非接触式眼压测量装置

摘要

本发明公开了一种非接触式眼压测量装置，包括：基面式眼压测量模块、外框式气浮垫框架和简易角膜成像对准模块；外框式气浮垫框架用来支撑和悬浮所述基面式眼压测量模块，简易角膜成像对准模块用于监测眼部图像；其特征在于：底部气浮垫设有一与基面式眼压测量模块的进气口相互独立的供气口，简易角膜成像对准模块是由红色LED固视灯、微型CCD摄像头和LED照明灯组成；其效果在于：外框式气浮垫框架采用两个独立的气腔通道设计，分别提供压平眼部角膜所需的供气和使气浮式眼压测量模块悬浮所需的供气。

权利要求

1.一种非接触式眼压测量装置，包括：基面式眼压测量模块、外框式气浮垫框架和简易角膜成像对准模块；所述基面式眼压测量模块顶部中心处设有一进气孔，所述基面式眼压测量模块内部设有一与所述进气孔连通的中心气腔，所述外框式气浮垫框架，用来支撑和悬浮所述基面式眼压测量模块，所述简易角膜成像对准模块，用于监测眼部图像；其特征在于：所述基面式眼压测量模块的前部中心和所述基面式眼压测量模块的后部中心均设有一个对称的圆柱形螺纹安装孔；所述圆柱形螺纹安装孔内安装有圆柱形喷嘴安装器，所述圆柱形喷嘴安装器的圆心处设有与所述基面式眼压测量模块的中心气腔相连通的圆柱形喷嘴，圆柱形喷嘴采用透明材质进行设计；

所述外框式气浮垫框架是由左平面式气浮垫、右平面式气浮垫、底部气浮垫、顶部盖板、前安装板、后安装板组装成的长方体结构，所述外框式气浮垫框架的底部气浮垫、左平面式气浮垫和右平面式气浮垫分别置于所述基面式眼压测量模块的下方、左边和右边；其中，所述底部气浮垫设有一与所述基面式眼压测量模块的进气孔相互独立的供气口，所述底部气浮垫的供气口设置在所述底部气浮垫的侧面；所述外框式气浮垫框架的底部气浮垫、左平面式气浮垫和右平面式气浮垫均设有与所述底部气浮垫的供气口相连通的气腔通道和多个节流小孔，气流进入所述底部气浮垫的供气口后通过所述外框式气浮垫框架的底部气浮垫、左平面式气浮垫和右平面式气浮垫的气腔通道流到节流小孔，在所述外框式气浮垫框架的底部气浮垫的上表面、左平面式气浮垫的内表面和右平面式气浮垫的内表面与所述基面式眼压测量模块之间形成一层气膜，用于支撑所述基面式眼压测量模块；

所述简易角膜成像对准模块是由红色LED固视灯、微型CCD摄像头和LED照明灯组成，所述红色LED固视灯和所述微型CCD摄像头安装在所述基面式眼压测量模块的内部，与所述圆柱形喷嘴在同一水平直线上，所述LED照明灯安装在所述外框式气浮垫框架的前安装板上，所述微型CCD摄像头用于采集图像信息。

说明书

非接触式眼压测量装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种眼科仪器，更具体的，涉及一种用于临床测量眼睛眼内压的非接触式眼压测量装置。

背景技术

[0002] 非接触式眼压计不直接接触眼球、不用表面麻醉，在医生进行眼科诊断过程中起到了重要的作用，主要用于诊断与青光眼相关的IOP(intraocular pressure，眼内压)过高的病人。现有的非接触眼压测量技术大多是是根据压平式原理而设计，如已公开No.02822091.9和已公开No.200580012607.0等。虽然技术纯熟，但结构复杂同时需经过复杂的数据处理才能换算出眼压。

[0003] 在已公开No.0710093150.1中公开的非接触式眼压测量装置采用力平衡原理设计进行非接触式眼压测量，其中非接触式眼压测量装置只提供了一个供气口，气体进入中心气腔，通过与中心气腔连通的气体通道同时提供压平眼部所需的供气和使气浮式眼压测量模块悬浮在外壳装置所需的供气，因此，在对压平眼部所需的供气压力大小进行调节的时候，同时也调节了使气浮式眼压测量模块悬浮在外壳装置所需的供气压力大小，导致气浮式眼压测量模块的不稳定，影响眼压测量结果的精度。

