利用频谱OCT成像进行定位黄斑的装置的制作方法

本实用新型一般涉及一种定位装置，特别地涉及一种利用频谱oct成像进行定位黄斑的装置。

背景技术：

老年性黄斑变性(amd)是老年人不可逆失明的最常见原因，常伴有各种表型表现。黄斑病变一直老龄人群的高发病区域，而非渗出性amd的晚期表现为地理萎缩(ga)，主要由视网膜色素上皮(rpe)萎缩引起。

传统上使用振镜进行oct的三维成像(俗称扫描线)，x方向转动即进行一次b扫描，接着y方向转动即进行一次体积扫描，可重构出眼部(组织)的三位断面。体积扫描生成的图片虽然新颖直观，但对眼底黄斑中心凹这一区域无法有针对性的实时成像，且无法实时定位，对病变区进行锁定成像。

传统上用共聚焦扫描激光检眼镜观测armd患者眼底自身荧光的空间分布和强度，以及ga的扩散和新ga的发生情况，但是却需要医生进行手工标定，难以确定边界，且难以对病变区域进行较准确的面积计算，以及双眼病变区域面积对比。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种用频谱oct成像进行定位黄斑的装置，其可以实现对眼底黄斑进行成像，能实时搜索、定位病变区域。

为实现上述技术效果，本实用新型采用如下技术方案：

一种用频谱oct成像进行定位黄斑的装置，所述装置包括光源模块、干涉装置、参考臂、样品臂、干涉信号接收装置、数据处理装置、二维描述系统和成像处理装置，其中所述参考臂包括第一准直器和平面镜，所述样品臂包括第二准直器、二维扫描系统和样品，干涉信号接收装置包括ccd相机，数据处理装置包括数据采集卡，二维扫描系统包括设置有扫描程序的二维扫描振镜系统、样品、接线板和数据采集卡，二维扫描振镜系统用于对样品进行环形扫描。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述光源模块为宽带光源，其设置成中心波长为840nm、带宽为40nm的超连续光源(sld)。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述干涉装置包括光纤耦合器，用于将光束分成两束光束和耦合光束，所述平面镜用于将射入的光束沿原路返回至所述光纤耦合器，以形成参考光束。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述样品臂用于对待测样品进行扫描并使得扫描样品后的背向散射光束原路返回至光纤耦合器，以形成样品光束。

作为上述技术方案的一种改进，其中接线板用于产生模拟脉冲电压信号，分别发送至二维扫描振镜系统和ccd相机，数据采集卡用于通过传感器对设备的电压或电流信号进行采样、保持，并送入a/d转换器生成数字信号，然后通过触发接线板将数字信号转化为模拟脉冲电压信号。

作为上述技术方案的一种改进，其中光纤耦合器将在相干长度内的参考光束和样品光束进行耦合，以得到干涉信号。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述ccd相机用于接收干涉信号，并将干涉信号转化为电信号。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述数据处理装置包括图像采集卡，用于接收ccd相机传送的电信号，并做模数处理生成数模信号传送给成像处理装置。

作为上述技术方案的一种改进，其中所述成像处理装置包括计算机，计算机设置有图像处理软件和存储装置，图像处理软件用于将数模信号处理，以得到样品图像。

技术效果：

本实用新型提供的一种频谱oct成像进行定位黄斑的装置及定位黄斑的方法，所述装置包括光源模块、干涉装置、参考臂、样品臂、干涉信号接收装置、数据处理装置、二维描述系统和成像处理装置，将通过样品臂进行入眼底的视锥细胞的光束进行处理返回后，再与通过参考臂的光束处理后而返回的光束进行干涉处理，并把处理的干涉信号送至成像处理装置进行生成高精度的三维图像，能够实现清晰地观测到样品的成像，并且能实时搜索、定位样品的成像区域。

附图说明

以下和其他优点和特征将从以下参考附图的实施例的详细描述中得到更充分的理解，附图必须以说明性和非限制性的方式来考虑，其中：

图1为根据本实用新型的实施例的一种利用频谱oct成像进行定位黄斑的装置的结构图；

图2为彩色眼底照相法展示的进行环形扫描过程的示意图；

图3为线板为x,y振镜触发的波形示意图；

图4为环形扫描在眼底的labview模拟图；

图5为使用本实用新型的频谱oct成像装置的环形扫描圈直径的选择示意图，其中扫描过程开始，以直径2.5mm的扫描圈扫描，过程中根据病变区域特征进行合理选择优化，分为大于2.5mm区域的扫描和大于2.5mm区域的扫描；

图6系统数据流向示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本实用新型的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本实用新型中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本实用新型各组成部分的相互位置关系来说的。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本实用新型。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”。

