一种多功能眼科测量装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公布了一种多功能眼科测量装置，包括OCT系统光源、光纤耦合器、探测系统、控制系统、样品臂部件和参考臂组件；所述样品臂部件包括准直镜和眼前节眼后节扫描构件，所述参考臂组件包括参考臂光路透镜和参考臂反射镜；在所述准直镜和所述眼前节眼后节扫描构件之间的第一光轴或者所述参考臂光路透镜和所述参考臂反射镜之间的第二光轴上设置有光程补偿模块，所述光程补偿模块配合所述眼前节眼后节扫描构件改变OCT系统的光程，对人眼不同部位OCT成像并在所述不同部位之间实现OCT成像切换。本实用新型能通过一次测量，得到人眼众多参数数据，提高了工作效率，降低了成本。
【专利说明】-种多功能眼科测量装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及光电子领域，尤其涉及一种可对人眼不同部位进行切换测量的 0CT系统。
【背景技术】
[0002] 如今患白内障眼病的老年人越来越多，移植人工晶体是目前广泛使用的治疗白内 障的有效方案。但人工晶体的计算对所需要的参数要求较多，如角膜前后表面曲率、角膜厚 度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率、眼轴长、白到白距离和瞳孔直径等。测量 的参数较多，但往往需要多种医疗设备检测后，才能获得上述完整数据。
[0003] 光学相干层析成像（OCT，Optical Coherence Tomography)是一种新兴的光学成 像技术，相对于传统的临床成像手段来说，具有分辨率高、成像速度快、无辐射损伤、价格适 中和结构紧凑等优点，是基础医学研究和临床诊断应用的重要潜在工具。当前，在多种使用 光学仪器的眼科设备中，用于眼科检查和治疗的0CT装置已经成为眼科疾病诊断不可或缺 的眼科设备。
[0004] 专利申请文献200710020707. 9公开了一种利用0CT测量眼轴长的测量方法。该方 法虽然可以实现人眼和各种动物活体的眼轴长度的测量，但是该方法存在以下两个缺点： 1，采用步进电机的移动探头，来实现光程的调节，从而实现角膜和眼底的成像。而电机发生 前后移动需要一定的时间，无法实现前后节快速切换并实时成像，加上被测对象的眼睛会 抖动，使得测量眼轴长度不准确，误差较大；2.由于角膜及眼底结构不同，采用同一个探头 无法在这两个位置都聚焦，导致成像质量差，这是这个方法无法避免的缺陷。
[0005] 而之前的技术，能实现快速切换测量前后节信号，但无法一次成像获得人眼不同 位置处的0CT成像。尤其晶状体前后表面曲率的测量时，若采用不同次测量时，由于眼动， 校正不准确，就无法精确测量晶状体前后表面曲率信号。因为目前频域0CT系统的探测深 度不足，无法直接获得从人眼角膜到晶状体后表面，这么大深度范围的0CT图像。若采用分 段、分次测量，获得了晶状体前后表面的0CT图像，此时，由于分次测量，人眼动了等因素， 必然导致晶状体前后表面无法进行准确的折射校正，因而无法得到晶状体前后表面的精确 曲率。 实用新型内容
[0006] 本实用新型提供了一种多功能眼科测量装置和测量方法，其目的在于解决眼科医 疗测量装置不能实现一次采集对人眼不同部位分别进行0CT成像的缺陷。
[0007] 本实用新型的技术方案：
[0008] -种多功能眼科测量装置，包括0CT系统光源、光纤耦合器、探测系统、控制系统、 样品臂部件和参考臂组件；所述0CT系统光源经所述光纤耦合器分别向样品臂部件和参考 臂组件提供入射光，其中经过所述样品臂部件的光入射至人眼眼底并反射，反射回来的光 经过样品臂部件后与从参考臂组件反射回来的光在所述耦合器中发生干涉并产生干涉光， 所述干涉光被探测系统探测到，经控制系统处理后，得到人眼的OCT断层成像；所述样品臂 部件包括准直镜和眼前节眼后节扫描构件，所述参考臂组件包括参考臂光路透镜和参考臂 反射镜；其特征在于：在所述准直镜和所述眼前节眼后节扫描构件之间的第一光轴或者所 述参考臂光路透镜和所述参考臂反射镜之间的第二光轴上设置有光程补偿模块，所述光程 补偿模块配合所述眼前节眼后节扫描构件改变0CT系统的光程，对人眼不同部位0CT成像 并在所述不同部位之间实现0CT成像切换。
[0009] 进一步地：所述光程补偿模块包括驱动装置及其带动旋转的光程补偿机构；所述 光程补偿机构由多块透光片组成；当所述多块透光片经旋转分别单独插入到所述第一光轴 或者第二光轴时，所述0CT系统的光程发生改变，实现在人眼不同部位进行0CT成像。
[0010] 进一步地：所述驱动装置为旋转电机；所述透光片平行设置且其透光面均与所 述准直镜的入射光均垂直；所述旋转电机的旋转轴和过所述准直镜的入射光平行。
[0011] 进一步地：所述人眼的不同部位至少包括角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视 网膜的一种；所述多块透光片分别单独设置在第一光轴，所述多功能眼科测量装置分别对 角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网膜进行0CT成像。
