本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于非接觸測(cè)量眼中的眼睛內(nèi)壓力的裝置和方法，更特別是，涉及使用傳感器來(lái)測(cè)量在眼中感應(yīng)的振動(dòng)，眼睛內(nèi)壓力與感應(yīng)的振動(dòng)程度和它的測(cè)量位置相關(guān)。

背景技術(shù)：

眼的眼睛內(nèi)壓力(iop)測(cè)量是在眼球前部部分內(nèi)部的流體壓力的測(cè)量。監(jiān)測(cè)iop很有利，因?yàn)樗茄劢】档闹笜?biāo)。過(guò)高的iop能夠與視網(wǎng)膜和視神經(jīng)損傷相關(guān)聯(lián)，例如在青光眼的情況中。其它疾病例如葡萄膜炎可能引起眼球中的危險(xiǎn)低壓。

眼球可以認(rèn)為類(lèi)似于充滿基本不可壓縮性質(zhì)的流體的彈性容器。人們可以使得這樣的彈性容器與具有可延伸壁的球比較，其中，流體容積的增加產(chǎn)生內(nèi)部壓力的變化，該壓力變化通過(guò)容器壁的膨脹來(lái)平衡。在眼內(nèi)部的流體以基本連續(xù)的方式來(lái)循環(huán)，且流體流入量的增加通常伴隨著流體流出量的類(lèi)似增加。在流出量沒(méi)有跟上流入量時(shí)，將產(chǎn)生眼的內(nèi)部壓力增加和膨脹。在眼壁的剛性增加的情況下，將觀察到兩個(gè)效果：流體流入量的每增量增加將使得內(nèi)部壓力增加更大，且眼的容積的總膨脹將更小。

眼的膨脹變化取決于眼球的壁的可延伸性。壁的可延伸性越大，眼的容積響應(yīng)流體容積變化而增加的能力就更大。壁的可延伸性越小，眼球應(yīng)付流體容積變化的能力更小，因此流體壓力將更大地增加。

通常，在醫(yī)學(xué)上，由于與將壓力傳感器布置于眼球的流體內(nèi)相關(guān)聯(lián)的侵入特性和危險(xiǎn)，壓力例如iop并不直接測(cè)量。因此，壓力的確定通常嘗試使用可選的、更小侵入的方法，其中的一些方法用于每天在臨床設(shè)置中間接地測(cè)量眼壓力。因此，盡管希望直接、頻繁或連續(xù)以及非侵入性地測(cè)量眼睛內(nèi)壓力，但是這很難實(shí)現(xiàn)。

用于測(cè)量iop的中等侵入方法為已知。稱(chēng)為“接觸眼壓計(jì)”的裝置已經(jīng)由醫(yī)療協(xié)會(huì)廣泛使用多年。最通常是goldmann扁平眼壓計(jì)，它使用探針來(lái)測(cè)量使得角膜的3.06mm直徑區(qū)域變扁平所需的力，并從該力來(lái)計(jì)算iop。不過(guò)，由于與眼直接接觸需要麻醉而抵消了接觸眼壓計(jì)的普及和吸引力。且測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)和麻煩，有創(chuàng)傷、感染、過(guò)敏和不舒服的危險(xiǎn)。需要接觸眼和導(dǎo)致的眼變形可能由于形成眼淚、遇到薄或厚的角膜和眼容積由于壓縮而變化(導(dǎo)致角膜的物理性質(zhì)變化)而在確定iop時(shí)引起誤差。這些現(xiàn)有技術(shù)裝置在us專(zhuān)利2519681、3049001、3070087和3192765中介紹。

還進(jìn)行了多種其它努力來(lái)通過(guò)更間接的方法而離散或連續(xù)地進(jìn)行測(cè)量。間接方法具有非侵入的優(yōu)先，或者至少比凹陷和扁平眼壓計(jì)的侵入更少。

扁平眼壓計(jì)已經(jīng)試圖使用吹氣來(lái)避免接觸。如在us專(zhuān)利3181351中所述，一種這樣的方法將急速的空氣脈沖引入至眼上，同時(shí)測(cè)量在空氣碰撞部位處引起的角膜變形。這種間接方法通常受到多種限制：缺乏精度和可重復(fù)性，沒(méi)有在形成的測(cè)量中的絕對(duì)值。該技術(shù)在精確性或可復(fù)制性方面并不理想，還取決于中心角膜厚度(cct)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。

所有扁平眼壓計(jì)都基于在角膜的頂點(diǎn)上施加力以及測(cè)量角膜在該相同頂點(diǎn)處形成的位移，該頂點(diǎn)接近沿的光軸。

在很多技術(shù)中，彩色共焦傳感器用于測(cè)量距離、位移、速度和表面粗糙度。彩色共焦傳感器通過(guò)使用一組精確色差透鏡而將光分成單色級(jí)(顏色)，并將這些顏色聚焦在目標(biāo)上。彩色共焦成像的實(shí)質(zhì)是精確確定從目標(biāo)表面反射回的光的顏色。在工廠標(biāo)定中，離目標(biāo)的特定距離稱(chēng)為各顏色波長(zhǎng)。由于到達(dá)目標(biāo)和從該目標(biāo)反射的不同波長(zhǎng)的色差，目標(biāo)用于執(zhí)行距離的干涉測(cè)量。從目標(biāo)表面反射的光通過(guò)共焦孔而傳送至分光儀上，該分光儀檢測(cè)和處理光譜變化和計(jì)算距離。

激光振動(dòng)計(jì)或干涉儀是用于非接觸測(cè)量固體物品內(nèi)的振動(dòng)的確定技術(shù)。測(cè)量通常基于用于測(cè)量尺寸和振動(dòng)的相干波的干涉。在普通激光多普勒振動(dòng)計(jì)/速度計(jì)(ldv)中使用的典型michelson干涉儀需要各種透鏡、分束器和光電二極管的發(fā)展布置。

如由guiliani等在measurementscienceandtechnology(第14卷，2003，24-32頁(yè))中所報(bào)告，基于緊湊激光二極管(ld)的自混合激光振動(dòng)計(jì)為已知，與普通的激光振動(dòng)計(jì)相比更簡(jiǎn)單和通用。這種振動(dòng)計(jì)依賴于自混合干涉儀結(jié)構(gòu)和通過(guò)ld波長(zhǎng)調(diào)制的主動(dòng)相位調(diào)零。來(lái)自ld的光聚焦在遠(yuǎn)處的反射或散射目標(biāo)上，且很小部分的反向散射光能夠重新進(jìn)入ld空腔。重新進(jìn)入或重新入射的光通過(guò)激光場(chǎng)通過(guò)一種混合來(lái)進(jìn)行相干檢測(cè)，該混合產(chǎn)生激光場(chǎng)的振幅和頻率的調(diào)制。在源的外部不需要光干涉儀，從而導(dǎo)致簡(jiǎn)單和緊湊的設(shè)備。因?yàn)樾盘?hào)由包含在ld封裝中的監(jiān)測(cè)光電二極管來(lái)提供，因此不需要外部的光電二極管。在具有粗糙散射表面上的操作成為可能，因?yàn)榉桨傅脑胍舻刃д駝?dòng)非常高，是一種相干檢測(cè)，它很容易達(dá)到定量檢測(cè)范圍。自混合干涉儀對(duì)于單模式ld的實(shí)際上全部樣本都可行。而且，自混合激光干涉儀是已經(jīng)配置為測(cè)量位移、距離、速度和表面粗糙度的通用方法。

自混合激光振動(dòng)計(jì)或彩色共焦檢測(cè)通常已經(jīng)用于測(cè)量在多種固體物品中的振動(dòng)，該固體物品通常有反射或散射表面，該反射或散射表面能夠提供通向激光的明顯反向散射。眼并不是“固體”物品，以非常復(fù)雜的方式對(duì)激勵(lì)刺激產(chǎn)生反應(yīng)。

在自混合激光振動(dòng)計(jì)或彩色共焦檢測(cè)用于這樣的非固體物品如人的眼球時(shí)，人們將面對(duì)與基本平滑、無(wú)反射表面相關(guān)的問(wèn)題，該表面只能夠有大約2-4％的有限反向散射。而且，人們還將面對(duì)這樣的問(wèn)題，即在濾除自發(fā)的眼運(yùn)動(dòng)后將這樣的振動(dòng)測(cè)量值轉(zhuǎn)換成有意義的眼內(nèi)壓力測(cè)量值。

還需要使用非接觸技術(shù)來(lái)測(cè)量iop的更好方法。且對(duì)于非接觸眼壓計(jì)的發(fā)展有很大的興趣，該非接觸眼壓計(jì)利用非常敏感的振動(dòng)測(cè)量技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明使用非常軟和快速的微空氣射流來(lái)激勵(lì)角膜的振動(dòng)，該微空氣射流精確地在頂點(diǎn)處軸向引導(dǎo)至角膜上，這引起角膜的非常小擾動(dòng)。角膜的響應(yīng)通過(guò)傳感器而在角膜上的不同點(diǎn)處(離開(kāi)頂點(diǎn))測(cè)量，例如在顳側(cè)在角膜的水平赤道下面45度角處。在角膜的該點(diǎn)處的振動(dòng)振幅或速度更少地依賴于施加成激勵(lì)振動(dòng)的實(shí)際力，并表示了角膜對(duì)于振動(dòng)的響應(yīng)，該振動(dòng)在激勵(lì)的頂點(diǎn)部位產(chǎn)生，并在遠(yuǎn)處點(diǎn)測(cè)量。導(dǎo)致的振動(dòng)的測(cè)量在角膜的激勵(lì)過(guò)程中和恰好在角膜激勵(lì)之后在能夠捕獲角膜響應(yīng)的關(guān)鍵時(shí)間進(jìn)行。

