東北大學(xué)（秦皇島）

全禹臣，陳思佳，陳悅江，張雨珂

1 作品介紹

角膜地形圖是研究角膜前表面形態(tài)的定量分析手段。角膜地形圖可用于診斷角膜散光及定量分析角膜性狀，還可用于角膜屈光手術(shù)的術(shù)前檢查、術(shù)后療效評價及角膜移植手術(shù)。

目前最常用的角膜地形圖儀主要由Placido盤投射系統(tǒng)、實(shí)時圖像檢測系統(tǒng)和計算機(jī)圖像處理系統(tǒng)組成，最終以數(shù)據(jù)或圖像的形式呈現(xiàn)。角膜地形圖儀具有測量范圍廣、精確度高等優(yōu)點(diǎn)。但其測量過程繁瑣，使用不便，尤其對于不能保持固定姿勢配合測量的嬰幼兒而言，獲得準(zhǔn)確的角膜地形圖十分困難。

針對以上問題，我們提出了一種基于雙目視覺的方法測量角膜地形圖，并根據(jù)其特性，設(shè)計了手持式角膜地形圖儀，用以有效解決原有裝置無法精確獲取嬰幼兒角膜地形圖的問題。

2 工作原理

該角膜地形圖儀通過特殊的投影光源，將光斑投射在眼球上，此刻雙目相機(jī)同時拍攝眼球圖像。左、右相機(jī)拍攝的眼球圖像將傳輸至控制單元，通過算法復(fù)原出每個點(diǎn)的空間坐標(biāo)。將空間坐標(biāo)做進(jìn)一步處理得到角膜地形圖，在屏幕上顯示。通過無線傳輸，還可以將手持端生成的結(jié)果上傳至服務(wù)器。接線原理如圖1所示，工作流程如圖2所示。

圖1 接線原理

圖2 工作流程

3 創(chuàng)新點(diǎn)

（1）操作簡單，對檢測人員并無較高要求，檢測人員僅需將手持端對向待檢測人員的眼睛且保持在一定距離范圍內(nèi)即可，采樣獲得角膜地形圖。

（2）采集時間極短，更方便對嬰幼兒的角膜進(jìn)行檢測。

（3）本產(chǎn)品硬件成本極低。

（4）Placido盤等檢測方法容易受眼框高度及眼球內(nèi)陷等情況影響，而本產(chǎn)品沒有此類限制。

4 發(fā)展前景

適用于嬰幼兒的手持式角膜地形成像儀突破了現(xiàn)有角膜地形圖儀在測量過程中存在的瓶頸，研發(fā)生產(chǎn)出測量更便捷、檢測更精確、成像更快速的手持式角膜地形成像儀。隨著電腦端AI智能眼部疾病識別系統(tǒng)的完善，眼角膜地形圖將根據(jù)不同病人的角膜特征表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)。

產(chǎn)品發(fā)展后期，將推出一系列相關(guān)手機(jī)APP和共享角膜地形成像儀配套小程序。

建立完善的角膜地形圖獲取軟件，包含角膜地形圖檢測系統(tǒng)、角膜地形圖分析系統(tǒng)、病理分析生成系統(tǒng)及工作交流系統(tǒng)。

5 應(yīng)用前景

隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，角膜形態(tài)測量已成為眼視光學(xué)研究和臨床應(yīng)用的重要組成部分，但對于普通角膜地形圖儀難以測量的群體，眼部健康的診治問題難以解決。

本產(chǎn)品可用于對普通角膜地形圖儀無法診斷的嬰幼兒等群體進(jìn)行篩查診斷，且其核心成像技術(shù)也可遷移到其他領(lǐng)域，如其他病灶表面形態(tài)的測量等。