專利名稱：一種動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種厚度的測量方法，具體是動物活體眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)厚度的測量方法，該方法能精確測量人和動物等各種活體的眼軸長度以及活體眼內(nèi)各組織結(jié)構(gòu)的厚度(包括前房深度、晶體厚度、玻璃體腔長度等)。
背景技術(shù)：
近視眼動物模型的建立，為我們理解近視的病因?qū)W提供了很好的途徑。在視覺發(fā)育關(guān)鍵期進(jìn)行行覺剝奪在許多的動物均可以誘導(dǎo)出近視，例如猴子、樹鼠、小雞、松鼠、小鼠以及近年來研究的豚鼠。而此類近視的改變主要表現(xiàn)在眼軸長度的改變上，所以對近視模型眼軸長的檢測就顯得尤為重要。
目前，有很多技術(shù)和設(shè)備用來測眼軸，如A超和AC-Master等。但目前的這兩種方法存在以下幾個缺點1、由于A超是利用超聲波回聲的延遲原理來測量活體的眼軸長度或各活體組織的厚度，因此測量的長度或厚度受到超聲波的分辨率影響，目前的技術(shù)其分辨率約在150μm。并且現(xiàn)有的A超設(shè)備其超聲速度通常都是個常數(shù)，然眾所周知超聲速度是受其傳導(dǎo)介質(zhì)密度影響的，因此當(dāng)眼內(nèi)介質(zhì)發(fā)生改變時(如眼內(nèi)組織發(fā)生病變)，超聲速度在其中傳導(dǎo)的速度也會發(fā)生改變，而很多種的眼球各成分的超聲速率都無法獲得，所以測量結(jié)果的準(zhǔn)確性受到影響。2、A超受眼角膜形態(tài)的影響，像對于小鼠等類動物，由于其角膜曲率半徑小，角膜前表面陡峭，不僅要求探頭重新設(shè)計，而且超生探頭與角膜接觸面積太小，使得超聲能量不能充分進(jìn)入眼睛，從而不能獲得很好的超生波形。3、A超受眼軸長短的影響?，F(xiàn)有的超聲傳感器所聚焦的距離均適合人眼軸的長度，顯然小鼠的眼軸太短，普通的超聲分辨率不夠，從而無法獲得理想的圖形來分析。4、A超是一種接觸式的測量方法，對被測物體具有侵入性和傷害性。5、AC-Master雖然可以克服A超的以上幾點缺點，但這種測量方法采用光學(xué)相干掃描的方法，以獲得的A-SCAN圖兩個界面波峰之間的象素值距離(光學(xué)距離)與介質(zhì)的折射率之比來計算眼軸長度，測量長度受OCT的掃描深度影響，對于眼軸長度太長的動物，無法在一副圖上得到A-SCAN波形圖，所以，該方法受眼軸的長度的影響，只能測量長度在8mm內(nèi)的動物眼軸長。6、A超和AC-Master都無法精確定位被側(cè)活體組織的前后表面的中心位置，無法保證每次測量都在同一位置。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種測量長度更長、能精確測量不同種屬、不同時期的動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法，其特征在于包括以下步驟移動被測眼或OCT的樣品掃描探頭，通過OCT的B-SCAN圖找到被測組織的前表面；使被測組織的前表面的中央點(B-SCAN的鏡面反射帶)位于圖象的十字線中心，固定被測眼的位置，記錄此時OCT的樣品掃描探頭的位置；再次移動OCT的樣品掃描探頭，直至被測組織的后表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，再次記錄OCT的樣品掃描探頭的位置；計算兩次OCT的樣品掃描探頭的位移量，所述位移量與被測組織的結(jié)構(gòu)介質(zhì)折射率之比即為被測組織的的厚度。
作為本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置所述OCT的樣品掃描探頭固定在設(shè)有導(dǎo)軌的可移動支架上，所述可移動支架設(shè)有步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器及傳動機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)；OCT樣品掃描探頭與視頻成像系統(tǒng)相連，視頻系統(tǒng)與OCT樣品掃描探頭成一共軸系統(tǒng)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有如下優(yōu)點1、該方法以O(shè)CT的B-SCAN圖像來確定被測物體的前后表面，比A-SCAN圖更準(zhǔn)確的確定被測部位的中心點；2、該方法不受眼軸長度和被測表面形態(tài)(如角膜表面等)的限制，能測量各種物種的眼軸和組織的厚度；3、該方法的測量結(jié)果精度更高，更準(zhǔn)確，精度可達(dá)1μm，結(jié)果重復(fù)性更好；4、測量方法在測量眼軸長度或組織結(jié)構(gòu)厚度時，不與活體直接接觸。
下面根據(jù)附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1為本發(fā)明測量方法的眼球OCT B-SCAN示意圖；具體實施方式
在具體實現(xiàn)本動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法時，OCT(光學(xué)斷層相干掃描儀)的樣品掃描探頭固定在設(shè)有導(dǎo)軌的可移動支架上，為實現(xiàn)快速且方便觀察到掃描部位，采用光學(xué)成像系統(tǒng)對眼成像，通過視頻輸出設(shè)備觀察掃描部分，OCT樣品掃描探頭與視頻成像系統(tǒng)相連，視頻系統(tǒng)與OCT樣品掃描探頭成一共軸系統(tǒng)，可移動支架設(shè)有步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器及傳動機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電機(jī)控制器可以由計算機(jī)或手動控制步進(jìn)電機(jī)移動OCT樣品掃描探頭，以由計算機(jī)控制為優(yōu)選，步進(jìn)電機(jī)行程范圍大，可使測眼軸范圍增廣，又由于步進(jìn)電機(jī)的控制精度高，讀數(shù)精度可達(dá)1μm，因此可使得本測量方法的測量精度達(dá)到微米級。實時前段OCT采用1310nm的紅外光源，譜寬達(dá)80nm，使OCT圖像的分辨率小于10μm，OCT圖像采集和保存速度應(yīng)不小于8幀/秒，具有同視頻設(shè)備相同數(shù)量級的采集速度，實現(xiàn)了實時采集和保存的功能。這一功能能夠保證采集活體由于呼吸等原因引起的動態(tài)OCT圖像。
