一种在线标示散光轴位的扩增实境系统的制作方法

本发明涉及光学设备领域，具体涉及一种在线标示散光轴位的装置系统，特别涉及一种在眼科手术中实时标示角膜散光轴位的扩增实境技术。

背景技术：

散光是一种常见的屈光不正，在白内障患者中约有50%需要在白内障手术过程中同时矫正角膜散光。植入toric人工晶状体是目前治疗伴有散光的白内障的主要方法之一。临床实践表明，toric人工晶状体对人工晶状体散光轴与角膜散光轴的对准有严格的要求，植入toric人工晶状体后，人工晶状体每旋转1°，会导致散光度数矫正损失3.3%；当旋转达到30°，将完全失去对散光的矫正作用；当旋转超过30°时，甚至导致新的散光干扰。因此，对于toric人工晶状体植入术矫正散光来说，精确定位角膜散光方向是决定术后效果的关键因素。

目前定位角膜散光方向的方法分为两类：1）手动定位法，需要在术前就要在患者角膜缘处做标记，然后在术中以标记点为基准，用角度标记器做手术切口位置和人工晶状体植入位置的标记，这是目前国内外普遍采用的方法；2）自动实时标记法，采用导航系统进行术中实时标记定位，如蔡司公司的callistoeye、alcon公司的verion为代表的产品。手动定位法非常依赖于医生的主观判断，且由于眼球旋转的原因，角膜水平位在坐立和仰卧时可能不同，会有较大的人为因素误差，此外，所采用的标记盘均为5°或10°一格，精度低，若患者手术等待时间长，术前的定位标记可能会消退而需重新再定位，产生标记误差，整个操作步骤繁杂，通常只能由经验丰富的医生才能顺利完成；自动实时标记法能有效解决手动标记法人为误差、定位粗糙和标记线易消退的问题，能够提高手术精度，使标记精准的同时操作简单，在正常情况下，自动实时标记法是一种精度极高的定位方法，但它对初始位置（坐标轴位）的判断有赖于虹膜边缘形状以及巩膜上的血管形状特征等非角膜散光因素，故容易在术中受到患者自身状态或手术操作的影响，若血管或虹膜形状发生变化，则无法准确定位，同时，该导航设备价格昂贵，导致手术成本高昂。

中国专利cn103156572a一种角膜散光实时定位方法及其定位装置公开了术中实时检测计算患者角膜散光轴向的方法，并在外部显示器标识，但实际手术过程中医生往往仍需借助标识盘和术前标识，同样会存在标记误差或视觉误差，同时需要反复查看显微镜目镜和外部显示器进行手术操作，操作上并不太便利。

技术实现要素：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种在线标示散光轴位的扩增实境系统，主要解决了现有技术中角膜散光轴位不能在线标定的问题。

本发明所采用的技术方案是：

一种在线标示散光轴位的扩增实境系统，包括显微成像单元和激光指示单元，

所述显示成像单元包括依次设有的目镜光路组件、双目筒光路组件、分光棱镜、变倍光路组件和物镜；

所述激光指示单元包括激光发射器和可沿自身轴线转动的透镜；

所述激光指示器发射的激光经过物镜并由所述分光棱镜折射后投射在被检眼上用于标记被检对象的散光轴位。

还包括用于实时拍摄所述显微成像单元中观察到的影像的摄像单元。

所述摄像单元包括ccd模块和分光镜，所述分光镜与所述分光棱镜对应设置。

还包括控制系统，用于对接收到的所述影像进行图像处理和散光轴位分析计算，并指导所述透镜转动对被检对象的散光轴位进行标示。

还包括用于为所述显微成像单元提供照明的照明单元。

所述分光棱镜为分光胶合棱镜。

所述摄像单元和激光指示单元都设有用于与所述控制系统进行通信的接口。

本发明的有益效果是：本发明提供一种在线标示散光轴位的扩增实境系统，通过激光指示单元在显微成像视场中对被检对象的散光轴位进行实时标示指示，使观察者能在显微镜下同视跟踪轴位，便捷又精准地进行散光定位操作。

