基于扫频源OCT的综合眼科影像系统及其采集方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于扫频源OCT的综合眼科影像系统及其采集方法包括带扫频激光器的光源模块、主干涉仪模块、参考臂、适用于眼底模式的样品臂、控制电路模块和采集控制分析系统，光源模块发出激光，光束经过主干涉仪模块后分别进入参考臂和样品臂，返回光信号再进入主干涉仪模块后输出干涉信号，采集控制分析系统根据干涉信号获得从眼睛前端到眼底的OCT影像，影像深度范围大于组织内24mm/空气中32mm，覆盖眼底影像范围不小于3mm。本发明专利技术通过一次扫描获得眼前段与眼底视网膜断层结构影像以及眼轴长度、角膜中心厚度、前房深度、晶状体厚度等关键信息。度等关键信息。度等关键信息。

【技术实现步骤摘要】
基于扫频源OCT的综合眼科影像系统及其采集方法


[0001]本专利技术涉及影像系统，尤其涉及一种基于扫频源OCT的综合眼科影像系统及其采集方法。

技术介绍

[0002]近视的产生是由于眼球过度长大，眼轴拉长，导致光线聚焦于视网膜前而不是视网膜上，因此导致视网膜成像模糊。以前对青少年的近视筛查主要以传统的视力检查为主，包括主观视力表检查与自动验光仪的客观检测。传统检查方法的最大的问题在于，很容易受到被测者晶状体调节状态的影响，检查结果不稳定且无法区分假性近视。若要排除晶状体调节的影响，则必须进行扩瞳验光。但是由于扩瞳验光会使被测者在数天内视物模糊，并且存在阻塞房角导致眼压升高进而引发青光眼的风险，因此扩瞳验光无法作为青少年近视的常规筛查手段。
[0003]基于光学生物测量仪通过测量被测者的角膜顶点到视网膜黄斑中心凹的距离，可以获得微米级精度的眼轴数值，是一种无接触、无损伤的客观检查方法。由于该方法不受晶状体调节状态的影响，是一种理想的用于近视筛查的方法，近年生物测量被越来越多地用于青少年近视筛查工作中。
[0004]近视发生的生理机制目前并没有被完全掌握，但是近年来的一系列针对近视发病机理的研究，证明近视的产生、进展与眼底脉络膜厚度相关。脉络膜厚度变薄引起脉络膜血红减少，进而导致巩膜变薄很可能是导致近视的重要生理机制。对眼底进行红光照射从而增加脉络膜厚度的治疗方式也逐步得到推广。如果能在生物测量同时获得脉络膜厚度，将对被测者的近视发展预测和治疗起到重要的指导作用。
[0005]传统上对于近视的治疗主要是佩戴框架眼镜，但是青少年在佩戴近视框架眼镜后，往往容易出现近视度数迅速加深的现象。研究发现，该现象主要是因为佩戴近视框架眼镜后，中心视力处的物象投影在视网膜上，但其外围都投影在视网膜后方，这种现象就叫做视网膜周边远视性离焦。这种离焦状态导致视网膜网膜向后伸长进行自我调节，导致眼轴长度进一步增长，从而引发近视度数加深。研究表明，通过把视网膜周边的焦点拉回视网膜前，形成视网膜周边近视性离焦，就能控制眼轴增长并延缓近视加深。主要的方法包括角膜塑形镜，特殊设计的周边离焦软镜和框架眼镜。然而，由于每个人的眼底曲率并不一致，同样的治疗方案在不同人身上会产生不同的周边离焦量，而离焦量的多少又会直接影响近视控制的效果。常用的眼科B超受操作者手法影响极大，无法准确测量眼底曲率，且检查时必须与眼球接触；核磁共振(MRI)虽然可以准确测量眼底曲率，但成本极高无法推广。
[0006]早期的眼科生物测量设备采用超声技术。十多年前，采用时域OCT技术(早期文献中也称之为“弱相干干涉技术”)把轴向测量的精度提高了10倍以上，逐渐成为眼科生物测量设备的主流技术。时域OCT技术的灵敏度有限，对于临床上经常遇到的深度白内障常常因为信号太弱而导致测量失败。第二代的频域OCT技术，相对于时域OCT，信噪比提高了2个数量级，但是由于其深度大多限制在3mm以下，难以应用于眼科生物测量。近年来发展起来的
扫频源OCT技术，测量深度大幅度地提高到组织内40mm以上，而同时灵敏度超过频域OCT，使其成为眼科生物测量最理想的技术并逐渐成为临床应用的主流。
