CN111643048A - 基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法。所述系统包括主体模块、光路切换扫描装置、第一OCT光路组件、光程补偿装置和微调焦装置；所述主体模块用于向所述光路切换扫描装置提供测量光；所述光路切换扫描装置用于将所述测量光传播至所述第一OCT光路组件；所述第一OCT光路组件的光路为测量光路的至少一部分；所述微调焦装置用于对所述测量光进行调焦，所述光程补偿装置用于对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，以对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和调焦，从而对所述待测眼睛的不同部位进行测量。所述方法基于所述系统实现。本申请可对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和快速调焦，从而对待测眼睛的不同部位进行测量。

Description

基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法

技术领域

本申请涉及眼科测量技术领域，特别涉及一种基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法。

背景技术

如今患白内障眼病的老年人越来越多，移植人工晶体是目前广泛使用的治疗白内障的有效方案。但人工晶体的计算所需要的参数要求较多，如角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率、眼轴长、白到白距离、瞳孔直径等。测量的参数较多，但往往需要多种医疗设备检测后，才能获得上述完整数据。因而，若能实现一台设备，便得到上述数据的医疗设备，对于患者的检测来说，不仅能提高测量的方便性，还能提高测量的准确性。

光学相干层析成像(OCT，Optical Coherence Tomography)是一种新兴的光学成像技术，相对于传统的临床成像手段来说，具有分辨率高、成像速度快、无辐射损伤、价格适中、结构紧凑等优点，是基础医学研究和临床诊断应用的重要潜在工具。当前，在多种使用光学仪器的眼科设备中，用于眼科检查和治疗的OCT装置已经成为眼科疾病诊断不可或缺的眼科设备。

中国专利申请号为201290000031.1的专利文献公开了一种眼科光学相干断层成像系统。该系统采用多个角度快速精确切换并定位的装置，仪器成本较高，且对于前房不同深度组织的未实现分别聚焦，影响前节各组织OCT成像质量。

中国专利申请号为201810130278.9的专利文献公开了一种眼科测量系统和方法。该方法对于前房不同深度组织的未能同时实现光程补偿及聚焦位置的调节，影响前节各组织OCT成像质量。

中国专利申请号为201920204215.3的专利文献公开了一种眼科测量系统。该系统对于前房不同深度组织的未能同时实现光程补偿及聚焦位置的调节，影响前节各组织OCT成像质量。

中国专利申请号为201410243150.5的专利文献公开了一种多功能眼科测量装置及测试人眼不同部位的方法。该专利文献对于前房不同深度组织的未能同时实现光程补偿及聚焦位置的调节，影响前节各组织OCT成像质量。

时域OCT技术成本低廉，探测深度能做得较深，但其成像速度慢，容易受眼动的影响；而扫频OCT技术成像速度快、探测深度深，但其成本高昂。频域OCT技术成像深度有限，但其成像速度匹敌扫频OCT技术，且具有较大的成本优势。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本申请的申请日之前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请提出一种基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法，可对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和快速调焦，从而对待测眼睛的不同部位进行测量。

在第一方面，本申请提出一种基于微调焦的眼科测量系统，包括主体模块、光路切换扫描装置、第一OCT光路组件、光程补偿装置和微调焦装置；

所述主体模块用于向所述光路切换扫描装置提供测量光；

所述光路切换扫描装置用于将所述测量光传播至所述第一OCT光路组件；

所述第一OCT光路组件的光路为测量光路的至少一部分；

所述微调焦装置用于对所述测量光进行调焦，所述光程补偿装置用于对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，以对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和调焦，从而对所述待测眼睛的不同部位进行测量。

在一些优选的实施方式中，所述眼科测量系统还包括第二OCT光路组件；所述第二OCT光路组件用于使所述测量光照射至所述待测眼睛的第二部分；所述第二OCT光路组件包括屈光调节单元；通过调节所述屈光调节单元，使所述测量光聚焦于所述待测眼睛的第二部分，以对不同的所述待测眼睛进行测量。

在一些优选的实施方式中，还包括固视光学组件；

所述第二OCT光路组件包括调光程单元；所述固视光学组件与所述第二OCT光路组件共用所述屈光调节单元；

所述固视光学组件用于提供让待测眼睛观察的固视点；

所述微调焦装置、所述调光程单元和所述屈光调节单元用于对所述测量光进行调节，以使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，所述微调焦装置和所述调光程单元用于对所述测量光进行调节以找到最强的第二部分OCT信号所对应的屈光状态，所述屈光调节单元用于根据所述屈光状态对应的屈光量对所述固视光学组件的光路进行调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，所述微调焦装置和所述调光程单元用于对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，所述微调焦装置还用于找到所述第二部分OCT信号的变化趋势以确定所述屈光调节单元的指定调节方向，所述屈光调节单元用于按所述指定调节方向对所述测量光进行调节并配合所述微调焦装置的调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，所述光程补偿装置通过运动使自身的至少一部分插入或切换出所述第一OCT光路组件的光路，从而对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量。

在一些优选的实施方式中，所述光程补偿装置包括光程补偿驱动部件和光程补偿光学部件；所述光程补偿驱动部件可使所述光程补偿光学部件运动。

在一些优选的实施方式中，所述光程补偿驱动部件为用于带动所述光程补偿光学部件旋转的光程补偿旋转部件。

在一些优选的实施方式中，所述光程补偿光学部件包括多个用于形成不同光程补偿量的部分。

在一些优选的实施方式中，所述多个用于形成不同光程补偿量的部分的厚度各不相同。

在一些优选的实施方式中，所述多个用于形成不同光程补偿量的部分为多个平板玻璃部。

在一些优选的实施方式中，所述微调焦装置的具体形式包括液体透镜。

在一些优选的实施方式中，所述微调焦装置包括固定透镜、可动透镜和平动机构；所述固定透镜和所述可动透镜沿所述测量光路设置；所述平动机构用于使所述可动透镜平动。

在一些优选的实施方式中，所述第一OCT光路组件为用于对所述待测眼睛的前节进行测量的眼前节OCT光路组件；所述第二OCT光路组件为用于对所述待测眼睛的后节进行测量的眼后节OCT光路组件。

