一种眼罩式眩晕检测仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种眼罩式眩晕检测仪，包括带有弹性紧固带的眼罩及安装在眼罩上的眩晕检测装置；所述眩晕检测装置包括按眼罩由里向外依次设置的红外光源模组板，控制主板，摄像头模组板，屏幕模组板四个部分，且四部分通过插拔键连接成一体并固定在眼罩上。检测时，让患者头部处于正确的方位，红外光源产生的红外光照射在眼球表面，同时摄像头模组获取眼震视频图像，并将获取的视频图像信号经控制主板处理，绘出关键视频帧瞳孔中心标记和眼震曲线图，并由屏幕呈现，供医生或专业人士作为疾病诊断依据。本发明体积小、重量轻、结构紧凑，集成度高，成本低，不仅实现了采集装置的模块化，而且使其具有很好的可移植性。
【专利说明】一种眼罩式眩晕检测仪
【技术领域】
[0001] 本发明属于医疗器械【技术领域】，涉及一种眩晕检测设备，尤其涉及一种眼罩式眩 晕检测仪，主要用于眼震眩晕症状的检测分析。
【背景技术】
[0002] 眩晕长期以来被认为是一种很难定义、无法测量、诊断充满挑战、治疗充满问题的 综合征。其发作时的主观感觉可以归纳为四种类型。（1)眩晕：一种自身和外界环境的旋转 感觉；（2)晕厥：一种晕厥前或即将晕厥时的感觉；（3)失衡：一种无法保持平衡的感觉； (4)头昏或非特异性头晕：一种比较含糊、难于描述的头昏或头晕的感觉。这四种类型至今 影响着临床实践，但近年来不断遭到临床实践和研究的质疑。一项美国国立卫生院基金支 持的由5个著名医学院所属的17所医院参与了研究，通过跟踪300多例眩晕患者，发现一 半以上的患者对其症状不能肯定或准确的描述。这项研究还分别从400多名急诊医师和 300多例急诊患者的角度出发，进一步研究了 4种经典性主观感觉类型在诊断中的作用。结 果发现，过分强调或依靠主观感觉的类型进行诊断的误差较大，误诊的概率较高，过分依靠 主观感觉的性质来鉴别病源不确定性较大，结合症状发作的其他特点及床边检查来区别中 枢和外周可能更准确。HINTS床边诊断法就是其中一种。HINTS是头脉冲试验、眼震、眼偏 斜三项床边检查的合称。HINTS床边检查法的敏感性和正确率均高于早期MRI，尤其有助于 在急性眩晕综合征中鉴别前庭神经元炎和脑卒中引起的假性前庭神经元炎。
[0003] 中国专利200510041843. 7号专利公开了一种眼震图、耳末梢血流信号同步检测 分析仪，用来对眩晕疾病进行诊断，其大概信息如下所示：根据眩晕引起眼震和眩晕引起植 物神经功能紊乱，从而引起脸部的末梢血管痉挛导致脸部末梢供血不足，耳末梢供血不足 的临床症状，通过微光发射射向眼球表面，在眼球表面形成光斑-当眼球震颤光斑即形成 跳动的光斑，跳动的光斑采用摄像机（CCD )获取眼球震颤的图像，并通过光栅装置将眼球震 颤的运动轴向分辨眼震水平振幅还是垂直振幅，或是无序的震颤，光栅装置为水平格栅，当 眼震水平振幅时光斑跳动为水平连续播图，当眼球震颤垂直振幅时由于光栅装置为水平格 栅，光斑跳动连续性被水平格栅分切成断点波图，通过CCD信号采集、计算机处理计算出频 率、振幅，识别眼球震颤是垂直振幅还是水平振幅。这种检测仪器存在的问题有：（1)检测 眩晕的依据之一仅是垂直振幅或水平振幅眼球震颤，没有直观的眼震图或精确地眼震数据 作为诊断依据；（2)当光栅的位置不恰当，会对眼球震颤的运动轴向造成偏差；（3)当微光 发射不均匀或角度不恰当时，也可能会对眼球震颤的运动轴向造成偏差。（4)由于光斑的形 成是眼球表面形成的光斑，不是直接由瞳孔发出的光，导致诊断结果可能会出现误差。（5) 涉及到计算机和上位计算机，集成度低，成本相对高；另外，其体积庞大，给眩晕诊断检测带 来不便。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种集成度1?、效率1?，精度1? 的眼罩式眩晕检测仪。
