一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪及防控治疗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪及防控治疗系统，涉及医疗器械技术领域，安装有相应设备和系统达到近视的防控治疗效果，用VR眼镜、手柄、手机数据线、移动端或PC端完成硬件控制，软件与硬件连接，操作简单方便，配戴时对青少年儿童有安全保障。模拟户外光照环境中对防控近视发展有益的光照强度和光波段，结合睫状肌锻炼，缓解视疲劳，增厚脉络膜，增强青少年儿童的调节力。系统中设有各种游戏帮助锻炼，增强儿童近视防控治疗的趣味性，避免孩子枯燥乏味，对防控治疗产生抵触情绪。明确虚拟现实技术设计的近视防控软件中的各参数细节，配戴时间的具体要求等，来保障儿童的防控治疗效果和身体健康安全。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪及防控治疗系统
本专利技术涉及医疗器械
，尤其是涉及一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪和其防控治疗系统。
技术介绍
随着社会发展，如今的世界，特别是东亚地区，近视已经成为一个较严重的公共卫生健康问题。这几年来，近视患病率不断增加，学生中的近视比率高达80％～90％。尤其在中国，至少有6亿人患有近视，其中80％是义务教育阶段的青少年儿童。如果不对近视进行防控治疗，一旦任其发展最终导致高度近视，那么它所带来的并发症，如视网膜脱离、脉络膜萎缩等，对青少年儿童将来的学习生活会带去极大的不便，甚至对青少年儿童的心理健康也产生极度不良的影响。因此，如何有效地控制青少年儿童近视的发生发展，已经成为当前研究的热点之一。VR(VirtualReality)即虚拟现实，简称VR，其具体内涵是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。VR眼镜的原理和我们的眼睛类似，两个透镜相当于眼睛，但远没有人眼“智能”。再加上VR眼镜一般都是将内容分屏，切成两半，通过镜片实现叠加成像。这时往往会导致人眼瞳孔中心、透镜中心、屏幕(分屏后)中心不在一条直线上，使得视觉效果很差，出现不清晰、变形等一大堆问题。而理想的状态是，人眼瞳孔中心、透镜中心、屏幕(分屏后)中心应该在一条直线上，这时就需要通过调节透镜的“瞳距”使之与人眼瞳距重合，然后使用软件调节画面中心，保证3点一线，从而获得最佳的视觉效果。国内的设备有的是通过物理调节，有的是通过软件调节。决定利用虚拟现实技术对现有的VR(虚拟现实)眼镜进行改造。一方面，虚拟现实技术融合了计算机图形学、人机界面、多媒体技术、传感技术、网络技术等多项技术，是仿真技术中极具挑战性的交叉技术前沿学科。该系统能模拟环境、知觉、自然技能来感测设备，并能通过计算机生成实时动态的三维立体逼真图像，对真实空间环境进行有效的仿真。可以实现对户外活动时的光环境较为精确的模拟。另一方面，它可以将睫状肌锻炼的内容用3D呈现，放松青少年儿童的睫状肌，增强他们的调节力。具体来说就是，基于虚拟现实的双屏技术，根据左右眼瞳距的差异形成左右眼屏幕的视差成像，高度复原双目视物的立体成像过程；然后再模仿人眼观察物体的深度，获得真实感后在虚拟现实眼镜的屏幕上模拟延伸段的延伸内容，产生0米到无穷远的画面深度，进而通过改变虚拟现实眼镜中的画面内容，实现双眼视远视近的规律性运动，有效地锻炼睫状肌，提高睫状肌调节力。而且，它所拥有的眼动追踪和偏向渲染技术还可以实现画面离焦状态的设定，模拟验配角膜塑形镜进行近视防控的原理。同时就像上述内容，它还可以实现“同视机原理”把左右眼的视线分开，用凸透镜观察近目标，使调节放松。甚至还结合了单眼立体视觉原理绘制“远眺图”，结合视觉心理学的作用把图中接近消失点和集合线上的目标看成是远的。实际上当两眼看“远”时，“近”处的图形既不模糊也不复视，反之亦然。目前市场上预防和控制青少年儿童近视发生和发展的可行措施大多是从环境角度考虑的，主要包括配戴框架眼镜、角膜塑形镜、滴用阿托品滴眼液和鼓励户外活动、养成良好阅读习惯等，存在以下不足：1、框架眼镜在近视防控实践中被证明没有实际临床意义。2、角膜塑形镜对卫生要求较高，不良的配戴会引起眼部炎症，存在一定局限性，要求的防控时间长，患者依从性存在隐患。3、阿托品滴眼液对于不同个体，存在不同程度的停药反弹、不良反应，如畏光、视物模糊等。4、由于现在青少年儿童的学业任务较重，完全实现不了每天2小时的户外活动，天气也并非时时刻刻满足户外活动的要求。5、大部分VR设备操作繁琐，只采用单一的硬件或软件支持，防控效果不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种疗效确切，操作方便，可提高近视效果，安全可靠，患者依从性好的基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪。本专利技术的另一个目的在于提供一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪的防控治疗系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，包括VR眼镜、手柄、手机数据线和PC端，所述VR眼镜上设有前壳，所述前壳内侧设有面罩，所述面罩内侧设有两个转轮，所述转轮上设有目镜，所述前壳顶部中间位置设有Micro-USB接口，所述前壳两侧固定连接有镜腿，所述镜腿一侧通过同轴线缆连接有控制器，所述控制器底端设有Type-C接口1。优选的，所述镜腿远离所述控制器一侧上设有绑带孔，所述绑带孔旁设有扬声器。优选的，所述镜腿在靠近所述控制器一侧上设有转轴，所述面罩内侧中心位置设有接近光感应器，所述目镜和所述转轮为圆形结构，所述目镜和所述转轮与所述前壳对应设置。优选的，所述控制器正面设有音量加键和音量减键，所述控制器正面设有指示灯，所述控制器顶部设有麦克风和3.5mm耳机接口，所述控制器侧面设有线控。优选的，所述手柄正面顶部设有触控板，所述触控板下方两侧分别设有返回键和主页键，所述返回键下方中心位置设有音量键，所述手柄正面底部设有指示灯，所述手柄顶端设有扳机键，所述手柄背面设有电池仓，所述电池仓安装有2节7号AAA干电池。优选的，所述手机数据线连接有充电转接盒，所述充电转接盒远离手机数据线一侧设有Type-C接口2，所述Type-C接口2仅用于充电。为实现上述目的，本专利技术还提供了一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪的防控治疗系统，模拟户外光环境，设置特定光照强度和光波组成，在虚拟现实技术的基础上，对佩戴VR眼镜进行软件观看的青少年进行3D的调节辐辏训练，改善睫状肌，其系统包括以下模块：一、调节模块，在自然环境下寻找宝箱，收集齐各种在不同距离处的玩具零部件的探险类训练场景，用户戴上VR设备，注视出现的宝箱，若干秒后，宝箱弹出相应宝物或零部件，以一定速度飞向眼前一定距离，重复以上操作若干次，在最后收集齐全部零件或宝物时，利用眼睛注视一定距离处的目标物，将目标物拼合成完整个体来完成训练；二、辐辏模块，在封闭或半封闭的现实生活场景中，观察按照一定速度从远处一定距离到眼前相应位置匀速或变速的飞行物体，观察飞行物体的轨迹，并在眼球一定距离注视其停留一端时间内的神态，重复若干次上述操作；三、聚散模块，在模拟户外光环境下的开阔场景，注视一定距离的物体若干秒，等待物体从一定距离展现到眼前相应位置后若干秒消失，重复若干次上述操作；四、眼球运动模块，在开阔的户外光环境下，注视远处的某一物体缓缓飞到眼前，持续若干秒后，向各个方向以一定速度飞远至一定距离，再持续注视目标物若干秒，直到目标物变色消失，重复若干次上述操作；五、户外光环境模块，在封闭或半封闭的场所，利用某一载体结合书本知识来模拟一个竞赛场景，观察按照一定速度从远到近变清楚，或者从近到远变清楚的字母或数字，收集齐全在一定时间清楚或模糊的字母或数字，注视将其拼成一个单词或解答题目，重复上述操作。优选的，所述户外光环境模块贯穿系统全程。优选的，硬件是Windows系统或Android系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，包括VR眼镜、手柄、手机数据线和PC端，所述VR眼镜上设有前壳，所述前壳内侧设有面罩，所述面罩内侧设有两个转轮，所述转轮上设有目镜，所述前壳顶部中间位置设有Micro-USB接口，所述前壳两侧固定连接有镜腿，所述镜腿一侧通过同轴线缆连接有控制器，所述控制器底端设有Type-C接口1。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，包括VR眼镜、手柄、手机数据线和PC端，所述VR眼镜上设有前壳，所述前壳内侧设有面罩，所述面罩内侧设有两个转轮，所述转轮上设有目镜，所述前壳顶部中间位置设有Micro-USB接口，所述前壳两侧固定连接有镜腿，所述镜腿一侧通过同轴线缆连接有控制器，所述控制器底端设有Type-C接口1。