[0012] 进一步地：所述眼前节眼后节扫描构件包括眼前节成像模块和眼后节成像模块；
[0013] 所述眼前节成像模块包括：X方向扫描单元、Y方向扫描单元、第一全反射镜、可转 动调节全反射镜、第一二向色镜和接目物镜；当进行眼前节成像时，从所述准直镜发射出的 光穿过所述光程补偿模块的光程补偿机构，经所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元和 所述第一全反射镜的反射，照射到所述可旋转调节全反射镜上，再经所述第一二向色镜反 射到所述接目物镜，最后经过人眼会聚到人眼前节；
[0014] 所述眼后节成像模块包括：所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元、第二全反 射镜至第五全反射镜、屈光调节单元、所述可转动调节全反射镜、所述第一二向色镜和和所 述接目物镜；当进行眼后节成像时，从所述准直镜发射出的光穿过所述光程补偿模块的光 程补偿机构，依次经所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元和所述第二全反射镜至第五 全反射镜的反射后，穿过所述屈光调节单元，照射到所述可旋转调节全反射镜上，再经所述 第一二向色镜反射到所述接目物镜，最后会聚到人眼眼底。
[0015] 本实用新型的有益技术效果：通过利用所述的多功能眼科测量装置和测量方法， 一方面实现了在人眼不同部位0CT成像的快速切换功能，实现对人眼不同深度进行测量， 提高了 0CT系统的探测范围（前后节成像），切换系统稳定，定位精确，不影响系统信噪比； 另一方面能实现光束在人眼不同位置分别聚焦，可针对不同视力的人眼实现高质量的不 同部位的0CT成像，具有较高的横向分辨率。同时，通过一次测量，得到人眼众多参数数据， 如角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状体厚度、晶状体前后表面曲率、眼轴长、白 到白距离、瞳孔直径等。
【专利附图】
【附图说明】 [0016]
[0017] 图1为人眼不同部位0CT成像的系统光路图；
[0018] 图2为包含有眼前节成像模块200的光路图；
[0019] 图3为包含眼后节成像模块300的光路图；
[0020] 图4为Y方向扫描单元110所处位置的示意图；
[0021] 图5为虹膜摄像模块400的光路图；
[0022] 图6为固视光学模块500的光路图；
[0023] 图7为光程补偿模块600的结构示意图；
[0024] 图8为光程补偿机构601的结构示意图；
[0025] 图9为光程补偿机构601插入第一主光轴的其中一个实施例的顺序示意图；
[0026] 图10为Y方向扫描单元110和可旋转调节全反射镜204和图9中各透光片 6011-6014插入过程中同步配合动态图；
[0027] 图11为人眼不同部位深度原理测量光路图；
[0028] 图12为图11的局部放大图一；
[0029] 图13为图11的局部放大图二。
【具体实施方式】
[0030] 为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以 下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实 施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0031] 各个功能模块的说明
[0032] 参考图1，图1为人眼不同部位0CT成像系统光路图，包括：0CT系统光源101、光 纤耦合器102、参考臂组件1050、探测系统106、控制系统107和样品臂部件800。0CT系统 光源101输出的光经过光纤耦合器102分别向样品臂部件800和参考臂组件1050提供光。 参考臂组件1050包括参考臂光路透镜104、参考臂反射镜105。参考臂组件1050具有已知 长度并通过参考臂反射镜105将光反射回光纤耦合器102中。样品臂部件800向被检人眼 E提供光，来自人眼E散射回来的光经过样品臂部件800与参考臂组件1050反射回来的光 在光纤耦合器102中发生干涉，干涉光被探测系统106探测到，再经过控制系统107处理， 最后显示被检人眼E的0CT图像。通过样品臂部件800的X方向扫描单元109及Y方向扫 描单元110对人眼E进行扫描，实现人眼E的0CT的断层成像。其中，样品臂部件800包 括：偏振控制器103、准直镜108和眼前节眼后节扫描构件700。作为本实用新型的改进部 分在于，人眼不同部位0CT成像系统光路图还包括对人眼不同部位0CT成像进行切换的光 程补偿模块600。光程补偿模块600可以设置在准直镜108和眼前节眼后节扫描构件700 之间的第一光轴上，也可以设置在参考臂光路透镜104和参考臂反射镜105之间的第二光 轴上。光程补偿模块600配合眼前节眼后节扫描构件700或者参考臂组件1050,改变0CT 成像系统的光程，在人眼的不同部位如角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网膜上进行 0CT成像，并能在这些成像部位之间实现相互切换；在得到了角膜0CT图像、晶状体前表面 0CT图像、晶状体后表面0CT图像后，能获得角膜前后表面曲率、角膜厚度、前房深度、晶状 体厚度、晶状体前后表面曲率、视网膜厚度、眼轴长、白到白距离和瞳孔直径等人眼结构重 要参数。在本实用新型中，只例举了光程补偿模块600处于第一光轴的情况，因此，在以下 的叙述中以及说明书各附图，均是建立在光程补偿模块600处于第一光轴上的基础上。对 于光程补偿模块600处于第二光轴的情况，本实用新型暂未说明，但其工作原理和它处于 第一光轴上相似。
