专利名称：基于视见函数调控的全眼前节谱域oct成像系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光学相干层析成像(OCT)技木，尤其涉及ー种基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统。
背景技术：
光学相干断层扫描(Optical Coherence Tomography,简称OCT)是一种基于低相干干涉的非侵入式医学成像手段，眼前节OCT (Anterior Segment OCT,简称AS-0CT)可以非接触，实时的提供静动态下的清晰部分眼前节结构图像，自1994年Izatt等首次将其用于角膜和眼前段成像，已成为測量和分析眼前段组织和结构的理想工具，可助于诊断角膜、 巩膜、虹膜、房角的异常病变，特别有助于青光眼、白内障等常见眼病的诊断和研究，也被广泛应用于调节及老视发病机制的研究。近年来，越来越多的研究小组运用新型的频域OCT (FD-OCT)技术对眼前节实施成像。频域OCT在时域系统的基础上，极大地提高了系统灵敏度和成像速度，使得对于眼前节的高信噪比、活体实时成像成为可能，然后一般情况下，从角膜的前顶点到晶状体的前表面约为4mm (在近视眼中这ー距离会更大)，整个眼前节的深度大于10mm。谱域OCT的成像深度通常为3-4_，不能满足全眼前节成像的需求。为了实现整个眼前节快速层析成像，目前主要有3种方法，一种是采用瞬时线宽比较窄的扫频光源，这样能够实现眼前节的快速成像，但其轴向分辨率普遍低于谱域系统(SD-OCT)的分辨率。因此，仍有一些小组致カ于在维持谱域OCT的高分辨率的同时提高其成像深度，其中ー种方法就是构建复数形式的干涉光谱信号以消除共轭项，使成像深度加倍。另ー种方法为搭建双通道或双聚焦OCT系统，对前房和晶状体进行分段成像，最后通过拼接构建完整的图像。
发明内容本实用新型针对现有技术的不足，提供ー种基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统。本实用新型基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统包括宽带光源、1x2宽带光纤耦合器、第一环形器、第二环形器、第一光开关、第二光开关、參考臂、样品臂、探測臂、光学延迟线所述探测臂包括第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜、光栅、第一会聚透镜、高速线阵CXD ;其中四个准直透镜两两分组，第一准直透镜与第二准直透镜为ー组，第三准直透镜与第四准直透镜为ー组；所述參考臂包括第五准直透镜，平面反射镜；所述样品臂包括第六准直透镜，X-Y扫描振镜，第二会聚透镜；所述的光学延迟线包括第七准直透镜，第八准直透镜；宽带光源与1x2宽带光纤稱合器ー侧的一端相连,1x2宽带光纤稱合器另ー侧的一端与第一环形器的一端相连，另一端与第二环形器的一端相连，第一环形器的另一端与第六准直透镜入射端相连，X-Y扫描振镜位于第六准直透镜的出射光路上，第二会聚透镜位于X-Y扫描振镜的反射光路上，X-Y扫描振镜位于第二会聚透镜的前焦面，样品位于第二会聚透镜的后焦面。第一环形器的第三端与第二光开关ー侧相连，第二光开关另ー侧的一端与第一准直透镜相连，另一端与第四准直透镜相连，第二环形器另一端与第五准直透镜相连，平面反射镜位于第五准直透镜的出射光路上，第二环形器的第三端与第一光开关的一侧相连，第一光开关另ー侧的一端与第二准直透镜相连，另一端与第七准直透镜相连，第八准直透镜位于第七准直透镜的出射光路上，第八准直透镜与第三准直透镜相连，光栅位于第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜的出射光路上，第一会聚透镜位于光栅的出射光路上，高速线阵CCD位于第一会聚透镜的后焦面上。与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是I、相比于一般的OCT系统,本方法使用三角波驱动X-Y扫描振镜，在三角波的上升沿和下降沿均进行数据采集，因此通过光开关可以快速的 实现两次独立成像，然后将两次成像结果拼接得到一幅全眼前节的OCT图像。2、相比于一般的双通道或双聚焦OCT系统，本方法能够通过控制參考光和样品光在探测臂内光栅上的照射区域，调控系统灵敏度曲线的位置，使最高灵敏度不再位于零光程位置处，而是位于我们所需的成像区域以内，因此获得的OCT图像整体灵敏度得到了提闻。