[0005] 本发明眼罩式眩晕检测仪，包括带有弹性紧固带的眼罩及安装在眼罩上的眩晕检 测装置；所述眩晕检测装置包括按眼罩由里向外依次设置的红外光源模组板，控制主板，摄 像头模组板，屏幕模组板四个部分，且四部分通过插拔键连接成一体并固定在眼罩上。
[0006] 所述红外光源模组板包括光源模组板基板，嵌在光源模组基板中间部位圆孔内的 半反半透镜，固定设在半反半透镜周围的红外光源及电阻，红外光源及电阻通过导线与焊 盘与控制主板连接。为了使得红外光均匀的照射在眼球上，有利于瞳孔定位数据的生成，电 阻与红外光源交替均匀布置在半反半透镜的外周。在红外光源模组基板上还设置有闪光 灯，用于在诊断开始时拍摄病人头部图像，作为病人诊断标识。
[0007] 所述摄像头模组板包括摄像头模组基板及安装在摄像头模组基板上的影像头，所 述摄像头通过摄像头信号接口电路的传输引脚与控制主板连接；控制主板上设置有与半反 半透镜相对应的圆孔，影像头与半反半透镜通过该圆孔相对应，且影像头与半反半透镜的 中心在同一轴线上。
[0008] 所述屏幕模组板包括显示屏及与操作系统连接的操作键，屏幕模组板通过传输线 与控制主板连接。
[0009] 所述控制主板包括微处理器，驱动系统，操作系统、位置传感器及外部存储器，且 微处理器通过传输线与驱动系统，Android操作系统、位置传感器、外部存储器链接；其中 驱动系统包括摄像头驱动系统，屏幕驱动系统，位置传感器驱动系统、外部存储器读写驱 动；驱动系统对相应硬件的状态或数据进行读，写操作，使各部件工作；Android操作系统 包括带有瞳孔中心定位标记的眼球影像呈现，实时眼震曲线绘制，用户操作命令的输入和 输出以及检测过程中与用户交互的各种操作；位置传感器获取检测仪所在三维空间的X， y，z坐标，并将数据传输给微处理器，微处理器把这些数据处理转换成三维空间的水平和垂 直角度，并绘制被测者头部3D模型，再经数据线反映到屏幕模组办的屏幕上；微处理器将 摄像头模组板获取的影像信号进行处理，得到带有瞳孔中心定位标记的眼球影像和眼震曲 线图，并将结果反映到屏幕；外部存储器存储检测过程中的数据。控制主板还包括语音系 统，用来发出提示或警告语音，用于辅助治疗。
[0010] 检测时，将本发明的眼罩式检测仪固定在患者的头部，使患者的眼经正对眼罩上 的检测装置。红外光源模组板上的红外光圈发射出均匀的红外光源照射在眼睛上，反射后 经过半反半透镜由摄像头模组板采集，并把采集到的伴随着眼震状态的眼球影像信号经过 控制主板相应的部件处理，处理结果(包括带有瞳孔中心定位标记的眼球影像和实时眼震 分析数据的曲线图)分别通过Android系统绘图并反馈到屏幕的两侧。同时，Android系统 调用位置传感器系统的数据信号，用人头3D头像来表示此时患者头部方位，并呈现到屏幕 中间，这些信息供医生或相关人士检测诊断参考。检测诊断完毕后，检测诊断的数据(包括 眼震影像和眼震曲线坐标数据等）都会存储到外部存储器，以供诊断参考和统计治疗。 [0011] 本发明相对现有技术具有以下特点和效果： 1、 本发明利用半反半透镜的物理性质，延长虹膜在半反半透镜中虚拟像到摄像头的距 离，以满足摄像头焦距的要求，实现了摄像头在近距离拍摄时可自动对焦、准确对焦、快速 对焦的功能，保证了影像采集的质量； 2、 本发明采用瞳孔中心定位算法具有效率高，精度高等特点，能够对每一帧图像进行 快速，精确地瞳孔中心定位，眼震分析数据实时准确，并以坐标曲线（X轴为时间，y轴包括 瞳孔相对于视频影像左下角的X坐标，y坐标和瞳孔旋转曲线）的格式体现，理论数据更精 确，检测诊断依据更可靠； 3、 本发明采用眼罩的佩戴方式，尺寸，重量符合人体头部几何学，舒适度高；用弹性宽 带将诊断装置固定在人的头部，在体位姿态发生变化时，诊断装置不会出现明显震颤； 4、 本发明在诊断过程中，通过语音系统及时提醒操作或操作异常报警，以利于瞳孔定 位数据的生成，确保检测诊断的准确性； 5、 本发明利用外部存储器对患者诊断的数据进行保存，而且被保存的数据可以再现患 者的诊断过程，方便疾病诊断和病情分析以及病情改善分析，有利于统计治疗。
