非接触眼压计喷嘴的数值模拟以及角膜对准系统的研究

发布时间：2017-08-02 12:04

  本文关键词：非接触眼压计喷嘴的数值模拟以及角膜对准系统的研究

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【摘要】：近年来，伴随着社会的进步和人们生活水平的不断提高，越来越多的人开始关注自己的健康问题，其中，眼睛的健康状况不容忽视。眼压是眼科检查的重要项目之一，是医生诊断眼睛健康与否的重要标志之一。而且，眼压的监测能够有效的诊断和预防由病理性高眼压引起的比如青光眼这样的重大眼科疾病，对其它眼科疾病的诊断和治疗也有很大的意义。因此，越来越多的专家们开始探讨、研究眼压测量技术。 眼压计作为检测眼压的重要仪器，为医生的诊断带来了极大的方便。眼压计的喷嘴是该类检测仪器的重要部件，直接关系到仪器测量的准确性。而到目前为止，喷嘴的设计研究大都用于工业领域、农业生产，具有大孔径、高压、高速等特点，而未见用于医疗仪器的应用研究，特别是对于非接触眼压计这种小喷嘴孔径、低喷气压力的喷嘴设计，尚没有进行研究的报道。基于此，本课题运用COMSOLMultiphysics软件，对非接触眼压计的喷嘴进行仿真设计，为非接触眼压计喷嘴的结构设计提供数值分析依据。仿真结果表明，非接触眼压计喷嘴的最优参数设计为喷嘴半径1mm，长度20mm，距离喷嘴的额定距离为10.5mm。实验结果表明，在此参数条件下，空气气流经过喷嘴喷至眼角膜时，可以使角膜压平变形到要求的一定直径的平面。为非接触眼压计设计时，对喷嘴结构尺寸的设计提供了数值分析依据。非接触眼压计喷嘴的数值模拟研究为小孔径低喷气压力的喷嘴设计提供了有价值的结论，扩展了COMSOL Multiphysics仿真在医疗仪器方面的应用研究。 本课题以力平衡原理设计的气浮式非接触眼压计为基础，在此基础之上对非接触眼压计的眼膜对准系统进行了研究和设计。对眼睛中心图像的处理，利用拟合圆的方法求取眼角膜的中心位置，通过单片机控制步进电机，继而通过步进电机控制二维运动机构，让角膜中心坐标与喷嘴的中心坐标在同一直线上，，让角膜的中心图像能够成到CCD的中心位置，达到准确测量眼压的目的。
【关键词】：非接触眼压计 喷嘴 仿真 眼角膜 图像
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R775
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 眼压测量及检测的意义8
• 1.2 眼压测量技术的发展8-12
• 1.2.1 旧式的接触型测量技术9-10
• 1.2.2 新型的接触式测量技术10-11
• 1.2.3 非接触眼压测量技术11-12
• 1.3 新测量眼压技术的提出12
• 1.4 本文的主要内容及研究目的12-14
• 1.4.1 主要内容12-13
• 1.4.2 研究目的13-14
• 2 非接触眼压计喷嘴的仿真设计理论14-19
• 2.1 计算机仿真14-15
• 2.1.1 计算机仿真特点14
• 2.1.2 有限元分析软件 COMSOL Multiphysics 简介14-15
• 2.2 非接触眼压计喷嘴的仿真设计思路15-19
• 2.2.1 非接触眼压计的原理15-16
• 2.2.2 气体射流技术16-19
• 3 非接触眼压计喷嘴的仿真研究19-34
• 3.1 喷嘴的仿真步骤19-25
• 3.1.1 建立仿真模型19-20
• 3.1.2 设定材料参数和边界条件20-22
• 3.1.3 划分网格22-25
• 3.1.4 求解25
• 3.2 仿真结果分析25-32
• 3.2.1 距离喷嘴不同位置处轴向压强分布26-27
• 3.2.2 距离喷嘴 10.5mm 处横向压强分布27-29
• 3.2.3 不同长度的喷嘴压强分析29-31
• 3.2.4 轴向速度分析31-32
• 3.3 结论32-34
• 4 实验分析34-37
• 4.1 实验器材及装置34-35
• 4.2 实验结果35-37
• 4.2.1 光电信号检测35
• 4.2.2 眼压测量35-37
• 5 角膜对准调节系统设计37-55
• 5.1 角膜中心图像处理37-46
• 5.1.1 角膜图像37-38
• 5.1.2 角膜图像处理38-46
• 5.2 角膜调节控制系统46-54
• 5.2.1 步进电机选择46-49
• 5.2.2 步进电机控制49
• 5.2.3 步进电机驱动电路49-50
• 5.2.4 步距角50-51
• 5.2.5 软件设计51-52
• 5.2.6 结果分析52-54
• 5.3 小结54-55
• 6 总结与展望55-57
• 6.1 总结55
• 6.2 展望55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 附录61
• A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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4 潘春雨;卢志刚;秦嘉;;基于区域阈值的图像分割方法研究[J];火力与指挥控制;2011年01期

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本文编号：609167