一種多功能眼科測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公布了一種多功能眼科測量裝置，包括OCT系統光源、光纖耦合器、探測系統、控制系統、樣品臂部件和參考臂組件；所述樣品臂部件包括準直鏡和眼前節眼后節掃描構件，所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂反射鏡；在所述準直鏡和所述眼前節眼后節掃描構件之間的第一光軸或者所述參考臂光路透鏡和所述參考臂反射鏡之間的第二光軸上設置有光程補償模塊，所述光程補償模塊配合所述眼前節眼后節掃描構件改變OCT系統的光程，對人眼不同部位OCT成像并在所述不同部位之間實現OCT成像切換。本實用新型能通過一次測量，得到人眼眾多參數數據，提高了工作效率，降低了成本。
【專利說明】-種多功能眼科測量裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光電子領域，尤其涉及一種可對人眼不同部位進行切換測量的 0CT系統。

【背景技術】
[0002] 如今患白內障眼病的老年人越來越多，移植人工晶體是目前廣泛使用的治療白內 障的有效方案。但人工晶體的計算對所需要的參數要求較多，如角膜前后表面曲率、角膜厚 度、前房深度、晶狀體厚度、晶狀體前后表面曲率、眼軸長、白到白距離和瞳孔直徑等。測量 的參數較多，但往往需要多種醫療設備檢測后，才能獲得上述完整數據。
[0003] 光學相干層析成像（OCT，Optical Coherence Tomography)是一種新興的光學成 像技術，相對于傳統的臨床成像手段來說，具有分辨率高、成像速度快、無輻射損傷、價格適 中和結構緊湊等優點，是基礎醫學研究和臨床診斷應用的重要潛在工具。當前，在多種使用 光學儀器的眼科設備中，用于眼科檢查和治療的0CT裝置已經成為眼科疾病診斷不可或缺 的眼科設備。
[0004] 專利申請文獻200710020707. 9公開了一種利用0CT測量眼軸長的測量方法。該方 法雖然可以實現人眼和各種動物活體的眼軸長度的測量，但是該方法存在以下兩個缺點： 1，采用步進電機的移動探頭，來實現光程的調節，從而實現角膜和眼底的成像。而電機發生 前后移動需要一定的時間，無法實現前后節快速切換并實時成像，加上被測對象的眼睛會 抖動，使得測量眼軸長度不準確，誤差較大；2.由于角膜及眼底結構不同，采用同一個探頭 無法在這兩個位置都聚焦，導致成像質量差，這是這個方法無法避免的缺陷。
[0005] 而之前的技術，能實現快速切換測量前后節信號，但無法一次成像獲得人眼不同 位置處的0CT成像。尤其晶狀體前后表面曲率的測量時，若采用不同次測量時，由于眼動， 校正不準確，就無法精確測量晶狀體前后表面曲率信號。因為目前頻域0CT系統的探測深 度不足，無法直接獲得從人眼角膜到晶狀體后表面，這么大深度范圍的0CT圖像。若采用分 段、分次測量，獲得了晶狀體前后表面的0CT圖像，此時，由于分次測量，人眼動了等因素， 必然導致晶狀體前后表面無法進行準確的折射校正，因而無法得到晶狀體前后表面的精確 曲率。 實用新型內容
[0006] 本實用新型提供了一種多功能眼科測量裝置和測量方法，其目的在于解決眼科醫 療測量裝置不能實現一次采集對人眼不同部位分別進行0CT成像的缺陷。
[0007] 本實用新型的技術方案：
[0008] -種多功能眼科測量裝置，包括0CT系統光源、光纖耦合器、探測系統、控制系統、 樣品臂部件和參考臂組件；所述0CT系統光源經所述光纖耦合器分別向樣品臂部件和參考 臂組件提供入射光，其中經過所述樣品臂部件的光入射至人眼眼底并反射，反射回來的光 經過樣品臂部件后與從參考臂組件反射回來的光在所述耦合器中發生干涉并產生干涉光， 所述干涉光被探測系統探測到，經控制系統處理后，得到人眼的OCT斷層成像；所述樣品臂 部件包括準直鏡和眼前節眼后節掃描構件，所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂 反射鏡；其特征在于：在所述準直鏡和所述眼前節眼后節掃描構件之間的第一光軸或者所 述參考臂光路透鏡和所述參考臂反射鏡之間的第二光軸上設置有光程補償模塊，所述光程 補償模塊配合所述眼前節眼后節掃描構件改變0CT系統的光程，對人眼不同部位0CT成像 并在所述不同部位之間實現0CT成像切換。
[0009] 進一步地：所述光程補償模塊包括驅動裝置及其帶動旋轉的光程補償機構；所述 光程補償機構由多塊透光片組成；當所述多塊透光片經旋轉分別單獨插入到所述第一光軸 或者第二光軸時，所述0CT系統的光程發生改變，實現在人眼不同部位進行0CT成像。
[0010] 進一步地：所述驅動裝置為旋轉電機；所述透光片平行設置且其透光面均與所 述準直鏡的入射光均垂直；所述旋轉電機的旋轉軸和過所述準直鏡的入射光平行。
[0011] 進一步地：所述人眼的不同部位至少包括角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視 網膜的一種；所述多塊透光片分別單獨設置在第一光軸，所述多功能眼科測量裝置分別對 角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網膜進行0CT成像。
