CN109691973B - 一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统，至少包括如下模块：光源模块；光纤耦合器；参考臂模块，将进入的光束反射后返回光纤耦合器；样品臂模块，用于将进入的部分光聚焦至眼底产生后向散射光，以及将进入的剩余光束聚焦至角膜中心，并发生干涉，输出第一干涉光；后向散射光进入光纤耦合器与参考臂反射光发生干涉，输出第二干涉光；光谱仪模块，用于接收干涉光并输出。本发明的光学相干层析成像系统能够同时呈现眼底脉络膜与角膜，从而直观的计算眼底脉络膜的脉动，为判断眼底疾病提供了一种新的观测方法。

Description

一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统
技术领域
本发明属于光学检测技术领域，具体涉及一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统。
背景技术
光学相干断层扫描技术(OCT)是上世纪90年代发展起来的一项无损光学检测技术。它基于光学低相干干涉仪的光信号延时和相位变化测量系统，对于样品内部不同深度的后向散射和反射信号进行间接测量。根据样品内部不同的折射率产生不同对比度的信号，从而实现对样品横截面进行成像。根据其对样品散射光间接延时和相位测量的不同，分为时域OCT，多普勒OCT，光谱OCT等。其中，由于光谱OCT具有不适用机械扫描部件进行轴向深度扫描，样品轴向的分层次信息科通过光谱的傅里叶变换直接得到，因而能够大大提高系统的成像速度，并避免机械运动扫描结构引入的噪声。同时，光谱OCT使用的波长的水分子吸收极小，因而在眼科医疗和诊断领域取得了极大的成功。
然而，现有技术提供的光谱OCT系统尽管已经可以用于视网膜、角膜等组织的测量和成像，但由于受到眼球运动的影响，该系统无法直接应用于眼球脉搏运动的测量领域，使得一系列眼底疾病的诊断和测量方法受到了极大的制约和限制。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统，直观地计算眼底脉络膜的脉动，为判断眼底疾病提供一种观测的方法。
为了达到上述技术目的，本发明的技术方案如下：
一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统，至少包括如下模块：
光源模块，用于提供初始光；
光纤耦合器，用于将初始光一分为二，分别进入参考臂模块和样品臂模块；
参考臂模块，用于将进入的光束反射后进入光纤耦合器；
样品臂模块，用于将进入的部分光束聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光，以及将进入的剩余部分光束聚焦至角膜中心，并在角膜中心发生干涉，输出第一干涉光；所述后向散射光进入光纤耦合器与参考臂模块的反射光发生干涉，输出第二干涉光；
和光谱仪模块，用于接收第一干涉光和第二干涉光，并将所述第一干涉光和第二干涉光按波长分光后输出。
本发明提供的光学相干层析成像系统具备如下有益效果：
1、本发明的光学相干层析成像系统能够同时呈现眼底脉络膜与角膜，从而直观的计算眼底脉络膜的脉动，为判断眼底疾病提供了一种新的观测方法；
2、由于本发明利用自相干干涉原理，实现眼前节的测量，使疾病的观测方法更加便捷、直观；
3、同时对角膜与眼底脉络膜层进行成像，将眼球运动与眼底脉络膜层脉动区分，更好地解决眼球运动对眼底脉络膜脉动测量的干扰问题。
优选的，所述光源模块选择宽带光源，所述初始光的中心波长为840nm，带宽为49nm。
具体地，所述参考臂模块还包括第一准直透镜和反射镜，所述第一准直透镜将进入的光束准直成平行光后射入反射镜，输出反射光。
具体地，所述的光学相干层析成像系统，所述样品臂模块包括第二准直透镜，第一聚焦透镜，X扫描振镜，第二聚焦透镜，与第三聚焦透镜，所述第一聚焦透镜为中间带孔的聚焦透镜；进入的光束经第二准直透镜准直成平行光后射入中间带孔的第一聚焦透镜中，部分光束穿过所述孔后平行射入X扫描振镜中，由X扫描振镜将所述部分光束反射至所述第二聚焦透镜，经由所述第三聚焦透镜后聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光；剩余部分光束被所述X扫描振镜聚焦至振镜中心，并由所述X扫描振镜反射后依次经过第二聚焦透镜和第三聚焦透镜聚焦到角膜中心。