2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，所述镜腿远离所述控制器一侧上设有绑带孔，所述绑带孔旁设有扬声器。


3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，所述镜腿在靠近所述控制器一侧上设有转轴，所述面罩内侧中心位置设有接近光感应器，所述目镜和所述转轮为圆形结构，所述目镜和所述转轮与所述前壳对应设置。


4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，所述控制器正面设有音量加键和音量减键，所述控制器正面设有指示灯，所述控制器顶部设有麦克风和3.5mm耳机接口，所述控制器侧面设有线控。


5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，所述手柄正面顶部设有触控板，所述触控板下方两侧分别设有返回键和主页键，所述返回键下方中心位置设有音量键，所述手柄正面底部设有指示灯，所述手柄顶端设有扳机键，所述手柄背面设有电池仓，所述电池仓安装有2节7号AAA干电池。


6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其特征在于，所述手机数据线连接有充电转接盒，所述充电转接盒远离手机数据线一侧设有Type-C接口2，所述Type-C接口2仅用于充电。


7.采用权利要求1-6所述的一种基于虚拟现实技术的近视防控治疗仪，其防控治疗系统，模拟户外光环境，设置特定光照强度和光波组成，在虚拟现实技术的基础上，对佩戴VR眼镜进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：于婧，崔胤，邹爱琪，
申请(专利权)人：上海市第十人民医院，
类型：发明
国别省市：上海;31