CN117617891A - 一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置 - Google Patents

一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置,涉及眼科仪器技术。扫描激光眼屈光间质地形图测量装置包括第一透镜组、振镜和干涉测量模块,所述振镜位于所述第一透镜组与所述干涉测量模块之间的光路上;所述第一透镜组包括至少一个透镜;所述振镜在水平方向和/或在竖直方向转动;所述干涉测量模块用于测量眼屈光间质表面之间的距离;其中,所述眼屈光间质表面为眼球内部的屈光间质的表面。本发明实施例提供一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置,以实现至少形成各个眼屈光间质表面的高度地形图,为眼科手术和疾病诊断提供高精度的数据支持。

Description

一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置
技术领域
本发明涉及眼科仪器技术,尤其涉及一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置。
背景技术
许多现有方法能测量角膜前表面,但对于后表面的测量则较少见。由于角膜后表面对眼球屈光性能有重要影响,这一测量的不足可能影响手术规划的准确性。晶状体前后表面的测量同样面临技术难题。由于晶状体位置的特殊性,现有的测量方法在这一领域的应用还不够广泛。对视网膜地形图的精确测量也是一个技术挑战,因为视网膜位于眼球内部,传统测量方法往往难以适用。
在眼科领域中,准确测量眼部不同部位的地形图对于诊断和治疗非常有用。然而目前的技术在准确测量眼部不同部位的地形图上存在不足。
发明内容
本发明实施例提供一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置,以实现至少形成各个眼屈光间质表面的高度地形图,为眼科手术和疾病诊断提供高精度的数据支持。
本发明实施例提供一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置,包括第一透镜组、振镜和干涉测量模块,所述振镜位于所述第一透镜组与所述干涉测量模块之间的光路上;
所述第一透镜组包括至少一个透镜;
所述振镜在水平方向和/或在竖直方向转动;
所述干涉测量模块用于测量眼屈光间质表面之间的距离;其中,所述眼屈光间质表面为眼球内部的屈光间质的表面。
可选地,所述干涉测量模块包括激光光源、第一分光镜、第一反射镜和第二反射镜;
所述激光光源发射激光光束,所述激光光束中被所述第一分光镜反射至所述第一反射镜的光束,被所述第一反射镜反射后形成为第一光束;所述激光光束中穿过所述第一分光镜投射至所述第二反射镜的光束,被所述第二反射镜反射后形成为第二光束,所述第一光束与所述第二光束共轴,并经所述振镜投射至人眼。
可选地,所述干涉测量模块还包括第二分光镜和干涉测量成像设备;
所述第一光束与所述第二光束穿过所述第二分光镜后,经所述振镜投射至人眼;所述干涉测量成像设备位于所述第二分光镜的一侧,用于接收被所述眼屈光间质表面反射的光束。
可选地,所述激光光束为不可见光。
可选地,还包括第三反射镜,所述第三反射镜位于所述干涉测量模块与所述振镜之间的光路上。
可选地,还包括浦肯野成像模块,所述浦肯野成像模块位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于测量所述眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径。
可选地,所述浦肯野成像模块包括多个浦肯野成像设备,多个所述浦肯野成像设备位于不同的方位角上。
可选地,还包括第三分光镜,所述第三分光镜位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于分离视轴与所述第一透镜组的主光轴。
可选地,还包括浦肯野成像模块,所述浦肯野成像模块位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于测量所述眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径;
所述浦肯野成像模块位于所述第三分光镜与所述第一透镜组之间。
可选地,所述第一透镜组包括多元目镜和第一透镜;
所述振镜的镜面通过所述第一透镜与所述多元目镜的物空间的第一焦平面光学共轭,以能够调整光线进入人眼的角度,所述第一透镜的焦点位于所述多元目镜的虚拟焦平面上。