[0004] 再有，在已公开No.0710093150.1中公开的通过气腔中心的发光二极管作为固视灯来辅助实现角膜与喷嘴的对准。但该设计无法定位角膜与喷嘴之间的距离。在No.0810134618.1和No.02149521.1中公开的角膜对准系统是采用复杂的光学元件和成像系统实现的。这样的设计太过复杂，成本过高。

[0005] 综上所述现有的非接触式眼压测量装置，采用一个气腔通道同时提供压平眼部所需的供气和使气浮式眼压测量模块悬浮所需的供气，这样的设计会造成在测量过程中气浮式眼压测量模块的不稳定。同时，其采用发光二极管作为固视灯来辅助实现角膜与喷嘴的对准，无法定位角膜与喷嘴之间的距离，而传统的光学成像式角膜对准系统的设计太过复杂，成本过高。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于解决现有技术中的不足，提出一种非接触式眼压测量装置，该装置采用外框式气浮垫框架的结构设计，该设计采用两个独立的气腔通道分别提供压平眼部角膜所需的供气和使气浮式眼压测量模块悬浮所需的供气。同时，采用简易角膜成像对准模块设计，该设计采用带USB接口的微型CCD摄像头对眼部图像进行实时成像监控，以实现角膜的对准和调节眼角膜和喷嘴之间的距离。

[0007] 为达到上述目的，本发明设计了一种非接触式眼压测量装置，它包括基面式眼压测量模块、外框式气浮垫框架和简易角膜对准模块。所述的基面式眼压测量模块，顶部中心处开有一进气孔，内部设有一与进气孔连通的中心气腔，前部中心和后部中心均设有一个对称的圆柱形螺纹安装孔，前部中心和后部中心的圆柱形螺纹安装孔内分别安装有一个对称的圆柱形喷嘴安装器，圆柱形喷嘴安装器的圆心处均设有与基面式眼压测量模块的中心气腔相连通的喷嘴，喷嘴的孔径采用现有的空气射流技术进行设计，中心气腔内气体可以通过前后喷嘴分别喷向被测者的眼角膜以及压力传感器。圆柱形喷嘴安装器采用透明材质进行设计制造，此设计可扩大微型CCD摄像头采集眼部图像的视野，获取完整的眼部图像，以实现眼部图像的实时成像。在与前部的圆柱形螺纹安装孔两侧距圆柱形螺纹安装孔中心等距且与圆柱形螺纹安装孔夹角为45度处开有两圆柱形安装孔，在两圆柱形安装孔内分别安装有一个红外发射器和一个光敏接收器，红外发射器经透镜准直发射出平行光，发射到被测者的眼角膜进行反射，光敏接受管接收经过被测者的眼角膜进行反射后的光线，根据光敏接受管接收光线强度的大小来判断被测者的眼角膜是否压平，红外发射器和光敏接收器的外壳采用不导电的塑料材质进行设计。

[0008] 所述的外框式气浮垫框架，用来支撑和悬浮所述基面式眼压测量模块。它是由左平面式气浮垫、右平面式气浮垫、底部气浮垫、顶部盖板、前安装板、后安装板组装成的长方体结构。底部气浮垫、左平面式气浮垫和右平面式气浮垫分别置于基面式眼压测量模块的下方、左边和右边，用来承载基面式眼压测量模块。其中，所述外框式气浮垫框架的底部气浮垫设有一与所述基面式眼压测量模块的进气口相互独立的供气口，底部气浮垫的供气口设置在底部气浮垫的侧面。外框式气浮垫框架的左平面式气浮垫和右平面式气浮垫均设有与所述底部气浮垫相连通的气腔通道。外框式气浮垫框架的底部气浮垫、左平面式气浮垫和右平面式气浮垫上均设有多个节流小孔，所述的节流小孔的孔径和数量采用现有气体润滑技术中气体静压理论设计。气流进入所述底部气浮垫的供气口后通过底部气浮垫、左气浮垫和右气浮垫的气腔通道流到节流小孔后流出，在外框式气浮垫框架的底部气浮垫、左部气浮垫和右部气浮垫的内表面与基面式眼压测量模块之间形成一层气膜，用于支撑和悬浮基面式眼压测量模块。

[0009] 所述外框式气浮垫框架的顶部挡板上开有供气口及电缆线出线口，基面式眼压测量模块中所有电缆线通过出线口连接到控制系统，供气装置通过供气口提供基面式眼压测量模块所需的供气。外框式气浮垫框架的前挡板和后挡板处均有一圆形开口，后挡板上安装有一压力传感器安装器。且前挡板和后挡板与所述基面式眼压测量模块之间间隙等于0.5毫米，以实现完整紧密的承载基面式眼压测量模块。当基面式眼压测量模块悬浮在外框式气浮垫框架中时，在进行角膜对准过程中，通过调节外框式气浮垫框架的位置来实现基面式眼压测量模块与眼角膜对准。

