一种用于眼压测量的光学显微系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于眼压测量的光学显微系统，涉及光学测量技术领域；包括空间光学传感单元、光线传输单元、眼压传感器、光谱采集单元以及光谱解调单元；其中，空间光学传感单元与光谱采集单元相连；光谱采集单元与光谱解调单元通过传输链路一连接；眼压传感器上设置有法珀微腔；空间光学传感单元发射的宽带光通过光线传输单元垂直入射至法珀微腔，得到干涉宽带光；干涉宽带光被输送至光谱采集单元；光谱采集单元将干涉宽带光转换为数字光谱后，将数字光谱输送至光谱解调单元；光谱解调单元根据数字光谱获取眼压。本发明专利技术通过空间光学传感单元、光线传输单元以及眼压传感器相配合，完成了宽带光的入射与干涉宽带光的接收，减少了光学元件。学元件。学元件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于眼压测量的光学显微系统


[0001]本专利技术涉及光学测量
，尤其涉及一种用于眼压测量的光学显微系统。

技术介绍

[0002]青光眼是人眼致盲的三大原因之一，青光眼的危害极大，是世界首位不可逆致盲性疾病。眼压是指眼球壁受到眼球内容物作用的压强，人的眼压在正常情况下应处于10
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21mmHg的范围内，高眼压被认为是青光眼发病的重要危险因素。因此，眼压是临床中确定治疗目标以及评估治疗效果和预后情况的重要指标。
[0003]目前临床中眼压的主要检测手段是通过仪器对患者的即时眼压进行检测，检测仪器主要包括压平式眼压计、喷气式眼压计等；其中压平式眼压计是目前所认为的测量眼压的“金标准”，但是这种方法测量过程复杂，具有测量前需要表面麻醉、测量中要在角膜上滴荧光素钠、测量值受角膜中央厚度的影响等缺点。喷气式眼压计相较于压平式眼压计，简化了测量眼压的流程，且不需要表面麻醉和荧光素钠，但喷气式眼压计也存在其冲击气流会导致患者出现眼部不适、仪器昂贵且不便携的诸多问题。
[0004]此外，目前还有很多基于不同原理的微型眼压传感器的研究，这些研究的共同特征是：1.传感器与检测设备分离，传感方式为非接触式；2.传感器面积、体积微小，从数百微米到几毫米；3.传感器与眼部结构接触，表贴在眼球或者植入眼球内部。
[0005]针对已经提出的微型眼压传感器，按照传感原理分类，主要有电传感、微流控传感、光传感三种。Chen等人设计了一种以隐形眼镜为载体的，基于电容容值对压力敏感的眼压传感器，由电容和电感形成的LC振荡器的频率也随的改变而改变，读取设备为大型网络分析仪。Agaoglu等人利用微流控芯片来实现眼压检测，将集成微流控芯片的人造晶状体利用白内障手术技术植入与眼球，随着眼压的波动，人造晶状体的液气交界面位置产生位移，监测该界面位置即可获取眼压值。电传感受限于电路结构与材料，很难做到亚毫米级尺寸，并且读取设备体积大且昂贵。微流控传感受限于对气密性的严苛要求以及拍照读数的间接传感原理，使小型化遇到了瓶颈。而光传感器的体积普遍小于电传感器和微流控传感器，因此，成为了植入式传感器的主要研究方向。
[0006]目前已有的光学的测量方案都是基于Fabry
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P
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rot干涉结构，Lee的团队在使用氮化硅做柔性传感膜，硅做外壳的方案，把传感器的尺寸做到了1mm左右，其检测精度达到了1.3mmHg。Kim的团队在Lee工作的基础上做了进一步的优化，并在解调算法中加入了ANN人工智能，使得精度提升到了0.1mmHg。二者传感器的尺寸均为毫米级，制造工艺为刻蚀、组装。这给批量生产与微创植入带来很大挑战。且上述团队使用以眼科检测的专业设备裂隙灯为基础，改装扩展出台式宽带光源输入接口和到大型光谱仪的输出接口，整体系统冗杂，便携性差且成本高昂。
[0007]有鉴于此，提供一种结构简单的非接触式光学显微系统尤为重要。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是：为了解决现有技术中用于眼压测量的光学检测设备整体系统冗杂的问题，本专利技术提供一种用于眼压测量的光学显微系统，该光学显微系统通过对光路进行优化，减少了光学元件，简化了光学显微系统的结构，解决了现有技术中用于眼压测量的光学检测设备整体冗杂的问题。
[0009]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0010]一种用于眼压测量的光学显微系统，包括空间光学传感单元、光线传输单元、眼压传感器、光谱采集单元以及光谱解调单元；其中，
[0011]所述空间光学传感单元与所述光谱采集单元相连；
[0012]所述光谱采集单元与所述光谱解调单元通过传输链路一连接；
[0013]所述眼压传感器上设置有法珀微腔；
[0014]所述空间光学传感单元发射的宽带光通过所述光线传输单元垂直入射至所述法珀微腔，得到干涉宽带光；
[0015]所述干涉宽带光通过所述光线传输单元、所述空间光学传感单元后被输送至所述光谱采集单元；
