一种基于等厚干涉的眼压测量方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗器器械技术领域，提供了一种基于等厚干涉的眼压测量方法和装置，该眼压测量方法包括：将楔形传感器通过眼科手术植入眼球前房，底部玻璃片朝向晶状体方向，圆孔处的PDMS圆形膜直接与眼内液接触，感应眼压变化；图像采集器发出单色光射向楔形传感器产生干涉图像，眼压升高时PDMS圆形膜发生形变，使得反射光光程差发生变化，干涉图像的条纹也随之变化，图像采集器采集干涉图像后传输至电脑进行图像处理和压力解算；基于图像处理和压力解算的结果，获得眼压值。本发明专利技术避免了复杂工艺过程、降低了成本、安全性更高、灵敏度高、便携性高、能够满足实时测量眼压的需求。能够满足实时测量眼压的需求。能够满足实时测量眼压的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于等厚干涉的眼压测量方法和装置


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种基于等厚干涉的眼压测量方法和装置。

技术介绍

[0002]青光眼是全球第二大导致失明的原因，具有不可恢复和渐进式丧失视力的特征，由于其无症状和缓慢发展的特点，往往在疾病晚期才被发现。在我国，青光眼发病率为6.8％，且与年龄增长有密切关系。随着人口的不断增长，到2030年，全球患青光眼的人数预计将达到8000万。到目前为止，还没有有效的治疗方法能够恢复由青光眼导致的失明，但是如果能对患者进行早期预防，及时发现病症，那么这对患者的家庭来说，将会减轻极大的负担。据研究表明，青光眼患者眼压峰值主要出现在早上8点到10点以及夜间12点到早上6点，并且睡眠时间出现眼压峰值的概率高达49.40％—65.79％，而患者通常是在白天去医院时测眼压，且临床检查提供的是单次眼压计测量，一天需要测量多次，这样就不能获取患者眼压的完整变化。
[0003]目前，在临床上常用的眼压计有Goldman压平式眼压计、非接触式眼压计等，但是这些眼压计具有便携式性能差、无法随时随地测量眼压、对角膜损伤性大等缺点。近年来，为了满足青光眼治疗中测量眼压的需求，国内外诸多研究机构致力于开发新型植入式眼压传感器，常见的有基于电容、压电阻、LCR电路、微流体的眼压传感器。但是这类眼压传感器通常需要采用复杂的电路设计，并且需要可植入电源，这就使基于电容和射频的眼压传感器面临着和尺寸、范围限制以及电源要求的相关挑战。
[0004]由此可见，无法频繁测量眼压的情况限制了医生对患者病情的全面把握，也在一定程度上阻碍了医生根据患者的不同情况制定治疗方案。因此，急需研究一种可以满足患者随时随地进行眼压测量的设备。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于等厚干涉的眼压测量方法和装置，以解决现有技术中眼压测量装置操作不便且无法实时测量眼压的技术问题。
[0006]本专利技术的第一方面，提供了一种基于等厚干涉的眼压测量装置，该眼压测量装置包括：
[0007]图像采集器1和楔形传感器2，
[0008]所述图像采集器1，包括物镜101、分束器102、LED单色光源103、CCD104，用于LED单色光源103发出单色光射向楔形传感器2产生干涉图像，图像采集器1采集所述干涉图像并传输至电脑3中进行图像处理和压力解算；
[0009]所述物镜101镜头位于图像采集装置最前端，用于放大图像；所述分束器102为边长25.4mm的立方体，位于物镜101镜头后方，用于偏转单色光的方向；所述LED单色光源为波长633nm的单色光，位于分束器102正下方，用于楔形传感器2产生干涉图像；所述CCD104位
于图像采集器1最后方，用于采集楔形传感器101产生的干涉图像；
[0010]所述楔形传感器2，从下到上依次包括底部玻璃片201、PDMS圆形膜202、间隔物203、顶部玻璃片204，用于产生干涉图像后被CCD104获取，
[0011]所述底部玻璃片201为圆片，中心有圆孔205，所述圆孔205与底部玻璃片201同轴心，所述底部玻璃片201上贴了PDMS圆形膜202；所述顶部玻璃片204为圆片；所述顶部玻璃片204与所述PDMS圆形膜202之间有间隔物203，所述间隔物203位于所述PDMS圆形膜202的边缘，所述顶部玻璃片204与所述PDMS圆形膜202在一端紧密相接，所述顶部玻璃片204、所述PDMS圆形膜202与所述间隔物203形成一个楔形的空气腔206。
[0012]本专利技术的第二方面，提供了一种基于等厚干涉的眼压测量方法，该眼压测量方法包括：
[0013]S1将楔形传感器通过眼科手术植入眼球前房，所述底部玻璃片朝向晶状体方向，圆孔处的所述PDMS圆形膜直接与眼内液接触，感应眼压变化；
[0014]S2所述图像采集器发出单色光射向楔形传感器产生干涉图像，眼压升高时PDMS圆形膜发生形变，使得反射光光程差发生变化，干涉图像的条纹也随之变化，所述图像采集器采集所述干涉图像后传输至电脑进行图像处理和压力解算；
[0015]S3基于图像处理和压力解算的结果，获得眼压值。
[0016]进一步地，所述S1中PDMS圆形膜是生物相容性材料制成的柔性膜。
[0017]进一步地，所述S1中PDMS圆形膜的边缘设有间隔物，所述顶部玻璃片与所述PDMS圆形膜在另一端紧密相接，包括：
