CN111297319A - 一种基于频域oct的全眼成像与参数测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法及系统，所述全眼成像与参数测量系统包括测距系统和标靶系统：通过转换眼前节眼后节测量，透镜也会移动改变到达眼前的距离；该测量系统具备对眼前节，眼后节中的各段边界距离测量，包括眼轴长度，前后平均角膜测量计算，角膜中央厚度，晶状体厚度，前房深度，眼前节总厚度甚至于视网膜脉络膜厚度的识别计算；相较于传统的仪器只能进行眼前节或者眼后节成像，该系统以较小的成本代价，将二者结合在一起，实现全眼球的成像与参数测量，对于眼科疾病的排查、眼部疾病的定位有巨大优势。
Description
技术领域
本公开涉及图像成像技术领域、医疗信息领域，具体涉及一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法及系统。
背景技术
随着国民对健康需求越来越全面、细致，加之电子产品的被各个年龄层使用，老龄化加剧等问题，眼睛的健康问题越来越突出，已经成为影响我国人民的疾病之一；且各个年龄段都有突出表现。其中，青少年主要表现为近视、斜视，中老年表现为青光眼、白内障，另外也存在诸如，糖尿病患者的糖尿病视网膜病变，老年黄斑病变。眼睛被誉为心灵的窗户，眼睛健康对人的身心健康至关重要。
现在市场上已经存在一些眼部成像仪器，如OCT眼底成像仪，OCT眼前节成像仪等。一般是针对眼球某一区域进行成像，但是价格普遍偏高，主要在大型医疗场所中使用；目前对于中小医院，眼镜店，视力康复中心等这类市场中没有一款测量参数全面、性能稳定、性价比高的眼球检测、诊断仪器。
现在市场上已经存在一些参数测量仪器，如眼轴长测量仪等。传统上眼轴长度通过A超来测量，A超精确度一般为150μm左右，A超已经越来越不适应临床需要。而B超探头需要接触眼球表面，会对眼球施压，易造成测量误差及角膜损伤，并可能产生医源性感染。因此结构原理相对简单，精度范围也小。
另外，也有通过OCT对视网膜成像后，对视网膜层进行分层参数提取的。这些都是针对眼睛的单一区域位置，没有对全眼进行一个综合参数提取与成像。
发明内容
为解决上述“针对眼睛的单一区域位置，没有对全眼进行一个综合参数提取与成像”的技术问题，本公开提供一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其包括测距系统、标靶系统和数据处理单元，所述测距系统包括宽带光源、光纤耦合器、参考臂、样品臂、光谱仪，从宽带光源出来的相干光，经光线耦合器分光后一路进入参考臂、另一路进入样品臂，两路返回的光干涉连接至光谱仪，最后经数据处理单元，重建图像；所述参考臂为光学延迟线参考臂；所述样品臂包括液体透镜、共焦透镜组、二维扫描系统；经过光线耦合器分光后，进入样品臂的光束，依次经过液体透镜组、共焦透镜组、二维扫描系统、二向色镜，然后对样品进行扫描；
所述标靶系统包括标靶图像、可移动透镜、反射镜及设置于样品臂扫描端的二向色镜。
本发明的基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，测距系统采用OCT光学成像原理，具体为频域光学相干层析技术，经过傅里叶变换可实时呈现眼球的一定深度信息。其中参考臂为光学延迟线参考臂从而可以改变光程；样品臂中采用液体透镜，能够实现较大范围的变焦，为系统快速变焦成像提供硬件基础，从而使得系统可以在眼球不同深度快速聚焦，从而获得眼部多个结构的深度信息，然后经过数据处理单元处理拼接多段图像数据，可以实现整个眼球深度方向的图像，即全眼球成像，进而经过数据处理单元处理便可以获得眼部各个膜层参数测量分析。
同时，采用标靶系统，在眼前节眼后节测量转换过程中，透镜也会移动改变到达眼前的距离，使得眼睛始终可以清晰看见靶标图案，当标靶物像清晰时，则入瞳的光也较好的落在视网膜上被人体感光细胞感受到，达到最佳效果，能保证每次测量时的眼部状态较相似，提高测量准确度和一致性。
进一步地，所述参考臂包括准直器、反射镜、光线延迟线，所述光学延迟线包括曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括曲柄和滑块，所述反射镜设置于滑块上，曲柄的一端与滑块连接，另一端与一同步电机连接。使用曲柄滑块机构可以实现光程长度的平稳快速变换，在电机同速度下，可以实现光程改变量提高1倍。
进一步地，所述反射镜为角锥棱镜，可以进一步提高光程改变量。
