斜視度測量儀及其測量斜視度的方法

專利名稱：斜視度測量儀及其測量斜視度的方法
技術領域：
本發明屬于眼科醫療器械領域，具體的說是一種斜視度測量儀及其測量方法。
背景技術：
斜視是眼科常見疾病，手術治療是其主要手段，斜視手術術前設計的主要依據是斜視的度數，所以，獲得準確的斜視度數，是影響手術效果的重要因素。現有的臨床廣泛應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，檢查結果經常不一致，偏差較大，常出現不同的醫生檢查，結果相差較大的情況，缺乏客觀一致的檢查方法，也很不利于學術上的交流。
現在也有一些研究中的客觀檢查斜視度的方法，主要是采用攝像分析系統，通過拍攝眼球的運動和眼位的變化，由圖像分析軟件計算斜視度。如一種叫做“斜視定量攝像分析裝置”的儀器，是由一個半球形斜視攝像儀和電腦組成，該攝像裝置由計算機程序控制，能完成9個眼位攝像、圖像的分析處理、像片打印及管理病人的資料等等。據認為能為斜視診治提供直觀、準確、標準化的圖像資料。但由于被檢查者角膜大小、眼球大小、軸長存在差異，測量眼球前表面標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360°*1/(24π)＝4.77°，換算成棱鏡度約為9△；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，對應的角度為5*360°/(28*π)＝20.46°，而若以眼軸長24mm計算則為5*360°/(24*π)＝23.87°，產生誤差為3.41°，換算成棱鏡度約為7△。由于這些攝像進行圖像分析計算的方法難以達到很好的精確度，故在臨床上沒有得到廣泛應用。

發明內容
本發明的目的在于提供一種斜視度測量儀及其測量方法，以解決現有檢查方法存在的測量誤差較大以及測量設備結構復雜的問題。
本發明采取以下技術方案包括臺架、坐標儀、坐標值讀取裝置、遮光板和頭托，坐標儀、坐標值讀取裝置和頭托固定于臺架上，頭托用于定位被測量者的頭部，并使被測量者兩眼中點位于坐標儀半球的球心位置；遮光板手持或與其它部件連接，其特征在于在所述的坐標儀的球面上設有多個間隔分布的注視目標；在被測量者的眼睛戴有角膜接觸鏡，該角膜接觸鏡由隱形眼鏡及其水平徑線上對稱粘貼兩個之間留有間距的長條形的反光條構成。
所述的角膜接觸鏡優選直徑為9～11mm、屈光度數0的硬鏡，所述的反光條長4mm，寬1mm，兩條反光條之間距離應不小于3mm；所述的反光條可以采用鍍膜、粘貼反光片或在角膜接觸鏡內置反光層等方式實現。
所述的遮擋眼球除了用普通遮光板以外，還可以采用兩互補色光源與兩互補色片的組合，如紅綠雙色LED作為注視目標的發光體，雙眼前分別放置紅色濾光片和綠色濾光片；或雙眼前分別放置水平和垂直偏振片，相應的注視目標采用水平和垂直偏振光光源。
所述的臺架可設計為臥式或立式，該臥式臺架包括臥床和支架，該臥床用于被測量者躺臥，所述的頭托置于該床面上；該支架設置在臥床的一旁，在該支架上部通過一可以擺動的橫桿安裝所述的坐標儀，并使該坐標儀的球面口朝下；所述的立式臺架立柱和支桿構成，立柱設有伸縮結構，支桿設有可以擺動的結構并連接在立柱上端，所述的頭托安裝在該支桿上。
所述的坐標儀優選半球形和半圓柱形，半徑可取33m，帶有經緯線及經緯坐標，以中心點為(0.0)點，右側經度為正，左側經度為負，上方緯度為正，下方緯度為負，坐標值指經緯度坐標；某點的經度和緯度分別代表球心與該坐標點的連線和球心與(0.0)點連線的夾角在水平與垂直方向分解的矢量，單位為度；所述的注視目標包括發光體、凸透鏡和光孔，光孔設在所述的坐標儀的半球體上，在光孔的外端外設置凸透鏡，在凸透鏡的外側焦點處設置發光體；所述的凸透鏡的一邊通過一旋柄與坐標儀的外側鉸連，以便能夠擺動移出發光體與光孔之間；發光體與外接電路連接并由該電路分別控制每個發光體的亮滅。
