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CN114010148A - 一种早期青光眼诊断装置 - Google Patents

一种早期青光眼诊断装置 Download PDF

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CN114010148A CN202111452339.1A CN202111452339A CN114010148A CN 114010148 A CN114010148 A CN 114010148A CN 202111452339 A CN202111452339 A CN 202111452339A CN 114010148 A CN114010148 A CN 114010148A
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Abstract

本发明公开了一种早期青光眼诊断装置，包括图像获取单元、至少一个可控光源、处理单元，所述可控光源被配置为将不同波长的光引导到至少一只眼睛上，所述图像获取单元被配置为获取瞳孔基于不同波长的光的反馈参数，所述处理单元被配置为接收和分析所述反馈参数信号以获取早期青光眼的诊断结果。与现有技术相比，本发明的早期青光眼诊断装置根据用户瞳孔响应于不同波长的光源的收缩数据能够用来分析得出用户眼睛的视锥细胞或视杆细胞的状态，实现简便高效地筛查早期青光眼以及评估青光眼疾病进展。

Description

一种早期青光眼诊断装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是一种早期青光眼诊断装置。
背景技术
青光眼(glaucoma)是一组以视乳头萎缩及凹陷、视野缺损及视力下降为共同特征的疾病，病理性眼压增高、视神经供血不足是其发病的原发危险因素，视神经对压力损害的耐受性也与青光眼的发生和发展有关。在房水循环途径中任何一环发生阻碍，均可导致眼压升高而引起的病理改变，但也有部分患者呈现正常眼压青光眼。青光眼是导致人类失明的三大致盲眼病之一，总人群发病率为1％，45岁以后为2％。临床上根据病因、房角、眼压描记等情况将青光眼分为原发性、继发性和先天性三大类。
青光眼是我国主要致盲原因之一，而且青光眼引起的视功能损伤是不可逆的，后果极为严重。青光眼的早期诊断非常不容易，因为早期青光眼一般没有症状。当人们意识到自己失去了视觉时，他们可能已经丢失了50％的视神经纤维，如能够早期发现、合理治疗，绝大多数患者可终生保持有用的视功能。因此，青光眼的防盲必须强调早期发现、早期诊断和早期治疗。现有技术中，青光眼的早期诊断和干预对于最大限度保护患者视功能至关重要。目前瞳孔对光反射常被用作客观、非侵入性地评估视网膜和视神经传入通路的功能指标，但能够简便高效地筛查青光眼以及评估青光眼疾病进展的手段依然较少。
发明内容
为解决现有技术中的技术问题，本发明的目的在于提供一种能够简便高效地筛查早期青光眼以及评估青光眼疾病进展的早期青光眼诊断装置。
为实现上述发明的目的之一，本发明的一实施方式提供一种早期青光眼诊断装置，包括图像获取单元、至少一个可控光源、处理单元，所述可控光源被配置为将不同波长的光引导到至少一只眼睛上，所述图像获取单元被配置为获取瞳孔基于不同波长的光的反馈参数，所述处理单元被配置为接收和分析所述反馈参数信号以获取早期青光眼的诊断结果。
作为本发明一实施方式的进-步改进，所述可控光源的波长根据视锥细胞和视杆细胞的最大响应幅度范围设定。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞L锥的波长范围556nm～576nm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞M锥的波长范围533nm～553nm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞S锥的波长范围430nm～450nm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源的波长范围为响应于视杆细胞的波长范围497nm～517nm。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源可被配置为短脉冲激励光源或长脉冲激励光源。
