CN115113389A - 一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明设计构建一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法，在一个双通道客观视觉质量分析系统（OQAS II）的基础上搭建可用于连续性功能性视力测试的光路，即增添一个额外的CFVA通道，包括OQASⅡ，OQASⅡ设有可发射半导体激光的光学探头，在OQASⅡ上搭建连续性功能性视力分析模块，连续性功能性视力分析模块包括显示屏、透镜、反射镜和分光镜，透镜设于显示屏前方，分光镜设于OQASⅡ的光学探头前方；透镜、反射镜和分光镜依次设置构建形成同步光路，同步光路以显示屏中视标为起点，通过透镜折射进入反射镜，经反射镜反射进入分光镜，最终经分光镜与光学探头所发射的半导体激光实现光路共轴。

Description

一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法
技术领域
本发明涉及视功能检测领域，具体为一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法。
背景技术
现有的泪膜动态光学质量分析系统，称为双通道技术的客观视觉质量分析系统（Optical Quality Analysis System II，OQAS II），可通过客观记录和分析点光源经视网膜反射两次通过眼屈光介质（包含泪膜）后的视网膜图像，进而获得以0.5秒为间隔共20秒的客观散射指数（Objective Scatter Index，OSI）。连续测量的OSI随时间的变化可以直接量化干眼患者泪膜光学质量的动态变化。
连续性功能性视力（Continuous Functional Visual Acuity，CFVA）通过测量干眼患者视力随时间的变化可以评估与泪膜稳定性改变相关的视觉干扰。在干眼患者中，无瞬目状态下由于角膜前泪膜不稳定导致眼表更易在短时间内出现不规则，随着注视时间的延长，CFVA显著下降。该系统已经应用于眼表疾病、眼后段疾病或者年龄相关性疾病的视觉功能和视觉质量的评估。
尽管连续性功能性视力系统与基于双通道系统的泪膜动态光学质量测量均是泪膜稳定性的有效的动态分析方法，CFVA结果直接反映干眼患者临床视觉干扰症状，泪膜光学质量动态分析可作为患者临床视觉干扰症状的客观依据，两者主客观结合进一步为理解干眼患者视觉干扰机制提供参考。然而，以前研究CFVA和OSI均是分开测量，由于很多不确定的因素（泪膜变化、眨眼影响、瞳孔大小、照明和调节）导致两者直接比较可能会得出错误的结果。
发明内容
本发明设计构建一种泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统，在一个双通道客观视觉质量分析系统（OQAS II）的基础上搭建可用于连续性功能性视力测试的光路，即增添一个额外的CFVA通道，以解决上述背景技术中的缺陷。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：
一种泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统，包括双通道客观视觉质量分析系统，双通道客观视觉质量分析系统设有可发射半导体激光的光学探头，在所述双通道客观视觉质量分析系统上搭建连续性功能性视力分析模块，连续性功能性视力分析模块包括显示屏、透镜、反射镜和分光镜，透镜设于显示屏前方，分光镜设于双通道客观视觉质量分析系统的光学探头前方；透镜、反射镜和分光镜依次设置构建形成同步光路，同步光路以显示屏中视标为起点，通过透镜折射进入反射镜，经反射镜反射进入分光镜，最终经分光镜与所述光学探头所发射的半导体激光实现光路共轴。
优选的，连续性功能性视力分析模块还设有直线导轨、第一滑座、第二滑座和第三滑座，直线导轨水平固定安装于所述仪器主体上；显示屏设于第一滑座上，透镜设于第二滑座上，反射镜与分光镜之间设有支架，支架包括连接座和竖直设置的滑杆，连接座同时固定连接第三滑座和滑杆，滑杆上设置反射镜座和分光镜座，反射镜座和分光镜座可沿滑杆上下滑动以控制距离，反射镜设于反射镜座上且反射镜可旋转调整角度，分光镜设于分光镜座上且分光镜可旋转调整角度；透镜的轴心位于水平线上，且透镜的轴心穿过反射镜的中心点，反射镜与分光镜的中心点位于同一竖直线上，所述光学探头发射的半导体激光穿过分光镜的中心点。
优选的，连接座包括侧杆和延伸杆，侧杆和延伸杆一体化连接且呈L形设置，侧杆固定连接第三滑座且朝向直线导轨侧方伸出，延伸杆与直线导轨相互平行设置，滑杆设于延伸杆端部。