在第二方面，本申请提出一种基于微调焦的眼科测量系统的测量方法，所述眼科测量系统包括主体模块、光路切换扫描装置、第一OCT光路组件、光程补偿装置和微调焦装置；

所述测量方法包括：

所述主体模块向所述光路切换扫描装置提供测量光；

所述光路切换扫描装置将所述测量光传播至所述第一OCT光路组件；

所述第一OCT光路组件的光路形成测量光路的至少一部分；

所述微调焦装置对所述测量光进行调焦，所述光程补偿装置对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，以对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和调焦，从而对所述待测眼睛的不同部位进行测量。

在一些优选的实施方式中，所述眼科测量系统还包括第二OCT光路组件；所述第二OCT光路组件用于使所述测量光照射至所述待测眼睛的第二部分；所述第二OCT光路组件包括屈光调节单元；所述测量方法还包括：调节所述屈光调节单元，使所述测量光聚焦于所述待测眼睛的第二部分，以对不同的所述待测眼睛进行测量。

在一些优选的实施方式中，所述眼科测量系统还包括固视光学组件；所述第二OCT光路组件包括调光程单元；所述固视光学组件与所述第二OCT光路组件共用所述屈光调节单元；所述固视光学组件用于提供让待测眼睛观察的固视点；

所述测量方法还包括：

A1、通过所述微调焦装置、所述调光程单元和所述屈光调节单元对所述测量光进行调节，使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，所述A1具体为：

所述微调焦装置配合所述调光程单元对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，并通过所述微调焦装置对所述测量光进行快速调焦，找到最强的所述第二部分OCT信号所对应的屈光状态；

根据所述屈光状态对应的屈光量对所述屈光调节单元进行调节，并通过所述微调焦装置对所述测量光进行相应的调整，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，所述A1具体为：

所述微调焦装置配合所述调光程单元对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，再调节所述微调焦装置找到所述第二部分OCT信号的变化趋势以确定所述屈光调节单元的指定调节方向；

按所述指定调节方向对所述屈光调节单元进行调节，再配合对所述微调焦装置的调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

在一些优选的实施方式中，按所述指定调节方向对所述屈光调节单元进行调节，再配合对所述微调焦装置的调节，具体包括：按所述指定调节方向对所述屈光调节单元进行调节，所述微调焦装置1111再调整屈光状态以确定所述第二部分OCT信号的强弱，从而再次确定所述屈光调节单元的调整方向。

在一些优选的实施方式中，所述第二部分OCT信号为眼底OCT信号。

与现有技术相比，本申请实施例的有益效果有：

通过光路切换扫描装置将主体模块提供的测量光传播至第一OCT光路组件，微调焦装置对测量光进行快速调焦，同时光程补偿装置对第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，这样可对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和快速调焦，从而对待测眼睛的不同部位进行测量。对于待测眼睛的某部分的比如前房不同深度组织能同时实现光程补偿及聚焦位置的快速调节，可保证待测眼睛某部分比如前节的各组织的OCT成像质量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。

图1为本申请一个实施例的基于微调焦的眼科测量系统的整体结构示意图；

图2为示出本申请第一实施例的基于微调焦的眼科测量系统的具体结构的示意图；

图3为示出本申请第一实施例的眼后节OCT光路组件的结构的示意图；

图4为示出本申请第一实施例的基于微调焦的眼科测量系统测量晶体后表面的状态的示意图；

图5为示出本申请第一实施例的基于微调焦的眼科测量系统测量晶体前表面的状态的示意图；

图6为示出本申请第一实施例的基于微调焦的眼科测量系统测量角膜的状态的示意图；

图7为示出本申请第一实施例的固视光学组件的结构的示意图；

图8为示出本申请第一实施例的眼前节摄像组件的结构的示意图；

图9为本申请第一实施例的光程补偿装置的结构示意图；

图10为本申请第一实施例的光程补偿光学部件的结构示意图；

图11为图10的仰视图；

图12为图10的俯视图；

图13为图10的右视图；

图14为图10的左视图；

图15为本申请第一实施例的另一种形式的光程补偿光学部件的结构示意图；

图16为示出本申请第二实施例的微调焦装置的结构的示意图；

图17为示出本申请第二实施例的基于微调焦的眼科测量系统的具体结构的示意图；

图18为示出本申请第二实施例的眼后节OCT光路组件的结构的示意图

图19为示出本申请第二实施例的眼前节OCT光路组件的结构的示意图。

具体实施方式

为了使本申请实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合图1至图19及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接即可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

第一实施例

参考图1和图2，本实施例提供一种基于微调焦的眼科测量系统及其测量方法，用于对待测眼睛进行测量；其中，待测眼睛为人眼。本实施例的测量方法基于本实施例的眼科测量系统来实现。本实施例的眼科测量系统包括主体模块100和探测模块10。

