基于近眼红外相机的眼球运动学研究

目的大量基于影像学的研究表明,眼球的旋转伴随着方向特异性的平移运动。而学界关于眼球运动学的描述仍停留在大旋转角度(30°)下眼球几何中心的偏移情况,缺乏眼球中心随不同旋转角度的平移的细致描述。因此,本研究尝试使用近眼摄像头拍摄瞳孔及角膜反射,测量眼球“旋转-平移”运动,并给出更加细致的眼球运动学描述。方法使用头戴近眼红外摄像头,850 nm带通滤光片,以及850 nm峰值LED灯珠照明,拍摄眼球位于不同旋转位置的图像。提取瞳孔轮廓及角膜反光点特征,并通过BADS搜索,拟合得到眼球的三维模型,并同时得到眼球的旋转位置及中心偏移信息。结果测量结果拟合得到眼球“旋转-平移”函数。水平方向的旋转伴随着同向的平移,垂直方向的旋转伴随着垂直方向的平移,且平移大小与旋转角度正相关。最大平移距离可达几毫米。结论本研究证实了眼球旋转伴随的平移运动可以使用近眼相机测量,并给出了实验拟合眼球“旋转角度-平移”的运动学模型。水平方向的旋转总是伴随着眼球的同方向平移,垂直方向的旋转伴随着眼球反方向的平移。