[0012] 進一步地：所述眼前節眼后節掃描構件包括眼前節成像模塊和眼后節成像模塊；
[0013] 所述眼前節成像模塊包括：X方向掃描單元、Y方向掃描單元、第一全反射鏡、可轉 動調節全反射鏡、第一二向色鏡和接目物鏡；當進行眼前節成像時，從所述準直鏡發射出的 光穿過所述光程補償模塊的光程補償機構，經所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元和 所述第一全反射鏡的反射，照射到所述可旋轉調節全反射鏡上，再經所述第一二向色鏡反 射到所述接目物鏡，最后經過人眼會聚到人眼前節；
[0014] 所述眼后節成像模塊包括：所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元、第二全反 射鏡至第五全反射鏡、屈光調節單元、所述可轉動調節全反射鏡、所述第一二向色鏡和和所 述接目物鏡；當進行眼后節成像時，從所述準直鏡發射出的光穿過所述光程補償模塊的光 程補償機構，依次經所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元和所述第二全反射鏡至第五 全反射鏡的反射后，穿過所述屈光調節單元，照射到所述可旋轉調節全反射鏡上，再經所述 第一二向色鏡反射到所述接目物鏡，最后會聚到人眼眼底。
[0015] 本實用新型的有益技術效果：通過利用所述的多功能眼科測量裝置和測量方法， 一方面實現了在人眼不同部位0CT成像的快速切換功能，實現對人眼不同深度進行測量， 提高了 0CT系統的探測范圍（前后節成像），切換系統穩定，定位精確，不影響系統信噪比； 另一方面能實現光束在人眼不同位置分別聚焦，可針對不同視力的人眼實現高質量的不 同部位的0CT成像，具有較高的橫向分辨率。同時，通過一次測量，得到人眼眾多參數數據， 如角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶狀體厚度、晶狀體前后表面曲率、眼軸長、白 到白距離、瞳孔直徑等。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0016]
[0017] 圖1為人眼不同部位0CT成像的系統光路圖；
[0018] 圖2為包含有眼前節成像模塊200的光路圖；
[0019] 圖3為包含眼后節成像模塊300的光路圖；
[0020] 圖4為Y方向掃描單元110所處位置的示意圖；
[0021] 圖5為虹膜攝像模塊400的光路圖；
[0022] 圖6為固視光學模塊500的光路圖；
[0023] 圖7為光程補償模塊600的結構示意圖；
[0024] 圖8為光程補償機構601的結構示意圖；
[0025] 圖9為光程補償機構601插入第一主光軸的其中一個實施例的順序示意圖；
[0026] 圖10為Y方向掃描單元110和可旋轉調節全反射鏡204和圖9中各透光片 6011-6014插入過程中同步配合動態圖；
[0027] 圖11為人眼不同部位深度原理測量光路圖；
[0028] 圖12為圖11的局部放大圖一；
[0029] 圖13為圖11的局部放大圖二。

【具體實施方式】
[0030] 為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以 下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實 施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0031] 各個功能模塊的說明
[0032] 參考圖1，圖1為人眼不同部位0CT成像系統光路圖，包括：0CT系統光源101、光 纖耦合器102、參考臂組件1050、探測系統106、控制系統107和樣品臂部件800。0CT系統 光源101輸出的光經過光纖耦合器102分別向樣品臂部件800和參考臂組件1050提供光。 參考臂組件1050包括參考臂光路透鏡104、參考臂反射鏡105。參考臂組件1050具有已知 長度并通過參考臂反射鏡105將光反射回光纖耦合器102中。樣品臂部件800向被檢人眼 E提供光，來自人眼E散射回來的光經過樣品臂部件800與參考臂組件1050反射回來的光 在光纖耦合器102中發生干涉，干涉光被探測系統106探測到，再經過控制系統107處理， 最后顯示被檢人眼E的0CT圖像。通過樣品臂部件800的X方向掃描單元109及Y方向掃 描單元110對人眼E進行掃描，實現人眼E的0CT的斷層成像。其中，樣品臂部件800包 括：偏振控制器103、準直鏡108和眼前節眼后節掃描構件700。作為本實用新型的改進部 分在于，人眼不同部位0CT成像系統光路圖還包括對人眼不同部位0CT成像進行切換的光 程補償模塊600。光程補償模塊600可以設置在準直鏡108和眼前節眼后節掃描構件700 之間的第一光軸上，也可以設置在參考臂光路透鏡104和參考臂反射鏡105之間的第二光 軸上。光程補償模塊600配合眼前節眼后節掃描構件700或者參考臂組件1050,改變0CT 成像系統的光程，在人眼的不同部位如角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網膜上進行 0CT成像，并能在這些成像部位之間實現相互切換；在得到了角膜0CT圖像、晶狀體前表面 0CT圖像、晶狀體后表面0CT圖像后，能獲得角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶狀 體厚度、晶狀體前后表面曲率、視網膜厚度、眼軸長、白到白距離和瞳孔直徑等人眼結構重 要參數。在本實用新型中，只例舉了光程補償模塊600處于第一光軸的情況，因此，在以下 的敘述中以及說明書各附圖，均是建立在光程補償模塊600處于第一光軸上的基礎上。對 于光程補償模塊600處于第二光軸的情況，本實用新型暫未說明，但其工作原理和它處于 第一光軸上相似。
