基本信息
- 項目名稱：
- 自動化彌散斑驗光儀的研制
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 看同樣一盞路燈，不同的人看到不同的圖像。近視度數(shù)越深，看到的路燈越大，而對于散光患者，看的路燈是橢圓形的。利用這一現(xiàn)象，我們研制了一款全新的驗光儀器——彌散斑驗光儀。本儀器不僅能有效地應用于臨床驗光，還可以模擬出患者看到的圖像（彌散斑）形態(tài)，從而有力地促進了醫(yī)患交流和臨床診斷。此外，還具有自助驗光、便攜、成本較低等特點。這是一種全新的驗光方法和儀器，目前醫(yī)療器械市場和教科書上均未見類似產(chǎn)品。
- 詳細介紹：
- “看病貴、看病難”是困擾我國醫(yī)療事業(yè)發(fā)展的重要問題之一。究其原因，目前的大型醫(yī)療設(shè)備普遍采用進口產(chǎn)品，價格偏高。這不僅加重了醫(yī)療成本，也在一定程度上阻礙了我國醫(yī)療基礎(chǔ)研究的發(fā)展。此外，醫(yī)患溝通不夠也是重要原因。面對大量的患者，臨床醫(yī)生很難詳細地了解患者的各種不適；同時患者也因缺乏相關(guān)專業(yè)知識而難以和醫(yī)生進行有效的溝通。 我國是近視大國，近視患者已近4億人，不管是醫(yī)療機構(gòu)還是眼鏡店，對驗光儀的需求都非常大，而目前的主流驗光儀大多被國外產(chǎn)品所壟斷，價格昂貴且存在一定的不足。本作品基于彌散斑原理，自主研發(fā)了一款經(jīng)濟實用的自動化驗光儀。 彌散斑是遠方物體在人眼視網(wǎng)膜上形成的圖形，其大小和形態(tài)隨人眼屈光狀態(tài)（近視、遠視或散光）的不同而改變。早在上世紀五十年代，國內(nèi)外學者已經(jīng)利用簡化眼模型推導出屈光度數(shù)和彌散斑大小的計算公式，即通過測量彌散斑大小來獲得人眼屈光狀態(tài)的具體數(shù)據(jù)。然而，由于人眼的個體差異性和動態(tài)變化性等問題，迄今為止市場上沒有任何基于彌散斑原理的驗光儀器。 我們利用Zemax軟件仿真人眼模型，進行像差分析和彌散斑對比。通過查閱大量人眼解剖參數(shù)文獻和反復的計算機優(yōu)化和臨床試驗，確定一組瞳孔和節(jié)點參數(shù)，并用4mm瞳孔片制作人工瞳孔，從而較好地解決了人眼的個體差異和動態(tài)變化等問題。同時，被測者通過紅外遙控器遠程控制激光器的轉(zhuǎn)動，使兩個激光光斑逐漸移動。當被測者確認兩個激光光斑所形成的彌散斑相切時，位置傳感器PSD和后續(xù)微機電路可以自動測量并同步顯示驗光的結(jié)果。 根據(jù)在浙江省眼科醫(yī)院進行的200人次的臨床測試結(jié)果顯示，本作品現(xiàn)有的驗光精度良好：近視度數(shù)誤差80%在0.5D之內(nèi)（而目前市場上的電腦驗光儀的驗光精度存在顯著的個體差異，誤差平均>0.5D）；數(shù)據(jù)穩(wěn)定，個體多次測量平均波動小于0.25D；驗光時間在2分鐘之內(nèi)。獲得了國家衛(wèi)生部視光學研究中心負責人與國家醫(yī)藥局醫(yī)療器械評審專家組專家的好評。 由于彌散斑是患者視網(wǎng)膜上形成的像，眼科醫(yī)生可以通過彌散斑驗光儀看到患者所見到的圖像形態(tài)和大小，并利用自己的專業(yè)知識迅速地判斷病情，從而顯著增進了醫(yī)患溝通。 本儀器還具有結(jié)構(gòu)輕巧、便于攜帶、成本較低等特點，應用前景廣闊。目前已申請國家發(fā)明專利（以學生為第一發(fā)明人）。 關(guān)鍵詞：驗光儀；彌散斑；模型眼；自動化；自助式
