动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统技术方案

一种动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统，实现患者主观视力波动

【技术实现步骤摘要】
动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统


[0001]本专利技术涉及视功能检测
，具体涉及一种动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统
。

技术介绍

[0002]干眼是一种影响泪膜和眼表的多因素疾病，不同人群的患病率波动在
5%
至
50%
之间，在全球对数亿人的生活造成影响
。
干眼在全世界范围内的高发往往伴随着显著的社会学及经济学影响，这其中包括与药物治疗以及就诊相关的直接经济支出的增加，因干眼症状引发工作效率以及社会生产力的降低而导致的间接社会工作成本的增高，以及不适症状对患者身心健康以及生活质量所产生的负面影响
。
因此，干眼是一个亟需重视的公共卫生问题，其诊断与治疗需及时
、
精准
。
干眼不仅以异物感
、
干燥和烧灼感等眼部不适为特征，其眼部症状还包含视觉相关的视力波动或视力下降
。
干眼可通过多种机制导致视觉干扰：首先，泪膜不稳定会导致瞬目间期高阶像差（
Higher
‑
order Aberrations, HOA
）的持续增高，进而降低视网膜的成像质量，引起视觉症状；其次，干眼患者的角膜常伴有点状角膜炎，与泪膜破裂相关的角膜散射增加可引起眩光症状，而点状角膜炎引起中央光学区的上皮缺损与视物模糊相关
。
然而，干眼患者与泪膜光学质量相关的视觉干扰通常难以通过常规视力检测方法检出
。
干眼患者常抱怨短暂性视物模糊或视力波动等视觉相关症状，在使用常规视力表进行视力检测时患者可以通过增加瞬目及延长测试时间弥补暂时性的视力波动，获得近乎正常的视力检查结果，从而使得其视觉功能下降的程度及视觉干扰症状被低估
。
因此，针对干眼患者的视觉功能评价，需要完善相关检测手段用以量化评估干眼对视觉功能的真实影响，以精准指导疾病的诊断
、
分级及治疗效果评价
。
[0003]临床上有多种方法可以用于评估干眼相关视力波动或泪膜光学质量的动态变化，如功能性视力的连续应答
、
波前像差的连续测量或双通道视网膜图像的连续采集等
。
波前像差测量可用于定量评估人眼的全眼像差，其短时间内的波动改变可反映人眼光学质量的动态变化
。
既往研究证明，波前像差的连续测量足够灵敏，可用于检测与泪膜破裂相关的泪膜光学质量的动态变化（如
HOA 的波动与增加），进而客观量化干眼患者的视觉功能改变
。
然而，单一波前像差连续测量仅能间接反应患者的视觉干扰，主观视力测量仍是干眼患者视力波动的直接证据
。
功能性视力（
Functional VisualAcuity, FVA
）是通过测量一定时间间隔内（
30 秒
~60 秒）受试者的视力连续应答来获得视力波动曲线，进而模拟评价受试者日常工作
、
生活状态下的视力情况
。
在干眼患者中，由于泪膜稳定性的下降，更易在短时间内因泪膜破裂而出现眼表不规则，随着注视时间的延长，出现
FVA 的波动下降
。
然而，现有
FVA 测量方法逻辑单一（正确应答
1 次或
2 次视标减小，错误或延迟应答视标增大），视标仅能逐级增减，因此在临床应用中存在一定的局限性
。
同时，现有的
FVA 测量方法无法监测瞬目特征从而不能进行瞬目相关研究
。
因瞬目可以促进泪膜在角膜表面的分布和形成，其在维持泪膜稳定性以及视觉清晰度方面起着至关重要的作用
。
既往研究发现，当视觉注意
力集中时，例如驾驶
、
阅读时人眼瞬目频率会降低，同时不完全瞬目的发生率升高，这些改变均与泪膜稳定性降低和干眼症状相关
。
然而，单纯对瞬目次数及瞬目时间点进行记录不足以分析人眼的瞬目规律，瞬目特征的量化分析有望进一步阐明瞬目对干眼视觉功能影响的内在机制
。
[0004]目前临床上尚缺乏单一有效
、
定量
、
客观评估干眼患者视觉干扰及视力波动的评估方法与设备，不同检查技术及测量方法的结合有望为干眼相关视觉功能的评估带来新思路
、
新方法
。
然而，即使是同一受试者，在不同的瞬目间期，其泪膜破裂的空间位置和区域仍可表现出显著的差异性，因此，不同仪器的分开测量往往会引入诸多影响因素（泪膜状态短时间内的波动
、
瞬目影响
、
瞳孔大小
、