具体地，所述光谱仪模块包括第三准直透镜、光栅、第四聚焦透镜和相机，所述第一干涉光和第二干涉光由第三准直透镜准直后被光栅按波长分光，最后被相机接收。
作为优选方式，所述第一聚焦透镜的中间孔的空间径为1.5mm，所述第二聚焦透镜的焦距为80mm，所述第三聚焦透镜的焦距为46mm，所述第四聚焦透镜的焦距为60mm。
作为优选方式，所述光栅为1800线光栅。
作为优选方式，所述相机为高速扫描线阵相机e2v，最高线速率为150KHZ。
为了对所述第一干涉光和第二干涉光进行分析，所述光学相干层析成像系统还包括处理模块，所述处理模块用于接收第一干涉光和第二干涉光的数据，并进行分析处理后获取所述第一干涉光和第二干涉光的图像。例如，所述处理模块可以是电子计算机等电子设备。
由于眼底血流来源于心脏的搏动，为了同时测量心脏脉搏运动与眼球脉动，所述光学相干层析成像系统还包括手指血氧探测器，所述手指血样探测器与所述光学相干层析成像系统同时对被测对象进行测量，用于同时记录脉搏跳动情况和眼球搏动情况，从而将眼底脉动规律与人体脉搏跳动测量相结合，有利于对眼底疾病的判断和诊疗。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
参照图1所示，一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统，包括如下模块：
光源模块SLD，用于提供初始光；所述光源模块选择宽带光源，所述初始光的中心波长为840nm，带宽为49nm。
光纤耦合器FOC，用于将初始光一分为二，分别进入参考臂模块和样品臂模块；该耦合器为分光比为50/50的耦合器。
参考臂模块，用于将进入的光束反射至光纤耦合器中形成反射光；所述参考臂模块包括第一准直透镜CL1和反射镜F，所述第一准直透镜CL1将进入的光束准直成平行光后射入反射镜F，输出反射光，并回到光纤耦合器FOC。
样品臂模块，用于将进入的部分光束聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光，以及将进入的剩余部分光束聚焦至角膜中心，并在角膜中心发生干涉，输出第一干涉光；所述后向散射光进入光纤耦合器FOC与参考臂模块的反射光发生干涉，输出第二干涉光；所述样品臂模块包括第二准直透镜CL2，第一聚焦透镜FL1，X扫描振镜S，第二聚焦透镜FL2，与第三聚焦透镜FL3，第一聚焦透镜FL1为中间带孔的聚焦透镜；进入的光束经第二准直透镜CL2准直成平行光后射入中间带孔的第一聚焦透镜FL1中，部分光束穿过所述孔后平行射入X扫描振镜S中，由X扫描振镜S将所述部分光束反射至第二聚焦透镜FL2，经由第三聚焦透镜FL3后聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光；剩余部分光束被X扫描振镜S聚焦至振镜中心，并由X扫描振镜S反射后依次经过第二聚焦透镜FL2和第三聚焦透镜FL4聚焦到角膜中心。角膜类似于一层薄膜，当光垂直射入角膜中心时，角膜上下层反射的光即可产生干涉，从而输出第一干涉光。
和光谱仪模块，用于接收第一干涉光和第二干涉光，并将所述第一干涉光和第二干涉光按波长分光后输出。光谱仪模块包括第三准直透镜CL3、光栅G、第四聚焦透镜FL4和相机，形成的第一干涉光和第二干涉光由第三准直透镜CL3准直后被光栅G按波长分光，经第四聚焦透镜FL4后，被相机C接收。
其中，第一聚焦透镜FL1的中间孔的空间径为1.5mm，第二聚焦透镜FL2的焦距为80mm，第三聚焦透镜FL3的焦距为46mm，第四聚焦透镜FL4的焦距为60mm；光栅G为1800线光栅；相机C为高速扫描线阵相机e2v，最高线速率为150KHZ。
为了对所述第一干涉光和第二干涉光进行分析，所述光学相干层析成像系统还包括处理模块，所述处理模块用于接收第一干涉光和第二干涉光的数据，并进行分析处理后获取所述第一干涉光和第二干涉光的图像。例如，所述处理模块可以是电子计算机等电子设备。
由于眼底血流来源于心脏的搏动，为了同时测量心脏脉搏运动与眼球脉动，所述光学相干层析成像系统还包括手指血氧探测器，所述手指血样探测器与所述光学相干层析成像系统同时对被测对象进行测量，用于同时记录脉搏跳动情况和眼球搏动情况，从而将眼底脉动规律与人体脉搏跳动测量相结合，有利于对眼底疾病的判断和诊疗。