[0007]当前基于扫频源的眼科生物测量采用远心或近远心光学镜头，扫描线平行于光轴，焦点位于眼前段。这样的安排有利于传统的眼轴长度测量和前节成像，但眼底的信息十分有限，无法满足前面所述的近视防控与矫正的需求。另外，由于眼底远离探测光焦点，在传统的白内障术前测量的应用中，对于严重的白内障病眼，也还存在一定的测量失败比例。
[0008]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0009]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种可获得从眼睛前端到眼底的OCT影像且覆盖的眼底影像范围不小于3mm的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统。
[0010]本专利技术的第二目的是提供该基于扫频源OCT的综合眼科影像系统的采集方法。
[0011]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，包括沿光路依次设置的带扫频激光器的光源模块、主干涉仪模块、参考臂、适用于眼底模式的样品臂、控制电路模块和采集控制分析系统，控制电路模块分别与光源模块、参考臂和样品臂相连，采集控制分析系统控制光源模块发出激光，光束经过主干涉仪模块分两路分别进入参考臂和样品臂，从参考臂和样品臂返回的光信号再进入主干涉仪模块后输出样品干涉信号，采集控制分析系统根据参考干涉信号和样品干涉信号获得从眼睛前端到眼底的OCT影像，且影像深度范围大于组织内24mm/空气中32mm，覆盖的眼底影像范围不小于3mm，并分析得到待测眼睛数据信息。
[0012]其中，OCT影像经曲率矫正后，形成显示从玻璃体或眼睛前段到眼底的扇形图像。
[0013]优选的，OCT影像经曲率矫正后的图像，对校正后的视网膜进行识别并做圆或椭圆拟合，得到眼底在当前扫描子午面内的真实曲率。
[0014]再者，OCT影像包括眼底图像、前节图像和从前到后带眼轴长度的图像，采集控制分析系统根据眼底图像、前节图像和从前到后带眼轴长度的图像合成全眼图像。
[0015]进一步，采集控制分析系统通过一组扫描得到眼底的三维结构，并计算眼底曲率分布图、视网膜厚度图和脉络膜厚度图。
[0016]优选的，采集控制分析系统调节扫频激光器扫频范围和扫频速度的参数配置，实现不同的影像深度与轴向分辨率的扫描模式；其中OCT的影像深度范围与光谱采样分辨率成反比。
[0017]再者，样品臂包括沿光路依次设置的第一光纤端口、第一准直透镜、振镜、扫描镜组、二色分光镜、目镜组、内固视灯和透镜组，其中光束在第一光纤端口经第一准直透镜准直后被振镜反射，随振镜角度不同，光线以不同角度通过扫描镜组，光线被二色分光镜反射后，聚焦于中间相面，再通过目镜组射入待测人眼，不同角度光线穿过角膜后在瞳孔位置形成扫描轴点，瞳孔与振镜形成物像共轭；光线经瞳孔后穿过晶状体在眼底汇聚；返回的光进入第一光纤端口后回到主干涉仪模块；内固视灯的可见光经透镜组成像于中间相面，再经目镜组后成像于眼底中心黄斑区域。
[0018]本专利技术一种基于扫频源OCT的综合眼科影像系统的采集方法，包括如下步骤：
[0019](1)固定被测者头部，引导被测者注视内固视灯；调整样品臂相对于人眼的位置，
直到在OCT图像中看到待测眼的图像；
[0020](2)前后移动样品臂，将干涉参考面放置于角膜前方，并形成从角膜到眼底完整且无反折的图像；
[0021](3)调节扫描镜组与目镜组之间的距离以补偿屈光不正使眼底图像清晰；
[0022](4)微调扫描线的起始位置和/或样品臂的上下左右位置，直到看到角膜中心反光，进而微调样品臂前后位置，直到角膜前表面位于OCT影像零相位点下方且晶状体前表面的图像平坦，此时扫描的轴点位于晶状体前表面瞳孔位置；