[0033] 光程補償模塊600包括驅動裝置602以及由驅動裝置602帶動旋轉進入0CT系統 光路的光程補償機構601。通過將光程補償模塊600中的光程補償機構601放入進0CT成 像系統，切換系統不同的光程，實現對人眼不同部位的OCT成像，從而實現利用同一臺眼科 醫療設備一次采樣就能測量人眼不同部位的目的，降低了產品的制造成本，提高測量精度。
[0034] 具體地，參考圖7和圖8,當光程補償機構601插入準直鏡108和眼前節眼后節掃 描構件700之間的第一光軸后，通過配合眼前節眼后節掃描構件700,實現整個0CT系統的 光程的改變，從而在人眼的不同部位成像。作為具體的實施例，此處所述的驅動裝置602為 旋轉電機，光程補償機構601為多塊平行設置的透光片，當多塊透光片中的其中一塊經電 機帶動進入0CT系統光路時，其它幾塊未進入準直鏡108和眼前節眼后節掃描構件700之 間的第一光軸。參考圖7,需要說明的是，這些不同厚度的多塊透光片的鏡面需要保持和準 直鏡108的出射光束保持垂直，而旋轉電機的旋轉軸603需要保持和準直鏡108的出射光 束保持平行，也就是說，旋轉電機的旋轉軸603和多塊透光片的鏡面垂直。另外，多塊透光 片保持平行。
[0035] 本專利申請文件中所述的人眼的不同部位，包括但不限于角膜、晶狀體前表面、晶 狀體后表面和視網膜，為闡述的方便，本專利申請文件將闡述利用光程補償模塊600對角 膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網膜這些部位進行0CT成像。
[0036] 進一步地，參考圖1，圖2和圖3,眼前節眼后節掃描構件700包括眼前節成像模塊 200和眼后節成像模塊300。眼前節成像模塊200包括：X方向掃描單元109、Y方向掃描單 元110、第一全反射鏡202、可轉動調節全反射鏡204、第一二向色鏡205和接目物鏡206。 參考圖2,在進行眼前節成像時，從準直鏡108發射出的光穿過不同部位0CT成像光程補償 模塊600的多塊透光片，經X方向掃描單元109, Υ方向掃描單元110的反射，再經全反射鏡 202后，照射到可旋轉調節全反射鏡204上，再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206， 最后經過人眼Ε會聚到人眼前節。其中，眼前節成像光路系統的探測光束滿足掃描光束中 心線平行入射人眼，而任意時刻0CT光束聚焦于人眼前節。需要說明的是，在進行眼前節 成像時，Υ方向掃描單元110由控制系統107控制。
[0037] 作為進一步的優化，參考圖2,眼前節成像模塊200還包括：設置在Υ方向掃描單 元110和第一全反射鏡202之間的光路上還設置有至少一個第一中繼透鏡201，在第一全反 射鏡202和可轉動調節全反射鏡204之間的光路上還設置有至少一個第二中繼透鏡202。 此處所說的眼前節成像包括對角膜、晶狀體前表面和晶狀體后表面的0CT成像。
[0038] 參考圖4,在實現對眼前節成像的過程中，可轉動調節全反射鏡204與Υ方向掃描 單元110同時被控制系統107控制，Υ方向掃描單元110處于實現眼前節成像的第一位置 上。具體地，該第一位置是指使從X方向掃描單元109過來的入射光的主光軸與反射光的 主光軸的夾角為β。
[0039] 在測角膜、晶狀體前表面和晶狀體后表面時，0CT光束聚焦于眼前節中部區域，能 有效提高角膜、晶狀體前后表面的0CT圖像的信噪比及橫向分辨率。并且掃描光束中心線 平行入射人眼，有利于角膜及晶狀體前后表面的折射校正，從而得到準確的角膜及晶狀體 前后表面曲率。
[0040] 參考圖6和圖7。第一二向色鏡205可以對0CT系統光源101發出的信號光反射， 并且對來自固視光學模塊500中光源501發出的固視光透射，而且還能對來自虹膜攝像模 塊400中照明光源401發出的照明光進行透射。需要說明的是，0CT系統光源101的波長 為790-890nm ;光源501發出的固視光的波長有選為550nm ;照明光源401發出的照明光的 波長優選為740nm。