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計目的：1、自主開發(fā)一款經(jīng)濟實用的自動化驗光儀。2、發(fā)明一臺儀器，使眼科醫(yī)生可以“看到”患者所看到的圖像形態(tài)。 基本思路： 屈光不正（近視、散光、遠視等）程度不同，光點在人眼視網(wǎng)膜上形成的彌散斑大小和形態(tài)也不同。通過患者主觀判斷兩圓相切的方法，我們可以測量、分析彌散斑的具體形態(tài)，從而獲得屈光不正患者的具體度數(shù)。 創(chuàng)新點：1、利用彌散斑原理，研制一款全新的驗光儀器（目前市場上和教科書上均無類似原理的驗光儀器）。2、讓醫(yī)生看到患者所看到的的彌散斑形態(tài)和大小。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、本項目通過查閱大量臨床解剖數(shù)據(jù)文獻，并結(jié)合計算機技術(shù)優(yōu)化變量，同時進行多次臨床試驗，獲得一組特定的人眼參數(shù)，將人眼解剖參數(shù)的個體差異和動態(tài)變化帶來的驗光誤差減少到臨床驗光可以接受的范圍。 2、利用串口通信和軟件模擬，顯示患者看到的圖像（彌散斑）形態(tài)和大小。使眼科醫(yī)生能夠直觀、迅速地了解患者屈光不正的程度。（目前任何驗光儀器都不具備該功能）。 （3、患者自助操作，節(jié)省醫(yī)療成本。 4、體積小，重量輕，便攜。 5、機電結(jié)構(gòu)簡單，易于維護，成本相對較低。 主要技術(shù)指標： 經(jīng)過在衛(wèi)生部視光學研究中心的3個月、200人次的臨床測試和改進，該儀器驗光精度良好：近視度數(shù)80%在0.5D之內(nèi)（而目前市場上的電腦驗光儀的驗光精度存在顯著的個體差異，誤差平均大于0. 5D）；數(shù)據(jù)穩(wěn)定，個體多次測量平均波動小于0.25D；驗光時間2分鐘之內(nèi)；體積6dm3，約為目前電腦驗光儀的1/4；采用220V交流電供電。
科學性、先進性
- 目前的驗光儀主要分為電腦驗光儀（客觀驗光）和綜合驗光儀（主覺驗光）。電腦驗光儀將人眼作為固定不變的光學鏡頭進行測量，沒有考慮到人類視覺的主觀性和動態(tài)變化，因此精度有限，只能用于臨床篩查。而綜合驗光儀需要專業(yè)的眼科醫(yī)生進行操作，而且步驟較為繁瑣，需要患者的反復比較，耗時較長。 屈光不正彌散斑理論早在上個世紀五六十年代就已形成，但迄今為止市場和經(jīng)典教科書上沒有基于彌散斑理論的驗光儀。將彌散斑理論應用于臨床驗光存在以下問題：彌散斑的主觀認知問題、彌散斑的邊緣質(zhì)量問題、人眼解剖參數(shù)的個體差異性、人眼的動態(tài)變化性、患者配合性、檢測速度等。 自動化彌散斑驗光儀對上述問題提出了自己的解決方案，能有效地應用于臨床驗光，并能在電腦屏幕上顯示患者所看到的圖像形態(tài)，大大促進了醫(yī)患溝通。此外，自動化彌散斑驗光儀還具有穩(wěn)定性好、使用方便、自助驗光和攜帶方便等優(yōu)點。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 1、2009年校重點課題；2010年浙江省大學生科技創(chuàng)新（新苗人才計劃）項目；2011年浙江省大學生科技推廣（新苗人才計劃）項目（已通過學校審查）。 2、在東北師范大學圖書館和溫州醫(yī)學院圖書館進行查新，結(jié)論均為未見類似報道。 3、以學生為第一發(fā)明人申報國家發(fā)明專利；以學生為第一作者在《中國醫(yī)療器械雜志》發(fā)表相關(guān)論文。 4、獲得國家衛(wèi)生部視光學中心副主任、國家醫(yī)藥局醫(yī)療器械評審專家組專家的好評(具體請見附件)。 5、第十二屆“挑戰(zhàn)杯”浙江省大學生課外學術(shù)科技作品競賽 特等獎。
作品所處階段
- 中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利轉(zhuǎn)讓 技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實物，視頻，圖片等