[0012] 6、本发明将红外光源模组板，控制主板，摄像头模组板，屏幕模组板四个部分通过 插拔键连接成一体并固定在眼罩上，体积小、重量轻、结构紧凑，集成度高，成本低，不仅实 现了采集装置的模块化，而且使其具有很好的可移植性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本发明的结构示意图。
[0014] 图2是本发明红外光源模组板的结构示意图。
[0015] 图3是本发明使用状态图。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图对本发明眼罩式眩晕检测仪的结构和工作原理做进一步说明。
[0017] 参照图1，一种眼罩式眩晕检测仪，包括带有弹性紧固带的眼罩1及安装在眼罩上 的眩晕检测装置。其中眩晕检测装置采用模块的设计方式，按照距离眼睛由近及远(按眼罩 由里向外）依次为红外光源模组板5,控制主板4,摄像头模组板3,屏幕模组板2,四个部分 结构上通过插拔键来连接，功能上通过各种传输线及电路来连接。其中摄像头模组和红外 光源模组组成眼震视频图像获取装置，摄像头模组和红外光源模组通过控制主板上的开孔 相隔位式放置，以便在最小的空间内近距离高清呈像。屏幕位于诊断装置的最外层，用于人 机交互。整个装置大小，重量符合人体头部几何学，具有很好的舒适度和人性化体验。
[0018] 红外光源模组5板包括光源模组板基板5-4,嵌在光源模组基板中间部位圆孔内 的半反半透镜5-1，固定设在半反半透镜5-1周围的红外光源5-2及电阻5-3,红外光源5-2 及电阻5-3通过导线与焊盘5-5与控制主板4连接(参照图2)。为了使得红外光均匀的照 射在眼球上，有利于瞳孔定位数据的生成，红外光源5-2及电阻5-3交替均匀布置在半反半 透镜5-1的外周。在红外光源模组基板5-4上还设置有闪光灯5-6,在光线较暗的条件下对 眼球进行图像采集时，闪光灯可起到补光作用。
[0019] 摄像头模组板3包括摄像头模组基板及安装在摄像头模组基板上的影像头，该摄 像头通过摄像头信号接口电路的传输引脚与控制主板4连接；在控制主板4上设置有与半 反半透镜5-1相对应的圆孔，影像头与半反半透镜通过该圆孔相对应，并且影像头与半反 半透镜的中心在同一轴线上(参照图1)。
[0020] 屏幕模组板2通过传输线与控制主板4连接。屏幕模组板包括显示屏及与操作系 统连接的操作键(包括触摸式操作键和按压式操作键)。操作键的作用是用户对眩晕急诊检 测设备进行按键操作。通过操作键，相应的操作信号经传输线会经过主板的微处理器MPU 处理，并将处理后的结果信号经传输线反馈给屏幕，屏幕会呈现用户的操作。屏幕上还设计 有开关按钮，用于开启和关闭整个装置系统。
[0021] 控制主板4包括微处理器，驱动系统，操作系统、位置传感器及外部存储器，且微 处理器通过传输线与驱动系统，操作系统、位置传感器、外部存储器连接；其中驱动系统包 括摄像头驱动系统，屏幕驱动系统，位置传感器驱动系统、外部存储器读写驱动；驱动系统 对相应硬件的状态或数据进行读写操作，使各部件工作；操作系统包括带有瞳孔中心定位 标记的眼球影像呈现，实时眼震曲线绘制，用户操作命令的输入和输出以及检测过程中与 用户交互的各种操作；位置传感器获取检测仪所在三维空间的X，y，Z坐标，并将数据传输 给微处理器，微处理器把这些数据处理转换成三维空间的水平和垂直角度，并绘制被测者 头部3D模型，再经数据线反映到屏幕模组办的屏幕上；微处理器将摄像头模组板获取的影 像信号进行处理，处理后的结果包括两部分：一部分是将原来的眼球影像带上瞳孔中心定 位标记，另一部分是以眼球影像左下角为坐标，获得瞳孔中心的坐标，并以曲线的方式表示 出来。这两部分结果经传输线，反映到屏幕上。
