CN111643050A - 一种眼科光学成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种眼科光学成像系统，包括OCT成像光源、光线偏转器、眼前节OCT成像模块、眼后节OCT成像模块和目镜；所述OCT成像光源发出的光线经光线偏转器转折分为眼前节OCT光线和眼后节OCT光线；所述眼前节OCT光线经所述眼前节OCT成像模块及目镜后聚焦于眼表，经眼表散射返回形成眼前节OCT图像；所述眼后节OCT光线经所述眼后节OCT成像模块及目镜后聚焦于眼底，经眼底散射返回形成眼后节OCT图像。本发明实现了眼后节、眼前节同时成像，将视光检测和眼底筛查进行有效的融合，从而实现了同时对眼后节、眼前节进行检查诊断操作简单，节约时间。

Description

一种眼科光学成像系统
技术领域
本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种眼科光学成像系统。
背景技术
光学相干成像OCT技术被广泛应用于眼科检查诊断。
2018年1月16日申请号为CN201710991897.2的专利申请中公开了一种眼科成像诊断系统，包括接目镜和OCT成像模块，OCT成像模块包括眼底OCT成像模式和眼前节OCT成像模式；眼底OCT成像模式中OCT成像模块具有第一中间像面，第一中间像面位于接目镜和OCT成像模块之间；在眼底OCT成像模式的OCT成像模块的内部光路内设置透镜组，OCT成像模块具有第二中间像面，第二中间像面位于OCT成像模块内，OCT成像模块的成像光路孔径光阑的共轭位置位于接目镜和OCT成像模块之间，得到眼前节OCT成像模式。该发明在进行眼后节和眼前节扫描时需要对内部光路进行内部切换，才能实现眼后节成像到眼前节成像的切换，如此操作不便，不能实现眼前节和眼后节同时成像，且需检查的时间更长。
目前市面上通常在做眼前节、眼后节(眼底)检查时需要进行切换镜头、外加接目镜或者进行内部光路的切换，视光检测和眼底筛查需要用到不同设备，无法真正实现眼前节、眼后节同时成像，操作复杂，检查时间长。另外，在传统的眼后节成像系统中，屈光补偿机构的运动部件较多，屈光补偿需要大范围的移动，空间结构不够紧凑。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种眼科光学成像系统，解决现有技术中眼前节、眼后节无法同时成像的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：
本发明提供了一种眼科光学成像系统，包括OCT成像光源、光线偏转器、眼前节OCT成像模块、眼后节OCT成像模块和目镜；所述OCT成像光源发出的光线经光线偏转器转折分为眼前节OCT光线和眼后节OCT光线；
所述眼前节OCT光线经所述眼前节OCT成像模块及目镜后聚焦于眼表，经眼表散射返回形成眼前节OCT图像；所述眼后节OCT光线经所述眼后节OCT成像模块及目镜后聚焦于眼底，经眼底散射返回形成眼后节OCT图像。
进一步的，所述眼前节OCT成像模块包括第一透镜组/第一透镜、第一分光器和第二分光器；所述眼前节OCT光线进入所述第一透镜组/第一透镜，依次经所述第一分光器反射、第二分光器反射进入所述目镜。
进一步的，所述眼前节OCT成像模块还包括反射镜，用于将所述光线偏转器转折输出的眼前节OCT光线反射至所述第一透镜组/第一透镜。
进一步的，所述眼后节OCT成像模块包括第二透镜组/第二透镜、第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜和第三分光器。所述眼后节OCT光线透过所述第二透镜组/第二透镜，经所述第三分光器反射，依次通过所述第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜、第二分光器进入所述目镜。
进一步的，所述第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜中至少有一个能够移动，用于实现屈光范围补偿。