参考图1和图2，主体模块100包括光源1101、耦合器1103、参考臂、探测器1141和计算机1143。

光源1101为弱相干光源，输出的光约为近红外光。

耦合器1103为光纤耦合器。

参考臂包括参考臂光路透镜1121和参考臂反射镜1123。

探测模块10也可称为样品臂，在工作时可形成探测光路也即测量光路。在本实施例中，参考图1和图2，探测模块10包括偏振控制器1105、准直镜1107、光路切换扫描装置1109、眼前节OCT光路组件150、眼后节OCT光路组件130、光程补偿装置160(在本实施例中也可称为眼前节不同深度组织OCT成像光程补偿装置)和微调焦装置1111。眼前节OCT光路组件150的光路为测量光路的一部分；眼后节OCT光路组件130的光路、光程补偿装置160的光路和微调焦装置1111的光路也均为测量光路的一部分；或者说，眼前节OCT光路组件150的光路、眼后节OCT光路组件130的光路、光程补偿装置160的光路和微调焦装置1111的光路构成测量光路的至少一部分。

其中，眼前节OCT光路组件150为第一OCT光路组件；眼后节OCT光路组件130为第二OCT光路组件。应当注意的是，在一些实施例中，眼后节OCT光路组件130是可选的。

参考图1和图2，主体模块100通过光源1101向参考臂提供参考光和向探测模块10提供测量光(也可称为探测光)。具体的，光源1101输出的光经过耦合器1103向探测模块10也即样品臂提供测量光和向参考臂提供参考光。参考臂具有已知长度并通过参考臂反射镜1123将光反射回到耦合器1103中。探测模块10向被检人眼E提供测量光。来自样品也即人眼散射回来的光经过探测模块10、偏振控制器1105与参考臂的反射回来的光在耦合器1103中发生干涉。干涉光被探测器1141探测到，再经过计算机1143处理，最后显示出被测样品也即人眼的OCT图像。在这个过程中，主体模块100通过偏振控制器1105和准直镜1107向光路切换扫描装置1109提供测量光。通过光路切换扫描装置1109对样品进行扫描，实现OCT的断层成像。

眼前节OCT光路组件150用于对人眼E的前节进行测量。其中，前节为待测眼睛的第一部分。

眼后节OCT光路组件130用于对人眼E的后节进行测量。其中，后节为待测眼睛的第二部分。

光路切换扫描装置1109可对来自主体模块100的测量光进行光路切换以及可对人眼E进行扫描。光路切换扫描装置1109可以是一维光路切换扫描装置，也可以是二维甚至三维的。参考图1，测量光经光路切换扫描装置1109后分成两路，一路测量光传播到眼后节OCT光路组件130，另一路测量光传播到眼前节OCT光路组件150。

光路切换扫描装置1109不仅起到扫描的作用，也起到光路切换的作用。光路切换扫描装置1109可采用振镜或其它高精度定位结构，便能满足系统光路快速切换及扫描的需求。

在本实施例中，光路切换扫描装置1109是通过对测量光进行反射来实现对测量光的光路切换，也即光路切换扫描装置1109包括一个反射镜。光路切换扫描装置1109由计算机1143控制，可处于实现眼前节OCT成像的位置上或者处于实现眼后节OCT成像的位置上，从而将测量光传播至眼前节OCT光路组件150或眼后节OCT光路组件130。具体的，主体模块10向光路切换扫描装置1109提供测量光，该测量光经光路切换扫描装置1109后分成两路，一路到眼后节OCT光路组件130，另一路到眼前节OCT光路组件150；之后，这两路光入射至待测人眼E。

参考图2，本实施例的探测模块10还包括第三分光镜1307、第五分光镜1309和接目物镜1311。其中，第五分光镜1309为前置二向色镜。光路切换扫描装置1109配合第三分光镜1307，便能实现前后节光路的切换。

微调焦装置1111可采用液体透镜，从而实现快速改变聚焦位置。参考图2，微调焦装置1111沿测量光传播的方向设置于光路切换扫描装置1109之前，具体是设置在光路切换扫描装置1109和准直镜1107之间。

光程补偿装置160用于对第一OCT光路组件也即眼前节OCT光路组件150形成不同的光程补偿量，从而使眼前节OCT光路组件150对人眼E的第一部分比如前节的不同位置进行测量。人眼E可分为若干个部分，比如前节和后节；前节又具有不同的部位，比如角膜、晶状体前表面、晶状体后表面；其中，后节包含眼底。

光程补偿装置160对眼前节OCT光路组件150形成不同的光程补偿量的方式有很多种，其中一种方式是：光程补偿装置160通过运动使自身的至少一部分插入或切换出眼前节OCT光路组件150的光路，从而对眼前节OCT光路组件150形成不同的光程补偿量。示例的，参考图9，光程补偿装置160包括光程补偿光学部件601和光程补偿驱动部件602；光程补偿驱动部件602可使光程补偿光学部件601运动，使得光程补偿光学部件601的至少一部分插入或切换出眼前节OCT光路组件150的光路。

参考图9，在本实施例中，光程补偿驱动部件602为用于带动光程补偿光学部件601旋转的光程补偿旋转部件；示例的，光程补偿驱动部件602为光程补偿旋转电机；当然，光程补偿驱动部件602也可采用其他公知的机械传动结构。

光程补偿光学部件601或者说光程补偿机构包括多个用于形成不同光程补偿量的部分。在本实施例中，多个用于形成不同光程补偿量的部分为多个厚度各不相同的平板玻璃部。示例的，参考图9至图14，光程补偿机构601由平板玻璃扇叶6011和扇叶连接机构6012构成；平板玻璃扇叶6011是平板玻璃部，其数量为多个；其中平板玻璃扇叶6011连接在连接机构也即扇叶连接机构6012上，并由扇叶连接机构6012带动旋转。

