[發(fā)明專利]連續(xù)可變焦點和可變光程的生物測量儀及眼軸測量方法

在審

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• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112450867A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發(fā)明（設計）人: 周煜恒;沈梅曉;朱德喜;陳思思
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州醫(yī)科大學
• 主分類號: A61B3/00
• 分類號: A61B3/00;A61B3/02;A61B3/10;A61B3/117
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 林益建

本發(fā)明公開了連續(xù)可變焦點和可變光程的生物測量儀及眼軸測量方法，涉及眼球測量設備領域，其包括光源、光纖耦合器、參考臂、樣品臂、探測器以及主控系統(tǒng)，從光源出來的短相干光源經(jīng)過光纖耦合器分光后一路進入?yún)⒖急郏硪宦愤M入樣品臂，兩路返回的光進入光纖耦合器后發(fā)生干涉并進入探測器，在探測器內(nèi)經(jīng)過放大、濾波以及解調(diào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，最后傳輸進主控系統(tǒng)中；所述參考臂包括第二準直鏡和反射鏡；所述樣品臂包括第一準直鏡、第一透鏡、第二透鏡以及二向色鏡；所述反射鏡與第一透鏡可進行同步直線往復運動。本發(fā)明具有探測敏感度高的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及眼球測量設備領域，具體涉及連續(xù)可變焦點和可變光程的生物測量儀及眼軸測量方法。

背景技術

眼科生物測量儀是一種能夠活體測量眼軸長度、前房深度、晶體厚度的儀器，具有測量精度高、重復性好、非接觸性和無損探測等特點。目前已廣泛應用于眼科臨床工作中。

目前的生物測量儀主要是基于短相干光干涉原理設計的（如經(jīng)典的CN101878410B、CN102551654B），總結(jié)其主要工作原理歸納為以下三步：（1）短相干光通過分光棱鏡（或其他分光零件如光纖耦合器、分光片等）產(chǎn)生兩束同源相干光，兩束光分別進入?yún)⒖急酆蜆悠繁郏唬?）其中一束進入?yún)⒖急郏⒈环瓷溏R直接反射回分光鏡，并進入探測器；（3）另一束則進入樣品臂入射眼球，并被角膜前表面、晶體前表面和眼底視網(wǎng)膜等眼球組織反射回分光鏡，并進入探測器；（4）通過調(diào)節(jié)2中參考臂反射鏡的位置改變反射束所經(jīng)過的光程長度，使之與被樣品臂反射回來的光進行干涉（只有當二束光的光程相等時干涉探測器才會探測到干涉現(xiàn)象）。通過記錄與角膜前表面反射光、晶體前后表面反射光和視網(wǎng)膜前表面反射光干涉時參考臂反射鏡的位置，即可獲得前房深度、眼軸等生物參數(shù)。

現(xiàn)有技術存在以下缺點：生物測量儀在樣品臂部分，需要收集角膜前表面、晶體前表面和視網(wǎng)膜前表面等反射回來的光使之回到干涉探測器，光束必須聚焦于這些反射界面上才能達到最佳的反射效率，但這幾個界面在光軸上處于不同的深度，因此無法使光束同時聚焦在這兩個平面上，為了解決這個問題，現(xiàn)有的設計有些通過折中的方式將焦點設計這幾個界面之間較為合適的區(qū)域；或者將光束分成多束（CN101878410B），每束分別聚焦于這幾個界面上；以獲得這幾個平面綜合相對較好的反射效率即探測敏感度，這些方案都一定程度上減少了每個界面的反射效率；

人眼的正常眼軸長度約為24mm，但生理病理情況下眼軸長度可波動在15-30mm之間，傳統(tǒng)的生物測量儀光路是針對正常眼軸（24mm左右）設計的，其在正常眼軸下的光學效率最高，測量信號最強，但隨著眼軸偏離正常范圍變大，該光路的光學反射效率由于虛焦等原因會大大下降，甚至在合并屈光介質(zhì)渾濁（白內(nèi)障，角膜瘢痕，玻璃體渾濁等）的情況下無法進行測量，現(xiàn)有設計通過增加手動或自動焦點調(diào)節(jié)光路，通過這些光路對眼內(nèi)光束的焦點位置進行調(diào)整，使光束聚焦在這些眼軸偏離正常范圍較大的患者的視網(wǎng)膜上（CN102551654B）以達到增加反射效率的目的；手動調(diào)節(jié)光路設計或電腦自動調(diào)節(jié)光路設計增加了系統(tǒng)的復雜程度和成本，且這一過程大大增加的測量的不穩(wěn)定性和測量時間。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服背景技術的不足，本發(fā)明提供一種探測敏感度高的連續(xù)可變焦點和可變光程的生物測量儀。

本發(fā)明所采用的技術方案：連續(xù)可變焦點和可變光程的生物測量儀，其包括光源、光纖耦合器、參考臂、樣品臂、探測器以及主控系統(tǒng)，從光源出來的短相干光源經(jīng)過光纖耦合器分光后一路進入?yún)⒖急郏硪宦愤M入樣品臂，兩路返回的光進入光纖耦合器后發(fā)生干涉并進入探測器，在探測器內(nèi)經(jīng)過放大、濾波以及解調(diào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，最后傳輸進主控系統(tǒng)中；

所述參考臂包括第二準直鏡和反射鏡；

所述樣品臂包括第一準直鏡、第一透鏡、第二透鏡以及二向色鏡；

所述反射鏡與第一透鏡可進行同步直線往復運動。

所述主控系統(tǒng)連接有用于測量反射鏡與第一透鏡運動行程的光柵尺。

還包括供反射鏡與第一透鏡安放的移動平臺以及驅(qū)動所述移動平臺直線往復運動的驅(qū)動件。