一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，包括用于控制摄像机和光源的控制装置和至少一个用于安装摄像机和光源的外套；光源用于产生刺激瞳孔大小变化的光强；摄像机用于拍摄显示瞳孔大小的图像；控制装置将采集的光强信息和瞳孔图像存储到存储卡上；外套通过转轴与控制装置连接。本发明提供的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，克服了传统方法有创、操作复杂、适用范围小等缺点；能够准确、快捷、简便监测颅内压；并且稳定性好，不受镇静药物等影响；该装置体积小，只有望远镜大小，能够方便用于工地等现场及时测量，保证对危重病人抢救及时。
【专利说明】一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗检测装置【技术领域】，涉及一种颅内压的检测装置，具体涉及一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置。
【背景技术】
[0002]颅内压是指颅腔内容物对颅腔壁上所产生的压力，又称脑压。颅内压是反映脑功能状态的一项重要指标。脑功能损伤后均可表现为颅内压异常。颅内压增高是临床急症，对患者颅内压状况的及时、准确掌握是危重病人抢救成功与否的关键。目前，颅内压的测量普遍采用的是脑室穿刺法和脊椎穿刺法，都属有创伤性的测量方法，技术条件要求高，并发症较多如颅内感染、脑积液泄漏、颅内出血等，因此应用范围受到限制。
[0003]已经开始发展起来的颅内压无创检测多采用超声波法等，通过测量脑电波来间接反映颅内压的变化。由于脑电波只反映脑皮层的情况，颅内压的监测结果与实际情况可能存在较大偏差。另外，也容易受镇静药物的影响，稳定性较差。
[0004]精度较高的颅内压无创检测系统，不仅成本高，而且体积笨重，不便于在工地等现场及时测量，极大的影响了危重病人的及时抢救。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，便于在工地等现场及时测量，保证对危重病人抢救及时。
[0006]为达到上述目的，本发明采取的技术方案是:提供一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:包括用于控制摄像机和光源的控制装置和至少一个用于安装摄像机和光源的外套；所述光源用于产生刺激瞳孔大小变化的光强；所述摄像机用于拍摄显示瞳孔大小的图像；所述控制装置将采集的光强信息和瞳孔图像存储到存储卡上；所述外套通过转轴与控制装置连接。
[0007]所述外套一端设置有保护罩，另一端设置有眼睑抓手；所述保护罩一端与外套活动连接，另一端通过卡扣与外套实现固定连接。
[0008]所述卡扣替换为磁性件或者尼龙粘带。
[0009]所述光源与摄像机固定在一起；所述摄像机通过固定轴安装在保护罩上；所述摄像机沿固定轴左右移动和/或以固定轴为旋转轴进行0-180°旋转。
[0010]所述控制装置上设置有光源控制模块、摄像机控制模块和总开关；所述光源控制模块包括光源开关、光源增强调节旋钮和光源减弱调节旋钮；所述摄像机控制模块包括摄像机开关、调焦旋钮和摄像启停开关。
[0011]所述控制装置还包括显示屏和存储卡插入口 ；所述显示屏与摄像机实现信号传输。
[0012]基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置还包括图像处理模块；所述图像处理模块对摄像机采集的图像信息进行处理得到瞳孔参数；所述图像处理模块设置在计算机内。
[0013]本发明提供的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置具有以下有益效果:
[0014]1、克服了传统方法有创、操作复杂、适用范围小等缺点；
[0015]2、基于瞳孔对光反射原理，能够准确、快捷、简便监测颅内压；并且稳定性好，不受镇静药物等影响；
[0016]3、该装置体积小，只有望远镜大小，能够方便用于工地等现场及时测量，保证对危重病人抢救及时。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0018]图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置的主视图；
[0019]图2示意性地示出了图1中的便携式炉内压无创检测装置的仰视图；
[0020]图3示意性地示出了根据本申请的一个实施例的保护罩的示意图；
[0021]图4示意性地示出了图3中的保护罩的另一方向的示意图；
[0022]图5示意性地示出了根据本申请的一个实施例的便携式颅内压无创检测装置的原理框图；
[0023]图6示意性地示出了根据本申请的一个实施例的利用图像处理模块获得瞳孔参数的流程图；