[0041] 參考圖3,圖3為包含眼后節成像模塊300的光路圖。眼后節成像模塊300依次包 括X方向掃描單元109、Y方向掃描單元110、第二全反射鏡301至第五全反射鏡304、屈光 調節裝置305、可旋轉調節全反射鏡204、第一二向色鏡205和接目物鏡206。當進行眼后節 成像時，從準直鏡108發射出的光穿過不同部位0CT成像光程補償模塊600的光程補償機 構601，經X方向掃描單元109和Y方向掃描單元110的反射。此時，Y方向掃描單元110 由控制系統107控制，光束經過Y方向掃描單元110反射后，相繼經過第二全反射鏡301、 第三全反射鏡302、第四全反射鏡303和第五全反射鏡304的反射后，穿過屈光調節單元 305,照射到可旋轉調節全反射鏡204上。再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206， 最后經過人眼E會聚到人眼眼底。眼后節成像光路系統的探測光束滿足掃描光束中心線匯 聚于人眼瞳孔附近，而任意時刻0CT光束聚焦于人眼眼底。此時，可旋轉調節全反射鏡204 與Y方向掃描單元110同時被控制系統107控制，Y方向掃描單元110處于實現眼后節成 像的第二位置上。具體地，參考圖4,第二位置指Y方向掃描單元110所處的位置，剛好使得 從X方向掃描單元109過來的入射光的主光軸與反射光的主光軸的夾角為α。針對不同人 眼（其屈光度不同），通過調節眼底0CT成像光路屈光調節單元305,使得0CT光束都能匯 聚于人眼眼底，即光束聚焦于視網膜上，這樣能有效提高視網膜測量時，0CT圖像的信噪比 及橫向分辨率。具體地，Υ方向掃描單元110不僅起到Υ方向掃描的作用，也起到光路切換 的作用。在本實用新型中，Υ方向掃描單元110為振鏡或其他高精度定位裝置，滿足系統光 路快速切換及掃描的需求。
[0042] 眼前節光路和眼后節光路的切換：參考圖3和圖4,測量眼后節時，通過轉動Υ方 向掃描單元110,讓光路主光軸從X方向掃描單元109反射到第二全反射鏡301，光束的主 光軸改變α角（如圖4所示）；而測眼前節時，旋轉Υ方向掃描單元110,讓光路主光軸從 X方向掃描單元109反射到第一中繼透鏡201，光束的主光軸改變β角（如圖4所示）。可 旋轉調節全反射鏡204也做相應旋轉，Υ方向掃描單元110和可旋轉調節全反射鏡204相 互配合，實現眼前節眼后節光路的切換。
[0043] 參考圖5,圖5為虹膜成像模塊400,它是圖1中樣品臂部件800的一部分。包括： 照明光源401、接目物鏡206、第一二向色鏡205、第二二向色鏡402、虹膜成像鏡403和攝像 裝置404。當虹膜攝像模塊400中的照明光源401照射到被檢人眼Ε的虹膜，并在虹膜發 生反射，反射光經過接目物鏡206后，經過第一二向色鏡205透射和第二二向色鏡402反射 后，再經虹膜成像鏡403,最后被攝像裝置404拍攝到。
[0044] 參考圖6,圖6為固視光學模塊500,它是圖1中樣品臂部件800的一部分。包括： 接目物鏡206、第一二向色鏡205、第二二向色鏡402、注視光路屈光補償鏡504、第六全反 射鏡503、透鏡502和顯示屏501。顯示屏501顯示用于被檢人眼Ε固視的固視標，來自顯 示屏501中固視標的光通過透鏡502,被第六全反射鏡503反射，經過注視光路屈光補償鏡 504,透射第二二向色鏡402及第一二向色鏡205后，該光經過接目物鏡206再入射到被檢 人眼Ε。最后，內部固視標被投影到被檢人眼Ε的眼底。進一步地，顯示屏501可采用IXD 屏、0LED屏或者LED陣列屏等。所述固視標為內部固視標。進一步地，可以使用所述內部 固視標來變更被檢眼E的固視位置。另外，內部固視標可以上下、左右移動，來滿足測量被 檢眼不同位置檢測的需要。
[0045] 具體地，參考圖1，在進行眼底OCT成像時，注視光路屈光補償鏡504與眼底OCT成 像光路屈光調節單元305由控制系統107控制并一起移動。這是因為若固視點固定不動， 不同人眼觀察固視點時，固視點的清晰程度不同，這給被測者固視時造成不舒適。由于眼底 0CT光路經過眼底0CT成像光路屈光調節單元305調屈后，能聚焦于眼底視網膜上，即人眼 能看清晰掃描線。若固視點也引入調屈機制，便能實現對于不同人眼都能看清。但在眼底 0CT成像光路屈光調節單元305后加入固視光路（該光路必然在二維振鏡前，因為固視點不 能隨二維振鏡一起動），則會影響眼底0CT光路，因而采用圖6中所示的聯動機制，也就是讓 注視光路屈光補償鏡504與眼底0CT成像光路屈光調節單元305 -起移動，便能既實現人 眼固視，又不影響眼底0CT光路。
[0046] 光程調節說明
[0047] 本實用新型還公布了一種利用多功能眼科測量裝置測試人眼不同部位的方法，包 括如下步驟：
[0048] 設置人眼不同部位0CT成像的光路系統，包括0CT系統光源、光纖耦合器、探測系 統、控制系統、樣品臂部件和參考臂組件；所述樣品臂部件包括準直鏡和眼前節眼后節掃 描構件，所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂反射鏡；在所述準直鏡和所述眼前 節眼后節掃描構件之間的第一光軸或者所述參考臂光路透鏡和參考臂反射鏡的第二光軸 上設置光程補償模塊；
[0049] 所述光程補償模塊配合所述樣品臂部件或者參考臂組件通過改變光程實現對人 眼不同部位0CT成像。
[0050] 前面說過，本實用新型的實施例只針對光程補償模塊處于第一光軸上的情形，因 此以下的敘述也是建立在光程補償模塊處于第一光軸上的基礎上。下面具體闡述利用多功 能眼科測量裝置對人眼不同部位的測試方法。
[0051] (一）測量角膜0CT圖像
