CN110522406A - 一种眼轴长度测量装置及眼轴长度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种眼轴长度测量装置及眼轴长度测量方法。该眼轴长度测量装置包括光源、分光模块、参考臂模块，样品臂模块及探测模块。本发明利用OCT的这一性质来实现对眼轴长度的测量，以及克服光学相干生物测量仪对于玻璃体浑浊病人容易测量错误的缺点；本发明通过将样品臂使一束探测光分解成两束探测光分别聚焦于角膜和视网膜同时扫描同时获得图像，且这两束探测光的光轴都是共轴的，测量结果不受眼动影响。对于玻璃体浑浊的病人，眼睛的光穿透能力变弱，但不会影响最终的测量准确性；同时，本发明提供的测量方法将测眼轴长度的设备与OCT设备结合，能够更直观的看到视网膜上的具体测量位置是在视网膜的哪一层上。

Description

一种眼轴长度测量装置及眼轴长度测量方法

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种眼轴长度测量装置及眼轴长度测量方法。

背景技术

正常成人眼轴长度约24mm，根据屈光计算，眼轴长度每相差1毫米，屈光度约为3D。目前，测量眼轴的方法主要有两种：光学相干生物测量仪(简称IOL-Master，非接触式测量)和超声仪测量(即A超，接触式测量)。光学相干生物测量仪，采用部分相干或低相干干涉技术，光源采用有一定带宽的空间相干良好的光源，通过使参考臂与样品臂的光学位相小于光源的相干长度实现干涉。但由于IOL-Master设备昂贵，在国内医院并未完全推广应用，目前大多数医院都是应用A超测量眼轴。但A超在测量白内障等眼病时因声波反射而存在误差较大。

事实上，光学相干生物测量仪通过将一束探测光线入射到眼底，通过返回来的反射光信号来计算眼轴的长度。而光进入眼睛后无法确定光点打在视网膜的哪一个位置，使最终的眼轴长度也存在测量误差。其次，对于玻璃体浑浊的病人来说，由于视网膜反射回来的光比较弱，这使得这种只用一束探测光测量的方法更容易使得真正的信号被噪音信号淹没。

OCT技术是一种非侵入的探测技术。它被广泛应用于生物组织的活体截面结构成像。通过测量与深度有关的散射光，OCT可以提供高分辨，高灵敏度的组织结构。OCT技术通过对眼睛前节和后节的连续横向扫描来获得该位置的横向断层图，即使对于玻璃体浑浊病人，虽然单独看每一条采集到的纵向像素难以确定视网膜各层的位置，但在一段扫描图上却能够更容易的区别出来。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种眼轴长度测量装置及眼轴长度测量方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种眼轴长度测量装置，包括光源、分光模块、参考臂模块，样品臂模块及探测模块，所述光源及所述探测模块连接在所述分光模块的一侧，所述探测模块与所述控制模块连接，所述参考臂模块及所述样品臂模块连接在所述分光模块的另一侧；其中，

所述光源用于发出光并将光传输至分光模块；

所述分光模块用于将接收到的光分解成参考光和探测光，并将所述参考光和所述探测光分别传输至所述参考臂模块及所述样品臂模块；

所述参考臂模块用于将接收到的参考光分解成具有一定光程差的第一参考光及第二参考光，并按原路将第一参考光及第二参考光反射至所述分光模块；

所述样品臂模块用于将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光并入射进入眼睛，经眼睛内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回所述分光模块；

所述分光模块还用于对返回的第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

所述控制模块通过所述探测模块获取所述干涉光并进行处理，得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，经计算得到眼睛的眼轴长度。

进一步的，所述参考臂模块包括第一准直镜、分光镜、第一参考镜及第二参考镜，所述分光模块提供的参考光经第一准直镜传至分光镜，分光镜将参考光分解成具有预设光程差的第一参考光和第二参考光，所述第一参考光经第一参考镜反射回所述分光模块，所述第二参考光经第二参考镜反射回所述分光模块。

更进一步的，所述第一参考镜及第二参考镜均为平面反射镜。

进一步的，所述样品臂模块包括中继镜、扫描单元、二向色镜、眼底镜，所述中继镜的中间开设有通孔，所述中继镜将探测光分解成具有预设光程差的第一探测光和第二探测光，并将所述第一探测光和第二探测光传输至扫描单元，所述扫描单元将接收到的第一探测光和第二探测光反射至二向色镜，所述二向色镜将接收到的第一探测光和第二探测光反射至眼底镜，所述眼底镜分别将第一探测光和第二探测光汇聚至眼睛的角膜和视网膜。

