一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法

摘要

本发明公开了一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法，第一步、原件准备：准备基本原件所准备的基本原件为电脑PC、CMOS相机、光谱仪、宽带光源、光纤耦合器、两个准直镜、两个聚焦物镜和反射镜，第二步、系统搭建：将第一步、原件准备中所备好的原器件按照图1所示的系统整体框图搭建成测量系统，第三步、搭建分类：将反射镜所在的一组聚焦物镜以及准直镜标记为参考臂，随后将单独的一组聚焦物镜以及准直镜标记为样品臂，本发明加强对近视人群的脉络膜厚度测量和比较等方面的病情监管，对于减少近视性眼底病变的发生以及由此造成的视功能影响，具有一定的现实意义。

说明书

技术领域

本发明涉及近视技术领域，具体为一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法。

背景技术

近视，中医病名。是眼在调节松弛状态下，平行光线经眼的屈光系统的折射后焦点落在视网膜之前。古代医籍对本病早有认识，称为目不能远视，又名能近怯远症，至《目经大成》始称近视。由先天生成，近视程度较高者又称近觑。近视的发生与遗传、发育、环境等诸多因素有关。

而在目前的近视度数测量中往往没有顾忌到近视患者的脉络膜，而脉络膜在眼球中也起着至关重要的作用，脉络膜含有丰富的血管组织，对外层视网膜供氧，并起到温度调节的作用，分泌多种生长因子，调控血管和巩膜的生长，脉络膜厚度的变化可引起视网膜位置的变动。脉络膜可能在眼球的正视化过程中扮演重要角色，在生长发育过程中对近视或者远视进行校正调控。变薄的脉络膜会导致脉络膜血液循环受损，不能满足视网膜色素上皮、神经上皮外层的营养需求。随着我国近视发病率的攀升，近视的人数会不断增加，加强对这部分人群的脉络膜厚度测量和比较等方面的病情监管，对于减少近视性眼底病变的发生以及由此造成的视功能影响，具有一定的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法，具体步骤如下：

第一步、原件准备：准备基本原件所准备的基本原件为电脑PC、CMOS相机、光谱仪、宽带光源、光纤耦合器、两个准直镜、两个聚焦物镜和反射镜；

第二步、系统搭建：将第一步、原件准备中所备好的原器件按照图1所示的系统整体框图搭建成测量系统；

第三步、搭建分类：将反射镜所在的一组聚焦物镜以及准直镜标记为参考臂，随后将单独的一组聚焦物镜以及准直镜标记为样品臂；

第四步、眼球测量：测量时将测量者的眼球对准样品臂的聚焦物镜即可，随后通过宽带光源发出光束，即可对测量者的眼球进行测量，随即即可通过电脑PC对进行判断是否近视。

优选的，所述第一步、原件准备中所准备的原件中，其光源器件宽带光源的型号是SN:1087609,光源的带宽为48.9nm，中心波长为839.7nm，入射功率为18mw，光纤耦合器是50/50光纤耦合器，样品臂与参考臂中聚焦物镜的焦距为17mm，结构规格为4.5mm、12mm、12mm，分别对应厚度、高度与宽。

优选的，所述第四步、眼球测量中电脑PC的判断公式为；

系统复电形式为：

（3-1）

这里，

（3-2）

每个反射都以其电场反射为特征的

（3-3）

其中

对于离散反射器的例子，从参考臂和样品臂返回后入射到分束器上的场分别由下列两式给出

（3-4）

（3-5）

返回的场在再次通过分束器时功率减半，并干扰平方律探测器，该探测器产生的光电流与入射到其上的场的总和的平方成比例，由下式给出

（3-6）

这里，

公式（3-7）中的幅度平方函数消除了取决于时间角频率

在公式（3-8）里，

并结合图说明。在公式（3-9）中，

在公式（3-10）中，

使用欧拉规则简化公式（3-2），生成检测电流的实际结果作为波数的函数，通常称为“光谱干涉图”，于是我们有下列公式

（3-11）

公式（3-8）中的结果包含三个不同的组成部分：1.与探测器电流无关的和与路径长度无关的偏移，由光源波数谱进行缩放，其幅度与参考镜的功率反射率加上样本反射率之和成比例。该项通常称为“常数”或“DC”分量。如果参考反射率之和成比例，则这是检测电流的最大分量。2.每个样品反射器的“互相关”分量，取决于光源波数和参考臂与样品反射器之间的光程差，这是OCT成像的理想组件。由于这些分量与样品反射率的平方根成比例，因此它们通常小于DC分量。然而，平方根的依属代表了直接检测样品反射的重要对数增益因子。3.表示不同样本反射器之间发生的干扰的“自相关”项在典型的OCT系统设计中表现为伪像（例外情况发生在共路系统设计中，其中自相关分量代表所需信号）。由于自相关项线性地依属于样本反射的功率反射率，因此减少自相关伪像的主要方法是选择适当的参考反射率，使得自相关项与DC和干涉相比较小。