[0010] 所述的简易角膜成像对准模块，由在所述基面式眼压测量模块的内部安装的红色LED固视灯和微型CCD摄像头和安装在所述的外框式气浮垫框架的前安装板上的LED照明灯组成。红色LED固视灯和微型CCD摄像头与基面式眼压测量模块的前后对称喷嘴在同一水平直线上。红色LED固视灯作为眼角膜固视灯来实现角膜与喷嘴的对准。微型CCD摄像头用于监测眼部图像，通过对获取的眼部图像的大小范围和清晰程度来调节眼角膜和喷嘴之间的距离。微型CCD摄像头的输出接口采用USB接口设计。安装在所述的外框式气浮垫框架的前安装板上的LED照明灯，用于在进行眼部图像监控时提供照明光源，以获取清晰的图像效果。

[0011] 本发明的非接触式气浮装置与现有的技术相比，主要具有以下优点：

[0012] 本发明采用外框式气浮垫框架的结构设计，实现了对基面式眼压测量模块和外框式气浮垫框架分开供气，使基面式眼压测量模块在悬浮稳定的情况下进行眼压测量，提高了非接触式眼压测量的准确度。采用微型CCD摄像头监控眼部图像的设计，简化了结构设计，减少了角膜对准的误差。

附图说明

[0013] 图1为非接触式眼压测量装置的结构示意图

[0014] 图2为非接触式眼压测量装置的装配图

[0015] 图3a为外框式气浮垫框架的前安装板

[0016] 图3b为外框式气浮垫框架的后安装板

[0017] 图4为外框式气浮垫框架的顶部盖板

[0018] 图5为底部气浮垫的剖面图

[0019] 图6为左气浮垫与右气浮垫的剖面图

[0020] 图7分别为节流孔的局部结构图

具体实施方式

[0021] 以下将结合附图对本发明做详细的说明。

[0022] 如图1至图2所示，本发明提供了一种非接触式眼压测量装置，包括：基面式眼压测量模块1、外框式气浮垫框架2和简易角膜成像对准模块。

[0023] 基面式眼压测量模块1的顶部设有一进气孔3和一电缆线走线口5，基面式眼压测量模块1的内部设有一与进气孔3连通的中心气腔4，基面式眼压测量模块1的前、后部均开有两个对称的圆柱形螺纹安装孔6、7，与圆柱形螺纹安装孔6成45度方向上开有两个对称的圆柱形安装孔8、9，圆柱形螺纹安装孔6、7内分别安装有两个对称的圆柱形喷嘴安装器10、11，圆柱形喷嘴安装器10、11的几何中心处均装有与中心气腔5相连通的喷嘴12、13。气体通过进气孔3后进入中心气腔4，通过前、后喷嘴12、13分别向眼球E和压力传感器29喷气。圆柱形安装孔8、9内分别安装有红外发射装置和光敏接收装置，其中光敏发射装置由发射管14和透镜15组成，光敏接收装置由透镜16，光栅17，接受管18组成。

[0024] 外框式气浮垫框架2用于承载基面式眼压测量模块1，包括：左平面式气浮垫19，右平面式气浮垫20，底部气浮垫21，顶部盖板22，前安装板23，后安装板24。底部气浮垫21置于基面式眼压测量模块1的下方，左平面式气浮垫19和右平面式气浮垫20分别置于基面式眼压测量模块1的左边和右边，底部气浮垫21、左平面式气浮垫19和右平面式气浮垫20与基面式眼压测量模块1之间的间隙为微米级，底部气浮垫21有一个进气口30，进气口30设置在底部气浮垫21的右侧。基面式眼压测量模块1与前、后安装板23、24之间的间隙等于0.5毫米，后安装板24的外面安装了装载支架28，装载支架28的中心装有压力传感器29，该压力传感器29和两喷嘴12、13在同一水平直线上。承载着基面式眼压测量模块1的外框式气浮垫框架2安装在底座40上，通过摇杆41的前后左右调节来实现对基面式眼压测量模块1和眼角膜之间距离的调节。

