CN213309629U - 一种眼球成像装置以及眼球血液流速测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种眼球成像装置，包括样品臂模块，探测光经过所述样品臂模块照射到眼球，经过眼球反射回来的探测光中包含有眼球表面组织信息，所述样品臂模块包括沿着探测光进入的方向依次设置的扫描单元、扫描场镜、第一二向色镜以及眼底镜，所述样品臂模块还包括固视模块，所述固视模块包括与所述计算设备电连接的屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜，所述屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜沿着所述屏幕发出的光线的照射方向依次布置，所述计算设备能够控制屏幕显示视标以及控制屏幕上视标的位置。该眼球成像装置的固视模块的屏幕能够显示视标，被测者通过观察视标，这样能够使被测者的视线停留在需要的位置。

Description

一种眼球成像装置以及眼球血液流速测量装置

技术领域

本实用新型涉及眼球成像领域，尤其涉及一种眼球成像装置以及眼球血液流速测量装置。

背景技术

眼球由结构精密的光学组织和微血管系统构成。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 Coherence Tomography,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。

扩大OCT扫描深度一直是OCT领域研究的关键技术问题。具有超高分辨率全眼成像的OCT可以更好地对组织的微结构成像，提供更广范围内的诊断信息，极大推动对眼底疾病病理的理解和早期诊断。然而，目前眼科检查商业化使用的OCT设备功能较单一，有的只能针对眼前段的角膜等眼球组织，有的只能针对眼后段视网膜等组织结构成像。虽然存在一些整合了眼前段、后段成像的技术方案，但是存在着被测者的眼球不能很好的固定以及不便于调整眼球位置的问题。

OCT技术也可以探测散射光的多普勒频移信号，以获得流体或样本的运动信息，因而相对于其他技术更适合用于测量视网膜内的血液流速。部分科研团队运用多普勒OCT技术且只用一束OCT探测光就能够完成对血流速的测量，但这种单光束的方法还需要进一步测量探测光入射方向与血管之间的多普勒夹角，并且垂直于探测光方向的血流信息无法直接从多普勒频移信息中得到。因此这种单光束的测量方法受到了很大的局限性。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种眼球成像装置包含眼底预览成像模块，该模块有助于使眼球调整到更加合适的位置以便于获取更好的成像效果。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种眼球成像装置，包括样品臂模块，探测光经过所述样品臂模块照射到眼球，经过眼球反射回来的探测光中包含有眼球表面组织信息，所述样品臂模块包括沿着探测光进入的方向依次设置的扫描单元、扫描场镜、第一二向色镜以及眼底镜，其特征在于，所述样品臂模块还包括固视模块，所述固视模块包括与所述计算设备连接的屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜，所述屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜沿着所述屏幕发出的光线的照射方向依次布置，所述计算设备能够控制屏幕显示视标以及控制屏幕上视标的位置。

优选地，所述样品臂模块还包括预览模块，所述预览模块包括LD光源、准直镜、柱透镜、条形反射镜、扫描振镜、第二二向色镜、所述场镜、所述第一二向色镜、所述眼底镜、成像透镜以及线阵相机，所述线阵相机与计算设备连接，由LD光源发出的光束依次经过准直镜、柱透镜、条形反射镜、扫描振镜、第二二向色镜、场镜、第一二向色镜、眼底镜照射到眼球上，所述眼球反射的光束依次经过眼底镜、第一二向色镜、场镜、第二二向色镜、扫描振镜、条形发射镜、成像透镜后进入到线阵相机，线阵相机将得到的图像发送到计算设备进行显示。

优选地，还包括光源模块、分光模块、参考臂模块以及探测模块，所述光源模块的输出端通过光纤与分光模块的第一端连接，所述参考臂模块和样品臂模块通过光纤与分光模块的第二端连接，探测模块的输入端与分光模块的第一端相连，所述探测模块的输出端与计算设备连接。

优选地，所述样品臂模块还包括用以将一束探测光分成两束探测光的分束模块，所述分束模块包括沿着探测光进入的方向依次设置的第一透镜、可旋转的沃拉斯顿棱镜、准直透镜以及插入所述两束探测光中的任一束的延迟编码模块。

该实用新型还提供了一种眼球血液流速测量装置，采用上述眼球成像装置，采用以下公式：

血液流速采用以下公式：

其中，λ₀为探测光的中心波长，n为血管B内的血液折射率，τ为所述光学成像装置在扫描眼球的过程中得到相邻两列像素所需的时间，α为所述两束探测光在眼球内部的夹角，β为扫描轨迹线与血管内血液流速之间的夹角，φ₁为对应于所述两束探测光中经过延迟编码模块的一束的位相移动信号，φ₂为对应于所述两束探测光中经过延迟编码模块的另一束的第二位相移动信号。

