一种眼睛多界面间距测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种眼睛多界面间距测量方法及装置，所述方法包括：将短相干光分为两路，一路作为探测光进入快速变焦系统1，快速变焦系统1切换3条光路分别测量眼睛角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面，另一路作为参考光进入多光程参考系统2进行相应的参考光光程补偿，实现对角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的连续检测；记录角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的干涉光谱信息，将该光谱信息进行FFT变换，即得眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1。本发明专利技术获得了精确的角膜厚度、前房深度、晶体厚度以及视轴长度。

【技术实现步骤摘要】
一种眼睛多界面间距测量方法及装置
本专利技术涉及一种眼睛多界面间距测量方法及装置，属于眼睛生物检测领域。
技术介绍
白内障是最常见的致盲性眼病，是一种由于多种因素而导致晶体失去透明变成浑浊状态的疾病。我国白内障的发病率高于5％，由于白内障导致视力丧失，严重影响了患者的视力和生活质量。目前白内障还无疗效肯定的药物治疗方案，手术摘除混浊的晶状体同时植入人工晶状体仍是唯一有效的方法。不过，随着小切口超声乳化及折叠式人工晶状体手术的发展，极大的减少了术后并发症的几率，加快了患者术后视力的恢复，同时也使得这类白内障手术由过去单纯的复明手术转变为现在的屈光手术，且患者对术后屈光状态的要求逐渐增加。目前，患者植入人工晶状体的实际屈光状态与术前预测值之间常存在较大偏差，最终影响手术效果，给患者的生活带来不便。其中最主要的因素就是人工晶状体的度数预测的不够准确，而人工晶状体度数预测的准确性又取决于术前生物测量的准确性。在白内障患者植入人工晶状体之前，需要测量眼睛各层的位置，计算出眼轴长度、角膜厚度和前房深度等。Haag-StreitAG公开了一种具有双参考臂的时域短相干光干涉仪(参见美国专利公开号US2009/0268209A1，专利技术名称为“Methodandapparatusfordeterminationofgeometricvaluesonanobject”)，该干涉仪使用双参考光对样品的不同层进行测量；卡尔蔡司医疗技术股份有限公司公开了一种时域短相干干涉仪(参见中国专利申请号200880118045.1，专利技术名称为“短相干干涉仪”)，该干涉仪用于测量样品间隔设置的多个区域；王毅等公开了一种使用平衡探测法的时域短相干光干涉仪(参见中国专利申请号201210019447.4，专利技术名称为“光学相干生物测量仪及进行眼睛生物测量的方法”)。以上这三种方法及干涉仪都是利用时域短相干光干涉方法对眼睛的各层位置进行测量，而由于时域干涉方法易受噪声和直流分量的影响，灵敏度相对较低，对于屈光间质混浊程度比较严重者，会导致探测光的严重衰减，以至于进入探测仪器的光太弱而无法检出，限制了这种方法的适用范围。王毅等公开了一种短相干光干涉测量方法及装置(参见中国专利申请号2014102869647，专利技术名称为“一种短相干光干涉测量方法及装置”)，虽然该方法可以快速测量眼间参数，但是由于人眼的屈光度不同，光在视网膜会产生离焦的现象，也就是说，仅仅采用一路光路(即申请号为2014102869647的专利申请)对网膜、角膜和晶状体的前后表面进行定位时，对视网膜聚焦后会影响角膜与晶状体的前后表面的测量，因而导致测量的角膜厚度、前房深度、晶体厚度以及视轴长度精度较低，无法进行实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种眼睛多界面间距测量方法及装置，它可以有效解决现有技术中存在的问题，尤其是由于人眼的屈光度不同，光在视网膜会产生离焦的现象，使得仅仅采用一路光路对网膜、角膜和晶状体的前后表面进行定位时，对视网膜聚焦后会影响角膜与晶状体的前后表面的测量，因而导致测量的角膜厚度、前房深度、晶体厚度以及视轴长度精度较低，无法进行实际应用的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种眼睛多界面间距测量方法，包括以下步骤：将短相干光分为两路，一路作为探测光进入快速变焦系统，快速变焦系统(1)切换3条光路分别测量眼睛角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面，另一路作为参考光进入多光程参考系统进行相应的参考光光程补偿，实现对角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的连续检测；记录角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的干涉光谱信息，将该光谱信息进行FFT变换，即得眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1。优选的，根据眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1以及多光程参考系统中反射镜之间的距离，即得角膜厚度、前房深度、晶状体厚度和视轴长度。上述方法中，所述的多光程参考系统中，参考光通过2个第二半反半透镜分出三条光路由三个反射镜返回，分别对应角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网膜表面四个位置，多个光程分别对应角膜、晶状体的前后表面和视网膜表面。实现前述方法的眼睛多界面间距测量装置，包括：快速变焦系统、多光程参考系统、光谱仪、角膜表层对焦定位系统、短相干光源、光纤耦合器、第一半反半透镜和计算机；所述的光谱仪包括相机；所述的短相干光源发出的光经光纤耦合器分为两路，其中一路作为探测光进入快速变焦系统，再经第一半反半透镜，透射光依次聚焦于眼睛角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面，并被这些界面反射，再经快速变焦系统返回光纤耦合器；另一路作为参考光进入多光程参考系统，并由反射镜反射返回光纤耦合器；返回光纤耦合器的探测光和参考光进入光谱仪，在相机上成像，并将成像后的图像发送至计算机进行处理，计算出眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1；所述的角膜表层对焦定位系统包括：面阵相机和第七透镜，用于对眼睛表面成像，在测量时用于调整眼睛的位置。