优选的，第二滑座上设有水平测距装置，反射镜座或分光镜座上设有竖直测距装置，其中，水平测距装置包括两个红外测距传感器Ⅰ和用于显示测距结果的微型显示器Ⅰ，其中一红外测距传感器Ⅰ的探头朝向第一滑座，另一红外测距传感器Ⅰ的探头朝向第三滑座，两个红外测距传感器Ⅰ均发射水平方向的红外光，在第一滑座上设置红外光反射板，在第三滑座或连接座上设置红外光反射板；竖直测距装置包括红外测距传感器Ⅱ和用于显示测距结果的微型显示器Ⅱ，红外测距传感器Ⅱ发射竖直方向的红外光，
若竖直测距装置设于反射镜座，则红外测距传感器Ⅱ的探头朝向分光镜座，在分光镜座上设置红外光反射板；
若竖直测距装置设于分光镜座，则红外测距传感器Ⅱ的探头朝向反射镜座，在反射镜座上设置红外光反射板。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统具有如下有益效果：
将连续性功能性视力分析系统（CFVA）整合到泪膜动态光学质量分析系统中，在干眼患者泪膜破裂循环期间，允许同步实时评估主观视力波动和客观光学质量，量化泪膜不稳定引起的视力波动，解释干眼患者报告的眼部症状，并可提出评估干眼泪膜稳定性的新指标。
本发明还公开了一种泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统的光路搭建方法，该方法包括如下步骤：
S1仪器的选用：双通道客观视觉质量分析系统（Optical Quality AnalysisSystem II，OQAS II）、显示屏；
光学元件的选用：透镜、反射镜、分光镜；
S2搭建同步光路：
S2.0将透镜设置于显示屏前方，透镜轴心线为水平且穿过显示屏中心；
S2.1将反射镜设置于透镜轴心所在的水平线上，显示屏中心、透镜轴心和反射镜中心位于同一水平线；
S2.2设置分光镜，令分光镜中心与反射镜中心的连线垂直于所述透镜的轴心线，同时令分光镜中心位于OQAS II的半导体激光光路上；
S2.3设置分光镜角度，令分光镜与OQAS II的半导体激光光路的夹角为45°，令反射镜与分光镜的镜面平行。
优选的，在步骤s2.0中，将透镜设置于显示屏前方15cm处；
在步骤s2.1中，将反射镜与透镜之间的距离设置为17cm；
在步骤s2.2中，将分光镜与反射镜之间的距离设置为17cm。
优选的，选用焦距为100.0mm、型号为ACN254-100-A，Thorlabs的透镜；
选用直径为2英寸、型号为ME2-P01，Thorlabs的反射镜；
选用型号为M254C45，Thorlabs的分光镜。
附图说明
图1为本发明泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统实施例1的结构示意图。
图2为实施例1中CFVA通道的光路示意图。
图3为实施例1中显示屏所显示视标示意图。
图4为实施例1中连接座的结构示意图。
图5为本发明泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统实施例2的结构示意图。
附图标记：1、仪器主体；10、光学探头；2、显示屏；3、透镜；4、反射镜；5、分光镜；6、直线导轨；61、第一滑座；62、第二滑座；63、第三滑座；64、支架；640、连接座；6400、侧杆；6401、延伸杆；641、滑杆；6410、反射镜座；6411、分光镜座；7、水平测距装置；70、红外测距传感器Ⅰ；71、微型显示器Ⅰ；8、竖直测距装置；80、红外测距传感器Ⅱ；81、微型显示器Ⅱ；9、红外光反射板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
如图1至图4所示的泪膜动态光学质量与连续性功能性视力同步实时分析系统，包括双通道客观视觉质量分析系统（Optical Quality Analysis System II，OQAS II），OQASⅡ包括仪器主体1，仪器主体1设有可发射半导体激光的光学探头10，在OQASⅡ的仪器主体1上搭建连续性功能性视力分析模块（CFVA通道），CFVA通道包括显示屏2、透镜3、反射镜4和分光镜5，其中，透镜3、反射镜4和分光镜5的选型如下：
透镜3：焦距为100.0mm、型号为ACN254-100-A，Thorlabs；
反射镜4：直径为2英寸、型号为ME2-P01，Thorlabs；
分光镜5：型号为M254C45，Thorlabs的。
透镜3设于显示屏2前方，分光镜5设于OQASⅡ的光学探头10前方；透镜3、反射镜4和分光镜5依次设置构建形成同步光路，同步光路以显示屏2中视标为起点，通过透镜3折射进入反射镜4，经反射镜4反射进入分光镜5，最终经分光镜5与光学探头10所发射的半导体激光实现光路共轴。