[0033] 光程补偿模块600包括驱动装置602以及由驱动装置602带动旋转进入0CT系统 光路的光程补偿机构601。通过将光程补偿模块600中的光程补偿机构601放入进0CT成 像系统，切换系统不同的光程，实现对人眼不同部位的OCT成像，从而实现利用同一台眼科 医疗设备一次采样就能测量人眼不同部位的目的，降低了产品的制造成本，提高测量精度。
[0034] 具体地，参考图7和图8,当光程补偿机构601插入准直镜108和眼前节眼后节扫 描构件700之间的第一光轴后，通过配合眼前节眼后节扫描构件700,实现整个0CT系统的 光程的改变，从而在人眼的不同部位成像。作为具体的实施例，此处所述的驱动装置602为 旋转电机，光程补偿机构601为多块平行设置的透光片，当多块透光片中的其中一块经电 机带动进入0CT系统光路时，其它几块未进入准直镜108和眼前节眼后节扫描构件700之 间的第一光轴。参考图7,需要说明的是，这些不同厚度的多块透光片的镜面需要保持和准 直镜108的出射光束保持垂直，而旋转电机的旋转轴603需要保持和准直镜108的出射光 束保持平行，也就是说，旋转电机的旋转轴603和多块透光片的镜面垂直。另外，多块透光 片保持平行。
[0035] 本专利申请文件中所述的人眼的不同部位，包括但不限于角膜、晶状体前表面、晶 状体后表面和视网膜，为阐述的方便，本专利申请文件将阐述利用光程补偿模块600对角 膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网膜这些部位进行0CT成像。
[0036] 进一步地，参考图1，图2和图3,眼前节眼后节扫描构件700包括眼前节成像模块 200和眼后节成像模块300。眼前节成像模块200包括：X方向扫描单元109、Y方向扫描单 元110、第一全反射镜202、可转动调节全反射镜204、第一二向色镜205和接目物镜206。 参考图2,在进行眼前节成像时，从准直镜108发射出的光穿过不同部位0CT成像光程补偿 模块600的多块透光片，经X方向扫描单元109, Υ方向扫描单元110的反射，再经全反射镜 202后，照射到可旋转调节全反射镜204上，再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206， 最后经过人眼Ε会聚到人眼前节。其中，眼前节成像光路系统的探测光束满足扫描光束中 心线平行入射人眼，而任意时刻0CT光束聚焦于人眼前节。需要说明的是，在进行眼前节 成像时，Υ方向扫描单元110由控制系统107控制。
[0037] 作为进一步的优化，参考图2,眼前节成像模块200还包括：设置在Υ方向扫描单 元110和第一全反射镜202之间的光路上还设置有至少一个第一中继透镜201，在第一全反 射镜202和可转动调节全反射镜204之间的光路上还设置有至少一个第二中继透镜202。 此处所说的眼前节成像包括对角膜、晶状体前表面和晶状体后表面的0CT成像。
[0038] 参考图4,在实现对眼前节成像的过程中，可转动调节全反射镜204与Υ方向扫描 单元110同时被控制系统107控制，Υ方向扫描单元110处于实现眼前节成像的第一位置 上。具体地，该第一位置是指使从X方向扫描单元109过来的入射光的主光轴与反射光的 主光轴的夹角为β。
[0039] 在测角膜、晶状体前表面和晶状体后表面时，0CT光束聚焦于眼前节中部区域，能 有效提高角膜、晶状体前后表面的0CT图像的信噪比及横向分辨率。并且扫描光束中心线 平行入射人眼，有利于角膜及晶状体前后表面的折射校正，从而得到准确的角膜及晶状体 前后表面曲率。
[0040] 参考图6和图7。第一二向色镜205可以对0CT系统光源101发出的信号光反射， 并且对来自固视光学模块500中光源501发出的固视光透射，而且还能对来自虹膜摄像模 块400中照明光源401发出的照明光进行透射。需要说明的是，0CT系统光源101的波长 为790-890nm ;光源501发出的固视光的波长有选为550nm ;照明光源401发出的照明光的 波长优选为740nm。