微空氣射流的力標(biāo)定為使得角膜響應(yīng)為大約幾微米。作為比較，大部分接觸或非接觸扁平眼壓計(jì)使得角膜位移大約100微米或更多。

這里所述的方法能夠使用任何傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該傳感器能夠可靠地測(cè)量角膜的振動(dòng)響應(yīng)。例如，將介紹能夠用于測(cè)量振動(dòng)響應(yīng)的兩種不同類(lèi)型的傳感器：彩色共焦傳感器和自混合激光振動(dòng)計(jì)。

在一個(gè)方面，本發(fā)明是一種用于測(cè)量眼中的振動(dòng)響應(yīng)以確定眼睛參數(shù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

空氣射流噴嘴，該空氣射流噴嘴沿光軸指向眼眶尖(theapexoftheeye)，用于在單個(gè)頻率提供激勵(lì)刺激，以便引起在眼中的振動(dòng)；以及

傳感器，用于發(fā)射入射光，該入射光指向眼上的、離開(kāi)眼眶尖一定距離的位置，且該傳感器用于接收來(lái)自眼的反向散射光，以便測(cè)量眼對(duì)于激勵(lì)刺激的振動(dòng)響應(yīng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，入射光以垂直角度接近眼的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，入射光以在光軸和入射光的軸線之間的28+/-4度的角度接近眼的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，入射光在眼眶尖的顳側(cè)接近眼的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，離眼眶尖的距離為2至6mm。在另一實(shí)施例中，該距離為5至6mm。

在一個(gè)實(shí)施例中，入射光在眼的水平軸線下面以大約45度的角度接近眼的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，眼上的位置遠(yuǎn)離眼的肌肉組織和其周?chē)闹С薪Y(jié)構(gòu)的附接點(diǎn)，用于獲得眼響應(yīng)激勵(lì)刺激的最大位移。

在一個(gè)實(shí)施例中，空氣射流噴嘴定位在離眼眶尖一定距離處，該距離保證來(lái)自激勵(lì)刺激的空氣在空氣流的層流部分中接觸眼。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)刺激有小于15毫秒的持續(xù)時(shí)間。在另一實(shí)施例中，激勵(lì)刺激有小于5毫秒的持續(xù)時(shí)間。在還一實(shí)施例中，激勵(lì)刺激引起眼的微米級(jí)的振動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)量包括測(cè)量對(duì)于激勵(lì)刺激的時(shí)間響應(yīng)和振幅響應(yīng)。在另一實(shí)施例中，振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)量包括在激勵(lì)刺激的過(guò)程中和恰好在激勵(lì)刺激之后測(cè)量。在還一實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括電路板，用于從振動(dòng)參數(shù)來(lái)計(jì)算眼睛參數(shù)。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)是用于測(cè)量眼睛內(nèi)壓力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用于從角膜的振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定眼睛內(nèi)壓力的算法，該算法可以包含病人的年齡和性別。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)是用于測(cè)量眼的角膜彈性的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括用于從角膜的振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定角膜彈性的算法。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)還包括一個(gè)軸向照相機(jī)或者兩個(gè)或更多照相機(jī)，該照相機(jī)定位在光軸的各側(cè)，用于立體監(jiān)測(cè)眼的位置，以便保證眼的光軸與空氣射流噴嘴的軸線一致。系統(tǒng)還可以包括led燈，該led燈相對(duì)于空氣射流噴嘴來(lái)定位，用于幫助使得眼的光軸對(duì)齊成與空氣射流噴嘴的軸線一致。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器是彩色共焦傳感器。在另一實(shí)施例中，傳感器是自混合激光振動(dòng)計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，自混合激光振動(dòng)計(jì)還包括用于使得在激光信號(hào)和從角膜返回的信號(hào)之間的相位保持在恒定相位的裝置。用于使得在激光信號(hào)和從角膜返回的信號(hào)之間的相位保持在恒定相位的裝置可以是伺服反饋環(huán)路。

在一個(gè)實(shí)施例中，自混合激光振動(dòng)計(jì)還包括補(bǔ)償電路，用于在電流變化的情況下使得激光二極管保持在恒定功率。在一個(gè)實(shí)施例中，自混合振動(dòng)計(jì)電路用于開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)，調(diào)制信號(hào)引入至來(lái)自目標(biāo)的激光信號(hào)上。

本發(fā)明的另一方面是一種用于測(cè)量病人的眼中的振動(dòng)響應(yīng)的方法，用于確定眼的眼睛參數(shù)，該方法包括：

將空氣射流噴嘴定位成使得處于單個(gè)頻率的激勵(lì)刺激沿眼的光軸指向眼眶尖；

使得傳感器定位成將入射光導(dǎo)向眼的、遠(yuǎn)離眼眶尖的固定位置處；

通過(guò)激勵(lì)刺激來(lái)激勵(lì)眼中的振動(dòng)；

將來(lái)自傳感器的入射光導(dǎo)向眼的該固定位置；以及

通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)來(lái)自眼的反向散射光，以便測(cè)量眼對(duì)于激勵(lì)刺激的振動(dòng)響應(yīng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，在眼的激勵(lì)振動(dòng)之前，通過(guò)將來(lái)自傳感器的入射光導(dǎo)向眼的固定位置和由傳感器來(lái)檢測(cè)來(lái)自眼的反向散射光而記錄眼的測(cè)量值。在一個(gè)實(shí)施例中，入射光在該固定位置處以垂直角度接近眼的表面。

在一個(gè)實(shí)施例中，入射光在該固定位置處以光軸和入射光的軸線之間的28+/-4度的角度接近眼的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，該固定位置在眼眶尖的顳側(cè)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該固定位置離眶尖為2至6mm。在另一實(shí)施例中，該固定位置離眶尖為5至6mm。在一個(gè)實(shí)施例中，入射光在眼的水平軸線下面以大約45度的角度接近眼的表面。

在一個(gè)實(shí)施例中，空氣射流噴嘴還定位在離眼眶尖一定距離處，該距離保證來(lái)自激勵(lì)刺激的空氣在空氣流的層流部分中接觸眼。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)刺激有小于15毫秒的持續(xù)時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，激勵(lì)刺激有小于5毫秒的持續(xù)時(shí)間。

在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器是彩色共焦傳感器。在另一實(shí)施例中，傳感器是自混合激光振動(dòng)計(jì)。

在一個(gè)實(shí)施例中，振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)量包括測(cè)量對(duì)于激勵(lì)刺激的時(shí)間響應(yīng)和振幅響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，振動(dòng)響應(yīng)的測(cè)量包括在激勵(lì)刺激的過(guò)程中和恰好在激勵(lì)刺激之后測(cè)量。

在一個(gè)實(shí)施例中，眼睛參數(shù)是眼睛內(nèi)壓力，該方法還包括使用算法來(lái)從角膜的振動(dòng)響應(yīng)確定眼睛內(nèi)壓力的步驟，該算法包含病人的年齡和性別或者只包含性別。

在一個(gè)實(shí)施例中，眼睛參數(shù)是角膜彈性，該方法還包括使用算法來(lái)從角膜的振動(dòng)響應(yīng)確定角膜彈性的步驟。

在一個(gè)實(shí)施例中，方法還包括將眼定位成使得一個(gè)軸向照相機(jī)或者兩個(gè)或更多照相機(jī)位于光軸的各側(cè)。在一個(gè)實(shí)施例中，方法還包括使得眼的光軸對(duì)齊成與空氣射流噴嘴的軸線一致，該空氣射流噴嘴有l(wèi)ed燈，該led燈相對(duì)于空氣射流噴嘴來(lái)定位。

在一個(gè)實(shí)施例中，在通過(guò)激勵(lì)刺激來(lái)激勵(lì)眼的振動(dòng)之前，引導(dǎo)病人凝視側(cè)部固定的led。該方法還可以包括使用算法而從鞏膜的振動(dòng)響應(yīng)來(lái)確定眼睛內(nèi)壓力，該算法包含病人的年齡和性別。

在方法的一個(gè)實(shí)施例中，病人是哺乳動(dòng)物。該哺乳動(dòng)物是人、小鼠、大鼠、兔子、貓、狗或馬。

在另一方面，本發(fā)明是一種測(cè)量病人的眼中的眼睛內(nèi)壓力的方法，該方法包括：

將空氣射流噴嘴定位成使得處于單個(gè)頻率的激勵(lì)刺激沿眼的光軸指向眼眶尖；

使得傳感器定位成將入射光導(dǎo)向眼的、遠(yuǎn)離眼眶尖的固定位置處；

要求病人凝視側(cè)部固定的led；

通過(guò)激勵(lì)刺激來(lái)激勵(lì)眼中的振動(dòng)；以及

通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)來(lái)自眼的反向散射光，以便測(cè)量鞏膜對(duì)于激勵(lì)刺激的振動(dòng)響應(yīng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，該方法還包括使用算法從鞏膜的振動(dòng)響應(yīng)確定眼內(nèi)壓的步驟。

