專利名稱：一種斜視度測量儀及測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于眼科醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體的說是一種斜視度測量儀及其測量方法。
背景技術(shù)：
斜視是眼科常見疾病，手術(shù)治療是其主要手段，斜視手術(shù)術(shù)前設(shè)計的主要依據(jù)是斜視的度數(shù)，所以，獲得準(zhǔn)確的斜視度數(shù)，是影響手術(shù)效果的重要因素?，F(xiàn)有的臨床廣泛應(yīng)用的檢查斜視度的方法主要有三棱鏡加遮蓋檢查法、視野弧檢查法、角膜映光法、斜視尺檢查法及同視機(jī)檢查法。上述方法均在不同程度上依賴于患者的理解與合作，而且由于檢查者與被檢者主觀因素的影響，檢查結(jié)果經(jīng)常不一致，偏差較大，常出現(xiàn)不同的醫(yī)生檢查，結(jié)果相差較大的情況，缺乏客觀一致的檢查方法，也很不利于學(xué)術(shù)上的交流。
現(xiàn)在也有一些采用攝像分析的客觀檢查斜視度的方法，例如，2003年授與顧寶文的中國CN2552474Y號專利公開了一種拍攝眼球運(yùn)動圖像，通過計算機(jī)圖像分析軟件測量角膜映光點與角膜中心的距離，按每偏離1mm相當(dāng)于8°斜視角進(jìn)行斜視度的計算。
公開在上述專利中的系統(tǒng)的缺點是它的精確度較差且測量誤差較大。由于被檢查者角膜大小、眼球大小、軸長存在較大個體差異，測量時頭部微動眼球前表面標(biāo)記點的位移也會存在誤差，而這些誤差在計算斜視角度的過程中會被放大，例如在軸長為正常值24mm的眼球上，如果分析圖像測量眼表某點的位移誤差為1mm，那么，計算斜視角度時，誤差可達(dá)360°*1/(24π)＝4.77°，換算成棱鏡度約為9Δ；再如一個近視眼患者，眼軸長為28mm，如果測得眼表某點位移為5mm，對應(yīng)的角度為5*360°/(28*π)＝20.46°，而若仍以眼軸長24mm計算則為5*360°/(24*π)＝23.87°，產(chǎn)生誤差為3.41°，換算成棱鏡度約為7Δ。
上述專利反映了申請人所知道的現(xiàn)有技術(shù)狀況，申請人坦率地提供了公開信息，這些信息有助于對本申請的審查。然而，榮幸的是，按照規(guī)定，這些專利沒有明顯地，單獨地或在考慮組合時給出有關(guān)的教導(dǎo)或提供申請人所要保護(hù)的發(fā)明。
當(dāng)用一紅外輔助光源照射人的臉部時，在眼睛角膜表面形成反射像，此反射像被稱為普爾欽(Purkinje)斑點。人眼在盯視不同位置時，眼球會發(fā)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)動。假定實驗者的頭在不動的情況下，由于紅外發(fā)光二極管的位置是固定的，而眼球是一個近似的球體，所以當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動時，可以認(rèn)為普爾欽斑點的絕對位置是不變的；而虹膜與瞳孔的位置要發(fā)生相應(yīng)的變化，這樣紅外輔助光源在虹膜上形成的普爾欽斑點和瞳孔與虹膜的相對位置關(guān)系也將發(fā)生變化，這種相對位置關(guān)系的確定可以通過圖像處理來實現(xiàn)。
在測量開始前，首先使用定標(biāo)裝置進(jìn)行系統(tǒng)定標(biāo)，即自校準(zhǔn)，使普爾欽斑點和瞳孔與虹膜的相對位置關(guān)系與眼位斜度建立一一對應(yīng)的聯(lián)系，因為每次測量之前均對被檢者進(jìn)行個體化定標(biāo)，故可以很好的克服個體差異帶來的誤差，使得測量結(jié)果精度高而且準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種斜視度測量儀及其測量方法，以解決現(xiàn)有檢查方法存在的測量誤差較大以及測量過程復(fù)雜的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是當(dāng)頭部固定不動時，輔助光源照射人面部，在人眼睛角膜形成普爾欽斑點，其與瞳孔及虹膜的偏移量與眼位的傾斜度(棱鏡度，下同)有一一對應(yīng)的線性關(guān)系。攝取眼部圖像，通過計算機(jī)圖像處理工具計算普爾欽斑點與瞳孔及虹膜的位置關(guān)系，計算機(jī)圖像處理技術(shù)為成熟公開技術(shù)。假定普爾欽斑點的位置坐標(biāo)為(Xp，Yp)，瞳孔與虹膜中心的位置坐標(biāo)為(Xt，Yt)，眼位水平方向斜視度為M，垂直方向斜視度為N，當(dāng)頭部固定不動時，(Xp，Yp)固定，眼球轉(zhuǎn)動時，(Xt，Yt)變化，則有M＝a(Xp-Xt)+b，N＝c(Yp-Yt)+d，a、b、c、d為系統(tǒng)常量，其中b、d相當(dāng)于臨床上的kappa角，對每一個體來講為一常量。