[0041] 参考图3,图3为包含眼后节成像模块300的光路图。眼后节成像模块300依次包 括X方向扫描单元109、Y方向扫描单元110、第二全反射镜301至第五全反射镜304、屈光 调节装置305、可旋转调节全反射镜204、第一二向色镜205和接目物镜206。当进行眼后节 成像时，从准直镜108发射出的光穿过不同部位0CT成像光程补偿模块600的光程补偿机 构601，经X方向扫描单元109和Y方向扫描单元110的反射。此时，Y方向扫描单元110 由控制系统107控制，光束经过Y方向扫描单元110反射后，相继经过第二全反射镜301、 第三全反射镜302、第四全反射镜303和第五全反射镜304的反射后，穿过屈光调节单元 305,照射到可旋转调节全反射镜204上。再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206， 最后经过人眼E会聚到人眼眼底。眼后节成像光路系统的探测光束满足扫描光束中心线汇 聚于人眼瞳孔附近，而任意时刻0CT光束聚焦于人眼眼底。此时，可旋转调节全反射镜204 与Y方向扫描单元110同时被控制系统107控制，Y方向扫描单元110处于实现眼后节成 像的第二位置上。具体地，参考图4,第二位置指Y方向扫描单元110所处的位置，刚好使得 从X方向扫描单元109过来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为α。针对不同人 眼（其屈光度不同），通过调节眼底0CT成像光路屈光调节单元305,使得0CT光束都能汇 聚于人眼眼底，即光束聚焦于视网膜上，这样能有效提高视网膜测量时，0CT图像的信噪比 及横向分辨率。具体地，Υ方向扫描单元110不仅起到Υ方向扫描的作用，也起到光路切换 的作用。在本实用新型中，Υ方向扫描单元110为振镜或其他高精度定位装置，满足系统光 路快速切换及扫描的需求。
[0042] 眼前节光路和眼后节光路的切换：参考图3和图4,测量眼后节时，通过转动Υ方 向扫描单元110,让光路主光轴从X方向扫描单元109反射到第二全反射镜301，光束的主 光轴改变α角（如图4所示）；而测眼前节时，旋转Υ方向扫描单元110,让光路主光轴从 X方向扫描单元109反射到第一中继透镜201，光束的主光轴改变β角（如图4所示）。可 旋转调节全反射镜204也做相应旋转，Υ方向扫描单元110和可旋转调节全反射镜204相 互配合，实现眼前节眼后节光路的切换。
[0043] 参考图5,图5为虹膜成像模块400,它是图1中样品臂部件800的一部分。包括： 照明光源401、接目物镜206、第一二向色镜205、第二二向色镜402、虹膜成像镜403和摄像 装置404。当虹膜摄像模块400中的照明光源401照射到被检人眼Ε的虹膜，并在虹膜发 生反射，反射光经过接目物镜206后，经过第一二向色镜205透射和第二二向色镜402反射 后，再经虹膜成像镜403,最后被摄像装置404拍摄到。
[0044] 参考图6,图6为固视光学模块500,它是图1中样品臂部件800的一部分。包括： 接目物镜206、第一二向色镜205、第二二向色镜402、注视光路屈光补偿镜504、第六全反 射镜503、透镜502和显示屏501。显示屏501显示用于被检人眼Ε固视的固视标，来自显 示屏501中固视标的光通过透镜502,被第六全反射镜503反射，经过注视光路屈光补偿镜 504,透射第二二向色镜402及第一二向色镜205后，该光经过接目物镜206再入射到被检 人眼Ε。最后，内部固视标被投影到被检人眼Ε的眼底。进一步地，显示屏501可采用IXD 屏、0LED屏或者LED阵列屏等。所述固视标为内部固视标。进一步地，可以使用所述内部 固视标来变更被检眼E的固视位置。另外，内部固视标可以上下、左右移动，来满足测量被 检眼不同位置检测的需要。
[0045] 具体地，参考图1，在进行眼底OCT成像时，注视光路屈光补偿镜504与眼底OCT成 像光路屈光调节单元305由控制系统107控制并一起移动。这是因为若固视点固定不动， 不同人眼观察固视点时，固视点的清晰程度不同，这给被测者固视时造成不舒适。由于眼底 0CT光路经过眼底0CT成像光路屈光调节单元305调屈后，能聚焦于眼底视网膜上，即人眼 能看清晰扫描线。若固视点也引入调屈机制，便能实现对于不同人眼都能看清。但在眼底 0CT成像光路屈光调节单元305后加入固视光路（该光路必然在二维振镜前，因为固视点不 能随二维振镜一起动），则会影响眼底0CT光路，因而采用图6中所示的联动机制，也就是让 注视光路屈光补偿镜504与眼底0CT成像光路屈光调节单元305 -起移动，便能既实现人 眼固视，又不影响眼底0CT光路。
[0046] 光程调节说明
[0047] 本实用新型还公布了一种利用多功能眼科测量装置测试人眼不同部位的方法，包 括如下步骤：
[0048] 设置人眼不同部位0CT成像的光路系统，包括0CT系统光源、光纤耦合器、探测系 统、控制系统、样品臂部件和参考臂组件；所述样品臂部件包括准直镜和眼前节眼后节扫 描构件，所述参考臂组件包括参考臂光路透镜和参考臂反射镜；在所述准直镜和所述眼前 节眼后节扫描构件之间的第一光轴或者所述参考臂光路透镜和参考臂反射镜的第二光轴 上设置光程补偿模块；
[0049] 所述光程补偿模块配合所述样品臂部件或者参考臂组件通过改变光程实现对人 眼不同部位0CT成像。
[0050] 前面说过，本实用新型的实施例只针对光程补偿模块处于第一光轴上的情形，因 此以下的叙述也是建立在光程补偿模块处于第一光轴上的基础上。下面具体阐述利用多功 能眼科测量装置对人眼不同部位的测试方法。
[0051] (一）测量角膜0CT图像
