CN2132486Y - 微机控制的全视野球面立体分析仪 - Google Patents

Abstract

一种微机控制的医用全视野球面立体定量分析 仪，采用半球面刺激器，其内表面布有243个刺激点， 外表面装有印刷电路板，固定在可拆卸检查仓中。微 机用单片机。由于引入“视岛”概念，采用总灰度值测 量中心30°视岛缺损总体积；30°-90°周边视野 则用立体角进行定量分析，其操作简便，重量轻，体积 小，成本低。

Description

本实用新型涉及一种医学用的由微机控制的检查视野的球面立体定量分析仪。

视野是指眼睛用“余光”发现目标的那部分空间范围，视野检查就是检查视野中不同部位的视功能。然而测定和记录一个人的视野是相当困难的，因为人眼的余光是一种非常复杂的信息，而且检查的条件和方法对结果的影响很大，长期以来是用手工方法检查视野，但是手工检查视野的精度很低。只是到了70年代研制出微机视野计，才使视野检查走向标准化、自动化和智能化。

目前，国际上较流行的发光二极管式中心视野分析仪，就是一种由微机控制的自动化视野计。其特点是将光源固定在视野计上，平面视野屏上的光点大小和颜色固定不变，每个发光二极管的亮、灭和发光强度，皆由微机按预定程序进行控制，它可较好地完成视野的自动检查、记录和结果打印。其典型代表是Field－Master    Digilab视野计。但这种视野计结构复杂，体积大，成本昂贵，且操作程序又繁复。为克服上述视野计的缺点，中国专利CHN.86209637介绍了一种由微机控制的中心视野分析仪。它使平面视野屏与印刷电路板密接一起，安装在检查仓中。检查仓安装有试镜架和下颌托架。该中心视野分析仪所采用的平面视野屏是一块正方形的金属或塑料薄片，上面布有127个视标光点，其分布是根据Oreve氏视网膜分区单位的理论设计的。该平面视野屏在30°中心视野区域内分为四个象限，120个区。整个装置由微机控制。微机***按随机程序控制视标的燃亮与熄灭。

这种中心视野分析仪根据受检者发现点数的多少，可直接反映视野损害的广度。它与当前国际上流行的由微机控制的视野计比较，体积小，重量轻，成本低廉且精度较高。

然而上述专利只能检查在30°以内的中心视野，而对30°－90°范围的周边视野却无能为力，故有局限性。

本实用新型的目的是提供一种既可检查中心视野，又可检查周边视野的，精度高，操作简便，成本低廉，由微机控制的全视野立体定量分析仪。

为此，本实用新型采取如下技术方案：它由半球面刺激器（17），可拆卸检查仓、主机和印刷电路板（19）组成。上述半球面刺激器（17）表面为白色漫反射界面，半球内面顶点F为视野计的注视点。设球心为O，OF为注视基线。自O向半球内表面投影12个同心圆O₁－O₁₂，这12个同心圆O₁－O₁₂的偏心度分别为2°、5°、10°、15°、22°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，自顶点F在半球内表面画出水平和垂直子午线，将此半球面分成A、B、C、D四个象限，其上布有243个刺激点。上述可拆卸检查仓包括顶盖（1）、前框（2）、上挡板（3）、试镜架（4）、下颌托架（5）及其升降调节机构、下挡板（9）、操作面板（11）、望远镜式眼位监视器（12）、侧框（13）、底座（14）和侧挡板（15）。顶盖（1）前部与前框（2）上横梁联接左、右侧框（13）上端、侧边分别与顶盖（1）相应侧边与前框（2）侧边相联。上、下挡板（3）（18）分别固定在前框（2）上、下部位，试镜架（4）借助悬吊板（16）固定在上挡板（3）底端，两块侧挡板（15）分别固定在左右侧框（13）上，操作面板（11）安装在侧框（13）下部，半球面刺激器（17）安装在上述可拆卸检查仓中，借助其半球端部环形周边固定在仓内。上述望远镜式眼位监视器（12）呈直角形，光线通过目镜经反射镜达到物镜，物镜上有一个“十”字。此眼位监视器（12）位于半球面刺激器（17）后方并固定在顶盖（1）后部内侧的相应位置。半球面刺激器（17）上半部竖直子午线中部开有一圆孔（20），使望远镜式眼位监视器（12）物镜通过此圆孔（20）对准半球中心。

