一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置及应用制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种结合传感器和SS‑OCT技术测试眼压的装置，所述的装置包括传感器、光学相干断层扫描设备和线性平台；所述的传感器正对于测试眼球的上方安置，所述的测试眼球放置在线性平台上，所述的线性平台带动测试眼球前后移动，调节与传感器之间的距离；所述的光学相干断层扫描设备包括扫描透镜，测试时，调节待测眼球角膜至扫描透镜的焦距上。本发明专利技术所设计的装置不仅实现了无损的检测高眼内压，而且所使用的传感器具有很高的灵敏度，相比于传统方法能够检测出使角膜发生形变的微小力以及获得精确的角膜压平面积，相比于传统方法更加的精确。

A Device for Measuring Intraocular Pressure Based on Sensor and S S-OCT Technology and Its Application

The invention discloses a device for measuring intraocular pressure by combining sensors and S S OCT technology. The device includes sensors, optical coherence tomography scanner and linear platform. The sensor is placed above the test eyeball, and the test eyeball is placed on a linear platform. The linear platform drives the test eyeball forward and backward to move and adjust the relationship between the sensor and the sensor. The optical coherence tomography device comprises a scanning lens, which adjusts the cornea of the eye to be measured to the focal length of the scanning lens during testing. The device designed by the invention not only realizes nondestructive detection of high intraocular pressure, but also has high sensitivity of the sensor used. Compared with the traditional method, the device can detect the tiny force causing corneal deformation and obtain accurate corneal planar product, and is more accurate than the traditional method.

