CN214278945U - 一种角膜塑形镜佩戴模拟设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其技术方案要点是包括有测量端、数据端、终端、VR眼镜，测量端和VR眼镜均与数据端通讯连接，数据端与终端通讯连接，测量端用于获取角膜数据，数据端用于记录测量端内的角膜数据，并且将角膜数据上传至终端，终端用于根据角膜数据建立角膜有限元模型，并且根据角膜有限元模型生成佩戴镜参数，数据端用于接收终端回传的佩戴镜参数，并且将佩戴镜参数传入VR眼镜，VR眼镜用于根据佩戴镜参数模拟VR视觉情景，该模拟设备能够大大减少材料损耗、节约时间。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种模拟设备，更具体地说，它涉及一种角膜塑形镜佩戴模拟设备。
背景技术
近年来，我国近视发生率呈明显上升趋势，近视已成为影响我国国民尤其是青少年眼健康的重大公共卫生问题。这类最常见的眼科疾病被列为世界三大疾病之一，我国人口近视发生率约为33％，是世界平均水平(占总人口的22％)的1.5倍。
对于屈光不正，越来越多研究肯定各种光学矫正和药理学治疗的益处，但缺少明确的证据证明何种治疗方法能很好地控制眼轴增长。角膜塑形镜(OK镜)是目前可以有效减缓青少年近视进展的重要手段之一，但其验配要求严格，戴镜后效果难以预测，且OK镜矫治后的视力恢复≥0.8的患者人数仅将近72.1％。除角膜损伤外，镜片验配的偏差引起的偏中心也会对病人产生矫治效果欠佳、视力欠佳、视物“重影”等不利影响。
随着近视人数大幅增加，OK镜(角膜塑形镜)的角膜矫正治疗需求日益增长，OK镜验配的需求也随之增加。实体OK镜样本的制作耗材及医疗资源的占用情况十分严重，OK镜的佩戴者和医生在验配过程中要经过多次测量眼部数据和试戴，以此订制实体镜片。在后续治疗过程中，根据患者实际矫正治疗情况，调整OK镜处方，再次制作多个OK镜实体样本并让佩戴者多次试戴，以得出适合患者的最优验配方案，此法耗时、耗材且存在角膜感染的风险。临床验配中，试戴片的反复使用消毒也非常耗时、耗材，占用医疗资源严重。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，该模拟设备能够大大减少材料损耗、节约时间。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，包括有测量端、数据端、终端、VR眼镜，所述测量端和VR眼镜均与数据端通讯连接，所述数据端与终端通讯连接；
所述测量端用于获取角膜数据；
所述数据端用于记录测量端内的角膜数据，并且将角膜数据上传至终端；
所述终端用于根据角膜数据建立角膜有限元模型，并且根据角膜有限元模型生成佩戴镜参数；
所述数据端用于接收终端回传的佩戴镜参数，并且将佩戴镜参数传入VR眼镜；
所述VR眼镜用于根据佩戴镜参数模拟VR视觉情景。
本实用新型进一步设置为：所述终端包括有接收模块、模型构建模块、优化模块、传出模块；
所述接收模块与数据端连接，用于接收来自数据端的角膜数据；
所述模型构建模块与接收模块连接，用于根据接收模块内的角膜数据构件角膜有限元模型；
所述优化模块与模型构建模块连接，用于对角膜有限元模型进行数据优化，并生成佩戴镜参数；
所述传出模块与优化模块连接，用于将佩戴镜参数回传至数据端。
本实用新型进一步设置为：所述终端还包括有显示模块，所述显示模块分别与模型构建模块、优化模块连接，所述显示模块用于展示角膜有限元模型和显示佩戴镜参数。
本实用新型进一步设置为：所述终端还包括有存储模块，所述存储模块分别与接收模块和优化模块连接，所述存储模块用于存储用户的佩戴镜参数和角膜数据。
本实用新型进一步设置为：所述VR眼镜包括有主机和连接于主机上的弹力松紧带。
本实用新型进一步设置为：所述弹力松紧带包括有连接于主机宽度方向一端上的松紧主带和连接于主机宽度方向另一端上的松紧副带，所述松紧副带和松紧主带上均设置有魔力贴，所述主机宽度方向的两端内均设置有收纳腔，所述收纳腔内均设置有用于收纳松紧主带和松紧副带的收卷装置。
本实用新型进一步设置为：所述收卷装置均包括有收卷杆和驱动收卷杆转动的收卷电机，所述主机的外侧壁上设置有用于控制收卷电机启闭的控制开关。