半球面刺激器（17）中心30°小冠球面上的每个象限分成30个区，四个象限共有120个区；30°－90°半球面上每个象限分成36个区，四个象限共144个区。半球面刺激器（17）上的243个刺激点是如下分布的：30°小冠球面上120个区中每个区的几何中心布有一个，左、右生理盲点中心Lc、Rc上各布有一个，Lc、Rc上下分别有一个附加点L₁、L₂和R₁、R₂，其上均布有一个，顶点F上布有一个，共127个；30°－90°半球面上的144个区除去28个盲区，余下116个区，每个区的几何中心布有一个刺激点。位于注视点F左侧180°半子午线上向左、右侧移15.5°，均再向下移1.5°，此两点即为左、右眼生理盲点中心Lc、Rc，以Lc、Rc分别为中心，以横径为5.5°，纵径为7.5°，制成两个纵椭圆形球面区，该两区即为左、右眼生理盲点区，即L区和R区，在L区上缘上1°和下缘下1°各分别附加一个点L₁和L₂；在R区上缘上1°和下缘下1°也分别各附加一个点R₁和R₂。上述243个刺激点均为绿色发光二极管LED。

受检者发现刺激点的多少，可直接反映视野损害的广度。

刺激点即发光二极管的发光强度分为五级，以其照度的分贝（dB）数分为五挡

其中：

Ⅰ    3.1－8asb，        25－21dB

Ⅱ    10－25asb，        20－16dB

Ⅲ    31－80asb，        15－11dB

Ⅳ    100－250asb，        10－6dB

Ⅴ    315－800asb，        5－1dB

本实用新型电路原理可结合图9加以说明：

微机采用单片机8031，它控制整个***，触发器74LS373与可编程序只读存贮器2764－1、2764－2、2764－3、随机存贮器6264以及译码器74LS138一起构成单片机8031外部程序存贮器。I／O接口扩展芯片8243－1、8243－2、8243－3、驱动器75491、75492、译码器74LS138和发光二极管阵列（21）构成本实用新型刺激点闪亮部分；I／O接口扩展芯片8243－4与打印机（22）一起输出打印检查结果；8243－1通过驱动器（23）使数码显示器（24）显示，以便告诉医生检查的进度；8243－5、键盘与开关器（26）是人与机器联系的手段，供医生向单片机8031发出各种指令。8031通过1438、1489能与IBB／PC－XT计算机（28）联机使用。

筛选检查时如果没按级别选择键，报警电路（25）即发出报警声。由电阻、开关及视野屏上的盲点组成的生理盲点电子定位装置（27）可以确定受检者的眼位。

该机装有望远镜式眼位监视器（12）供医生直接观察以确定、修正受检者的眼位。

整个***由5V直流电源E供电。

本实用新型由微机***按随机程序刺激点的燃亮与熄灭。有“中心与周边”、“定量与筛选”、“左眼与右眼”六种选择，可组成八种不同检查状态。任何一种状态检查结果结束后，其结果均被临时贮存。当更换另一种状态时，那么前一种状态已完成的检查结果不会受新状态检查的影响。刺激点显露时间为0.2秒，间隔时间分1秒、1.5秒、2秒和3秒四种，其中1秒和1.5秒二种较常用。每出现四个刺激点后，受检眼的生理盲点中心点（Lc和Rc）即出现一次，受检者用手执回答键对刺激点作出反应。亮度选择键则控制五级不同刺激点的亮度。检查结果均以灰度图和数字二种形式打出。