附图说明

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

图2是本发明一个实施例的光路组件示意图。

图3是本发明一个实施例的术中角膜散光轴向标示示意图。

图中，101、目镜光路组件；102、双目筒光路组件；103、分光胶合棱镜；104、变倍光路组件；105、物镜；1、显微成像单元；201、ccd模块；202、接口套件；203、分光镜；2、摄像单元；301、白光光源；302、上接口；303、导杆；304、下接口；305、圆环形光源；3、照明单元；401、准直激光二极管模块；402、转接组件；403、支杆；404、旋转安装座；405、透镜；406、接口组件；4、激光指示单元；5、控制系统；6、被测对象；7、被检眼；8、观察者（医生）；9、人工晶状体；10、手术切口；11、角膜散光轴位指示标记线；12、人工晶状体散光轴位标记；13、水平参考线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：一种在线标示散光轴位的扩增实境系统，包括：显微成像单元和激光指示单元，所述显示成像单元包括依次设有的目镜光路组件101、双目筒光路组件102、分光棱镜103、变倍光路组件104和物镜105；所述激光指示单元包括激光发射器401和可沿自身轴线转动的透镜405；所述激光指示器发射的激光经过物镜并由所述分光棱镜折射后投射在被检眼7上用于标记被检对象的散光轴位。本发明提供一种在线标示散光轴位的扩增实境系统，通过激光指示单元在显微成像视场中对被检对象的散光轴位进行实时标示指示，使观察者能在显微镜下同视跟踪轴位，便捷又精准地进行散光定位操作。作为可选方案之一，其中目镜光路组件包括目镜，双目筒光路组件包括双目筒透镜，变倍光路组件包括上凸透镜、凹透镜和下凸透镜。

在本实施例中，如图所示，还包括用于实时拍摄所述显微成像单元中观察到的影像的摄像单元2。

在本实施例中，如图所示，所述摄像单元包括ccd模块201和分光镜203，所述分光镜与所述分光棱镜对应设置。

在本实施例中，如图所示，还包括控制系统，用于对接收到的所述影像进行图像处理和散光轴位分析计算，并指导所述透镜转动对被检对象的散光轴位进行标示。

在本实施例中，如图所示，还包括用于为所述显微成像单元提供照明的照明单元3。

在本实施例中，如图所示，所述分光棱镜为分光胶合棱镜。

在本实施例中，如图所示，所述摄像单元和激光指示单元都设有用于与所述控制系统进行通信的接口。

在本实施例中，如图所示，所述激光发射器为准直激光二极管模块401。

如图1所示，一种在线标示散光轴位的扩增实境装置系统，包括显微成像单元1、摄像单元2、照明单元3、激光指示单元4和控制系统5；所述显微成像单元1用于对被检对象6的被检眼7进行放大成像；所述照明单元3用于为所述显微成像单元1提供照明；所述激光指示单元4用于在线标示被检对象6的被检眼7的散光轴位；所述摄像单元2用于实时拍摄所述显微成像单元1中观察到的影像，并将影像输送至所述控制系统5；所述控制系统5对接收到的所述影像进行图像处理和散光轴位计算，并同时控制所述激光指示单元4在显微成像视场中对被检眼7的散光轴位进行实时跟踪标示指示，使观察者（医生）8能在显微镜下同视跟踪轴位，进行便捷而又精准的散光定位操作。

显微成像单元1，如图2所示，包括目镜光路组件101、双目筒光路组件102、分光胶合棱镜103、变倍光路组件104和物镜105。被检眼7出射的光经物镜105、变倍光路组件104和分光胶合棱镜103，于分光器胶合棱镜处分为两路：一路经双目筒光路组件102和目镜光路组件101，用于观察者（医生）8的观测；另一路经过分光镜203到达摄像单元2，用于摄像及拍照。

