專利名稱：基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明涉及眼角膜儀器及測量方法，具體是一種基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法及角膜測厚儀；屬超聲測厚方法。是一種采用脈沖細(xì)分法實(shí)現(xiàn)超聲測厚的方法。也是實(shí)現(xiàn)眼角膜厚度非侵入測量的方法。
背景技術(shù)：
角膜厚度即角膜前后表面的距離，其厚度測量一般采用角膜測厚儀，傳統(tǒng)的采用角膜測厚儀測量角膜厚度的方法(專利申請?zhí)?01120034105. O)是根據(jù)來自角膜兩側(cè)的回波的兩個峰值之間的時間間隔來獲得角膜厚度，其測量的精度受到探頭中心頻率的限制， 一般與半波長為同一數(shù)量級，大約幾十基于傳統(tǒng)的脈沖反射的厚度測量方法分辨率受到發(fā)射波的中心頻率、回波信號的采樣率和系統(tǒng)噪聲所限制。有必要對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以克服這些限制，從而提高精確度、分辨率和抗噪聲性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有脈沖回波測厚方法及其裝置存在的不足，提供一種基于脈沖細(xì)分原理的厚度測量方法，利用現(xiàn)有角膜測厚儀進(jìn)行更精確的角膜厚度的測量。同時也是一種距離精確測量的方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，使用角膜測厚儀測量，角膜測厚儀包括超聲換能器、控制單元、發(fā)射部分，相位調(diào)整單元，其特征在于在角膜測厚儀中寫入角膜厚度測量程序；角膜測厚儀通過對發(fā)射激勵脈沖的相位控制， 超聲波發(fā)射單元發(fā)射超聲波，當(dāng)發(fā)射波到達(dá)角膜兩側(cè)界面正處于波峰(由于超聲波是縱波， 對應(yīng)于圖示最密的狀態(tài))或波谷時，接收回波在特定位置檢測到最大的幅值；在預(yù)先粗略測量角膜兩側(cè)距傳感器距離的基礎(chǔ)上，綜合細(xì)分相位值所對應(yīng)的距離來得到角膜的精確厚度；具體步驟是
I)初始化細(xì)分步數(shù)N，為了平衡精確度及硬件實(shí)現(xiàn)的代價(jià)，N —般可取為16 64之間的一個值；角膜兩側(cè)界面回波最大值及對應(yīng)的相位碼可置為O ;相位碼J 作為循環(huán)變量，范圍
;初始化細(xì)分步數(shù)N優(yōu)選取為2的整數(shù)次方。2)相位調(diào)整單元在控制單元的作用下發(fā)射初始相位為O的信號，采用傳統(tǒng)脈沖回波法得到角膜兩側(cè)界面的粗略距離5^，S2 ;信號形式是單極性方波脈沖、雙極性方波脈沖或是正弦 目號。3)判斷J〈N，若是調(diào)整相位π /N，N為細(xì)分步數(shù)；循環(huán)變量J+1 ;否則到步驟6 ；
4)發(fā)射M次，分別取角膜兩側(cè)界面附近±0. 25波長范圍內(nèi)的最大值并將M次結(jié)果平均
抑制隨機(jī)噪聲的影響；記M次平均的結(jié)果爲(wèi)，M2 ;發(fā)射M次優(yōu)選的M取為2的整數(shù)次方。5)判斷M2是否分別大于Max2 ;若是，替換Max2,對應(yīng)的相位碼置 J，并跳轉(zhuǎn)步驟3 ;否則直接跳到步驟3 ；
6)計(jì)算角膜厚度值；計(jì)算公式是角膜厚度=
權(quán)利要求
1.一種基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，使用角膜測厚儀測量，角膜測厚儀包括超聲換能器、控制單元、發(fā)射部分，相位調(diào)整單元，其特征在于在角膜測厚儀中寫入角膜厚度測量程序；角膜測厚儀通過對發(fā)射激勵脈沖的相位控制，超聲波發(fā)射單元發(fā)射超聲波，當(dāng)發(fā)射波到達(dá)角膜兩側(cè)界面正處于波峰(由于超聲波是縱波，對應(yīng)于圖示最密的狀態(tài))或波谷時，接收回波在特定位置檢測到最大的幅值；在預(yù)先粗略測量角膜兩側(cè)距傳感器距離的基礎(chǔ)上，綜合細(xì)分相位值所對應(yīng)的距離來得到角膜的精確厚度；具體步驟是1)初始化細(xì)分步數(shù)N，為了平衡精確度及硬件實(shí)現(xiàn)的代價(jià)，N—般可取為16 64之間的一個值；角膜兩側(cè)界面回波最大值及對應(yīng)的相位碼可置為O ;相位碼J 作為循環(huán)變量，范圍
；2)相位調(diào)整單元在控制單元的作用下發(fā)射初始相位為O的信號，采用傳統(tǒng)脈沖回波法得到角膜兩側(cè)界面的粗略距離S1, S2 ；3)判斷J〈N，若是調(diào)整相位πIN, N為細(xì)分步數(shù)；循環(huán)變量J+1 ;否則到步驟6 ；4)發(fā)射M次，分別取角膜兩側(cè)界面附近±0.25波長范圍內(nèi)的最大值并將M次結(jié)果平均抑制隨機(jī)噪聲的影響；記M次平均的結(jié)果M2 ；5)判斷#7，処是否分別大于;若是，徹Maxl’Max2,對應(yīng)的相位碼置J，并跳轉(zhuǎn)步驟3 ;否則直接跳到步驟3 ；6)計(jì)算角膜厚度值；計(jì)算公式是角膜厚度= (W2-W1 + (J2-Ji)fM)m ,Wir仏分別是步驟2中所測距離& &對應(yīng)的半波數(shù)；
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，其特征是步驟2)信號形式是單極性方波脈沖、雙極性方波脈沖或是正弦信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，其特征是步驟I)初始化細(xì)分步數(shù)N優(yōu)選取為2的整數(shù)次方。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，其特征是步驟4)發(fā)射 M次優(yōu)選的M取為2的整數(shù)次方。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于脈沖細(xì)分法的角膜厚度測量方法，屬超聲測厚方法。其測量精度可以達(dá)到μm級。脈沖細(xì)分法的實(shí)現(xiàn)是采用發(fā)射脈沖的移相實(shí)現(xiàn)，接收反射回來的超聲信號，判斷角膜前后壁，計(jì)算出單次的測量結(jié)果，下次的發(fā)射脈沖移動π細(xì)分的相位，接收反射回來的超聲信號，獲取本次的測量結(jié)果，直到發(fā)射脈沖移動π相位后，獲取最后一次的測量結(jié)果。然后通過所有細(xì)分結(jié)果最大值對應(yīng)的相位計(jì)算出角膜兩側(cè)距超聲波傳感器的精確距離，二者相間得到最終的角膜厚度值。若細(xì)分步數(shù)為N，測量精度為半波長的1/N。有益效果是采用脈沖細(xì)分法實(shí)現(xiàn)超聲測厚方法，其測量精度可以達(dá)到μm級。此方法分辨率高，且探頭的中心頻率不需太高，易于普及與推廣。
文檔編號A61B8/10GK102599939SQ20121008404
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者劉濤, 康愷, 步國正 申請人:徐州市凱信電子設(shè)備有限公司