所述的外接電路可分別控制每個發光體的亮滅；所述的發光體共設置11個，其中9個為診斷眼位，其光孔位置在坐標儀上的坐標為中心點(0.0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；另外有兩個檢查A-V征的(0.25)和(0.-25)；所述的中心點(0.0)的發光體采用聚光光束或I級激光束，其余10個注視目標發光體采用小功率光源。
所述的坐標值讀取裝置為攝像機，安裝于頭托的上方，面向坐標儀，用于攝取坐標儀圖像。
所述的坐標值讀取裝置為設在所述的坐標儀上的每一坐標點的光敏元件，以及與其連接的用于將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，或計算出所對應的坐標值的處理電路。
首先在被測量者的雙眼戴上所述的角膜接觸鏡，并使被測量者的頭部位于所述的頭托內，使半球形坐標儀球心位于雙眼中點；開亮(0.0)點發光體，使一束聚光光束或I級激光束照向雙眼，使遮光板遮蓋右眼，此時右眼被遮光板遮蓋，而左眼注視目標；將遮光板移動使之遮蓋左眼，此時左眼將被遮蓋，而右眼注視目標，發光體發出的光線照射至右眼，經右眼角膜接觸鏡反光面反射，會在坐標板上形成一反光條帶，此反光條帶最初出現的位置(x，y)，即在遮光板由右眼前移開而轉為遮蓋左眼的瞬間的位置坐標代表右眼球斜位的對應方位；隨著右眼注視(0.0)點目標，反光條將移至新的位置(x′，y′)，此位置坐標代表右眼球正位的對應方位；讀取坐標值(x，y)和(x′，y′)；則(x′-x)/2即為某眼水平方向的斜視角度，對于右眼來說，結果為正值代表內斜視，負值代表外斜視，對于左眼來說，結果為正值代表外斜視，負值代表內斜視；(y′-y)/2為眼球垂直方向的斜視角度，無論左眼或右眼，結果為正值代表下斜視，負值代表上斜視。
所述的坐標值(x，y)和(x′，y′)的具體讀取方法是利用所述的攝像機將所述的光點自坐標值(x，y)移至(x′，y′)的過程攝錄，通過錄像重放，可讀取(x，y)和(x′，y′)的具體數值；或利用所述的坐標儀上每一坐標點的光敏元件感應反射光，并由處理電路將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，在該圖像上直接讀取坐標值；或直接計算出所對應的坐標值。
采取上述技術方案后，本發明能夠客觀，準確，標準化的測量人眼的斜視度，滿足眼科工作者斜視診療、術前設計及學術交流的要求，同時可以讓患者更便捷，迅速的完成檢查。相比較于現有技術，能夠很好的控制誤差進行斜視度的客觀測定，在臨床上具有很好的實際應用價值。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。


圖1A是本發明采用臥式臺架和攝像機為坐標值讀取裝置的斜視度測量儀實施例的端面結構示意圖；圖1B是圖1A的俯視圖；圖2是本發明采用立式臺架和攝像機為坐標值讀取裝置的斜視度測量儀
具體實施例方式
參見圖1～圖7，所示的本發明的斜視度測量儀實施例由臺架3、攝像機7、坐標儀2、頭托4、注視目標8及角膜接觸鏡5和6組成。該實施例的攝像機7與計算機(未示出)共同構成坐標值讀取裝置。分述如下1.臺架3固定坐標儀2及攝像機7等，可設計為臥式(參見圖1)或立式(參見圖2)。固定頭部并調整使兩眼中點位于半球的球心位置。攝像機7安裝于頭托4的上方，面向坐標儀2，用于攝取坐標儀圖像。與臥式臺架配套的床板1上的頭托4為枕托，還可配置額托42；配套的頭托4由下頜托41和額托42構成。攝像機7均裝于額托42上，面向坐標儀板2，與眼睛的方向基本相同。額托42可以與臺架3連接固定，或與床板1連接。
2.注視目標8每組注視目標8均由發光體81、凸透鏡82和光孔83組成，光孔83設在所述的坐標儀的半球體2上，在光孔的外端外設置凸透鏡82，在凸透鏡82的外側的焦點處設置發光體81。所述的凸透鏡82的一邊通過一旋柄與坐標儀2的外側鉸連，以便能夠擺動移出發光體81與光孔83之間。發光體81與外接電路連接并由該電路分別控制亮滅。注視目標8共設置11組。所述的中心點(0.0)的發光體采用聚光光束或I級激光束，其余10個注視目標發光體采用小功率普通光源，不一定發出聚光光束。