更进一步的，所述扫描单元包括第一扫描元件和第二扫描元件，所述第一扫描元件用于接收所述第一探测光和第二探测光，并将所述第一探测光和第二探测光反射至所述第二扫描元件，所述第二扫描元件用于将接收到的第一探测光和第二探测光反射至二向色镜。

更进一步的，所述扫描单元为XY振镜。

更进一步的，所述样品臂模块与所述分光模块之间设置有第二准直镜。

更进一步的，所述样品臂模块还包括扫描场镜，所述扫描场镜设置在所述扫描单元与所述二向色镜之间。

更进一步的，所述样品臂还包括预览模块，所述预览模块包括成像透镜和摄像器，所述照明光源发出的光照射至所述眼睛并在眼睛内发生发射形成发射光，所述发射光经过眼底镜、二向色镜及成像镜头后达到所述摄像器，由所述摄像器拍摄得到。

进一步的，所述控制模块通过探测模块获取所述干涉光并进行处理得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，分析得到角膜的断层图、视网膜的断层图，得到角膜表面以及视网膜表面，将角膜断层图上的上与第二参考光等光程的面标记为第二参考光等光程面，将视网膜断层图上与第一参考光等光程的面标记为第一参考光等光程面，进而得到角膜表面与角膜等光程面的距离d₁，视网膜表面与视网膜光程面的距离d₂，第一参考光等光程面与第二参考光等光程面之间的距离等于第一参考光与第二参考光之间的预设光程差D₁，根据眼轴长度计算公式D＝D₁+d₂-d₁，计算出眼轴长度。

第二方面，本发明提供的一种眼轴长度测量方法，包括如下步骤：

S01按照光路设置如第一方面所述的眼轴长度测量装置；

S02光源向分光模块发射光，所述分光模块按预设比例将接收到的光分解成探测光和参考光，并将所述探测光和参考光分别传输至参考臂模块和样品臂模块；

S03参考臂模块将接收到的参考光分解成第一参考光和第二参考光，按原路反射回所述分光模块；

S04样品臂模块将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光，并入射进入眼睛，经眼睛内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回所述分光模块；

S05分光模块对第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

S06控制模块通过探测模块获取所述干涉光并进行处理得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，经分析计算即可得到眼睛的眼轴长度。

进一步的，所述步骤S06具体包括：

控制模块通过探测模块获取所述干涉光并进行处理得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，分析得到角膜的断层图、视网膜的断层图，得到角膜表面以及视网膜表面，将角膜断层图上的上与第二参考光等光程的面标记为第二参考光等光程面，将视网膜断层图上与第一参考光等光程的面标记为第一参考光等光程面，进而得到角膜表面与角膜等光程面的距离d₁，视网膜表面与视网膜光程面的距离d₂，第一参考光等光程面与第二参考光等光程面之间的距离等于第一参考光与第二参考光之间的预设光程差D₁，根据眼轴长度计算公式 D＝D₁+d₂-d₁，计算出眼轴长度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明利用OCT的这一性质来实现对眼轴长度的测量，以及克服光学相干生物测量仪对于玻璃体浑浊病人容易测量错误的缺点；本发明通过将样品臂中加入中间带孔的中继镜，使一束探测光分解成两束探测光分别聚焦于角膜和视网膜同时扫描同时获得图像。且这两束探测光的光轴都是共轴的，测量结果不受眼动影响。对于玻璃体浑浊的病人，眼睛的光穿透能力变弱，但不会影响最终的测量准确性。同时，本发明提供的测量方法将测眼轴长度的设备与OCT设备结合，实现了OCT设备功能的拓展，能够更直观的看到视网膜上的具体测量位置是在视网膜的哪一层上。