进一步地，所述液体透镜组从左到右依次由变焦液体透镜、第一共轭透镜和第二共轭透镜组成，且所述第一共轭透镜和第二共轭透镜的焦点重合，所述变焦液体透镜通过触发正弦波电压信号的控制焦距，便于实时及时调整。
进一步地，所述第一共轭透镜和第二共轭透镜均为消色差双胶合透镜，所述第一共轭透镜的焦距为100mm，所述第二共轭透镜的焦距为50mm。
进一步地，所述变焦液体透镜的最高变焦频率50Hz，响应时间15ms，采集时间15ms，10个B-Scan，即10帧图为眼前至眼后的分段图，共330ms，生成一幅全眼图的频率为3Hz。
进一步地，所述二维扫描系统包括X-Y振镜，通过使用X-Y振镜，获得B扫描，经过傅里叶变换实时呈现眼球的深度信息。
进一步地，宽带光源的中心波长为840nm，带宽49nm，光线入瞳功率小于2mW。
进一步地，所述数据处理单元重建图像可以通过最佳缝合线算法或其他图像拼接算法进行拼接。
同时，本发明还提供了一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法，所述方法包括以下步骤：
S100：通过样品臂进行眼球扫描；
S200：宽带光源的样品光经所述样品臂发射到待测样品上，待测样品不同位置的不同深度反射的光沿着原光路返回与参考臂的回光一同进入到光纤耦合器中耦合，在相干长度内发生干涉，被由光谱仪记录下信号，经光电转换，将并将信号传送至数据处理单元获取眼底图像；
S300：调整参考臂的光学延迟线，进行眼前节眼后节测量转换；在眼前节眼后节测量转换过程中，同步调整标靶系统的可移动透镜，使得样品臂处的二向色镜把来自标靶系统的光与来自OCT测距系统的光合并射入眼底；使被测样品眼球始终能够清晰看见靶标图案；
S400：重复执行S100至S300，获取眼前至眼后的分段图；
S500：将所述分段图拼接成一整张全眼图；
S600：提取干涉曲线中干涉峰得到眼部参数。
进一步地，所述步骤S100中，通过二维扫描系统进行眼球扫描。
本公开的有益效果为：本公开提供一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法及系统，具有较大的眼部轴向扫描范围进行快速全眼成像，相较于传统的仪器只能进行眼前节或者眼后节成像，该系统以较小的成本代价，将二者结合在一起，实现全眼球的成像与参数测量，对于眼科疾病的排查、眼部疾病的定位有巨大优势。
附图说明
通过对结合附图所示出的实施方式进行详细说明，本公开的上述以及其他特征将更加明显，本公开附图中相同的参考标号表示相同或相似的元素，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，在附图中：
图1为OCT光学成像测距系统(A部分)原理图，标靶系统(B部分)结构示意图；
图2为系统信号采集传输同步示意图；
图3为光学设计仿真示意图；
图4为系统的模拟电压信号同步示意图；
图5为数据储存与诊断，数据挖掘流程图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本公开的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本公开的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示为根据本公开的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统的示意图，其中，OCT光学成像测距系统为A部分，标靶系统为B部分，下面结合图1来阐述根据本公开的实施方式的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统和方法。
本发明的测量系统主要包括OCT光学成像测距系统(A部分)和标靶系统(B部分)两大部分。光学成像测距系统(A部分)见图1，主要原理是采用频域上的光学相干层析技术，其特征在于：宽带光源(BLS，Broadband light source)、液体透镜(ETL，Electricallytunable lens)、共焦透镜组(f1，f2)，准直器(Collimator)、反射镜(Mirror)、二维扫描系统(GM，Galvanometer)、二向色镜(DM，Dichroic mirror)、光纤耦合器(FC，耦合比为50：50)、光谱仪(Spectrometer)、光学延迟线(ODL，Optical delay line)、数据采集卡、图像采集卡和计算机；二维扫描系统用于进行X和Y方向的扫描，待测样品反射的光经所述二维扫描系统发射到待测样品的不同位置，待测样品不同位置的不同深度反射的光沿着原光路返回与参考臂的回光一同进入到光纤耦合器中耦合，在相干长度内发生干涉，被由光谱仪中的CCD相机记录下信号，经光电转换，通过Labview编写的采集程序将信号采集至计算机进行数据处理，数据处理单元可以包括多个模块，如信号同步模块、数据采集模块、图像处理模块等，系统的信号采集传输同步示意图见图2。