[0052] 参考图1、图4、图7和图8。前面说过，光程补偿机构601为多块平行设置的透光 片，在本实用新型中，共有4块透光片，分别是第一透光片6011、第二透光片6012、第三透光 片6013和第四透光片6014。测量角膜0CT图像时，将第一透光片6011经旋转插入准直镜 108和眼前节眼后节扫描构件700之间的第一光轴中，同时可旋转调节全反射镜204与Y方 向扫描单元110被控制系统107控制，处于实现眼前节成像的第一位置上。前面已经说过， 第一位置的定义就是Y方向扫描单元110所处的位置，刚好使得从X方向扫描单元109过 来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为β。此时，可旋转调节全反射镜204也做 相应旋转。
[0053] 参考图1和图12,定义测角膜0CT图像样品臂的光程为LSampleCornea，其表示从 光纤稱合器102到人眼角膜C的光程。具体的LSampleCornea光程表征为，从光纤稱合器 102出光，经偏振控制器103、准直镜108,穿过第一透光片6011，经X方向扫描单元109, Y 方向扫描装置单元110的反射，再经过第一中继透镜201、第一全反射镜202、第二中继透镜 203、照射到可旋转调节全反射镜204上，再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206,最 后照射到人眼E的角膜C上的光程。
[0054] 设定LSampleCornea光程由三部分构成，第一透光片6011的插入第一光轴导致 光程的变化量+眼前节样品臂共有光程LSampleG 〇ngY〇u+角膜0CT图像顶端到0CT图像 中角膜信号的光程hCornea。其中nA表征第一透光片6011的折射率，dA表征第一透光片 6011的厚度。眼前节样品臂共有光程LSampleGongYou，表征从光纤耦合器102到角膜0CT 图像顶端所对应的空间位置CDK的光程。因此LSampleCornea的计算公式也可以写成
[0055] LSampleCornea = (nA~l) · dA+LSampleGongYou+hCornea (1)
[0056] 需要说明的是，在测角膜0CT图像时，第一透光片6011的材料也可以是空气，换句 话说，第一透光片6011可以取消掉，此时，dA为0, nA为1。
[0057](二）测量晶状体前表面0CT图像
[0058] 测量晶状体前表面0CT图像时，将第二透光片6012经旋转插入准直镜108和眼前 节眼后节扫描构件700之间的第一光轴中，将第一透光片6011撤出。此时可旋转调节全反 射镜204与Y方向扫描单元110仍保持处于实现眼前节成像的位置上。
[0059] 定义测晶状体前表面0CT图像样品臂光程为LSampleLensF，其表不从光纤稱合器 102到人眼晶状体前表面LF的光程。具体的，LSampleLensF光程表征为，从光纤耦合器102 出光，经偏振控制器103、准直镜108,第二透光片6012, X方向扫描单元109, Y方向扫描单 元110的反射，再经过第一中继透镜201、第一全反射镜202、第二中继透镜203,照射到可旋 转调节全反射镜204上，再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206,最后照射到人眼E 的晶状体前表面LF上的光程。
[0060] 设定LSampleLensF光程由四部分构成，第二透光片6012的插入第一光轴导致光 程的变化量（ηΒ-1) ·?!Β+眼前节样品臂共有光程LSampleGongYou+角膜0CT图像顶端所对 应的空间位置到晶状体前表面0CT图像顶端所对应的空间位置的光程IXDKtoLFDK+晶状体 前表面0CT图像顶端到0CT图像中晶状体前表面信号的光程hLF，hLF的示意图参考图12 和图13。其中nB表征第二透光片6012的折射率，dB表征第二透光片6012的厚度。
[0061] 因此，LSampleLensF也可表不为：
[0062] LSampleLensF = (nB-1) · dB+LSampleGongYou+LCDKtoLFDK+hLF (2)
[0063] (三）、前房深度的测量
[0064] 对于0CT系统，由等光程原理知，测角膜0CT图像时从光纤耦合器102到角膜0CT 图像顶端所对应的空间位置的光程，等于测晶状体前表面0CT图像时从光纤耦合器102到 晶状体前表面0CT图像顶端所对应的空间位置的光程，即
[0065] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nB-1) · dB+LSampleGongYou+LCDKtoLFDK (3)
[0066] 即：（nA-Ι) · dA = (nB-Ι) · dB+LCDKtoLFDK (4)
[0067] 而前房深度LQ满足：
[0068] LQ = LCDKtoLFDK-hCornea+hLF = (nA-Ι) · dA-(nB-l) · dB-hCornea+hLF (5)
[0069] 由于nA、nB、dA、dB是系统设定值，而hCornea和hLF能从相应的OCT图像中测得， 因而根据（5)式便能得到人眼前房深度。
[0070] (四）、测量晶状体后表面0CT图像
