CN111281332A - 一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，包括OCT断层成像系统：光源，为OCT断层成像系统提供低相干光；样品臂，光源产生的一部分光进入到样品臂并对眼球进行扫描，眼球反射产生带有眼球组织信息的第一反射光；参考臂，光源产生的另一部分光进入到参考臂并产生第二反射光，第二反射光与第一反射光进行干涉；光谱仪，用以对所述干涉光进行处理以获取图像；还包括眼表血流成像系统，所述眼表血流成像系统包括裂隙灯光源、用以将裂隙灯光源产生的光反射到眼球上的第一反射镜以及用以接收由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的面阵相机。该成像装置在保留传统裂隙灯显微镜的成像功能基础上，既能够实现眼前段结构的断层成像，又能够实现眼表微血流的功能成像。

Description

一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置
技术领域
本发明属于光学成像领域，具体涉及一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置。
背景技术
眼科疾病是严重影响和危害人类健康及生存质量的疾病，视觉损伤严重影响人民群众的眼健康和生活质量，涉及民生，是重大公共卫生问题和社会问题。临床上，眼表结构分为上下睑缘所包括的眼表面组织，主要是结膜及角膜组织。由于和外界直接接触，眼表结构易受感染，是最为常见的眼病。
随着近年来眼科成像技术的迅速发展，光学断层相干扫描(Optical CoherenceTomography,OCT)这种非接触式、非侵入性的新型眼科诊断技术的问世与发展，为眼科疾病的诊断和治疗提供了重要的信息，其形态学测量功能已被应用于泪膜、上皮、前房、晶状体及视网膜功能的精密分析中，改变了眼科现有的诊疗模式，被称为是眼科学诊断技术的里程碑式成果。
眼表结构由精密的光学组织和微血管系统构成。眼表疾病的临床特征不仅表现为眼前段结构的改变，一般还伴随着眼表微血管的功能及结构性的变化。目前眼科检查商业化使用的裂隙灯、前段OCT等设备功能较单一，一般只能针对眼前段的角膜等眼球前段组织进行结构成像，无法获取眼表微血管结构的动态功能信息。OCT血流成像(OCTangiography,OCTA)是近几年发展起来的革命性新技术,一般用于眼底视网膜等结构的静态血管网成像，无法获取血流的动态信息。因此，眼科临床迫切需要一种可以同时对眼前段结构和眼表微血流结构同时成像的设备。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，在该装置上能够完成对病人眼球的裂隙灯功能成像、眼前段OCT断层结构和眼表微血流功能成像。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，包括OCT断层成像系统，
所述OCT断层成像系统包括：
光源，为OCT断层成像系统提供低相干光；
样品臂，光源产生的一部分光进入到样品臂并对眼球进行扫描，眼球反射产生带有眼球组织信息的第一反射光；
参考臂，光源产生的另一部分光进入到参考臂并产生第二反射光，第二反射光与第一反射光进行干涉；
光谱仪，用以对所述干涉光进行处理以获取图像；
计算机，与所述光谱仪的输出端电连接，用以对所述图像进行处理和显示；
其特征在于：
眼科多功能眼前段成像装置还包括眼表血流成像系统，所述眼表血流成像系统包括裂隙灯光源、用以将裂隙灯光源产生的光反射到眼球上的第一反射镜以及用以接收由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的面阵相机。
优选地，所述眼表血流成像系统还包括设置在裂隙灯光源与第一反射镜之间的绿色滤光片。
优选地，所述眼表血流成像系统还包括第二反射镜和目镜，所述第二反射镜和目镜均位于由于裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的光路上，并且所述第二反射镜位于目镜与第一反射镜之间，由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光一部分穿过第二发射镜进入到目镜，一部分被反射到面阵相机。