OCT光学成像测距系统(A部分)主要原理采用频域上的光学相干层析技术(原理与专利CN200710020707相同)，本专利通过使用X-Y振镜，获得B-scan(B扫描)，经过傅里叶变换可实时呈现眼球的一定深度信息。再由参考臂可变光学延迟线改变光程以及液体透镜与双胶合透镜组实时变焦，从而获得眼部多个结构的深度信息。然后数据图像处理技术拼接多段数据，从而实现整个眼球深度方向的图像，即全眼球成像。再由图像处理获得眼部各个膜层参数厚度，实现参数测量分析。
样品臂中运用了较新型的液体透镜，能够实现较大范围的变焦，为系统快速变焦成像提供硬件基础。本发明通过一个变焦液体透镜与一组双胶合透镜的组合光学设计，可以实现光的多点聚焦。将传统上只聚焦于眼前节角膜处的成像系统，见专利(申请号：CN201910277873.X)与聚焦于眼后节视网膜处的成像系统，见专利(申请号：CN201821600707.6)结合于一体，实现一次测量多段成像，相比专利(申请号：CN201821101243.4)，(申请号：CN201710991897.2)经过复杂的光学透镜组合设计而言，本设计的光路结构更简单，造价低，组装精度易实现，具体ZEMAX光学设计仿真如图3所表述，其具体结构示意图见图3的结构1、结构2、结构3、结构4。整个设计的核心思路就是运用液体透镜进行样品臂光路设计，液体透镜的控制通过Labview程序触发一个正弦波电压信号，透镜焦距随着电压变化而变化。液体透镜模拟电压信号产生见图4带有菱形的曲线。
图3为模拟准直光线经过液体透镜(在变焦范围内)和一组双胶合透镜组合的光学系统，由于液体透镜焦距随着通过的电流(电压)时刻改变而改变，使组合光学系统的总焦距改变；最后让入射的准直光线于眼模型的角膜、晶状体前表面、晶状体后表面、视网膜处聚焦。其中，从上至下第一幅仿真图为光线聚焦在角膜位置；第二幅仿真图为光线聚焦在晶状体前表面位置；第三幅仿真图为光线聚焦在晶状体后表面位置；第四幅仿真图为光线聚焦在视网膜位置。共轭透镜组是采用两个消色差双胶合透镜，焦距自左至右依次为100mm、50mm，并且两个透镜的焦点重合。
针对图4中液体透镜与输入电流关系曲线(图4中sin(x)所对应的曲线)可知，每个液体透镜的电流值对应一个焦距，单个液体透镜的焦距改变会改变整个组合光学系统的总焦距，从而改变聚焦位置；因此。图3的仿真中只列举眼模型最前边角膜、最后边的视网膜以及中间的晶状体的光路仿真情况，至于眼球中其他的位置也可以通过液体透镜的变焦使焦点达到相应位置。
参考臂光学延迟线(ODL)主要是由曲柄滑块机构构成，运用同步电机驱动，实现光程长度的平稳快速变换。由于使用了曲柄滑块机构，在电机同速度下，使光程改变量提高1倍，再加上放置在滑块上的反射镜使用的是角锥棱镜，故而光程该变量再次提高一倍。所以本系统中参考臂的光程改变速度是传统机构的4倍，提高了最终的成像速度，再加上本发明中使用的相机有较大的A-Line数，因此我们可以整合单一的眼部OCT成像系统，优化权衡眼前节、眼后节的成像规律，使系统能达到精度较高，成像质量较好快速全眼成像及眼部参数测量性能。
图4为系统的模拟电压信号同步示意图，其中绿色曲线为系统中同步电机的运动控制，在一个周期中输出高电平时电机为运动状态，低电平时步进电机位置保持不变，相机启动开始帧采集；蓝色曲线为系统中控制光谱仪相机每一帧的A-Line数。根据统计学资料正常人眼轴总长为24mm，计算出光程长约32mm，相机空气中成像深度3.5mm，从角膜至视网膜共分10部分扫描。液体透镜最高变焦频率50Hz，响应时间15ms，采集时间15ms，10个B-Scan，即10帧图为眼前至眼后的分段图，共330ms，生成一幅全眼图的频率约为3Hz。利用Labview程序的同步实时性以及前期标定可以较快速将10帧图拼接成一整张全眼图。再经过算法提取干涉曲线中信号强度大的干涉峰，计算出眼部参数。
