适用于婴幼儿的手持式角膜地形图成像仪

东北大学（秦皇岛）

全禹臣，陈思佳，陈悦江，张雨珂

1 作品介绍

角膜地形图是研究角膜前表面形态的定量分析手段。角膜地形图可用于诊断角膜散光及定量分析角膜性状，还可用于角膜屈光手术的术前检查、术后疗效评价及角膜移植手术。

目前最常用的角膜地形图仪主要由Placido盘投射系统、实时图像检测系统和计算机图像处理系统组成，最终以数据或图像的形式呈现。角膜地形图仪具有测量范围广、精确度高等优点。但其测量过程繁琐，使用不便，尤其对于不能保持固定姿势配合测量的婴幼儿而言，获得准确的角膜地形图十分困难。

针对以上问题，我们提出了一种基于双目视觉的方法测量角膜地形图，并根据其特性，设计了手持式角膜地形图仪，用以有效解决原有装置无法精确获取婴幼儿角膜地形图的问题。

2 工作原理

该角膜地形图仪通过特殊的投影光源，将光斑投射在眼球上，此刻双目相机同时拍摄眼球图像。左、右相机拍摄的眼球图像将传输至控制单元，通过算法复原出每个点的空间坐标。将空间坐标做进一步处理得到角膜地形图，在屏幕上显示。通过无线传输，还可以将手持端生成的结果上传至服务器。接线原理如图1所示，工作流程如图2所示。

图1 接线原理

图2 工作流程

3 创新点

（1）操作简单，对检测人员并无较高要求，检测人员仅需将手持端对向待检测人员的眼睛且保持在一定距离范围内即可，采样获得角膜地形图。

（2）采集时间极短，更方便对婴幼儿的角膜进行检测。

（3）本产品硬件成本极低。

（4）Placido盘等检测方法容易受眼框高度及眼球内陷等情况影响，而本产品没有此类限制。

4 发展前景

适用于婴幼儿的手持式角膜地形成像仪突破了现有角膜地形图仪在测量过程中存在的瓶颈，研发生产出测量更便捷、检测更精确、成像更快速的手持式角膜地形成像仪。随着电脑端AI智能眼部疾病识别系统的完善，眼角膜地形图将根据不同病人的角膜特征表现出不同的特点。

产品发展后期，将推出一系列相关手机APP和共享角膜地形成像仪配套小程序。

建立完善的角膜地形图获取软件，包含角膜地形图检测系统、角膜地形图分析系统、病理分析生成系统及工作交流系统。

5 应用前景

随着医学的发展，角膜形态测量已成为眼视光学研究和临床应用的重要组成部分，但对于普通角膜地形图仪难以测量的群体，眼部健康的诊治问题难以解决。

本产品可用于对普通角膜地形图仪无法诊断的婴幼儿等群体进行筛查诊断，且其核心成像技术也可迁移到其他领域，如其他病灶表面形态的测量等。