与现有技术相比，该实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的眼球成像装置，具有固视模块和预览模块，通过预览模块能够观察被测者眼球的位置或者角度，通过固视模块，能够使被测者的眼球注视到视标上以使被测者的眼球尽可能地保持需要位置或者角度。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的一种眼球成像装置的结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的一种血眼球成像装置的另一结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例中包含固视模块和预览模块的样品臂模块的结构示意图，；

图4是本实用新型第一实施例中可旋转的沃拉斯顿棱镜生成的两束独立探测光入射至眼睛视网膜形成的夹角α以及与血管B构成的几何空间示意图；

图5是本实用新型第二实施例中测量视盘内所有血管血液流速的环扫模式的扫描示意图；

图6是本实用新型的眼球成像装置获得的相位图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本实用新型以使本领域技术人员能够实现本实用新型。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。

实施例一

如图1-5所示，一种眼球成像装置包括光源模块100、分光模块200、参考臂模块300、样品臂模块500以及探测模块600，所述光源模块100的输出端通过光纤与分光模块200的第一端连接，所述参考臂模块300和样品臂模块500通过光纤与分光模块200的第二端连接，探测模块600的输入端与分光模块200的第一端相连，所述探测模块600的输出端与计算设备700连接，所述分光模块200具体为光纤耦合器，所述探测模块600具体为光谱仪，光源模块100发出的光经分光模块200分为第一探测光和第二探测光，其中，第一探测光经过参考臂模块300后原路返回到分光模块，作为参考光。第二探测光经过样品臂模块500后照射到眼球，第二探测光被眼球原路反射到分光模块200中，样品臂模块500反射回的光为样品光，在样品光中包含有眼球断层信息，样品光和参考光在分光模块200中干涉后进入到探测模块600并在探测模块600中形成相位图，探测模块600将得到的相位图发送到计算设备700，计算设备700对相位图进行处理。所述计算设备700可以现有技术中的PC电脑。

所述样品臂模块500包括用以将第二探测光分成第三探测光k1和第四探测光k2的分束模块和扫描单元510，所述分束模块包括沿着第二探测光进入的方向依次设置的第一透镜501、可旋转的沃拉斯顿棱镜502、准直透镜503以及插入第三探测光k1或第四探测光k2中任一束的延迟编码模块504，第二探测光进入到样品臂模块500后，第一透镜501将其聚焦到沃拉斯顿棱镜502，沃拉斯顿棱镜502将第二探测光分为所述第三探测光k1和第四探测光k2，第三探测光k1和第四探测光k2经过准直透镜503之后变成两条相互平行的光，之后相互平行的第三探测光k1和第四探测光k2中的一束通过延迟编码模块504，为了方便描述，假定第三探测光k1通过延迟编码模块504，第四探测光k2不通过延迟编码模块504。第三探测光k1经过延迟编码模块504后，第三探测光k1和第四探测光k2就具有了一定的光程差。具有光程差的第三探测光k1和第四探测光k2进入到扫描单元510并在经过扫描单元510后照射到位于样品臂模块500的另一端的眼球，扫描单元510会带着第三探测光k1和第四探测光k2来回移动以对眼球进行扫描。第三探测光k1和第四探测光k2在照射到眼球之后会被原路返回并返回到分光模块200，返回的第三探测光k1和第四探测光k2中包含有眼球断层信息，返回的第三探测光k1和第四探测光k2在分光模块200中与参考光进行干涉，形成第三干涉光和第四干涉光，第三干涉光和第四干涉光进入到探测模块600中形成相位图，探测模块600将得到的相位图输出到计算设备700中以进行查看和处理。

所述扫描单元510具体为二维振镜，第三探测光k1和第四探测光k2被二维振动反射后经过扫描场镜516、二向色镜511以及眼底镜512照射到眼球800。所述眼底镜512用以将第三探测光k1和第四探测光k2聚焦到眼球800上，当第三探测光k1和第四探测光k2被眼球反射时，反射光束在二向色镜511处一部分被原路反射，另一部分穿过二向色镜511并穿过成像透镜513进入到摄像器514中，这样通过摄像器514能够观察到眼球的位置以确定眼球是否在指定的位置，并且便于在调整眼球的位置时能够实时地观察眼球是否达到指定的位置。所述二维振镜可以旋转，当其旋转时，能够改变第三探测光k1和第四探测光k2在眼球上的照射位置，进而能够获取眼球800的不同位置处的眼球断层信息。

所述眼球成像装置还包括眼底预览成像模块，眼底预览成像模块包括用于固定被测者眼球视线的固视模块和用于观察眼球位置的预览模块，所述眼底预览成像模块可以集成与样品臂模块500中。