在另一方面，本發(fā)明使用彩色共焦傳感器來(lái)測(cè)量眼睛脈沖振幅。

在另一方面，本發(fā)明使用彩色共焦傳感器來(lái)測(cè)量角膜厚度。

附圖說(shuō)明

圖1a是這里介紹的非接觸眼壓計(jì)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；

圖1b是這里介紹的非接觸眼壓計(jì)系統(tǒng)的另一實(shí)施例的示意圖；

圖2a是人眼的俯視圖，表示了空氣射流噴嘴在角膜的頂點(diǎn)處的定位和傳感器相對(duì)于眼的光軸的定位；

圖2b是圖2a的眼的側(cè)視圖，表示了空氣射流噴嘴的定位和傳感器相對(duì)于眼的光軸的定位；

圖3是表示自混合激光振動(dòng)計(jì)的部件的示意圖；

圖4是表示彩色共焦傳感器的部件的示意圖；

圖5是表示根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、用于自混合激光振動(dòng)計(jì)的伺服反饋回路和比較電路的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的壓電空氣射流噴嘴的透視剖視圖；

圖7是表示使用圖1的系統(tǒng)來(lái)確定眼內(nèi)壓力的方法的流程圖；

圖8是表示在兩個(gè)分開(kāi)的微空氣射流激勵(lì)之后觀察的兩個(gè)脈沖的重復(fù)性的實(shí)例；

圖9是lecroy示波器電信號(hào)指令的頂部部分，該lecroy示波器電信號(hào)指令產(chǎn)生為控制一段時(shí)間的微空氣射流；底部部分是空氣射流相應(yīng)的麥克風(fēng)追蹤。該曲線圖表示了對(duì)于空氣射流，上坡為大約11毫秒長(zhǎng)，高臺(tái)為大約6毫秒長(zhǎng)。在空氣射流的高臺(tái)階段中，進(jìn)口壓力為600毫巴，如由壓力計(jì)在進(jìn)入流體管線上測(cè)量。c1:f,bwl,dc1m,2.00v/div,0.0mvofst；c2:f,bwl,dc1m,2.00v/div,-6.020v.0ofst；tbase-15.0ms,5ms/div,100ks,2.0ms/s；shutterc1dc,stop2.5v,edgepositive。

圖10是對(duì)于壓電振動(dòng)器的激勵(lì)(中間曲線圖)的激光(頂部)和polytec(底部曲線圖)多普勒激光響應(yīng)的lecroy示波器測(cè)量值。應(yīng)當(dāng)指出，用于激光的是200mv/分隔刻度，而用于polytec的是100mv/分隔刻度。c1:flt,ac1m,200mv/div,0.0mvofst；c2:flt,ac1m,200mv/div,400mv；c3:flt,ac1m,100mv/div,-200mv；tbase0.0ms,2.00ms/div；100ks，5.0ms/s；shutterc1hfr,auto0mv,edgepositive；

圖11是激光位移振幅響應(yīng)，刻度為微米；

圖12是對(duì)于在豬眼上的激勵(lì)(中間曲線圖)的激光(頂部)和polytec(底部曲線圖)多普勒激光響應(yīng)的lecroy示波器測(cè)量值。應(yīng)當(dāng)指出，激光比polytec更高的響應(yīng)。c1:flt,ac1m,1.00v/div,0.0mvofst；c2:flt,ac1m,1.00v/div,2.0000v；c3:flt,ac1m,1.00v/div,-2.000v；tbase0.0ms,2.00ms/div,100ks,5.0ms/s；shutterc1hfr,stop410mv,edgepositive；

圖13是對(duì)于在豬眼上的激勵(lì)(中間曲線圖)的激光(頂部)和polytec(底部曲線圖)多普勒激光響應(yīng)的lecroy示波器測(cè)量值，表示了與眼運(yùn)動(dòng)相關(guān)的相位躍變。c1:flt,ac1m,1.00v/div,0.0mvofst；c2:flt,ac1m,200mv/div,400mv；c3:flt,ac1m,200mv/div,-400mv；tbase0ms,200ms/div,100ks,50ks/s；shutterc1dc,stop410mv,edgepositive；

圖14是對(duì)于在豬眼上的激勵(lì)(底部曲線圖)的激光(頂部)響應(yīng)的lecroy示波器測(cè)量值，表示了在擴(kuò)展的時(shí)間刻度上與眼運(yùn)動(dòng)相關(guān)的相位躍變。

圖15表示了當(dāng)由這里介紹的彩色傳感器來(lái)測(cè)量時(shí)的眼睛脈沖。

圖16a表示了壓電空氣射流的1、2或4毫秒關(guān)閉速度的效果。圖16b表示了在這三個(gè)關(guān)閉速度中在人眼上的信號(hào)。這在圖16a中表示了在1毫秒關(guān)閉速度中陡峭曲線產(chǎn)生比在2毫秒關(guān)閉速度時(shí)更可見(jiàn)的更陡峭響應(yīng)峰值，且該響應(yīng)峰值在4毫秒中消失，如在圖16b中所示。

圖17表示了使用共焦傳感器在人眼上測(cè)量的重復(fù)性。測(cè)試進(jìn)行三次，當(dāng)使用這里所述的方法時(shí)，位移將非常類(lèi)似。

圖18是在100hz下調(diào)制的實(shí)例。它表示了病人的眼運(yùn)動(dòng)能夠使用混合至激光測(cè)量信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)來(lái)濾除，隨后解調(diào)制，以便除去信號(hào)干擾。該線表示了真實(shí)目標(biāo)位置(r)、原始估計(jì)(re)和估計(jì)目標(biāo)位置(e)。

圖19是對(duì)于多普勒模擬在1000hz下的調(diào)制。它表示了病人的眼運(yùn)動(dòng)能夠使用混合至激光測(cè)量信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)來(lái)濾除，隨后解調(diào)制，以便除去信號(hào)干擾。該線表示了真實(shí)目標(biāo)位置(r)、原始估計(jì)(re)和估計(jì)目標(biāo)位置(e)。

圖20是在女性人群試樣中由這里所述的方法測(cè)量的平均iop(predpiom)和由gat測(cè)量的平均iop(piom)的散布圖。由gat測(cè)量的平均iop在y軸上，由這里介紹的方法來(lái)測(cè)量的平均iop在x軸上。在中心線各側(cè)的線描繪了95％可信區(qū)間。

具體實(shí)施方式

這里介紹了一種用于測(cè)量與眼的振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)的方法、系統(tǒng)和裝置，該眼使用來(lái)自微空氣射流噴嘴的快速空氣噴流來(lái)激勵(lì)振動(dòng)。傳感器和空氣射流噴嘴相對(duì)于角膜頂點(diǎn)的特殊定位用于優(yōu)化眼的激勵(lì)和有限反向散射光的捕獲，因?yàn)樵诮悄ろ旤c(diǎn)處(或者在眼的其它位置處)的激勵(lì)產(chǎn)生在與頂點(diǎn)不同的測(cè)量部位處的振動(dòng)。這種方法產(chǎn)生非?？煽亢涂芍貜?fù)的結(jié)果，該結(jié)果能夠用于告訴用戶眼的多個(gè)光學(xué)參數(shù)，例如在角膜或鞏膜上測(cè)量的iop以及角膜的動(dòng)態(tài)彈性。這里還介紹了用于測(cè)量光學(xué)脈沖和角膜厚度的方法、裝置和系統(tǒng)。

這里介紹的方法、系統(tǒng)和裝置能夠使用任何傳感器，該傳感器能夠可靠測(cè)量角膜或鞏膜的非?？煺駝?dòng)響應(yīng)。這些傳感器能夠有非?？斓捻憫?yīng)速率，以便能夠以十分之一微米的精度來(lái)測(cè)量毫秒水平的位移。在一些實(shí)施例中，傳感器是彩色共焦傳感器(下文中稱(chēng)為“共焦傳感器”)。在其它實(shí)施例中，傳感器是自混合激光振動(dòng)計(jì)(下文中稱(chēng)為“激光傳感器”)。在這里所述的實(shí)施例中，共焦傳感器使用來(lái)自1mw氙外部照明燈的可見(jiàn)光，而激光傳感器使用1550nm波長(zhǎng)，該1550nm波長(zhǎng)能夠由人們安全使用，因?yàn)樵摬ㄩL(zhǎng)并不穿透角膜。一些實(shí)施例包括使用mems傳感器來(lái)測(cè)量距離。

系統(tǒng)、方法和裝置在角膜的解剖學(xué)頂點(diǎn)處沿眼的光軸來(lái)激勵(lì)該眼。激勵(lì)引起角膜的振動(dòng)，該振動(dòng)在離眶尖一定距離處測(cè)量。因此，激勵(lì)點(diǎn)和測(cè)量點(diǎn)相互物理間開(kāi)一定距離，從而能夠測(cè)量對(duì)于激勵(lì)刺激的時(shí)間響應(yīng)和振幅響應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)方法(例如在us專(zhuān)利no.7201720中所述)激勵(lì)振動(dòng)，并在相同點(diǎn)測(cè)量角膜的響應(yīng)。

