[發明專利]一種眨眼頻率檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201710194786.9
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107049329B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 祁興華;杜依婷;石蕓;劉添添;吳君瑤;包一珺;朱明明
• 申請（專利權）人: 南京中醫藥大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61M11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 唐紅

本發明公開了一種眨眼檢測裝置及其檢測方法，包括戴于眼睛的框架、距離傳感器和環境光傳感器，所述環境光傳感器安裝于框架上靠近眼角一側，距離傳感器安裝于框架上且正對眼球位置，檢測方法包括數據采集，數據預處理以及分類模型匹配等。本發明檢測精準出錯率低，自動化程度較高，便于操作和使用。

技術領域

本發明屬于醫療器械領域，具體涉及一種眨眼頻率檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

據CNNIC《第39次中國互聯網絡發展狀況統計報告》，截至2016年12月底，我國網民規模達7.31億，手機網民達6.95億。流行病學調查表明，年齡在30～40歲人群中超過20％患有干眼癥。近年來，干眼癥發病率正逐步上升，這與中國日益增長的網民規模和使用電腦市場密切相關。

現有的針對干眼癥的治療或保健儀器設備多采用蒸汽熱敷、超聲霧化、濕房鏡、中藥加熱熏蒸，還有穴位按摩，這些技術存在體積大、攜帶不便、效果不好等問題。并且在治療使用過程中，用戶常常會眨眼，因此必須準確檢測用戶的眨眼時間以及眨眼頻率，而現有檢測方法存在以下缺陷：

(1)不夠精確，距離測量單位為厘米。

(2)只能處理單一情況，對于未知錯誤處理能力較單一。

(3)距離傳感器重量太大，置于鏡框前方會有不便，

(4)紅外接近測距和肌電分析成本較高。

(5)整個Arduino表達邏輯的代碼還不夠嚴謹。

發明內容

技術目的：為解決現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種眨眼檢測裝置及其檢測方法，本發明整體的檢測過程嚴謹，分類模型更完善，距離傳感器檢測距離更精確。

技術手段：為實現上述技術目的，本發明提供一種眨眼檢測裝置，包括戴于眼睛的框架、距離傳感器和環境光傳感器，所述環境光傳感器安裝于框架上靠近眼角一側，距離傳感器安裝于框架上且正對眼球位置。

本發明還公開了一種眨眼檢測裝置的檢測方法，用戶帶上檢測裝置，打開總電源，在用戶睜眼時使用距離傳感器采集眼距數據，然后計算平均睜眼距離X，完成數據初始化測量；再次使用距離傳感器采集數據，進行數據處理，得出平均值X’，進行svm分類模型匹配，判定用戶是否眨眼，最后進入下一循環重新采集數據，具體包括以下步驟：

(1)操作開始：用戶佩戴檢測裝置，打開電源，由環境光傳感器判斷檢測用戶是否佩戴完成而決定是否開始；

(2)初始化數據的采集，采用Arduino開發板作為主處理器，距離傳感器將測量的數據以二進制補碼的形式通過接口總線傳輸給主處理器，使用距離傳感器獲取用戶睜眼時的測量初始距離，該距離傳感器采集用戶睜眼的原始距離值；

(3)數據的預處理；對距離傳感器的數據進行誤差校正即去除淚液和角度的影響進行預處理，進而得到用戶睜眼的初始化距離的平均值X；

(4)特征提?。翰捎脺y量距離判斷來提取特征，由于測量距離與眼球動態有密切聯系，所以測量距離可以作為分類的特征；

(5)建立訓練樣本：輸入的數據為X₁、X₂、X₃......X₂₀₀，為1秒內進行的200次測量所計算出的平均距離值X’，采樣周期為60s；

(6)構建SVM分類預測模型；

①若X’≥X，則判斷用戶為睜眼狀態；

②若X’＜X，則判斷用戶為閉眼狀態，計用戶眨眼一次；

(7)將初始化后的測量值放入步驟(5)中的SVM分類模型，得知該患者當前眼球動態，并根據實時動態來測定用戶是否眨眼；