）的瞳孔参数输出端连接有将瞳孔参数转换成电信号的信号转换器（6），所述信号转换器（6）的信号输出端设有对电信号进行处理并将处理所得的瞳孔对光的反应数值与被测者基础值或者群体参考值进行比较的处理模块（7），所述处理模块（7）的结果输出端连接有输出装置（8）。
2.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述照明装置（1）为近红外线LED灯。
3.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述光刺激器（2）上设有颜色调节装置和亮度调节装置，光通量最小可调区间为1毫流明。
4.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述双目相机（3）的拍摄速率高于1000Hz，所述采集卡（4）的采集速率高于1000Hz，所述信号转换器（6）的转换速率高于1000Hz，所述处理模块（7）的处理速率高于1000Hz。
5.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，人眼与双目相机（3）之间设有偏振片（9）。
6.根据权利要求2所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，人眼与双目相机（3）之间连接有偏振片（9），所述偏振片（9）为近红外线偏振片。
7.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述颜色调节装置的参数输出端及亮度调节装置的参数输出端与所述信号转换器（6）连接。
8.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述输出装置（8）为显示器、打印机或无线传输电路。
9.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述电信号为电压信号或电流信号。
10.根据权利要求1所述的基于瞳孔对光的反应检测中枢疲劳的装置，其特征在于，所述采集卡（4）为单片机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115272645A (zh) * | 2022-09-29 | 2022-11-01 | 北京鹰瞳科技发展股份有限公司 | 多模态数据采集设备及训练中枢疲劳检测模型的方法 |
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