由于不同人群眼睛成像不一致，例如近视患者眼睛成像不能到达视网膜。因此本设计中设计一个标靶系统，原理是眼球随着所观看物体的远近大小眼轴长度也会随之改变，让标靶在一个特殊位置，且能被人清晰看见，即在眼底视网膜成清晰的像，此时我们认为经过共轴，共光路的探测光也能到达眼底视网膜。而这也是本系统的核心点，根据实时的光学测量数据去调整矫正参数。设定一个标靶上有大小不一的E字图案，并加绿光照明，在采集扫描过程中，受测者眼睛可以观测到光标，并始终保持注视状态。与专利(申请号：201810582066.4)这种物理的调整多了更多的可靠性，并且采用矫正的参数是实时测量比其用预设的参数准确很多。
标靶系统(B部分)就是在图标后面设置一个可移动透镜，在眼前节眼后节测量转换过程中，透镜也会移动改变到达眼前的距离，使眼睛始终能够清晰看见靶标图案，则说明靶标此时成像于眼底视网膜处。主要是通过在样品臂处加设一个二向色镜(DM)，把来自标靶系统的光(黄色)与来自OCT测量系统的光(红色)合并射入眼底；当标靶物像清晰时，则入瞳的光也较好的落在视网膜上被人体感光细胞感受到，达到最佳效果，也能保证每次测量时的眼部状态较相似，见图1标靶系统(B部分)结构示意图。
OCT测量使用的宽带光源(BLS，Broadband light source)中心波长为840nm，带宽49nm，光线入瞳功率小于2mW，因此不会影响损伤眼睛。
结合图1-5，本发明的基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法，主要包括以下步骤：
S100：通过样品臂进行眼球扫描；主要是通过样品臂的二维扫描振镜进行扫描，即X-Y振镜，获得B-scan(B扫描)；
S200：宽带光源的样品光经所述样品臂发射到待测样品上，待测样品不同位置的不同深度反射的光沿着原光路返回与参考臂的回光一同进入到光纤耦合器中耦合，在相干长度内发生干涉，被由光谱仪记录下信号，经光电转换，将并将信号传送至数据处理单元获取眼底图像；数据处理单元可以包括多个模块，如信号同步模块、数据采集模块、图像处理模块等；
S300：调整参考臂的光学延迟线，进行眼前节眼后节测量转换；在眼前节眼后节测量转换过程中，同步调整标靶系统的可移动透镜，使得样品臂处的二向色镜把来自标靶系统的光与来自OCT测距系统的光合并射入眼底；使被测样品眼球始终能够清晰看见靶标图案；具体地，使用曲柄滑块机构进行光程调整；
S400：重复执行S100至S300，获取眼前至眼后的分段图；
S500：将获取的分段图拼接成一整张全眼图；可以采用最佳缝合线算法或其他图像拼接算法。
S600：提取干涉曲线中信号强度大的干涉峰得到眼部参数。
另外，本发明可以通过病例数据库，在专业医师的多次分析论证后，判断眼部疾病情况，并推测出可能的诊断结果。在测得眼轴长数值后，可根据已有案例数据及医疗金标准分析受测者的眼部实际情况，经过数据统计分析之后，对于近视患者的研究有极大帮助。数据储存与诊断，数据挖掘流程图见图5。
该测量系统具备对眼前节，眼后节中的各段边界距离测量，包括眼轴长度，前后平均角膜测量计算，角膜中央厚度，晶状体厚度，前房深度，眼前节总厚度甚至于视网膜脉络膜厚度的识别计算。受测者在对各段厚度距离测量过程中无需移动到不同的仪器，无需更换姿势，从而大幅缩短了测量时间，让眼部结构及状态保持在一个较小变化的情况下进行测量，提高了测量数据的精度。
尽管本公开的描述已经相当详尽且特别对几个所述实施例进行了描述，但其并非旨在局限于任何这些细节或实施例或任何特殊实施例，而是应当将其视作是通过参考所附权利要求考虑到现有技术为这些权利要求提供广义的可能性解释，从而有效地涵盖本公开的预定范围。此外，上文以发明人可预见的实施例对本公开进行描述，其目的是为了提供有用的描述，而那些目前尚未预见的对本公开的非实质性改动仍可代表本公开的等效改动。
Claims (10)
1.一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述全眼成像与参数测量系统包括测距系统、标靶系统和数据处理单元，其中，所述测距系统包括：宽带光源、光纤耦合器、参考臂、样品臂和光谱仪，从宽带光源出来的相干光，经光线耦合器分光后一路进入参考臂、另一路进入样品臂，两路返回的光干涉连接至光谱仪，最后经数据处理单元重建图像；所述参考臂为光学延迟线参考臂；所述样品臂包括：液体透镜、共焦透镜组和二维扫描系统；经过光线耦合器分光后，进入样品臂的光束，依次经过液体透镜组、共焦透镜组、二维扫描系统、二向色镜，然后对样品进行扫描；