[0071] 参考图1、图7和图8,测量晶状体后表面0CT图像时，第三透光片6013经旋转插 入准直镜108和眼前节眼后节扫描构件700之间的第一光轴中，此时可旋转调节全反射镜 204与Y方向扫描单元110仍保持处于实现眼前节成像的位置上。
[0072] 定义测晶状体后表面0CT图像样品臂光程为LSampleLensB，其表不从光纤稱合器 102到人眼晶状体后表面LB的光程。参考图1，具体的，LSampleLensB光程表征为，从光纤 耦合器102出光，经偏振控制器103、准直镜108,穿过第三透光片6013,经X方向扫描单元 109, Y方向扫描单元110的反射，再经过第一中继透镜201、第一全反射镜202、第二中继透 镜203、照射到可旋转调节全反射镜204上，再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206， 最后照射到人眼E的晶状体后表面LB上的光程。
[0073] 设定LSampleLensB光程由四部分构成，第三透光片6013的插入第一光轴导致光 程的变化量（nC-1) ·(!0+眼前节样品臂共有光程LSampleGongYou+角膜0CT图像顶端所对 应的空间位置到晶状体后表面0CT图像顶端所对应的空间位置的光程LCDKtoLBDK+晶状体 后表面0CT图像顶端到0CT图像中晶状体后表面信号的光程hLB。其中nC表征第三透光片 6013的折射率，dC表征第三透光片6013的厚度。
[0074] 因此，LSampleLensB也可以写成：
[0075] LSampleLensB = (nC-Ι) · dC+LSampleGongYou+LCDKtoLBDK+hLB (6)
[0076] (五）、晶状体厚度的测量
[0077] 对于0CT系统，由等光程原理知，测角膜0CT图像时从光纤耦合器102到角膜0CT 图像顶端所对应的空间位置的光程，等于测晶状体后表面0CT图像时从光纤耦合器102到 晶状体后表面0CT图像顶端所对应的空间位置的光程，即：
[0078] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nC-Ι) · dC+LSampleGongYou+LCDKtoLBDK (7)
[0079] g卩（nA-1) · dA = (nC-Ι) · dC+LCDKtoLBDK = (nB-1) · dB+LCDKtoLFDK (8)
[0080] 而晶状体厚度LLens满足：
[0081] LLens = LCDKtoLBDK-LCDKtoLFDK-hLF + hLB = (nB-1) · dB-(nC-l) · dC-hLF+hLB(9)
[0082] 由于nB、nC、dB、dC是系统设定值，而hLF和hLB能从相应的OCT图像中测得，因 而根据（9)式便能得到人眼晶状体厚度。
[0083] (六）、测量视网膜0CT图像
[0084] 测量视网膜0CT图像时，将第四透光片6014经旋转插入准直镜108和眼前节眼后 节扫描构件700之间的第一光轴中，同时让可旋转调节全反射镜204与Y方向扫描单元110 被控制系统107控制，处于实现眼后节成像的第二位置上。具体地，参考图4,第二位置的定 义是指Y方向扫描单元110在测量视网膜0CT图像的过程中所处的位置，刚好使得从X方 向扫描单元109过来的入射光的主光轴与反射光的主光轴的夹角为α。可旋转调节全反射 镜204也做相应旋转。
[0085] 定义测视网膜0CT图像样品臂光程为LSampleRetinal，其表示从光纤耦合器102 到人眼视网膜R的光程。参考图7和图11，具体的，LSampleRetinal光程表征为，从光纤 耦合器102出光，经偏振控制器103、准直镜108,穿过第四透光片6014,经X方向扫描单元 1〇9，Υ方向扫描单元110的反射，再经过第二全反射镜301、第三全反射镜302、第四全反射 镜303和第五全反射镜304的反射后，穿过眼底0CT成像光路屈光调节单元305,可旋转调 节全反射镜204反射，再经过第一二向色镜205反射到接目物镜206,最后经过人眼Ε会聚 到人眼眼底视网膜R的光程。
[0086] 设定LSampleRetinal光程由几个部分构成，第四透光片6014的插入第一光轴导 致光程的变化量（nD-1) · dD+眼后节样品臂固有光程LSampleGuYou-光程调节装置调节 量2X+角膜0CT图像顶端所对应的空间位置到测量视网膜时0CT图像顶端所对应的空间 位置的光程IXDKt〇LRDK2+视网膜OCT图像顶端到OCT图像中视网膜黄斑中心凹的光程 hRetinal。其中nD表征第四透光片6014的折射率，dD表征第四透光片6014的厚度。眼 后节样品臂固有光程LSampleGuYou，表征当光程调节装置处于初始位置时，从光纤耦合器 102到角膜0CT图像顶端所对应的空间位置⑶K的光程。另外，第四透光片6014的材料也 可以为空气，此时dD为0, nD为1。换句话说，在测视网膜0CT图像时，可以不用要任何透 光片。