[0016]所述光谱采集单元将所述干涉宽带光转换为数字光谱后，将所述数字光谱输送至所述光谱解调单元；
[0017]所述光谱解调单元根据所述数字光谱获取眼压。
[0018]可选地，所述空间光学传感单元包括宽带光源、光纤环形器以及光纤准直器；其中所述宽带光源与所述光纤环形器之间、所述光纤环形器与所述光纤准直器之间、所述光纤环形器与所述光谱采集装置之间均通过光纤相连；所述宽带光源用于发射所述宽带光；所述宽带光依次通过所述光纤环形器、所述光纤准直器输入至所述光线传输单元；所述干涉宽带光依次通过所述光线传输单元、所述光纤准直器、所述光纤环形器后被输送至所述光谱采集单元。
[0019]可选地，所述宽带光的波长范围为750nm
‑
950nm。
[0020]可选地，还包括显微成像定位单元；所述显微成像定位单元与所述光谱解调单元通过传输链路二连接；所述显微成像定位单元发射的指示光通过所述光线传输单元入射至所述法珀微腔，得到反射指示光；所述反射指示光通过所述光线传输单元后被所述显微成像定位单元接收成像，得到实时图像，并将所述实时图像输送至所述光谱解调单元。
[0021]可选地，所述显微成像定位单元包括CCD相机与指示光源；所述指示光源用于发射所述指示光；所述CCD相机与所述光谱解调单元信号连接。
[0022]可选地，所述光线传输单元包括沿光路依次设置的透镜组与物镜。
[0023]可选地，所述光谱采集单元包括光色散转换模块、嵌入式模块和电源驱动模块；其中所述电源驱动模块在所述嵌入式模块控制下为所述光色散转换模块供电；所述光色散转换模块通过衍射效应将不同波长的所述干涉宽带光转换成电信号，并将所述电信号输送至所述嵌入式模块；所述嵌入式模块用于将所述电信号数字化，得到所述数字光谱。
[0024]可选地，所述光谱解调单元包括至少一个中央处理器。
[0025]可选地，所述光谱解调单元根据所述数字光谱获取眼压包括如下步骤：
[0026]S1：确定光学显微系统的位置；
[0027]S2：读取所述数字光谱，获得原始光谱数据；
[0028]S3：提取所述原始光谱数据的最大值，将所述最大值与预设阈值进行比对，判断所述最大值是否不小于所述预设阈值，若是进入步骤S4，否则进入步骤S1；
[0029]S4：对所述原始光谱数据进行光谱插值处理，并进行FFT滤波，还原出所述干涉宽带光的光谱数据；
[0030]S5：采用寻峰算法对所述干涉宽带光的光谱数据进行分峰，获取所述干涉宽带光的光谱数据的中心波长位置；
[0031]S6：通过所述中心波长位置获取眼压。
[0032]可选地，所述预设阈值为所述宽带光垂直入射至平面反射镜时，镜面反射光强度的50％。
[0033]本专利技术的有益效果是：
[0034]本专利技术提供的用于眼压测量的光学显微系统，通过空间光学传感单元、光线传输单元以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于眼压测量的光学显微系统，其特征在于，包括空间光学传感单元(1)、光线传输单元(2)、眼压传感器(3)、光谱采集单元(4)以及光谱解调单元(5)；其中，所述空间光学传感单元(1)与所述光谱采集单元(4)相连；所述光谱采集单元(4)与所述光谱解调单元(5)通过传输链路一(7)连接；所述眼压传感器(3)上设置有法珀微腔；所述空间光学传感单元(1)发射的宽带光通过所述光线传输单元(2)垂直入射至所述法珀微腔，得到干涉宽带光；所述干涉宽带光通过所述光线传输单元(2)、所述空间光学传感单元(1)后被输送至所述光谱采集单元(4)；所述光谱采集单元(4)将所述干涉宽带光转换为数字光谱后，将所述数字光谱输送至所述光谱解调单元(5)；所述光谱解调单元(5)根据所述数字光谱获取眼压。2.如权利要求1所述的用于眼压测量的光学显微系统，其特征在于，所述空间光学传感单元(1)包括宽带光源(11)、光纤环形器(12)以及光纤准直器(13)；其中所述宽带光源(11)与所述光纤环形器(12)之间、所述光纤环形器(12)与所述光纤准直器(13)之间、所述光纤环形器(12)与所述光谱采集装置(4)之间均通过光纤相连；所述宽带光源(11)用于发射所述宽带光；所述宽带光依次通过所述光纤环形器(12)、所述光纤准直器(13)输入至所述光线传输单元(2)；所述干涉宽带光依次通过所述光线传输单元(2)、所述光纤准直器(13)、所述光纤环形器(12)后被输送至所述光谱采集单元(4)。3.如权利要求1所述的用于眼压测量的光学显微系统，其特征在于，所述宽带光的波长范围为750nm
‑
950nm。4.如权利要求1
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3任一项所述的用于眼压测量的光学显微系统，其特征在于，还包括显微成像定位单元(6)；所述显微成像定位单元(6)与所述光谱解调单元(5)通过传输链路二(8)连接；所述显微成像定位单元(6)发射的指示光通过所述光线传输单元(2)入射至所述法珀微腔，得到反射指示光；所述反射指示光通过所述光线传...

【专利技术属性】
技术研发人员：任冬妮，王克敏，
申请(专利权)人：明澈生物科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：