本发明属于光学检测技术领域,具体地说,涉及一种便于区分糖网症和mactel病的ao-oct成像设备。
背景技术:
糖网症全称″糖尿病视网膜病变″,糖尿病视网膜病变是糖尿病最常见的一种特殊微血管并发症,其相对不可逆转性和对视力的严重损害给患者生活造成了极大危害,为成年人致盲的主要原因。初期患者一般表现为视网膜微动脉瘤,硬性渗出,视网膜静脉改变,甚至会新生血管。早期没有眼部自觉症状,等到发现视力明显下降时已失去了最佳治疗的有效期,晚期可导致不可逆性盲。因此,尽早对糖尿病视网膜病变进行准确的诊断显得尤为重要。
mactel(黄斑毛细血管扩张症)是黄斑区由于不清楚的视网膜毛细血管网改变及神经变性类疾病,早期表现为黄斑旁中心凹毛细血管充盈迟缓,邻近的微动脉及微静脉亦有扩张。mactel发病机制目前仍然不太清楚,目前mactel的研究大部分集中于视网膜中央区域,而对于此病的准确定位以及病变范围研究较少。对于以上两种常见视网膜病变,早期的检测对于治疗和预防这两种疾病有非常重要的意义,但同时由于这两个疾病的早期病变都发生视网膜的微小毛细血管,且对于毛细血管的变化十分相似,故如何早期区分这两种视网膜疾病就有一定的研究意义。
糖尿病视网膜病变和mactel在诊断的初期视网膜毛细血管均表现为血管充盈且扩张,甚至两种疾病都会生成新的毛细血管。但两者还是有细微区别的:糖网症会导致视网膜微动脉瘤化,堵塞血管,而导致旁边的血管扩张,视网膜静脉改变,甚至长出新的血管。而mactel则是浅层毛细血管层,血管扩张,血管网密度减小,间隙扩大,深层毛细血管丛扩张、牵拉、扭曲以及出现直角血管。
但由于现有的成像设备成像深度不够深或分辨率不够高而无法对这两种疾病进行很好的分辨,而容易引起对于些两种疾病的误诊,从而错过最佳的治疗时机。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种便于区分糖网症和mactel病的ao-oct成像设备,其穿透深度较深,能对深层视网膜血管层进行高分辨率成像。
本发明是通过以下技术方案实现的:一种便于区分糖网症和mactel病的ao-oct成像设备,包括光源,若干光学传送元件,光纤耦合器,参考臂,样品臂,光谱仪,相机,所述光源的中心波长为840nm;
所述参考臂内设有4f系统、平面镜;
所述样品臂内具有波前传感器,波前校正器和4f系统;
所述光源发出的光经光学传送元件做适当调整后传输,进入光纤耦合器,然后被分为两部分,一部分进入所述参考臂后经4f系统聚焦至所述平面镜,经反射后又返回光纤耦合器,一部分进入所述样品臂,经过若干4f系统后,打到波前校正器上,再反射打到一4f系统后,经聚焦至探测目标,然后经原路返回,并且到波前校正器后经波前传感器对像差进行校准;最后样品臂反射回的光和参考臂反射回的光在光纤耦合器中产生干涉,被光谱仪探测,经相机成像。
进一步地,所述光学传送元件包括准直透镜、聚焦透镜和平面镜;所述光源发出的光经第一准直透镜后,经第一平面镜反射到达第二平面镜,经反射到达第二聚焦透镜,然后进入光纤耦合器。
进一步地,所述光纤耦合器为10/90光纤耦合器。
进一步地,所述参考臂包括有4f系统有1个;所述样品臂包括有4f系统有4个,光线进入样品臂后依次经过3个4f系统,到达波前校正器,然后再经过1个4f系统,聚焦至探测目标。
进一步地,所述参考臂的4f系统由准直透镜和透镜组成;所述样品臂的4f系统由曲面镜组成。
进一步地,所述波前校正器为基于mems可变形镜,其功能多样、技术成熟,具有高分辨率波前校正能力;所述波前传感器为基于高速cmos的shack-hartmann波前传感器,这样可以降低可变形镜成本、尺寸和复杂性,使得ao-oct得到更广泛的接受。
更进一步地,所述波前传感器为静电驱动波前传感器,其使用静电驱动,所以在变形时不会像压电可变形反射镜一样产生迟滞,可以快速改变波前相位,大大提高系统的工作性能。进一步,优选为bostonmicromachinescorporation(bmc)公司生产的静电驱动可变形镜。