实施例1提供的光学相干层析成像系统具备如下有益效果：
1、本发明的光学相干层析成像系统能够同时呈现眼底脉络膜与角膜，从而直观的计算眼底脉络膜的脉动，为判断眼底疾病提供了一种新的观测方法；
2、由于本发明利用自相干干涉原理，实现眼前节的测量，使疾病的观测方法更加便捷、直观；
3、同时对角膜与眼底脉络膜层进行成像，将眼球运动与眼底脉络膜层脉动区分，更好地解决眼球运动对眼底脉络膜脉动测量的干扰问题。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种用于测量眼球脉动的光学相干层析成像系统，其特征在于，至少包括如下模块：
光源模块，用于提供初始光；
光纤耦合器，用于将初始光一分为二，分别进入参考臂模块和样品臂模块；
参考臂模块，用于将进入的光束反射后进入光纤耦合器；
样品臂模块，用于将进入的部分光束聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光，以及将进入的剩余部分光束聚焦至角膜中心，并在角膜中心发生干涉，输出第一干涉光；所述后向散射光进入光纤耦合器与参考臂模块的反射光发生干涉，输出第二干涉光；
和光谱仪模块，用于接收第一干涉光和第二干涉光，并将所述第一干涉光和第二干涉光按波长分光后输出。
2.根据权利要求1所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述光源模块选择宽带光源，所述初始光的中心波长为840nm，带宽为49nm。
3.根据权利要求1所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述参考臂模块还包括第一准直透镜和反射镜，所述第一准直透镜将进入的光束准直成平行光后射入反射镜，输出反射光。
4.根据权利要求3所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述样品臂模块包括第二准直透镜，第一聚焦透镜，X扫描振镜，第二聚焦透镜，与第三聚焦透镜，所述第一聚焦透镜为中间带孔的聚焦透镜；
进入的光束经第二准直透镜准直成平行光后射入中间带孔的第一聚焦透镜中，部分光束穿过所述孔后平行射入X扫描振镜中，由X扫描振镜将所述部分光束反射至所述第二聚焦透镜，经由所述第三聚焦透镜后聚焦至眼底脉络膜层产生后向散射光；剩余部分光束被所述X扫描振镜聚焦至振镜中心，并由所述X扫描振镜反射后依次经过第二聚焦透镜和第三聚焦透镜聚焦到角膜中心。
5.根据权利要求4所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述光谱仪模块包括第三准直透镜、光栅、第四聚焦透镜和相机，所述第一干涉光和第二干涉光由第三准直透镜准直后被光栅按波长分光，最后被相机接收。
6.根据权利要求5所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述第一聚焦透镜的中间孔的空间径为1.5mm，所述第二聚焦透镜的焦距为80mm，所述第三聚焦透镜的焦距为46mm，所述第四聚焦透镜的焦距为60mm。
7.根据权利要求6所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述光栅为1800线光栅。
8.根据权利要求6所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述相机为高速扫描线阵相机e2v，最高线速率为150KHZ。
9.根据权利要求1所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述光学相干层析成像系统还包括处理模块，所述处理模块用于接收第一干涉光和第二干涉光的数据，并进行分析处理后获取所述第一干涉光和第二干涉光的图像。
10.根据权利要求1-9任一所述的光学相干层析成像系统，其特征在于，所述光学相干层析成像系统还包括手指血氧探测器，所述手指血氧探测器与所述光学相干层析成像系统同时对被测对象进行测量。
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