基于空气静压技术的非接触眼压测量方法与仪器的研究

本项目研究提出一种新的非接触眼压测量方法，基于空气静压技术以及气体射流技术来设计气浮式眼压测量模块，研究其特征参数设计和确定的方法。使气浮式眼压测量模块悬浮于外壳装置内处于力平衡状态，测量模块前部喷嘴恒定气流喷平眼角膜额定面积的压力和后喷嘴喷至压力传感器产生的作用力相平衡。为实现上述非接触眼压测量方法，研究非接触眼压测量的关键技术和仪器，包括：气浮式眼压测量模块、用于喷嘴与角膜距离测量的光电检测部件、角膜压平检测的光电检测部件；角膜对准图像监测装置；嵌入式系统信息处理装置；调节气浮式眼压测量模块到角膜距离的微调装置；控制调节气腔压力的供气装置；非接触眼压测量的实验研究。本项目提出基于力平衡原理和空气静压技术的非接触式眼压测量的理论与设计方法，研究具有自主知识产权的非接触式眼压测量技术和仪器，打破外国专利在该领域的技术垄断，为我国医疗仪器在该领域的发展提供技术支撑和保障，具有广阔的应用前景。

眼压测量能够有效诊断和预防由病理性高眼压引起的严重眼科疾病（如青光眼），非接触眼压测量能避免接触眼压测量方法的缺点，实现病人无痛苦测量，操作方便简单，针对目前国外对非接触眼压测量技术的垄断，以及国内现存技术的不足，研制了一种基于力平衡原理和空气静压技术的非接触式眼压测量系统。与传统测量方法不同，该眼压测量装置利用力平衡原理直接测出眼压，实现了眼内压的非接触测量。. 该项目主要研究非接触眼压测量的关键技术和仪器，包括：基于力平衡原理和空气静压技术的非接触式眼压测量装置的整体结构设计、控制系统的设计、相关性能测试及对比试验。. 非接触式眼压测量装置包括一种前后对称的眼压测量模块、外框式气浮垫框架、供气系统、调节系统。眼压测量模块包括喷嘴气路结构、角膜对准系统及角膜压平光电检测系统，外框式气浮垫采用小孔节流式静压止推气体轴承结构。角膜定位系统可以根据CCD获取的图像信息使角膜与喷嘴对准；角膜压平检测系统采用光电发射装置和光电接收装置判断角膜是否压平。调节系统用于操作眼压测量模块在X、Y、Z方向移动。. 对控制系统进行了详细的设计，控制系统以ARM9 S3C2440微处理器为核心，主要实现对CCD摄像头信号、压力传感器信号、角膜反射的光电信号进行采集和测量，实现中心气腔供气压力的调节，实现数据的存储、传输和人机交互等功能。.对关键技术的相关性能进行了测试，如喷嘴孔径、喷嘴到眼角膜距离、喷平眼角膜面积三者之间的关系、眼角膜压平检测、外框式气浮垫框架的压力分布及承载能力状况、CCD摄像头小孔成像、控制系统的协调情况等。. 利用研制的系统对人体眼压进行测量，测量结果表明眼压测量的重复性误差≤6.01%，与进口仪器相比眼压测量的绝对误差≤1.3mmHg，表明利用新原理、新结构设计的系统能够检测出人体的眼压值。整个系统虽需进一步改进，但打破外国专利在该领域的技术垄断，为我国医疗仪器在该领域的发展提供新的解决方法及途径，具有广阔的应用前景。