CFVA通道还设有直线导轨6、第一滑座61、第二滑座62和第三滑座63，直线导轨6水平固定安装于仪器主体1上；显示屏2设于第一滑座61上，透镜3设于第二滑座62上，反射镜4与分光镜5之间设有支架64，支架64包括连接座640和竖直设置的滑杆641，连接座640同时固定连接第三滑座63和滑杆641，滑杆641上设置反射镜4座和分光镜5座，反射镜4座和分光镜5座可沿滑杆641上下滑动以控制距离，反射镜4设于反射镜4座上且反射镜4可旋转调整角度，分光镜5设于分光镜5座上且分光镜5可旋转调整角度；透镜3的轴心位于水平线上，且透镜3的轴心穿过反射镜4的中心点，反射镜4与分光镜5的中心点位于同一竖直线上，光学探头10发射的半导体激光穿过分光镜5的中心点。
连接座640包括侧杆6400和延伸杆6401，侧杆6400和延伸杆6401一体化连接且呈L形设置，侧杆6400固定连接第三滑座63且朝向直线导轨6侧方伸出，延伸杆6401与直线导轨6相互平行设置，滑杆641设于延伸杆6401端部。
CFVA通道的光路搭建方法如下：
S1仪器的选用：
选用上述的OQASⅡ、显示屏2、透镜3、反射镜4、分光镜5；
S2搭建同步光路：
S2.0将透镜3设置于显示屏2前方15cm处，透镜3轴心线为水平且穿过显示屏2中心；
S2.1将反射镜4设置于透镜3轴心所在的水平线上，并将反射镜4与透镜3之间的距离设置为17cm，显示屏2中心、透镜3轴心和反射镜4中心位于同一水平线；
S2.2在反射镜4正下方设置分光镜5，令分光镜5中心与反射镜4中心的连线垂直于透镜3的轴心线，将分光镜5与反射镜4之间的距离设置为17cm，同时令分光镜5中心位于OQAS II的半导体激光光路上；
S2.3设置分光镜5角度，令分光镜5与OQAS II的半导体激光光路的夹角为45°，令反射镜4与分光镜5的镜面平行。
在进行视功能分析测试时，显示屏2显示“E”视标通过透镜3放大，再经反射镜4折射进入分光镜5，经分光镜5折射水平射出，刚好成像于受试者眼前40cm；同时OQAS II所发射的780nm的半导体激光也通过分光镜5水平射出，实现CFVA通道与OQAS II的光路共轴，可以同时对被检者眼球进行泪膜动态光学质量分析和连续性功能性视力分析。
实施例2：
如图5所示，本实施例基于实施例1的技术内容，本实施例与实施例1的区别技术点在于：
第二滑座62上设有水平测距装置7，反射镜4座上设有竖直测距装置8，其中，水平测距装置7包括两个红外测距传感器Ⅰ70和两个用于显示测距结果的微型显示器Ⅰ71，其中一红外测距传感器Ⅰ70的探头朝向第一滑座61，另一红外测距传感器Ⅰ70的探头朝向第三滑座63，两个红外测距传感器Ⅰ70均发射水平方向的红外光，在第一滑座61上设置红外光反射板9，在连接座640上设置红外光反射板9，两个红外测距传感器Ⅰ70分别向第一滑座61和连接座640上的红外光反射板9发射红外光，以实时测量出透镜3与显示屏2的距离以及透镜3与反射镜4的距离，透镜3与显示屏2、透镜3与反射镜4的距离分别显示在两个微型显示器Ⅰ71中。
竖直测距装置8包括红外测距传感器Ⅱ80和微型显示器Ⅱ81，分光镜5座上设置红外光反射板9，红外测距传感器Ⅱ80发射竖直朝下的红外光并射向分光镜5座上的红外光反射板9，以实时测量反射镜4与分光镜5之间的距离，反射镜4与分光镜5的距离显示在微型显示器Ⅱ81中。
以上所述是本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法，包括双通道客观视觉质量分析系统，双通道客观视觉质量分析系统设有可发射半导体激光的光学探头（10），其特征在于：在所述双通道客观视觉质量分析系统上搭建连续性功能性视力分析模块，连续性功能性视力分析模块包括显示屏（2）、透镜（3）、反射镜（4）和分光镜（5），透镜（3）设于显示屏（2）前方，分光镜（5）设于双通道客观视觉质量分析系统的光学探头（10）前方；
透镜（3）、反射镜（4）和分光镜（5）依次设置构建形成同步光路，同步光路以显示屏（2）中视标为起点，通过透镜（3）折射进入反射镜（4），经反射镜（4）反射进入分光镜（5），最终经分光镜（5）与所述光学探头（10）所发射的半导体激光实现光路共轴。