平板玻璃扇叶6011的具体数量是根据系统的需要而确定的。在本实施例中，由于是针对角膜、晶状体前后表面和视网膜进行成像，因而采用四片扇叶的结构，并且不同的平板玻璃扇叶6011具有不同的厚度，即具有不同的光程补偿量。参考图10，四片扇叶分别为平板玻璃扇叶6011A、平板玻璃扇叶6011B、平板玻璃扇叶6011C和平板玻璃扇叶6011D。

眼前节OCT光路组件150对眼前节的不同部位进行OCT成像时，不同的平板玻璃扇叶6011插入眼前节OCT光路组件150的光路中，形成不同的光程补偿量；其中，当一片平板玻璃扇叶插入光路中时，另一片平板玻璃扇叶就切换出光路。具体的，参考图6，测量角膜OCT图像时，平板玻璃扇叶6011A经旋转插入光路中；参考图5，而测量晶状体前表面OCT图像时，平板玻璃扇叶6011B经旋转插入光路中；参考图4，而测量晶状体后表面OCT图像时，平板玻璃扇叶6011C经旋转插入光路中；而测量视网膜OCT图像时，平板玻璃扇叶6011D经旋转插入光路中。另外可根据扫描不同位置的顺序，来改变平板玻璃扇叶6011A至平板玻璃扇叶6011D的分布顺序。其中测晶状体后表面及视网膜OCT图像时所用的平板玻璃扇叶6011C和平板玻璃扇叶6011D也可用空气代替，即折射率为1的“平板玻璃”。

参考图1和图4，本实施例的眼前节OCT光路组件150包括第一反射镜1501、第一透镜1503、第三反射镜1505、第五反射镜1507和第三透镜1509。

参考图4至图6，进行眼前节OCT成像时，从准直镜1107发射出的光，经光路切换扫描装置1109反射；此时，光路切换扫描装置1109由计算机1143控制，处于实现眼前节OCT成像的位置上；光束经过光路切换扫描装置1109反射后，相继经过第一反射镜1501的反射、透射第一透镜1503和第三反射镜1505反射，又透过光程补偿装置160的某个部分比如某个平板玻璃扇叶，经第五反射1507的反射，再透射第三透镜1509和第三分光镜1307，再经第五分光镜1309反射到接目物镜1311，最后经过人眼E会聚到人眼前节。眼前节OCT成像光路系统的探测光束满足OCT光束聚焦于人眼前节。此时光路切换扫描装置1109所处的位置，刚好使得从准直镜1107过来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为β。

此外，在进行眼前节OCT成像时，微调焦装置1111根据测量位置进行相应的聚焦调节，使得测角膜OCT图像时，OCT扫描光束聚焦于角膜附近；而测晶状体前表面时，OCT扫描光束聚焦于晶状体前表面附近；而测晶状体后表面时，OCT扫描光束聚焦于晶状体后表面附近。

根据上述四种情况的快速切换，便能实现测量角膜、晶状体前、后表面、视网膜的OCT图像。

另外由于不同人眼的前房深度及晶状体厚度的不同引起的光程变化量小于OCT系统的探测深度，故测量角膜及晶状体前后表面时，不进行光程调节。而测人眼轴长时，由于不同人眼的眼轴长变化较大，但该系统的参考臂是不可调节的，因而测视网膜的光路中添加光程调节机制。对于传统的方案，光程调节机制是在光路切换扫描装置1109之前，例如采用步进电机前后移动来改变光程或者采用其他方式，但前后节切换时，需要机械装置运动来改变光程，运动速度不够快，另外会引入多普勒效益，从而降低系统的信噪比。为解决这个问题，本实施例在光路切换扫描装置1109后的眼底OCT光路中添加光程调节机制，如图2中眼底OCT成像光路中的调光程单元1301，便能实现光程调节。对于不同人眼，通过调节调光程单元1301，便能定好前后节的光程差。这样进行快速切换时，不会引入多普勒频移。

在其它实施例中，光程补偿机构601按如下方式分布：参考图15，采用类似调色盘的结构，光程补偿机构601分布有圆形的平板玻璃26011A至平板玻璃26011D；容易知，平板玻璃26011A至平板玻璃26011D的形状也可以是多边形，比如为正方形的结构分布(未图示)。

根据上述可知，通过光路切换扫描装置1109将主体模块10提供的测量光传播至眼前节OCT光路组件150，微调焦装置1111对测量光进行快速调焦，同时光程补偿装置160对眼前节OCT光路组件150形成不同的光程补偿量，这样可对人眼E的不同部位同时实现光程补偿和快速调焦，从而对待测眼睛的不同部位进行测量。对于人眼E的前房不同深度组织能同时实现光程补偿及聚焦位置的快速调节，可保证人眼E前节各组织的OCT成像质量。

参考图1和图3，眼后节OCT光路组件130包括调光程单元1301、第一分光镜1303和屈光调节单元1305(也可称为眼底OCT成像光路屈光调节装置1305)。调光程单元1301可采用角锥棱镜、直角棱镜，或者两片相互垂直设置的全反射镜构成。参考图5，调光程单元1301通过如图所示上下平动来实现光程的改变。第一分光镜1303为眼后节及注视分光镜。

参考图3，当进行眼后节OCT成像时，从准直镜1107发射出的光，透过微调焦装置1111，经光路切换扫描装置1109反射；此时光路切换扫描装置1109由计算机1143控制，处于实现眼后节OCT成像的位置上；光束经过光路切换扫描装置1109反射后，经过调光程单元1301；光束再经第一分光镜1303的反射后，穿过屈光调节单元1305以及经第三分光镜1307反射，再经第五分光镜1309反射到接目物镜1311，最后经过人眼E会聚到人眼眼底。眼后节OCT成像光路系统的测量光束满足扫描光束中心线会聚于人眼瞳孔附近，而任意时刻OCT光束聚焦于人眼眼底。此时光路切换扫描装置1109所处的位置，刚好使得从准直镜1107过来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为α；也即，参考图3，测量眼后节的眼底时，通过光路切换扫描装置1109转动，让光路主光轴从准直镜1107反射到调光程单元1301，光束的主光轴改变α角。针对不同人眼(其屈光度不同)，通过调节眼底OCT成像光路的屈光调节单元1305，使得OCT光束都能会聚于人眼眼底，即光束聚焦于视网膜上；这样能有效提高进行视网膜测量时，OCT图像的信噪比及横向分辨率。