本实用新型进一步设置为：所述控制开关包括有设置于主机上的控制面板，所述控制面板包括有显示子模块、输入子模块、传输子模块，所述输入子模块用于输入收卷长度；
所述传输子模块与输入子模块连接，用于根据收卷长度控制收卷电机启动时长；
所述显示子模块用于显示内部收卷长度和外部剩余程度。
本实用新型进一步设置为：所述松紧主带上设置有多个第一穿孔，所述松紧副带上设置有多个第二穿孔，所述第一穿孔沿松紧主带的长度方向等距排列设置，所述第二穿孔沿松紧副带的长度方向等距排列设置。
本实用新型进一步设置为：所述第一穿孔和第二穿孔均呈弧形结构设置，并且均沿远离主机方向凸设。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：操作者首先对待矫正的眼睛进行测量，得到各类角膜数据如中央角膜厚度、角膜顶点位移、角膜变形幅度、角膜平坦弧度值(flatK值)、降幅和压迫系数等数据。将此类数据输入数据端内(该数据端也能够调整为能够直接获取测量端内的角膜数据)，数据端会将数据自动上传至终端处理，终端通过MATLAB软件运行程序，由Abaqus软件建立目标患者的角膜有限元模型，分析目标患者角膜的生物力学情况，模拟各种参数下的角膜塑形镜对该眼的矫正效果，并对比得出最优解，给出角膜塑形镜最佳验配方案。
此后，终端将最优佩戴镜的参数传回至数据端，并进一步传入VR眼镜，VR眼镜通过一系列数据，改变现有的VR视觉情景，生成“矫正后”的视觉情景。患者佩戴该眼镜，感受佩戴角膜塑形镜的视觉效果，达到预测角膜塑形镜角膜塑形与视力矫正效果的目的。
受试者通过佩戴该设备即可体验到最合适的佩戴效果，并依照相应数据进行角膜塑形镜的后续制作，降低患者多次试戴角膜塑形镜造成的卫生安全风险，减少角膜塑形镜样品的制作与测试造成的医疗资源浪费。
附图说明
图1为角膜塑形镜佩戴模拟设备的原理示意图；
图2为终端的原理示意图；
图3为VR眼镜的立体结构示意图；
图4为收卷装置的立体结构示意图；
图5为控制面板原理示意图。
附图标记：1、测量端；2、数据端；3、终端；31、接收模块；32、模型构建模块；33、优化模块；34、传出模块；35、显示模块；36、存储模块；4、VR眼镜；41、主机；42、弹力松紧带；43、松紧主带；431、第一穿孔；44、松紧副带；441、第二穿孔；45、收卷装置；451、收卷杆；452、收卷电机；46、控制面板；461、显示子模块；462、输入子模块；463、传输子模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
参照图1至图5所示，为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，包括有测量端1、数据端2、终端3、VR眼镜4，测量端1和VR眼镜4均与数据端2通讯连接，数据端2与终端3通讯连接；
测量端1用于获取角膜数据；
数据端2用于记录测量端1内的角膜数据，并且将角膜数据上传至终端3；
终端3用于根据角膜数据建立角膜有限元模型，并且根据角膜有限元模型生成佩戴镜参数；
数据端2用于接收终端3回传的佩戴镜参数，并且将佩戴镜参数传入VR眼镜4；
VR眼镜4用于根据佩戴镜参数模拟VR视觉情景。
该数据端2可以为平板电脑也可以为计算机；
终端3为具有高处理功能的计算机。
本实用新型的设计，操作者首先对待矫正的眼睛进行测量，得到各类角膜数据如中央角膜厚度、角膜顶点位移、角膜变形幅度、角膜平坦弧度值(flat K值)、降幅和压迫系数等数据。将此类数据输入数据端2内(该数据端2也能够调整为能够直接获取测量端1内的角膜数据)，数据端2会将数据自动上传至终端3处理，终端3通过MATLAB软件运行程序，由Abaqus软件建立目标患者的角膜有限元模型，分析目标患者角膜的生物力学情况，模拟各种参数下的角膜塑形镜对该眼的矫正效果，并对比得出最优解，给出角膜塑形镜最佳验配方案。
此后，终端3将最优佩戴镜的参数传回至数据端2，并进一步传入VR眼镜4，VR眼镜4通过一系列数据，改变现有的VR视觉情景，生成“矫正后”的视觉情景。患者佩戴该眼镜，感受佩戴角膜塑形镜的视觉效果，达到预测角膜塑形镜角膜塑形与视力矫正效果的目的。
受试者通过佩戴该设备即可体验到最合适的佩戴效果，并依照相应数据进行角膜塑形镜的后续制作，降低患者多次试戴角膜塑形镜造成的卫生安全风险，减少角膜塑形镜样品的制作与测试造成的医疗资源浪费。