进一步地,所述光谱仪包括准直透镜、透射闪耀式光栅、透镜和cmos相机,光线依次经过准直透镜、透射闪耀式光栅、透镜,然后到达cmos相机成像。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明成像设备,采用自适应光学相干层析成像技术,优化光路设计,利用系统的自适应光学元件波前传感器实时测量返回光线的波前像差,同时传给波前校正器可以快速改变波前相位,从而校正波前像差。进一步地,通过优化元件选择,选择基于高速cmos的shack-hartmann波前传感器和基于mems的可变形反射镜,降低可变形镜成本、尺寸和复杂性,大大提高了系统的工作性能,本发明的成像设备穿透深度较深,能对深层视网膜血管层进行高分辨率成像,从而可实现区分此两种疾病而引起的毛细微小血管的变化。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制,在附图中:
图1是本发明实施例的便于区分糖网症和mactel病的ao-oct成像设备结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明一实施例的便于区分糖网症和mactel病的ao-oct设备如图1所示,包括光源sld,若干光学传送元件,光纤耦合器cp,参考臂,样品臂,光谱仪,相机cmos。
其中,光源sld为中心波长为840nm的led光源,光纤耦合器cp为10/90光纤耦合器。光学传送元件包括第一准直透镜c1,第二聚焦透镜c2,第一平面镜fm1,第二平面镜fm2;参考臂内包括1个由第三准直透镜c3和第二透镜l2组成的4f系统,及第三平面镜fm3;样品臂包括分别由第一曲面镜sm1和第二曲面镜sm2,第三曲面镜sm3和第四曲面镜sm4,第五曲面镜sm5和第六曲面镜sm6,第七曲面镜sm7和第八曲面镜sm8组成的4个4f系统、基于高速cmos的shack-hartmann波前传感器wfs和波前校正器,其中波前校正器为基于mems的可变形镜dm;光谱仪包括第四准直透镜c4、透射闪耀式光栅dg、及第一透镜l1。
光源sld发出的光经第一准直透镜c1后,经第一反射镜fm1反射到达第二反射镜fm2,然后经第二聚焦透镜c2聚焦,传送进入10/90光纤耦合器cp,被分为两部分,其中10%光线进入参考臂,进过参考臂内后,依次经过第三准直透镜c3和第二透镜l2后聚焦到第一平面镜fm1,然后反射回到光纤耦合器cp;剩余90%光线进入样品臂,通过第五准直透镜c5准直后,透射过分光镜bs,进入由第一曲面镜sm1和第二曲面镜sm2组成的4f系统到达第二扫描振镜s2,在经过由第三曲面镜sm3和第四曲面镜sm4组成4f系统进入第一扫描振镜s1,再经过由第五曲面镜sm5和第六曲面镜sm6组成的4f系统,进入基于mems的可变形反射镜dm,最后经过由第七曲面镜sm7和第八曲面镜sm8组成的4f系统,依次经过第四平面镜fm4、第五平面镜fm5的镜面反射,经过第三透镜l3聚焦到达成像位置,然后成像位置的反射光原路返回到分光镜bs时,光线分成两路,一路经分光镜bs反射进去基于高速cmos的shack-hartmann波前传感器wfs,以探测返回光线的波前像差,根据检测到的波前像差来调整可变形镜dm,另外一穿过分光镜bs,返回到光纤耦合器cp,与从参考臂返回的光线发生干涉,干涉光信号进入光谱仪,依次经过第四准直透镜c4准直,经透射闪耀式光栅dg分束后,分别经第一透镜l1聚焦到相机cmos进行成像。
同时该实施例中的可变形反射镜dm优选为bostonmicromachinescorporation(bmc)公司生产的静电驱动可变形镜,其使用静电驱动,所以在变形时不会像压电可变形反射镜一样产生迟滞,可以快速改变波前相位,大大提高了系统的工作性能。
本发明实施例的成像设备,采用自适应光学相干层析成像技术,利用系统的自适应光学元件——基于高速cmos的shack-hartmann波前传感器wfs,实时测量返回光线的波前像差,同时传给波前校正器---基于mems的可变形反射镜dm,且优选地,采用bmc公司生产的静电驱动的可变形反射镜,在变形时不会像压电可变形反射镜一样产生迟滞,可以快速改变波前相位,从而校正波前像差,大大提高了系统的工作性能,使其穿透深度加深,能对深层视网膜血管层进行高分辨率成像,从而可实现区分此两种疾病而引起的毛细微小血管的变化。
最后应说明的是:以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但是凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。