提供了用于跨眼睛的扩展区的具有改进记录的光学相干计量或断层成像的方法和装置。获取至少两个光学相干断层图像，其中每个断层图像包含来自眼睛的前表面的至少部分重叠的区域的数据，以及来自诸如视网膜或者前晶状体表面或后晶状体表面的一个或多个较深结构的数据。然后，处理断层图像以记录来自前表面区域的重叠部分的数据，由此记录来自较深结构的数据。在某些实施方式中，该装置的参考臂包括复合反射器，该复合反射器具有至少两个轴向分离的反射表面以用于将差分延迟施加到参考束的不同部分。由此扩展了装置的景深，以能够测量眼睛长度。在某些实施方式中，以多个入射角对眼睛长度的测量提供了关于总体眼睛形状的信息。息。息。
【技术实现步骤摘要】
具有改进记录的光学相干计量及断层成像
[0001]本申请是申请日为2018年1月20日、国际申请号为PCT/AU2018/050038、专利技术名称为“具有改进记录的光学相干计量及断层成像”的PCT申请的中国国家阶段申请的分案申请，该中国国家阶段申请进入中国国家阶段的进入日为2019年8月14日、申请号为201880011934.1。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2017年1月28日提交的标题为“Optical Coherence Metrology and Tomography with Improved Registration”的澳大利亚临时专利申请第2017900245号的优先权，其内容通过引用并入本文。
[0004]本专利技术涉及用于眼部计量、尤其用于使用光学相干断层成像(OCT)技术测量人眼的形状的装置和方法。然而，将理解的是，本专利技术不限于该特定使用领域。
技术介绍
[0005]在整个说明书中对现有技术的任何讨论决不应被认为是承认这种现有技术是众所周知的或形成本领域公知常识的一部分。
[0006]对人眼中的许多(如非全部)光学表面以及总体眼睛形状的测量提供了关于各种疾病和状况的进展的重要信息。具体地，因为近视的发病率迅速上升，特别是在东亚，近视发展已经成为一个特别引起关注的领域。在标题为“The Myopia Boom”，E.Dolgin，Nature 519，276
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278，2015年3月的自然新闻专题中，据报道，中国近视(即，近视眼)的发病率在60年内从不到20％的人口升高到约90％的年轻人和青少年。该病症可能导致眼睛内部变形和变薄，增加视网膜脱离、白内障、青光眼和失明的发病率。用于测量总体眼睛形状的挑战性任务的金标准是磁共振成像(MRI)，例如在Atchison等人的“Eye Shape in Emmetropia and Myopia”(Investigative Ophthalmology&Visual Science 45(10)，3380
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3386，2004年10月)中所描述。然而，MRI需要高成本和复杂的设备，并且缺乏追踪数周和数月的小发育变化所需的准确度。
[0007]使用光学技术测量眼睛形状将是有吸引力的。光学相干断层成像(OCT)是一种广泛使用的干涉技术，用于使用包含在反射或散射光的幅度和相位内的信息以侧向和深度分辨率研究包括诸如人眼的体内组织的生物样本。虽然已经证明光谱域OCT在提供各个眼睛层和深度的测量方面是有效的，但是由于多种原因，现有的OCT技术不太适合于获得关于总体眼睛形状的准确信息。其中一个原因是难以在一次曝光中测量眼睛长度(其被定义为角膜顶点与眼底之间的距离)。这是因为成人的眼睛长度的大小通常为约20mm，明显超过典型光谱域OCT系统的景深或奈奎斯特范围。具有在色散方向上有N个像素或光电二极管的检测器阵列以及具有中心波长λ和半宽度Δλ的光源的系统的测量景深Z由Z＝N
·
λ2/(4
·
Δλ)给出。因此，具有N＝1000，λ＝840nm和Δλ＝40nm的系统将具有约4.4mm的测量景深，远小于典型的眼睛长度。一个基本问题在于需要宽的源带宽(即，大的Δλ)，以提供深度分辨率所
需的短相干长度，但是对于给定的检测器阵列，这限制了样本束可以干涉参考束的深度范围。
[0008]标题为“Apparatus and method for interferometric measurement of a sample”的美国专利号7,982,881公开了通过提供多个参考路径来扩展OCT系统的轴向深度的若干技术，所述参考路径可以被从不同眼睛深度反射的光干涉。这允许对不同深度处的多个点进行轴向测量。然而，由于临床环境中的最大曝光限制或可用光学功率的限制，并不总是能够在足够短的时间段内(即，小于几毫秒)获得测量以防止眼睛运动。当需要许多横向采样点之间有几微米或更小量级的相对准确度时，这尤其重要。第881号专利没有提供关于如何在大面积的眼睛上进行采样时可以实现高信噪比测量的任何指导，因为不可能根据有限的获取的数据集来计算眼睛的侧向和轴向位置以准确地共同记录所描述的各种增强轴向扫描的侧向和轴向眼睛上位置。因此，不能根据所获得的轴向扫描组计算眼睛的若干重要光学特性。例如，当计划眼内晶状体(IOL)手术时，通常有利的是准确地知道前后角膜表面的光焦度和散光，以及轴向长度和晶状体厚度和曲率。
[0009]标题为“Optical coherence reflectometry with depth resolution”的美国专利号8,534,838描述了一种使用“双折射光学系统”的装置，该系统被设计成将线焦点同时投影到眼前和视网膜上，并且类似地将线焦点投影到不同长度的两个参考路径中。将全部的四个返回线焦点组合，通过狭缝孔来抑制杂散光，然后色散到2
