模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法及系统与流程

本发明涉及医疗，特别涉及一种模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法、系统、可读存储介质及电子设备。

背景技术：

1、近视是指人眼在调节放松的状态下,平行光线经眼屈光系统的折射后焦点落在视网膜之前的屈光状态。根据世界卫生组织发布的《世界视觉报告》，到2020年，全球近视患者约有26亿人，从2015年的统计数据中可以发现，3.12亿患者年龄小于19岁。硬性角膜接触镜(rigid gas permeable contact lens,rgp)是屈光不正的矫正方法之一，主要包括日戴型rgp和夜戴型角膜塑形镜。其材料透氧性高，光学性能好，日戴rgp对高度角膜散光、圆锥角膜等都有良好的矫正效果，夜戴角膜塑形镜有助于提升日间裸眼视力，对减缓青少年眼轴增长速度也有促进作用。

2、硬性角膜接触镜需要根据患者的角膜形态进行定制，是一种患者匹配医疗器械，因此硬性角膜接触镜的验配需要由医疗机构的专业视光师或医生等操作。正确的验配不仅可以获得清晰的视力，提升佩戴舒适性，还可以提高安全性，避免一些并发症的发生。

3、对患者的眼部参数进行精确测定、了解角膜的形态是验配的基础，主要包括使用角膜地形图测量角膜曲率、直径等，以此作为选择镜片参数的依据。目前，确定最终取片参数最常用的方法为试戴镜验配法，镜片厂家提供多套不同参数的试戴片，验配师从中挑选出与患者角膜参数最接近的镜片为患者进行试戴。戴镜后，用荧光素钠眼科测试纸对眼表泪液进行染色，在裂隙灯显微镜下用钴蓝光照明观察，可以发现镜片与角膜间的泪液呈绿色。通过观察泪液分布状态、镜片与角膜的接触部位、程度和范围，可判断该镜片的配适情况。若判断该镜片配适较差，则根据上一片的配适结果更换不同参数的试戴片，直至找到配适最佳的镜片。然而，佩戴不合适的镜片会增加角膜受损的风险，长时间的试戴也会影响患者的接受度、配合度；且对于角膜塑形镜，即使是短时间的试戴，也会对角膜产生一定的塑形作用，影响下一副镜片的效果。不同设计的镜片，其验配规律也不同，所以应尽可能减少试戴的片数，提升验配效率，而这一过程对验配师的经验要求较高；若试戴片清洁不当，会存在因多人试戴同一片镜片而引发个体间交叉感染的风险，因此，需要一种软件验配法来替代多次试戴验配，提高佩戴的成功率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法及系统，以避免验配硬性接触镜时试戴镜片或减少验配硬性接触镜时镜片试戴的次数。

2、为解决上述技术问题，本发明提供的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法，包括：

3、获取角膜形态数据，所述角膜形态数据包括多个同心环上各测量点的矢高及径向距离；

4、对所述角膜形态数据各径向上的缺失数据进行填补，根据各径向上的多个所述同心环的测量点的矢高及径向距离进行拟合，得到矢高关于径向距离的函数关系式；

5、获取径向距离集，所述径向距离集包括角膜的最大径向距离值、多个不同的中间径向距离值以及零值，并将所述径向距离集中的各径向距离值分别代入所述函数关系式，计算得到角膜矢高集；

6、根据镜片参数及所述径向距离集计算硬性接触镜的镜片矢高集；

7、根据所述角膜矢高集和所述镜片矢高集计算角膜前表面和硬性接触镜的矢高差集，并基于计算结果获取角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度；以及，

8、根据所述泪液厚度模拟佩戴硬性接触镜之后眼部的荧光染色状态。

9、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，所述根据所述角膜矢高集和所述镜片矢高集计算角膜前表面和硬性接触镜的矢高差集，并基于计算结果获取角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度的方法包括：

10、建立以矢高作为纵坐标、径向距离作为横坐标的坐标系，将所述角膜矢高集和所述镜片矢高集中的各数值置于所述坐标系中，且所述角膜矢高集和所述镜片矢高集共享坐标原点；

11、计算所述径向距离集中对应各径向距离值的角膜矢高与镜片矢高的矢高差；

12、若所有径向距离值对应的矢高差中的最小值δsagmin等于0，则将各径向距离值对应的矢高差δsag1作为对应径向距离值所处同心环上角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度；

13、若存在至少一个径向距离值对应的矢高差δsag2小于0，则将δsag2+|δsagmin|作为对应径向距离值所处同心环上角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度。

14、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，利用一维线性插值处理方法对所述角膜形态数据各径向上的缺失数据进行填补。

15、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，所述根据所述泪液厚度模拟佩戴硬性接触镜之后眼部的荧光染色状态包括：