附图说明

图1为本发明的提供的测量眼轴长度装置的结构示意图；

图2为样品臂模块的结构示意图；

图3为眼轴长度计算示意图。

图中，100-光源，200-分光模块，300-参考臂模块，301-第一准直镜，302-分光镜，303- 第一参考镜，304-第二参考镜，400-第二准直镜，500-样品臂模块，501-中继镜，502-角膜共轭面，510-扫描单元，511-二向色镜，512-眼底镜，513-扫描场镜，600-探测模块，700- 控制模块，800-眼睛，801-第二参考光等光程面，802-第一参考光等光程面，803-角膜表面， 804-视网膜表面，805-角膜断层图，806-视网膜断层图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参考图1～3，本发明提供的眼轴长度测量装置，包括光源100、分光模块200、参考臂模块300，样品臂模块500及探测模块600，光源100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500、探测模块600及控制模块700，其中，光源100及探测模块600连接在分光模块 200的一侧，探测模块600与控制模块700连接，参考臂模块300及样品臂模块500连接在分光模块200的另一侧；其中，

光源100用于发出光并将光传输至分光模块200；

分光模块200用于将接收到的光分解成参考光和探测光，并将参考光和探测光分别传输至参考臂模块300及样品臂模块500；

参考臂模块300用于将接收到的参考光分解成具有一定光程差的第一参考光及第二参考光，并按原路将第一参考光及第二参考光反射至分光模块200；

样品臂模块500用于将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光并入射进入眼睛800，经眼睛800内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回分光模块200；

分光模块200还用于对返回的第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

控制模块700通过探测模块600获取干涉光并进行处理，得当角膜801的OCT断层成像和视网膜802的OCT断层成像，进而分析计算得到眼睛800的眼轴长度。

进一步的，参考臂模块300包括第一准直镜301、分光镜302、第一参考镜303及第二参考镜304，分光模块200提供的参考光经第一准直镜301传至分光镜302，分光镜302将参考光分解成具有预设光程差的第一参考光和第二参考光，第一参考光经第一参考镜303反射回分光模块200，第二参考光经第二参考镜304反射回分光模块200，第一参考光和第二参考光之间预设的光程差记为D₁。

更进一步的，第一参考镜303及第二参考镜304均为平面反射镜。

进一步地，第一参考镜303反射回的第一参考光与第二参考光之间的预设光程差记为D₁。

进一步的，样品臂模块500包括中继镜501、扫描单元510、扫描场镜513、二向色镜511、眼底镜512，中继镜501的中间开设有通孔，一部分探测光穿过通孔的探测光形成第一探测光，经过扫描单元510、扫描场镜513、二向色镜511、眼底镜512后进入眼睛800，并聚焦在视网膜802上，随着扫描单元510的扫描即可获得视网膜802的OCT断层成像，其它没有穿过通孔的探测光被中继镜501聚焦到角膜801共轭面502上形成第二探测光，角膜801共轭面502与角膜801共轭，第二探测光经过扫描单元510、扫描场镜513、二向色镜511、眼底镜512后进入眼睛800，并聚焦在眼睛800的眼角膜801上，随着扫描单元510的扫描即可获得角膜801的OCT断层成像。

更进一步的，中继镜501与分光模块200之间设置有第二准直镜400。

更进一步的，扫描单元510包括第一扫描元件和第二扫描元件，第一扫描元件用于接收第一探测光和第二探测光，并将第一探测光和第二探测光反射至第二扫描元件，第二扫描元件用于将接收到的第一探测光和第二探测光反射至二向色镜511。

更进一步的，扫描单元510优选为XY振镜，以便于对人眼进行OCT断层成像。

更进一步的，样品臂还包括预览模块，预览模块包括成像透镜和摄像器，照明光源100 发出的光照射至眼睛800并在眼睛800内发生发射形成发射光，发射光经过眼底镜512、二向色镜511及成像镜头后达到摄像器，由摄像器拍摄得到。

本发明还提供的一种采用上述眼轴长度测量装置对眼轴长度进行测量的方法，包括如下步骤：

S01光源100向分光模块200发射光，分光模块200按预设比例将接收到的光分解成探测光和参考光，并将探测光和参考光分别传输至参考臂模块300和样品臂模块500；

S02参考臂模块300将接收到的参考光分解成第一参考光和第二参考光，按原路反射回分光模块200；

S03样品臂模块500将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光，并入射进入眼睛800，经眼睛800内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回分光模块200；

