[發明專利]雙焦點眼前后節同步成像系統及成像方法

無效

• 申請號: 201410245647.0
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN104013383A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 吳彤;劉友文;李艷;施瑤瑤;王吉明;赫崇君;顧曉蓉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: A61B3/14
• 分類號: A61B3/14
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域：

本發明涉及一種雙焦點眼前后節同步成像系統及成像方法，尤其涉及一種基于雙焦透鏡分束器的雙焦點眼前后節同步成像系統及成像方法，其屬于光學相干層析成像技術領域。

背景技術：

光學相干層析成像(optical?coherence?tomography,OCT)技術是一種非侵入性的高靈敏度、高分辨率生物醫學光學成像技術。OCT技術基于低相干干涉技術，利用從參考臂和樣品臂的反射回來的干涉光，結合外差檢測和共焦成像的優點，經過信號采集和數據處理，重建生物組織樣品內部的層析圖像，能夠反映生物組織的顯微結構、血流、雙折射等信息，實現對生物內部結構和生理功能在體的、非侵入的成像。OCT技術能夠對生物樣品包括活體樣品進行分辨率超過10微米的二維或三維成像。

OCT技術可以分為時域OCT和傅里葉域OCT，譜域OCT(Spectral?domain?OCT,SDOCT)和掃頻OCT(Swept?source?OCT,SSOCT)是傅立葉域OCT技術的兩種實現形式。典型的SDOCT系統基于光譜域干涉技術：從寬帶激光光源出射的光經過樣品的反射和散射，返回的光與參考光發生干涉，繼而將干涉光導入光譜儀對干涉信號的光譜進行采集，對探測到的干涉光譜信號進行一系列數據處理即可重建出生物樣品的層析圖像。將SDOCT技術應用于對人眼成像時，由于SDOCT可覆蓋的探測深度一般只有4mm左右，而人眼的標準長度以在空氣中的光學長度來計算一般在28mm到35mm，因此用典型的SDOCT對人眼前節(表面的角膜)以及人眼后節(視網膜)的掃描只能分兩次進行。一般地，在掃描人眼表面的角膜后，需要將聚焦在角膜的光線變成平行光，該平行光通過人眼的晶狀體聚焦在視網膜上才能再對人眼視網膜進行掃描。這個聚焦光變換為平行光的過程可以通過移開一個透鏡來實現，或者采用更復雜的雙光路系統分別對人眼前節和眼后節掃描(如美國專利US7400410B2號)來完成對人眼前后節的成像。目前廣泛應用的OCT系統中,考慮到生產成本等因素，將聚焦光變換為平行光的OCT系統較為常見，該系統中為了保證干涉信號與兩次掃描信號的同步，在兩次掃描之間需要將參考臂的反射鏡移動一個人眼深度的距離。因此傳統的SDOCT系統在完成人眼的全眼成像時，不僅在兩次成像之間有延遲，不能做到同時成像，而且需要調節樣品臂與參考臂中光路，費時費力。并且移開與移動光路中的光學元件都會對系統造成小的擾動。特別是由于人眼在兩次掃描之間會有所移動，因此將兩次探測的圖像合成一張人眼圖像時就可能產生人眼角膜與視網膜不對應的情況。而雙光路的設計應用到OCT系統的樣品臂中以分別對眼睛的不同部位成像(如美國專利US7400410B2號)，采用選擇開關切換兩個光路使得兩束光交替投射在人眼的不同部位的方法，這種設計解決了典型OCT中需要移動參考臂反射鏡一個人眼深度距離的這一問題，但是沒有做到兩部分光同時對人眼前后節進行成像，無法消除兩次測量之間由于人眼轉動或者移動帶來的誤差。這種由于人眼移動造成的問題也同樣會出現在其他形式的OCT中。因此，如何在典型OCT系統的基礎上，以較小的改動和較為簡易的方法，使OCT系統同時對人眼表面的角膜和內部的視網膜進行掃描，實現高靈敏度、高分辨率的全眼成像，就成為OCT成像技術發展的一大目標。

發明內容：

本發明提供一種雙焦點眼前后節同步成像系統及成像方法，其能夠實現同步對人眼前后節內部結構的高靈敏度、高分辨率成像。

本發明采用如下技術方案：一種雙焦點眼前后節同步成像系統，包括光源、接收光源出射的光束并將其分成兩束光的光纖耦合器、與光纖耦合器相連接的分別用于接收光纖耦合器出射出的兩束光的參考臂和樣品臂，所述參考臂包括與光纖耦合器相連接的參考臂透鏡及與參考臂透鏡相連接的參考臂反射鏡，所述雙焦點眼前后節同步成像系統還包括與光纖耦合器相連接的探測器及與探測器相連接的計算機。

進一步地，所述樣品臂由光纖、光纖準直器、激光擴束器、雙焦透鏡分束器、X掃描振鏡、Y掃描振鏡、第一透鏡、第二透鏡組成，所述光纖連接在光纖準直器上，激光擴束器連接在光纖準直器上，雙焦透鏡分束器緊靠于所述激光擴束器放置，所述雙焦透鏡分束器中心到X掃描振鏡中心的距離等于雙焦透鏡分束器的焦距，且所述X掃描振鏡中心點與雙焦透鏡分束器的中心點等高處于同一水平面上，所述X掃描振鏡的中心點到Y掃描振鏡的中心點之間的距離與Y掃描振鏡的中心點到第一透鏡的中心點之間的距離之和等于所述第一透鏡的焦距，且所述Y掃描振鏡的中心點與第一透鏡和第二透鏡的中心點等高處于同一水平面上，第一透鏡和第二透鏡之間的距離為第一透鏡和第二透鏡的焦距之和。