測量前首先讓被檢者注視至少2個不同的固定已知傾角的目標(biāo)，分別得到M，(Xp-Xt)，N，(Yp-Yt)，代入上式即可求得系統(tǒng)常量，實現(xiàn)個體化系統(tǒng)定標(biāo)。測量時先使用檔板遮蓋被測眼使之處于斜位，然后移開檔板使被測眼注視目標(biāo)，攝像機(jī)攝取移開檔板瞬間被測眼眼位圖像，由計算機(jī)圖像處理工具計算得到(Xp，Yp)和(Xt，Yt)，可求得M，N，即水平和垂直方向斜視度。
本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果是采取上述技術(shù)方案后，本發(fā)明能夠客觀，準(zhǔn)確，標(biāo)準(zhǔn)化的測量人眼的斜視度，滿足眼科工作者斜視診療、術(shù)前設(shè)計及學(xué)術(shù)交流的要求，同時可以讓患者更便捷，迅速的完成檢查。相比較于現(xiàn)有技術(shù)，能夠很好的控制誤差并保持較高的精度進(jìn)行斜視度的客觀測定，在臨床上具有很好的實際應(yīng)用價值。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是本發(fā)明頭部固定裝置的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明眼攝像機(jī)一種固定方式的實施例采用頭盔式固定裝置的結(jié)構(gòu)示意3是本發(fā)明系統(tǒng)定標(biāo)裝置和注視目標(biāo)及光源的實施例的結(jié)構(gòu)示意4是本發(fā)明頭部固定裝置與注視目標(biāo)及系統(tǒng)定標(biāo)裝置的實施例的位置關(guān)系透視5是本發(fā)明頭部固定裝置與注視目標(biāo)、攝像機(jī)及系統(tǒng)定標(biāo)裝置的另一種實施例的位置關(guān)系透視圖參見圖1～圖5，所示的本發(fā)明的斜視度測量儀實施例由頭部固定臺架5、眼攝像機(jī)8、注視目標(biāo)13、系統(tǒng)定標(biāo)裝置10和計算機(jī)圖像分析系統(tǒng)(未示出)組成。分述如下1、頭部固定臺架5固定頭托3及立柱2等，頭托3可由調(diào)節(jié)鈕4調(diào)節(jié)高低，額托1固定于立柱2。
2、眼攝像機(jī)8固定于支撐桿7與頭套6連接固定，面向人眼睛，可拍攝人眼部圖像。需要說明的是，圖2所示的頭盔式攝像機(jī)固定裝置僅是攝像機(jī)固定方式的實施例之一，攝像機(jī)還可以固定至可拍攝人眼部圖像的任何位置。
3、注視目標(biāo)13放置于被檢者面前一定距離，使被檢者頭部固定于頭托3和額托1時，被測眼在正位時的視線通過注視目標(biāo)13。與注視目標(biāo)13相臨放置光源12，光源12照向被檢者面部，可在眼睛角膜上形成反射像，可采用紅外光二極管或其它波段光源。
4、系統(tǒng)定標(biāo)裝置10可為線狀、網(wǎng)格、平面或曲面，固定有至少2個位置已知的定標(biāo)點，圖3所示定標(biāo)裝置為面板狀，有4個定標(biāo)點9，11，14，15，定標(biāo)點與眼球的連線與注視點13與眼球的連線所成角度為已知。需要說明的是，雖然在圖3中顯示了注視目標(biāo)13、光源12與定標(biāo)點9，11，14，15位于同一個面板10，并顯示了它們的位置，但這只是提供了一個代表本發(fā)明最佳實施例的說明，不構(gòu)成為對本發(fā)明的限制。
本發(fā)明的測量方法將被檢者頭部固定于頭托3和額托1，使被檢者的被測眼依次注視4個定標(biāo)點9，11，14，15，并使用眼攝像機(jī)8分別攝取眼部圖像。然后遮蓋被測眼，令另一眼注視注視目標(biāo)13，注視穩(wěn)定之后去掉被測眼的遮蓋，攝取去遮蓋瞬間的圖像，由計算機(jī)圖像處理工具分別計算各圖像中光源反射像與眼睛虹膜、瞳孔的相對位移。計算出斜視度。
應(yīng)該注意到，在不脫離本文所公開的基本構(gòu)思的情況下可以改變裝置的外形和一些細(xì)節(jié)部分，而且在不脫離本文所公開的基本構(gòu)思的情況下可以改變方法的各個步驟。
