[发明专利]基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法及装置

权利要求书

1.一种基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法，使用以下玻璃体力学特性测量装置，包括：

眼动装置(1)；

眼球包埋支架，包括包埋顶盖(1010)、包埋端盖(1009)和包埋托槽(1008)，所述包埋顶盖(1010)、包埋端盖(1009)和包埋托槽(1008)均由光敏树脂通过3D打印制造，所述包埋托槽(1008)的中心呈凹状，所述包埋托槽(1008)与实验转台(1001)通过螺栓连接，所述包埋端盖(1009)与包埋托槽(1008)通过螺栓连接，所述包埋端盖(1009)和包埋托槽(1008)之间设置有密封纸垫，所述包埋端盖(1009)的上方开设有小孔；

高速摄像系统(2)，设置在所述眼动装置(1)的正上方，所述高速摄像系统(2)由微距镜头与高速摄像机组成，对玻璃体表面散斑进行拍摄；

PC控制端(3)，设置在所述眼动装置(1)的旁侧，由笔记本电脑与电机控制器组成，所述PC控制端(3)用于控制眼动装置(1)的转速及角频率，并传输相关数据，通过软件对所述高速摄像机的玻璃体表面散斑的运动规律进行采集整理并传回至PC控制端(3)，计算获得不同玻璃体区域的局部液化现象；

其特征在于，测量方法包括如下步骤：

S1：将去除周围组织及多余神经的眼球组织放入包埋托槽(1008)的中心凹处，通过螺栓连接将包埋端盖(1009)及包埋托槽(1008)进行紧固，并在缝隙处添加特制的密封纸垫实现结构密封，配置3％琼脂糖溶液作为脂肪组织模拟液，使用注射器沿端盖顶孔填充琼脂糖溶液至溶液刚刚溢出，使用包埋顶盖(1010)完全密封眼球包埋支架并放入4℃环境中1小时，至琼脂糖完全凝固后取出，使用刀片沿密封纸垫水平切割，移除包埋端盖(1009)后保留包埋托槽(1008)，作为组织测试件，采用与玻璃体色差明显的水性喷漆均匀喷洒至玻璃体表面进行散斑制作；

S2：将眼动装置(1)水平放置于实验转台(1001)并连接伺服电机(1007)、电机控制器、PC控制端(3)和高速摄像系统(2)，通过控制伺服电机(1007)以正弦函数运动规律进行周期往复运动模拟真实眼球运动规律，将含有100mm微距镜头的高速摄像系统(2)水平安装至包埋托槽(1008)正上方，微距镜头距离包埋托槽(1008)表面距离约为11mm，对微距镜头进行调焦与补光，保证拍摄视野清晰、明亮；

S3：通过螺栓将包埋托槽(1008)紧固在端盖(1002)处，调整不同的转速与角频率参数模拟不同扫视运动，通过PC控制端(3)设置5°、10°及15°三个转动幅度，并计算对应转动速率与角频率分别如下：转动速率为1290rad/min时，角频率为16Hz；转动速率为1011rad/min时，角频率为19Hz；角频率为667rad/min时，角频率为25Hz，将高速摄像系统(2)拍摄到的散斑运动分为固体区域的参考点位与玻璃体区域的实验点位，根据实验参考点和计算公式以计算旋转中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法，其特征在于：所述眼动装置(1)包括实验转台(1001)、端盖(1002)、轴承(1003)、箱体(1005)、连接法兰盘a(1004)、连接法兰盘b(1006)和伺服电机(1007)，所述实验转台(1001)设置在箱体(1005)的顶端，所述端盖(1002)设置在实验转台(1001)的下方，所述轴承(1003)安装在实验转台(1001)与箱体(1005)之间，并通过端盖(1002)进行固定，所述伺服电机(1007)与箱体(1005)通过连接法兰盘b(1006)连接并通过螺栓固定，所述伺服电机(1007)上端与实验转台(1001)底部通过连接法兰盘a(1004)连接并通过螺栓固定，所述轴承(1003)安装在实验转台(1001)与箱体(1005)之间，并通过端盖(1002)进行固定。

3.根据权利要求1所述的一种基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法，其特征在于：所述高速摄像系统(2)具有微距摄像功能，用于对玻璃体表面散斑进行拍摄，设置平行光源进行补光。

4.根据权利要求2所述的一种基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法，其特征在于：所述伺服电机(1007)与PC控制端(3)通过电机控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于眼球运动特征的玻璃体力学特性测量方法，其特征在于：所述计算公式如下：

R＝sqrt((X-x₁)²+(Y-y₁)²)＝sqrt((X-x₂)²+(Y-y₂)²)＝sqrt((X-x₃)²+(Y-y₃)²)

其中，圆心为(X,Y)、参考点A为(x1,y1)、参考点B为(x2,y2)、参考点C为(x3,y3)及半径为R，以其中实验点D为例，计算测试实验过程中，玻璃体表面散斑的运动规律，则有点D随时间变化的角速度规律，则角速度计算公式如下：

ω＝{sqrt((m₂-m₁)²+(n₂-n₁)²)}/{t×[sqrt((X-m₁)²+(Y-n₁)²)]}

其中，实验点D1为(m1,n1)，实验点D2为(m2,n2),两点间时刻为t，角速度为ω，计算不同实验点随时间变化情况，计算中央玻璃体、边缘玻璃体及其他区域内的玻璃体转动角速度变化情况，通过比较不同转动峰值条件与不同区域内实验点在旋转过程中表现出的角速度差异，获得不同玻璃体区域的局部液化情况。