所述标靶系统包括标靶图像、可移动透镜、反射镜及设置于样品臂扫描端的二向色镜。
2.根据权利要求1所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述参考臂包括：准直器、反射镜和光线延迟线，所述光学延迟线包括曲柄滑块机构，所述曲柄滑块机构包括曲柄和滑块，所述反射镜设置于滑块上，曲柄的一端与滑块连接，另一端与一同步电机连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述反射镜为角锥棱镜。
4.根据权利要求1所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述液体透镜组从左到右依次由变焦液体透镜、第一共轭透镜和第二共轭透镜组成，且所述第一共轭透镜和第二共轭透镜的焦点重合，所述变焦液体透镜通过触发正弦波电压信号的控制焦距。
5.根据权利要求4所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述第一共轭透镜和第二共轭透镜均为消色差双胶合透镜，所述第一共轭透镜的焦距为100mm，所述第二共轭透镜的焦距为50mm。
6.根据权利要求4所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述变焦液体透镜的最高变焦频率50Hz，响应时间15ms，采集时间15ms，10个B-Scan，即10帧图为眼前至眼后的分段图，共330ms，生成一幅全眼图的频率为3Hz。
7.根据权利要求1所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述二维扫描系统包括X-Y振镜，通过使用X-Y振镜，获得B扫描，经过傅里叶变换实时呈现眼球的深度信息。
8.根据权利要求1所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，宽带光源的中心波长为840nm，带宽49nm，光线入瞳功率小于2mW。
9.根据权利要求1所述的一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量系统，其特征在于，所述数据处理单元通过最佳缝合线算法拼接图像。
10.一种基于频域OCT的全眼成像与参数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100：通过样品臂进行眼球扫描；
S200：宽带光源的样品光经所述样品臂发射到待测样品上，待测样品不同位置的不同深度反射的光沿着原光路返回与参考臂的回光一同进入到光纤耦合器中耦合，在相干长度内发生干涉，被由光谱仪记录下信号，经光电转换，将并将信号传送至数据处理单元获取眼底图像；
S300：调整参考臂的光学延迟线，进行眼前节眼后节测量转换；在眼前节眼后节测量转换过程中，同步调整标靶系统的可移动透镜，使得样品臂处的二向色镜把来自标靶系统的光与来自OCT测距系统的光合并射入眼底，并在眼底中成像；
S400：重复执行S100至S300，获取眼前至眼后的分段图；
S500：将所述分段图拼接成一整张全眼图；
S600：提取干涉曲线中的干涉峰得到眼部参数。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112244760A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 温州医科大学 | 基于分光棱镜实现眼前节oct整合生物测量仪功能的成像装置 |
| CN112450867A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-09 | 温州医科大学 | 连续可变焦点和可变光程的生物测量仪及眼轴测量方法 |
| CN114903426A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-16 | 视微影像(河南)科技有限公司 | 基于扫频源oct的综合眼科影像系统及其采集方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103251382A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-21 | 温州医学院 | 一种全眼频域光学相干层析成像系统及其方法 |