[0052] 參考圖1、圖4、圖7和圖8。前面說過，光程補償機構601為多塊平行設置的透光 片，在本實用新型中，共有4塊透光片，分別是第一透光片6011、第二透光片6012、第三透光 片6013和第四透光片6014。測量角膜0CT圖像時，將第一透光片6011經旋轉插入準直鏡 108和眼前節眼后節掃描構件700之間的第一光軸中，同時可旋轉調節全反射鏡204與Y方 向掃描單元110被控制系統107控制，處于實現眼前節成像的第一位置上。前面已經說過， 第一位置的定義就是Y方向掃描單元110所處的位置，剛好使得從X方向掃描單元109過 來的入射光的主光軸與反射光的主光軸的夾角為β。此時，可旋轉調節全反射鏡204也做 相應旋轉。
[0053] 參考圖1和圖12,定義測角膜0CT圖像樣品臂的光程為LSampleCornea，其表示從 光纖稱合器102到人眼角膜C的光程。具體的LSampleCornea光程表征為，從光纖稱合器 102出光，經偏振控制器103、準直鏡108,穿過第一透光片6011，經X方向掃描單元109, Y 方向掃描裝置單元110的反射，再經過第一中繼透鏡201、第一全反射鏡202、第二中繼透鏡 203、照射到可旋轉調節全反射鏡204上，再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206,最 后照射到人眼E的角膜C上的光程。
[0054] 設定LSampleCornea光程由三部分構成，第一透光片6011的插入第一光軸導致 光程的變化量+眼前節樣品臂共有光程LSampleG 〇ngY〇u+角膜0CT圖像頂端到0CT圖像 中角膜信號的光程hCornea。其中nA表征第一透光片6011的折射率，dA表征第一透光片 6011的厚度。眼前節樣品臂共有光程LSampleGongYou，表征從光纖耦合器102到角膜0CT 圖像頂端所對應的空間位置CDK的光程。因此LSampleCornea的計算公式也可以寫成
[0055] LSampleCornea = (nA~l) · dA+LSampleGongYou+hCornea (1)
[0056] 需要說明的是，在測角膜0CT圖像時，第一透光片6011的材料也可以是空氣，換句 話說，第一透光片6011可以取消掉，此時，dA為0, nA為1。
[0057](二）測量晶狀體前表面0CT圖像
[0058] 測量晶狀體前表面0CT圖像時，將第二透光片6012經旋轉插入準直鏡108和眼前 節眼后節掃描構件700之間的第一光軸中，將第一透光片6011撤出。此時可旋轉調節全反 射鏡204與Y方向掃描單元110仍保持處于實現眼前節成像的位置上。
[0059] 定義測晶狀體前表面0CT圖像樣品臂光程為LSampleLensF，其表不從光纖稱合器 102到人眼晶狀體前表面LF的光程。具體的，LSampleLensF光程表征為，從光纖耦合器102 出光，經偏振控制器103、準直鏡108,第二透光片6012, X方向掃描單元109, Y方向掃描單 元110的反射，再經過第一中繼透鏡201、第一全反射鏡202、第二中繼透鏡203,照射到可旋 轉調節全反射鏡204上，再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206,最后照射到人眼E 的晶狀體前表面LF上的光程。
[0060] 設定LSampleLensF光程由四部分構成，第二透光片6012的插入第一光軸導致光 程的變化量（ηΒ-1) ·?!Β+眼前節樣品臂共有光程LSampleGongYou+角膜0CT圖像頂端所對 應的空間位置到晶狀體前表面0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程IXDKtoLFDK+晶狀體 前表面0CT圖像頂端到0CT圖像中晶狀體前表面信號的光程hLF，hLF的示意圖參考圖12 和圖13。其中nB表征第二透光片6012的折射率，dB表征第二透光片6012的厚度。
[0061] 因此，LSampleLensF也可表不為：
[0062] LSampleLensF = (nB-1) · dB+LSampleGongYou+LCDKtoLFDK+hLF (2)
[0063] (三）、前房深度的測量
[0064] 對于0CT系統，由等光程原理知，測角膜0CT圖像時從光纖耦合器102到角膜0CT 圖像頂端所對應的空間位置的光程，等于測晶狀體前表面0CT圖像時從光纖耦合器102到 晶狀體前表面0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程，即
[0065] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nB-1) · dB+LSampleGongYou+LCDKtoLFDK (3)
[0066] 即：（nA-Ι) · dA = (nB-Ι) · dB+LCDKtoLFDK (4)
[0067] 而前房深度LQ滿足：
[0068] LQ = LCDKtoLFDK-hCornea+hLF = (nA-Ι) · dA-(nB-l) · dB-hCornea+hLF (5)
[0069] 由于nA、nB、dA、dB是系統設定值，而hCornea和hLF能從相應的OCT圖像中測得， 因而根據（5)式便能得到人眼前房深度。
[0070] (四）、測量晶狀體后表面0CT圖像
[0071] 參考圖1、圖7和圖8,測量晶狀體后表面0CT圖像時，第三透光片6013經旋轉插 入準直鏡108和眼前節眼后節掃描構件700之間的第一光軸中，此時可旋轉調節全反射鏡 204與Y方向掃描單元110仍保持處于實現眼前節成像的位置上。