本实施例的眼科测量系统还包括固视光学组件170。固视光学组件170用于提供让人眼E观察的固视点。

参考图7，固视光学组件170包括固视光源1701、第五透镜1703、第一分光镜1303和屈光调节单元1305。可见，固视光学组件170与眼后节OCT光路组件130共用一部分光学部件，也即共用第一分光镜1303和屈光调节单元1305。

第一分光镜1303可对来自固视光学组件170中固视光源1701发出的固视光(波长为550nm)进行透射以及可对光源1101输出的光进行反射。

第三分光镜1307可对来自固视光学组件170中固视光源1701发出的固视光进行反射，对光源1101输出的光进行部分透射和部分反射。

第五分光镜1309不仅可对光源1101发出的信号光进行反射，还可对来自固视光学组件170中固视光源1701发出的固视光(波长可以为550nm)进行反射。

固视光源1701是用于被检人眼E固视的固视标(内部固视标)。固视光源1701可采用单点LED，或者LCD屏、OLED屏或者LED阵列屏等。

固视光学组件170发出的光经眼后节OCT光路组件130后入射待测人眼E。具体的，来自固视光源1701的光通过第五透镜1703，穿过第一分光镜1303，经屈光调节单元1305调节屈光度，经第三分光镜1307的反射和第五分光镜1309的反射后，该光经过接目物镜1311再入射到被检人眼E。最后，内部固视标被投影到被检人眼E的眼底。当进行眼底OCT成像也即眼后节OCT成像时，不同人眼观察固视点时，固视点的清晰程度不同，这给被测者固视时造成不舒适，这不便于被测人眼的固视及固定。由于眼底OCT光路经过屈光调节单元1305调屈后，能聚焦于眼底视网膜上，即人眼能看清楚扫描线。由于眼后节OCT光路与固视光路共用屈光调节单元1305，便能实现对于不同人眼都能看清固视标。

微调焦装置1111与眼底OCT成像光路的屈光调节单元1305均能实现对于眼后节OCT光路的屈光调节，但二者有分工。由于眼后节OCT光路与固视光路共用屈光调节单元1305，便能实现对于不同人眼都能看清固视标。但实际测人眼过程中，屈光调节单元1305的平动速度较慢，而微调焦装置1111的调焦速度较快。

眼后节的眼底OCT信号在屈光调节不准确时，其信号会很弱。故屈光的调节效果影响了后节OCT自动找信号。通过微调焦装置1111、调光程单元1301和屈光调节单元1305对测量光进行调节，可解决上述技术问题。

参考图2，利用快速的微调焦装置1111便能配合调光程单元1301对测量光进行调节以快速找到眼底OCT信号，并通过微调焦装置1111的快速调焦，找到最强后节OCT信号(也即第二部分OCT信号)时所对应的屈光状态。应当注意的是，当后节OCT光束恰好聚焦眼底时，后节OCT信号往往最强。根据该屈光状态对应的屈光量，调整眼底OCT成像光路的屈光调节单元1305，使得注视点也即固视点最清晰。同时让微调焦装置1111进行相应的调整，如调整0D屈光状态，让眼底OCT成像光路的屈光调节单元1305起到后节OCT调屈功能，此时便可实现后节OCT光路聚焦眼底，而固视点也最清晰。

故微调焦装置1111对于眼底OCT信号的自动查找，眼底屈光的自动调节也有实际意义。

还可以按如下方式实现眼底OCT信号的自动查找和眼底屈光的自动调节。

微调焦装置1111配合调光程单元1301对测量光进行调节以找到后节OCT信号，再调节微调焦装置1111找到后节OCT信号的变化趋势以确定屈光调节单元1305的指定调节方向；按指定调节方向对屈光调节单元1305进行调节，再配合对微调焦装置1111的调节，从而使眼后节OCT光路组件130的OCT光路聚焦于人眼E的后节且使人眼E观察到的固视点最清晰。

具体而言，由于微调焦装置1111的调节速度较屈光调节单元1305的速度快许多，当利用微调焦装置1111和调光程单元1301找到眼底OCT信号后，调整微调焦装置1111并实时判断后节OCT信号的强弱(也即判断后节OCT信号的变化趋势)，若发现后节OCT信号增强，表征屈光补偿调整趋势或者说调整方向是对的，便可让屈光调节单元1305往相应的屈光调节方向(即指定调节方向)调整；此时，微调焦装置1111再快速调整屈光状态，进一步判断后节OCT信号的强弱，从而进一步确定屈光调节单元1305的调整方向；最终使得屈光调节单元1305调至指定屈光位置时(该位置往往亦是待测人眼E的屈光度)，而微调焦装置1111恰好调整至特定屈光比如0D屈光；此时亦能满足由于共用了屈光调节单元1305的注视光路的注视点最清晰。

根据上述可知，快速切换扫描装置配合微调焦装置及光程补偿装置，既实现前后节光路的快速切换，又实现前节不同深度的扫描、调焦及光程补偿。再加上微调焦装置1111、屈光调节单元1305和调光程单元1301的配合，可提高测人眼E的某部分比如前节不同深度位置成像的清晰度及信噪比，一并实现人眼E的另一部分比如后节的快速大范围调屈功能。