系統(tǒng)、方法和裝置使用單個(gè)頻率的快速空氣脈沖，以便激勵(lì)角膜的頂點(diǎn)。這與現(xiàn)有技術(shù)方法(例如在us專(zhuān)利no.7201720中所述)不同，現(xiàn)有技術(shù)方法使用頻率振蕩器來(lái)在一定范圍的頻率中激勵(lì)角膜。在本發(fā)明的方法中，在與激勵(lì)部位不同的部位處測(cè)量的振動(dòng)振幅和時(shí)間將告訴操作人員iop。與測(cè)量iop的很多已知方法(該已知方法使得角膜變扁平一百微米或者角膜厚度的大約20％)相比，這里所述的方法只激勵(lì)幾微米的角膜振動(dòng)。因此，它相對(duì)不受角膜厚度的影響，因此方法自身并不改變它試圖測(cè)量的真實(shí)壓力。

下面參考圖1a，系統(tǒng)10的實(shí)施例包括傳感器12和空氣射流噴嘴14，它們安裝在剛性支承框架16上。支承框架能夠沿x、y和z軸平移，用于使得空氣射流噴嘴和傳感器相對(duì)于眼20定位。整個(gè)系統(tǒng)能夠旋轉(zhuǎn)90°，以便能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)眼中的iop。

在該實(shí)施例中，兩個(gè)數(shù)字立體照相機(jī)18安裝在支承框架16上并在光軸的兩側(cè)，它們幫助保證眼壓計(jì)的部件相對(duì)于眼的正確立體定位?？諝馍淞?4包括led，以便提供用于病人的固定點(diǎn)，且來(lái)自該led的光反射至角膜上。立體照相機(jī)使用該反射來(lái)將led反射定心在眼上，因此將空氣射流噴嘴定心在眼上。當(dāng)傳感器是激光傳感器時(shí)，兩個(gè)照相機(jī)的結(jié)構(gòu)很有利。在其它實(shí)施例中，單個(gè)照相機(jī)可以用于幫助定心，例如當(dāng)傳感器是共焦傳感器時(shí)。特別有利的照相機(jī)包括basler系列照相機(jī)。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)包括安裝在空氣射流噴嘴上的眼追蹤裝置，以便自動(dòng)幫助將噴嘴定心在光軸上。眼追蹤裝置是四個(gè)led和四個(gè)光傳感器的系統(tǒng)，這四個(gè)led和四個(gè)光傳感器定位在正方形表面的四個(gè)拐角處。當(dāng)裝置合適地定心在眼上時(shí)，或者裝置運(yùn)動(dòng)至恢復(fù)這種平衡光輸入的位置時(shí)，四個(gè)傳感器必須記錄來(lái)自角膜的相等反射光強(qiáng)度。

當(dāng)使用激光干涉儀時(shí)，led瞄準(zhǔn)在側(cè)部的虹膜，且在虹膜上的反射使用光傳感器來(lái)測(cè)量，以便通過(guò)三角測(cè)量來(lái)計(jì)算在led和眼之間的距離，如本領(lǐng)域技術(shù)人員公知。這用于將激光裝置定位在離眼的合適距離處。

在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)使用在空氣射流14后面的軸向位置中的baslerdart裸板照相機(jī)，如圖1b中所示。本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的圖像處理能夠追蹤2個(gè)照明led和瞳孔邊緣的反射，以便將機(jī)器自動(dòng)定心在光軸上。這使得裝置能夠自動(dòng)監(jiān)測(cè)和確認(rèn)微空氣射流定心在光軸上，且不需要使用圖像顯示來(lái)使得用戶能夠定心機(jī)器。

系統(tǒng)還包括用于控制空氣射流噴嘴和傳感器的電子裝置、用于從傳感器來(lái)獲得振動(dòng)數(shù)據(jù)的裝置，該振動(dòng)數(shù)據(jù)用于最終確定眼的iop。眼壓計(jì)的操作通過(guò)使用計(jì)算機(jī)20來(lái)自動(dòng)進(jìn)行，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)和與其連接的合適軟件。計(jì)算機(jī)20從立體照相機(jī)18接收視頻信號(hào)。幀接收器從照相機(jī)的輸出捕獲數(shù)字靜態(tài)幀，該數(shù)字靜態(tài)幀顯示在屏幕22上，并幫助使得眼20相對(duì)于眼壓計(jì)正確定位。作為傳感器12的激勵(lì)時(shí)間和振動(dòng)振幅的參考信號(hào)的模擬信號(hào)由獲取模塊24從傳感器來(lái)接收，該獲取模塊24通過(guò)usb連接件26而與計(jì)算機(jī)20連接。控制信號(hào)在獲取模塊24中產(chǎn)生，用于壓電驅(qū)動(dòng)空氣射流噴嘴14，用于提供空氣噴流，并用于向led供電。計(jì)算機(jī)接口還使得操作人員能夠識(shí)別病人以及能夠顯示在測(cè)量順序過(guò)程中獲得的時(shí)間和光譜信號(hào)。然后，信號(hào)使用算法來(lái)處理，以便從角膜或鞏膜的振動(dòng)振幅和時(shí)間響應(yīng)來(lái)計(jì)算iop。算法包括病人的年齡和性別，以便優(yōu)化執(zhí)行。

系統(tǒng)的部件相對(duì)于眼的定位

已經(jīng)確定，為了獲得人眼的基本最大振動(dòng)，激勵(lì)空氣噴流將指向角膜上的固定點(diǎn)，該固定點(diǎn)遠(yuǎn)離支承眼睛的肌肉組織的附接點(diǎn)。產(chǎn)生的振動(dòng)的測(cè)量部位也在遠(yuǎn)離支承眼睛的肌肉組織的附接點(diǎn)和遠(yuǎn)離激勵(lì)部位的點(diǎn)處。

圖2a和2b表示了用于傳感器12和空氣射流14的一個(gè)固定位置，該固定位置確定為獲得最大振動(dòng)。圖2a表示了空氣射流14在眼20的光軸上在軸向離開(kāi)角膜頂點(diǎn)一定距離處指向角膜34的頂點(diǎn)32。該軸向距離38取決于從空氣射流排出的空氣的壓力，并選擇為使得接觸角膜的空氣是空氣射流的層流部分。在一些實(shí)施例中，該距離為大約10mm(1cm)。

在該實(shí)施例中，傳感器12指向眼，以使得來(lái)自傳感器的入射光在離開(kāi)頂點(diǎn)大約2-6mm(優(yōu)選是大約4-6mm或者5-6mm)的距離40處在眼的顳側(cè)t在角膜的水平赤道下面45度角處接觸該眼(見(jiàn)圖2b)。這構(gòu)成在光軸和入射光的軸線(在大部分實(shí)施例中，該入射光的軸線是傳感器的縱向軸線)之間的大約28度角。該角度取決于離開(kāi)角膜的距離和傳感器自身的特性。在這里使用的不同實(shí)施例中，該范圍為大約+/-4度。在傳感器的入射光的接觸部位和激勵(lì)部位之間的距離取決于來(lái)自空氣射流的空氣脈沖的壓力-離激勵(lì)部位越遠(yuǎn)，產(chǎn)生可測(cè)量的振動(dòng)所需的壓力越大。

在水平下面45度角使得裝置能夠更平滑和更快速地從右眼位置翻轉(zhuǎn)至左眼位置。不過(guò)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)知道，角膜具有相對(duì)圓形表面，因此傳感器能夠定位成使得入射光在環(huán)繞角膜頂點(diǎn)的任何點(diǎn)處接觸該角膜，只要它離開(kāi)頂點(diǎn)的距離為大約2-6mm，優(yōu)選是大約4-6mm或大約5-6mm，且在光軸和傳感器的入射光的軸線之間構(gòu)成大約28+/-4度的角度。因此，在一些實(shí)施例中，來(lái)自傳感器12的入射光在離開(kāi)頂點(diǎn)大約2-6mm(優(yōu)選是大約4-6mm或者5-6mm)的距離40處在眼的鼻側(cè)在角膜的水平赤道下面45度角處指向該眼。在其它實(shí)施例中，來(lái)自傳感器12的入射光在離開(kāi)頂點(diǎn)大約2-6mm(優(yōu)選是大約4-6mm或者5-6mm)的距離40處在眼的顳側(cè)或鼻側(cè)在角膜的水平赤道上面45度角處指向該眼。傳感器的定位受到臉和眼的解剖結(jié)構(gòu)和測(cè)量眼壓計(jì)(其中部件處于合適位置)的技術(shù)可行性的影響。申請(qǐng)人目前偏好如圖2a和b中所示來(lái)定位傳感器，不過(guò)，在其它實(shí)施例中，可以選擇可選位置。

在水平赤道下面或上面45度角度將最遠(yuǎn)離保持眼的肌肉的插入點(diǎn)，因此更有利，但是并不排斥使用最小壓力以便使得病人舒服使用的實(shí)施例。

圖2b是表示空氣射流14的位置和它離角膜頂點(diǎn)的距離38的側(cè)視圖。來(lái)自傳感器12的入射光在低于空氣射流14平面45度角的平面上并在顳側(cè)和低于角膜的水平赤道。傳感器離角膜的距離并不重要，在不同傳感器之間能夠不同。該距離取決于光學(xué)裝置和使用的方法。