[0072] 定義測晶狀體后表面0CT圖像樣品臂光程為LSampleLensB，其表不從光纖稱合器 102到人眼晶狀體后表面LB的光程。參考圖1，具體的，LSampleLensB光程表征為，從光纖 耦合器102出光，經偏振控制器103、準直鏡108,穿過第三透光片6013,經X方向掃描單元 109, Y方向掃描單元110的反射，再經過第一中繼透鏡201、第一全反射鏡202、第二中繼透 鏡203、照射到可旋轉調節全反射鏡204上，再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206， 最后照射到人眼E的晶狀體后表面LB上的光程。
[0073] 設定LSampleLensB光程由四部分構成，第三透光片6013的插入第一光軸導致光 程的變化量（nC-1) ·(!0+眼前節樣品臂共有光程LSampleGongYou+角膜0CT圖像頂端所對 應的空間位置到晶狀體后表面0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程LCDKtoLBDK+晶狀體 后表面0CT圖像頂端到0CT圖像中晶狀體后表面信號的光程hLB。其中nC表征第三透光片 6013的折射率，dC表征第三透光片6013的厚度。
[0074] 因此，LSampleLensB也可以寫成：
[0075] LSampleLensB = (nC-Ι) · dC+LSampleGongYou+LCDKtoLBDK+hLB (6)
[0076] (五）、晶狀體厚度的測量
[0077] 對于0CT系統，由等光程原理知，測角膜0CT圖像時從光纖耦合器102到角膜0CT 圖像頂端所對應的空間位置的光程，等于測晶狀體后表面0CT圖像時從光纖耦合器102到 晶狀體后表面0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程，即：
[0078] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nC-Ι) · dC+LSampleGongYou+LCDKtoLBDK (7)
[0079] g卩（nA-1) · dA = (nC-Ι) · dC+LCDKtoLBDK = (nB-1) · dB+LCDKtoLFDK (8)
[0080] 而晶狀體厚度LLens滿足：
[0081] LLens = LCDKtoLBDK-LCDKtoLFDK-hLF + hLB = (nB-1) · dB-(nC-l) · dC-hLF+hLB(9)
[0082] 由于nB、nC、dB、dC是系統設定值，而hLF和hLB能從相應的OCT圖像中測得，因 而根據（9)式便能得到人眼晶狀體厚度。
[0083] (六）、測量視網膜0CT圖像
[0084] 測量視網膜0CT圖像時，將第四透光片6014經旋轉插入準直鏡108和眼前節眼后 節掃描構件700之間的第一光軸中，同時讓可旋轉調節全反射鏡204與Y方向掃描單元110 被控制系統107控制，處于實現眼后節成像的第二位置上。具體地，參考圖4,第二位置的定 義是指Y方向掃描單元110在測量視網膜0CT圖像的過程中所處的位置，剛好使得從X方 向掃描單元109過來的入射光的主光軸與反射光的主光軸的夾角為α。可旋轉調節全反射 鏡204也做相應旋轉。
[0085] 定義測視網膜0CT圖像樣品臂光程為LSampleRetinal，其表示從光纖耦合器102 到人眼視網膜R的光程。參考圖7和圖11，具體的，LSampleRetinal光程表征為，從光纖 耦合器102出光，經偏振控制器103、準直鏡108,穿過第四透光片6014,經X方向掃描單元 1〇9，Υ方向掃描單元110的反射，再經過第二全反射鏡301、第三全反射鏡302、第四全反射 鏡303和第五全反射鏡304的反射后，穿過眼底0CT成像光路屈光調節單元305,可旋轉調 節全反射鏡204反射，再經過第一二向色鏡205反射到接目物鏡206,最后經過人眼Ε會聚 到人眼眼底視網膜R的光程。
[0086] 設定LSampleRetinal光程由幾個部分構成，第四透光片6014的插入第一光軸導 致光程的變化量（nD-1) · dD+眼后節樣品臂固有光程LSampleGuYou-光程調節裝置調節 量2X+角膜0CT圖像頂端所對應的空間位置到測量視網膜時0CT圖像頂端所對應的空間 位置的光程IXDKt〇LRDK2+視網膜OCT圖像頂端到OCT圖像中視網膜黃斑中心凹的光程 hRetinal。其中nD表征第四透光片6014的折射率，dD表征第四透光片6014的厚度。眼 后節樣品臂固有光程LSampleGuYou，表征當光程調節裝置處于初始位置時，從光纖耦合器 102到角膜0CT圖像頂端所對應的空間位置⑶K的光程。另外，第四透光片6014的材料也 可以為空氣，此時dD為0, nD為1。換句話說，在測視網膜0CT圖像時，可以不用要任何透 光片。