优选的，所述的快速变焦系统包括：第一反射镜、第二反射镜和调焦系统，探测光先由第二反射镜反射，经调焦系统调焦后，再由第一反射镜发射，使焦点位于视网膜表面上，从而可以实现对视网膜位置的快速测量。更优选的，所述的快速变焦系统还包括：第三反射镜、第四反射镜和第一透镜，探测光先由第四反射镜反射，再由第三反射镜发射，然后再经第一透镜变焦，使焦点位于晶状体的中间，从而可以实现对晶状体前后表面位置的快速测量。进一步优选的，所述的快速变焦系统还包括：第五反射镜、第六反射镜和第二透镜，探测光先由第六反射镜反射，再由第五反射镜反射，然后再依次经过第二透镜和第一透镜两次变焦，使焦点位于角膜表面，从而可以实现对角膜前后表面位置的快速测量。本专利技术中所述的调焦系统包括：第三透镜和第四透镜，由第二反射镜反射后的探测光依次经过第四透镜和第三透镜调焦后，再由第一反射镜发射，从而可以实现视网膜的准确对焦。前述的眼睛多界面间距测量装置中，所述的多光程参考系统包括：第二半反半透镜、第三半反半透镜、第七反射镜、第八反射镜和第九反射镜，所述的探测光分别经第二半反半透镜、第三半反半透镜反射后发射至第八反射镜；探测光经第二半反半透镜透射后发射至第七反射镜；探测光经第二半反半透镜反射、第三半反半透镜透射后发射至第九反射镜，从而可以实现眼睛内角膜的前后表面、晶状体的前后表面以及视网膜位置的准确测量。上述系统还包括：第一光纤准直器和第二光纤准直器，所述的第一光纤准直器和第二光纤准直器的输入端分别与光纤耦合器的输出端连接，第一光纤准直器的输出端与快速变焦系统的输入端连接，第二光纤准直器的输出端与多光程参考系统输入端连接，从而可以输出平行光，为实现精确的测量奠定基础。本专利技术所述的系统还包括：电机和转轴，电机带动转轴旋转；所述的第三反射镜、第一反射镜、第六反射镜和第四反射镜分别通过连杆与转轴垂直连接，且由转轴靠近电机的一端向另一端依次排列；所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种眼睛多界面间距测量方法，其特征在于，包括以下步骤：将短相干光分为两路，一路作为探测光进入快速变焦系统(1)，快速变焦系统(1)切换3条光路分别测量眼睛角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面，另一路作为参考光进入多光程参考系统(2)进行相应的参考光光程补偿，实现对角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的连续检测；记录角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面的干涉光谱信息，将该光谱信息进行FFT变换，即得眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1。

【技术特征摘要】
1.一种眼睛多界面间距测量装置，其特征在于，包括：快速变焦系统(1)、多光程参考系统(2)、光谱仪(3)、角膜表层对焦定位系统(4)、短相干光源(5)、光纤耦合器(6)、第一半反半透镜(7)和计算机(8)；所述的光谱仪(3)包括相机(32)；所述的短相干光源(5)发出的光经光纤耦合器(6)分为两路，其中一路作为探测光进入快速变焦系统(1)，再经第一半反半透镜(7)，透射光依次聚焦于眼睛角膜的前后表面、晶状体的前后表面及视网膜表面，并被这些界面反射，再经快速变焦系统(1)返回光纤耦合器(6)；另一路作为参考光进入多光程参考系统(2)，并由反射镜反射返回光纤耦合器(6)；返回光纤耦合器(6)的探测光和参考光进入光谱仪(3)，在相机(32)上成像，并将成像后的图像发送至计算机(8)进行处理，计算出眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶状体的前表面、晶状体的后表面和视网膜表面之间的相对位置L5、L4、L3、L2、L1；所述的角膜表层对焦定位系统(4)包括：面阵相机(33)和第七透镜(34)，用于对眼睛表面成像，在测量时用于调整眼睛的位置；所述的快速变焦系统(1)包括：第一反射镜(9)、第二反射镜(10)和调焦系统(11)，探测光先由第二反射镜(10)反射，经调焦系统(11)调焦后，再由第一反射镜(9)发射，使焦点位于视网膜表面上；所述的快速变焦系统(1)还包括：第三反射镜(12)、第四反射镜(13)和第一透镜(14)，探测光先由第四反射镜(13)反射，再由第三反射镜(12)发射，然后再经第一透镜(14)变焦，使焦点位于晶状体的中间；所述的快速变焦系统(1)还包括：第五反射镜(15)、第六反射镜(16)和第二透镜(17)，探测光先由第六反射镜(16)反射，再由第五反射镜(15)反射，然后再依次经过第二透镜(17)和第一透镜(14)两次变焦，使焦点位于角膜表面；所述的调焦系统(11)包括：第三透镜(18)和第四透镜(19)，由第二反射镜(10)反射后的探测光依次经过第四透镜(19)和第三透镜(18)调焦后，再由第一反射镜(9)发射。2.根据权利要求1所述的眼睛多界面间距测量装置，其特征在于，所述的多光程参考系统(2)包括：第二半反半透镜(20)、第三半反半透镜(21)、第七反射镜(22)、第八反射镜(23)和第九反射镜(24)，所述的探测光分别经第二半反半透镜(20)、第三半反半透镜(21)反射后发射至第八反射镜(23)；探测光经第二半反半透镜(20)透射后发射至第七反射镜(22)；探测光经第二半反半透镜(20)反射、第三半反半透镜(21)透射后发射至第九反射镜(24)。3.根据权利要求1所述的眼睛多界面间距测量装置，其特征在于，还包括：第一光纤准直器(25)和第二光纤准直器(26)，所述的第一光纤准直器(25)和第二光纤准直器(26)的输入端分别与光纤耦合器(6)的输出端连接，第一光纤准直器(25)的输出端与快速变焦系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，张博威，马振鹤，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21