如由自混合激光振動(dòng)計(jì)所知，由激光振動(dòng)計(jì)接收的反向散射導(dǎo)致激光二極管強(qiáng)度的調(diào)制。這表示眼的振動(dòng)振幅，該振動(dòng)振幅又受到眼的眼睛內(nèi)壓力的影響。申請(qǐng)人測(cè)量了來(lái)自人的角膜的反向散射，它在接近紅外線光的1550nm時(shí)只有入射的2-4％。在彩色共焦檢測(cè)中，白光的不同波長(zhǎng)分量在角膜上成像。在通向檢測(cè)器的光反向散射的主要波長(zhǎng)表示角膜表面的振動(dòng)距離振幅。

傳感器定位在最佳角度，以便捕獲來(lái)自眼的角膜的相對(duì)平滑表面的這種有限反向散射，該相對(duì)平滑表面吸收大部分光能。為此，入射角度很重要，入射光相對(duì)于角膜的表面為徑向(即垂直)，瞄準(zhǔn)角膜圓弧或球42的中心。這獲得反向散射光的最大檢測(cè)。

傳感器

在這里介紹的方法、系統(tǒng)和裝置中使用的傳感器通過(guò)利用來(lái)自角膜表面的反射光和響應(yīng)時(shí)間來(lái)測(cè)量從角膜至它的光學(xué)裝置的距離變化。角膜的低表面反射率(2-4％)需要該入射光與在測(cè)量點(diǎn)處的切向表面完全垂直。為了提高從角膜的反射和信號(hào)噪音比率，可以使用眼科滴劑，該眼科滴劑提高光從角膜的反射，例如在us專(zhuān)利申請(qǐng)no.14/037211中介紹的滴劑，該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引。

自混合激光振動(dòng)計(jì)

自混合激光振動(dòng)計(jì)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知，通常為包括很少部件的簡(jiǎn)單、緊湊的裝置。振動(dòng)計(jì)通常包括激光二極管40、物鏡42、聚焦透鏡44和監(jiān)測(cè)光電二極管46(見(jiàn)圖3)。根據(jù)本發(fā)明的激光傳感器實(shí)施例的系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單和較小。激光傳感器并不需要在普通振動(dòng)計(jì)中可見(jiàn)的多種透鏡、分束器和光電二極管的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

在實(shí)施例中，激光傳感器包括紅外線(ir)二極管40(大約1550nm)，選擇紅外線(ir)二極管40是因?yàn)樗a(chǎn)生對(duì)于人眼使用安全的入射光束。能夠使用標(biāo)準(zhǔn)的6mw1550ir激光二極管，例如mitsubishiml925b45f或等效物(可由mitsubishi或thorlabs獲得)。

激光傳感器還包括光電二極管46，該光電二極管46監(jiān)測(cè)激光二極管40的輸出。為了可靠和可重復(fù)地測(cè)量眼的位移參數(shù)，光電二極管的靈敏性進(jìn)行優(yōu)化，以便檢測(cè)來(lái)自角膜的、大約2-4％的有限反向散射。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖5中所示，激光二極管的輸出利用伺服反饋環(huán)路48來(lái)相位鎖定，例如由guiliani等在“自混合激光二極管振動(dòng)計(jì)”(measurementscienceandtechnology，14，(2003)pp23-32)中所建議，該文獻(xiàn)整個(gè)被本文參引。干涉儀相位通常鎖定為一半條紋。電子伺服反饋環(huán)路48補(bǔ)償由于環(huán)境和熱波動(dòng)而引起的二極管波長(zhǎng)的緩慢相位變化。伺服反饋環(huán)路48基本監(jiān)測(cè)功率和改變向激光二極管40供給的電流，以便保持恒定相位。

反饋環(huán)路還用于補(bǔ)償由于目標(biāo)自身位移引起的干涉儀相位變化，稱(chēng)為“主動(dòng)相位調(diào)零”，用于擴(kuò)展振動(dòng)計(jì)的動(dòng)態(tài)范圍。當(dāng)目標(biāo)遠(yuǎn)離激光二極管40時(shí)，激光二極管波長(zhǎng)合適增加，以便使得在激光二極管和目標(biāo)之間的通路中保持恒定數(shù)目的波長(zhǎng)。

而且，補(bǔ)償電路50提供為補(bǔ)償當(dāng)電流增加時(shí)二極管功率的增加。補(bǔ)償電路的特性是補(bǔ)償和增益。電路使用加法倒相放大器，它的增益能夠調(diào)節(jié)，例如通過(guò)使用電位計(jì)。電流源54向二極管的輸出供給放大器52，且補(bǔ)償電壓有第二放大器來(lái)提供，該第二放大器也可通過(guò)電位計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)。補(bǔ)償電路使用迭代來(lái)設(shè)置，且一旦設(shè)置，就能夠設(shè)置環(huán)路增益，且環(huán)路鎖定。

激光二極管電子控制系統(tǒng)能夠以各種多普勒模式(恒定電流或恒定功率)或以相位鎖定模式(類(lèi)似于上面所述，giuliani類(lèi)型)來(lái)實(shí)施，這些實(shí)施方式各自在穩(wěn)定性、熱敏感性和成本方面有它們自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。用于多普勒工作模式的電源能夠是具有變壓器和濾波整流器的標(biāo)準(zhǔn)外部源。電子控制電路包括互阻抗放大器、高通和低通濾波器、適配器和電子部件，例如用于補(bǔ)償和增益控制的電位計(jì)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其它電子部件。在該特殊實(shí)施例中，自混合振動(dòng)計(jì)電路用于開(kāi)環(huán)結(jié)構(gòu)，以便將調(diào)制信號(hào)引入至來(lái)自目標(biāo)的激光信號(hào)上。

調(diào)制

激光傳感器需要使得電流與振幅分離。進(jìn)入激光空腔的反射光引起激光的干擾，這影響電流和振幅，這兩者必須分離。當(dāng)有太多眼運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流和振幅不能分離。在閉環(huán)系統(tǒng)中，電流和振幅必須分離，這在這里所述的方法中不能很好地工作。因此，申請(qǐng)人通過(guò)引入調(diào)制/解調(diào)制而使用開(kāi)環(huán)，這避免了處理電流，該調(diào)制/解調(diào)制疊加在信號(hào)的頂上。

布置在來(lái)自目標(biāo)的反射光束中的運(yùn)動(dòng)鏡通過(guò)壓電促動(dòng)器而運(yùn)動(dòng)，該壓電促動(dòng)器例如cedrat模式apa100m(cedratcorp.grenoblefrance)，以便在信號(hào)反饋至激光二極管空腔之前引入信號(hào)的調(diào)制。這能夠使得相位與電流的振幅分離，因此能夠在解調(diào)制和信號(hào)處理之后隔離純目標(biāo)位移信號(hào)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠很好理解。

彩色共焦傳感器

彩色共焦傳感器為本領(lǐng)域公知，在多種技術(shù)中用于測(cè)量距離、位移、速度和表面粗糙度。參考圖4，彩色共焦傳感器通過(guò)使用一組精確偏光透鏡54而將白色光50分成單色級(jí)(顏色)52，這些顏色聚焦在目標(biāo)上。從目標(biāo)表面反射的光從探針通過(guò)共焦孔而傳遞至分光儀56上，該分光儀56檢測(cè)和處理光譜變化，并計(jì)算離它們的距離。

在一個(gè)實(shí)施例中，使用的彩色傳感器是共焦位移傳感器ifs2405-3，從micro-germany獲得，使用外部氙燈。這種傳感器能夠測(cè)量小到1/10微米差異的距離。這種靈敏度水平很重要，因?yàn)榻悄の灰品浅Ｐ?由于非常小的空氣射流激勵(lì)和在離激勵(lì)部位一定距離處測(cè)量)。

對(duì)于這里所述的、使用共焦傳感器的方法的精度和可靠性，重要的是由傳感器檢測(cè)的反射信號(hào)的量明顯較高。在由申請(qǐng)人使用的共焦傳感器的實(shí)施例中，需要由傳感器中的儀表檢測(cè)10％光標(biāo)定水平，以便提供精確和可靠的信號(hào)。還有，因?yàn)檠壑环瓷浯蠹s2至4％的入射光，因此重要的是傳感器定位成垂直于角膜的表面，以便使得反射光的量最大。

各傳感器根據(jù)制造商的說(shuō)明書(shū)來(lái)使用。這里使用的取樣獲取頻率為10khz，但是能夠使用直到25khz。因此，在角膜對(duì)于空氣射流的響應(yīng)信號(hào)過(guò)程中，這樣獲得大約3000個(gè)點(diǎn)。

空氣射流噴嘴

空氣射流噴嘴通常用于扁平眼壓計(jì)中，其中，空氣射流用于使得角膜變扁或壓平。外徑為大約1.5mm的微空氣射流噴嘴選擇為用于激勵(lì)眼中的振動(dòng)的裝置，因?yàn)檩^強(qiáng)壓力能夠利用層流而施加在眼上。而且，空氣射流避免了病人受到較大聲音干擾，該較大聲音將與較大空氣射流相關(guān)，該較大空氣射流也明顯較強(qiáng)地引起這里所測(cè)量的振動(dòng)。