[0087] 由于人眼軸長不都相同，但該0CT系統的參考臂長度固定，如何實現不同深度的 視網膜的測量呢？本實用新型采用的方法是，添加光程調節裝置，使得眼后節0CT成像的 等干涉面進行移動。其中光程調節裝置由第二反射鏡301、第三反射鏡302、第四反射鏡303 和第五反射鏡304構成。具體到本實施例，讓第二全反射鏡301和第五全反射鏡304固定 不動，而讓第三全反射鏡302和第四全反射鏡303相對第二全反射鏡301或第五全反射鏡 304上下移動，具體如圖11所示。參考圖12,當第三反射鏡302和第四全反射鏡303從初始 位置向上移動X的距離時，視網膜0CT圖像頂端所對應的空間位置從RDK1向后移動到RDK2 的位置，其中RDK1與RDK2的光程為2X。
[0088] LSampleGuYou-2X+LCDKtoLRDK2 = LSampleGuYou+LCDKtoLRDKl (10)
[0089] -2X+LCDKtoLRDK2 = LCDKtoLRDKl (11)
[0090] 其中角膜OCT圖像頂端所對應的空間位置到測量視網膜時OCT圖像頂端所對應 的空間位置的光程為IXDKtoLRDK2,角膜0CT圖像頂端所對應的空間位置到第三全反射鏡 302和第四全反射鏡303處于復位位置時視網膜0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程 LCDKtoLRDKl。
[0091] 其中第三反射鏡302和第四全反射鏡303的初始位置表征為：第三全反射鏡302 和第四全反射鏡303由同一傳動機構（未圖示）帶動，當該傳動機構經復位開關（未圖示） 控制，處于復位的位置，即為初始位置。進一步地，而傳動機構機構的移動量X，可采用多種 方法測得，如步進電機、音圈電機帶動，計算移動量；或者采用光柵尺、容柵尺等計算移動量 等等。
[0092] 因此，測視網膜0CT圖像樣品臂光程LSampleRetinal也可以表達為
[0093] LSampleRetinal = (nD-1) · dD+LSampleGuYou_2X+LCDKtoLRDK2+hRetinal 〇2)
[0094] (七）、測不同人眼眼軸長
[0095] 對于0CT系統，由等光程原理知，測角膜0CT圖像時從光纖耦合器102到角膜0CT 圖像頂端所對應的空間位置的光程，等于測視網膜0CT圖像時從光纖耦合器102到視網膜 0CT圖像頂端所對應的空間位置的光程，即
[0096] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nD-1) · dD+LSampleGuYou+LCDKtoLRDKl = (nD- 1) · dD+LSampleGuYou-2X+LCDKtoLRDK2 (13)
[0097] 而人眼軸長LEye的計算為：
[0098] LEye = LCDKtoLRDK2+hRetinal-hCornea = LCDKtoLRDKl+2X+hRetinal-hCornea =((nA-1) · dA+LSampleGongYou)-((nD-1) · dD+LSampleGuYou)+2X+hRetinal-hCornea (14)
[0099] 由于 nA、nD、dA、dD、LSampleGongYou、LSampleGuYou 是系統設定值，而 hRetinal 和hCornea能從相應的OCT圖像中測得，因而根據(M)式便能得到人眼軸長。
[0100] 另外，由于人眼前房深度及晶狀體厚度的不同引起的光程變化量小于OCT系統的 探測深度，故測量角膜及晶狀體前后表面時，不設置光程調節機制。而測人眼軸長時，由于 不同人眼的眼軸長不同，但該系統的參考臂105是不可調節的，因而測視網膜的光路中必 須有光程調節機制。前面已經說過，本實用新型在眼底成像光路中增加了第二全反射鏡 301、第三全反射鏡302、第四全反射鏡303和第五全反射鏡304。只需保持第二全反射鏡 301和第五全反射鏡304全不動，同時移動第三全反射鏡302和第四全反射鏡303,便能實 現光程調節。對于不同人眼，通過調節第三全反射鏡302和第四全反射鏡303,便能定好前 后節的光程差。這樣進行快速切換時，不會引入多普勒頻移。
[0101] 需要說明的是，圖7和圖8中第一透光片6011至第四透光片6014的材質選擇范 圍不受限制，只要滿足讓光束能穿過即可。優選的，第一透光片6011至第四透光片6014的 材質為玻璃。另外，雖然在本實用新型中，光程補償機構601只包括了第一透光片6011至 第四透光片6014,但這并不說明光程補償機構601只包括4塊透光片，隨著對人眼測試部位 的增加，透光片的數量也應增加。再者，測量角膜0CT圖像、測量晶狀體前表面0CT圖像、測 量晶狀體后表面0CT圖像和測量視網膜0CT圖像并無特定的先后順序關系。而前房深度的 測量、晶狀體厚度的測量以及不同人眼軸長的測量都是間接得到的，例如，前房深度是在測 量角膜0CT圖像和晶狀體前表面0CT圖像的基礎上通過計算得到；晶狀體厚度是在測得晶 狀體前后表面0CT圖像的基礎上得到；不同人眼眼軸長的測得是在角膜0CT圖像和視網膜 0CT圖像的基礎上得到。
[0102] 時序控制
