人眼毛细血管血氧测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源，自适应光学扫描系统；光源包括发射近红外波长光的第一光源、第二光源及第三光源。所述自适应光学扫描系统包括：若干光学传送元件，光纤耦合器，参考臂，样品臂，光谱仪，相机，所述参考臂内设有4F系统、固定反射镜，所述样品臂内具有波前传感器，波前校正器和4F系统。本实用新型专利技术通过采用多波长自适应光学系统，能够有效抑制运动和其他噪声的干扰，减小误差，使得测量精度和灵敏度大大提高。

Blood oxygen measurement device of human eye capillaries

【技术实现步骤摘要】
人眼毛细血管血氧测量装置
本技术涉及血氧测量技术，具体涉及一种人眼毛细血管血氧测量装置。
技术介绍
血氧参数在临床测量中是一个重要的生理指标，它反映了身体的供氧能力。同时血液中溶入足够的氧，是人体保持正常的新陈代谢的重要条件。对血氧的测量，主要是基于血液中含氧血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的光吸收系数随光波长改变而改变的原理来实现的。相关研究表明，人眼毛细血管的病变与“脑中风”有一定的联系。自适应光学技术是以光学波前为对象的自动控制系统，利用对光学波前的实时测量-控制-校正，使光学系统能矫正主要在眼睛角膜处产生的像差。从而对于眼部毛细血管的成像能有较高的分辨率，并且能获得人眼毛细血管的三维图像。故可以考虑利用光学成像技术，通过信号获取、分析处理和模拟，建立多波长自适应光学系统测量人眼毛细血管血氧等功能性参数。专利文件2010106177825公开了一种测量眼底视网膜血氧饱和度的装置及方法，其以基于自适应光学的激光共焦扫描检眼镜(AOSLO)为平台，选择至少两个不同波长的光作为AOSLO的光源,利用自适应光学校正眼底像差，通过变形镜以及波前传感器形成波前矫正闭环控制系统，对视网膜依次成像。利用变形镜产生离焦，实现视网膜的纵向层析，以便对视网膜血管层同一位置成像。对得到的多个波长的高分辨率视网膜图像进行配准，并沿血管提取血管内多个最暗点和离最暗点固定距离的组织中的点；处理数据，得到此血管的血氧饱和度。该装置虽然也是利用自适应光学系统，但其采用的是双波长测量系统，其抗干扰能力弱，测量精度和灵敏度还有待提高。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本技术提供一种人眼毛细血管血氧测量装置。本技术解决其技术问题的解决方案是，一种人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源，自适应光学扫描系统和数据处理装置；所述光源发出的光通过自适应光学扫描系统被引导到样本，对样本进行扫描获取图像信号，所述数据处理装置提取所述图像信号得到血氧值；其特征在于，所述光源包括发射近红外波长光的第一光源、第二光源及第三光源。进一步地，上述第一光源的中心波长为780nm；所述第二光源的中心波长为800nm，所述第三光源的中心波长为820nm。进一步地，上述自适应光学扫描系统包括：若干光学传送元件，光纤耦合器，参考臂，样品臂，光谱仪和相机，所述参考臂内设有4F系统和固定反射镜，所述样品臂内具有波前传感器，波前校正器和4F系统；所述光源发出的三束不同波长的光经光学传送元件做适当调整后传输，进入光纤耦合器，然后被分为两部分，一部分进入所述参考臂后经4F系统聚焦至所述固定反射镜，经反射后又返回光纤耦合器，一部分进入所述样品臂，经过若干4F系统后，打到波前校正器上，再反射打到一4F系统后，聚焦至探测目标，然后经原路返回，并且到波前校正器后经波前传感器对像差进行校准；最后样品臂反射回的光和参考臂反射回的光在光纤耦合器中产生干涉，被光谱仪探测，经相机成像。进一步地，上述光学传送元件包括反射镜、准直镜和二色镜；所述第一光源发出的光经第一准直镜后，经第一反射镜反射，所述第二光源发出的光经第二准直镜后，经第一二色镜反射，所述第三光源发出的光经第二准直镜后，经第二二色镜反射；所述第一光源反射后的光透过第一二色镜和第二二色镜，所述第二光源反射后的光透过第二二色镜，与所述第三光源反射后的光汇聚，然后经过第二反射镜反射，再经第四准直镜准直后进入所述光纤耦合器。进一步地，上述参考臂包括有4F系统有1个；所述样品臂包括有4F系统有4个，光线进入样品臂后依次经过3个4F系统，到达波前校正器，然后再经过1个4F系统，聚焦至探测目标。进一步地，所述参考臂的4F系统由准直镜和透镜组成；所述样品臂的4F系统由曲面镜组成。进一步地，上述波前校正器为可变形镜。进一步地，上述光谱仪包括准直透镜,透镜，透射式光栅。进一步地，上述相机为线阵CMOS相机。本技术的有益效果是：本技术通过采用多波长自适应光学系统，能有效的克服波前误差及干扰。