本发明实施例中,从振镜上投射出去的光束可以随着振镜的转动而改变光束的照射角度,由此可以让光束从不同角度照射到人眼内部。被眼屈光间质表面反射的光束,原路返回并投射至振镜上,被振镜反射至干涉测量模块,从而可以由干涉测量模块测量眼屈光间质表面之间的距离。从而至少形成各个眼屈光间质表面的高度地形图。为眼科手术和疾病诊断提供高精度的数据支持。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图;
图2为本发明实施例提供的一种人眼的示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图;
图4为本发明实施例提供的一种干涉测量模块的光路示意图;
图5为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图;
图6为本发明实施例提供的一种浦肯野成像光路示意图;
图7为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图;
图8为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
图1为本发明实施例提供的一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图,图2为本发明实施例提供的一种人眼的示意图,参考图1和图2,扫描激光眼屈光间质地形图测量装置包括第一透镜组1、振镜2和干涉测量模块3。振镜2位于第一透镜组1与干涉测量模块3之间的光路上。第一透镜组1包括至少一个透镜。图1中以第一透镜组1包括一个透镜为例进行示意,但并不以此为限。振镜2在水平方向和/或在竖直方向转动,从而实现水平方向上的扫描和/或竖直方向上的扫描。干涉测量模块3用于测量眼屈光间质表面之间的距离。
其中,眼屈光间质表面为眼球内部的屈光间质的表面。眼球内部的屈光间质包括角膜41、晶状体42和视网膜43等。眼屈光间质表面例如可以为角膜41的前表面、角膜41的后表面、晶状体42的前表面、晶状体42的后表面和视网膜43的表面。前表面指的是背离视网膜43一侧的表面,后表面指的是朝向视网膜43一侧的表面。
本发明实施例中,从振镜2上投射出去的光束可以随着振镜2的转动而改变光束的照射角度,由此可以让光束从不同角度照射到人眼内部。被眼屈光间质表面反射的光束,原路返回并投射至振镜2上,被振镜2反射至干涉测量模块3,从而可以由干涉测量模块3测量眼屈光间质表面之间的距离。从而至少形成各个眼屈光间质表面的高度地形图。为眼科手术和疾病诊断提供高精度的数据支持。
图3为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图,图4为本发明实施例提供的一种干涉测量模块的光路示意图,图4省略了振镜2等元件,参考图3和图4,干涉测量模块3包括激光光源35、第一分光镜31、第一反射镜33和第二反射镜34。激光光源35发射激光光束,激光光束中被第一分光镜31反射至第一反射镜33的光束,被第一反射镜33反射后形成为第一光束E1。激光光束中穿过第一分光镜31投射至第二反射镜34的光束,被第二反射镜34反射后形成为第二光束E2。第一光束E1与第二光束E2共轴,第一光束E1与第二光束E2经振镜2投射至人眼。
干涉测量模块3还包括第二分光镜32和干涉测量成像设备36。第一光束E1与第二光束E2穿过第二分光镜32后,经振镜2投射至人眼。干涉测量成像设备36位于第二分光镜32的一侧,干涉测量成像设备36用于接收被眼屈光间质表面反射的光束。
示例性地,参考图3和图4,激光光源35可以使用多模激光二极管,多模激光二极管的发光波长为780nm。多模激光二极管具有高空间相干性、相对较低的时间相干性。第一反射镜33和第二反射镜34位于第一分光镜31的两侧,第一反射镜33和激光光源35位于第一分光镜31的同一侧。第一分光镜31位于第二反射镜34和激光光源35之间。激光光源35发射激光光束被第一分光镜31反射至第一反射镜33,被第一反射镜33反射后穿过第一分光镜31,形成为第一光束E1。激光光源35发射激光光束穿过第一分光镜31投射至第二反射镜34,被第二反射镜34反射后投射至第一分光镜31,被第一分光镜31反射后形成为第二光束E2。其中,第一反射镜33固定,第二反射镜34移动,第一光束E1和第二光束E2的相位相对移动了其中,λ为多模激光二极管的发光波长,d为第一反射镜33所在路径与第二反射镜34所在路径的干涉仪长度差。
