一种可调人眼模型装置及其人眼内外压力算法的制作方法

本发明涉及非接触式可调眼压计校准用模拟人眼装置相关，尤其是指一种可调人眼模型装置及其人眼内外压力算法。

背景技术：

1、在过去几十年中，眼部疾病的高复发率引起了人们的广泛关注。眼压监测成为了提前预防眼部疾病的有效途径。非接触式眼压计测量眼压时不与角膜接触，降低角膜损伤和感染的机会，具有操作便捷，非专业医务人员也可以操作等优势，因此成为临床上眼压测量的首选。但国内外目前没有统一标准的非接触眼压量值的计量和溯源的检定装置。

2、这几年国内有类似的可调模拟眼压，但由于不能长时间稳定不漏气导致存在时效性不高的问题，同时因无法实时得到模拟眼球内的气压值而导致使用不方便。

技术实现思路

1、本发明是为了克服现有技术中模拟眼压装置无法实时得到模拟眼球内的气压值而导致使用不方便的不足，提供了一种能实时得到模拟眼球内气压值的可调人眼模型装置及其人眼内外压力算法。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、一种可调人眼模型装置，它包括箱体、pcb板和oled显示屏，所述箱体的一端设有人眼模型，所述箱体的另一端设有密封螺钉，所述密封螺钉与箱体螺纹连接，所述箱体的侧壁上设有压力传感器，所述箱体分别与人眼模型、密封螺钉和压力传感器密封连接而使其内部形成一个密闭的腔体，所述pcb板与箱体的外侧壁连接，所述oled显示屏与pcb板连接，所述oled显示屏和压力传感器均与pcb板电连接，所述pcb板上设有cpu板，所述cpu板与pcb板电连接。

4、所述箱体的一端设有人眼模型，所述箱体的另一端设有密封螺钉，所述密封螺钉与箱体螺纹连接，所述箱体的侧壁上设有压力传感器，所述箱体分别与人眼模型、密封螺钉和压力传感器密封连接而使其内部形成一个密闭的腔体，所述pcb板与箱体的外侧壁连接，所述oled显示屏与pcb板连接，所述oled显示屏和压力传感器均与pcb板电连接，所述pcb板上设有cpu板，所述cpu板与pcb板电连接。本装置通过旋转密封螺钉，通过密封螺钉在腔体内的伸缩动作来调节密闭腔体的体积，以此来控制压力值，从而实现压力可调，压力传感器检测腔体内部压力并通过pcb板上的cpu板处理后实时显示于oled显示屏，从而达到了能实时得到模拟眼球内气压值的目的，由于箱体分别与人眼模型、密封螺钉和压力传感器密封连接，从而使得腔体得到了良好的密封效果，有利于长时间保持压力的稳定性，波动性小。

5、作为优选，所述密封螺钉包括螺纹柱，所述螺纹柱的一端设有帽体，所述螺纹柱的另一端设有柱体，所述帽体与柱体均与螺纹柱固定连接且形成一体，所述柱体与螺纹柱的连接处设有环形调节槽，所述箱体的端部设有与螺纹柱相匹配的螺纹槽，所述螺纹柱与螺纹槽螺纹连接，所述帽体位于螺纹槽的开口端外，所述螺纹槽的底部设有与环形调节槽相匹配的通孔一，所述柱体贯穿通孔一后位于腔体内。本发明中人眼模型上的角膜为生物高分子材料，涉及生物材料学和薄膜技术；环形调节槽与通孔一配合使得柱体在腔体内的伸缩行程受到一定的限制，从而使得压力可调节范围控制在0-60mmhg，利于对人眼模型上的角膜起到一定的保护作用。

6、作为优选，所述螺纹柱的侧壁上设有密封槽一，所述密封槽一内设有密封圈一，所述螺纹柱通过密封圈一与螺纹槽密封连接，有利于保证腔体密封性的同时利于保证防水。

7、作为优选，所述人眼模型包括管体，所述管体的一端内设有模拟人眼本体，所述模拟人眼本体与管体固定连接，所述管体的另一端设有翻边，所述管体与翻边固定连接且形成一体，所述箱体的端部设有与翻边相匹配的安装槽，所述管体通过翻边与安装槽可拆卸连接，所述安装槽的底部设有密封槽二和与管体内部相连通的通孔二，所述密封槽二内设有密封圈二，所述通孔二位于密封圈二内，所述翻边的一侧通过密封圈二与安装槽密封连接，所述管体位于翻边相对应的另一侧。管体的设计利于人眼模型与腔体相连通，便于通过旋转密封螺钉，通过密封螺钉在腔体内的伸缩动作来调节密闭腔体的体积，以此来调节对人眼模型的压力，以得到模拟眼球内的气压值；同时密封圈二有利于保证翻边与安装槽底部之间的防水性以及腔体的密封性。

