適用于嬰幼兒的手持式角膜地形圖成像儀

東北大學（秦皇島）

全禹臣，陳思佳，陳悅江，張雨珂

1 作品介紹

角膜地形圖是研究角膜前表面形態的定量分析手段。角膜地形圖可用于診斷角膜散光及定量分析角膜性狀，還可用于角膜屈光手術的術前檢查、術后療效評價及角膜移植手術。

目前最常用的角膜地形圖儀主要由Placido盤投射系統、實時圖像檢測系統和計算機圖像處理系統組成，最終以數據或圖像的形式呈現。角膜地形圖儀具有測量范圍廣、精確度高等優點。但其測量過程繁瑣，使用不便，尤其對于不能保持固定姿勢配合測量的嬰幼兒而言，獲得準確的角膜地形圖十分困難。

針對以上問題，我們提出了一種基于雙目視覺的方法測量角膜地形圖，并根據其特性，設計了手持式角膜地形圖儀，用以有效解決原有裝置無法精確獲取嬰幼兒角膜地形圖的問題。

2 工作原理

該角膜地形圖儀通過特殊的投影光源，將光斑投射在眼球上，此刻雙目相機同時拍攝眼球圖像。左、右相機拍攝的眼球圖像將傳輸至控制單元，通過算法復原出每個點的空間坐標。將空間坐標做進一步處理得到角膜地形圖，在屏幕上顯示。通過無線傳輸，還可以將手持端生成的結果上傳至服務器。接線原理如圖1所示，工作流程如圖2所示。

圖1 接線原理

圖2 工作流程

3 創新點

（1）操作簡單，對檢測人員并無較高要求，檢測人員僅需將手持端對向待檢測人員的眼睛且保持在一定距離范圍內即可，采樣獲得角膜地形圖。

（2）采集時間極短，更方便對嬰幼兒的角膜進行檢測。

（3）本產品硬件成本極低。

（4）Placido盤等檢測方法容易受眼框高度及眼球內陷等情況影響，而本產品沒有此類限制。

4 發展前景

適用于嬰幼兒的手持式角膜地形成像儀突破了現有角膜地形圖儀在測量過程中存在的瓶頸，研發生產出測量更便捷、檢測更精確、成像更快速的手持式角膜地形成像儀。隨著電腦端AI智能眼部疾病識別系統的完善，眼角膜地形圖將根據不同病人的角膜特征表現出不同的特點。

產品發展后期，將推出一系列相關手機APP和共享角膜地形成像儀配套小程序。

建立完善的角膜地形圖獲取軟件，包含角膜地形圖檢測系統、角膜地形圖分析系統、病理分析生成系統及工作交流系統。

5 應用前景

隨著醫學的發展，角膜形態測量已成為眼視光學研究和臨床應用的重要組成部分，但對于普通角膜地形圖儀難以測量的群體，眼部健康的診治問題難以解決。

本產品可用于對普通角膜地形圖儀無法診斷的嬰幼兒等群體進行篩查診斷，且其核心成像技術也可遷移到其他領域，如其他病灶表面形態的測量等。