摄像单元2，结合图1和图2所示，包括ccd模块201、接口套件202和分光镜203。所述ccd模块201一般采用全高清的工业相机，用于拍摄记录来自被检眼7经物镜105、变倍光路组件104、分光胶合棱镜103和分光镜203传来的影像。通过所述接口套件202将摄像单元2固接于显微成像单元1上，并具有手动调焦功能。所拍摄记录的影像最后通过数据线传输至所述控制系统5中进行图像处理和散光轴位计算分析。

照明单元3，如图1所示，包括白光光源301、上接口302、导杆303、下接口304和圆环形光源305。所述照明单元3可作为选配模块，可选择白光光源301或圆环形光源305提供系统照明，圆环形光源305通过下接口304、导杆303和上接口302套件构成的调节架固定在显微成像单元1的下方，并保证同轴，可通过导杆303进行上下位置的调节，所述导杆303也可换成具备相同功能的套筒形式。所述白光光源301包含光导纤维在内的卤素灯，一般用于显微成像单元1的正常照明。所述圆环形光源305可作为散光轴位实时检测计算的参考物象，位于调节架上，可便捷地调节上下的位置。

激光指示单元4，结合图1和图2所示，包括准直激光二极管模块401、转接组件402、支杆403、旋转安装座404、透镜405和接口组件406。所述准直激光二极管模块401包含准直的激光二极管和供用于激光模块的电源配件，激光功率可调且远低于被检对象6和观察者（医生）8的激光损伤阈值（这里激光功率调节的范围：0~5mw，一般激光器出来的激光功率是恒定，比如4mw功率的激光器，而我们调节主要是调激光在系统中的衰减程度，使得经衰减而进入眼睛前的激光功率远低于人眼激光损伤阈值---1mw/cm^2以下)，确保系统的运行安全。所述转接组件402将激光二极管外壳安装在调整架中，可通过转接组件上的精细调节螺丝提供一定角度（实例中为±6°）俯仰和偏航位置调节控制。所述透镜405通过卡环安装在所述旋转安装座404的孔内，所述旋转安装座404具有完全360°双向旋转和单向重复性为±60微弧度的特性，并内置控制器和高速率涡轮的步进电机，用于精密旋转控制所述透镜405。作为可选方案之一，该旋转安装座可以采用thorlabs公司的旋转安装座k10cr1(/m)型。

进一步的，可通过数据线连接控制系统5，由控制系统5进行自动旋转调节，也可以直接通过上面的手动旋钮进行手动旋转调节。所述转接组件402、旋转安装座404、接口组件406通过所述支杆403进行联接固定，三者之间的距离也可通过支杆403进行调节。所述接口组件406的另一端与显微成像单元通过螺纹联接。

准直激光二极管模块401输出的特定功率的激光经过透镜405、分光胶合棱镜103、变倍光路组件104和物镜105进入被检眼7产生轴位激光标示，再经反射通过物镜105、变倍光路组件104、分光胶合棱镜103、双目筒光路组件102和目镜光路组件101到达观察者（医生）8的观测视野。轴位激光标示可以通过旋转安装座404和转接组件402联调指定位置和大小。

在上述实施例中，光路组件中的光学元件都是经过镀膜处理，以保障激光指示轴位标示线对被检对象6和观察者8的人身安全。

如图3所示，9为植入的人工晶状体，10为手术切口位置，13为参考水平位置线，12为植入的人工晶状体的轴位标记，11为所述激光指示单元4所引入的角膜散光轴位指示标记线，白内障手术过程中将人工晶状体轴位标记12与角膜散光轴位指示标记线11重合即完成角膜散光矫正。指示标记线11通过调节所述激光指示单元4能够实现不同指示大小、方向和位置的调整。

需要指出，实施例中左侧为摄像单元2，右侧为激光指示单元4，实际可以根据需要互换位置，并不影响整体系统的性能。本发明是在显微成像系统基础上进行在线标记的扩增实境系统，在实施例中，结合摄像单元2、照明单元3、激光指示单元4和控制系统5可以实现对被检眼7的角膜散光轴位的实时自动计算分析和在线标记的一体化功能，也可以拆去摄像单元2和控制系统5，转变为在线手动调节标记的单一功能。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例不应视为对本发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。