[发明专利]一种眼压测量方法以及眼压测量仪

说明书

技术领域

本发明主要用于实现眼压的精确测量并同时获取实时眼底图像，是一种基于FPGA的医疗设备，是以降低检测次数和费用，便于医生依据所测眼压值、观察图像实时显示的眼底变化和眼底视盘的改变诊断眼科疾病的仪器，属于医疗器械技术领域。

背景技术

医疗器械技术是一个多学科交叉、知识、资金密集型的高技术型。医疗器械是单独或者组合使用于人体的仪器、设备、器具、材料或者其他物品，包括所需要的软件，其用于人体体表及体内的作用不是用药理学、免疫学或者代谢的手段获得，但是可能有这些手段参与并起一定的辅助作用。

FPGA是现场可编程门阵列的缩写，是在PLD和CPLD基础上进化而来的一种半定制的专用集成电路，以FPGA为核心既解决定制电路的限制，又克服原先可编程器件的门电路数量有限的缺点。选择FPGA需考虑门密度、片上内存大小、最大时钟频率、工作电压、最大IO引脚数和封装形式等技术因素。

眼睛是人与动物的最重要视觉器官，人眼近似球体，眼球涵盖眼球壁、眼内腔和内容物、神经、血管等组织。眼内容物对眼球壁施加的平均压力为眼压。正常人的眼压稳定在11～12mmHg，随时间而波动。正常情况下，一日之间，眼压有2～6mmHg的波动，双眼之间可能有4mmHg以内的差异。但眼压变化过大对眼睛有害，眼压过高则压迫视神经，眼压过低导致眼球变形。致盲性眼疾如青光眼等具有隐匿性，早期诊断是治疗的关键。而眼压测量和眼底检查在青光眼等眼科检查中尤为重要。近年来，患有眼疾的人数不断上升。预计2020年，全世界将有近八千万的人患有青光眼，有效诊断极为重要。

由于青光眼的诊断复杂性，单一的眼科检测结构并不能确诊，而目前眼科检测仪器只能测量单一的参数。通常先利用眼压计测量眼压，再利用检眼镜或眼底照相机观察眼底视盘改变，需进行多次检测，增添了病人的痛苦和费用。

眼压计根据测量原理不同分为压平式、压陷式和非接触式三种。Goldmann眼压计是压平式眼压测量的代表，探头直径为3.06mm，探头内有两个基底相反的三棱镜，使与角膜接触处的圆形物象移位成两半圆，眼压值是两半圆刚好接触时，角膜压平面直径就是3.06mm所施加的压力值，是公认的眼压测量“金标准”。本发明依据Goldmann压平式的测量原理基础提出新的眼压测量系统。

青光眼的诊断复杂性，单一的眼科检测结构并不能确诊，而目前眼科检测仪器只能测量单一的参数。通常先利用眼压计测量眼压，再利用检眼镜或眼底照相机观察眼底视盘改变，需进行多次检测，增添了病人的痛苦和费用。

发明内容

技术问题：本发明的目的是基于FPGA和Nios II软核，提供一种压力迫使眼球形变，并对角膜受压图像和眼底图像动态变化记录的装置及方法，用于精确检测眼压值和实时眼底图像，清晰地展现图像。

技术方案：

一种眼压测量方法，步骤包括：

1)先用电磁力驱动控制测压探头压迫眼球，使角膜产生形变；再采集记录压迫眼球过程中动态变化的角膜压平图像；最后依据该角膜压平图像得到角膜压平面积；

2)电磁力和产生电磁力的励磁电流的大小成线性关系，用励磁电流表征压迫眼球的压力值，该压力值结合角膜压平面积得到眼压值；

所述步骤1)中，角膜压平面积的计算方法是从角膜压平图像正中间开始，从上、下、左和右四个方向依次扫描连通域并计数，得到该连通域的有效像素，即得到图像；再根据该图像和实物图像的比例，依据下述公式得到角膜压平面积；

(采集到的图像)∶(实物图像)＝(角膜压平面积)∶(行业标准中的实物压平面积)。

所述步骤1)中，角膜压平图像的求解方法是将采集到的原始图像f(x，y)进行二值化，得到所需二值化图像g(x，y)，方法是

取b₀＝0、b₁＝1，得到二值化图像，其中阈值T的求解方法包括迭代阈值法、最大熵阈值法或最大类间方差法。

所述步骤1)中，还采集压迫眼球过程中动态变化的眼底图像；采集压迫眼球过程中动态变化的角膜压平图像和眼底图像是采用图像传感器通过双光路采集得到。

对于所述图像传感器，由双光路采集角膜压平图像和眼底图像，图像大小分别是512像素*512像素和64像素*64像素。

所述迭代阈值法步骤包括：

先求出二值化图像的最大灰度值μ_MAX和最小灰度值μ_MIN，令初始阈值T₀＝(μ_MAX+μ_MIN)/2；