图1为根据本实用新型的实施例的一种频谱oct成像装置的结构图。如图1所示，所述装置包括光源模块、干涉装置、参考臂、样品臂、干涉信号接收装置、数据处理装置、二维描述系统和成像处理装置，其中所述参考臂包括第一准直器和平面镜，所述样品臂包括第二准直器、二维扫描系统和样品，干涉信号接收装置包括ccd相机，数据处理装置包括数据采集卡。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述光源模块为宽带光源，其设置成中心波长为840nm、带宽为40nm的超连续光源(sld)。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述干涉装置包括光纤耦合器，用于将光束分成两束光束和耦合光束，所述平面镜用于将射入的光束沿原路返回至所述光纤耦合器，以形成参考光束。在本实施例中，选用2x2规格的光纤耦合器，在其它实施例中，也可以采用其它的规格。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述样品臂用于对待测样品进行扫描并使得扫描样品后的背向散射光束原路返回至光纤耦合器，以生成样品光束，其中二维扫描系统包括设置有扫描程序的二维扫描振镜系统、样品、接线板和数据采集卡。在本实施例中，二维扫描振镜系统可配合扫描程序进行环形扫描。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中接线板用于产生模拟脉冲电压信号，分别发送至二维扫描振镜系统和ccd相机，确保触发信号的同步，确保在同一时钟下进行控制；所述接线板与所述二维扫描振镜系统耦合，在所述脉冲信号上升沿时，由于oct成像装置的ccd相机始终处于工作状态，图像采集卡接收到触发信号，开始进行干涉图像的数据采集；与此同时，触发信号给到数据采集卡，经接线板驱动二维振镜系统进行环形扫描。也就是说，在一个上升沿开始时，即开始环形扫描和数据采集，一个环形扫描包含多个具有深度信息的二维图片，利用储存装置，将多个二维图片整合为三维图；在脉冲信号的下降沿，oct成像装置的二维振镜系统接收到低电平信号停止转动，同时图像采集卡停止图像数据采集；此时一个扫描周期结束，将三维图展开为有深度信息的二维图。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中数据采集卡用于通过传感器对设备的电压或电流信号进行采样、保持，并送入a/d转换器生成数字信号，然后通过触发接线板将数字信号转化为模拟脉冲电压信号。并输出至二维扫描振镜系统的两个控制电路中，使二维振镜x，y方向同时分别进行转动，将光线打入样品中进行环形扫描。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中光纤耦合器用于将在相干长度内的参考光束和样品光束进行耦合，以得到干涉信号。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述ccd相机用于接收干涉信号，并将干涉信号转化为电信号。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述数据处理装置包括图像采集卡，用于接收ccd相机传送的电信号，并做模数处理生成数模信号传送给成像处理装置。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中所述成像处理装置包括计算机，计算机设置有图像处理软件和存储装置，图像处理软件用于将数模信号处理，以得到样品图像。

在本实用新型中的一个实施例中，优选地，其中存储装置用于存储获取的数据及图像处理软件处理后生成的样品的二维和三维图像。

图2为使用本实用新型的频谱oct成像装置生成的彩色眼底照相法，该图像展示进行环形扫描过程，其中绿色多点圆圈代表频域oct振镜系统通过环形扫描程序射入眼底黄斑区的光斑，每进行一次完整的环形扫描都是360°。

图3为显示接线板为x,y振镜系统触发的波形示意图，图4为环形扫描在眼底的labview模拟图。

图5为使用本实用新型的频谱oct成像装置的环形扫描圈直径的选择示意图，其中扫描过程开始，以直径2.5mm的扫描圈扫描，过程中根据病变区域特征进行合理选择优化，分为大于2.5mm区域的扫描和大于2.5mm区域的扫描。