8、作为优选，所述管体的外侧壁上套设有压板，所述压板的一侧靠近翻边，所述压板相对应的另一侧远离翻边，所述压板靠近翻边的一侧上设有与安装槽开口端内部相匹配的凸板，所述凸板的一侧与压板固定连接且形成一体，所述凸板相对应的另一侧设有密封槽三，所述密封槽三内设有密封圈三，所述凸板通过密封圈三与翻边密封连接，所述压板的边缘设有若干颗均匀分布的螺栓，所述凸板位于若干颗螺栓所构成的环形结构内，所述箱体上设有若干个与螺栓相对应的螺纹孔，所述压板通过若干颗螺栓与若干个螺纹孔一一相匹配可拆卸安装于箱体的端部上。安装人眼模型时，先将翻边嵌入安装槽内，然后将带有密封圈三的压板套设于管体上并压紧翻边，并锁紧螺栓，安装拆卸方便快捷，且使得人眼模型与箱体之间得到双重密封，提高了翻边与安装槽底部之间的防水性以及腔体的密封性。

9、作为优选，所述箱体的侧壁上设有与压力传感器相匹配的通孔三，所述压力传感器的一侧通过通孔三与箱体密封连接，所述压力传感器相对应的另一侧与pcb板的一侧连接，所述cpu板与pcb板相对应的另一侧连接，所述cpu板位于pcb板和oled显示屏之间，所述cpu板的边缘设有usb插口。这样设计无需布线，使得整个装置更加简洁，且利于降低故障率，延长使用寿命。

10、本发明还提供了一种可调人眼模型装置进行人眼内外压力算法，包括以下步骤：

11、步骤一，在同一时刻，使用金标准眼压计获得标定眼压值a，使用可调人眼模型装置获得压力b；

12、步骤二，对数据b进行卡尔曼滤波处理，去除噪音波动，有利于数据本身更加的稳定可靠；

13、步骤三，获得多组数据后，分析对比拟合成转换函数f(x) = k’x + b’；

14、步骤四，将可调人眼模型装置获得的压力值带入转换函数中，即可推出眼压计实际可测得的眼压值a’，并将a’显示在oled显示屏上。

15、压力传感器检测腔体内部的压力并通过pcb板上的cpu板处理后计算得到实际测得的眼压值，并实时显示于oled显示屏，从而达到了能实时得到模拟眼球内气压值的目的，且便于将内部压力转换为外部实际可测得的压力值，方便快捷。

16、作为优选，在步骤三中，拟合形成转换函数的具体过程为：

17、步骤a，设转换公式为f(x)=kx+b，随机初始化参数k和b，k为比例系数，b为偏置系数；

18、步骤b，使用金标准眼压计多次测量获得标定眼压值为an，使用可调人眼模型装置多次测量获得的压力值为bn，n为测量次数；

19、步骤c，将bn数据带入转换公式得f(bn) = k * bn + b，将f(bn)与an数据作比较求loss = an-f(bn)；

20、步骤d，采用梯度下降法求得loss导数绝对值的最小值，即可得到参数k和b，记作k’和b’，最终得到转换公式为f(x) = k’x + b’。

21、梯度下降法为现有技术，对于一个线性函数f(x)=kx+b而言，梯度就是导数，往梯度的反方向按一定的步伐找可以找到函数的最小值。

22、作为优选，设可调人眼模型装置获得的压力值为b’，则实际眼压为a’=f(b’) = k’b’ + b’。

23、作为优选，在步骤二中，对数据b进行卡尔曼滤波处理的具体步骤如下：

24、步骤a，根据前n次测得的数据得到分布规律公式，并根据公式计算得出第n+1次的数据c；

25、步骤b，第n+1次实际测得的数据为c’；

26、步骤d，根据数据c与c’得到第n+1次的修正数据为c；

27、步骤e，将前n+1次的所有数据继续参与循环得到新的分布规律公式，并通过该公式计算下一个数据，重复上述步骤，修正后再循环整个过程。

28、本发明的有益效果是：能实时得到模拟眼球内气压值的目的；腔体的密封效果好，有利于长时间保持压力的稳定性，波动性小；利于保证防水；人眼模型的安装拆卸方便快捷；无需布线，使得整个装置更加简洁，且利于降低故障率，延长使用寿命；便于将内部压力转换为外部实际可测得的压力值，方便快捷。