进一步的，还包括眼后节固视靶标模块，用于眼后节扫描成像时生成固视靶标。
进一步的，所述眼后节固视靶标模块包括图像显示单元和第五透镜组/第五透镜；所述图像显示单元输出的光信号与所述OCT成像光源输出的光信号波长不同；所述图像显示单元输出的光信号能够依次通过所述第五透镜组/第五透镜、第三分光器、第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜、第二分光器进入所述目镜。
进一步的，还包括图像采集模块，所述图像采集模块包括光电耦合器、第六透镜组/第六透镜；所述光电耦合器能够透过所述第六透镜组/第六透镜采集眼前节OCT图像。
进一步的，所述光线偏转器为二维扫描振镜、一维扫描振镜、数字微反射镜或者具有光线偏转功能的旋转立方体。
进一步的，所述OCT成像光源为超辐射发光二极管。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
OCT成像光源发出的光线经光线偏转器转折分后，分别经眼前节OCT成像模块、眼后节OCT成像模块后，再经过目镜分别聚焦于眼表和眼底，经散射返回形成眼前节OCT图像和眼后节OCT图像，即眼前节、眼后节同时成像，将视光检测和眼底筛查进行有效的融合，从而实现了同时对眼后节、眼前节进行检查诊断，操作简单，节约时间；
在眼后节OCT成像模块中，第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜中至少有一个能够移动，用于实现屈光范围补偿，具有快速调焦、结构紧凑的优点。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种眼科光学成像系统的光学系统示意图；
图2是图1中眼后节OCT成像模块中一种实现屈光范围补偿方式的示意图；
图3是图1中光线偏转器采用振镜扫描电压的示意图；
图4是图1的OCT成像系统样品臂的示意图；
图中：
L1、第二透镜组/第二透镜；L2、第五透镜组/第五透镜；L3、第三分光器；L4、第三透镜组/第三透镜；L5、第四透镜组/第四透镜；L6、第二分光器；L7、目镜；L8、反射镜；L9、第一透镜组/第一透镜；L10、第一分光器；L11、第六透镜组/第六透镜；L12、光电耦合器；L13、图像显示单元；L14、光线偏转器；100、眼后节样品臂；200、眼前节样品臂。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明实施例提供的眼科光学成像系统，包括OCT成像光源、光线偏转器L14、眼前节OCT成像模块、眼后节OCT成像模块和目镜L7；OCT成像光源可以为超辐射发光二极管，或任何可发射波段可见光或近红外的光源或设备，其发出的光线经光线偏转器L14转折分为眼前节OCT光线和眼后节OCT光线，其中光线偏转器L14可以为二维扫描振镜、一维扫描振镜、数字微反射镜或者具有光线偏转功能的旋转立方体。其中，光线偏转器L14转折的小角度光线形成眼后节OCT光线，用于眼后节OCT成像；转折的大角度光线形成眼前节OCT光线，用于眼前节成像。
眼前节OCT成像模块也可称之为眼前节样品臂200，包括第一透镜组/第一透镜L9、第一分光器L10和第二分光器L6；眼前节OCT成像模块还可以包括反射镜L8，用于将光线偏转器L14转折输出的眼前节OCT光线反射至第一透镜组/第一透镜L9；当眼前节OCT光线进入所述第一透镜组/第一透镜L9后，依次经所述第一分光器L10反射、第二分光器L6反射进入所述目镜L7。
眼后节OCT成像模块也可称之为眼后节样品臂100，包括第二透镜组/第二透镜L1、第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5和第三分光器L3。眼后节OCT光线透过第二透镜组/第二透镜L1，经第三分光器L3反射，依次通过第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5、第二分光器L6进入目镜L7。