實施例一本實施例由頭托固定臺架5，頭托3，頭托3的高低調(diào)節(jié)鈕4，立柱2，額托1構(gòu)成頭部固定裝置，眼攝像機(jī)8采用watec902K黑白攝像機(jī)，通過連接桿7固定于頭套6，注視目標(biāo)13與定標(biāo)點9，11，14，15都固定于面板狀系統(tǒng)定標(biāo)裝置10，距離頭部固定裝置35cm放置。定標(biāo)點9位于定標(biāo)面板中心點左側(cè)35cm處，定標(biāo)點11位于定標(biāo)面板中心點上方35cm處，定標(biāo)點14位于定標(biāo)面板中心點右側(cè)35cm處，定標(biāo)點15位于定標(biāo)面板中心點下方35cm處。光源12采用紅外二極管光源，也固定于面板10，與注視目標(biāo)13相臨。
實施例二如圖5，本實施例由頭托固定臺架5，頭托3，頭托的調(diào)節(jié)鈕4，立柱2，額托1構(gòu)成頭部固定裝置，眼攝像機(jī)8采用watec902K黑白攝像機(jī)，固定于支架22上，條形系統(tǒng)定標(biāo)裝置23距離頭部固定裝置2米，其上有注視目標(biāo)18與4個定標(biāo)點16，17，20，21及光源19，定標(biāo)點16位于定標(biāo)裝置中點左側(cè)2米處，定標(biāo)點17位于定標(biāo)裝置中點左側(cè)1米處，定標(biāo)點20位于定標(biāo)裝置中點右側(cè)1米處，定標(biāo)點21位于定標(biāo)裝置中點右側(cè)2米處，注視目標(biāo)18位于定標(biāo)裝置中點左側(cè)20cm處，光源19采用白光二極管光源，位于定標(biāo)裝置中點處。
權(quán)利要求
1.一種斜視度測量儀，包括頭部固定裝置、眼攝像機(jī)、系統(tǒng)定標(biāo)裝置、注視目標(biāo)、光源和計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)，被檢者頭部固定于所述的頭部固定裝置，面向所述的系統(tǒng)定標(biāo)裝置，系統(tǒng)定標(biāo)裝置上有定標(biāo)點，所述的光源照向被檢者眼睛，所述的眼攝像機(jī)拍攝眼部圖像，所述的計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)對所拍攝圖像進(jìn)行計算，其特征在于所述的頭部固定裝置可固定被檢者頭部，所述系統(tǒng)定標(biāo)裝置固定于頭部固定裝置前，所述的光源照射被測眼，所述眼攝像機(jī)面向被測眼固定，分別拍攝被測眼注視系統(tǒng)定標(biāo)裝置的圖像和被測眼處于斜視眼位的圖像，所述的計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)處理上述圖像計算并輸出被測眼的斜視度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的系統(tǒng)定標(biāo)裝置上有至少2個定標(biāo)點，定標(biāo)點相對于系統(tǒng)定標(biāo)裝置中心的位置和距離為固定而且已知的，定標(biāo)裝置可為線狀、網(wǎng)格、平面或曲面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)對所述眼攝像機(jī)所攝取的圖像進(jìn)行分析，計算得到所述光源在角膜表面的像與眼睛虹膜、瞳孔的相對位移。分別計算注視每個上述定標(biāo)點時的反射像與虹膜、瞳孔的相對位移，計算得到相對位移與眼睛斜視度的線性函數(shù)關(guān)系。
4.一種斜視度測量方法，其特征在于將被檢者頭部固定于所述頭部固定裝置，使被檢者的被測眼依次注視所述的多個定標(biāo)點，并使用所述的眼攝像機(jī)分別攝取眼部圖像。然后遮蓋被測眼，令另一眼注視所述的注視目標(biāo)，注視穩(wěn)定之后去除被測眼的遮蓋，攝取去遮蓋瞬間的眼部圖像，由所述的計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)首先根據(jù)被測眼注視定標(biāo)點時的圖像計算出光源在角膜表面的像與虹膜、瞳孔的相對位移與眼睛斜視度的線性函數(shù)關(guān)系，然后根據(jù)被測眼去遮蓋瞬間的眼部圖像計算光源在角膜表面的像與虹膜、瞳孔的相對位移，根據(jù)所求得的線性函數(shù)關(guān)系計算斜視度。
全文摘要
本發(fā)明屬于眼科醫(yī)療領(lǐng)域，公開了一種測量斜視度的裝置與測量方法。本發(fā)明所公開的斜視度測量裝置包括頭部固定裝置、眼攝像機(jī)、系統(tǒng)定標(biāo)裝置、注視目標(biāo)、光源和計算機(jī)圖像分析系統(tǒng)。利用本發(fā)明所設(shè)計的斜視度測量儀，可以快速、精確、客觀的測量斜視角度。
文檔編號A61B3/08GK1836625SQ200610076159
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月28日
發(fā)明者趙陽 申請人:趙陽