利用上述来对公式（3-11）进行比较直观的理解，以及不同源光源和不同数量的样品反射器及其分布对其的影响。对于单个反射器，仅存在DC和单个干涉测量项，并且源光谱由简单的余弦调制器调制，其周期与样本和参考反射器之间的距离成比例。此外，光谱调制的幅度或光谱条纹的“可见度”与样品反射器的振幅反射率

优选的，所述第四步、眼球测量中，测量者的眼球需垂直对准样品臂的聚焦物镜，以减少测量误差。

优选的，所述第一步、原件准备中所选原件应品质正规，来源可靠，以防对测量造成误差。

优选的，所述第二步、系统搭建中将原器件按照图1所示的系统整体框图搭建成测量系统后，需要将装置除聚焦物镜以及电脑PC以外的所有原器件装入密闭壳体中，以防有额外的强烈光源影响装置的测量质量。

优选的，所述第一步、原件准备中COMS相机所选型号为e2v型CMOS相机，采集速度为120kHz。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过测量验证了近视人群的脉络膜厚度比正常人群的脉络膜厚度要薄一些，在此基础上也验证了近视人群脉络膜厚度和近视度数的相关性，随着我国近视发病率的攀升，近视的人数会不断增加，加强对这部分人群的脉络膜厚度测量和比较等方面的病情监管，对于减少近视性眼底病变的发生以及由此造成的视功能影响，具有一定的现实意义。

附图说明

图1为本发明一种预测近视眼程度的脉络膜测量系统搭建图；

图2为本发明一种预测近视眼程度的脉络膜测量眼球的局部横截面图像；

图3为本发明一种预测近视眼程度的脉络膜测量实验结构柱状图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：

一种预测近视眼程度的脉络膜测量方法，具体步骤如下：

第一步、原件准备：准备基本原件所准备的基本原件为电脑PC、CMOS相机、光谱仪、宽带光源、光纤耦合器、两个准直镜、两个聚焦物镜和反射镜；

第二步、系统搭建：将第一步、原件准备中所备好的原器件按照图1所示的系统整体框图搭建成测量系统；

第三步、搭建分类：将反射镜所在的一组聚焦物镜以及准直镜标记为参考臂，随后将单独的一组聚焦物镜以及准直镜标记为样品臂；

第四步、眼球测量：测量时将测量者的眼球对准样品臂的聚焦物镜即可，随后通过宽带光源发出光束，即可对测量者的眼球进行测量，随即即可通过电脑PC对进行判断是否近视。

所述第一步、原件准备中所准备的原件中，其光源器件宽带光源的型号是SN:1087609,光源的带宽为48.9nm，中心波长为839.7nm，入射功率为18mw，光纤耦合器是50/50光纤耦合器，样品臂与参考臂中聚焦物镜的焦距为17mm，结构规格为4.5mm、12mm、12mm，分别对应厚度、高度与宽。

所述第四步、眼球测量中电脑PC的判断公式为；

系统复电形式为：

（3-1）

这里，

（3-2）

每个反射都以其电场反射为特征的

（3-3）

其中

对于离散反射器的例子，从参考臂和样品臂返回后入射到分束器上的场分别由下列两式给出

（3-4）

（3-5）

返回的场在再次通过分束器时功率减半，并干扰平方律探测器，该探测器产生的光电流与入射到其上的场的总和的平方成比例，由下式给出

（3-6）

这里，

公式（3-7）中的幅度平方函数消除了取决于时间角频率

在公式（3-8）里，

并结合图说明。在公式（3-9）中，

在公式（3-10）中，

使用欧拉规则简化公式（3-2），生成检测电流的实际结果作为波数的函数，通常称为“光谱干涉图”，于是我们有下列公式

（3-11）

公式（3-8）中的结果包含三个不同的组成部分：1.与探测器电流无关的和与路径长度无关的偏移，由光源波数谱进行缩放，其幅度与参考镜的功率反射率加上样本反射率之和成比例。该项通常称为“常数”或“DC”分量。如果参考反射率之和成比例，则这是检测电流的最大分量。2.每个样品反射器的“互相关”分量，取决于光源波数和参考臂与样品反射器之间的光程差，这是OCT成像的理想组件。由于这些分量与样品反射率的平方根成比例，因此它们通常小于DC分量。然而，平方根的依属代表了直接检测样品反射的重要对数增益因子。3.表示不同样本反射器之间发生的干扰的“自相关”项在典型的OCT系统设计中表现为伪像（例外情况发生在共路系统设计中，其中自相关分量代表所需信号）。由于自相关项线性地依属于样本反射的功率反射率，因此减少自相关伪像的主要方法是选择适当的参考反射率，使得自相关项与DC和干涉相比较小。