本实用新型由于采用半球面刺激区（17），所以既可做30°视野检查，又可进行30°－90°周边视野检查。在30°中心视野的检测方法是将Oreve分区理论和Octopus深度上的分级结果结合起来，而且由于引入了视岛，可以用总灰度值这样一个抽象体积单位来定量中心30°视岛缺损的总体积；对30°－90°周边视野可用立体角（Soiid    Angle）的立体弧度数这样一个形象的、具有三维空间概念的计量单位来测量周边30°－90°视岛在不同层次（或称水平）上损失的立体角数。这是国际上从未采取过的对视野检查结果的计量方法。因此无论是30°的中心视野，还是30°－90°的周边视野，均可进行立体定量分析。

需要指出的是，这种微机控制的全视野立体定量分析仪，既可单独使用作为全视野的自动定量检测，又备有专用通讯接口和相应硬软件结构，可再与IBM    PC／XT计算计（27）联用，作更精确的阈值检测和更复杂的视野学研究。

此外，其操作简便，受检者发现目标后，只要按动手执回答键即可进行回答，准确、可靠。其重量轻、体积小，且成本低。对50多例受检者进行检测表明，其精确达到1979年国际视野学会关于现代视野计设计标准的有关规定。

现举出一个实际病例，来说明采用本实用新型是如何进行立体定量分析的：

病人是一个60岁的开角型青光眼患者。现分两步予以说明：

1.中心30°视野检查。在中心30°球冠区采用Grave氏分区理论，其检查结果的灰度图如图5所示，由此图看出，生理盲点为全黑图。分析结果包括暗点的级别（Level）、该级暗点的数量（Number）、各级暗点级别与数量的乘积（L×N）及其累加值，即“总灰值”Total其最大值为120×5＝600。该病人的左眼中心30×视野的总灰度值已达到553。

2.周边30°－90°视野检查。左眼30°－90°周边视野的刺激点分布情况如图7所示，由此图看出，鼻上象限3×6＝18个，鼻下象限3×6＋1＝19个，颞上象限3×6＋7＝25个，颞下象限6×6－3＝33个。

在30°－90°周边视野中，从此病人的左眼周边视野灰度图，如图6所示。不难看出，该眼30°－90°的周边视野中的95个检测点已皆为5级暗点，在30°以内留有了空白区，其中心视野仅残余2°－5°。显然其周边视野的灰度图与中心视野的灰度图结果完全吻合。

由于视野缺损的量除了用其投射的球面面积度量外，尚有一个缺损的“深度”上的差异。现借助“视岛”结构示意图图8就可说明30°－90°周边视野损失的立体角的确切含意。该“视岛”从浅层到深层分为1－5个不同层次，某层次的A、B、C、D各象限中暗点的个数，就代表着视野缺损的区数，然后将此四个象限的暗点数累    加起来的总数，就代表这层次的暗点总数。图8中的a、b、c、d、e、f为6个常数值，分别代表各层次中30°－40°、40°－50°、50°－60°、60°－70°、70°－80°、80°－90°中每个视野区的立体角，其所对应的立体角分别为0.0262、0.0323、0.0374、0.0414、0.0441、0.0455。显然30°－90°周边视野损失的球面面积均可用多少个“a”、“b”、…“f”所含的立体角的立体弧度数来度量。以第一层为例，在第一层中A、B、C、D四个象限的30°－40°这一个环形带区中，每个象限如果损失6个视野区，那么四个象限共损失总区数为24个，即表明已有24个a值损失。再从图8中的视岛示意图中看出，从浅层到深层的五个不同层次中，如果在各象限和各区损失的视野区数及总体角损失数均相同，是因为它在各区均已损失至第五层，凡损失到第五层者，它的上面四层必已同时受了损失，否则不可能直接深达到第五层，同理，凡是损失到第一层的视野区和立体角数，均在其浅四层中受损，并在计算分析比其浅的几层损失的视野区和立体角数时自动作了累加。

由上所述“视岛”是一个具有三维空间的立体结构，通过它可自动测算出30°－90°周边“视岛”在一、二、三、四、五这样五个不同层面上视野缺损的立体角数。其计算单位为“立体弧度”。