在實(shí)施例中，在小于大約15毫秒(ms)的總激勵(lì)時(shí)間上使用單個(gè)空氣噴流，優(yōu)選是大約5ms。在一個(gè)實(shí)施例中，使用14毫秒持續(xù)時(shí)間的總激勵(lì)時(shí)間(上坡3ms，高臺(tái)10ms，下坡1ms)。在另一個(gè)實(shí)施例中，使用5毫秒持續(xù)時(shí)間的總激勵(lì)時(shí)間(上坡3ms，高臺(tái)1ms，下坡1ms)。在另一實(shí)施例中，使用大約12毫秒持續(xù)時(shí)間的總激勵(lì)時(shí)間(上坡1ms，高臺(tái)10ms，下坡1ms)。因此，激勵(lì)刺激具有小于大約15ms的持續(xù)時(shí)間，優(yōu)選是小于5ms，其中有上坡和下坡的1ms以及高臺(tái)的3ms。

單個(gè)空氣噴流的壓力足以引起角膜在測(cè)量部位的振動(dòng)，大約1微米，這通常低到病人幾乎不可察覺(jué)。在實(shí)施例中，進(jìn)入壓電腔室的進(jìn)口壓力為1000至1500毫巴(14至22psi)，且出口壓力小得多。

如上所述，微空氣射流噴嘴定位在離角膜的頂點(diǎn)一定距離處。該距離根據(jù)離開(kāi)空氣射流噴嘴的空氣壓力來(lái)選擇。特別是，到達(dá)角膜的空氣優(yōu)選是層流，與湍流圖形相反。當(dāng)空氣射流噴嘴更遠(yuǎn)離角膜時(shí)，湍流(即漩渦流)的可能性增加，這是不希望的。因此，空氣射流離眶尖的距離取決于空氣射流的尺寸和釋放的空氣的壓力，并選擇為保證空氣在空氣流的層流部分中接觸角膜。

為了標(biāo)定從微空氣射流噴嘴排出的空氣射流的力，非常小(15mm直徑)的靈敏麥克風(fēng)定位成離空氣射流噴嘴的距離與空氣射流噴嘴離角膜表面的距離相同。測(cè)量空氣射流的力的另一裝置是壓力計(jì)。施加在眼上的離需要足以提供可靠和可讀出的振動(dòng)信號(hào)，還不會(huì)由病人察覺(jué)。這種合適信號(hào)通過(guò)使用增加的壓力來(lái)確定，直到振動(dòng)信號(hào)能夠由傳感器測(cè)量。

在優(yōu)選實(shí)施例中，對(duì)于第一次測(cè)量，激勵(lì)壓力(空氣在它離開(kāi)壓力產(chǎn)生器時(shí)的壓力)為800毫巴(11.4psi)。當(dāng)iop高于20mmhg時(shí)，產(chǎn)生的信號(hào)可能沒(méi)有足夠的振幅來(lái)提供可靠測(cè)量，因此，1可以使用1500毫巴(21.3psi)的第二脈沖，以便獲得足夠的信號(hào)振幅來(lái)精確測(cè)量iop。

如前所述，角膜的振動(dòng)在激勵(lì)過(guò)程中和恰好在激勵(lì)后(也就是，在關(guān)閉空氣脈沖之后10至20毫秒內(nèi)，或者小于20毫秒)。角膜響應(yīng)激勵(lì)結(jié)束而表現(xiàn)出振動(dòng)(見(jiàn)圖8)，該振動(dòng)的振幅和該振動(dòng)離激勵(lì)開(kāi)始的時(shí)間延遲也進(jìn)行測(cè)量。

空氣射流噴嘴能夠以多種方式驅(qū)動(dòng)成產(chǎn)生空氣噴流，例如使用斷路器(chopper)、mems裝置、電磁系統(tǒng)或者壓電促動(dòng)器。在斷路器的情況下，旋轉(zhuǎn)輪的平面性將仔細(xì)控制成避免干擾空氣射流特征。

在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6中所示，空氣射流噴嘴14由壓電換能器來(lái)驅(qū)動(dòng)。噴嘴60支承在空心管62的遠(yuǎn)端處。在管的近端處，較小的固定led64支承在殼體中，用于病人凝視它們。在管66的側(cè)部分支上在近端附近，閥桿68與壓電裝置70操作連接，以便使得閥桿軸向朝著和遠(yuǎn)離在管近端處的閥座72而在抵靠閥座和離開(kāi)閥座的位置之間運(yùn)動(dòng)。在抵靠閥座的位置中，閥桿與閥座嚙合，用于防止來(lái)自殼體的空氣流通過(guò)。在離開(kāi)閥座的位置中，閥桿與閥座脫開(kāi)，并允許空氣通過(guò)，從而通過(guò)空心管和通向噴嘴外。

壓電裝置控制成在正弦曲線的點(diǎn)處中斷空氣射流，以便獲得合適的噴流。中斷射流太早將導(dǎo)致關(guān)閉太多空氣。中斷空氣射流太遲將導(dǎo)致空氣射流的尖峰功率降低。在壓電腔室外殼中的空氣壓力利用在壓電腔室上游的壓載而保持在固定水平。

閥桿能夠由多種不同材料來(lái)制造，包括不銹鋼、聚氨酯或其它塑料。在一個(gè)實(shí)施例中，閥桿由高強(qiáng)度聚甲醛塑料(由e.i.dupontdenemoursandcompany來(lái)制造)制成。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，特別適用于排氣的緊密密封，從而降低系統(tǒng)內(nèi)的噪音，避免閥桿在與管接觸后回彈以及減少磨損和撕裂。這看起來(lái)有更小的慣性效應(yīng)，且在光譜數(shù)據(jù)中觀察的振幅更恒定，從而能夠非常快速地打開(kāi)和關(guān)閉空氣流。

在一個(gè)實(shí)施例中，空氣射流通過(guò)放大壓電促動(dòng)器而由cedrat模式apa100m來(lái)產(chǎn)生，該cedrat模式apa100m具有126μm的沖程，234.5n的封鎖力以及1900hz的諧振頻率。在還一實(shí)施例中，空氣射流由2個(gè)電磁閥的組合來(lái)產(chǎn)生，例如一組2個(gè)串聯(lián)的mhj1o閥。在還一實(shí)施例中，空氣射流通過(guò)磁閥來(lái)產(chǎn)生，例如30vr12a。這種閥的優(yōu)點(diǎn)是它能夠在比其它空氣射流閥低得多的壓力下產(chǎn)生用于使得角膜振動(dòng)所需的壓力，從而與這里所述的其它閥相比能夠使用更低壓力的產(chǎn)生器。

由于心臟收縮，腕傳感器用于測(cè)量峰值iop

在方法、系統(tǒng)和裝置的一個(gè)實(shí)施例中，使用測(cè)量心臟收縮脈沖的腕傳感器。該腕傳感器能夠用于測(cè)量在眼睛脈沖峰值的iop，它提供了更精確的結(jié)果。為了獲得這種同步，確定在心臟收縮正時(shí)和眼睛脈沖正時(shí)之間的校正，且振動(dòng)測(cè)量通過(guò)從腕傳感器發(fā)送給空氣射流噴嘴的信號(hào)來(lái)發(fā)動(dòng)，因此空氣噴流在眼睛脈沖的峰值處精確釋放。

眼睛內(nèi)壓力的計(jì)算

一旦收集了用于眼的光譜數(shù)據(jù)(通常為振幅和時(shí)間)，該數(shù)據(jù)就能夠使用算法來(lái)與iop相關(guān)聯(lián)，該算法利用已知的iop來(lái)產(chǎn)生，例如使用goldmann扁平眼壓計(jì)(gat)來(lái)確定，該goldmann扁平眼壓計(jì)是用于測(cè)量iop的“黃金標(biāo)準(zhǔn)”，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。

相關(guān)聯(lián)將基于使用gat的眼睛內(nèi)壓力的測(cè)量值，這些測(cè)量值從來(lái)自不同種族背景的統(tǒng)計(jì)學(xué)大量病人人群(具有最佳的中心角膜厚度和最小散光)而獲得。

用于處理光譜數(shù)據(jù)的算法使用開(kāi)始測(cè)量的振動(dòng)振幅和時(shí)間來(lái)估計(jì)iop。在一些實(shí)施例中，患者的性別和年齡包含在算法中，從而能夠更精確地確定iop(反映了iop隨年齡和性別的變化)。

這里所述的方法、系統(tǒng)和裝置可以用于測(cè)量哺乳動(dòng)物或非哺乳動(dòng)物的眼中的iop。例如，它們可以用于測(cè)量人、狗、貓、小雞、鴿子、小鼠或老鼠中的iop(例如青光眼的動(dòng)物模型)。顯然，本申請(qǐng)將需要確定用于任何特殊動(dòng)物的合適算法，如后面所述。在優(yōu)選實(shí)施例中，算法、系統(tǒng)和裝置用于測(cè)量在人眼中的iop。

這種技術(shù)還能夠發(fā)展成用于自眼壓計(jì)裝置，其中，病人能夠在家中通過(guò)直接觀察在正確距離處的噴嘴而直接測(cè)量iop，該正確距離由裝置來(lái)檢測(cè)，且當(dāng)該距離測(cè)量為正確時(shí)自動(dòng)發(fā)射空氣射流。