作为本发明一实施方式的进-步改进，所述短脉冲激励光源工作时长小于1秒。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述长脉冲激励光源工作时长大于6秒。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述反馈参数是瞳孔直径或瞳孔直径的变化率或二者的结合。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述装置还包括至少一个遮光部件，所述遮光部件被配置为在使用前给眼睛提供暗环境。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述图像获取单元包括至少-个可见光相机或红外相机。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述可控光源被配置为提供不同光照强度。
作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括设置于人眼与可控光源之间的用于获取参考诊断指标的遮挡单元。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述参考诊断指标包括中央视野参数、半视野参数、象限视野参数、环形光刺激参数。
作为本发明一实施方式的进一步改进，还包括位置调节机构，所述位置调节机构被配置为根据瞳孔的实时位置调节所述图像获取单元和/或可控光源的位置。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述位置调节机构包括振镜系统或多轴云台系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：由于本发明早期青光眼诊断装置的可控光源被配置为将不同波长的光引导到至少一只眼睛上，图像获取单元被配置为获取瞳孔基于不同波长的光的反馈参数，处理单元接收和分析反馈参数信号以获取早期青光眼的诊断结果，能够根据用户瞳孔响应于不同波长的光源的收缩数据能够用来分析得出用户眼睛的视锥细胞或视杆细胞的状态，以实现简便高效地筛查早期青光眼以及评估青光眼疾病进展。
附图说明
图1是用户使用早期青光眼诊断装置的诊断状态示意图；
图2是本发明的早期青光眼诊断装置的硬件模块示意图；
图3是图1的俯视结构示意图；
图4是本发明的可控光源的其中一种实施方式；
图5是图4中的PCB电路板的放大结构示意图；
图6是本发明的可控光源的其中另一种实施方式；
图7是图6中的PCB电路板的放大结构示意图；
图8是本发明的遮挡单元的结构示意图；
图9是图8的单眼光路方向结构示意图；
其中：10、早期青光眼诊断装置；11、图像获取单元；12、可控光源；13、处理单元；14、反射元件；15、遮光部件；16、位置调节机构；17、遮挡单元；18、基座；19、遮挡片；20、焦点；30、用户；40、PCB电路板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1-图3所示，在本发明的一实施例中，一种早期青光眼诊断装置10，包括图像获取单元11、至少一个可控光源12、处理单元13，所述可控光源12被配置为将不同波长的光引导到至少一只眼睛上，所述图像获取单元11被配置为获取瞳孔基于不同波长的光的反馈参数，所述处理单元13被配置为接收和分析所述反馈参数信号以获取早期青光眼的诊断结果。参照图2，在测试时，用户30将眼睛望向早期青光眼诊断装置10内，本实施例的早期青光眼诊断装置10还包括反射元件14(比如凹面镜)，将可控光源12设置于反射元件14的焦点20处，因此可控光源12的出射光线经反射元件14的反射转化为平行光进入测试用户30的至少一个眼睛上。
本发明的发明构思是基于相对性传入性瞳孔障碍(relative afferentpupillary disorder，RAPD)是单侧或不对称性视觉传入通路损伤的重要标志，传统评估方法主要为手电筒摇摆试验(swinging flashlighttest，SFT)在青光眼中，单眼上下侧视网膜之间及双眼之间不对称的神经损伤可引起相应的异常瞳孔对光反射或RAPD，这种不对称性可作为鉴别青光眼患者的诊断工具，并且RAPD的程度与视神经损害的严重性存在一定的相关性。
由于ipRGC细胞主要位于视网膜神经节细胞层和内核层中，在黄斑中心凹附近密度最高，其树突围绕中心凹但不进入中心凹。ipRGC细胞是调节非形觉功能的重要感光器，例如昼夜节律、褪黑素分泌和瞳孔对光反射等ipRGC细胞的潜伏期为1.78～10秒，从时间上来看它不参与初始的快速瞳孔收缩，而是维持光照停止后瞳孔的持续收缩，称为照明后瞳孔反应PIPR，因此PIPR可以作为ipRGC功能的直接生物标记。因此，将本发明的早期青光眼诊断装置10的可控光源12的波长根据视锥细胞和视杆细胞的最大响应幅度范围设定，根据用户瞳孔响应于不同波长的光源的收缩数据能够用来分析得出用户眼睛的视锥细胞或视杆细胞的状态，从而获取用户的早期青光眼的诊断结果。