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 使用說明： 1.利用flash動畫向患者演示驗光操作流程；2.患者戴上瞳孔片；3.患者利用遙控器移動彌散斑，直至兩個彌散斑在長軸（或短軸）方向相切；4.按下遙控器“確認”鍵，顯示屏顯示驗光結(jié)果。 本儀器技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1.顯示患者所視圖形，形象直觀且有利于醫(yī)患交流；2.驗光精度良好，測試速度快，重復性好；3.自助式驗光儀；4.設(shè)備輕巧，成本較低，易于維護。 適用范圍： 1.有效應用于臨床驗光；2.攜帶方便，可用于醫(yī)療下鄉(xiāng)等活動；3.視光學科研。 推廣前景： 據(jù)不完全調(diào)查顯示，目前我國近視眼人數(shù)已近4億，且數(shù)量逐年增加，因此對驗光儀器需求很大。但目前的驗光儀價格動輒數(shù)萬，而彌散斑驗光儀只要0.4萬。目前我國的鄉(xiāng)鎮(zhèn)眼鏡店基本還是使用電腦驗光儀進行驗光配鏡，我國有25758個鎮(zhèn)及街道辦事處，假設(shè)只有30%的鎮(zhèn)及街道辦事處的眼鏡店使用自動化彌散斑驗光儀，那么所節(jié)約的人力、物力及時間都是非?？捎^的。以一臺儀器盈利10%進行保守估計，可盈利約500萬元。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)有的驗光方法均采用鏡片補償原理，有各自的利弊，如：①檢影鏡價格便宜，但需要豐富的臨床經(jīng)驗才能掌握[1]；②綜合驗光儀可靠性高，但設(shè)備昂貴、維護不便、驗光所需時間長、需要專業(yè)人員操作[2]；③電腦驗光儀使用方便，但存在近感知調(diào)節(jié)、設(shè)備昂貴、結(jié)果不可靠等問題。此外，上述主流的驗光方法都有一個缺陷，即驗光師無法獲知患者的成像情況，只能通過患者的描述間接了解。 彌散斑驗光儀根據(jù)非理想光學系統(tǒng)像點呈彌散斑原理，可以實現(xiàn)患者屈光狀態(tài)的測定，并顯示患者的所視圖像（彌散斑）的形態(tài)。更加直觀地顯示患者視覺中出現(xiàn)的種種異常，從而有利于醫(yī)患溝通。 國內(nèi)外彌散斑的視光學理論比較成熟，經(jīng)典的《visual optics》等都有描述[4]。然而將彌散斑應用于臨床驗光卻鮮有報道，原因大致如下：①人眼參數(shù)存在個體差異，未必符合模型眼。②人眼參數(shù)存在動態(tài)變化。③光源質(zhì)量難以保證，有色差或球差，從而使彌散斑的大小邊緣判斷造成困難[5]。④患者判斷“相切”具有一定的主觀性。⑤影響彌散斑的大小和形狀的因素多, 其中非正視眼的屈光不正度和瞳孔直徑是決定彌散斑大小的主要因素[6]。此外, 還有眼屈光系統(tǒng)的像差、衍射、不規(guī)則散光、瞳孔形狀及眼內(nèi)屈光介質(zhì)的部分散射作用等因素。 我們對上述問題的解決提出了自己的方案，理論分析可靠，而且臨床測試也表明我們的解決方案是卓有成效的。鑒于當前主流驗光儀存在著不可忽視的缺陷和不足，以及國內(nèi)外對于將彌散斑應用于臨床驗光的研究不夠深入，我們研制出自動化彌散斑驗光儀就顯得尤為難能可貴。 參考文獻： [1]施明光，臨床視覺光學，第一版，杭州，浙江大學出版社，1993,51-77. [2]呂帆等，眼視光器械學，人民衛(wèi)生出版社，2005. [3]陶育華等，非正視眼離焦彌散斑的變化與特征，溫州醫(yī)學院學報，1995年第2期. [4]Arthur G.&Ronald B，Clinical Visual Optics，1st ed. London:Butterworths，1984，（1）：67-70. [5]陶育華等，屈光不正眼離焦彌散斑的檢測及臨床應用探討，光學儀器，1995年第17卷第4-5期. [6]李欣茹等，近視眼彌散斑直徑與瞳孔的關(guān)系，溫州醫(yī)學院學報，1991年第2期.
