[發明專利]一種光纖式眼球軸向多參數快速測量系統

有效

• 申請號: 201910508692.3
• 申請日: 2019-06-13
• 公開（公告）號: CN110169752B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王勁松;許鵬飛;候亮;李海蘭;鄭印
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: A61B3/10
• 分類號: A61B3/10;A61B3/117
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

一種光纖式眼球軸向多參數快速測量系統，屬于光學儀器應用在眼科的測量技術領域，其由集成在三軸移動平臺上的低相干系統、高相干系統及眼球對準系統構成，本發明構建兩套光纖干涉系統實現測量需求，一套低相干系統和一套高相干系統，高相干系統為馬赫曾德型干涉儀，利用低相干信號對眼球軸向不同組織界面進行精確定位；高相干系統為邁克爾遜型干涉儀，利用均勻的高相干信號作為計量標尺對低相干信號進行距離測量。本發明具有無接觸測量、測量速度快、精度高、信噪比高、眼球對準精度高等優點。

技術領域

本發明屬于光學儀器應用在眼科的測量技術領域，具體涉及一種光纖式眼球軸向多參數快速測量系統。

背景技術

眼球軸向長度的生物測量，就是應用各種相關的檢查方法對眼球的軸向結構參數進行測量。包括角膜厚度、前方深度、晶狀體厚度、玻璃體腔長度以及眼軸長度等參數的測量。許多眼科疾病都與眼球軸向生物測量的參數有關。如青光眼、近視眼、遠視眼、白內障等，其臨床表現為眼軸長度或其他生物測量參數的變化，準確獲取眼球軸向參數，對于眼科疾病的診斷具有很大幫助。

隨著眼科新診療技術的發展，如白內障摘除聯合眼內人工晶體植入手術、屈光性角膜手術等。如何獲得眼球各個組成部分的準確參數特別是軸向參數顯得尤為重要。因為任何一個微小誤差都會導致手術失敗。比如在做白內障摘除聯合眼內人工晶體植入手術前，需要知道準確的眼軸長度、前房深度等參數，只有通過這些參數準確計算出植入的人工晶體度數，才能使患者術后得到較為理想的屈光狀態。

目前，眼球軸向參數測量主要有兩種方法：超聲法和光學法(干涉法)。

超聲法特別是A超在眼球相關生物參數測量中的應用是最常見的。其原理是通過向眼部發射特定頻率的超聲波，由于超聲波在組織中傳播，遇到不同的界面會產生多種反射波。將反射波接收、轉換處理，以波形圖像的形式顯示，通過回波信號的幅值來確定眼球各組織界面的位置信息。

上述超聲法在測量時需要對患者使用麻藥，并且超聲探頭必須接觸角膜，存在損傷角膜增加感染的風險。測量過程中聲束很難與患者視軸重合，導致測量精度較低(100μm)，并且其測量重復性和準確性在一定程度上受不同操作者的經驗和技術影響。

近年來，隨著激光干涉技術的發展，人們開始將其應用于眼科測量領域，大致分為兩種：一種采用光學部分相干干涉技術(Optic Partial Coherence Interferometer,OPCI)，另一種采用光學低相干反射技術(Optic Low Coherence Reflectometry,OLCR)。采用OPCI技術的儀器，利用干涉技術測量眼軸長度、玻璃體厚度等長度較長的結構參數，對于角膜厚度、前房深度等較短的結構參數無法測量，需要結合裂隙燈進行測量；采用OLCR技術的儀器，利用光學低相干反射原理并結合光學掃描延遲線，可一次掃描并測量人眼不同組織界面的干涉峰位置，從而得到角膜厚度、前房深度、晶狀體厚度等多個軸向參數。與傳統超聲法測量相比，采用光學干涉法測量具有測量精度高(10μm)、速度快、非接觸式測量等優點。但采用OPCI技術的儀器一次測量的參數偏少，采用OLCR技術的儀器可一次測量眼球軸向所有參數，但信號信噪比和對比度較低，需要多次測量提高信號質量，如此則會降低測量速度。

通過國內外文獻檢索，發現有如下幾篇專利與本專利申請內容相關：

在國外專利文獻US5673096A中公開了一種采用OPCI技術的測量儀器，其中的掃描延遲線用兩塊直角棱鏡實現，通過移動其中一塊直角棱鏡實現光程改變，當兩直角棱鏡返回光光程差為透過被測物的光程時發生干涉，通過直角棱鏡移動距離可算出物體深度信息，但此儀器延遲線為直線掃描，需要進行啟動停止加減速處理，難以實現快速測量需求。

國外專利文獻US20090268209A中公開了一種采用OLCR技術的測量儀器，其中的延遲線采用旋轉四方棱鏡實現光程掃描，但延遲光程變化與旋轉角度不是線性關系，需要進行復雜的標定過程，并且掃描范圍為40mm，相對較小。