具体地采用如下步骤：

初始化时以圆圈直径d＝2.5mm为基准进行扫描；

对深度方向病变特征进行分析；

对当前直径下发现病变特征进行判断，

如果发现病变特征，则执行d＝d+1，再接着对当前直径下发现病变特征进行判断，

如果仍发现病变特征，则不做动作，

如果未发现病变特征，则执行d＝d*0.2，并执行小步长直径下圈扫，再判断d是否大于0且小于7，如果是则结束；

如果未发现病变特征，则直径跳转至d＝1.5mm，执行对深度方向病变特征进行分析；对当前直径下发现病变特征进行判断，

如果发现病变特征，则执行d＝d+0.1，再接着对当前直径下发现病变特征进行判断，

如果发现病变特征，则执行上一步；

如果未发现病变特征，则执行d＝d+0.05，并执行小步长直径下圈扫，再判断d是否大于0且小于7，如果是则结束；

如果未发现病变特征，则执行小步长直径d＝d-0.2，再接着对当前直径下发现病变特征进行判断，

如果发现病变特征，则执行上一步；

如果未发现病变特征，则执行d＝d+0.05，并执行小步长直径下圈扫，再判断d是否大于0且小于7，如果是则结束。

执行在1.5—2.5mm的区域，严重患者在除此之外的其他区域也有病变，故设定程序进行初始环形扫描时的直径为2.5mm，即程序启动后，接线板接收到的正余弦波形信号的幅值为1.25mm(如图3)。经算法通过识别特征的初步识别，pc自动调节环形扫描圆圈直径的大小(环形扫描开始后具体直径的选择方式见图5)。直径具体的选择方式是利用分区排除以及先粗扫描后精扫描的思想，分区排除是在直径2.5mm(如图2中，双红箭头根部为直径2.5mm处)时，检测黄斑区表层及深度方向是否有病变。先粗扫描是将7mm的区域分为三个区间，若有病变特征，则直径从2.5mm依次累加1mm，在2.5mm到7mm的区间快速扫描判断；若没有的病变特征则，再确定1.5mm左右范围是否有病变，这样能够在短时间内将眼底病变区进行粗定位。最后在确定区间范围内进行小步长直径的高频快速扫描。固定直径圆周纵深方向的病变情况主要根据ga所表现的外层神经视网膜、rpe萎缩和(或)中断以及脉络膜大血管，脉络膜强反光区域等部位来判断分析ga萎缩区域。

环形扫描的主要优势是进行病变区域边界的快速定位，以及观察并判断该直径圆周纵深方向的病变情况，据此判断该范围内是否有病变。本实用新型舍弃彩色眼底相机，直接利用频域oct成像系统进行二维，三维成像，可直接将样品臂的光线打到中心凹附近的圆形区域。而由于正常人眼黄斑区位于视网膜中心凹下方，直径约为7mm的圆形区域内，而一般的黄斑病变都在这一区域。而根据文献以及临床发现ga多分布于以中心凹为圆心，直径在1.5—2.5mm的区域，严重患者在除此之外的其他区域也有病变，故设定程序进行初始环形扫描时的直径为2.5mm，即程序启动后，接线板接收到的正余弦波形信号的幅值为1.25mm(如图3)。经算法通过识别特征的初步识别，pc自动调节环形扫描圆圈直径的大小(环形扫描开始后具体直径的选择方式见图5)。直径具体的选择方式是利用分区排除以及先粗扫描后精扫描的思想，分区排除是在直径2.5mm(如图3中，双红箭头根部为直径2.5mm处)时，检测黄斑区表层及深度方向是否有病变。先粗扫描是将7mm的区域分为三个区间，若有病变特征，则直径从2.5mm依次累加1mm，在2.5mm到7mm的区间快速扫描判断；若没有的病变特征则，再确定1.5mm左右范围是否有病变，这样能够在短时间内将眼底病变区进行粗定位。最后在确定区间范围内进行小步长直径的高频快速扫描。固定直径圆周纵深方向的病变情况主要根据ga所表现的外层神经视网膜、rpe萎缩和(或)中断以及脉络膜大血管，脉络膜强反光区域等部位来判断分析ga萎缩区域。

如图6所示，显示系统数据流向示意图，其中数据由ccd相机流向图像采集卡进行a/d转换，然后流向计算机(labview系统控制模块)，然后由计算机依次流向数据采集卡、接线板和振镜，同时数据也从计算机流向振镜扫描与相机同步模块、数据采集与保存模块、图像处理模块和波形显示模块。

本实用新型也提供一种应用上述的利用频谱oct成像进行定位黄斑的装置进行定位黄斑的方法，包括如下步骤：

光源发出光束，通过光纤耦合器形成第一光束和第二光束；

第一光束进入参考臂进行处理并返回至光纤耦合器，以形成参考光束；

第二光束进入样品臂进行处理并返回至光纤耦合器，以形成样品光束；其中，所述样品臂包括第二准直器、二维扫描系统和样品，二维扫描系统包括设置有扫描程序的二维扫描振镜系统、样品、接线板和数据采集卡，二维扫描振镜系统用于对样品进行环形扫描；

光纤耦合器将参考光束和样品光束进行干涉，生成干涉信号；

干涉信号接收装置接收干涉信号，并将干涉信号转化为电信号；

数据处理装置接收电信号，并进行数模处理生成数模信号；

成像处理装置将接收到的数模信号进行处理，以得到样品图像。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。