优选地，在所述第一反射镜与第二反射镜之间还设置有放大镜片组，所述放大镜片组具有多个放大镜，多个放大镜能够选择性地位于由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的光路上。
优选地，所述样品臂包括二维扫描振镜和二向色镜，光源产生的一部分光进入到样品臂后依次经过二维扫描振镜、二向色镜并照射到眼球上，眼球反射的光为所述第一反射光。
优选地，所述参考臂包括一维扫描振镜和多个平面反射镜，光源产生的另一部分光进入到参考臂后经过一维扫描振镜后照射到其中一个平面反射镜，不同的平面反射镜距离一维扫描振镜的距离不同，通过旋转一维扫描振镜能够将该另一部分光照射到不同的平面反射镜上，从平面反射镜反射的光为所述第二反射光；
优选地，在所述一维扫描振镜与每个平面反射镜之间均设置有一第一凸透镜。
优选地，所述参考臂还包括用以对光线进行准直的准直镜、用以调节入射光强度的光功率衰减装置以及用以对光线进行聚焦的第二凸透镜，沿着光线进入参考臂的方向，准直镜、光功率衰减装置、第二凸透镜以及一维扫描振镜依次设置。
优选地，所述样品臂还包括用于辅助成像的固视系统，所述固视系统包括用以显示靶标的靶标显示屏、辅助定位相机、设置在靶标显示屏与二向色镜之间的透镜以及设置在透镜与靶标显示屏之间的光线分束器，所述靶标显示屏和辅助定位相机均与计算机电连接。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1)本发明成像装置通过计算机控制，自动切换透镜组调整光路，使成像系统对眼前段不同位置进行聚焦，实现对眼前段结构的超长范围成像；
2)在该成像装置上集成了裂隙灯显微镜系统、OCT断层成像系统，增加了眼表微血管及血流成像功能，将眼前段成像功能与眼表微血管及血流成像功能集成在一起，增加了装置的功能，降低了装置的使用成本；提高了成像检测效率，并且两种功能均有同一台计算机进行控制，通过操作计算机即可实现对功能的切换，操作简单。
附图说明
图1是本发明一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置原理图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
如图1所示，一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，所述成像装置包括OCT断层成像系统，所述OCT断层成像系统包括能够发射特定波长激光的光源1、光纤耦合装置2、参考臂4、样品臂5、光谱仪11和进行图像分析的计算机8。所述光源1通过光纤与光纤耦合装置2连接，所述参考臂和样品臂的入光口分别通过光纤与光纤耦合装置2连接，所述光谱仪11的入光口通过光纤与光纤耦合装置2连接，所述光源1发出的光经过光纤耦合装置2分成两束光分别进入到参考臂4和样品臂5。所述光谱仪的信号输出端通过高速线阵相机7与计算机8连接。其中，所述光谱仪11、高速线阵相机7、光纤耦合装置2均采用现有技术。
所述参考臂4包括一维扫描振镜G1和多个平面反射镜M，图中示出了M1和M2，多个平面反射镜M距离一维扫描振镜G1的距离不同，通过旋转一维扫描振镜G1能够将从参考臂4的入光口进入的光反射到不同的平面反射镜上，从平面反射镜M反射回来的光线经过一维扫描振镜G1后从参考臂4的入光口出来并经过光纤进入到光纤耦合装置2。
进一步，为了能够得到更好的反射光，所述参考臂4还包括用以对光进行准直的准直镜L1、用以调节入射光强度的光功率衰减装置3以及用以对光线进行聚焦的凸透镜L2，沿着光线进入参考臂4的方向，准直镜L1、光功率衰减装置3、凸透镜L2以及一维扫描振镜G1依次设置。并且，在一维扫描振镜G1与每个平面反射镜M之间也设置有起聚焦作用的凸透镜，图中示出了L11和L12。所述准直镜L1、光功率衰减装置3、凸透镜以及一维扫描振镜G1均采用现有技术，此处不再详述。
所述一维振镜系统G1可以由计算机进行控制，计算机信号控制二维振镜G1按照特定的方向、角度大小旋转，将光路切换至特定位置进而能够将光路中的光束投射到需要的平面反射镜M上。平面反射镜M1、M2相对振镜G1的距离较近时，系统聚焦深度较浅，距离较远时聚焦深度较深。