环境照明和晶状体调节等），从而增加测量结果的复杂性和不确定性
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统，在临床中为干眼的诊断
、
分级及治疗效果评价提供精准指导，并为患者视觉相关干扰症状的评估提供新思路
、
新方法
。
[0006]本专利技术采用的技术解决方案是：动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统，包括以下模块：动态瞬时视力测量模块
:
包括图像显示单元，所述的图像显示单元上连接有数据处理单元，所述的数据处理模块上还连接有反馈模块；波前像差连续探测模块：通过光路设计搭建基于
Shack
‑
Hartmann 波前传感器的波前像差连续探测模块；瞬目特征分析模块：采用侧面高帧率摄像同步实时记录上
、
下眼睑运动；纳入正常受试者对瞬目特征分析模块进行验证，利用深度学习方法对瞬目录像单帧图像中眼睑运动进行识别分析，建立深度学习模型；三通道实时整合模块：实现动态瞬时视力测量
、
波前像差连续探测的光学共轴， 以
Python 编程软件为同一主程序接口，实现三通道的实时整合与同步
。
[0007]所述的数据处理单元包括：控制单元：控制图像显示单元上视标初始从人眼无法分辨的最小视标开始显示，记录此时视标尺寸对应的初始视力为
VA1，记录此时时间点为
t
s
，视标尺寸每次以
α
个
log 单位逐渐增大，每个尺寸的视标显示持续时间为
β
，第
m 个显示的视标尺寸对应的视力为
VAm
，
m≥2
，增大过程中视标方向不变，直至反馈单元得到按键信号结果与此时显示的视标方向相符，并将按键答对的时间点记录为
t
e
，反应应答时间
t
r
为正确应答时间点与视标初始显示时间点之间的间隔，即
t
r本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统，其特征在于，包括以下模块：动态瞬时视力测量模块
:
包括图像显示单元，所述的图像显示单元上连接有数据处理单元，所述的数据处理模块上还连接有反馈模块；波前像差连续探测模块：通过光路设计搭建基于
Shack
‑
Hartmann 波前传感器的波前像差连续探测模块；瞬目特征分析模块：采用侧面高帧率摄像同步实时记录上
、
下眼睑运动；纳入正常受试者对瞬目特征分析模块进行验证，利用深度学习方法对瞬目录像单帧图像中眼睑运动进行识别分析，建立深度学习模型；三通道实时整合模块：实现动态瞬时视力测量
、
波前像差连续探测的光学共轴， 以
Python 编程软件为同一主程序接口，实现三通道的实时整合与同步
。2.
根据权利要求1所述的动态瞬时视力测量及波前像差连续探测联合瞬目特征分析三通道实时整合系统，其特征在于，所述的数据处理单元包括：控制单元：控制图像显示单元上视标初始从人眼无法分辨的最小视标开始显示，记录此时视标尺寸对应的初始视力为
VA1，记录此时时间点为
t
s
，视标尺寸每次以
α
个
log 单位逐渐增大，每个尺寸的视标显示持续时间为
β
，第
m 个显示的视标尺寸对应的视力为
VAm
，
m≥2
，增大过程中视标方向不变，直至反馈单元得到按键信号结果与此时显示的视标方向相符，并将按键答对的时间点记录为
t
e
，反应应答时间
t
r 为正确应答时间点与视标初始显示时间点之间的间隔，即
t
r = t
e
ꢀ‑ꢀ
t
s
，
t
r 传送至数据处理单元进行记录，然后随机更换视标方向继续上述操作
n 次，连续测量过程中，可获得
n 个
t
r
，
n≥2
，测试总时长为
T
，到达总时长
T 时，测试停止，
T 可取值为
10 秒至
10 分钟；反馈单元：接收反馈模块传输的按键信号并传输至控制单元；运算单元：对视标尺寸对应的视力值进行计算，第
m
个显示的视标尺寸对应的视力为
VA
m
:VA
m =VA1+ (m
‑
1)*
α
；每次
t
r 时间点测量获得的动态瞬时视力值
VA
dy
：
VA
dy =VA1+ INT((t
r
‑
t
ave
)/
β
) *
α
；数据处理单元：数据处理单元存储的
n
个反应应答时间
t
r
，初始视力
VA1， n
个计算获得的动态瞬时视力值
VA
dy
，测试开始前由系统测量获得的平均反应时间
t
ave
；输出单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘安鹏，俞阿勇，胡睿麟，
申请(专利权)人：温州医科大学附属眼视光医院，
类型：发明
国别省市：