[0087] 由于人眼轴长不都相同，但该0CT系统的参考臂长度固定，如何实现不同深度的 视网膜的测量呢？本实用新型采用的方法是，添加光程调节装置，使得眼后节0CT成像的 等干涉面进行移动。其中光程调节装置由第二反射镜301、第三反射镜302、第四反射镜303 和第五反射镜304构成。具体到本实施例，让第二全反射镜301和第五全反射镜304固定 不动，而让第三全反射镜302和第四全反射镜303相对第二全反射镜301或第五全反射镜 304上下移动，具体如图11所示。参考图12,当第三反射镜302和第四全反射镜303从初始 位置向上移动X的距离时，视网膜0CT图像顶端所对应的空间位置从RDK1向后移动到RDK2 的位置，其中RDK1与RDK2的光程为2X。
[0088] LSampleGuYou-2X+LCDKtoLRDK2 = LSampleGuYou+LCDKtoLRDKl (10)
[0089] -2X+LCDKtoLRDK2 = LCDKtoLRDKl (11)
[0090] 其中角膜OCT图像顶端所对应的空间位置到测量视网膜时OCT图像顶端所对应 的空间位置的光程为IXDKtoLRDK2,角膜0CT图像顶端所对应的空间位置到第三全反射镜 302和第四全反射镜303处于复位位置时视网膜0CT图像顶端所对应的空间位置的光程 LCDKtoLRDKl。
[0091] 其中第三反射镜302和第四全反射镜303的初始位置表征为：第三全反射镜302 和第四全反射镜303由同一传动机构（未图示）带动，当该传动机构经复位开关（未图示） 控制，处于复位的位置，即为初始位置。进一步地，而传动机构机构的移动量X，可采用多种 方法测得，如步进电机、音圈电机带动，计算移动量；或者采用光栅尺、容栅尺等计算移动量 等等。
[0092] 因此，测视网膜0CT图像样品臂光程LSampleRetinal也可以表达为
[0093] LSampleRetinal = (nD-1) · dD+LSampleGuYou_2X+LCDKtoLRDK2+hRetinal 〇2)
[0094] (七）、测不同人眼眼轴长
[0095] 对于0CT系统，由等光程原理知，测角膜0CT图像时从光纤耦合器102到角膜0CT 图像顶端所对应的空间位置的光程，等于测视网膜0CT图像时从光纤耦合器102到视网膜 0CT图像顶端所对应的空间位置的光程，即
[0096] (nA-1) · dA+LSampleGongYou = (nD-1) · dD+LSampleGuYou+LCDKtoLRDKl = (nD- 1) · dD+LSampleGuYou-2X+LCDKtoLRDK2 (13)
[0097] 而人眼轴长LEye的计算为：
[0098] LEye = LCDKtoLRDK2+hRetinal-hCornea = LCDKtoLRDKl+2X+hRetinal-hCornea =((nA-1) · dA+LSampleGongYou)-((nD-1) · dD+LSampleGuYou)+2X+hRetinal-hCornea (14)
[0099] 由于 nA、nD、dA、dD、LSampleGongYou、LSampleGuYou 是系统设定值，而 hRetinal 和hCornea能从相应的OCT图像中测得，因而根据(M)式便能得到人眼轴长。
[0100] 另外，由于人眼前房深度及晶状体厚度的不同引起的光程变化量小于OCT系统的 探测深度，故测量角膜及晶状体前后表面时，不设置光程调节机制。而测人眼轴长时，由于 不同人眼的眼轴长不同，但该系统的参考臂105是不可调节的，因而测视网膜的光路中必 须有光程调节机制。前面已经说过，本实用新型在眼底成像光路中增加了第二全反射镜 301、第三全反射镜302、第四全反射镜303和第五全反射镜304。只需保持第二全反射镜 301和第五全反射镜304全不动，同时移动第三全反射镜302和第四全反射镜303,便能实 现光程调节。对于不同人眼，通过调节第三全反射镜302和第四全反射镜303,便能定好前 后节的光程差。这样进行快速切换时，不会引入多普勒频移。
[0101] 需要说明的是，图7和图8中第一透光片6011至第四透光片6014的材质选择范 围不受限制，只要满足让光束能穿过即可。优选的，第一透光片6011至第四透光片6014的 材质为玻璃。另外，虽然在本实用新型中，光程补偿机构601只包括了第一透光片6011至 第四透光片6014,但这并不说明光程补偿机构601只包括4块透光片，随着对人眼测试部位 的增加，透光片的数量也应增加。再者，测量角膜0CT图像、测量晶状体前表面0CT图像、测 量晶状体后表面0CT图像和测量视网膜0CT图像并无特定的先后顺序关系。而前房深度的 测量、晶状体厚度的测量以及不同人眼轴长的测量都是间接得到的，例如，前房深度是在测 量角膜0CT图像和晶状体前表面0CT图像的基础上通过计算得到；晶状体厚度是在测得晶 状体前后表面0CT图像的基础上得到；不同人眼眼轴长的测得是在角膜0CT图像和视网膜 0CT图像的基础上得到。
[0102] 时序控制