眼前节OCT光路组件150与眼后节OCT光路组件130共用第三分光镜1307、第五分光镜1309和接目物镜1311。

在其它实施例中，眼前节OCT光路组件150和眼后节OCT光路组件130均包括前述第三分光镜1307、第五分光镜1309和前述接目物镜1311。也即，前述第三分光镜1307、第五分光镜1309和前述接目物镜1311划分至眼前节OCT光路组件150和眼后节OCT光路组件130。

参考图1，本实施例的探测模块10还包括眼前节摄像组件190(也可称为虹膜摄像模块)；该组件可用于眼前节摄像预览，以便于指导医生操作仪器，让探头光路对准待测人眼。眼前节摄像组件190的光路为眼科测量系统的测量光路的一部分。

参考图8，眼前节摄像组件190包括照明光源1901、第七透镜1905、第七反射镜1907、第九透镜1909和摄像单元1911；其中，照明光源1901为红外照明光源。

第五分光镜1309还能对来自眼前节摄像组件190中照明光源1901发出的照明光进行透射。

照明光源1901发出的光照射到被检人眼E的眼前房，光经眼前房组织反射或者散射；返回光穿过接目物镜1311和第五分光镜1309后穿过第七透镜1905，并经第七反射镜1907反射，再透过第九透镜1909，最后被摄像单元1911拍摄到。

检测者使用下颚托单元(未图示)使被测者头部固定，并让被测者固视系统的固视标也即固视光学组件170的固视标，以使得被测者的眼固定。之后，检测者一边通过观察计算机1143的显示屏，一边通过操作杆控制下颚托装置以及探头等的移动，以使被检人眼E的眼前节进入摄像单元1911中，并且眼前节像呈现在计算机1143的显示屏中。

在其它实施例中，眼前节摄像组件190还包括第五分光镜1309和接目物镜1311。可见，眼前节摄像组件190与眼前节OCT光路组件150、眼后节OCT光路组件130和固视光学组件170共用至少一部分光学部件，也即共用第五分光镜1309和接目物镜1311，可实现光路的简化。

本实施例通过可快速动作的光路切换扫描装置1109配合微调焦装置1111及光程补偿装置160，既可实现眼前节和眼后节光路的快速切换，又可实现眼前节不同深度的扫描、调焦及光程补偿，可提高测眼前节不同深度位置成像的清晰度及信噪比。本实施例将成本控制和前后节OCT信号采集的信噪比做了更合理的分配，可在有限成本的情况下提高眼前房不同深度组织的OCT成像质量；能够解决人眼众多光学参数的检测，从而满足不同部位测量的需要，能够获得众多人眼重要参数的准确数据，满足医生临床诊断的需要。

第二实施例

本实施例与第一实施例的区别在于微调焦装置1111的光路结构不同。

参考图16，本实施例的微调焦装置1111包括固定透镜11111、可动透镜11113及平动机构(未图示)构成。固定透镜11111和可动透镜11113沿测量光路设置；示例的，固定透镜11111和可动透镜11113依次设置；当然，也可以是可动透镜11113沿测量光的传播方向设置在固定透镜11111之前。平动机构的驱动装置可采用直线电机、步进电机及音圈电机等。

通过平动机构使可动透镜11113快速平动来实现改变微调焦装置1111的聚焦位置的作用。

第三实施例

本实施例与第一实施例的区别在于：参考图17，微调焦装置1111设置于眼前节OCT光路组件150的光路中，并取代第一透镜1503。在其它实施例中，也可保留第一透镜1503，而在眼前节OCT光路组件150的光路中另外添加微调焦装置1111，区别是微调焦装置1111的调焦范围会发生变化。

参考图19，在本实施例中，眼前节OCT光路组件150包括第一反射镜1501、第三反射镜1505、第五反射镜1507、第三透镜1509、第三分光镜1307、第五分光镜1309和接目物镜1311。

当进行眼前节OCT成像时，从准直镜1107发射出的光，经光路切换扫描装置1109反射；此时，光路切换扫描装置1109由计算机1143控制，处于实现眼前节OCT成像的位置上；此时光路切换扫描装置1109所处的位置，刚好使得从准直镜1107过来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为β。光束经过光路切换扫描装置1109反射后，相继经过第一反射镜1501的反射、透射微调焦装置1111，又经第三反射镜1505反射，透射光程补偿装置160，经第五反射镜1507反射，再透射第三透镜1509，透射第三分光镜1307，再经第五分光镜1309反射到接目物镜1311，最后经过人眼E会聚到人眼前节。眼前节OCT成像光路系统的探测光束满足OCT光束聚焦于人眼前节。

另外，微调焦装置1111根据测量位置进行相应的聚焦调节，使得测角膜OCT图像时，OCT扫描光束聚焦于角膜附近；而测晶状体前表面时，OCT扫描光束聚焦于晶状体前表面附近；而测晶状体后表面时，OCT扫描光束聚焦于晶状体后表面附近。

参考图18，眼后节OCT光路组件130包括调光程单元1301、第一分光镜1303、屈光调节单元1305、第三分光镜1307、第五分光镜1309和接目物镜1311。

当进行眼后节OCT成像时，从准直镜1107发射出的光，经光路切换扫描装置1109反射；此时，光路切换扫描装置1109由计算机1143控制，光束经过光路切换扫描装置1109反射后，经过调光程单元1301，再经第一分光镜1303(也即眼后节及注视分光镜)反射后，穿过屈光调节单元1305，经第三分光镜1307反射，再经过第五分光镜1309(也即前置二向色镜)反射到接目物镜1311，最后经过人眼E会聚到人眼眼底Er。眼后节OCT成像光路系统的探测光束满足扫描光束中心线汇聚于人眼瞳孔附近，而任意时刻OCT光束聚焦于人眼E的眼底。