图1为本实用新型外形结构示意图。

20、手执回答键托架。

主机包括5V直流电源E、微机***、打印机（22）、报警电路（25）和各种操作键。

图2为操作面板（11）示意图。

28.打印键，29.自检键，30.暂停键，31.开始键，32.速度选择键，33.检测范围选择键，34.程序选择键，35.眼别选择键，36.眼位生理盲点监视与不监视选择键，37.通讯联用和不通讯单用选择键，38.注视眼盲点定位键，39.与打印机相联的扁电视插座，40.手执回答键插孔，41.复位清除键，42.回答显示灯，43.数码显示管，44.亮度选择键，45.与IBM－PC／XT计算机联用的通讯接口。

按检测范围选择键（33）上端，此时其上方的“CEN”指示灯燃亮，表示将检测中心30°视野；按下端，其下方“PER”指示灯燃亮表明将检测30°－90°周边视野。

同理，程序选择键（34）、眼别选择键（35）、眼位生理盲点监视选择键（36）通讯联用和不通讯单用选择键（37）的上、下方均各有一个指示灯，它们分别是“QUAN”和“SCR”、“L”和“R”、“MON”和“NO”、“COMM”和“ON”指示灯，以使检查者确定在暗室中观察正在进行的检查是定量程序还是筛选程序；是左眼还是右眼；是有生理盲点监视还是无生理盲点监视；是处于有通讯的联用机状态，还是无通讯的单用机状态。

图3为中心30°小冠球面上的120个分区示意图。

图4为30°－90°半球面上的144个分区示意图。

图5为一个受检者中心30°视野的灰度图。

图6为同一受检者30°－90°周边视野的灰度图。

图7为同一受检者检查左眼的30°－90°周边视野的刺激点数分布示意图。

图8为“视岛”结构示意图。

图9为本实用新型电路原理图。

图10为主程序流程图。

图11、图12、图13、图14为检查程序流程图。

实施例

顶盖（1）前部与前框（2）上横梁，左、右侧框（13）上端、侧边分别与顶盖（1）相应侧边与前框（2）侧边，以及上、下挡板（3）（18）与前框上、下部位均用螺钉固定。

可拆卸检查仓呈矩形，其长、宽、高分别为750mm、560mm、900mm。

半球面刺激器（17）中心30°小冠球面上的120个区是这样画分的，通过F点，以偏心度为2°、5°、10°、15°、22°和30°分别绘制成6个同心圆。然后在每个象限中，在2°最内圈以45°角半子午线分成两个区；再在扇形球面区内，以22.5°角半子午线将其分成4个区；在10°以及15°、22°、30°的扇形球面区内，均以15°角半子午线，各分为6个区，这样，中心30°小冠球面就被分成120个区，如图3所示。

周边30°－90°半球面分区的画分过程是：以偏心度40°、50°、60°、70°、80°和90°角在半球内面制成6个同心圆，半子午线间的夹角仍为15°，则将每个象限30°－90°的球面区各分成6×6＝36个区，四个象限共144个区，如图4所示。

作为刺激点的LED安装过程如下所述：

中心5°的24个刺激点上的LED的管脚分别焊接在其上的圆形印刷电路板（19）相应位置。

在5°－90°的半球外表面处，24个呈放射状的半圆形印刷电路板（19）用支架固定在半球外表面相当于刺激点分布的子午线上，并将位于每个刺激点的LED管脚焊接在所对应的半圆形印刷电路板（19）上的相应位置。

Claims (8)