16、将泪液厚度关于径向距离的关系以图像形式表示，利用图像颜色的深浅表征泪液厚度大小，图像颜色越深表示泪液厚度越小。

17、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，所述径向距离集中各不同值的径向距离值按固定步长变化。

18、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，利用以下多项式对同一径向上的多个所述同心环的测量点的矢高及径向距离进行拟合：

19、f(r)＝anrn+an-1rn-1+an-2rn-2+…+a1r+a0

20、其中，an，an-1，…，a为多项式系数，n为项数，r表示径向距离，f(r)表示矢高。

21、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法中，利用以下非球面公式对同一径向上的多个所述同心环的测量点的矢高及径向距离进行拟合：

22、

23、其中，c为顶点曲率，r为径向距离，k为非球面系数，反映曲线与球面的偏差，b、c为高阶项系数，g(r)表示矢高。

24、基于同一思想，本发明提供的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的系统，包括：

25、数据获取模块，所述数据获取模块用于获取角膜形态数据，所述角膜形态数据包括多个同心环上各测量点的矢高及径向距离；

26、数据处理模块，所述数据处理模块用于对所述角膜形态数据各径向上的缺失数据进行填补，根据各径向上的多个所述同心环的测量点的矢高及径向距离进行拟合，得到矢高关于径向距离的函数关系式；

27、数据拟合模块，所述数据拟合模块用于获取径向距离集，所述径向距离集包括角膜的最大径向距离值、多个不同的中间径向距离值以及零值，并将所述径向距离集中的各径向距离值分别代入所述函数关系式，计算得到角膜矢高集；

28、计算模块，所述计算模块用于根据镜片参数及所述径向距离集计算硬性接触镜的镜片矢高集，以及用于根据所述角膜矢高集和所述镜片矢高集计算角膜前表面和硬性接触镜的矢高差集，并基于计算结果获取角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度；以及，

29、图像处理模块，所述图像处理模块用于根据所述泪液厚度模拟佩戴硬性接触镜之后眼部的荧光染色状态。

30、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的系统中，所述计算模块根据所述角膜矢高集和所述镜片矢高集计算角膜前表面和硬性接触镜的矢高差集，并基于计算结果获取角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度包括：

31、建立以矢高作为纵坐标、径向距离作为横坐标的坐标系，将所述角膜矢高集和所述镜片矢高集中的各数值置于所述坐标系中，且所述角膜矢高集和所述镜片矢高集共享坐标原点；

32、计算所述径向距离集中对应各径向距离值的角膜矢高与镜片矢高的矢高差；

33、若所有径向距离值对应的矢高差中的最小值δsagmin等于0，则将各径向距离值对应的矢高差δsag1作为对应径向距离值所处同心环上角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度；

34、若存在至少一个径向距离值对应的矢高差δsag2小于0，则将δsag2+|δsagmin|作为对应径向距离值所处同心环上角膜前表面与镜片后表面之间的泪液厚度。

35、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的系统中，所述图像处理模块根据所述泪液厚度模拟佩戴硬性接触镜之后眼部的荧光染色状态包括：

36、将泪液厚度关于径向距离的关系以图像形式表示，利用图像颜色的深浅表征泪液厚度大小，图像颜色越深表示泪液厚度越小。

37、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的系统中，还包括：

38、交互模块，所述交互模块用于显示所述图像处理模块模拟的泪液厚度差于径向距离的关系的图像，当所述图像上任意一点被点击时，被点击处显示对应泪液厚度。

39、可选的，在所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的系统中，，所述径向距离集中各不同值的径向距离值按固定步长变化。

40、本发明还提供一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如上所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法。

41、本发明还提供一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器运行时，执行如上所述的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法。

42、综上所述，本发明提供的模拟佩戴硬性接触镜后的眼部荧光染色状态的方法、系统、可读存储介质及电子设备，首先，对获取的角膜形态数据各径向上的缺失数据进行填补，并对各径向上的数据进行拟合，剔除原数据中偏差过大的数据点，完整、真实地还原了角膜的形态，其次，通过计算镜片与角膜之间的矢高差，确保镜片与角膜有一个或一个以上的接触点，模拟镜片戴在角膜上的真实情况，最后，用图像的方式直观展示结果，使得验配师可以根据图像来判断接触镜的配适情况，帮助确定该患者最终的取片参数。与现有技术相比，具有如下有益效果：

43、(1)无需试戴硬性接触镜即可看到戴镜后的配适情况，便于为不同患者确定取片的参数处方，有助于提高验配成功率；

44、(2)有助于免除或减少试戴，减少不合适的镜片对人眼造成伤害的风险；

45、(3)短时间内多次试戴会使角膜形态发生改变，进而影响后续镜片是否适合的判断，本发明基于原始角膜形态进行仿真，不受前序试戴的干扰；

46、(4)无需使用试戴片试戴，可避免因试戴片清洁不当引发的个体间交叉感染，更加干净卫生。