[發明專利]基于雙模式圖像的飛秒激光引導系統和方法

有效

• 申請號: 202110238981.3
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112587304B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 周輝
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: A61F9/008
• 分類號: A61F9/008;A61B3/10;G02B26/10
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明涉及基于雙模式圖像的飛秒激光引導系統和方法，該系統包括激光發射單元、雙模掃描成像系統、激光振鏡掃描單元、圖像分析處理單元以及控制模塊，所述雙模掃描成像系統用于采集全眼的三維圖像信息；所述激光振鏡掃描單元將所述激光發射單元發射的飛秒激光束傳輸至眼睛，進行三維掃描以采集飛秒激光束在眼組織的位置信息；所述圖像分析處理單元基于所述激光振鏡掃描單元采集的位置信息確定飛秒激光束在眼組織的實時聚焦位置，和基于所述雙模掃描成像系統采集的全眼的三維圖像信息生成全眼三維圖像；所述控制模塊根據所述圖像分析處理單元輸出的結果，實時控制調整飛秒激光束的激光脈沖能量和飛秒激光束于眼組織的聚焦位置。

技術領域

本發明涉及醫療器械技術領域，特別是涉及一種基于雙模式圖像的飛秒激光引導系統和方法。

背景技術

近年來，飛秒激光技術被引入醫學眼科領域，其應用原理是利用其極短的脈沖寬度，較小的光脈沖能量獲得極高的峰值功率以及具有極強聚焦能力，可以在生物組織內完成精確的切割。目前使用光學相干斷層成像系統（OCT）進行眼組織內部結構成像來引導飛秒激光眼科手術，光學相干層析技術具有非接觸、無輻射、高探測靈敏度、無損傷的特點，光學相干層析技術已經成為眼科手術中測量人眼結構的標準技術。光學相干層析人眼結構成像技術是利用低相干原理的邁克爾遜干涉儀，主要包括三種技術方案：時域光學相干層析技術、譜域光學相干層析技術以及掃頻光學相干層析技術。時域光學相干層析技術利用照射在生物組織上散射的彈道光子、蛇形光子與參考臂上的反射光發生干涉產生干涉條紋，利用干涉條紋信息計算出散射組織的結構信息，但該方法的掃描速度有限；譜域光學相干層析技術利用寬帶光源低相干原理，利用波長的變化實現掃描深度的變化，該方法探測精度雖然高，但是探測深度有限；掃頻光學相干層析技術與譜域光學相干層析技術都是傅里葉域光學相干層析技術，雖然掃描速度快、掃描深度大、采集信號信噪比高，但是探測精度有所降低。

也就是說，現有技術中，時域光學相干層析技術、譜域光學相干層析技術、掃頻光學相干層析技術均為單獨使用，僅在單一功能上具有優勢，無法兼顧多種功能。另外，這幾種技術在結合使用時涉及到光路、控制、結構方面的調整，結合的光路設計難度較大，因此目前主要還是單獨使用上述任一種光學相干層析技術進行眼組織內部結構成像。

在臨床眼科中，高度近視是常見的疾病類型，高度近視患者往往會伴隨一些并發癥如青光眼、視網膜脫落等，其中白內障就是較為高發的一種并發癥。一般眼科手術需要將兩種手術分開先進行其中一種手術，完成之后再進行第二種或者第三種手術，患者等待和治療的時間長，治療費用高并且心理壓力大。目前的臨床眼科手術缺乏能夠實時檢測飛秒激光束的聚焦位置和能夠深度采集全眼圖像信息的系統，采用上述三種光學相干層析技術中的任一種技術時，僅能夠在單一功能上提升手術的效果，無法實時采集飛秒激光束的聚焦位置和獲得高精度、高分辨率的全眼的三維圖像信息，因此，如何使用光學相干斷層成像系統（OCT）實時地將飛秒激光脈沖精確定位并采集從眼前段至眼中段至眼底的圖像，根據實時的圖像信息制定手術方案，縮短手術時間，提高手術的精確度和安全性，對于飛秒激光眼科手術具有非常迫切的應用需求。

發明內容

本發明的一目的是，提供一種基于雙模式圖像的飛秒激光引導系統和方法，該系統采用耦合器、干涉儀等光學器件進行光路的重新構建，實現了將譜域光學相干層析系統和掃頻光學相干層析系統耦合形成相互協調工作的雙模掃描成像系統，能夠實時地將飛秒激光束精確定位，并能夠采集從眼前、眼中至眼底的圖像，根據實時的聚焦位置信息和全眼三維圖像引導飛秒激光束，有利于輔助眼科手術，縮短手術時間，提高手術的精確度和安全性。

本發明在一方面提供了一種基于雙模式圖像的飛秒激光引導系統，包括：

激光發射單元，用于發射飛秒激光束；

雙模掃描成像系統，所述雙模掃描成像系統包括第一掃描成像單元和耦合于所述第一掃描成像單元的第二掃描成像單元，所述第一掃描成像單元和所述第二掃描成像單元相互協調工作，用于采集全眼的三維圖像信息；