[0018]将SU
‑
8光刻胶制成的20μm高的的长条作为间隔物，沿着所述PDMS圆形膜边缘贴在所述PDMS圆形膜表面上；将所述顶部玻璃片覆盖在所述PDMS圆形膜上，顶部玻璃片一端与光刻胶重合，另一端与所述PDMS圆形膜重合，使所述顶部玻璃片与所述PDMS膜形成了一个楔形空气腔；采用PDMS液体胶密封所述顶部玻璃片和所述底部玻璃片的连接处，在90℃下烘烤1h进行固化，完成对所述楔型传感器的密封。
[0019]进一步地，所述S1中圆孔处的所述PDMS膜直接与眼内液接触，感应眼压变化，包括：
[0020]单色光射向楔形传感器后分成两束干涉光，一束光在顶部玻璃片下表面发生反射，另一束光透射进空气腔，在所述PDMS圆形膜上表面发生反射，两相干光波在顶部玻璃板下表面发生干涉，产生干涉图像；
[0021]当眼内压增大时，所述PDMS圆形膜发生形变，向楔形空气腔内偏移，楔形空气腔距离减小，导致反射光光程发生变化，产生干涉条纹发生弯曲的干涉图像。
[0022]进一步地，所述S2包括：
[0023]所述图像采集器单色光射向楔形传感器后分成两束干涉光，一束光在顶部玻璃片下表面发生反射，另一束光透射进空气腔，在所述PDMS圆形膜上表面发生反射，两相干光波在顶部玻璃板下表面发生干涉，产生干涉图像，所述干涉图像被所述CCD获取。
[0024]进一步地，PDMS圆形膜的形变量Δh和PDMS圆形膜的弹性模量、PDMS圆形膜的弹性模量膜的厚度、PDMS圆形膜的泊松比和PDMS圆形膜的半径有关。
[0025]进一步地，所述S3中所述眼压值的获取，包括：
[0026][0027]其中，Δp为压力变化，E为PDMS圆形膜的弹性模量，d为PDMS圆形膜的弹性模量膜的厚度，Δh为PDMS圆形膜的形变量，μ为PDMS圆形膜的泊松比，r为PDMS圆形膜的半径，
[0028]PDMS圆形膜的形变量Δh的计算式如下：
[0029][0030]其中，Δh为PDMS圆形膜产生高度变化，Δe为偏移的最大距离，λ为入射光长，
[0031]由于PDMS圆形膜的形变量还与楔角有关，故PDMS圆形膜的形变量通过如下计算式获得：
[0032][0033]其中，α为楔角，
[0034]楔角的计算式如下：
[0035][0036]其中，α为楔角，λ为对应光程差，e为干涉条纹的间距，
[0037]Δh＝λ/2
[0038]对应光程差变化的计算式如下：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等厚干涉的眼压测量装置，其特征在于，包括：图像采集器(1)和楔形传感器(2)，所述图像采集器(1)，包括物镜(101)、分束器(102)、LED单色光源(103)、CCD(104)，用于LED单色光源(103)发出单色光射向楔形传感器(2)产生干涉图像，图像采集器(1)采集所述干涉图像并传输至电脑(3)中进行图像处理和压力解算；所述物镜(101)镜头位于图像采集装置最前端，用于放大图像；所述分束器(102)为边长25.4mm的立方体，位于物镜(101)镜头后方，用于偏转单色光的方向；所述LED单色光源为波长633nm的单色光，位于分束器(102)正下方，用于楔形传感器(2)产生干涉图像；所述CCD(104)位于图像采集器(1)最后方，用于采集楔形传感器(101)产生的干涉图像；所述楔形传感器(2)，从下到上依次包括底部玻璃片(201)、PDMS圆形膜(202)、间隔物(203)、顶部玻璃片(204)，用于产生干涉图像后被CCD(104)获取，所述底部玻璃片(201)为圆片，中心有圆孔(205)，所述圆孔(205)与底部玻璃片(201)同轴心，所述底部玻璃片(201)上贴了PDMS圆形膜(202)；所述顶部玻璃片(204)为圆片；所述顶部玻璃片(204)与所述PDMS圆形膜(202)之间有间隔物(203)，所述间隔物(203)位于所述PDMS圆形膜(202)的边缘，所述顶部玻璃片(204)与所述PDMS圆形膜(202)在一端紧密相接，所述顶部玻璃片(204)、所述PDMS圆形膜(202)与所述间隔物(203)形成一个楔形的空气腔(206)。2.一种基于权利要求1所述的眼压测量装置的眼压测量方法，其特征在于，包括：S1将楔形传感器通过眼科手术植入眼球前房，所述底部玻璃片朝向晶状体方向，圆孔处的所述PDMS圆形膜直接与眼内液接触，感应眼压变化；S2所述图像采集器发出单色光射向楔形传感器产生干涉图像，眼压升高时PDMS圆形膜发生形变，使得反射光光程差发生变化，干涉图像的条纹也随之变化，所述图像采集器采集所述干涉图像后传输至电脑进行图像处理和压力解算；S3基于图像处理和压力解算的结果，获得眼压值。3.根据权利要求2所述的眼压测量方法，其特征在于，所述S1中PDMS圆形膜是生物相容性材料制成的柔性膜。4.根据权利要求2所述的眼压测量方法，其特征在于，所述S1中PDMS圆形膜的边缘设有间隔物，所述顶部玻璃片与...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小斌，刘子璇，李昂，赵晏瑾，黄一飞，王丽强，宋凝芳，蒋晶晶，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院第一医学中心首都医科大学附属北京儿童医院，
类型：发明
国别省市：