具体地，由于视锥细胞L锥的响应峰值是566nm，视锥细胞M锥的响应峰值为543nm，视锥细胞S锥的响应峰值为440nm，视杆细胞的响应峰值是507nm。参照图3，可设置早期青光眼诊断装置10包括4个可控光源12，分别是响应于视锥细胞L锥的波长范围556nm～576nm的第一可控光源L1，响应于视锥细胞M锥的波长范围533nm～553nm的第二可控光源L2，响应于视锥细胞S锥的波长范围430nm～450nm的第三可控光源L3，响应于视杆细胞的波长范围497nm～517nm的第四可控光源L4。L1的优选波长为566nm，L2的优选波长为543nm，L3的优选波长为440nm，L4的优选波长为507nm。在其他的实施方式中，早期青光眼诊断装置10也可以包括5个、6个或其他数量的可控光源12，优选波长也可在其对应的视觉细胞对应的响应幅度范围内选择设置。
参照图4-5，在本图示的实施例中，四个可控光源12均匀设置于反射元件14的焦点20周围的PCB电路板40上，当用户进行测试时引导用户注视该PCB电路板40(为中心黑点)，可根据用户不同需求点亮不同波长范围的可控光源L1、L2、L3、L4中之一或依设定顺序依次点亮L1、L2、L3、L4以获取用户照明后瞳孔反应PIPR数据。
在本发明的一种优化的实施例中，可控光源12根据不同的需要可被配置为短脉冲激励光源或长脉冲激励光源，当可控光源12被配置为短脉冲激励光源时，可设置短脉冲激励光源工作时长小于1秒；当可控光源12被配置为长脉冲激励光源时，长脉冲激励光源工作时长大于6秒。当用看向早期青光眼诊断装置10的指定测试点时，早期青光眼诊断装置10的处理单元13包括处理器(未图示)和存储器(未图示)，其中处理器可对用户瞳孔的反馈参数进行分析，存储器可对用户的反馈参数和诊断结果进行存储，本发明所述的反馈参数包括但不限于瞳孔直径、瞳孔直径的变化率。
在本发明的另一种优化的实施例中，早期青光眼诊断装置10还包括至少一个遮光部件15，所述遮光部件15被配置为在用户测试使用前给眼睛提供暗环境，在暗环境下瞳孔会有更大的缩放变化以获得更准确的诊断结果。在其他可行的实施例中，也可以通过调节用户测试环境的光线强弱来提供用户测试用的暗环境。图像获取单元11可以包括至少一个可见光相机或红外相机，用来获取用户测试过程中瞳孔的图像，并将瞳孔的直径大小、瞳孔直径的变化率等反馈参数传输至处理单元13，处理单元13根据瞳孔响应不同波长的光(即照明后瞳孔反应PIPR)的反馈数据判断人眼的哪些视锥细胞或视杆细胞出现异常，从而获取早期青光眼的诊断结果，以实现简便高效地筛查早期青光眼以及评估青光眼疾病进展。
比如，当瞳孔的直径大小或瞳孔直径的变化率等反馈参数响应于波长范围556nm～576nm的第一可控光源L1时，则说明视锥细胞L锥出现异常；当瞳孔的直径大小或瞳孔直径的变化率等反馈参数响应于波长范围533nm～553nm的第二可控光源L2时，则说明视锥细胞M锥出现异常；当瞳孔的直径大小或瞳孔直径的变化率等反馈参数响应于波长范围430nm～450nm的第三可控光源L3时，则说明视锥细胞S锥出现异常；当瞳孔的直径大小或瞳孔直径的变化率等反馈参数响应于波长范围497nm～517nm的第四可控光源L4时，则说明视杆细胞出现异常。其中可控光源12还可以被配置为可提供不同的光照强度。
参照图6-7，在本发明另一实施例中，四个可控光源L1、L2、L3、L4在竖直方向排成一列设置于PCB电路板40上，PCB电路板40可沿竖直方向上下移动且与反射元件14的焦点20相重合。本实施例与图3所示的实施例的区别在于，早期青光眼诊断装置10还包括位置调节机构16，所述位置调节机构16被配置为根据瞳孔的实时位置调节所述图像获取单元和/或可控光源的位置。当需要依次点亮可控光源L1、L2、L3、L4中的其中之一时，用户可通过操控位置调节机构16使所需点亮的可控光源L1、L2、L3、L4中的其中之一与反射元件14的焦点20位置相重合，用来依次检测用户在四个不同的可控光源照射下瞳孔直径大小或瞳孔直径变化率的大小等反馈参数，根据反馈参数的大小判断用户早期青光眼的病变位置和诊断结果。所述位置调节机构16包括但不限于振镜系统或多轴云台系统或微电机系统。
举例来说，如用户需要选择点亮可控光源L2，则通过位置调节机构16上下调节PCB电路板在竖直方向的位置，使L2所在的位置与反射元件14的焦点20相重合，使得具有特定波长的可控光源L2的出射光经反射元件14的反射平行进入测试用户的至少一个眼睛上，从而获得更精准的用户瞳孔响应于具有特定波长的可控光源L2的反馈参数。
参照图8，为了满足用户眼睛不同的测试需求，本发明的还包括早期青光眼诊断装置10设置于人眼与可控光源12之间的用于获取参考诊断指标的遮挡单元17，遮挡单元17包括但不限于遮挡四分之-象限视野、遮挡二分之一象限视野或者遮挡眼睛中心凹的部分或遮挡中心凹的外周部分。例如，所述参考诊断指标包括遮挡眼睛中心凹外圆周的中央视野参数、遮挡二分之一圆周的半视野参数、遮挡四分之一象限的象限视野参数、遮挡眼睛中心凹部分的环形光刺激参数。