同时该系统还采用了三波长测量系统，相比于传统的双波长测量系统，本技术的测量系统用两组双波长光的测量结果取一次均值，进而求出人眼毛细血管血氧饱和度，能够有效抑制运动和其他噪声的干扰，减小误差，使得测量精度和灵敏度大大提高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是本技术实施例提供的人眼毛细血管血氧测量装置结构示意图一；图2是本技术实施例提供的人眼毛细血管血氧测量装置结构示意图二。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。参照图1，一种人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源，自适应光学扫描系统和数据处理装置；光源发出的光通过自适应光学扫描系统被引导到样本，对样本进行扫描获取图像信号，数据处理装置提取图像信号得到血氧值；光源包括发射近红外波长光的第一光源、第二光源及第三光源。对血氧的测量，主要是基于血液中含氧血红蛋白(HbO2)和脱氧血红蛋白(Hb)的光吸收系数随光波长改变而改变的原理来实现的。具体地，在忽略散射、反射等因素对透射光造成的衰减，按照朗伯-比尔定理可知，透过生物组织的光强可以表示为：其中I为投射光强，I0为入射光强，ε0为背景信息的光吸收系数，C0为背景信息的光吸收物质浓度，L为光路径长度；根据比尔-朗博定律，(1)式能表示为(2)式：其中εHbO2为氧合血红蛋白的光吸收系数，CHbO2为氧合血红蛋白的浓度，εHb为脱氧血红蛋白的光吸收系数，CHb为脱氧血红蛋白的浓度；εHbO2及εHb在波长为λ1和λ2时的光吸收系数为常数；对式(2)进行计算，得到氧合血红蛋白的含量CHbO2和脱氧血红蛋白的含量CHb；然后根据公式(4)可以计算出眼底血流的血氧饱和度SO2。因此，本技术的方案采用三波长测量系统，相比于传统的双波长测量系统，一次测量可以获得两个血氧饱和度值，从而可以两次求平均，因此能够有效抑制运动和其他噪声的干扰，减小误差，使得测量精度和灵敏度大大提高。参考图2，本技术的一具体实施例的人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源，自适应光学扫描系统和数据处理装置。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源、自适应光学扫描系统,其特征在于，所述光源包括发射近红外波长光的第一光源、第二光源及第三光源；/n所述第一光源的中心波长为780nm；所述第二光源的中心波长为800nm，所述第三光源的中心波长为820nm；/n所述自适应光学扫描系统包括：若干光学传送元件，光纤耦合器，参考臂，样品臂，光谱仪，相机，所述参考臂内设有4F系统、固定反射镜，所述样品臂内具有波前传感器，波前校正器和4F系统；/n所述光源发出的三束不同波长的光经光学传送元件做适当调整后传输，进入光纤耦合器，然后被分为两部分，一部分进入所述参考臂后经4F系统聚焦至所述固定反射镜，经反射后又返回光纤耦合器，一部分进入所述样品臂，经过若干4F系统后，打到波前校正器上，再反射打到一4F系统后，经聚焦至探测目标，然后经原路返回，并且到波前校正器后经波前传感器对像差进行校准；最后样品臂反射回的光和参考臂反射回的光在光纤耦合器中产生干涉，被光谱仪探测，经相机成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种人眼毛细血管血氧测量装置，包括光源、自适应光学扫描系统,其特征在于，所述光源包括发射近红外波长光的第一光源、第二光源及第三光源；
所述第一光源的中心波长为780nm；所述第二光源的中心波长为800nm，所述第三光源的中心波长为820nm；
所述自适应光学扫描系统包括：若干光学传送元件，光纤耦合器，参考臂，样品臂，光谱仪，相机，所述参考臂内设有4F系统、固定反射镜，所述样品臂内具有波前传感器，波前校正器和4F系统；
所述光源发出的三束不同波长的光经光学传送元件做适当调整后传输，进入光纤耦合器，然后被分为两部分，一部分进入所述参考臂后经4F系统聚焦至所述固定反射镜，经反射后又返回光纤耦合器，一部分进入所述样品臂，经过若干4F系统后，打到波前校正器上，再反射打到一4F系统后，经聚焦至探测目标，然后经原路返回，并且到波前校正器后经波前传感器对像差进行校准；最后样品臂反射回的光和参考臂反射回的光在光纤耦合器中产生干涉，被光谱仪探测，经相机成像。


2.根据权利要求1所述的人眼毛细血管血氧测量装置，其特征在于：
所述光学传送元件包括反射镜、准直镜和二色镜；
所述第一光源发出的光经第一准直镜后，经第一反射镜反射，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦嘉，贺潇，林盛豪，安林，蓝公仆，谭海曙，陈国杰，黄燕平，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44