[0103] 參考圖9和圖10,光程補償模塊600、Y方向掃描單元110、可旋轉調節全反射鏡 204的轉動狀態的配合時序如圖9、10所示。其中第一透光片6011至第四透光片6014分別 單獨插入第一光軸中，起到光程補償的作用，而Y方向掃描單元110和可旋轉調節全反射鏡 204配合著轉至前后節掃描的相應位置。系統可采用一觸發開關（未圖示），讓第一透光片 6011轉入光路中時，Y方向掃描單元110、可旋轉調節全反射鏡204配合著轉至前節掃描 的第一位置；當過去3t時間后，Y方向掃描單元110、可旋轉調節全反射鏡204快速切換轉 至后節掃描的第二位置。再過去lt，也就是在4t的時間后，系統進入下一個周期：第一透 光片6011再次單獨恰好轉入光路中，而Y方向掃描單元110、可旋轉調節全反射鏡204又 切換回前節掃描的位置，如此反復，便能實現角膜、晶狀體前、后表面、視網膜的快速依次測 量。從圖9和圖10可以看出，在測角膜、晶狀體前、后表面時，Y方向掃描單元110、可旋轉 調節全反射鏡204配合著轉至前節掃描的第一位置，而在測視網膜時，Y方向掃描單元110、 可旋轉調節全反射鏡204快速切換轉至后節掃描的第二位置。
[0104] 進一步地，驅動裝置602的旋轉軸與準直鏡108的出射光束中心線的平行距離和 驅動裝置602的轉動速度，這兩因素共同決定上述切換測量的速度的快慢，也就是決定t的 大小。
[0105] 需要說明的是，圖9和圖10僅僅是示例性的，在第一個周期（0-4t)內，角膜、晶 狀體前、后表面、視網膜的測試順序可以改變，因此轉入光路中的第一透光片6011至第四 透光片6014的先后順序也可以改變，那么Y方向掃描單元110、可旋轉調節全反射鏡204所 處的眼前節位置或者眼后節位置也隨之改變。在接下來的第二個周期（4t-8t)內，系統依 然重復著第一個周期的順序，對人眼不同部位進行0CT成像。
[0106] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型 的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種多功能眼科測量裝置，包括OCT系統光源、光纖耦合器、探測系統、控制系統、樣 品臂部件和參考臂組件；所述0CT系統光源經所述光纖耦合器分別向樣品臂部件和參考臂 組件提供入射光，其中經過所述樣品臂部件的光入射至人眼眼底并反射，反射回來的光經 過樣品臂部件后與從參考臂組件反射回來的光在所述耦合器中發生干涉并產生干涉光，所 述干涉光被探測系統探測到，經控制系統處理后，得到人眼的0CT斷層成像；所述樣品臂部 件包括準直鏡和眼前節眼后節掃描構件，所述參考臂組件包括參考臂光路透鏡和參考臂反 射鏡；其特征在于：在所述準直鏡和所述眼前節眼后節掃描構件之間的第一光軸或者所述 參考臂光路透鏡和所述參考臂反射鏡之間的第二光軸上設置有光程補償模塊，所述光程補 償模塊配合所述眼前節眼后節掃描構件改變0CT系統的光程，對人眼不同部位0CT成像并 在所述不同部位之間實現0CT成像切換。
2. 如權利要求1所述的多功能眼科測量裝置，其特征在于：所述光程補償模塊包括驅 動裝置及其帶動旋轉的光程補償機構；所述光程補償機構由多塊透光片組成；當所述多塊 透光片單獨設置在所述第一光軸或者第二光軸時，所述0CT系統的光程發生改變，實現在 人眼不同部位進行0CT成像。
3. 如權利要求2所述的多功能眼科測量裝置，其特征在于：所述驅動裝置為旋轉電機； 所述透光片平行設置且其透光面均與所述準直鏡的入射光均垂直；所述旋轉電機的旋轉軸 和過所述準直鏡的入射光平行。
4. 如權利要求2所述的多功能眼科測量裝置，其特征在于：所述人眼的不同部位至少 包括角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網膜的一種；所述多塊透光片分別單獨設置在 所述第一光軸，所述多功能眼科測量裝置分別對角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網 膜進行0CT成像。
5. 如權利要求1到4任一項所述的多功能眼科測量裝置，其特征在于：所述眼前節眼 后節掃描構件包括眼前節成像模塊和眼后節成像模塊； 所述眼前節成像模塊包括：X方向掃描單元、Y方向掃描單元、第一全反射鏡、可轉動調 節全反射鏡、第一二向色鏡和接目物鏡；當進行眼前節成像時，從所述準直鏡發射出的光穿 過所述光程補償模塊的光程補償機構，經所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元和所述 第一全反射鏡的反射，照射到所述可旋轉調節全反射鏡上，再經所述第一二向色鏡反射到 所述接目物鏡，最后經過人眼會聚到人眼前節； 所述眼后節成像模塊包括：所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元、第二全反射鏡 至第五全反射鏡、屈光調節單元、所述可轉動調節全反射鏡、所述第一二向色鏡和和所述接 目物鏡；當進行眼后節成像時，從所述準直鏡發射出的光穿過所述光程補償模塊的光程補 償機構，依次經所述X方向掃描單元、所述Y方向掃描單元和所述第二全反射鏡至第五全 反射鏡的反射后，穿過所述屈光調節單元，照射到所述可旋轉調節全反射鏡上，再經所述第 一二向色鏡反射到所述接目物鏡，最后會聚到人眼眼底。
【文檔編號】A61B3/14GK203885475SQ201420291638
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2014年6月3日
【發明者】吳蕾, 蔡守東 申請人:深圳市莫廷影像技術有限公司