在本实施例中，通过计算机控制光路切换扫描装置1109、微调焦装置1111及光程补偿装置160实现光路切换，实现人眼不同深度部位的OCT成像。眼后节OCT光路组件130能获得视网膜厚度等人眼结构重要参数；眼前节OCT光路组件150配合微调焦装置1111及光程补偿装置160能获得角膜、晶状体前后表面的OCT图像，从而能获得角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率等人眼结构重要参数；眼前节OCT光路组件150配合眼后节OCT光路组件130，能获得眼轴长等人眼结构重要参数；眼前节摄像组件190能获得白到白距离、瞳孔直径等人眼结构重要参数。本实施例可降低系统复杂程度，能够在有限成本的情况下拓展OCT系统的探测深度、拓宽测量范围以及提高人眼E的不同深度组织的OCT成像质量。

本申请的实施例的结合微调焦装置及光程补偿装置的快速切换前后节OCT成像系统：一方面具有快速切换功能，可实现对物体不同深度的部位进行测量，可提高OCT系统的探测范围(前后节成像)，切换系统稳定，定位精确，不影响系统信噪比；另一方面能实现光束在不同位置分别聚焦，可针对不同视力的人眼实现高质量的不同部位的OCT成像，具有较高的横向分辨率。快速切换前后节成像OCT系统能够获得人眼众多参数数据，如角膜曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体表面曲率、眼轴长、白到白距离、瞳孔直径等。本申请的实施例可针对人眼不同深度的组织，比如角膜、晶状体前表面、晶状体后表面以及视网膜分别聚焦，从而可提高不同组织OCT探测的信噪比及分辨率。

本申请的实施例通过快速的光路切换扫描装置配合微调焦装置及光程补偿装置，既可实现前后节光路的快速切换，又可实现前节的扫描。同时采用微调焦装置及光程补偿装置，能够实现前节测量过程中聚焦于人眼前房不同深度的组织，从而提高前后节OCT测量时的信噪比。光程补偿装置实现光程调节作用，能够拓展OCT系统的探测深度，解决OCT系统无法实现从角膜到晶状体后表面，这样深的探测深度的OCT成像问题。

本申请的实施例还具有如下特点。

探头光路要求实现人眼不同部位的OCT成像，但它们所采用的扫描模式和聚焦位置不同，因而测量所采用的光路应有所不同。眼底OCT成像时要求扫描光束中心线会聚于人眼瞳孔，而任意时刻的OCT光束要平行入射人眼；而眼前节成像时，要求任意时刻的OCT光束要聚焦于人眼前节不同深度的组织。

眼底OCT成像时等光程面位于人眼视网膜，而角膜成像时等光程面位于角膜，晶状体前表面成像时等光程面位于晶状体前表面，晶状体后表面成像时等光程面位于晶状体后表面，无需通过调节参考臂的光程来实现不同部位的OCT成像。

可以针对不同视力的人眼进行屈光补偿，实现不同部位人眼成像。

可以让测前节不同部位时，探测光束聚焦于不同部位，提高成像分辨率及信噪比。

具有人眼固视光路，可满足左右眼固视。

因探头光路设计舍弃传统眼底成像光路(如彩色眼底相机、LSLO等)，因此通过眼前节摄像组件190指导医生操作仪器，并能用于测量瞳孔直径及白到白距离。

采用快速精确的切换装置，可实现人眼不同部位的快速OCT成像。

在人眼不同部位的OCT成像的基础上，能实现眼轴长、前房深度、晶状体厚度等的快速准确测量，无需移动参考臂。

固视光路与眼后节OCT共用屈光调节单元，可减少固视光路的运动件，并实现固视光路与眼后节OCT光路共焦，有利于被测人眼的固视及眼底OCT图像的采集。

采用频域光学相干断层扫描技术，相比时域系统而言，扫描成像速度快，成像分辨率高，但探测深度浅；相比扫描频域光学相干断层扫描技术，扫描速度、分辨率等相当，成本低许多，但探测深度浅。

本申请的实施例采用快速切换扫描的方法实现前后节的快速切换扫描，几乎准实时，每秒可实现几十幅图的扫描，速度快，可避免人眼无规则运动的影响，从而能准确测量人眼轴长。

本申请的实施例一次测量采集前后节图像，有利于医生操作，可提高诊断速度，可提高医患交互体验；另外一次测量实现角膜、前房深度、眼轴长、角膜曲率、白到白等众多人眼关键参数的检测；具有成本，速度，精度，多功能等众多优点。

本申请的实施例的眼科测量系统为用于眼科多功能测量的系统，主要用于患者眼相关光学参数的测量，用于指导人工晶体参数的选择及患者眼的检查，能够测得人眼轴长、角膜曲率、前房深度、白到白距离等众多眼科相关参数。本申请的实施例的眼科测量系统主要基于光学相干断层扫描技术；其中光学相干断层扫描技术结合前后节快速切换扫描，实现人眼轴长的测量、前房深度的测量、晶体厚度的测量和角膜厚度的测量，最终实现众多人眼光学参数的测量。

本领域的技术人员可以理解实施例方法中的全部或部分流程可以由计算机程序来命令相关的硬件完成，程序可存储于计算机可读取存储介质中，程序在执行时，可包括如各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括：ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于微调焦的眼科测量系统，其特征在于：包括主体模块、光路切换扫描装置、第一OCT光路组件、光程补偿装置和微调焦装置；