[0025] 简易角膜成像对准模块用于在眼压测量时调节喷嘴12与角膜E之间距离时，实时显示眼角膜E的图像，提供角膜E对准的参考依据，包括：红色LED固视灯25、微型CCD摄像头26和前安装板23上的LED照明灯27。红色LED固视灯25和微型CCD摄像头26安装在基面式眼压测量模块2内部，与前后对称喷嘴12、13在同一水平直线上。红色LED固视灯25作为基面式眼压测量模块2内部的光照提供眼角膜E固视微型CCD摄像头26时所需的固视光源。微型CCD摄像头26用于监测眼部图像，通过对获取的眼部图像的大小范围和清晰程度来调节眼角膜E和喷嘴12之间的距离。安装在前安装板上的LED照明灯27，用于在进行眼部图像监控时提供照明光源，以获取清晰的图像效果。

[0026] 图3a所示前安装板23处有一圆形开口31，图3b所示后安装板24处有一圆形开口32，图4所示顶部盖板22中心有一充气口33和一走线口34，充气口33向内与基面式眼压测量模块1的进气孔3以软通气管方式相连，向外和供气装置以软通气管方式相连。走线口34与基面式眼压测量模块1预部的电缆线走线口5的直径尺寸相同，供微型CCD摄像头26的走线。

[0027] 图5所示底部气浮垫21有交错连通的气腔通道35和4个均匀分布的节流小孔36，4个节流小孔的结构和承载特性是一样的，下面以其中一个节流小孔作为说明。图7所示为带有喷嘴孔节流的圆形推力轴承37，气流进入底部气浮垫21右侧的进气口30后，通过底部气浮垫21内的气腔通道35流到固定节流孔36，通过固定节流小孔36径向流出，在底部气浮垫21的上表面和基面式眼压测量模块1之间形成气膜支撑。

[0028] 图6所示是左平面式气浮垫和右平面式气浮垫的剖面图，左平面式气浮垫与右平面式气浮垫的剖面图完全对称，以左平面式气浮垫的剖面图为例进行说明，左、右平面式气浮垫19、20内均设有与底部气浮垫21的气腔通道35相连通的气腔通道38，底部气浮垫21和左、右平面式气浮垫19、20上均设有4个节流小孔39，左、右平面式气浮垫19、20的节流小孔39分别设置在左、右平面式气浮垫19，、20的内表面，左、右平面式气浮垫19、20上的4个节流小孔39与底部气浮垫21的4个节流小孔36的结构和承载特性是一样的，气流通过左、右气浮垫19、20的气腔通道38流到左，右平面式气浮垫19、20的节流小孔39，分别在左、右平面式气浮垫19、20的内表面与基面式眼压测量模块1之间形成气膜支撑。

[0029] 工作原理：

[0030] 被测者的眼角膜E放置于基面式眼压测量模块1的喷嘴12的正前方，被测者的眼睛望向基面式眼压测量模块1内部的红色LED固视灯25，简易角膜成像对准模块的微型CCD摄像头26开始获取眼角膜E的图像，外框式气浮垫框架2的前安装板23上的LED照明灯27提供微型CCD摄像头26获取眼角膜E所需的光源，通过对安装在底座40上摇杆41的前后左右调节实现基面式眼压测量模块1的调节，根据微型CCD摄像头26获取眼角膜E图像的大小及清晰程度确定眼角膜E与喷嘴12已在同一水平直线上；此时，供气系统分两路供气通道进行供气，一路通过底部气浮垫21的进气口30对外框式气浮垫框架2进行供气，气体通过进气口30进入底部气浮垫21内的气腔通道35和左、右气浮垫19、20的气腔通道38，通过底部气浮垫21内的节流小孔36和左、右气浮垫19、20的节流小孔39流出，在底部气浮垫21的上表面、左平面式气浮垫19的内表面、右平面式气浮垫20的内表面与基面式眼压测量模块1之间形成气膜支撑，使基面式眼压测量模块1稳定悬浮于外框式气浮垫框架2内。另一路通过基面式眼压测量模块1的进气孔3的气体进入中心气腔4，通过前、后喷嘴12、13分别向眼角膜E和压力传感器29喷气，喷出的空气使得眼角膜E慢慢变形，同时红外发射装置开始工作，从红外发射管14发射的光线经透镜15准直后发射出平行光射向被测角膜E，此时再经角膜E反射后，又经透镜16、针孔光栅17射到光敏接收器18。当光敏接收器18接受到的光强达到最大值时，被测角膜E被压平到额定面积，此时压力传感器29测量的压力即为眼角膜E的眼内压。