3.坐標儀2優選半球形(或半圓柱形)，半徑可取33m，帶有經緯線及經緯坐標，以中心坐標點為(0，0)點，右側經度為正，左側經度為負，上方緯度為正，下方緯度為負，坐標值指經緯度坐標。某點的經度和緯度分別代表球心與該坐標點的連線和球心O與(0，0)點連線的夾角在水平與垂直方向分解的矢量，單位為度(°)。在11組注視目標8中的11個光孔中設置9個診斷眼位，它們的坐標分別是中心點(0，0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；設置兩個檢查A-V征的位置(0，25)和(0，-25)。該實施例的光孔83的直徑設為10mm，孔后放置發光體與帶旋柄的凸透鏡82組成的11個注視目標8作為注視目標。其中中心點(0，0)的發光體81采用聚光大功率LED光源，其余10個注視點發光體81采用小功率LED作光源，可以是發散光。注視目標8中的凸透鏡82置于LED前并可旋開，LED置于凸透鏡焦點位置，使得光線折射后成為平行光線，可模擬遠方視標。
4.角膜接觸鏡(參見圖6)可采用各式角膜接觸鏡，考慮加工方便及接觸鏡與眼球之間相對位置的穩定性，優選硬鏡。以9～11mm直徑、0度數的接觸鏡鏡片91為例，在一水平徑線上，對稱粘貼兩個長4mm，寬1mm的反光條92，兩條反光條92相鄰端之間距離應＞3mm。所述的反光條92可以采用鍍膜、粘貼反光片或在角膜接觸鏡內置反光層等方式實現。
本發明的遮光板P，遮光板P可以手持，也可通過連接桿鉸連在坐標儀2上，可以在兩只眼睛之間擺動。遮光板P除了用普通遮光板以外，還可以采用兩互補色光源與兩互補色片的組合，如紅綠雙色LED作為注視目標8的發光體81，雙眼前分別放置紅色濾光片和綠色濾光片；或雙眼前分別放置水平和垂直偏振片，相應的注視目標采用水平和垂直偏振光光源。
本發明的除了采用上述的攝像系統作為坐標值讀取裝置外，還可以是設在所述的坐標儀2上的每一坐標點的光敏元件，以及與其連接的用于將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，或計算出所對應的坐標值的處理電路(未圖示)。為常規的技術。
本發明的測量方法首先給待檢查者雙眼佩戴上述的角膜接觸鏡5和6，使反光條92位于水平位。固定頭部于頭托4，使半球形坐標儀2球心位于雙眼中點。首先開亮(0.0)點發光體產生聚光光束或I級激光束照射雙眼，用遮光板P遮蓋右眼，左眼注視目標。然后將遮光板P移動遮蓋左眼，用右眼注視目標，在坐標板2上會形成一反光條帶。此反光條帶最初出現的位置，即在遮光板P由遮蓋右眼轉向遮蓋左眼的瞬間的位置坐標代表右眼球斜位的對應方位。很快，隨著右眼注視(0.0)點目標，反光條帶將移至新的位置，此位置坐標代表右眼球正位的對應方位。攝像系統7將此過程攝錄，重放錄像至坐標板上右眼接觸鏡反光條92所反射的反光條帶初出現時的瞬間，反光條帶為兩細長亮線段，可取兩亮線段的4個端點中任意一點的坐標，因內斜、外斜度較大時會有某線段的某端點隱入內眥或外眥，但至少會有一個端點不受影響，可視具體情況而選取不受影響的點。讀取此點初始瞬間坐標(x，y)及右眼注視目標后的坐標(x′，y′)，則(x′-x)/2即為左眼注視時右眼球水平方向的斜視角度，結果為正值代表內斜視，負值代表外斜視；(y′-y)/2即為右眼球垂直方向的斜視角度，結果為正值代表下斜視，負值代表上斜視。
測量右眼注視時左眼斜視度及其它眼位時斜視度步驟與原理與上述相似。
