[發(fā)明專利]基于眼球運動特征的玻璃體力學特性測量方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110732151.6
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113588636B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發(fā)明（設計）人: 劉笑宇;陳鐸;霍洪強;喬嘯峰;吳智鑫;樊瑜波
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N21/01;G01N1/36
• 代理公司: 北京惠森至誠知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11992
• 代理人: 王園園;王峰

本發(fā)明涉及玻璃體測量技術領域，具體是一種基于眼球運動特征的玻璃體力學特性測量方法及裝置，包括眼動裝置、眼球包埋支架、顯示屏、高速攝像系統(tǒng)和PC控制端，所述眼動裝置設置在顯示屏的一側(cè)，所述PC控制端設置在顯示屏的另一側(cè)，所述高速攝像系統(tǒng)設置在眼動裝置的上方。本發(fā)明可以實現(xiàn)玻璃體局部液化的動態(tài)測量，更好地分析眼動下玻璃體液化情況。本裝置通過控制伺服電機轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)眼在瀏覽、掃視兩種不同條件下不同轉(zhuǎn)速及幅度的離體實驗模擬和測量。本測量方法通過小面積內(nèi)多散斑點的運動學參數(shù)測量實現(xiàn)玻璃體液化在眼球運動條件下的測量。

技術領域

本發(fā)明涉及玻璃體測量技術領域，具體是一種基于眼球運動特征的玻璃體力學特性測量的方法及裝置。

背景技術

玻璃體是由99％的水與1％的透明質(zhì)酸、膠原纖維構成的透明狀凝膠。其占眼球80％的體積，具有屈光、支撐及固定內(nèi)部結(jié)構、傳遞眼球中機械應力的重要作用。隨年齡增長、化學、物理因素的影響會引發(fā)玻璃體局部液化現(xiàn)象。玻璃體局部液化作為一種嚴重的生理性不可逆損傷，長此以往將發(fā)展成玻璃體后脫離，這也是視網(wǎng)膜脫離的誘因之一。玻璃體后脫離導致玻璃體分子結(jié)構變化與粘彈性減弱，增加青光眼、視網(wǎng)膜脫離、玻璃體出血和脈絡膜脫離的風險。在生物力學領域，玻璃體是一種粘彈性的透明凝膠。玻璃體液化過程中，膠原蛋白支架塌陷與透明質(zhì)酸的降解破壞了玻璃體結(jié)構完整性，導致玻璃體的儲能模量與損耗模量的降低。測量玻璃體局部液化并探索玻璃體不同環(huán)境下生物力學特性及變化規(guī)律，對玻璃體出血、視網(wǎng)膜黃斑變性等疾病的發(fā)生發(fā)展機理的揭示具有重要意義，還能夠?qū)笃谥委煼椒ǖ倪x擇和優(yōu)化提供一定的理論基礎。

目前進行玻璃體測量的方法主要有玻璃體壓縮、散射模式下的松弛測量及核磁共振、空氣流變學測量玻璃體液化的方法，通過實驗進行玻璃體局部液化測量通常為松弛實驗及原子力顯微鏡實驗，也有學者指出玻璃體離體后的力學屬性會在數(shù)分鐘急劇變化，故有實驗通過空氣流變學，將針管穿入玻璃體內(nèi)部，通過眼內(nèi)壓變化的不均勻性分析玻璃體的液化規(guī)律。

現(xiàn)有技術中，存在問題如下：

(1)以上方法需將玻璃體組織取出才能進行，這種方式大面積破壞玻璃體內(nèi)部網(wǎng)狀結(jié)構，加速透明質(zhì)酸降解，影響結(jié)果準確性。

(2)玻璃體液化的形成除外部施加靜態(tài)力及沖擊力的原因外，也有可能是由持續(xù)轉(zhuǎn)動造成的，如頭動、眼動現(xiàn)象，這種動態(tài)形式能夠?qū)е虏Ａw視網(wǎng)膜粘連處受到牽引力影響，從而對玻璃體造成影響，傳統(tǒng)測試方法均為靜態(tài)實驗，無法給出動態(tài)條件下的玻璃體力學變化情況，具有相當大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于眼球運動特征的玻璃體力學特性測量的方法及裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

本發(fā)明的技術方案是：一種基于眼球運動特征的玻璃體力學特性測量裝置，包括眼動裝置、眼球包埋支架、顯示屏、高速攝像系統(tǒng)和PC控制端，所述眼動裝置設置在顯示屏的一側(cè)，所述PC控制端設置在顯示屏的另一側(cè)，所述高速攝像系統(tǒng)設置在眼動裝置的上方，所述眼動裝置內(nèi)設置有實驗轉(zhuǎn)臺、端蓋、軸承、箱體、連接法蘭盤a、連接法蘭盤b和伺服電機，所述實驗轉(zhuǎn)臺設置在箱體的頂端，所述端蓋設置在實驗轉(zhuǎn)臺的下方，所述軸承安裝在實驗轉(zhuǎn)臺與箱體之間，并通過端蓋進行固定，所述伺服電機與箱體通過連接法蘭盤b連接并通過螺栓固定，所述伺服電機上端與實驗轉(zhuǎn)臺底部通過連接法蘭盤a連接并通過螺栓固定。

優(yōu)選的，所述眼球包埋支架包括包埋頂蓋、包埋端蓋和包埋托槽，所述包埋頂蓋、包埋端蓋和包埋托槽均由光敏樹脂通過3D打印制造，所述包埋托槽的中心呈凹狀，所述包埋托槽與實驗轉(zhuǎn)臺通過螺栓連接，所述包埋端蓋與包埋托槽通過螺栓連接，所述包埋端蓋和包埋托槽之間設置有密封紙墊，所述包埋端蓋的上方開設有小孔。

優(yōu)選的，所述高速攝像系統(tǒng)具有微距攝像功能，用于對玻璃體表面散斑進行拍攝，設置平行光源進行補光。

優(yōu)選的，所述伺服電機與PC控制端通過電機控制器連接。