S04分光模块200对第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

S05控制模块通过探测模块获取干涉光并进行处理得当角膜的OCT断层成像和视网膜的 OCT断层成像，经分析得到角膜断层图805、视网膜断层图806，将角膜断层805图上与第二参考光等光程的面标记为第二参考光等光程面801，将视网膜断层图806上与第一参考光等光程的面标记为第一参考光等光程面802，从角膜断层图805和视网膜断层图806分别识别出角膜表面803及视网膜表面804，经计算得到角膜表面803与第二参考光等光程面801 之间的距离d₁、第一参考光等光程面802与视网膜表面置804之间的距离d₂，第二参考光等光程面801和第一参考光等光程面802之间的距离等于第一参考光与第二参考光之间的预设光程差D₁，最后根据眼轴长度计算公式D＝D₁+d₂-d₁计算得到眼轴长度。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种眼轴长度测量装置，其特征在于，包括光源、分光模块、参考臂模块，样品臂模块及探测模块，所述光源及所述探测模块连接在所述分光模块的一侧，所述探测模块与所述控制模块连接，所述参考臂模块及所述样品臂模块连接在所述分光模块的另一侧；其中，

所述光源用于发出光并将光传输至分光模块；

所述分光模块用于将接收到的光分解成参考光和探测光，并将所述参考光和所述探测光分别传输至所述参考臂模块及所述样品臂模块；

所述参考臂模块用于将接收到的参考光分解成具有一定光程差的第一参考光及第二参考光，并按原路将第一参考光及第二参考光反射至所述分光模块；

所述样品臂模块用于将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光并入射进入眼睛，经眼睛内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回所述分光模块；

所述分光模块还用于对返回的第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

所述控制模块通过所述探测模块获取所述干涉光并进行处理，得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，经计算得到眼睛的眼轴长度。

2.根据权利要求1所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述参考臂模块包括第一准直镜、分光镜、第一参考镜及第二参考镜，所述分光模块提供的参考光经第一准直镜传至分光镜，分光镜将参考光分解成具有预设光程差的第一参考光和第二参考光，所述第一参考光经第一参考镜反射回所述分光模块，所述第二参考光经第二参考镜反射回所述分光模块。

3.根据权利要求2所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述第一参考镜及第二参考镜均为平面反射镜。

4.根据权利要求1所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述样品臂模块包括中继镜、扫描单元、二向色镜、眼底镜，所述中继镜的中间开设有通孔，所述中继镜将探测光分解成具有预设光程差的第一探测光和第二探测光，并将所述第一探测光和第二探测光传输至扫描单元，所述扫描单元将接收到的第一探测光和第二探测光反射至二向色镜，所述二向色镜将接收到的第一探测光和第二探测光反射至眼底镜，所述眼底镜分别将第一探测光和第二探测光汇聚至眼睛的角膜和视网膜。

5.根据权利要求4所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述扫描单元包括第一扫描元件和第二扫描元件，所述第一扫描元件用于接收所述第一探测光和第二探测光，并将所述第一探测光和第二探测光反射至所述第二扫描元件，所述第二扫描元件用于将接收到的第一探测光和第二探测光反射至二向色镜。

6.根据权利要求4所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述扫描单元为XY振镜。

7.根据权利要求4所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述样品臂模块与所述分光模块之间设置有第二准直镜。

8.根据权利要求4所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括扫描场镜，所述扫描场镜设置在所述扫描单元与所述二向色镜之间。

9.根据权利要求4所述的眼轴长度测量装置，其特征在于，所述样品臂还包括预览模块，所述预览模块包括成像透镜和摄像器，所述照明光源发出的光照射至所述眼睛并在眼睛内发生发射形成发射光，所述发射光经过眼底镜、二向色镜及成像镜头后达到所述摄像器，由所述摄像器拍摄得到。

10.一种眼轴长度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01按照光路设置如权利要求1～9中任一项所述的眼轴长度测量装置；

S02光源向分光模块发射光，所述分光模块按预设比例将接收到的光分解成探测光和参考光，并将所述探测光和参考光分别传输至参考臂模块和样品臂模块；

S03参考臂模块将接收到的参考光分解成第一参考光和第二参考光，按原路反射回所述分光模块；

S04样品臂模块将接收到的探测光分解成第一探测光和第二探测光，并入射进入眼睛，经眼睛内部组织的散射后形成第一信号光及第二信号光返回所述分光模块；

S05分光模块对第一参考光、第二参考光、第一信号光及第二信号光进行干涉产生干涉光；

S06控制模块通过探测模块获取所述干涉光并进行处理得当角膜的OCT断层成像和视网膜的OCT断层成像，经分析计算即可得到眼睛的眼轴长度。