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D传感器阵列上。“双折射光学系统”可以基于偏振(例如，使用双折射透镜)或基于衍射(例如，使用衍射光学系统)。尽管线扫描系统在一定程度上允许能够在一个轴上定位角膜上的扫描位置，但是不可能明确地确保切片的位置以用于一系列切片的记录从而构建眼睛中的光学界面的更完整的正确记录的图像。另外，狭缝孔能够提供高分辨率的轴向扫描，但是不提供去除来自不同侧向位置的串扰的手段。特别地，在人类角膜上发生的高强度镜面反射转变为低强度散射的区域中，难以防止来自高强度区域的侧向串扰过多并破坏来自不同深度处的相邻点的结果。因此，将有利的是，提供一种通过在关注点周围提供开孔来克服串扰限制的记录方法，并且还提供用于记录的三维点网格，从而可以构建高信噪比图像。
[0010]OCT测量总体眼睛形状的能力也受到眼睛聚焦能力的影响。例如，建立以测量眼睛后部(例如，视网膜)处的侧向分辨率特征的小束阵列不适合创建眼睛前部(例如，角膜)处的特征图。为了在视网膜处形成小的小束，必须用准直束照射角膜，该准直束缺乏为眼睛前表面绘图的精度。此外，用于测量眼睛的前部部分的平行小束阵列将聚焦到视网膜的一个区域上，并且因此不能提供眼睛后部的形貌图。使用OCT测量眼睛形状的额外困难是视网膜的表观曲率受到OCT仪器相对于眼睛的位置的影响。因此，需要用于测量总体眼睛形状的改进的OCT系统和方法。
[0011]除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求中，词语“包括”、“包含”等应以包含性的含义来解释，而不是排他性或穷举性的含义。也就是说，它们应以“包括但不限于”的含义来解释。
[0012]专利技术目的
[0013]本专利技术的一个目的是克服或改进现有技术的至少一个限制，或提供有用的替代方案。本专利技术的一个目的是以优选的形式提供具有测量总体眼睛形状的能力的光谱域OCT装置和方法。本专利技术的另一个目的是以优选的形式提供具有改进记录的用于眼部计量或断层
成像的光谱域OCT装置和方法。
技术实现思路
[0014]根据本专利技术的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种测量眼睛形状的方法，所述方法包括以下步骤：(i)在第一获取中使用具有第一光学中继器的光学相干断层成像装置测量眼睛的前段和所述眼睛的轴向深度；(ii)根据在所述第一获取中获得的数据计算所述眼睛的所述前段的屈光特性；(iii)在第二获取中使用具有校准到所述第一光学中继器的第二光学中继器的所述光学相干断层成像装置，捕获在点网格上的所述眼睛的视网膜的图像；(iv)确定所述第二获取相对于所述第一获取的轴向位置和角度位置；以及(v)使用所计算的所述眼睛的所述前段的屈光特性，基于校正公式或通过使用光学模型来确定校正的视网膜形状。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述前段是在所述第一获取中在点网格上同时测量的。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述轴向深度被测量到所述眼睛的中央凹处的视网膜色素上皮。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，从所述视网膜的所述图像中识别所述眼睛的中央凹。5.一种用于测量眼睛形状的光学相干断层成像装置，所述装置被配置为：在使用第一光学中继器的第一获取中测量眼睛的前段和所述眼睛的轴向深度；根据在所述第一获取中获得的数据计算所述眼睛的所述前段的屈光特性；在使用校准到所述第一光学中继器的第二光学中继器的第二获取中捕获在点网格上的所述眼睛的视网膜的图像；确定所述第二获取相对于所述第一获取的轴向位置和角度位置；并且使用所计算的所述眼睛的所述前段的屈光特性，基于校正公式或通过使用光学模型来确定校正的视网膜形状。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述装置被配置为在所述第一获取中在点网格上同时地测量所述前段。7.根据权利要求5或权利要求6所述的装置，其中，所述装置被配置为测量到所述眼睛的中央凹处的视网膜色素上皮的轴向深度。8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其中，所述装置被配置为从所述视网膜的所述图像中识别所述眼睛的中央凹。9.一种用于进行样本的光学相干计量或断层成像的方法，所述方法包括以下步骤：(i)将来自光源的光分裂为样本束和参考束；(ii)在所述样本束或所述参考束的侧向间隔开的第一部分和第二部分上施加预定光路长度差；(iii)将所述样本束引导到所述样本上，以用于与所述样本的轴向分离的第一区域和第二区域相互作用，并且收集从所述样本的轴向分离的所述第一区域和所述第二区域反射或透射的光；(iv)将所述参考束与反射光或透射光混合；(v)检测由所述参考束与所述反射光或所述透射光混合产生的干涉信号；以及(vi)处理检测到的干涉信号以提供所述样本的光学相干断层图像，
其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文，
申请(专利权)人：赛莱特私人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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