| CN103815868A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 中国科学院光电技术研究所 | 全眼光学相干层析成像仪 |
| CN103989453A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-08-20 | 深圳市莫廷影像技术有限公司 | 一种多功能眼科测量装置及测试人眼不同部位的方法 |
| CN203935168U (zh) * | 2014-06-25 | 2014-11-12 | 深圳市斯尔顿科技有限公司 | 能同时实现眼前节眼后节成像的眼科oct装置 |
| CN108784644A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种眼科光学参数测量系统 |
| CN109008942A (zh) * | 2018-09-15 | 2018-12-18 | 中山大学中山眼科中心 | 一种基于裂隙灯平台的全眼光学相干断层成像装置及成像方法 |
-
2020
- 2020-03-20 CN CN202010202763.XA patent/CN111297319A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103251382A (zh) * | 2013-04-17 | 2013-08-21 | 温州医学院 | 一种全眼频域光学相干层析成像系统及其方法 |
| CN103815868A (zh) * | 2014-02-26 | 2014-05-28 | 中国科学院光电技术研究所 | 全眼光学相干层析成像仪 |
| CN103989453A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-08-20 | 深圳市莫廷影像技术有限公司 | 一种多功能眼科测量装置及测试人眼不同部位的方法 |
| CN203935168U (zh) * | 2014-06-25 | 2014-11-12 | 深圳市斯尔顿科技有限公司 | 能同时实现眼前节眼后节成像的眼科oct装置 |
| CN108784644A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-11-13 | 东北大学秦皇岛分校 | 一种眼科光学参数测量系统 |
| CN109008942A (zh) * | 2018-09-15 | 2018-12-18 | 中山大学中山眼科中心 | 一种基于裂隙灯平台的全眼光学相干断层成像装置及成像方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 甘绍宁: "《专利文献研究2015》", 30 September 2015, 知识产权出版社 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112244760A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-01-22 | 温州医科大学 | 基于分光棱镜实现眼前节oct整合生物测量仪功能的成像装置 |
| WO2022062049A1 (zh) * | 2020-09-28 | 2022-03-31 | 温州医科大学 | 基于分光棱镜实现眼前节oct整合生物测量仪功能的成像装置 |
| CN112450867A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-03-09 | 温州医科大学 | 连续可变焦点和可变光程的生物测量仪及眼轴测量方法 |
| CN114903426A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-16 | 视微影像(河南)科技有限公司 | 基于扫频源oct的综合眼科影像系统及其采集方法 |
| CN114903426B (zh) * | 2022-05-27 | 2023-09-08 | 视微影像(河南)科技有限公司 | 基于扫频源oct的综合眼科影像系统及其采集方法 |
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