图I是本实用新型的谱域光学相干层析成像系统示意图；图2是本实用新型所述系统中探测臂的立体示意图；图3是本实用新型所述系统中探测臂的侧视图；图4是本实用新型所述系统中两次成像的效果示意图；图5是本实用新型所述系统中的时序控制图。图I中1、宽带光源，2、lx2宽带光纤耦合器，3、环形器，4、准直透镜，5、X-Y扫描振镜，6、会聚透镜，7、人眼(样品)，8、环形器，9、准直透镜，10、平面反射镜，11、1χ2光开关，12、1x2光开关，13、准直透镜，14、准直透镜，15、准直透镜，16、准直透镜，17、准直透镜，18、准直透镜，19、光栅，20、会聚透镜，21、高速线阵CCD，22、计算机，23、參考臂，24、样品臂，25、
探测臂。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统主要包括宽带光源1、1χ2宽带光纤稱合器2、第一环形器3、第二环形器8、第一光开关11、第二光开关12、第七准直透镜13、第八准直透镜14、參考臂23、样品臂24、探测臂25。參考臂包括第五准直透镜9，平面反射镜10 ;样品臂24包括第六准直透镜4，X-Y扫描振镜5，第二会聚透镜6，样品7 ;探测臂25包括第一准直透镜15、第二准直透镜16、第三准直透镜17、第四准直透镜18、光栅19、第一会聚透镜20、高速线阵(XD21 ；宽带光源I与1x2宽带光纤耦合器2的a端相连，1x2宽带光纤耦合器2的b端分别与第一环形器3和第二环形器8的a端相连，第一环形器3的b端与准直透镜4的入射端相连，X-Y扫描振镜5位于第六准直透镜4的出射光路上，第二会聚透镜6位于X-Y扫描振镜5的反射光路上,X-Y扫描振镜5位于第二会聚透镜6的前焦面,样品7位于第二会聚透镜6的后焦面上。第一环形器3的c端与第二光开关12的a端相连，第二光开关12的b端与探测臂25中第一准直透镜15相连，第二光开关12的c端与第四准直透镜18相连，第二环形器8的b端与參考臂中的第五准直透镜9相连，平面反射镜10位于第五准直透镜9的出射光路上，第二环形器8的c端与第一光开光11的a端相连,第一光开关11的b端与第二准直透镜16相连，第一光开关11的c端与第七准直透镜13相连，第八准直透镜14位于第七准直透镜13的出射光路上，第八准直透镜14与第三准直透镜17相连，光栅19位于第一准直透镜15、第二准直透镜16、第三准直透镜17、第四准直透镜18的出射光路上，第一会聚透镜20位于光栅19的出射光路上，高速线阵(XD21位于第一会聚透镜20的后焦面上，探测臂25与计算机22连接。从宽带光源I出来的低相干光，入射到1x2宽带光纤耦合器2，经分光后，一路经第一环形器3进入样品臂，经第六准直透镜4、X-Y扫描振镜5、第二会聚透镜6后照射在人眼(样品)7上，经人眼(样品)7反射回的信号光原路返回，经第一环形器3至第二光开关12处，而后进入探测臂25。从1x2宽带光纤耦合器2出射的另一束光经第二环形器8进入參 考臂23，经第五准直透镜9和平面反射镜10，由原路返回经第二环形器8至第一光开关11，而后进入探测臂25。第一光开关11和第二光开关12后分别有两条通路，光开关处于状态I时，如图6所示，此时驱动X-Y扫描振镜的三角波信号位于上升沿，參考光和样品光分别从C、A进入探测臂25，此时零光程位置位于样品外部，如图3中參考面I所示。如图2所示，在探測臂25中，样品光和參考光分别经第一准直透镜15、第二准直透镜16沿垂直于光栅刻线方向平行照射在光栅19上的不同区域。被光栅分光后，样品光和參考光不同波长的色光经第一会聚透镜20聚焦在高速线阵(XD21上的不同位置，并且发生干渉，高速线阵(XD21对干涉光谱进行采集，采集到的光谱信号最后传入计算机，在计算机中进行逆傅立叶变换等处理来重建样品图像。如图3所示，由于经第一准直透镜15和第二准直透镜16出射的样品光和參考光分别照射在光栅19上的不同位置,两束光经光栅19分光后，由于光栅19的作用，參考光会比样品光多出一段本征光程，此时系统灵敏度曲线的最高点移动到样品内部，如图4中曲线E所示，我们能获得的图像即为曲线E实线部分所示区域。