终端3包括有接收模块31、模型构建模块32、优化模块33、传出模块34；
接收模块31与数据端2连接，用于接收来自数据端2的角膜数据；
模型构建模块32与接收模块31连接，用于根据接收模块31内的角膜数据构件角膜有限元模型；
优化模块33与模型构建模块32连接，用于对角膜有限元模型进行数据优化，并生成佩戴镜参数；
传出模块34与优化模块33连接，用于将佩戴镜参数回传至数据端2。
该终端3采取了有限元搭配人工智能技术：通过Matlab以及Abaqus等软件进行有限元分析，构建出角膜的有限元模型，模拟角膜的生物力学特性，并搭配有人工智能技术，可优化算法减小误差。产品有模拟硬性角膜接触镜(OK镜)荧光配适的功能，可用模拟法验配选择试戴镜以提高验配效率。
在线评估平台：操作便捷，使用者如医生等，将目标患者的角膜数据如中央角膜厚度、角膜顶点位移、角膜变形幅度、角膜平坦弧度值(flatK值)、降幅和压迫系数等数据输入后，这些数据会上传至终端3处理，建立出目标患者的角膜模型，输出相关得出的参数。该模型可以更加直观的呈现出目标患者的眼球状况，有利于医生对目标患者病情的评估，制订治疗方案。这些数据还会在云端存储，还可以供多位医生进行医疗决策共享。
个性化定制设计：OK镜的选配具有极大的个体差异，佩戴之后的效果无法预测，因人而异，存在患者会因为高度散光导致角膜塑形镜的佩戴效果不佳，本产品可以为每位目标患者建立个性化的模型，有利于医生(使用者)对目标患者的角膜生物力学特性进行分析，得出最优效果输出，便于医生(使用者)给目标患者制订个性化的治疗方案，真正为医患双方带来便利。
有限元、人工智能和VR技术的结合运用：试戴镜与软件平台、线上与线下相结合的模式。试戴镜搭载有限元、人工智能技术可以对患者眼球情况进行评估，在VR技术的辅助下，能够模拟生成出患者在佩戴OK镜之后的视觉效果，为通过该产品治疗的患者提供更加直观的疗效展示和选择空间。
终端3还包括有显示模块35，显示模块35分别与模型构建模块32、优化模块33连接，显示模块35用于展示角膜有限元模型和显示佩戴镜参数。
该显示模块35的作用为，将角膜有限元模型和佩戴镜的参数可视化的展现给医生看，便于医生给目标患者制订个性化的治疗方案，真正为医患双方带来便利。
终端3还包括有存储模块36，存储模块36分别与接收模块31和优化模块33连接，存储模块36用于存储用户的佩戴镜参数和角膜数据。
存储模块36方便对用户信息进行储存，以便多次纠正。
VR眼镜4包括有主机41和连接于主机41上的弹力松紧带42。主机41能够通过蓝牙或者USB数据线的方式与数据端2进行数据连接，弹力松紧带42能够进行稳固的固定。
弹力松紧带42包括有连接于主机41宽度方向一端上的松紧主带43和连接于主机41宽度方向另一端上的松紧副带44，松紧副带44和松紧主带43上均设置有魔力贴，主机41宽度方向的两端内均设置有收纳腔，收纳腔内均设置有用于收纳松紧主带43和松紧副带44的收卷装置45。
收卷装置45均包括有收卷杆451和驱动收卷杆451转动的收卷电机452，主机41的外侧壁上设置有用于控制收卷电机452启闭的控制开关。
该收卷装置45的设计，可以自动调节松紧主带43和松紧副带44在主机41外部的长度，从而方便不同头型用户进行绑扎，从而避免弹力松紧带42太长时造成的杂乱，以及弹力松紧带42太短时造成的不适。
控制开关包括有设置于主机41上的控制面板46，控制面板46包括有显示子模块461、输入子模块462、传输子模块463，输入子模块462用于输入收卷长度；
传输子模块463与输入子模块462连接，用于根据收卷长度控制收卷电机452启动时长；
显示子模块461用于显示内部收卷长度和外部剩余程度。
该控制面板46的设计，使得弹力松紧带42的调节控制更加可视化，控制更加精准化。
松紧主带43上设置有多个第一穿孔431，松紧副带44上设置有多个第二穿孔441，第一穿孔431沿松紧主带43的长度方向等距排列设置，第二穿孔441沿松紧副带44的长度方向等距排列设置。
第一穿孔431和第二穿孔441均呈弧形结构设置，并且均沿远离主机41方向凸设。
该第一穿孔431和第二穿孔441的设计，是为了方便用着耳朵外露，从而避免因为捆绑耳朵造成可视效果的不适。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：包括有测量端(1)、数据端(2)、终端(3)、VR眼镜(4)，所述测量端(1)和VR眼镜(4)均与数据端(2)通讯连接，所述数据端(2)与终端(3)通讯连接；
