专利名称：一种角膜散光实时定位方法及其定位装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种角膜定位方法和装置，具体是在眼科手术中实时定位角膜散光轴向的角膜散光实时定位方法及其定位装置，并标示手术切口位置和人工晶状体植入位置的系统。
背景技术：
散光是影响人眼成像质量的一个重要因素，在白内障患者中，大约40%的患者需要矫正角膜散光。随着患者对术后视功能要求的不断提高，通过植入散光型人工晶状体(Toric 10L)矫正白内障患者角膜散光成了研究热点。为了达到矫正术前角膜散光的效果，需要术中将Toric IOL散光轴标记线和角膜屈光力最强的子午线重合，因此角膜散光轴向的定位和标记显得十分重要。由于眼球旋转的原因，角膜水平位在坐位和仰卧位时可能不同，所以需在术前做好标记。常规的定位方法是:1)术前患者取坐位，在角膜缘处做3、9点钟位置标记，两标记点和瞳孔中心在一条直线上；2)术中以标记点为基准，用角度标记器作手术切口位置和人工晶状体植入位置的的标记。但是由此导致的问题是:1、主观性强:术前定位依赖于医生的主观判断，并且直接影响最终定位的准确性；2、步骤繁琐，增加系统误差的几率；3耗时；4、若患者手术等待时间长，有时术前定位标记会消退，需要重新再定位，增加患者痛苦。
发明内容
本发明的目的在于为了克服现有技术的不足而提供一种术中角膜散光轴向实时定位方法及其定位装置，该角膜散光轴向实时定位装置可以在手术的体位基础上，能在手术中实时地检测患者角膜散光轴向，克服传统方法因检测和手术体位不同以及由于医生的主观判断的影响带来的准确性差、步骤繁琐、耗时、增加患者痛苦等不足。
为实现上述目的，本发明公开了一种角膜散光实时定位方法，所述方法设有一圆环状光源，并通过对该圆环状光源在角膜上的反射影像进行椭圆拟合，标出椭圆的长轴向方向，从而标不出角膜散光轴向。本发明同时公开了一种角膜散光实时定位装置，其特征在于所述定位装置包括手术显微镜、摄像装置、图像处理装置及显示装置，所述摄像装置的输出与图像处理装置连接，图像处理装置的输出与显示装置连接，所述手术显微镜镜头上同轴设有圆环状灯体，所述摄像装置对从手术显微镜中观察到的影像进行摄像，并将影像输送至图像处理装置中，所述图像处理装置中设有对圆环状灯体在角膜上反射影像进行椭圆拟合单元，图像处理装置对输入的影像进行处理后标出椭圆的长轴向方向并输送至显示装置显示。与现有技术相比较，本角膜散光实时定位装置通过图像处理装置对圆环状灯体在角膜上反射影像进行椭圆拟合，并标出椭圆的长轴向方向，也就标示出了患者角膜散光轴向，简化了角膜散光定位的步骤，可以无需术前定位，排除了医生的主观判断的人为影响，并且此过程是在手术过程中进行，因此不存在因检测和手术体位不同带来的偏差，准确性高，实时性好。下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
图1为本发明定位装置具体实施方式
结构示意 图2为圆环状灯体结构主视 图3是术中角膜散光轴向实时定位示例图。
具体实施例方式本发明的角膜散光实时定位方法的主要构思是设有一圆环状光源，并通过对该圆环状光源在角膜上的反射影像进行椭圆拟合，标出椭圆的长轴向方向，从而标示出角膜散光轴向。实现上述方法的具体装置如下:如图1所示，角膜散光实时定位装置包括手术显微镜1、摄像装置2、图像处理装置3及显示装置4，也可以选用直接带有摄像装置2的手术显微镜1，摄像装置2对通过手术显微镜I观察到的影像进行摄像，所述摄像装置2的输出与图像处理装置3连接将所摄影像输出到图像处理装置3中，本装置中图像处理装置3可以选用台式计算机或手提电脑等。所述圆环状灯体5设置在手术显微镜I的镜头上，如图2所示，本具体实施例中，所述圆环状灯体5包括一个环形灯座501，所述环形灯座501上设有一圈圆环形LED灯502和电源电路503组成所述圆环状灯体5，本装置选用高亮度蓝色LED，圆环状灯体5和手术显微镜I镜头的轴线重合即同轴，为了方便维修和调节，所述圆环状灯体5优选采用可拆卸的方式安装在手术显微镜I镜头上。