角膜彈性的計(jì)算

一旦收集了用于眼的光譜數(shù)據(jù)(通常為振幅和時(shí)間)，該數(shù)據(jù)就能夠使用算法來(lái)與角膜彈性相關(guān)聯(lián)，該算法利用已知的角膜彈性來(lái)產(chǎn)生，例如使用來(lái)自模型眼的已知彈性來(lái)確定，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。

用于處理光譜數(shù)據(jù)的算法使用開(kāi)始測(cè)量的振動(dòng)振幅和時(shí)間來(lái)估計(jì)角膜彈性。在一些實(shí)施例中，患者的性別和年齡包含在算法中。所述的方法、系統(tǒng)和裝置檢測(cè)在男人和女人之間的不同生物機(jī)械性能，如由角膜振動(dòng)響應(yīng)所驗(yàn)證。

鞏膜iop的測(cè)量

在一些實(shí)施例中，眼壓計(jì)用于測(cè)量鞏膜iop，這對(duì)于患有角膜疾病、角膜損壞或人工角膜或者角膜假體或者甚至角膜植入件的病人很有利。不是測(cè)量角膜振動(dòng)，而是測(cè)量鞏膜振動(dòng)。由gat在鞏膜上測(cè)量的壓力已知比角膜測(cè)量的iop高大約9-13mmhg。為了進(jìn)行這種測(cè)量，空氣射流和傳感器的位置不變，激勵(lì)的方法和/或收集的光譜數(shù)據(jù)的類(lèi)型不變。只要求病人在進(jìn)行測(cè)量之前看向側(cè)部固定led的一側(cè)。在該方法中，空氣射流的壓力比角膜測(cè)量中稍微更高，算法也不同。

眼睛脈沖振幅的測(cè)量

這里所述的這種還可以用于測(cè)量眼睛脈沖振幅，因?yàn)樗軌驕y(cè)量當(dāng)心臟跳動(dòng)時(shí)的角膜運(yùn)動(dòng)。在該方法中，并不使用空氣射流激勵(lì)，傳感器只在測(cè)量iop之前或之后打開(kāi)，以便檢測(cè)角膜的運(yùn)動(dòng)，從而測(cè)量在一段時(shí)間中的眼睛脈沖的振幅和頻率。圖15表示了當(dāng)使用裝置來(lái)測(cè)量眼睛脈沖時(shí)獲得的結(jié)果。為此，傳感器能夠定位在角膜表面上的任何位置，除了在緣附近，在該緣附近時(shí)，角膜振動(dòng)將由于更厚鞏膜的連接而受到阻尼。入射光的軸線仍然應(yīng)當(dāng)垂直于角膜的表面，以便接收足夠的反向散射光。這優(yōu)選是通過(guò)共焦傳感器來(lái)完成。

角膜厚度的測(cè)量(厚度計(jì))

共焦傳感器還能夠用于使用更窄的光束來(lái)測(cè)量離角膜的前表面和后表面的距離，在它們之間的差值能夠計(jì)算為角膜在測(cè)量點(diǎn)處的厚度。在共焦傳感器上的設(shè)置必須設(shè)置成測(cè)量多個(gè)距離，與只測(cè)量離第一表面的距離不同。在由傳感器測(cè)量的、離角膜的前表面和后表面的距離之間的差值是角膜厚度。

眼壓計(jì)的實(shí)施例的操作

在圖1a所示的眼壓計(jì)的實(shí)施例中，眼壓計(jì)包括如前述布置的傳感器和空氣射流噴嘴。兩個(gè)數(shù)字彩色照相機(jī)對(duì)稱(chēng)地定位成在水平平面中一個(gè)在布置于光軸上空氣射流噴嘴的一側(cè)，并指向眼，以便保證眼壓計(jì)的部件相對(duì)于眼的正確立體定位。而且，led布置在空氣射流噴嘴中，以便提供用于病人凝視的點(diǎn)。部件安裝在剛性支承件上，該剛性支承件能夠繞空氣射流噴嘴的軸線在垂直平面中旋轉(zhuǎn)90度，以便能夠在各部件的操縱很少或者沒(méi)有的情況下通過(guò)要求病人向后運(yùn)動(dòng)和然后用他的另一只眼來(lái)凝視在噴嘴筒內(nèi)部的led而獲得右眼和左眼的測(cè)量值。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸線精確地繞微空氣射流噴嘴時(shí)，獲得最佳結(jié)果。

如圖7中所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的眼壓計(jì)相對(duì)于病人的眼定位，病人聚焦在led燈上，以便幫助使得眼的光軸相對(duì)于眼壓計(jì)的部件對(duì)齊。眼的位置由操作人員來(lái)觀察，且操作人員調(diào)節(jié)眼壓計(jì)沿x、y和z軸線的定位，并確認(rèn)固定led的反射處于在照相機(jī)圖像中蝕刻的交叉瞄準(zhǔn)線的中心處，從而使得空氣射流和傳感器相對(duì)于眼定位在可接受的角度。使用操作手柄按鈕來(lái)發(fā)動(dòng)測(cè)量將使得噴嘴自動(dòng)地運(yùn)動(dòng)至離角膜10mm的位置，打開(kāi)照相機(jī)捕獲，打開(kāi)傳感器，并開(kāi)始數(shù)據(jù)的記錄。空氣脈沖和測(cè)量的正時(shí)和同步很重要。優(yōu)選是，空氣脈沖在開(kāi)始通過(guò)命令操作手柄來(lái)發(fā)動(dòng)測(cè)量后大約20毫秒開(kāi)始，以便能夠過(guò)濾和獲取數(shù)據(jù)。觀察傳感器信號(hào)，以便使用共焦傳感器來(lái)接收10％或高于10％的足夠反向散射光。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，用于micro-傳感器標(biāo)定的最小信號(hào)振幅是大約10％，這提供了足夠量的反射光，以便使得傳感器能夠進(jìn)行精確測(cè)量。

因此，測(cè)量由操作人員來(lái)視覺(jué)驗(yàn)證，并能夠在需要時(shí)重復(fù)，或者通過(guò)使得裝置在垂直平面中旋轉(zhuǎn)90度而運(yùn)動(dòng)至隨后的眼用于測(cè)量。通常進(jìn)行一系列的三個(gè)測(cè)量，2個(gè)最接近的測(cè)量值進(jìn)行自動(dòng)平均，也可選擇，全部3個(gè)測(cè)量值進(jìn)行平均。麥克風(fēng)記錄了空氣噴流的容積，并通過(guò)壓力計(jì)來(lái)預(yù)先標(biāo)定，從而保證通過(guò)各空氣噴流獲得合適的壓力。這種標(biāo)定在使用之前由工廠進(jìn)行，并能夠定期地檢查。

眼的角膜的頂點(diǎn)在大約15ms或更少的總激勵(lì)時(shí)間上通過(guò)空氣噴流來(lái)激勵(lì)，優(yōu)選是大約5ms。因此，激勵(lì)的持續(xù)時(shí)間為大約15ms或更少，優(yōu)選是大約5ms。

同時(shí)，傳感器驅(qū)動(dòng)成用于提供在眼處的入射光束，并用于捕獲來(lái)自角膜的反向散射，以便確定與眼的位移相關(guān)的參數(shù)，特別是響應(yīng)的振幅和時(shí)間。在一些實(shí)施例中，2或3或1毫秒脈沖自動(dòng)地一個(gè)接一個(gè)地進(jìn)行，以便能夠進(jìn)行平均，用于更好的信號(hào)噪音比。

測(cè)量順序由操作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)接口來(lái)起動(dòng)。優(yōu)選是，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化，這樣，在合適定位空氣射流以使它定心于角膜上之后，測(cè)量的發(fā)動(dòng)將驅(qū)動(dòng)空氣射流功能、傳感器數(shù)據(jù)獲取、儲(chǔ)存和處理。優(yōu)選是，有全部功能的一個(gè)集成自動(dòng)發(fā)動(dòng)，以便縮短在病人定位、由空氣射流來(lái)激勵(lì)、照相機(jī)記錄和共焦測(cè)量之間的時(shí)間。

然后，已經(jīng)進(jìn)行收集并確認(rèn)為完整和在可接受的界限內(nèi)的光譜數(shù)據(jù)將使用算法而轉(zhuǎn)變成iop，該算法通過(guò)參數(shù)相對(duì)于位移的關(guān)聯(lián)和通過(guò)已知的iop(使用goldman扁平眼壓計(jì)來(lái)確定)來(lái)建立，該位移使用本發(fā)明的實(shí)施例來(lái)測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)行至少三個(gè)或更多測(cè)量，最后的異常值丟棄，且兩個(gè)或三個(gè)最恒定的值一起平均(在沒(méi)有異常值的情況下)。

然后，在通過(guò)眼壓計(jì)繞支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單旋轉(zhuǎn)而重新定位眼壓計(jì)之后，重復(fù)處理來(lái)用于測(cè)量在病人的隨后眼中的眼睛內(nèi)壓力。