作为一种示例,以测量角膜41的前表面和视网膜43的表面之间的距离为例。如图3和图4所示,将通过角膜41的前表面的平面记为第一平面C,将通过视网膜43表面的平面记为第二平面R。第一光束E1被角膜41的前表面和视网膜43的表面反射和/或后向散射后,形成两个光束。第二光束E2被角膜41的前表面和视网膜43的表面反射和/或后向散射后,形成另外两个光束。如果干涉仪长度差d等于人眼的光学路径长度L,第二光束E2被视网膜43的表面反射和/或后向散射后形成的光束,与第一光束E1被角膜41的前表面反射和/或后向散射后形成的光束出现构造性干涉,从而在干涉测量成像设备36上产生强信号。光学路径长度L满足:其中,Leye为第一平面C与第二平面R之间的距离,nav为人眼的折射率。
由于通过角膜41顶点的第一平面C被用作参考面,因此在第二反射镜34移动时,人眼和扫描激光眼屈光间质地形图测量装置之间的相对运动不会影响眼屈光间质表面之间的距离的测量结果。这使得扫描激光眼屈光间质地形图测量装置适用于临床实践。与时域光学相干断层扫描(TD-OCT)的情况一样,第二反射镜34以恒定速度v移动,这导致干涉信号在2v/λ的频率上发生多普勒频移。这允许通过外差程序进行高灵敏度的信号检测。
可选地,激光光束为不可见光。激光光束可以是红外光,这样设置的好处是在测量的时候,人眼看不到红外光,不会对用户造成感官上的影响,使测量过程更顺利。
可选地,参考图3,扫描激光眼屈光间质地形图测量装置还包括第三反射镜6,第三反射镜6位于干涉测量模块3与振镜2之间的光路上。第一光束E1和第二光束E2经第三反射镜6反射至振镜2,经振镜2反射后透过第一透镜组1,投射至人眼。被眼屈光间质表面反射的光束,透过第一透镜组1后,投射至振镜2,被振镜2反射至第三反射镜6,经第三反射镜6和第二分光镜32反射至干涉测量成像设备36。
图5为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图,图6为本发明实施例提供的一种浦肯野成像光路示意图,参考图5和图6,扫描激光眼屈光间质地形图测量装置还包括浦肯野成像模块5,浦肯野成像模块5位于第一透镜组1远离振镜2的一侧,浦肯野成像模块5用于测量眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径。本发明实施例,在上述实施例的基础上,采用了浦肯野成像模块5,从而既可以形成各个眼屈光间质表面的高度地形图,又可以形成各个眼屈光间质表面的曲率地形图,提高了测量结构的全面性,为眼科手术和疾病诊断提供高精度的数据支持。
参考图6,光束照射到人眼时,在不同的眼屈光间质表面上形成反射。例如,在角膜41的前表面上反射形成第一浦肯野像P1,在角膜41的后表面上反射形成第二浦肯野像P2,在晶状体42的前表面上反射形成第三浦肯野像P3,在晶状体42的后表面上反射形成第四浦肯野像P4。通过捕捉第一浦肯野像P1可以获取角膜41的前表面的曲率或者曲率半径,通过捕捉第二浦肯野像P2可以获取角膜41的后表面的曲率或者曲率半径,通过捕捉第三浦肯野像P3可以获取晶状体42的前表面的曲率或者曲率半径,通过捕捉第四浦肯野像P4可以获取晶状体42的后表面的曲率或者曲率半径。
可选地,参考图5,浦肯野成像模块5包括多个浦肯野成像设备,在图5中以两个浦肯野成像设备进行示意,但并不以此为限。多个浦肯野成像设备位于不同的方位角上。从而通过振镜2的转动改变光束的照射角度时,位于不同方位角上的多个浦肯野成像设备中的至少一个可以捕捉到浦肯野像(例如包括第一浦肯野像P1、第二浦肯野像P2、第三浦肯野像P3和第四浦肯野像P4)。
示例性地,参考图5,两个浦肯野成像设备分别为第一浦肯野成像设备51和第二浦肯野成像设备52。在一个照射角度下,可以采用第一浦肯野成像设备51捕捉第一浦肯野像P1、第二浦肯野像P2、第三浦肯野像P3和第四浦肯野像P4。在另一个照射角度下,可以采用第二浦肯野成像设备52捕捉第一浦肯野像P1、第二浦肯野像P2、第三浦肯野像P3和第四浦肯野像P4。
图7为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图,参考图7,扫描激光眼屈光间质地形图测量装置还包括第三分光镜7。第三分光镜7位于第一透镜组1远离振镜2的一侧,第三分光镜7用于分离视轴L1与第一透镜组1的主光轴L2。自注视点通过结点与黄斑中心窝的连线称为视轴L1。本发明实施例中,通过设置第三分光镜7,视轴L1与第一透镜组1的主光轴L2不共轴,由此人眼可以沿着视轴L1目视其他视标的时候完成测量,从而可以进行眼调节功能的动态测量。
可选地,参考图7,浦肯野成像模块5位于第三分光镜7与第一透镜组1之间。光束照射到人眼,在不同的眼屈光间质表面上反射后,被第三分光镜7反射至浦肯野成像模块5,从而实现对眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径的测量。