實施例一如圖1A和圖1B所示，采用臥式結構，反光條92采取粘貼方式，粘貼兩條4*1*0.3的高反光面于接觸鏡鏡片91相應位置，坐標儀板(0.0)發光體采用1W功率15°聚光LED，其余發光體采用0.1W的LED。先用遮光板P遮蓋左眼，右眼注視目標，然后將遮光板P由左眼移至右眼，左眼去遮蓋時初始瞬間亮點坐標為(16，0)，注視目標后亮點坐標為(-60，0)，則被檢者右眼注視目標時，左眼水平斜視度為(-60-16)/2＝-38°，垂直斜視度為(0-0)/2＝0°，表示該患者左眼內斜視38°，沒有垂直斜視。
實施例二采用圖2所示的立式頭架3，反光條92采取鍍銀膜方式，鍍兩條4*1mm的反光面于接觸鏡鏡片91相應位置，坐標儀板(0.0)發光體采用3cm直徑的I級激光束，其余發光體采用0.1W的LED。先用遮光板P遮蓋右眼，左眼注視目標，然后將遮光板P由右眼移至左眼，右眼去遮蓋時初始瞬間亮點坐標為(80，10)，注視目標后亮點坐標為(10，8)，則被檢者左眼注視(0.0)目標時，右眼水平斜視度為(10-80)/2＝-35°，垂直斜視度為(8-10)/2＝-1°，表示該患者右眼外斜視35°，上斜視1°。
本發明依據的幾何光學原理空間的光線可以矢量分解至水平和垂直兩個方向分別進行分析計算，下面分析水平方向的計算原理。
將眼球近似為一個等效球體，接觸鏡的反光面AB貼于眼球表面，幾何光路圖如圖7所示。
眼球轉動的角度為∠FDG，弧BC對應的圓心角為∠BOC。數學原理可以計算得知，∠FDG≈1/2∠BOC，∠FDG與1/2∠BOC的差(即誤差)＜1/20∠FDG，誤差可以接受。
本發明除了采用上述的攝像系統作為坐標值讀取裝置測量方法外，還可利用所述的坐標儀上每一坐標點的光敏元件感應反射光，并由處理電路將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，在該圖像上直接讀取坐標值；或直接計算出所對應的坐標值。
權利要求
1.一種斜視度測量儀，包括臺架、坐標儀、坐標值讀取裝置、遮光板和頭托，坐標儀、坐標值讀取裝置和頭托固定于臺架上，頭托用于定位被測量者的頭部，并使被測量者兩眼中點位于坐標儀半球的球心位置；遮光板手持或與其它部件連接，其特征在于在所述的坐標儀的球面上設有多個間隔分布的注視目標；在被測量者的眼睛戴有角膜接觸鏡，該角膜接觸鏡由隱形眼鏡及其水平徑線上對稱粘貼兩個之間留有間距的長條形的反光條構成。
2.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的角膜接觸鏡優選直徑為9～11mm、屈光度數0的硬鏡，所述的反光條長4mm，寬1mm，兩條反光條之間距離應不小于3mm；所述的反光條可以采用鍍膜、粘貼反光片或在角膜接觸鏡內置反光層等方式實現。
3.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的遮擋眼球除了用普通遮光板以外，還可以采用兩互補色光源與兩互補色片的組合，如紅綠雙色LED作為注視目標的發光體，雙眼前分別放置紅色濾光片和綠色濾光片；或雙眼前分別放置水平和垂直偏振片，相應的注視目標采用水平和垂直偏振光光源。
4.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的臺架可設計為臥式或立式，該臥式臺架包括臥床和支架，該臥床用于被測量者躺臥，所述的頭托置于該床面上；該支架設置在臥床的一旁，在該支架上部通過一可以擺動的橫桿安裝所述的坐標儀，并使該坐標儀的球面口朝下；所述的立式臺架立柱和支桿構成，立柱設有伸縮結構，支桿設有可以擺動的結構并連接在立柱上端，所述的頭托安裝在該支桿上。
5.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的坐標儀優選半球形和半圓柱形，半徑可取33m，帶有經緯線及經緯坐標，以中心點為(0.0)點，右側經度為正，左側經度為負，上方緯度為正，下方緯度為負，坐標值指經緯度坐標；某點的經度和緯度分別代表球心與該坐標點的連線和球心與(0.0)點連線的夾角在水平與垂直方向分解的矢量，單位為度；所述的注視目標包括發光體、凸透鏡和光孔，光孔設在所述的坐標儀的半球體上，在光孔的外端外設置凸透鏡，在凸透鏡的外側焦點處設置發光體；所述的凸透鏡的一邊通過一旋柄與坐標儀的外側鉸連，以便能夠擺動移出發光體與光孔之間；發光體與外接電路連接并由該電路分別控制每個發光體的亮滅。