参照图9，遮挡单元17包括可绕轴心转动的基座18及设置于基座18上的多个遮挡片19。在早期青光眼诊断装置10的单眼光路方向上，还设置有可调节基座18与人眼之间距离的电机。当用户测试时，可通过操作电机使得基座18绕轴心线自动旋转以选择所需的一遮挡片19位于人眼与可控光源12之间，以获取更加适用于该测试用户眼睛的反馈参数，操作简便且能够为医生对早期青光眼的诊断提供了可靠的数据。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：包括图像获取单元、至少一个可控光源、处理单元，所述可控光源被配置为将不同波长的光引导到至少一只眼睛上，所述图像获取单元被配置为获取瞳孔基于不同波长的光的反馈参数，所述处理单元被配置为接收和分析所述反馈参数信号以获取早期青光眼的诊断结果。
2.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源的波长根据视锥细胞和视杆细胞的最大响应幅度范围设定。
3.根据权利要求2所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞L锥的波长范围556nm～576nm。
4.根据权利要求2所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞M锥的波长范围533nm～553nm。
5.根据权利要求2所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源的波长范围为响应于视锥细胞S锥的波长范围430nm～450nm。
6.根据权利要求2所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源的波长范围为响应于视杆细胞的波长范围497nm～517nm。
7.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源可被配置为短脉冲激励光源或长脉冲激励光源。
8.根据权利要求7所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述短脉冲激励光源工作时长小于1秒。
9.根据权利要求7所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述长脉冲激励光源工作时长大于6秒。
10.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述反馈参数是瞳孔直径或瞳孔直径的变化率或二者的结合。
11.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述装置还包括至少一个遮光部件，所述遮光部件被配置为在使用前给眼睛提供暗环境。
12.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述图像获取单元包括至少一个可见光相机或红外相机。
13.根据权利要求2所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述可控光源被配置为提供不同光照强度。
14.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：还包括设置于人眼与可控光源之间的用于获取参考诊断指标的遮挡单元。
15.根据权利要求14所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述参考诊断指标包括中央视野参数、半视野参数、象限视野参数、环形光刺激参数。
16.根据权利要求1所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：还包括位置调节机构，所述位置调节机构被配置为根据瞳孔的实时位置调节所述图像获取单元和/或可控光源的位置。
17.根据权利要求16所述的一种早期青光眼诊断装置，其特征在于：所述位置调节机构包括振镜系统或多轴云台系统。
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CN115281603A (zh) * 2022-10-08 2022-11-04 北京大学第三医院（北京大学第三临床医学院） 一种不同时期青光眼视功能障碍的智能验证方法
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