具体可以是在所述环形灯座501设有沿圆周方向均匀设有2个以上贯通的径向螺孔，螺孔中设有紧定螺钉504，通过紧定螺钉504顶在手术显微镜I镜头上将圆环状灯体5可拆卸地安装在手术显微镜I镜头，圆环状灯体5所在的平面要与手术显微镜I镜头的轴线相垂直，中心与手术显微镜I镜头的轴线重合，调节紧定螺钉504的旋入位置，即可调节圆环状灯体5的中心位置，所述环形灯座501上还设有圆环状灯体5亮度调节单元，圆环状灯体5采用3V，300mA可调直流电源作为工作电源，串联一个可调电阻用于调节光源亮度。所述摄像装置2对从手术显微镜I中观察到的影像进行摄像，并将影像输送至图像处理装置3中，所述图像处理装置3中设有对圆环状灯体5在角膜上反射影像进行椭圆拟合单元，图像处理装置3对输入的影像进行处理后标出椭圆的长轴向方向并输送至显示装置4显示，如图3所示，IA为参考水平位置，本例中也是手术切口所在位置，2A为角膜散光轴向，3A为人工晶状体植入位置。椭圆拟合单元可以通过内部程序实现，具体可以采用C++语言编写,在Microsoft Visual Studio2008环境下实现。软件通过摄像装置2获取手术视频原图后，首先通过一定的阈值将图像二值化，再利用Opencv自带寻找轮廓函数，通过条件控制筛选出环形LED光源的反射像，并将反射像上的点集存入一个数组，将获取到的边缘点数据，用最小二乘法便可拟合出椭圆，在椭圆的长轴向方向画出一条红线，即为角膜散光轴向，并标示手术切口位置和人工晶状体植入位置，并将结果显 示在显示装置4如液晶显示屏上。程序编制属现有技术，此处不再赘述。
权利要求
1.一种角膜散光实时定位方法，其特征在于所述方法设有一圆环状光源，并通过对该圆环状光源在角膜上的反射影像进行椭圆拟合，标出椭圆的长轴向方向，从而标示出角膜散光轴向。
2.一种角膜散光实时定位装置，其特征在于:所述定位装置包括手术显微镜、摄像装置、图像处理装置及显示装置，所述摄像装置的输出与图像处理装置连接，图像处理装置的输出与显示装置连接，所述手术显微镜镜头上同轴设有圆环状灯体，所述摄像装置对从手术显微镜中观察到的影像进行摄像，并将影像输送至图像处理装置中，所述图像处理装置中设有对圆环状灯体在角膜上反射影像进行椭圆拟合单元，图像处理装置对输入的影像进行处理后标出椭圆的长轴向方向并输送至显示装置显示。
3.根据权利要求2所述的角膜散光实时定位装置，其特征在于:所述圆环状灯体包括一个环形灯座，所述环形灯座上设有一圈圆环形LED灯和电源电路组成所述圆环状灯体，所述圆环状灯体可拆卸地安装在手术显微镜镜头上。
4.根据权利要求3所述的角膜散光实时定位装置，其特征在于:所述环形灯座设有沿圆周方向均匀设有2个以上贯通的径向螺孔，螺孔中设有紧定螺钉，所述圆环状灯体通过元。
全文摘要
本发明涉及一种角膜散光实时定位方法及其定位装置，所述定位装置包括手术显微镜、摄像装置、图像处理装置及显示装置，所述摄像装置的输出与图像处理装置连接，图像处理装置的输出与显示装置连接，所述手术显微镜镜头上同轴设有圆环状灯体，所述摄像装置对从手术显微镜中观察到的影像进行摄像，并将影像输送至图像处理装置中，所述图像处理装置中设有对圆环状灯体在角膜上反射影像进行椭圆拟合单元，图像处理装置对输入的影像进行处理后标出椭圆的长轴向方向并输送至显示装置显示。本角膜散光实时定位装置通过图像处理装置对圆环状灯体在角膜上反射影像进行椭圆拟合，并标出椭圆的长轴向方向，也就标示出了患者角膜散光轴向，简化了角膜散光定位的步骤，可以无需术前定位，排除了医生的主观判断的人为影响，准确性高，实时性好。
文档编号A61F9/01GK103156572SQ201310109000
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者俞阿勇, 赵建国 申请人:俞阿勇, 赵建国