[0024]图7示意性地示出了根据本申请的一个实施例的图像预处理前的瞳孔图像的示意图；
[0025]图8示意性地示出了根据本申请的一个实施例的图像预处理后的瞳孔图像的示意图；
[0026]图9示意性地示出了根据本申请的一个实施例的预处理后的瞳孔图像沿垂直方向投影的统计分布曲线；以及
[0027]图10示意性地示出了根据本申请的一个实施例的预处理后的瞳孔图像沿水平方向投影的统计分布曲线。
[0028]在这些附图中，使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分。
【具体实施方式】
[0029]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图及具体实施例，对本申请作进一步地详细说明。
[0030]在以下描述中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”、“示例”等等的引用表明如此描述的实施例或示例可以包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度，但并非每个实施例或示例都必然包括特定特征、结构、特性、性质、元素或限度。另外，重复使用短语“根据本申请的一个实施例”虽然有可能是指代相同实施例，但并非必然指代相同的实施例。
[0031]为简单起见，以下描述中省略了本领域技术人员公知的某些技术特征。
[0032]本发明公开了一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置。[0033]图1示意性地示出了根据本申请一个实施例的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置的主视图。图2示意性地示出了图1中的便携式炉内压无创检测装置的仰视图。
[0034]根据本申请的一个实施例，该基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置包括用于控制摄像机13和光源12的控制装置5和至少一个用于安装摄像机13和光源12的外套
1;光源12可以用于产生刺激瞳孔大小变化的光强；摄像机13可以用于拍摄显示瞳孔大小的图像；控制装置5将采集的光强信息和瞳孔图像存储到存储卡上；外套I可以通过转轴3与控制装置5连接。
[0035]根据本申请的一个实施例，可以设置两个外套1，两个外套I可以通过转轴3与控制装置5连接。
[0036]根据本申请的一个实施例，外套I 一端进一步设置有保护罩7，用于安装和保护摄像机13及光源12 ;外套I另一端进一步设置有眼睑抓手2，用于抓起昏迷患者的眼睑。
[0037]根据本申请的一个实施例，保护罩7可以呈圆形，沿径向一端与外套I活动连接，例如通过合页活着转轴进行连接；沿径向另一端通过卡扣6与外套I实现固定连接。
[0038]根据本申请的一个实施例，卡扣6可以替换为磁性件或者尼龙粘带等，只要能实现外套I与保护罩7的连接即可。
[0039]如图3、图4所示，根据本申请的一个实施例，光源12与摄像机13可以固定在一起，例如可以通过叠放在一起的形式实现。摄像机13可以通过固定轴14安装在保护罩7上；摄像机13沿固定轴14可以左右移动和/或以固定轴14为旋转轴进行0-180°旋转，这样可以实现摄像机13及电源12的三维调节，实现对摄像机13和电源12的精确定位，进而提高颅内压测量精度。
[0040]根据本申请的一个实施例，控制装置5上进一步设置有光源控制模块4、摄像机控制模块8和总开关9 ;光源控制模块4可以用于控制光源12的强弱，广药控制模块4可以包括光源开关401、光源增强调节旋钮402和光源减弱调节旋钮403 ;摄像机控制模块8可以用于控制摄像机的启停、聚焦等，摄像机控制模块8可以包括摄像机开关801、调焦旋钮802和摄像启停开关803。
[0041]根据本申请的另一个实施例，控制装置5进一步包括显示屏10和存储卡插入口
II;显示屏10与摄像机13实现信号传输，以将采集的患者瞳孔图像显示在显示屏10上。
[0042]根据本申请的一个实施例，基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置进一步包括图像处理模块；图像处理模块对摄像机13采集的图像信息处理得到瞳孔参数；图像处理模块设置在计算机内。
[0043]这里图像处理模块的目的是为了能够快速的定位瞳孔，准确测量瞳孔面积，为得到精确的颅内压提供依据。
[0044]图5示意性地示出了根据本申请的一个实施例的便携式颅内压无创检测装置的原理框图。
[0045]根据本申请的一个实施例，利用PSOC(Programmable System-on-Chip,片上可编程系统)控制光源12的强度(用于光源刺激)和光强检测，可以进行光照强度和频率的设置，同时通过光强监测反馈光照的强度，从而做出调整，最后将采集的数据上传到计算机中。