如图2所示，本实施例中眼后节OCT成像模块的第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5中至少有一个能够移动。具体地，第三透镜组/第三透镜L4选择为能够前后移动的胶合透镜，根据不同人眼屈光范围不同，调节胶合透镜的位置，用来补偿屈光范围，使得聚焦光斑在眼底最小；屈光补偿所用第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5可以是单透镜，透镜组，胶合透镜，可以是球面镜，非球面镜等其他形式镜片，从而达到部件少，结构紧凑，实现快速屈光范围补偿的调节。
如图3所示，纵坐标表示扫描电压，横坐标表示时间，本实例中光线偏转器L14选用二维扫描振镜或一维扫描振镜时，上述振镜的扫描电压利用正向电压，也可以利用负向电压进行分光，可以是X或者Y单个振镜的分光以获取单线扫图像，也可以是X和Y都进行分光以用于获取眼前节、眼后节区域扫图像。随着电压增加达到一定值V1后，上述振镜由转折产生的小角度的眼后节OCT光线转为转折产生大角度的眼前节OCT光线，然后电压达到峰值后开始降低，低于V2后由转折产生大角度的眼前节OCT光线转为转折产生的小角度的眼后节OCT光线，如图3所示，随着时间t周而复始变化；上述振镜电压与光谱仪进行同步，扫描图像是由振镜逐点扫描拼接而成的，扫描图像中的每个点均与振镜的扫描位置一一对应，而振镜的每个扫描位置对应一个振镜电压，因此，根据振镜电压可以实现图像重建，从而分别得到眼后节、眼前节OCT图像。
如图1和图4所示，OCT成像光源经光偏转器形成眼前节OCT光线和眼后节OCT光线，眼前节OCT光线经眼前节OCT成像模块及目镜L7后聚焦于眼表，经眼表散射返回，并同眼前节参考臂的光线进行干涉，经电荷耦合器件检测，数据处理形成眼前节OCT图像；眼后节OCT光线经眼后节OCT成像模块及目镜L7后聚焦于眼底，经眼底散射返回，并同眼后节参考臂的光线形成干涉，经电荷耦合器件检测，数据处理后形成眼后节OCT图像，从而实现眼前节、眼后节同时成像，将视光检测和眼底筛查进行有效的融合，从而实现了同时对眼前节、眼后节进行检查诊断，操作简单方便，节省时间。
本发明实施例中提供的眼科光学成像系统还包括眼后节固视靶标模块和图像采集模块；其中，眼后节固视靶标模块用于显示被检测人员的目视靶标，包括图像显示单元L13和第五透镜组/第五透镜L2；图像显示单元L13可以是具有显示功能的显示屏，或是LED显示阵列，图像显示单元L13输出的光信号与OCT成像光源输出的光信号波长不同，图像显示单元L13输出的光信号能够依次通过第五透镜组/第五透镜L2、第三分光器L3、第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5、第二分光器L6进入目镜L7，光线在人眼的眼底散射后原路返回，在图像显示单元形成清晰的眼后节内固视靶标。在眼前节、眼后节同时成像时，眼后节固视靶标模块能够显示有清晰的眼后节内固视靶标，方便眼球的定位。
图像采集模块包括光电耦合器L12、第六透镜组/第六透镜L11；光电耦合器L12为用于成像的图像传感器，如CCD或者CMOS等；光电耦合器L12所用光源和OCT成像光源具有不同的波长，光电耦合器L12所用光源发射的光线能够依次透过第六透镜组/第六透镜L11和第一分光器L10，并经第二分光器L6反射进入目镜L7，然后光线在人眼的眼表形成漫反射并原路返回，形成光电耦合器L12的成像波段的光能量，图像采集模块实现眼前节OCT图像的采集；图像采集模块可用于拍摄眼前节图像并显示，便于进行眼前节扫描预览，指示眼前节扫描的位置和方向，同时在对眼后节扫描时，也可进行眼球位置的搜寻和定位，通过光电耦合器L12图像传感器系统获取眼睛前表面或者瞳孔的位置数据，便于进行眼球和视轴的定位。
需要说明的是，本发明实施例中所提到的第一透镜组/第一透镜L9、第二透镜组/第二透镜L1、第三透镜组/第三透镜L4、第四透镜组/第四透镜L5、第五透镜组/第五透镜L2、第六透镜组/第六透镜L11、目镜L7等均可以是包含多个凸透镜的透镜组，也可以是单一的凸透镜。