[0022] 根据眩晕疾病患者的头部在不同体位姿态下会出现不自主眼震的症状，本发明在 使用语音装置提示，让患者头部处于正确的方位，并通过红外光源产生的红外光照射在眼 球表面，同时摄像头模组获取眼震视频图像，并将获取的视频图像信号经控制主板处理，绘 出关键视频帧瞳孔中心标记和眼震曲线图，并由屏幕呈现，供医生或专业人士作为疾病诊 断依据。
【权利要求】
1. 一种眼罩式眩晕检测仪，包括带有弹性紧固带的眼罩（1)及安装在眼罩（1)上的眩 晕检测装置，其特征在于：所述眩晕检测装置包括按眼罩由里向外依次设置的红外光源模 组板（5)，控制主板（4)，摄像头模组板（3)，屏幕模组板（2)四个部分，且四部分通过插拔键 连接成一体并固定在眼罩上； 所述红外光源模组板包括光源模组板基板（5-4)，嵌在光源模组基板中间部位圆孔内 的半反半透镜（5-1 )，固定设在半反半透镜（5-1)周围的红外光源（5-2)及电阻（5-3)，红外 光源（5-2)及电阻（5-3)通过导线与焊盘（5-5)与控制主板（4)连接； 所述摄像头模组板（3)包括摄像头模组基板及安装在摄像头模组基板上的影像头，所 述摄像头通过摄像头信号接口电路的传输引脚与控制主板（4)连接； 所述屏幕模组板（2)通过传输线与控制主板（4)连接； 所述控制主板（4)上设置有与半反半透镜（5-1)相对应的圆孔，影像头与半反半透镜 通过该圆孔相对应，且该影像头与半反半透镜的中心在同一轴线上； 所述控制主板包括微处理器，驱动系统，操作系统、位置传感器及外部存储器，且微处 理器通过传输线与驱动系统，操作系统、位置传感器、外部存储器连接；其中驱动系统包括 摄像头驱动系统，屏幕驱动系统，位置传感器驱动系统、外部存储器读写驱动；驱动系统对 相应硬件的状态或数据进行读写操作，使各部件工作；操作系统包括带有瞳孔中心定位标 记的眼球影像呈现，实时眼震曲线绘制，用户操作命令的输入和输出以及检测过程中与用 户交互的各种操作；位置传感器获取检测仪所在三维空间的X，y，z坐标，并将数据传输给 微处理器，微处理器把这些数据处理转换成三维空间的水平和垂直角度，并绘制被测者头 部3D模型，再经数据线反映到屏幕上；微处理器将摄像头模组板获取的影像信号进行处 理，得到带有瞳孔中心定位标记的眼球影像和眼震曲线图，并将结果反映到屏幕；外部存储 器存储检测过程中的数据。
2. 如权利要求1所述一种眼罩式眩晕检测仪，其特征在于：所述红外光源模组板上，电 阻与红外光源交替均匀布置在半反半透镜的外周。
3. 如权利要求1所述一种眼罩式眩晕检测仪，其特征在于：所述红外光源模组板上还 设置有闪光灯（5-6)。
4. 如权利要求1所述一种眼罩式眩晕检测仪，其特征在于：所控制主板还包括与微处 理器连接的语音系统。
5. 如权利要求1所述一种眼罩式眩晕检测仪，其特征在于：所述屏幕模组板（2)包括显 示屏及与操作系统连接的操作键。
6. 如权利要求1所述一种眼罩式眩晕检测仪，其特征在于：所述操作系统为Android 操作系统。
【文档编号】A61B5/00GK104146684SQ201410287837
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】屈志毅, 黄锐, 屈寅弘, 赵勇, 林宇辉, 于振东, 赵宇峰, 张睿骁 申请人:兰州大学