[0023](5)确认被测者保持注视内固视灯，图像中眼底黄斑区域清晰可见，获取清晰的OCT图像。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：包括沿光路依次设置的带扫频激光器(101)的光源模块(100)、主干涉仪模块(110)、参考臂(120)、适用于眼底模式的样品臂(130)、控制电路模块(140)和采集控制分析系统(150)，控制电路模块(140)分别与光源模块(100)、参考臂(120)和样品臂(130)相连，采集控制分析系统(150)控制光源模块(100)发出激光，光束经过主干涉仪模块分两路分别进入参考臂(120)和样品臂(130)，从参考臂(120)和样品臂(130)返回的光信号再进入主干涉仪模块后输出样品干涉信号，采集控制分析系统(150)根据样品干涉信号获得从眼睛前端到眼底的OCT影像，且影像深度范围大于组织内24mm/空气中32mm，覆盖的眼底影像范围不小于3mm，并分析得到待测眼睛数据信息。2.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述OCT影像经曲率矫正后，形成显示从玻璃体或眼睛前段到眼底的扇形图像。3.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述OCT影像经曲率矫正后的图像，对校正后的视网膜进行识别并做圆或椭圆拟合，得到眼底在当前扫描子午面内的真实曲率。4.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述OCT影像包括眼底图像、前节图像和从前到后带眼轴长度的图像，采集控制分析系统根据眼底图像、前节图像和从前到后带眼轴长度的图像合成全眼图像。5.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述采集控制分析系统(150)通过一组扫描得到眼底的三维结构，并计算眼底曲率分布图、视网膜厚度图和脉络膜厚度图。6.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述采集控制分析系统(150)调节扫频激光器(101)扫频范围和扫频速度的参数配置，实现不同的影像深度与轴向分辨率的扫描模式；其中OCT的影像深度范围与光谱采样分辨率成反比。7.根据权利要求1所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统，其特征在于：所述样品臂(130)包括沿光路依次设置的第一光纤端口(131)、第一准直透镜(132)、振镜(133)、扫描镜组(134)、二色分光镜(135)、目镜组(137)、内固视灯(139)和透镜组(138)，其中光束在第一光纤端口(131)经第一准直透镜(132)准直后被振镜反射，随振镜角度不同，光线以不同角度通过扫描镜组(134)，光线被二色分光镜(135)反射后，聚焦于中间相面(136)，再通过目镜组(137)射入待测人眼(200)，不同角度光线穿过角膜后在瞳孔位置形成扫描轴点，瞳孔与振镜形成物像共轭；光线经瞳孔后穿过晶状体在眼底汇聚；返回的光进入第一光纤端口(131)后回到主干涉仪模块(110)；内固视灯(139)的可见光经透镜组(138)成像于中间相面(136)，再经目镜组(137)后成像于眼底中心黄斑区域。8.一种根据权利要求1至7任一所述的基于扫频源OCT的综合眼科影像系统的采集方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)固定被测者头部，引导被测者注视内固视灯；调整样品臂(130)相对于人眼的位置，直到在OCT图像中看到待测眼的图像；(2)前后移动样品臂(130)，将干涉参考面放置于角膜前方，并形成从角膜到眼底完整且无反折的图像；(3)调节扫描镜组(134)与目镜组(137)之间的距离以补偿屈光不正使眼底图像清晰；
(4)微调扫描线的起始位置和/或样品臂(130)的上下左右位置，直到看到角...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭先兆，黄炳杰，王嘉因，王征宇，周营，
申请(专利权)人：视微影像河南科技有限公司，
类型：发明
国别省市：