所述样品臂5包括二维扫描振镜G2和设置在二维扫描振镜G2与被测样品(人眼)19之间的呈45度安装角度的二向色镜12，所述二向色镜12既能够将光线的一部分反射，又能将光线的另一部分透射。从样品臂5的入光口进入的光线通过二维扫描振镜G2经过二向色镜12后照射到被测样品19上，通过采用计算机8控制所述二维振镜系统G2按照特定方向、角度旋转，光线能够对眼球的同一深度所在平面内的不同位置进行扫描。在对被测样品19进行扫描时，扫描光线会被眼球反射回来，反射回来的光线一部分穿过二向色镜12，一部分被二向色镜12反射到二维扫描振镜G2并经过样品臂5的入光口进入到光纤耦合装置2中。所述二维振镜系统G2和二向色镜12均采用现有技术，此处不再详述。
在所述样品臂的入光口还设置有用以保证激光准直的激光准直器L3，所述激光准直器L3采用现有技术，此处不再详述。
所述光谱仪11包括沿着进光的方向依次包括准直镜L8、光栅6、透镜L9以及高速线阵相机7。从参考臂返回的反射光与从样品臂返回的带有样品组织信息(眼球的信息)的反射光在光纤耦合装置2内相互干涉之后进入到光谱仪11，干涉之后的带有样品组织信息的干涉光在光谱仪中进行频域傅里叶变换之后经过高速线阵相机7进入到计算机8中进行处理成像。所述光谱仪11以及准直镜L8、光栅6、透镜L9、高速线阵相机7均采用现有技术，此处不再详述
所述样品臂还包括辅助成像的固视系统，所述固视系统用以对患者的眼球进行扫描成像时，使被检测者视线固定，消除眼球动作对成像过程的影响。
所述固视系统包括用以显示靶标的靶标显示屏9、辅助定位相机10、设置在靶标显示屏9与二向色镜12之间的透镜L5以及设置在透镜L5与靶标显示屏9之间的二向色镜20，所述靶标显示屏9和辅助定位相机10均与计算机8电连接，所述靶标显示屏9的显示受计算机的控制，即计算机能够控制靶标在靶标显示屏9的显示位置，在扫描眼球时，通过计算机控制靶标在靶标显示屏9上的位置，通过调整靶标位置，使被检测者眼球通过注视靶标而实现固定，进而对眼球的特定位置扫描成像。调整靶标位置时，从眼球19反射的光线穿过二向色镜12的一部分会从透镜15进入到辅助定位相机10，由于辅助定位相机10与计算机8电连接，这样，在计算机8的显示屏上就能够实现显示眼球19的位置或者角度，靶标显示屏9的靶标的光线一部分经光线分束器照射到眼球19上，一部分反射到辅助定位相机10，这样在计算机8的显示屏同时显示靶标和眼球19，这样操作者只需要看着计算机8的显示屏即可将靶标调整到需要的位置，进而调整眼球19的位置或者角度。
眼前段成像原理如下：光源1的激光经过光纤耦合装置2分为两束，分别进入到参考臂和样品臂，进入到参考臂的激光经过平面反射镜M返回到光纤耦合装置2内，激光进入到样品臂之后，二维振镜系统G2对眼球进行扫描并将扫描的结果返回到光纤耦合装置2中，经过参考臂和样品臂返回的光在光纤耦合装置2中进行干涉，通过干涉可以增强单一反射，减弱散射光线的放射，增强不同深度的样品组织信息，也就是说，当通过调整参考臂中的一维振镜系统G1使不同的平面反射镜M对光束进行反射时，由于不同的平面反射镜M的光束深度不同，这样当参考臂反射的光束与样品臂反射的光束发生干涉时，样品臂中的光束与参考臂中当前所使用的平面反射镜对应深度的样品组织信息得到增强，其它深度得到样品组织信息被减弱，即每一个平面反射镜均对应眼球的一个特定深度，进而通过程序自动调整参考臂中当前所使用的平面反射镜M就能够对不同深度的样品组织进行检测。干涉光然后进入到光谱仪进行频域傅里叶变换之后通过高速线阵相机7传输至计算机8，通过计算机8的处理最终获得包含眼球结构信息的三维图像。
由于在该实施例中，具有二个或以上平面反射镜，因此，会得到二种或以上不同深度的图像。对这二种或以上不同深度的图像会有部分区域重叠，在计算机中以重叠区域作为基准点对不同深度的图像进行叠加、拼接进而得到眼球的断层图像。
所述成像装置还包括眼表血流成像系统，所述眼表血流成像系统包括二向色镜14和16、面阵相机15、裂隙灯光源18、放大镜片组L6、目镜13和增强血流成像效果的带通滤光镜L7，所述滤光镜L7位于裂隙灯光源17与反光镜16之间，裂隙灯光源17发出的光通过滤光镜L7之后被反光镜16反射到人眼19上，反光镜14位于目镜13与反光镜16之间，反光镜14能够将一部分眼球反射的光线反射到面阵相机15进而获得的血流动态图像和眼前节照相，能够使眼球反射的另一部分光线穿过而进入到目镜13中，进而通过目镜13能够观察到眼表血流，所述面阵相机15与计算机8电连接，这样计算机8就可以显示血流动态图像和眼前节照相。所述放大镜片组L6由多个不同倍率镜片组成，通过轮转的形式实现不同倍率放大镜片的切换，能够对指定位置的血流进行放大，放大镜片组L6类似于显微镜上的物镜。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (9)

