第四章 眼內壓與形變分析
4.4 非接觸式眼壓量測方法
前面驗證了以角膜位移量推算眼內壓關係式的求解方式,藉此我們將提 出一個藉由量測角膜位移量來計算眼內壓的非接觸式眼壓量測方法,期望在 獲得個人的眼壓與角膜形變量的換算公式後,可以角膜地型儀用光學觀測方 式,以高解析度的數位攝影機取得數位影像,以數位影像處理計算出角膜的 形變量,將形變量直接藉由換算公式來得到眼壓值,而達到非接觸式量測的 目的。而其流程如圖 4-5 所示。
首先將經過簡化假設推導的 4.9 式作為基本公式,利用現行已商品化的 眼球與角膜各種參數量測的儀器,如角膜曲率儀可量測角膜的曲率半徑 (r)、角膜測厚儀可量測角膜厚度(t)等等,量測角膜重要幾何參數,並帶入 4.9 式。
取得個人角膜的基本參數後,接著藉由角膜地形儀與眼壓計量測多組相 對應角膜形變量(∆s)與眼壓值(p)的數據,並得到至少五組以上眼壓變化值與 角膜頂點位移值。挑選其中四組數值作為參考點,帶入標準公式 4.9 式,將 四個聯立方程式以信任域法做最佳化進似求解,嘗試求得最適當的四個未知 的係數與指數k1、k2、k3、k4。然而在最佳化求解中需要進行猜解,提供方 程式出始值,不同初始值會解出不同的解,為了快速始方程式收斂並求得較 滿意的近似解,猜解應盡量使得初始值接近最後欲求得的解。故根據方程式 的推導結果,k1之值為全方程式的常係數乘上角膜彈性係數,其數值之級數 應為105;k2、k3為角膜平均厚度與角膜曲率半徑的指數,k2值應趨近 1,k3 值則應趨近於 2;k4為曲率半徑的變化係數,由於曲率變化不大,而值略微 縮小,故k4之值應為趨近於零之值。
將求得的重新帶回 4.9 式,並以其他組眼壓與形變量的數據檢查解的正 確性,若其結果不盡人意,則可重新挑選四組數據,再重複進行求解,直到 取得滿意的解。
取得最佳的近似解後,便可得到個人的眼壓與角膜形變量的關係式。未
然而實際上角膜的基本參數經過一段時間後可能會產生些許的改變,同 時也會影響到形變量的量測,因此應該每隔一段時間後,再做一次基本參數 的量測與取得幾組新的角膜與形變量的數據,藉以校正其轉換關係,以維持 或提高準確性。
考量在角膜形變量測上,由於其變化很小,值約在數十到數百 um 之間,
在量測時容易產生誤差,而在最初以眼壓計取得眼壓時,一般眼壓計都存在 著一定程度的誤差。在無可避免的量測誤差下,以最佳化的方式便能解決這 個問題,藉由最佳化進似能讓量測誤差的影響縮小,當取的越多的數據,亦 能藉由求解來更進一步的減小量側誤差的影響。