【技术实现步骤摘要】
一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置及应用
本专利技术属于医学图像检测领域，具体涉及一种结合传感器和OCT技术测试眼压的装置及应用。
技术介绍
高眼内压（IOP）已经被证明是导致青光眼的主要危险因素之一。在治疗高眼压和青光眼患者，尤其是接受眼科手术的患者时，获得准确的IOP很重要。目前，最可靠和被广泛接受的IOP测量方法是Goldmann提出的压平眼压测量法（GAT）。GAT的基本原理依赖于Imbert-Fick定律，其中，扁平角膜表面上的力等于角膜表面的真实IOP（IOPT）和压平区域的乘积。光学相干断层扫描（OCT）是20世纪90年代早期开发的一种实时、快速、高分辨率、非侵入性的新型生物医学成像技术。它被广泛应用于获得非侵入性实时组织病理学图像（例如视网膜成像），其空间分辨率为1-15μm，没有辐射损伤。OCT在许多基础研究和临床应用中发挥了重要作用。本专利技术中通过使用扫频OCT（SS-OCT）提出了一种新的双光束相位分辨多普勒OCT系统和一种获得精确图像信息的新方法。基于GAT的眼压测量方法需要灵敏地检测出使角膜发生形变的微小力以及获得精确的角膜压平面积，但是目前为止，还没有在眼压测量实验中同时解决这两种需求的方法的相关报道。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置及应用。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置，所述的装置包括传感器、光学相干断层扫描设备和线性平台；所述的传感器正对于测试眼球的上方安置，所述的测试眼球放置在线性平台上，所述的线性平台带动测试眼球前后移动，调节与传感器之间的距离；所述的光学相干断层扫描设备包括扫描透镜，测试时，调节待测眼球角膜至扫描透镜的焦距上。作为本专利技术的进一步改进，所述的传感器为电容式柔性力传感器，包括设于顶部和底部的电极层和位于中间的柔性腔室层，所述的柔性腔室层通过采用粘合在电极层的边缘的双面胶带围成的空间区域，在所述的柔性腔室层的中央滴入体积小于腔室体积的离子液滴，在外部载荷的作用下，液滴通过改变与电极层的接触面积改变传感器电容的大小。作为本专利技术的进一步改进，所述的传感器还与阻抗分析仪相连。应用本专利技术所搭建的装置测试眼压的方法，包括以下步骤：采用传感器测量角膜被压平时所需要的力F；在角膜被压平的同时采用SS-OCT设备测量压平面积S；计算IOP值，即F与S的比值。作为本专利技术的进一步改进，测量时，所述的传感器获得的初始数据为电容值，之后根据电容的变化值与作用于传感器的力之间的线性关系获得角膜被压平时所需要的力F。作为本专利技术的进一步改进，所获得的压平面积S为校准后的面积，通过校准曲线将实际所获得的接触面积A进行校准。作为本专利技术的进一步改进，所述的SS-OCT设备采集的是角膜和传感器之间的接触图像，所述的图像通过数据拟合的方法得到接触面积A。作为本专利技术的进一步改进，采集接触图像时，还包括在角膜表面放置一层不透明硅胶膜层。本专利技术的有益效果：本专利技术利用基于液滴的柔性力传感器得到施加在角膜上的力，通过SS-OCT得到角膜被传感器压平时传感器与角膜之间的接触面积，不仅实现了无损的检测高眼内压，而且所使用的传感器具有很高的灵敏度，相比于传统方法能够检测出使角膜发生形变的微小力以及获得精确的角膜压平面积，相比于传统方法更加的精确。附图说明图1为本专利技术所搭建的传感器一种实施例的结构示意图；图2为搭建的SS-OCT设备结构示意图；图3为本专利技术的眼压测试装置结构示意图；图4为所测得本专利技术中所使用的传感器的灵敏度；图5为专利技术的传感器中移动距离与电容变化之间的关系图；图6为SS-OCT设备所获得的传感器压平角膜时的二维横向扫描图像（B-scans）；图7（a）为修正前移动距离与接触面积之间的关系图，图7（b）为修正后移动距离与压平面积之间的关系图；图8为实际检测到的眼内压IOP与真实眼内压IOPT之间的关系图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。（1）传感器制造本专利技术中的传感器由三层组成：位于顶部和底部的电极层和位于中间的柔性腔室层，所述的电极层由透明基底和透明电极涂层组成，所述的柔性腔室层通过设置在导电层边缘的双面胶带与上下两层电极层做成。本专利技术中所使用的透明基底和透明电极涂层的厚度分别为125μm和100nm，电极层具有高光学透明度（在可见光波长下透射系数为80.9％）和高导电率（50Ω-1）。所使用的双面胶带（3M468MP）的厚度为125μm。如图1所示的该传感器的制造流程图。在第一步中，我们使用图形设计软件（CorelDRAWX6）和激光蚀刻仪（VLS2.30）设计和蚀刻电极层和双面胶带，双面胶带设计为未闭合的环形，以提供传感腔室的通风。双面胶带先对准并黏贴到底部电极以形成传感腔室。之后将体积为0.1μL的离子液滴通过微量移液管滴于柔性腔室层的中心。然后将顶部电极对准并黏贴到双面胶带上。最后，将导线连接到相应的电极上。其中在柔性腔室层中所滴加的离子液滴的体积远远的小于腔室的体积，当传感器受到力的作用时，液滴发生几何变形，在传感腔室中固液之间的接触面积会变大，从而改变了传感器的电容。因此可以通过传感器所检测的电容推算出作用于传感器力的大小。（2）搭建SS-OCT设备如图2所示本专利技术中所搭建的SS-OCT设备主要由扫频光源（SSOCT-1050，AxsunTechnologies），参考臂和样品臂，以及由双平衡检测器（PDB471C，ThorlabsInc.）和模数转换器（ATS9351，Alazartech）组成的数据采集系统。本专利技术中测试时，所使用的光源的中心波长为1060nm，带宽为110nm，以100kHz的采样频率实时获得图像。数据采集系统建立在LabVIEW平台（NationalInstruments,TX,USA）上，用于捕获图像数据。最后，用MATLAB来处理图像数据以获得接触面积（A）。所述的参考臂和样品臂包括多个透镜、准直器和改变光线传播方向的平面镜组成，其中样品臂中的透镜包含用于观察角膜的扫描透镜。测试时将眼球放置在扫描透镜下，使得角膜处于样品臂中的透镜的焦距位置，观察OCT图像显示界面，细调猪眼的位置使得呈现清晰完整的角膜图像。（3）眼压测试装置整个测量系统（图2）分为五个部分：测试眼球，SS-OCT设备，传感器，线性平台（LMS，LTS300/M，ThorlabsInc.）和测力计（M5-05，Mark-10）。其中，所述的测力计与传感器相连，用于验证传感器所获得的数据的可靠性。所述的传感器正对于测试眼球的上方安置，所述的测试眼球放置在线性平台上并使用吸环进行固定，所述的线性平台带动测试眼球前后移动，调节与传感器之间的距离。测试时使用带针头的注射器将生理盐水注入眼球，利用三通连接注射器、压强计和注射泵来监测猪眼内部的IOPT。为了使光聚焦在传感器-角膜接触界面上而无需额外调整，本专利技术采用的是固定传感器同时通过LMS控制测试眼球的方式调整位置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种结合传感器和SS‑OCT技术测试眼压的装置，其特征在于：所述的装置包括传感器、光学相干断层扫描设备和线性平台；所述的传感器正对于测试眼球的上方安置，所述的测试眼球放置在线性平台上，所述的线性平台带动测试眼球前后移动，调节与传感器之间的距离；所述的光学相干断层扫描设备包括扫描透镜，测试时，调节待测眼球角膜至扫描透镜的焦距上。

【技术特征摘要】
1.一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置，其特征在于：所述的装置包括传感器、光学相干断层扫描设备和线性平台；所述的传感器正对于测试眼球的上方安置，所述的测试眼球放置在线性平台上，所述的线性平台带动测试眼球前后移动，调节与传感器之间的距离；所述的光学相干断层扫描设备包括扫描透镜，测试时，调节待测眼球角膜至扫描透镜的焦距上。2.根据权利要求1所述的一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置，其特征在于：所述的传感器为电容式柔性力传感器，包括设于顶部和底部的电极层和位于中间的柔性腔室层，所述的柔性腔室层通过采用粘合在电极层的边缘的双面胶带围成的空间区域，在所述的柔性腔室层的中央滴入体积小于腔室体积的离子液滴，在外部载荷的作用下，液滴通过改变与电极层的接触面积改变传感器电容的大小。3.根据权利要求2所述的一种结合传感器和SS-OCT技术测试眼压的装置，其特征在于：所述的传...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈新建，姚婷，陈兆根，聂宝清，莫建华，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32