[0103] 参考图9和图10,光程补偿模块600、Y方向扫描单元110、可旋转调节全反射镜 204的转动状态的配合时序如图9、10所示。其中第一透光片6011至第四透光片6014分别 单独插入第一光轴中，起到光程补偿的作用，而Y方向扫描单元110和可旋转调节全反射镜 204配合着转至前后节扫描的相应位置。系统可采用一触发开关（未图示），让第一透光片 6011转入光路中时，Y方向扫描单元110、可旋转调节全反射镜204配合着转至前节扫描 的第一位置；当过去3t时间后，Y方向扫描单元110、可旋转调节全反射镜204快速切换转 至后节扫描的第二位置。再过去lt，也就是在4t的时间后，系统进入下一个周期：第一透 光片6011再次单独恰好转入光路中，而Y方向扫描单元110、可旋转调节全反射镜204又 切换回前节扫描的位置，如此反复，便能实现角膜、晶状体前、后表面、视网膜的快速依次测 量。从图9和图10可以看出，在测角膜、晶状体前、后表面时，Y方向扫描单元110、可旋转 调节全反射镜204配合着转至前节扫描的第一位置，而在测视网膜时，Y方向扫描单元110、 可旋转调节全反射镜204快速切换转至后节扫描的第二位置。
[0104] 进一步地，驱动装置602的旋转轴与准直镜108的出射光束中心线的平行距离和 驱动装置602的转动速度，这两因素共同决定上述切换测量的速度的快慢，也就是决定t的 大小。
[0105] 需要说明的是，图9和图10仅仅是示例性的，在第一个周期（0-4t)内，角膜、晶 状体前、后表面、视网膜的测试顺序可以改变，因此转入光路中的第一透光片6011至第四 透光片6014的先后顺序也可以改变，那么Y方向扫描单元110、可旋转调节全反射镜204所 处的眼前节位置或者眼后节位置也随之改变。在接下来的第二个周期（4t-8t)内，系统依 然重复着第一个周期的顺序，对人眼不同部位进行0CT成像。
[0106] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种多功能眼科测量装置，包括OCT系统光源、光纤耦合器、探测系统、控制系统、样 品臂部件和参考臂组件；所述0CT系统光源经所述光纤耦合器分别向样品臂部件和参考臂 组件提供入射光，其中经过所述样品臂部件的光入射至人眼眼底并反射，反射回来的光经 过样品臂部件后与从参考臂组件反射回来的光在所述耦合器中发生干涉并产生干涉光，所 述干涉光被探测系统探测到，经控制系统处理后，得到人眼的0CT断层成像；所述样品臂部 件包括准直镜和眼前节眼后节扫描构件，所述参考臂组件包括参考臂光路透镜和参考臂反 射镜；其特征在于：在所述准直镜和所述眼前节眼后节扫描构件之间的第一光轴或者所述 参考臂光路透镜和所述参考臂反射镜之间的第二光轴上设置有光程补偿模块，所述光程补 偿模块配合所述眼前节眼后节扫描构件改变0CT系统的光程，对人眼不同部位0CT成像并 在所述不同部位之间实现0CT成像切换。
2. 如权利要求1所述的多功能眼科测量装置，其特征在于：所述光程补偿模块包括驱 动装置及其带动旋转的光程补偿机构；所述光程补偿机构由多块透光片组成；当所述多块 透光片单独设置在所述第一光轴或者第二光轴时，所述0CT系统的光程发生改变，实现在 人眼不同部位进行0CT成像。
3. 如权利要求2所述的多功能眼科测量装置，其特征在于：所述驱动装置为旋转电机； 所述透光片平行设置且其透光面均与所述准直镜的入射光均垂直；所述旋转电机的旋转轴 和过所述准直镜的入射光平行。
4. 如权利要求2所述的多功能眼科测量装置，其特征在于：所述人眼的不同部位至少 包括角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网膜的一种；所述多块透光片分别单独设置在 所述第一光轴，所述多功能眼科测量装置分别对角膜、晶状体前表面、晶状体后表面和视网 膜进行0CT成像。
5. 如权利要求1到4任一项所述的多功能眼科测量装置，其特征在于：所述眼前节眼 后节扫描构件包括眼前节成像模块和眼后节成像模块； 所述眼前节成像模块包括：X方向扫描单元、Y方向扫描单元、第一全反射镜、可转动调 节全反射镜、第一二向色镜和接目物镜；当进行眼前节成像时，从所述准直镜发射出的光穿 过所述光程补偿模块的光程补偿机构，经所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元和所述 第一全反射镜的反射，照射到所述可旋转调节全反射镜上，再经所述第一二向色镜反射到 所述接目物镜，最后经过人眼会聚到人眼前节； 所述眼后节成像模块包括：所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元、第二全反射镜 至第五全反射镜、屈光调节单元、所述可转动调节全反射镜、所述第一二向色镜和和所述接 目物镜；当进行眼后节成像时，从所述准直镜发射出的光穿过所述光程补偿模块的光程补 偿机构，依次经所述X方向扫描单元、所述Y方向扫描单元和所述第二全反射镜至第五全 反射镜的反射后，穿过所述屈光调节单元，照射到所述可旋转调节全反射镜上，再经所述第 一二向色镜反射到所述接目物镜，最后会聚到人眼眼底。
【文档编号】A61B3/14GK203885475SQ201420291638
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2014年6月3日
【发明者】吴蕾, 蔡守东 申请人:深圳市莫廷影像技术有限公司