6.根據權利要求5所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的外接電路可分別控制每個發光體的亮滅；所述的發光體共設置11個，其中9個為診斷眼位，其光孔位置在坐標儀上的坐標為中心點(0.0)、(15，15)、(-15，15)、(-15，-15)、(15，-15)、(0，15)、(-15，0)、(0，-15)、(15，0)；另外有兩個檢查A-V征的(0.25)和(0.-25)；所述的中心點(0.0)的發光體采用聚光光束或I級激光束，其余10個注視目標發光體采用小功率光源。
7.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的坐標值讀取裝置為攝像機，安裝于頭托的上方，面向坐標儀，用于攝取坐標儀圖像。
8.根據權利要求1所述的斜視度測量儀，其特征在于所述的坐標值讀取裝置為設在所述的坐標儀上的每一坐標點的光敏元件，以及與其連接的用于將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，或計算出所對應的坐標值的處理電路。
9.一種斜視度測量方法，其特征在于首先在被測量者的雙眼戴上所述的角膜接觸鏡，并使被測量者的頭部位于所述的頭托內，使半球形坐標儀球心位于雙眼中點；開亮(0.0)點發光體，使一束聚光光束或I級激光束照向雙眼，使遮光板遮蓋右眼，此時右眼被遮光板遮蓋，而左眼注視目標；將遮光板移動使之遮蓋左眼，此時左眼將被遮蓋，而右眼注視目標，發光體發出的光線照射至右眼，經右眼角膜接觸鏡反光面反射，會在坐標板上形成一反光條帶，此反光條帶最初出現的位置(x，y)，即在遮光板由右眼前移開而轉為遮蓋左眼的瞬間的位置坐標代表右眼球斜位的對應方位；隨著右眼注視(0.0)點目標，反光條將移至新的位置(x′，y′)，此位置坐標代表右眼球正位的對應方位；讀取坐標值(x，y)和(x′，y′)；則(x′-x)/2即為某眼水平方向的斜視角度，對于右眼來說，結果為正值代表內斜視，負值代表外斜視，對于左眼來說，結果為正值代表外斜視，負值代表內斜視；(y′-y)/2為眼球垂直方向的斜視角度，無論左眼或右眼，結果為正值代表下斜視，負值代表上斜視。
10.根據權利要求9所述的斜視度測量方法，其特征在于所述的坐標值(x，y)和(x′，y′)的具體讀取方法是利用所述的攝像機將所述的光點自坐標值(x，y)移至(x′，y′)的過程攝錄，通過錄像重放，可讀取(x，y)和(x′，y′)的具體數值；或利用所述的坐標儀上每一坐標點的光敏元件感應反射光，并由處理電路將光敏元件的輸出信號轉換為相應圖像，在該圖像上直接讀取坐標值；或直接計算出所對應的坐標值。
全文摘要
本發明屬于眼科醫療器械領域，為眼科眼肌專業提供了一種新的斜視度數測量儀器及其測量方法。本發明的斜視度測量儀由臺架、坐標儀、頭架、隱形眼鏡、平行光發射裝置，遠近9個眼位目標注視系統組成。待檢查者雙眼配帶一種特制的帶反光面的隱形眼鏡，頭部固定于頭托上，頭托前方為一帶經緯坐標的坐標儀，以兩束光線分別照射雙眼，光線經隱形眼鏡上的反光面反射投影于坐標板上，通過分別讀取雙眼注視目標與被遮蓋時反光點坐標計算斜視角度，反光點坐標可由坐標值讀取裝置讀取并計算。本發明能夠客觀，快速，準確，標準化的測量人眼得斜視度，滿足眼科工作者斜視診療、術前設計及學術交流的要求，同時可以讓患者更便捷，迅速的完成檢查。
文檔編號A61B3/00GK1813624SQ200610003139
公開日2006年8月9日 申請日期2006年2月16日 優先權日2006年2月16日
發明者趙陽 申請人:趙陽