所述主体模块用于向所述光路切换扫描装置提供测量光；

所述光路切换扫描装置用于将所述测量光传播至所述第一OCT光路组件；

所述第一OCT光路组件的光路为测量光路的至少一部分；

所述微调焦装置用于对所述测量光进行调焦，所述光程补偿装置用于对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，以对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和调焦，从而对所述待测眼睛的不同部位进行测量。

2.根据权利要求1所述眼科测量系统，其特征在于：

所述眼科测量系统还包括第二OCT光路组件；

所述第二OCT光路组件用于使所述测量光照射至所述待测眼睛的第二部分；

所述第二OCT光路组件包括屈光调节单元；

通过调节所述屈光调节单元，使所述测量光聚焦于所述待测眼睛的第二部分，以对不同的所述待测眼睛进行测量。

3.根据权利要求2所述眼科测量系统，其特征在于：还包括固视光学组件；

所述第二OCT光路组件还包括调光程单元；所述固视光学组件与所述第二OCT光路组件共用所述屈光调节单元；

所述固视光学组件用于提供让待测眼睛观察的固视点；

所述微调焦装置、所述调光程单元和所述屈光调节单元用于对所述测量光进行调节，以使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

4.根据权利要求3所述眼科测量系统，其特征在于，

所述微调焦装置和所述调光程单元用于对所述测量光进行调节以找到最强的第二部分OCT信号所对应的屈光状态，所述屈光调节单元用于根据所述屈光状态对应的屈光量对所述固视光学组件的光路进行调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰；

或者，所述微调焦装置和所述调光程单元用于对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，所述微调焦装置还用于找到所述第二部分OCT信号的变化趋势以确定所述屈光调节单元的指定调节方向，所述屈光调节单元用于按所述指定调节方向对所述测量光进行调节并配合所述微调焦装置的调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

5.根据权利要求1所述眼科测量系统，其特征在于：所述光程补偿装置通过运动使自身的至少一部分插入或切换出所述第一OCT光路组件的光路，从而对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量。

6.根据权利要求5所述眼科测量系统，其特征在于：所述光程补偿装置包括光程补偿驱动部件和光程补偿光学部件；所述光程补偿驱动部件可使所述光程补偿光学部件运动。

7.根据权利要求5所述眼科测量系统，其特征在于：所述光程补偿驱动部件为用于带动所述光程补偿光学部件旋转的光程补偿旋转部件；所述光程补偿光学部件包括多个用于形成不同光程补偿量的部分；所述多个用于形成不同光程补偿量的部分的厚度各不相同；所述多个用于形成不同光程补偿量的部分为多个平板玻璃部。

8.根据权利要求1所述眼科测量系统，其特征在于：所述微调焦装置的具体形式包括液体透镜。

9.根据权利要求3所述眼科测量系统，其特征在于：所述微调焦装置包括固定透镜、可动透镜和平动机构；所述固定透镜和所述可动透镜沿所述测量光路设置；所述平动机构用于使所述可动透镜平动；所述第一OCT光路组件为用于对所述待测眼睛的前节进行测量的眼前节OCT光路组件；所述第二OCT光路组件为用于对所述待测眼睛的后节进行测量的眼后节OCT光路组件。

10.一种基于微调焦的眼科测量系统的测量方法，其特征在于：

所述眼科测量系统包括主体模块、光路切换扫描装置、第一OCT光路组件、光程补偿装置和微调焦装置；

所述测量方法包括：

所述主体模块向所述光路切换扫描装置提供测量光；

所述光路切换扫描装置将所述测量光传播至所述第一OCT光路组件；

所述第一OCT光路组件的光路形成测量光路的至少一部分；

所述微调焦装置对所述测量光进行调焦，所述光程补偿装置对所述第一OCT光路组件形成不同的光程补偿量，以对待测眼睛的不同部位同时实现光程补偿和调焦，从而对所述待测眼睛的不同部位进行测量。

11.根据权利要求10所述测量方法，其特征在于：

所述眼科测量系统还包括第二OCT光路组件；

所述第二OCT光路组件用于使所述测量光照射至所述待测眼睛的第二部分；

所述第二OCT光路组件包括屈光调节单元；

所述测量方法还包括：

调节所述屈光调节单元，使所述测量光聚焦于所述待测眼睛的第二部分，以对不同的所述待测眼睛进行测量。

12.根据权利要求11所述测量方法，其特征在于：

所述眼科测量系统还包括固视光学组件；

所述第二OCT光路组件还包括调光程单元；所述固视光学组件与所述第二OCT光路组件共用所述屈光调节单元；

所述固视光学组件用于提供让待测眼睛观察的固视点；

所述测量方法还包括：

A1、通过所述微调焦装置、所述调光程单元和所述屈光调节单元对所述测量光进行调节，使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

13.根据权利要求12所述测量方法，其特征在于，

所述A1具体为：

所述微调焦装置配合所述调光程单元对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，并通过所述微调焦装置对所述测量光进行快速调焦，找到最强的所述第二部分OCT信号所对应的屈光状态；

根据所述屈光状态对应的屈光量对所述屈光调节单元进行调节，并通过所述微调焦装置对所述测量光进行相应的调整，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰；

或者，所述A1具体为：

所述微调焦装置配合所述调光程单元对所述测量光进行调节以找到第二部分OCT信号，再调节所述微调焦装置找到所述第二部分OCT信号的变化趋势以确定所述屈光调节单元的指定调节方向；

按所述指定调节方向对所述屈光调节单元进行调节，再配合对所述微调焦装置的调节，从而使所述第二OCT光路组件的OCT光路聚焦于所述待测眼睛的第二部分且使所述待测眼睛观察到的所述固视点最清晰。

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