图8为本发明实施例提供的另一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置的示意图,参考图8,第一透镜组1包括多元目镜12和第一透镜11。振镜2的镜面通过第一透镜11与多元目镜12的物空间的第一焦平面光学共轭,以能够调整光线进入人眼的角度,第一透镜11的焦点位于多元目镜12的虚拟焦平面上。
示例性地,参考图2和图8,振镜2的镜面通过第一透镜11与多元目镜12的物空间的第一焦平面光学共轭。根据光路的可逆性,当光线从视网膜43发出并朝着多元目镜12传播时,无论光线在眼球前表面的入射角度如何,光线能够彼此平行的穿过第一透镜11然后投射向振镜2。第一透镜11的焦点位于多元目镜12的虚拟焦平面上,使得振镜2与多元目镜12的第一焦平面光学共轭。为了将光线耦合到眼球,眼球的物空间中的焦点位于多元目镜12的第一焦平面上,这样设置的好处是,可以通过振镜2在水平方向和/或在竖直方向转动,能够调整测量光线进入眼球前表面的角度。通过多元目镜12消除了球差等多种像差,使得从视网膜43反射出的光线能够清晰的投射到振镜2,从而射入干涉测量模块3。
示例性地,参考图8,多元目镜12包括沿光路依次排列的5个透镜,其中,5个透镜包括4个凸透镜和1个凹透镜。在其他实施方式中,多元目镜12还可以包括其他数量,以及类型的透镜。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种扫描激光眼屈光间质地形图测量装置,其特征在于,包括第一透镜组、振镜和干涉测量模块,所述振镜位于所述第一透镜组与所述干涉测量模块之间的光路上;
所述第一透镜组包括至少一个透镜;
所述振镜在水平方向和/或在竖直方向转动;
所述干涉测量模块用于测量眼屈光间质表面之间的距离;其中,所述眼屈光间质表面为眼球内部的屈光间质的表面。
2.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,所述干涉测量模块包括激光光源、第一分光镜、第一反射镜和第二反射镜;
所述激光光源发射激光光束,所述激光光束中被所述第一分光镜反射至所述第一反射镜的光束,被所述第一反射镜反射后形成为第一光束;所述激光光束中穿过所述第一分光镜投射至所述第二反射镜的光束,被所述第二反射镜反射后形成为第二光束,所述第一光束与所述第二光束共轴,并经所述振镜投射至人眼。
3.根据权利要求2所述的测量装置,其特征在于,所述干涉测量模块还包括第二分光镜和干涉测量成像设备;
所述第一光束与所述第二光束穿过所述第二分光镜后,经所述振镜投射至人眼;所述干涉测量成像设备位于所述第二分光镜的一侧,用于接收被所述眼屈光间质表面反射的光束。
4.根据权利要求2所述的测量装置,其特征在于,所述激光光束为不可见光。
5.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,还包括第三反射镜,所述第三反射镜位于所述干涉测量模块与所述振镜之间的光路上。
6.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,还包括浦肯野成像模块,所述浦肯野成像模块位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于测量所述眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径。
7.根据权利要求6所述的测量装置,其特征在于,所述浦肯野成像模块包括多个浦肯野成像设备,多个所述浦肯野成像设备位于不同的方位角上。
8.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,还包括第三分光镜,所述第三分光镜位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于分离视轴与所述第一透镜组的主光轴。
9.根据权利要求8所述的测量装置,其特征在于,还包括浦肯野成像模块,所述浦肯野成像模块位于所述第一透镜组远离所述振镜的一侧,用于测量所述眼屈光间质表面的曲率或者曲率半径;
所述浦肯野成像模块位于所述第三分光镜与所述第一透镜组之间。
10.根据权利要求1所述的测量装置,其特征在于,所述第一透镜组包括多元目镜和第一透镜;
所述振镜的镜面通过所述第一透镜与所述多元目镜的物空间的第一焦平面光学共轭,以能够调整光线进入人眼的角度,所述第一透镜的焦点位于所述多元目镜的虚拟焦平面上。
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