基于FPGA的非接触眼压检测技术研究

来源 :长春理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:luoning5188
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眼压值是医生诊断青光眼的重要依据之一,由于接触式眼压检测的测量体验较差且极易引发交叉感染,非接触眼压检测作为一种更加快速、清洁、体验舒适的测量方式成为眼压检测领域新的热点。在美、日等发达国家,非接触眼压检测技术已相对成熟,而我国在该技术上仍存在精度偏低、结构复杂等问题,为此本文提出一种基于FPGA的高精度、低成本、操作简便的非接触眼压检测技术。基于Imbert-Fick定律和眼压检测相关技术的研究,设计了利用气流脉冲压平角膜设定面积、处理压平时刻下压力数据的检测方案,实现非接触眼压检测。总体方案主要分FPGA核心单元、喷气实现单元、喷嘴对准单元、眼压信号检测单元以及信息交互单元五部分。FPGA核心单元,负责总体功能控制及信号处理,通过FPGA控制气流脉冲将角膜压出直径为3.06 mm的圆形平面,采集并处理压平时刻的压力值,得出测量结果;喷气实现单元,提供压平角膜所需的流体脉冲,利用FPGA控制旋转式电磁铁驱动喷气装置完成喷气操作并实现喷气量的调整,与传统无油空压机供气装置相比,电路简单且成本较低;喷嘴对准单元,通过角膜位置信息确定喷嘴和角膜的位置关系,通过FPGA控制三维位移台移动,实现喷嘴对准角膜中心;眼压信号检测单元,对信号进行采集,完成喷气过程中角膜所受压力和变形的检测,通过FPGA寻峰算法获取高精度角膜压平时间数据,结合处理后的压力数据获得精准的眼压值;信息交互单元,通过按键、显示屏实现简单人机交互并完成与PC机的串行通信。针对眼压检测的技术指标进行了实验分析,并验证该方案的可行性。实验结果表明,眼压示值误差|?P|≤0.3kPa,重复性R=0.056,达到了预期设定指标。与现行的眼压检测精确度和重复性标准相比,均有所改善,且使用简便,成本较低。
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