用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统与方法技术方案

本发明专利技术一种用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统与方法，属于眼组织生物测量技术领域，包括快速扫描延迟线组件和样品臂光路组件，快速扫描延迟线组件用于接收光传输系统分出的一路光并延迟后返回到光传输系统，包括光纤准直镜、扫描直角镜、柱状镜、反射镜和分段聚焦阶梯镜；样品臂光路组件用于接收光传输系统分出的另一路经分段聚焦光路入射到眼组织并经眼组织反射返回到光传输系统，包括光纤输出头、聚焦透镜和二色镜，分段聚焦阶梯镜伸入光纤输出头和聚焦透镜之间。本发明专利技术实现了检测光束在眼前节、晶状体和眼底视网膜处的同步聚焦，进而提高了检测信号的信噪比，使整个系统不但结构简单、而且易实现。而且易实现。而且易实现。

【技术实现步骤摘要】
用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统与方法


[0001]本专利技术属于眼组织生物测量
，尤其是涉及用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统与方法。

技术介绍

[0002]白内障作为最常见的眼科疾病之一，多发病于中老年人群。对眼轴长度的精准测量将关系到白内障手术中植入人工晶状体度数的准确性，同时也密切关系到术后的屈光误差。
[0003]另外，近年来我国青少年儿童近视率居高不下，而近视程度与眼轴长度具有正相关性，眼轴长度也是区别真性近视与假性近视的重要依据。因此，高精度的眼轴长度测量方法是十分必要的，其对于眼科疾病的预防和临床诊治都有重要的实用意义。
[0004]现有的眼轴长度测量方法主要有超声生物测量和非接触式光学生物测量两种。超声用于正常眼的眼轴长度测量时具有良好的准确性，不受屈光介质浑浊度影响，但测量方法较为烦琐且费时。非接触式光学生物测量利用光学相干技术来测量眼轴长度，主要有基于部分相干干涉技术(partial coherence interferometry，PCI)的测量方法和基于低相干反射技术(low coherence optical reflectometry，LCOR)的测量方法。两种方法原理都是迈克尔逊干涉仪技术的拓展，如图1所示。弱相干光源发出一束相干光，经分光镜分成两束，一束称为样品臂，另外一束称为参考臂。样品臂的光束入射到被测物体(如眼组织)，被测物体内不同深度层面的组织对入射光形成反射和散射，一部反射光返回到达分光镜。参考臂光束被投射到一个沿光轴作往复运动的反射镜表面，并沿原光路返回到分束镜与样品臂返回的光线汇聚。当两路被反射回来的光线的光程差相等时，就会产生一个与样品被测组织层面相对应的干涉亮条纹，该带有干涉信息的光线经分光镜后，被光电接收器接受，形成电信号，经采样和处理后得到被测组织内部不同反射层面的位置信息，即眼轴长度方向的组织位置信息。相较于传统超声生物测量方法，非接触式光学生物测量方法具有高分辨力和非接触性的优点，同时其测量结果的重复性要优于超声。但非接触式光学生物测量的准确性依赖于扫描光线从眼底反射的强度，因此屈光介质的浑浊、病变或病患无法固视等因素都影响测量数据的准确性。
[0005]为了解决测量过程中眼睛非自主运动造成的固视因素带来的检测误差，非接触式光学生物测量技术上主要采用提高干涉仪的参考臂光学延迟线的扫描速率，在单位时间内增加重复扫描线检测数量，通过快速采集的多组数据进行处理以提高信噪比和检测精度；另外针对因眼组织介质对测量光信号散射带来检测信息迅速衰减所造成的信噪比问题，主要通过采用样品臂变焦技术实现对眼轴长度范围内不同深度组织在扫描测量过程中实时聚焦。但要实现干涉仪参考臂高速获取眼轴轴向个层面的光干涉信息以确定位置信息的同时，又要实现样品臂检测光束在眼内组织的角膜前后面、晶状体前后面及视网膜等不同界面的同步聚焦，以获取搞得信噪比和检测精度难度较大，实现方案复杂。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题是提供一种能够实现干涉仪参考臂高速获取眼轴轴向个层面的光干涉信息以确定位置信息的同时，又能实现样品臂检测光束在眼内组织的角膜前后面、晶状体前后面及视网膜等不同界面的同步聚焦的用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统与方法。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，包括快速扫描延迟线组件(参考臂)和样品臂光路组件，所述快速扫描延迟线组件用于接收光传输系统分出的一路光并延迟后返回到光传输系统，该快速扫描延迟线组件包括光纤准直镜，用于产生光学延迟的旋转扫描直角镜，以及沿扫描直角镜出射光路上依次设置的柱状镜和反射镜，用于在被测眼组织内产生分段聚焦效果的分段聚焦阶梯镜；所述样品臂光路组件用于接收光传输系统分出的另一路经分段聚焦光路入射到眼组织并经眼组织反射返回到光传输系统，该样品臂光路组件包括光纤输出头，用于在眼组织内产生聚焦作用的聚焦透镜，用于光线偏转与分离的二色镜，同时用于在被测眼组织内产生分段聚焦效果的分段聚焦阶梯镜伸入光纤输出头和聚焦透镜之间。