另外，本发明实施例中所提到的第一分光器L10、第二分光器L6和第三分光器L3均可采用二向色镜或者分光棱镜；其中，第一分光器L10反射眼前节OCT光线并透射光电耦合器L12所用光源发射的光线；第二分光器L6反射眼前节OCT光线和光电耦合器L12所用光源发射的光线，并透射眼后节OCT光线和透射图像显示单元L13输出的光线；第三分光器L3反射眼后节OCT光线并透射图像显示单元L13输出的光线。
本发明实施例提供的上述眼科光学成像系统在眼前节、眼后节同时成像时，有清晰的眼后节内固视靶标，方便眼球的定位；眼前节、眼后节同时成像还显著提高了眼后节成像的易用性以及方便用来进行眼轴视轴长度的测量，且可以直观的判定黄斑的位置，眼前节成像使得可以很方便的将视光检测和眼底筛查进行有效的融合。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种眼科光学成像系统，其特征在于，包括OCT成像光源、光线偏转器、眼前节OCT成像模块、眼后节OCT成像模块和目镜；
所述OCT成像光源发出的光线经所述光线偏转器转折分为眼前节OCT光线和眼后节OCT光线；所述眼前节OCT光线经所述眼前节OCT成像模块及所述目镜后聚焦于眼表，经眼表散射返回形成眼前节OCT图像；所述眼后节OCT光线经所述眼后节OCT成像模块及目镜后聚焦于眼底，经眼底散射返回形成眼后节OCT图像。
2.根据权利要求1所述的眼科光学成像系统，其特征在于，所述眼前节OCT成像模块包括第一透镜组/第一透镜、第一分光器和第二分光器；所述眼前节OCT光线进入所述第一透镜组/第一透镜，依次经所述第一分光器反射、第二分光器反射进入所述目镜。
3.根据权利要求2所述的眼科光学成像系统,其特征在于，所述眼前节OCT成像模块还包括反射镜，用于将所述光线偏转器转折输出的眼前节OCT光线反射至所述第一透镜组/第一透镜。
4.根据权利要求2所述的眼科光学成像系统,其特征在于，所述眼后节OCT成像模块包括第二透镜组/第二透镜、第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜和第三分光器；
所述眼后节OCT光线透过所述第二透镜组/第二透镜，经所述第三分光器反射，依次通过所述第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜、第二分光器进入所述目镜。
5.根据权利要求4所述的眼科光学成像系统,其特征在于，所述第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜中至少有一个能够移动，用于实现屈光范围补偿。
6.根据权利要求4所述的眼科光学成像系统,其特征在于，还包括眼后节固视靶标模块，用于眼后节扫描成像时生成固视靶标。
7.根据权利要求6所述的眼科光学成像系统,其特征在于，所述眼后节固视靶标模块包括图像显示单元和第五透镜组/第五透镜；所述图像显示单元输出的光信号与所述OCT成像光源输出的光信号波长不同；所述图像显示单元输出的光信号能够依次通过所述第五透镜组/第五透镜、第三分光器、第三透镜组/第三透镜、第四透镜组/第四透镜、第二分光器进入所述目镜。
8.根据权利要求1所述的眼科光学成像系统,其特征在于，还包括图像采集模块，所述图像采集模块包括光电耦合器、第六透镜组/第六透镜；所述光电耦合器能够透过所述第六透镜组/第六透镜采集眼前节OCT图像。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的眼科光学成像系统,其特征在于，所述光线偏转器为二维扫描振镜、一维扫描振镜、数字微反射镜或者具有光线偏转功能的旋转立方体。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的眼科光学成像系统，其特征在于，所述OCT成像光源为超辐射发光二极管。
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