1.一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，包括OCT断层成像系统，
所述OCT断层成像系统包括：
光源，为OCT断层成像系统提供低相干光；
样品臂，光源产生的一部分光进入到样品臂并对眼球进行扫描，眼球反射产生带有眼球组织信息的第一反射光；
参考臂，光源产生的另一部分光进入到参考臂并产生第二反射光，第二反射光与第一反射光进行干涉；
光谱仪，用以对所述干涉光进行处理以获取图像；
计算机，与所述光谱仪的输出端电连接，用以对所述图像进行处理和显示；
其特征在于：
眼科多功能眼前段成像装置还包括眼表血流成像系统，所述眼表血流成像系统包括裂隙灯光源、用以将裂隙灯光源产生的光反射到眼球上的第一反射镜以及用以接收由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的面阵相机。
2.根据权利要求1所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述眼表血流成像系统还包括设置在裂隙灯光源与第一反射镜之间的带通滤光片。
3.根据权利要求1所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述眼表血流成像系统还包括第二反射镜和目镜，所述第二反射镜和目镜均位于由于裂隙灯光源的照射而使眼球表层结构产生的反射光的光路上，并且所述第二反射镜位于目镜与第一反射镜之间，由裂隙灯光源的照射而使眼球表层结构产生的反射光一部分穿过第二发射镜进入到目镜，一部分被反射到面阵相机。
4.根据权利要求3所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，在所述第一反射镜与第二反射镜之间还设置有放大镜片组，所述放大镜片组具有多个放大镜，多个放大镜能够选择性地位于由裂隙灯光源的照射而使眼球表面产生的反射光的光路上。
5.根据权利要求1所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述样品臂包括二维扫描振镜和二向色镜，光源产生的一部分光进入到样品臂后依次经过二维扫描振镜、二向色镜并照射到眼球表层结构上，眼球表层结构反射的光为所述第一反射光。
6.根据权利要求5所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述参考臂包括一维扫描振镜和多个平面反射镜，光源产生的另一部分光进入到参考臂后经过一维扫描振镜后照射到其中一个平面反射镜，不同的平面反射镜距离一维扫描振镜的距离不同，通过旋转一维扫描振镜能够将该另一部分光照射到不同的平面反射镜上，从平面反射镜反射的光为所述第二反射光。
7.根据权利要求6所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，在所述一维扫描振镜与每个平面反射镜之间均设置有一第一凸透镜。
8.根据权利要求6所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述参考臂还包括用以对光线进行准直的准直镜、用以调节入射光强度的光功率衰减装置以及用以对光线进行聚焦的第二凸透镜，沿着光线进入参考臂的方向，准直镜、光功率衰减装置、第二凸透镜以及一维扫描振镜依次设置。
9.根据权利要求5所述的一种基于裂隙灯平台的眼科多功能眼前段成像装置，其特征在于，所述样品臂还包括用于辅助成像的固视系统，所述固视系统包括用以显示靶标的靶标显示屏、辅助定位相机、设置在靶标显示屏与二向色镜之间的透镜以及设置在透镜与靶标显示屏之间的光线分束器，所述靶标显示屏和辅助定位相机均与计算机电连接。
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