1、一种由微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于是由半球面刺激器(17)、可拆卸检查仓、主机、印刷电路板(19)组成，所述半球面刺激器(17)表面为白色漫反射界面，半球内面顶点F为视野计注视点，自球心O向半球内表面投射12个同心圆O₁-O₁₂，其偏心度分别为2°、5°、10°、15°、22°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°，自顶点F在半球内表面画出水平和垂直子午线，将此半球面分成A、B、C、D四个象限，其上布有243个刺激点，所述可拆卸检查仓包括顶盖(1)、前框(2)、上挡板(3)试镜架(4)、下颌托架(5)及其升降调节机构、下挡板(18)、操作面板(11)、望远镜式眼位监视器(12)、侧框(13)、底座(14)、侧挡板(15)，顶盖(1)前部与前框(2)上横梁联接，侧框(13)上端、侧边分别与顶盖(1)相应侧边与前框(2)侧边相联，上、下挡板(3)(18)分别固定在前框(2)上、下部位，试镜架(4)借助悬吊板(16)固定在上挡板(3)底端，下颌托架(5)固定在下挡板(18)顶端，两块侧挡板(15)分别固定在左右侧框(13)上，操作面板(11)安放在侧框下部，半球面刺激器(17)安装在所述可拆卸检查仓内，借助其半球端部环形周边固定在仓内，望远镜式眼位监视器(12)呈直角形，光线通过目镜经反射镜达到物镜，物镜上有一个“十”字，此望远镜式眼位监视器(12)位于半球面刺激器(17)后方并固定在顶盖(1)后部内侧相应位置，位于半球面刺激器(17)上半部竖直子午线中部有一圆孔(29)，使望远镜式眼位监视器(12)物镜通过此圆孔(29)对准半球中心。

2、根据权利要求1所述微机控制的全视野球面立体分析仪，其特征在于所述半球面刺激器（17）中心30°小冠球面上的四个象限孔共有120个区；30°－90°半球面上每个象限分成36个区，四个象限共144个区，所述243个刺激点是如下分布：30°小冠球面上120个区每个区的几何中心布有一个，左右生理盲点中心Lc、Rc上各布有一个，Lc、Rc上下分别有一个附加点L₁、L₂和R₁、R₂，其上均布有一个，顶点F上布有一个，共127个，30°－90°的半球面上的144个区除去28个盲区，余下116个区，每个区的几何中心布有一个刺激点。

3、根据权利要求2所述微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于位于注视点F左侧180°半子午线上向左、右侧移15.5°，均再向下移1.5°，此两点即为左、右眼生理盲点Lc、Rc，以Lc、Rc点分别为中心，以横径为5.5°，纵径为7.5°，制成二个纵椭圆形球面区，该两区即为左、右眼生理盲点区，即L区和R区，在L区上缘上1°和下缘下1°各分别附加一个点L₁和L₂；在R区上缘上1°和下缘下1°也分别各附加一个点R₁和R₂。

4、根据权利要求1所述微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于所述243个刺激点每一个均为绿色发光二极管LED，各个区的几何中心垂直于球面指向球心钻孔，然后将LED在所有指向球心的孔从球外向球内***，使LED尖端恰与半球内表面位于同一水平面。

5、根据权利要求1、4所述微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于在中心5°的半球表面处装有支架将一个圆形印刷电路板（19）固定在该处，中心5°的24个LED的管脚分别焊接在该圆形印刷电路板（19）的相应位置，中心注视点F上的LED也从此引出。5°－90°的半球外表面处，有24个半圆形放射状走行的印刷电路板（19），与半球外表面垂直，借助支架固定于半球外表面相当于刺激点分布的子午线上，其余218个刺激点上的LED的管脚均焊接在所述24个半圆形印刷电路板（19）上。

6、根据权利要求1所述微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于所述下颌托架（5）顶面左、右各有一个弧形凹面，其中部有一圆柱孔。

7、根据权利要求1所述微机控制的全视野球面立体定量分析仪，其特征在于所述下颌托架升降调节机构包括两个锥齿轮（7）（8）、旋杠（9）、旋钮（10）、支撑丝杠（6），其中支撑丝杠（6）圆柱形上端***所述下颌托架（5）中部圆柱孔，其下端则与锥齿轮（7）啮合，旋动旋钮（10），使水平状旋杠（9）转动，再通过相互啮合的两个锥齿轮（7）（8）使支撑丝杠（6）上、下移动，从而使下颌托架（5）升或降。

8、根据权利要求1所述微机控制的全视野立体定量分析仪，其特征在于所述微机采用单片机8031。

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