[發明專利]人眼視覺電生理模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201410259010.7
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN103989474A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 定翔;張吉焱;劉文麗;李姣;陳燕;孫劼
• 申請（專利權）人: 中國計量科學研究院
• 主分類號: A61B5/0496
• 分類號: A61B5/0496
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 左明坤

1.一種人眼視覺電生理模擬裝置，其特征在于：包括光電轉換模塊、積分測量模塊、脈沖整形模塊、計時模塊、定時模塊、信號發生模塊、運算控制模塊、輸入界面模塊和顯示界面模塊，其中：外界光信號輸入至所述光電轉換模塊，所述光電轉換模塊、脈沖整形模塊、計時模塊、定時模塊、信號發生模塊依次相連，所述光電轉換模塊經所述積分測量模塊與所述運算控制模塊相連，所述運算控制模塊與所述計時模塊、定時模塊、信號發生模塊、顯示界面模塊和輸入界面模塊分別相連；所述光電轉換模塊將光刺激信號轉化為電信號，輸出至所述脈沖整形模塊和積分測量模塊，所述脈沖整形模塊輸出與光刺激信號對應的方波信號，所述方波信號觸發所述計時模塊和定時模塊，所述計時模塊判斷光刺激類型并控制所述定時模塊從相應的時間點開始計時，所述積分測量模塊在所述脈沖測量模塊的同步控制下測量光刺激信號的亮度與時間的積分值，所述運算控制模塊接收所述輸入界面模塊輸入的參數設定，運算積分測量結果，并經所述信號發生模塊輸出電信號，同時，輸出狀態參數和測量結果至所述顯示界面模塊。

2.根據權利要求1所述的人眼視覺電生理模擬裝置，其特征在于：其中所述運算控制模塊采用型號為STC89C51的單片機芯片(U1)和型號為SG-8002的可編程晶振芯片構成；積分測量模塊采用型號為OPA642的運算放大器芯片、型號為ADS804的12位模數轉換芯片、型號為TL431的參考電壓芯片和型號為STC89C51的單片機芯片(U3)構成；脈沖整形模塊由兩個型號為OP07AJ的運算放大器芯片構成的比例放大電路以及型號為74LS312的與非門芯片(U12)構成；計時模塊采用型號為74LS90的計數器芯片、型號為82C54的計數器芯片(U7)、型號為74LS121的兩個單穩態觸發器芯片(U15和U17)、型號為的74V1T32或門芯片、型號為74LS132的與非門芯片(U10)、型號為LN74SZ08的與門芯片構成；定時模塊采用型號為82C54的計數器芯片(U14)構成；其中：運算控制模塊中的單片機芯片(U1)的數據位引腳和控制位引腳以總線方式分別與積分測量模塊的單片機芯片(U3)、計時模塊和定時模塊中的計數器芯片、信號發生模塊、輸入界面模塊和顯示界面模塊相連接；光電探測模塊的輸出引腳分別經電阻與脈沖整形模塊中的運算放大器芯片的同相輸入端和積分測量模塊中的運算放大器芯片的同相輸入端相連接；積分測量模塊中的單片機(U3)的TXD和RXD引腳與運算控制模塊中的單片機(U1)的RXD和TXD引腳對應連接；脈沖整形模塊中的與非門芯片的2Y引腳與積分測量模塊中的單片機芯片(U3)的P2.1引腳連接，與計時模塊中的一個單穩態觸發器芯片(U15)的B引腳和另一個單穩態觸發器芯片的計數器芯片(U7)的計數器0和GATE0引腳、與非門芯片(U10)的4A和4B引腳對應連接；計時模塊中的或門芯片的1Y引腳與定時模塊中的計數器芯片(U14)的GATE0引腳連接，單穩態觸發器芯片(U15)的A1和A2引腳與單片機芯片(U1)的P2.0引腳連接；定時模塊中的芯片(U14)的OUT0引腳與信號發生模塊連接。

3.一種采用權利要求1或2所述的人眼視覺電生理模擬裝置的模擬方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟1，將光刺激信號轉化為幅值與光刺激信號的亮度成正比的電信號，并對該電信號進行積分測量；

步驟2，識別光刺激信號的類型，將積分測量信號轉換為方波信號，通過計時測量方波的寬度，以其時間特性差異來識別閃光刺激信號和圖形刺激信號，如果是閃光刺激信號，執行下一步；如果是圖形刺激信號，執行步驟4；

步驟3，如果發光對應方波的高電平，兩次發光之間的間歇對應方波的低電平，那么，高電平期間積分測量結果作為閃光脈沖的強度，而低電平期間積分測量結果作為背景亮度對時間的積分值，計時測量結果的高電平時間作為閃光刺激的時程，高電平時間與低電平時間之和作為閃光刺激的周期，取倒數作為閃光刺激的頻率，背景亮度對時間的積分值除以時間間隔作為背景亮度值，執行步驟5；

步驟4，以方波信號的邊沿進行分段積分測量，方波處于高電平對應圖形刺激的亮格狀態，方波處于低電平對應圖形刺激的暗格狀態，分別進行積分測量得到方波處于高電平和低電平時的圖形亮度對時間的積分值，計時測量得到高電平持續的時間值和低電平持續的時間值，并將兩積分值分別除以所對應的時間，并分別作為圖形亮格和暗格的亮度，將高電平持續的時間值和低電平持續的時間值相加作為圖形翻轉周期，取其倒數作為圖形翻轉頻率，執行下一步；

步驟5，輸入界面輸入設定參數，積分測量和計時測量及其運算結果輸出至顯示界面。