實(shí)施例

算法的發(fā)展

為了發(fā)展和測(cè)試算法，采用兩組病人，一個(gè)發(fā)現(xiàn)組用于發(fā)現(xiàn)算法，一個(gè)驗(yàn)證組用于驗(yàn)證算法。200個(gè)病人試樣，400個(gè)眼，每個(gè)眼采用多個(gè)測(cè)量，且2/3的病人隨機(jī)地選擇為用作發(fā)現(xiàn)組，1/3的病人用作驗(yàn)證組。通過(guò)對(duì)于男人和女人分別隨機(jī)劃分，這樣連續(xù)進(jìn)行10次。對(duì)于女人，采用184個(gè)女人眼睛和383次運(yùn)行來(lái)發(fā)展和測(cè)試算法。對(duì)女人眼睛的255次測(cè)量運(yùn)行用于發(fā)現(xiàn)算法，表示為2/3的運(yùn)行，對(duì)于不同女人眼睛的剩余1/3(128次運(yùn)行)進(jìn)行驗(yàn)證。這樣分開(kāi)隨機(jī)地重復(fù)10次。

通過(guò)平均，當(dāng)使用包括年齡和性別的算法時(shí)，發(fā)現(xiàn)95.5％的iop測(cè)量值在平均兩個(gè)最接近的值后在使用參考的goldmann扁平眼壓計(jì)(gat)測(cè)量的iop的5mm內(nèi)(即，4.5％在離參考gat壓力為5mmhg的目標(biāo)范圍之外)。

對(duì)于男人，采用130個(gè)男人眼睛和450次測(cè)量運(yùn)行來(lái)發(fā)展和測(cè)試算法。300次運(yùn)行用于發(fā)現(xiàn)算法，表示為2/3的運(yùn)行，對(duì)剩余的1/3(150次運(yùn)行)進(jìn)行驗(yàn)證。這樣分開(kāi)隨機(jī)地重復(fù)10次。

通過(guò)平均，當(dāng)使用包括年齡和性別的算法時(shí)，發(fā)現(xiàn)92.8％的運(yùn)行在平均2個(gè)最接近的值后在使用gat的測(cè)量iop的5mmhg內(nèi)(即，72％在目標(biāo)范圍之外)。應(yīng)當(dāng)指出，男人組有更寬分布的iop，因此可能更難以使用算法來(lái)建模。

對(duì)另外130個(gè)患者(總共330個(gè)患者)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。因此，對(duì)于女人，對(duì)女人眼睛的總共590次測(cè)量運(yùn)行用于發(fā)展和精修算法，對(duì)不同女人眼睛的301次運(yùn)行進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于男人，總共442次運(yùn)行用于發(fā)展和精修算法，對(duì)不同男人眼睛的370次運(yùn)行進(jìn)行驗(yàn)證。

對(duì)于女人，在這些另外研究中，98.6％的iop測(cè)量值在平均兩個(gè)最接近值后在使用gat測(cè)量的iop的5mmhg內(nèi)(即，1.4％在5mmhg壓力的目標(biāo)范圍之外)。對(duì)于男人，在這些另外研究中，97.4％的iop測(cè)量值在平均兩個(gè)最接近值后在使用gat測(cè)量的iop的5mmhg內(nèi)(即，2.6％在5mmhg壓力的目標(biāo)范圍之外)。

引入病人的厚度計(jì)測(cè)量值并不影響算法，也不會(huì)提高它，這表明算法對(duì)于中心角膜厚度(cct)并不非常敏感。實(shí)際上，進(jìn)一步的研究表明，這里所述的方法獨(dú)立于cct。根據(jù)cct，在gat和這里所述方法之間的分層測(cè)量值差別并沒(méi)有表示在正誤差(測(cè)量值大于gat)和負(fù)誤差(測(cè)量值小于gat)之間的任何明顯差別。而且，因?yàn)榭諝饷}沖只在測(cè)量部位引起大約1微米的角膜振動(dòng)，因此推論與使得角膜變扁大約100微米的方法例如gat比，該方法獨(dú)立于cct(角膜平均為大約530微米厚)。

圖20表示了女人組試樣的全部測(cè)量運(yùn)行的結(jié)果實(shí)例，在y軸上描繪了通過(guò)gat測(cè)量的平均iop，在x軸上描繪了通過(guò)這里所述方法測(cè)量的平均iop。

激光傳感器與市場(chǎng)上的工業(yè)自混合激光振動(dòng)計(jì)的比較

激光傳感器的一個(gè)實(shí)施例(這里稱(chēng)為“l(fā)aser”)與普通的工業(yè)多普勒激光振動(dòng)計(jì)(可由polytecinc.(sas)獲得，這里稱(chēng)為“polytec”)比較，用于確定與已知振動(dòng)振幅的人工目標(biāo)中和豬眼角膜中的振動(dòng)相關(guān)的參數(shù)。

使用lecroy44xwavesurfer示波器(可由geneva的lecroysa來(lái)獲得)觀察和記錄來(lái)自兩個(gè)振動(dòng)計(jì)的信號(hào)。

對(duì)于低于大約1微米的振幅，振動(dòng)使用壓電產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生，對(duì)于更大的振幅，使用電磁振動(dòng)產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生。當(dāng)指向固定目標(biāo)時(shí)，laser的伺服反饋環(huán)路任意鎖定成/＝17.19ma。補(bǔ)償電路也設(shè)置為預(yù)定值，以便保持二極管的恒定驅(qū)動(dòng)電流。

在第一測(cè)試中，ir激光，ir激光指向壓電振動(dòng)器的陡峭尖端，該尖端有大約1mm的直徑。黑色涂料施加在該尖端，以便減小反射，從而能夠合適地鎖定laser。

對(duì)于在0.3μm和3.6μm之間的已知振幅，進(jìn)行10個(gè)單獨(dú)的運(yùn)行，使得振動(dòng)頻率從100hz變化至1000hz。在大部分情況下，laser的結(jié)果與polytec的結(jié)果相稱(chēng)。

使用電磁振動(dòng)器產(chǎn)生的結(jié)果的典型實(shí)例在圖10中表示。盡管電磁振動(dòng)器通常有較差的響應(yīng)，但是該較差響應(yīng)對(duì)于兩個(gè)振動(dòng)計(jì)都很明顯。如圖11中所示，通過(guò)使用單個(gè)比例系數(shù)，信號(hào)能夠幾乎一致。

在第二體外測(cè)試中，振動(dòng)產(chǎn)生器由豬眼代替，該豬眼固定在支承件上。使用壓電振動(dòng)器來(lái)使得眼睛的角膜振動(dòng)，該壓電振動(dòng)器從中心輕柔地按壓至角膜內(nèi)大約3mm。

申請(qǐng)人指出，在polytec的情況中，較小的反射帶必須固定在角膜上，以便提供用于polytec的足夠反向散射，從而獲得讀數(shù)。這在laser中并不需要，該laser證明了它的靈敏性能夠檢測(cè)和利用來(lái)自裸眼角膜的有限反向散射。結(jié)果在圖12中表示。上部跡線來(lái)自于laser，底部跡線來(lái)自于polytec。laser指向角膜上的多個(gè)位置，且入射角度從0°變化至大約20°。

圖13表示了使用與所述相同的條件的典型結(jié)果，讀數(shù)在更長(zhǎng)時(shí)間中。應(yīng)當(dāng)指出，在上部laser跡線中顯示了較大尖峰，該較大尖峰在關(guān)閉振動(dòng)器驅(qū)動(dòng)時(shí)并不消失。申請(qǐng)人相信這可能與一些眼運(yùn)動(dòng)相關(guān)，很可能與以下情況相關(guān)，即眼睛是死的，角膜浮腫和沒(méi)有內(nèi)部壓力。

而且，如圖14中所示，由在示波器的ac模式中的記錄顯然可知，對(duì)于laser，信號(hào)的低頻部分濾除。當(dāng)目標(biāo)的總位移太大時(shí)，二極管經(jīng)歷“模式跳躍”，這引起信號(hào)中的跳躍。記錄的信號(hào)表示laser繼續(xù)正確監(jiān)測(cè)高頻分量。申請(qǐng)人相信這能夠使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的裝置來(lái)很容易地處理，例如濾波器、鎖定放大器或信號(hào)的快速傅里葉變換(fft)。

總之，測(cè)試表明laser的裝置靈敏性為大約-0.83μm/v，動(dòng)態(tài)范圍為至少2μm。后面顯示在本實(shí)施例中，激光靈敏性將很好地延伸為超過(guò)5微米。而且，測(cè)試表明，laser對(duì)于裸豬眼角膜的振動(dòng)很靈敏，而普通的polytec并不是這樣。

激光傳感器信號(hào)的調(diào)制

病人的自發(fā)緩慢眼運(yùn)動(dòng)將干擾激光測(cè)量值，它不能與來(lái)自電流振幅的相區(qū)分。這些運(yùn)動(dòng)能夠使用混合至激光測(cè)量信號(hào)中的調(diào)制信號(hào)和隨后解調(diào)制該信號(hào)來(lái)濾除，以便除去信號(hào)干擾。

圖18是在100hz調(diào)制的實(shí)例。不同的多進(jìn)口示波器需要用于更高頻率。申請(qǐng)人已經(jīng)證明在500hz下使用壓電驅(qū)動(dòng)鏡的這種信號(hào)調(diào)制。使用0.6的密度不會(huì)損害運(yùn)動(dòng)目標(biāo)信號(hào)的處理，盡管信號(hào)強(qiáng)度由于玻璃密度而衰減30倍。圖19是在多普勒模擬中在1000hz下的調(diào)制實(shí)例。