[0046]根据本申请的一个实施例，摄像机可以包含光学放大镜头、可见光截止片和CMOS感光器件，将这三个器件在物理上按上述顺序进行组合，可以用于红外瞳孔的采集，然后通过计算机的USB接口获取到瞳孔的数字图像。进一步地,可以采用流行的DirectShow多媒体采集技术。
[0047]根据本申请的一个实施例，图像处理模块可以通过OpenCV (Open SourceComputer Vision Library)进行图像预处理,结合本发明提供的图空检测算法定位到瞳孔，可以得到瞳孔参数。
[0048]瞳孔参数可以是指瞳孔所在区域的大小。
[0049]图6示意性地示出了利用图像处理模块获得瞳孔参数的流程图。
[0050]根据本申请的一个实施例，基于获取的摄像机13采集的图像信息利用图像处理模块获得瞳孔参数的方法包括以下步骤:
[0051]步骤a、获取原始图像，获取在光影12照射下得到的瞳孔图像；
[0052]步骤b、图像预处理，由于光斑、眼睑以及浓密的睫毛等原因，使得瞳孔图像受到一定的噪声干扰，所以需要进行图像预处理和滤波。本申请文件中采用形态学中的基本的开运算，来对图像进行预处理。开运算由腐蚀和膨胀两个部分组成。
[0053]根据本申请的一个实施例，在瞳孔检测预处理中，形态学开运算首先进行腐蚀运算，去除眉毛等比较细小部分，然后进行膨胀，这样可以恢复瞳孔原来的大小，使得瞳孔保持原始大小。图7、8为经过预处理前和预处理后的瞳孔图像。
[0054]步骤C、选定 阈值、二值化，上述瞳孔图像灰度分布特点为:瞳孔〈虹膜灰度〈巩膜灰度，所以图像中灰度最小的区域即是瞳孔所在区域。
[0055]阈值化算法是一种简单、高效的图像分割方法。具体步骤是先找到灰度直方图，选择合适的阈值，对图像中任一像素f(x，y)与阈值T进行判断，大于阈值的点标记为1，小于阈值的点标记为O。
【权利要求】
1.一种基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:包括用于控制摄像机(13)和光源(12)的控制装置(5)和至少一个用于安装摄像机(13)和光源(12)的外套(I);所述光源(12)用于产生刺激瞳孔大小变化的光强；所述摄像机(13)用于拍摄显示瞳孔大小的图像；所述控制装置(5)将采集的光强信息和瞳孔图像存储到存储卡上；所述外套(I)通过转轴(3)与控制装置(5)连接。
2.根据权利要求1所述的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:所述外套(I) 一端设置有保护罩(7)，另一端设置有眼睑抓手(2);所述保护罩(7) —端与外套(I)活动连接，另一端通过卡扣出)与外套(I)实现固定连接。
3.根据权利要求2所述的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:所述卡扣(6)替换为 磁性件或者尼龙粘带。
4.根据权利要求1所述的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:所述光源(12)与摄像机(13)固定在一起；所述摄像机(13)通过固定轴(14)安装在保护罩(7)上；所述摄像机(13)沿固定轴(14)左右移动和/或以固定轴(14)为旋转轴进行0-180。旋转。
5.根据权利要求1所述的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:所述控制装置(5)上设置有光源控制模块(4)、摄像机控制模块(8)和总开关(9);所述光源控制模块(4)包括光源开关(401)、光源增强调节旋钮(402)和光源减弱调节旋钮(403);所述摄像机控制模块(8)包括摄像机开关(801)、调焦旋钮(802)和摄像启停开关(803)。
6.根据权利要求1所述的基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:所述控制装置(5)还包括显示屏(10)和存储卡插入口(11);所述显示屏(10)与摄像机(13)实现信号传输。
7.根据权利要求1所述基于瞳孔反射的便携式颅内压无创检测装置，其特征在于:还包括图像处理模块；所述图像处理模块对摄像机(13)采集的图像信息进行处理得到瞳孔参数；所述图像处理模块设置在计算机内。
【文档编号】A61B3/10GK103536285SQ201310511704
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月17日 优先权日:2013年10月17日
【发明者】夏勋, 顾建文, 邹远文, 罗玉皓, 马原, 杨立斌, 匡永勤, 黄海东, 程敬民, 欧珊, 李运明, 杨涛, 刘恩渝, 贺伟旗, 邢学民, 程林, 周虎田, 赵凯, 梁亮, 孔滨, 树海峰, 郭恒, 孙浩东, 张修忠, 范珂夏 申请人:中国人民解放军成都军区总医院