測量時，移動被測眼或OCT的樣品掃描探頭，通過觀察視頻成像系統(tǒng)中監(jiān)視器上的OCT的B-SCAN圖找到角膜前表面，并使角膜前表面的中央點即B-SCAN的鏡面反射帶位于圖象的十字線中心，固定被測眼的位置，記錄此時OCT的樣品掃描探頭的位置；通過計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)再次驅(qū)動支架連同OCT的樣品掃描探頭沿導(dǎo)軌移向被測眼，直至角膜后表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，記錄步進(jìn)電機(jī)本次驅(qū)動脈沖數(shù)目，通過換算得到OCT的樣品掃描探頭的本次角膜測量位移量；繼續(xù)通過計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)再次驅(qū)動支架連同OCT的樣品掃描探頭沿導(dǎo)軌移向被測眼，至晶狀體前表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，記錄步進(jìn)電機(jī)此時驅(qū)動脈沖數(shù)字，然后再次繼續(xù)通過計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支架連同OCT的樣品掃描探頭沿導(dǎo)軌移向被測眼，直至晶狀體后表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，記錄步進(jìn)電機(jī)此時驅(qū)動脈沖數(shù)字，兩次驅(qū)動脈沖數(shù)字相減后通過換算得到OCT的樣品掃描探頭的本次晶狀體測量位移量；最后繼續(xù)通過計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動支架連同OCT的樣品掃描探頭沿導(dǎo)軌移向被測眼，直至視網(wǎng)膜神經(jīng)上皮層表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，記錄步進(jìn)電機(jī)此時驅(qū)動脈沖數(shù)字，將本次驅(qū)動脈沖數(shù)字與晶狀體測量時的第二次驅(qū)動脈沖數(shù)字相減后通過換算得到OCT的樣品掃描探頭的本次視網(wǎng)膜測量位移量。將上述角膜測量位移量、晶狀體測量位移量和視網(wǎng)膜測量位移量均化為以何為單位然后分別與被測組織的結(jié)構(gòu)介質(zhì)折射率相除分別可以得到角膜厚度、晶狀體厚度及視網(wǎng)膜至晶狀體的距離。
下表為使用探頭移動式OCT與AC-Master測量小鼠眼軸和眼內(nèi)各組織厚度的數(shù)據(jù)結(jié)果比較

*數(shù)值代表眼前節(jié)厚度，眼前節(jié)厚度＝角膜厚度+前房深度
權(quán)利要求
1.一種動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法，其特征在于包括以下步驟移動被測眼或OCT的樣品掃描探頭，通過OCT的B-SCAN圖找到被測組織的前表面；使被測組織的前表面的中央點(B-SCAN的鏡面反射帶)位于圖象的十字線中心，固定被測眼的位置，記錄此時OCT的樣品掃描探頭的位置；再次移動OCT的樣品掃描探頭，直至被測組織的后表面的中央鏡面反射點位于OCT圖象中的十字線中央，再次記錄OCT的樣品掃描探頭的位置；計算兩次OCT的樣品掃描探頭的位移量(單位為mm)，所述位移量與被測組織的結(jié)構(gòu)介質(zhì)折射率之比即為被測組織的的厚度(單位mm)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動物眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法，其特征在于所述OCT的樣品掃描探頭固定在設(shè)有導(dǎo)軌的可移動支架上，所述可移動支架設(shè)有步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)控制器及傳動機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動機(jī)構(gòu)；OCT樣品掃描探頭與視頻成像系統(tǒng)相連，視頻系統(tǒng)與OCT樣品掃描探頭成一共軸系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種各種物種眼軸長及各組織結(jié)構(gòu)活體厚度的測量方法。該方法采用移動式設(shè)計的OCT(光學(xué)相干斷層掃描儀)，精確測量人眼和各種動物活體的眼軸長度以及各組織結(jié)構(gòu)的厚度(包括前房深度、晶體厚度、玻璃體腔長度、視網(wǎng)膜等)。該移動式設(shè)計的OCT通過由計算機(jī)驅(qū)動控制或手動的步進(jìn)電機(jī)移動OCT樣品掃描探頭，以O(shè)CT的B－SCAN(二維掃描)圖確定被測組織結(jié)構(gòu)的前后表面，步進(jìn)電機(jī)在空氣中的移動距離與各組織結(jié)構(gòu)的折射率之比即為眼軸長度或組織結(jié)構(gòu)的厚度。此外，該設(shè)計還配置一套眼掃描部位觀察系統(tǒng)，通過視頻輸出設(shè)備可觀察被測物體的掃描部位，以便快速找到被測的組織結(jié)構(gòu)，避免長時間由于動物的呼吸等引起的眼軸偏位等的測量誤差。
文檔編號A61B3/10GK101019759SQ20071002070
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月14日
發(fā)明者王建華, 沈梅曉, 呂帆 申請人:溫州醫(yī)學(xué)院