所述测量端(1)用于获取角膜数据；
所述数据端(2)用于记录测量端(1)内的角膜数据，并且将角膜数据上传至终端(3)；
所述终端(3)用于根据角膜数据建立角膜有限元模型，并且根据角膜有限元模型生成佩戴镜参数；
所述数据端(2)用于接收终端(3)回传的佩戴镜参数，并且将佩戴镜参数传入VR眼镜(4)；
所述VR眼镜(4)用于根据佩戴镜参数模拟VR视觉情景。
2.根据权利要求1所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述终端(3)包括有接收模块(31)、模型构建模块(32)、优化模块(33)、传出模块(34)；
所述接收模块(31)与数据端(2)连接，用于接收来自数据端(2)的角膜数据；
所述模型构建模块(32)与接收模块(31)连接，用于根据接收模块(31)内的角膜数据构件角膜有限元模型；
所述优化模块(33)与模型构建模块(32)连接，用于对角膜有限元模型进行数据优化，并生成佩戴镜参数；
所述传出模块(34)与优化模块(33)连接，用于将佩戴镜参数回传至数据端(2)。
3.根据权利要求2所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述终端(3)还包括有显示模块(35)，所述显示模块(35)分别与模型构建模块(32)、优化模块(33)连接，所述显示模块(35)用于展示角膜有限元模型和显示佩戴镜参数。
4.根据权利要求2所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述终端(3)还包括有存储模块(36)，所述存储模块(36)分别与接收模块(31)和优化模块(33)连接，所述存储模块(36)用于存储用户的佩戴镜参数和角膜数据。
5.根据权利要求1所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述VR眼镜(4)包括有主机(41)和连接于主机(41)上的弹力松紧带(42)。
6.根据权利要求5所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述弹力松紧带(42)包括有连接于主机(41)宽度方向一端上的松紧主带(43)和连接于主机(41)宽度方向另一端上的松紧副带(44)，所述松紧副带(44)和松紧主带(43)上均设置有魔力贴，所述主机(41)宽度方向的两端内均设置有收纳腔，所述收纳腔内均设置有用于收纳松紧主带(43)和松紧副带(44)的收卷装置(45)。
7.根据权利要求6所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述收卷装置(45)均包括有收卷杆(451)和驱动收卷杆(451)转动的收卷电机(452)，所述主机(41)的外侧壁上设置有用于控制收卷电机(452)启闭的控制开关。
8.根据权利要求7所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述控制开关包括有设置于主机(41)上的控制面板(46)，所述控制面板(46)包括有显示子模块(461)、输入子模块(462)、传输子模块(463)，所述输入子模块(462)用于输入收卷长度；
所述传输子模块(463)与输入子模块(462)连接，用于根据收卷长度控制收卷电机(452)启动时长；
所述显示子模块(461)用于显示内部收卷长度和外部剩余程度。
9.根据权利要求6所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述松紧主带(43)上设置有多个第一穿孔(431)，所述松紧副带(44)上设置有多个第二穿孔(441)，所述第一穿孔(431)沿松紧主带(43)的长度方向等距排列设置，所述第二穿孔(441)沿松紧副带(44)的长度方向等距排列设置。
10.根据权利要求9所述的一种角膜塑形镜佩戴模拟设备，其特征是：所述第一穿孔(431)和第二穿孔(441)均呈弧形结构设置，并且均沿远离主机(41)方向凸设。
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20210924 |