所述固视模块包括与所述计算设备700电连接的屏幕514、成像透镜513、场镜517和所述眼底镜512，所述屏幕514可以由计算设备700控制来显示视标，所述视标的光线穿过成像透镜513、场镜517和眼底镜512进入到眼球800，被测者通过观察视标能够实现眼球800的固定，并且可以通过计算设备700调整视标在屏幕514上的位置以调整眼球800的观察角度。优选地，所述视标可以为十字光标。

所述预览模块包括LD光源512、准直镜520、柱透镜519、条形反射镜522、扫描振镜518、二向色镜515、所述场镜517、所述二向色镜511、所述眼底镜512、成像透镜523以及线阵相机524，所述线阵相机524与计算设备700连接，由LD光源512发出的发散的光束依次经准直镜520准直后柱透镜519扩散成线光束，线光束经条形反射镜522、扫描振镜518、二向色镜511的反射后穿过场镜517、二向色镜511和眼底镜512后照射到眼球上并呈现一条锐利的照明线，照明线能够对眼底一条线上的眼底视网膜进行照明，并且照明线在眼底的照明位置可以随着扫描振镜518的扫描而遍布眼底视网膜所要预览成像的位置，照明线照射在眼底的光线经眼底反射后先后经过眼底镜512、二向色镜511、场镜517、二向色镜515、扫描振镜518、条形反射镜后，经过成像透镜523进入到线阵相机524上，线阵相机524根据接收的光束形成眼底视网膜的图像，然后将其通过计算设备700显示在显示屏上，这样操作人员可以通过显示屏观察到眼球的位置，这样与固视模块配合以便于调整眼球的位置。

实施例二

该实施例为一种眼球血流流速测量装置，其采用了实施例一中的眼球成像装置。

血液流速采用以下公式：

其中，λ₀为探测光的中心波长，n为血管B内的血液折射率，τ为所述光学成像装置在扫描眼球的过程中得到相邻两列像素所需的时间，α为所述第三探测光k1和所述第四探测光k2在眼睛800内部的夹角，β为扫描轨迹线与血管内血液流速之间的夹角，φ₁为对应于第三探测光k1的第一位相移动信号，φ₂为对应于第四探测光k2的第二位相移动信号。

在实施例一中提到了第三探测光k1和第四探测光k2，其中第三探测光k1经过延迟编码模块504，而第四探测光k2不经过延迟编码模块504，这样在相位图中就得到了两种图案，分别为第一图案P1和第二图案P2，参见图6，通过计算设备700对第一图案P1和第二图案P2进行分析能够得到φ₁和φ₂。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型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实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型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实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (4)

1.一种眼球成像装置，包括样品臂模块，探测光经过所述样品臂模块照射到眼球，经过眼球反射回来的探测光中包含有眼球表面组织信息，所述样品臂模块包括沿着探测光进入的方向依次设置的扫描单元、扫描场镜、第一二向色镜以及眼底镜，其特征在于，所述样品臂模块还包括固视模块，所述固视模块包括与计算设备连接的屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜，所述屏幕、成像透镜、场镜和所述眼底镜沿着所述屏幕发出的光线的照射方向依次布置，所述计算设备能够控制屏幕显示视标以及控制屏幕上视标的位置。

2.根据权利要求1所述的一种眼球成像装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括预览模块，所述预览模块包括LD光源、准直镜、柱透镜、条形反射镜、扫描振镜、第二二向色镜、所述场镜、所述第一二向色镜、所述眼底镜、成像透镜以及线阵相机，所述线阵相机与计算设备连接，由LD光源发出的光束依次经过准直镜、柱透镜、条形反射镜、扫描振镜、第二二向色镜、场镜、第一二向色镜、眼底镜照射到眼球上，所述眼球反射的光束依次经过眼底镜、第一二向色镜、场镜、第二二向色镜、扫描振镜、条形发射镜、成像透镜后进入到线阵相机，线阵相机将得到的图像发送到计算设备进行显示。

3.根据权利要求2所述的一种眼球成像装置，其特征在于，还包括光源模块、分光模块、参考臂模块以及探测模块，所述光源模块的输出端通过光纤与分光模块的第一端连接，所述参考臂模块和样品臂模块通过光纤与分光模块的第二端连接，探测模块的输入端与分光模块的第一端相连，所述探测模块的输出端与计算设备连接。

4.根据权利要求3所述的一种眼球成像装置，其特征在于，所述样品臂模块还包括用以将一束探测光分成两束探测光的分束模块，所述分束模块包括沿着探测光进入的方向依次设置的第一透镜、可旋转的沃拉斯顿棱镜、准直透镜以及插入所述两束探测光中的任一束的延迟编码模块。

Images