利用上述来对公式（3-11）进行比较直观的理解，以及不同源光源和不同数量的样品反射器及其分布对其的影响。对于单个反射器，仅存在DC和单个干涉测量项，并且源光谱由简单的余弦调制器调制，其周期与样本和参考反射器之间的距离成比例。此外，光谱调制的幅度或光谱条纹的“可见度”与样品反射器的振幅反射率

所述第四步、眼球测量中，测量者的眼球需垂直对准样品臂的聚焦物镜，以减少测量误差，所述第一步、原件准备中所选原件应品质正规，来源可靠，以防对测量造成误差，所述第二步、系统搭建中将原器件按照图1所示的系统整体框图搭建成测量系统后，需要将装置除聚焦物镜以及电脑PC以外的所有原器件装入密闭壳体中，以防有额外的强烈光源影响装置的测量质量，所述第一步、原件准备中COMS相机所选型号为e2v型CMOS相机，采集速度为120kHz。

以下为本发明的测试例记录：

实验分三步进行：

第一步搭建系统，系统正常工作后，当人眼望向样品臂镜头的光标时，经过软件处理过后电脑上将会出现人眼球的局部横截面图像，如图2所示：

第二步数据测量，一共招募了10为志愿者，其中有4人视力正常，其余6人有不同程度的近视眼，每一位志愿者的左右眼都进行测量，测出20组数据即20张眼球脉络膜的图像。

第三步图像分析，在图像上找到脉络膜的位置，在其上选取八个测量点进行测量。每张图都进行三次测量，得到数据。如图2中所示，在图上手工选取8个等距的点，并标记出来，测量出长度，图上测量的数据与实际的脉络膜厚度的比例为8:1。

实验数据处理：

实验中使用SPSS软件进行统计分析。将所有数据采集出来后，可以得到一图一组三次实验共60组数据，先将求出每一组数据的平均值，并将每次实验的数据整合起来，再求平均，用柱状图形式初步直观的观察数据的特点。

其次，会进行正常人群和近视人群脉络膜厚度的比较，这里会使用到T检验。T检验主要用于样本含量较小（例如），总体标准差未知的正态分布，是用t分布理论来推论差异发生的概率，从而比较两个平均数的差异是否显著。使用SPSS软件分析后，观察其显著性的值即sig.值，当sig.值小于0.05时差异性显著。

最后，进行三次实验数据与相对应的近视度数进行相关性分析，因为近视度数与近视人群的脉络膜厚度是两种不同的变量，故这里使用肯德尔系数即kendall系数进行分析。将数据输入后，进行分析，可以得到kendall相关系数表，先观察kendall系数，再观察显著性系数即P值，当P值小于0.05时，证明两变量具有显著相关性，反之则相关性不显著。

实验结果：

第一、将三次实验的得出的平均值，将数据以柱状图的方式呈现出来，如图3所示。从柱状图中可以直观的看出，近视人群的脉络膜厚度比正常人群的脉络膜厚度整体上会更薄一些，成明显的比例趋势。

第二、对数据进行T检验，将数据输入到SPSS的表格中，将正常人群标为1，近视人群标为2，进行T检验得到两个表，如下表所示。可以观察一下两个样本的均值，大致观察一下其是否有差异性，观察可知正常人群的脉络膜厚度的平均数比近视人群的脉络膜厚度的平均数要高。我们再观察独立样本检定表，先观察假设方差相等，由表可知显著性的值即sig.值等于0.689。当sig.值大于0.05时，表示两组变量方差相等的概率显著。可以接着看第一行的数据即可，若此处sig.值小于0.05则看第二行数据。最后观察显著性双侧的值即表示差异性是否显著的sig.值，观察表格可知，sig.值等于0.001小于0.05，表示正常人群的脉络膜厚度和近视人群的脉络膜厚度具有显著差异性。

最后，还可以进行近视人群中脉络膜和近视度数的相关性分析，将第一次实验的数据和三次实验数据的平均值导入SPSS中后，进行kendall系数相关分析，分析完成后可以得到两个表格，如下表所示。

观察表1，可以看出，kendall系数为-0.675，显著性的值即P值为0.008，即P<0.05，表示第一次实验中近视人群脉络膜厚度与近视度数的相关性显著。而观察表2，可以看出，kendall系数为-0.442，显著性的值即P值为0.083，即，表示三次实验中近视人群脉络膜厚度与近视度数的相关性显著，有相关的比例趋势。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。