2.根据权利要求1所述的泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法，其特征在于：双通道客观视觉质量分析系统包括有仪器主体（1）；连续性功能性视力分析模块还设有直线导轨（6）、第一滑座（61）、第二滑座（62）和第三滑座（63），直线导轨（6）水平固定安装于所述仪器主体（1）上；显示屏（2）设于第一滑座（61）上，透镜（3）设于第二滑座（62）上，反射镜（4）与分光镜（5）之间设有支架（64），支架（64）包括连接座（640）和竖直设置的滑杆（641），连接座（640）同时固定连接第三滑座（63）和滑杆（641），滑杆（641）上设置反射镜（4）座和分光镜（5）座，反射镜（4）座和分光镜（5）座可沿滑杆（641）上下滑动以控制距离，反射镜（4）设于反射镜（4）座上且反射镜（4）可旋转调整角度，分光镜（5）设于分光镜（5）座上且分光镜（5）可旋转调整角度；透镜（3）的轴心位于水平线上，且透镜（3）的轴心穿过反射镜（4）的中心点，反射镜（4）与分光镜（5）的中心点位于同一竖直线上，所述光学探头（10）发射的半导体激光穿过分光镜（5）的中心点。
3.根据权利要求2所述的泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法，其特征在于：连接座（640）包括侧杆（6400）和延伸杆（6401），侧杆（6400）和延伸杆（6401）一体化连接且呈L形设置，侧杆（6400）固定连接第三滑座（63）且朝向直线导轨（6）侧方伸出，延伸杆（6401）与直线导轨（6）相互平行设置，滑杆（641）设于延伸杆（6401）端部。
4.根据权利要求2所述的泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法，其特征在于：第二滑座（62）上设有水平测距装置（7），反射镜（4）座或分光镜（5）座上设有竖直测距装置（8），其中，水平测距装置（7）包括两个红外测距传感器Ⅰ（70）和用于显示测距结果的微型显示器Ⅰ（71），其中一红外测距传感器Ⅰ（70）的探头朝向第一滑座（61），另一红外测距传感器Ⅰ（70）的探头朝向第三滑座（63），两个红外测距传感器Ⅰ（70）均发射水平方向的红外光，在第一滑座（61）上设置红外光反射板（9），在第三滑座（63）或连接座（640）上设置红外光反射板（9）；竖直测距装置（8）包括红外测距传感器Ⅱ（80）和用于显示测距结果的微型显示器Ⅱ（81），红外测距传感器Ⅱ（80）发射竖直方向的红外光，
若竖直测距装置（8）设于反射镜（4）座，则红外测距传感器Ⅱ（80）的探头朝向分光镜（5）座，在分光镜（5）座上设置红外光反射板（9）；
若竖直测距装置（8）设于分光镜（5）座，则红外测距传感器Ⅱ（80）的探头朝向反射镜（4）座，在反射镜（4）座上设置红外光反射板（9）。
5.一种泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法的光路搭建方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1仪器的选用：双通道客观视觉质量分析系统（Optical Quality Analysis SystemII，OQAS II）、显示屏（2）；
光学元件的选用：透镜（3）、反射镜（4）、分光镜（5）；
S2搭建同步光路：
S2.0将透镜（3）设置于显示屏（2）前方，透镜（3）轴心线为水平且穿过显示屏（2）中心；
S2.1将反射镜（4）设置于透镜（3）轴心所在的水平线上，显示屏（2）中心、透镜（3）轴心和反射镜（4）中心位于同一水平线；
S2.2设置分光镜（5），令分光镜（5）中心与反射镜（4）中心的连线垂直于所述透镜（3）的轴心线，同时令分光镜（5）中心位于OQAS II的半导体激光光路上；
S2.3设置分光镜（5）角度，令分光镜（5）与OQAS II的半导体激光光路的夹角为45°，令反射镜（4）与分光镜（5）的镜面平行。
6.根据权利要求5所述的泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法的光路搭建方法，其特征在于：
在步骤s2.0中，将透镜（3）设置于显示屏（2）前方15cm处；
在步骤s2.1中，将反射镜（4）与透镜（3）之间的距离设置为17cm；
在步骤s2.2中，将分光镜（5）与反射镜（4）之间的距离设置为17cm。
7.根据权利要求5所述的泪膜稳定性同步实时分析系统及光路搭建方法的光路搭建方法，其特征在于：
选用焦距为100.0mm、型号为ACN254-100-A，Thorlabs的透镜（3）；
选用直径为2英寸、型号为ME2-P01，Thorlabs的反射镜（4）；
选用型号为M254C45，Thorlabs的分光镜（5）。
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