[發明專利]基于波前像差的視力檢測儀

無效

• 申請號: 200910220455.3
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101732029A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發明（設計）人: 全薇;寧日波;烏日娜;馮志勇
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: A61B3/103
• 分類號: A61B3/103
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 王東煜

技術領域

本發明屬于醫學診斷器械領域。

背景技術

眼睛是人類獲取外界信息的最重要的器官，人類在認知周圍世界時約95％的信息來源于視覺。視功能的檢測和視覺診斷從來就是涉及幾乎全體大眾健康的大事。視功能范圍包括形覺、立體視覺、光覺、視野和色覺等。而視覺系統最重要的功能是形覺，通常形覺功能以視力即視覺敏銳度或視銳度(visualacuity)作為臨床評價指標。目前，視力檢測大體分為主覺驗光和客觀驗光。主覺驗光通常采用視力表檢測，這種檢測方法要求受檢者的合作，并要防止受檢者背視力表，這種檢測方法檢測速度較慢，而且是主觀的，檢測結果依賴于被檢測者的認知和主述。進行職業性檢測時，有些被檢測者預先將視力表背下來，使得檢測結果不真實。對于年齡較小的兒童，不能配合檢測，檢測時會遇到一些困難，甚至無法檢測。客觀驗光儀雖然操作簡單、檢測速度快，但是所有驗光儀都要求受檢者注視測試標像，這樣會刺激調節而使得檢測結果近視過矯正或遠視欠矯正，雖然有些檢測儀采用測試試標“霧視化”或“雙視標”，來放松調節，但都不能完全消除調節。據統計30％的驗光結果誤差超過0.50D，10％的驗光結果誤差在0.75D到1.6D之間，對于調節較強的青少年，其誤差更大，臨床主要將其作為進行普查的儀器。

克服現有的主覺驗光和客觀驗光的缺點，客觀、快速、準確地進行視力檢測并給出矯正處方。

發明內容

為了克服現有的主覺驗光和客觀驗光的缺點，本發明提供了一種基于波前像差的無視標的視力檢測儀，該視力檢測儀能夠測定出眼睛的視銳度(視力)。該視力檢測儀是無視標的，不會刺激調節，測量結果準確；這種測量方法是不依賴于客體主訴的客觀測量；并且測量速度快，測量過程在1秒鐘之內即可完成。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

基于波前像差的視力檢測儀由基于哈特曼-夏克傳感器的眼睛光學系統波前像差測量裝置、計算機和輸出設備構成。

基于哈特曼-夏克傳感器的眼睛光學系統波前像差測量裝置采用激光二級管LD為光源，且將光源置于與光源色彩相同的背景中，這樣不會刺激被檢測者的調節。由顯微物鏡、針孔、準直透鏡構成的光束準直系統和由反射鏡、偏振分束器、擴束透鏡構成的光束聚焦系統將光源LD發出的光束準直并聚焦到視網膜上；小透鏡陣列和CCD構成哈特曼-夏克傳感器，小透鏡陣列將被視網膜反射出來的光束的波前分割成若干子波前，并將所有子波前形成陣列光斑圖像，小透鏡陣列的小透鏡中心間距小于0.3mm，小透鏡如此配置，以使其能對十階澤尼克(Zernike)像差提供分辨力；采用CCD為圖像接收裝置，接收陣列光斑圖像。

圖像接收裝置CCD與計算機相連，將接收的陣列光斑圖像輸入計算機，與計算機中預先存儲的標準圖像進行對比，并通過圖像處理和波前重建，得出被測眼的波前像差數據和包括離焦、像散在內的十級像差矯正處方。計算機利用所述被測眼的波前像差數據和視網膜空間像調制度(AIM)曲線，進一步計算，進而得到眼光學系統的視銳度。

計算機與輸出設備相連接，輸出眼光學系統的包括離焦、像散在內的十級像差矯正處方和視力檢測結果。

本發明的原理：

(1)首先從Hartmann-Shack波前傳感器人眼像差儀測量出的眼睛波前像差，計算人眼光學系統的光學調制傳遞函數(MTF)。

先由波前像差w(x，y)構造瞳函數P(x，y)：

P(x，y)＝p(x，y)exp[iw(x，y)]

其中，r：瞳孔半徑。

光學傳遞函數(OTF)是瞳函數P(x，y)的自相關：

OTF(x，y)＝∫P(x′，y′)P^*(x′-x，y′-y)dx′dy′

調制傳遞函數(MTF)為光學傳遞函數(OTF)的模：

MTF＝|OTF|

(2)計算人眼的最大空間分辨率。

1990年Smith等人提出了視網膜分辨力所要求的調制度曲線，即AIM曲線^[1]。人眼調制傳遞函數MTF和視網膜調制度AIM曲線的交點所對應的空間頻率f₀(cycle/deg)，即該交點所對應的橫坐標為人眼的最大空間分辨率。

(3)計算視銳度(視力)。

根據人眼的最大空間分辨率f₀，可以得到視功能參量視銳度。外界物體通過眼睛引起的大小感覺，決定于外物在視網膜上成像大小。根據幾何光學原理有：