系统灵敏度曲线最高点E点的位置可以通过控制第一准直透镜15与第二准直透镜16之间的水平距离来调控。如图3中侧视图所示，当第一准直透镜15与第二准直透镜16之间的水平距离增大时，此时样品光和參考光之间所隔的光栅刻线数增多，图4中E点位置会向下移动，反之E点位置会向上移动。当光开关处于状态2时，如图6所示，此时驱动X-Y扫描振镜的三角波信号位于下降沿，样品光和參考光分别从B、D进入探测臂25。通过调节第七准直透镜13和第八准直透镜14之间的距离，控制零光程位置，使之位于图4中样品内部參考面2处。在探测臂25中，样品光和參考光分别经第四准直透镜18、第三准直透镜17垂直于光栅刻线方向水平照射在光栅19上的不同区域，第四准直透镜18、第三准直透镜17分别与第一准直透镜15、第ニ准直透镜16沿光栅刻线方向平行排列。与第一次米集数据时ー样參考光和样品光经过光栅19分光，最后在高速线阵CCD21上发生干渉，探測到的干涉光谱信号被计算机接收。经第四准直透镜18和第三准直透镜17出射的样品光和參考光仍然照射在光栅19的不同位置，但相对位置与第一次采集数据时相反，因此样品光会比參考光多出一段本征光程，灵敏度曲线的最高点从零光程位置(參考面2)移动到图4中F处，我们能获得的图像即为曲线F实线部分所示区域。此时我们可以通过控制第三准直透镜17与第四准直透镜18之间的 水平距离来控制最高灵敏度F点的位置，当两者之间的距离增大吋，F点位置向上移动，反之F点位置向下移动。将两次获得的图像进行拼接就实现了眼前节的大范围成像。
权利要求1.基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统，其特征在于包括宽带光源、1x2宽带光纤耦合器、第一环形器、第二环形器、第一光开关、第二光开关、參考臂、样品臂、探測臂、光学延迟线所述探测臂包括第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜、光栅、第一会聚透镜、高速线阵CXD ;其中四个准直透镜两两分组，第一准直透镜与第二准直透镜为ー组，第三准直透镜与第四准直透镜为ー组；所述參考臂包括第五准直透镜，平面反射镜；所述样品臂包括第六准直透镜，X-Y扫描振镜，第二会聚透镜；所述的光学延迟线包括第七准直透镜，第八准直透镜； 宽带光源与1x2宽带光纤稱合器ー侧的一端相连，1x2宽带光纤稱合器另ー侧的一端与第一环形器的一端相连，另一端与第二环形器的一端相连，第一环形器的另一端与第六准直透镜入射端相连，X-Y扫描振镜位于第六准直透镜的出射光路上，第二会聚透镜位于X-Y扫描振镜的反射光路上，X-Y扫描振镜位于第二会聚透镜的前焦面，样品位于第二会聚透镜的后焦面，第一环形器的第三端与第二光开关ー侧相连，第二光开关另ー侧的一端与第一准直透镜相连，另一端与第四准直透镜相连，第二环形器另一端与第五准直透镜相连，平面反射镜位于第五准直透镜的出射光路上，第二环形器的第三端与第一光开关的ー侧相连，第一光开关另ー侧的一端与第二准直透镜相连，另一端与第七准直透镜相连，第八准直透镜位于第七准直透镜的出射光路上，第八准直透镜与第三准直透镜相连，光栅位于第一准直透镜、第二准直透镜、第三准直透镜、第四准直透镜的出射光路上，第一会聚透镜位于光栅的出射光路上，高速线阵CCD位于第一会聚透镜的后焦面上。
专利摘要本实用新型公开了基于视见函数调控的全眼前节谱域OCT成像系统。宽带光源发出的低相干光，经光纤耦合器分光后分别进入样品臂和参考臂，从样品臂和参考臂返回的光各自经过环形器进入探测臂，分别经由光开关选择不同的光路并照射在光栅的不同区域，实现参考臂位置与相应最高灵敏度位置的切换。经光栅色散后的不同光谱成分会聚在CCD的不同像素上并发生干涉，干涉光谱信号传入计算机后重建样品的OCT图像。将对应于光开关两种状态下的两幅OCT图像进行拼接，得到量程加倍的OCT图像，本实用新型能够在高灵敏度前提下实现全眼前节的谱域OCT成像。
文档编号A61B3/10GK202619628SQ20122019958
公开日2012年12月26日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者丁志华, 洪威, 王川, 沈毅, 倪秧, 颜扬治, 卢锡清 申请人:浙江大学