[0008]进一步地，所述光传输系统包括有由沿弱相干光源(SLD)的光轴依次设置的光环行器、光纤分束器、第一偏振控制器、第二偏振控制器以及用于接收反射干涉光信号的光电检测器。
[0009]进一步地，所述快速扫描延迟线组件用于接收光纤分束器分出的一路光并延迟后返回到光纤分束器；所述样品臂光路组件用于接收光纤分束器分出的另一路经分段聚焦光路入射到眼组织并经眼组织反射返回到光纤分数器。
[0010]进一步地，多路所述扫描直角镜和多路所述分段聚焦阶梯镜分别固定在扫描电机圆周上，其中所述扫描直角镜和分段聚焦阶梯镜位置一一对应。
[0011]进一步地，本专利技术还包括控制系统和视频摄像头，所述控制系统包括用于光电信号转换及电机控制的采集控制卡及计算机；所述视频摄像头用于检测眼角膜的视频图像。
[0012]本专利技术一种用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量方法，包括以下步骤：
[0013]S1、所述弱相干光源(SLD)发出的弱相干光入射到光环行器的端口a，经光环行器的端口b输出到光纤分束器的端口Ⅰ；所述光纤分束器将输入光分为两路给端口Ⅲ和端口Ⅳ，所述端口Ⅲ输出光束经第一偏振控制器传送给快速扫描延迟线组件的光纤准直镜，经准直的入射光投射到用于产生光学延迟的旋转扫描直角镜，所述扫描直角镜出射的光线经柱状镜和反射镜将光线原路反射回光纤准直镜，经第一偏振控制器返回到光纤分束器的端口Ⅲ并与样品臂返回的光线汇聚；
[0014]S2、另外一路由光纤分束器端口Ⅳ输出的光束经第二偏振控制器送至样品臂光路组件的光纤输出头，并沿出射光轴经过分段聚焦阶梯镜，在眼组织内产生聚焦作用的聚焦透镜，经光线偏转与分离的二色镜将测量光线投射到眼组织；
[0015]S3、眼组织不同深度层面对入射光形成反射和散射，一部反射光经原样品臂光路返回到达光纤分束器端口Ⅳ，并与快速扫描延迟线组件(参考臂)返回的光线汇聚；由于快速扫描延迟线组件(参考臂)中的扫描直角镜随扫描电机旋转产生光学延迟，当两路到达光纤分束器的被反射回来的光线的光程差相等时，就会产生一个与被测样品组织层面相对应的干涉亮条纹，该带有干涉信息的光线经光纤分束器端口Ⅱ后，连同经光环行器端口c返回
的光线一同被光电检测器接受，形成电信号；
[0016]S4、经采集控制卡及计算机组成的控制系统采样和处理后得到被测组织内部不同反射层面的位置信息，即眼轴长度方向的组织位置信息。
[0017]本专利技术设计了一种作为参考臂的高速扫描光学延迟线装置，并将作为样品臂的检测光路通过特殊设计的检测光焦点分段调节阶梯镜片与参考臂扫描装置进行了集成设计，实现了在参考臂高速扫描获取眼轴位置信息的同时样品臂通过分段聚焦阶梯镜的作用对检测光束焦点产生同步调节，实现了检测光束在眼前节、晶状体和眼底视网膜处的同步聚焦，进而提高了检测信号的信噪比，使整个系统不但结构简单、而且易实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，其特征在于：包括快速扫描延迟线组件和样品臂光路组件，所述快速扫描延迟线组件用于接收光传输系统分出的一路光并延迟后返回到光传输系统，该快速扫描延迟线组件包括光纤准直镜，用于产生光学延迟的旋转扫描直角镜，以及沿扫描直角镜出射光路上依次设置的柱状镜和反射镜，用于在被测眼组织内产生分段聚焦效果的分段聚焦阶梯镜；所述样品臂光路组件用于接收光传输系统分出的另一路经分段聚焦光路入射到眼组织并经眼组织反射返回到光传输系统，该样品臂光路组件包括光纤输出头，用于在眼组织内产生聚焦作用的聚焦透镜，用于光线偏转与分离的二色镜，用于在被测眼组织内产生分段聚焦效果的分段聚焦阶梯镜伸入光纤输出头和聚焦透镜之间。2.根据权利要求1所述的用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，其特征在于：所述光传输系统包括有由沿弱相干光源的光轴依次设置的光环行器、光纤分束器、第一偏振控制器、第二偏振控制器以及用于接收反射干涉光信号的光电检测器。3.根据权利要求2所述的用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，其特征在于：所述快速扫描延迟线组件用于接收光纤分束器分出的一路光并延迟后返回到光纤分束器；所述样品臂光路组件用于接收光纤分束器分出的另一路经分段聚焦光路入射到眼组织并经眼组织反射返回到光纤分数器。4.根据权利要求1至3任一所述的用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，其特征在于：多路所述扫描直角镜和多路所述分段聚焦阶梯镜分别固定在扫描电机圆周上，其中所述扫描直角镜和分段聚焦阶梯镜位置一一对应。5.根据权利要求4所述的用于眼组织生物测量的分段聚焦快速扫描测量系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李跃杰，王立伟，李凯宁，
申请(专利权)人：天津迈达医学科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：