專(zhuān)利名稱：基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域oct成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光學(xué)相干層析成像(OCT)技木，尤其涉及ー種基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
光學(xué)相干斷層掃描(Optical Coherence Tomography,簡(jiǎn)稱OCT)是一種基于低相干干涉的非侵入式醫(yī)學(xué)成像手段，眼前節(jié)OCT (Anterior Segment OCT,簡(jiǎn)稱AS-0CT)可以非接觸，實(shí)時(shí)的提供靜動(dòng)態(tài)下的清晰部分眼前節(jié)結(jié)構(gòu)圖像，自1994年Izatt等首次將其用于角膜和眼前段成像，已成為測(cè)量和分析眼前段組織和結(jié)構(gòu)的理想工具，可助于診斷角膜、 鞏膜、虹膜、房角的異常病變，特別有助于青光眼、白內(nèi)障等常見(jiàn)眼病的診斷和研究，也被廣泛應(yīng)用于調(diào)節(jié)及老視發(fā)病機(jī)制的研究。近年來(lái)，越來(lái)越多的研究小組運(yùn)用新型的頻域OCT (FD-OCT)技術(shù)對(duì)眼前節(jié)實(shí)施成像。頻域OCT在時(shí)域系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，極大地提高了系統(tǒng)靈敏度和成像速度，使得對(duì)于眼前節(jié)的高信噪比、活體實(shí)時(shí)成像成為可能，然后一般情況下，從角膜的前頂點(diǎn)到晶狀體的前表面約為4mm (在近視眼中這ー距離會(huì)更大)，整個(gè)眼前節(jié)的深度大于10mm。譜域OCT的成像深度通常為3-4_，不能滿足全眼前節(jié)成像的需求。為了實(shí)現(xiàn)整個(gè)眼前節(jié)快速層析成像，目前主要有3種方法，一種是采用瞬時(shí)線寬比較窄的掃頻光源，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)眼前節(jié)的快速成像，但其軸向分辨率普遍低于譜域系統(tǒng)(SD-OCT)的分辨率。因此，仍有一些小組致カ于在維持譜域OCT的高分辨率的同時(shí)提高其成像深度，其中ー種方法就是構(gòu)建復(fù)數(shù)形式的干涉光譜信號(hào)以消除共軛項(xiàng)，使成像深度加倍。另ー種方法為搭建雙通道或雙聚焦OCT系統(tǒng)，對(duì)前房和晶狀體進(jìn)行分段成像，最后通過(guò)拼接構(gòu)建完整的圖像。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)。本實(shí)用新型基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)包括寬帶光源、1x2寬帶光纖耦合器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、第一光開(kāi)關(guān)、第二光開(kāi)關(guān)、參考臂、樣品臂、探測(cè)臂、光學(xué)延遲線所述探測(cè)臂包括第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、第三準(zhǔn)直透鏡、第四準(zhǔn)直透鏡、光柵、第一會(huì)聚透鏡、高速線陣CXD ;其中四個(gè)準(zhǔn)直透鏡兩兩分組，第一準(zhǔn)直透鏡與第二準(zhǔn)直透鏡為ー組，第三準(zhǔn)直透鏡與第四準(zhǔn)直透鏡為ー組；所述參考臂包括第五準(zhǔn)直透鏡，平面反射鏡；所述樣品臂包括第六準(zhǔn)直透鏡，X-Y掃描振鏡，第二會(huì)聚透鏡；所述的光學(xué)延遲線包括第七準(zhǔn)直透鏡，第八準(zhǔn)直透鏡；寬帶光源與1x2寬帶光纖稱合器ー側(cè)的一端相連,1x2寬帶光纖稱合器另ー側(cè)的一端與第一環(huán)形器的一端相連，另一端與第二環(huán)形器的一端相連，第一環(huán)形器的另一端與第六準(zhǔn)直透鏡入射端相連，X-Y掃描振鏡位于第六準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第二會(huì)聚透鏡位于X-Y掃描振鏡的反射光路上，X-Y掃描振鏡位于第二會(huì)聚透鏡的前焦面，樣品位于第二會(huì)聚透鏡的后焦面。第一環(huán)形器的第三端與第二光開(kāi)關(guān)ー側(cè)相連，第二光開(kāi)關(guān)另ー側(cè)的一端與第一準(zhǔn)直透鏡相連，另一端與第四準(zhǔn)直透鏡相連，第二環(huán)形器另一端與第五準(zhǔn)直透鏡相連，平面反射鏡位于第五準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第二環(huán)形器的第三端與第一光開(kāi)關(guān)的一側(cè)相連，第一光開(kāi)關(guān)另ー側(cè)的一端與第二準(zhǔn)直透鏡相連，另一端與第七準(zhǔn)直透鏡相連，第八準(zhǔn)直透鏡位于第七準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第八準(zhǔn)直透鏡與第三準(zhǔn)直透鏡相連，光柵位于第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、第三準(zhǔn)直透鏡、第四準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第一會(huì)聚透鏡位于光柵的出射光路上，高速線陣CCD位于第一會(huì)聚透鏡的后焦面上。與背景技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是I、相比于一般的OCT系統(tǒng),本方法使用三角波驅(qū)動(dòng)X-Y掃描振鏡，在三角波的上升沿和下降沿均進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，因此通過(guò)光開(kāi)關(guān)可以快速的 實(shí)現(xiàn)兩次獨(dú)立成像，然后將兩次成像結(jié)果拼接得到一幅全眼前節(jié)的OCT圖像。2、相比于一般的雙通道或雙聚焦OCT系統(tǒng)，本方法能夠通過(guò)控制參考光和樣品光在探測(cè)臂內(nèi)光柵上的照射區(qū)域，調(diào)控系統(tǒng)靈敏度曲線的位置，使最高靈敏度不再位于零光程位置處，而是位于我們所需的成像區(qū)域以內(nèi)，因此獲得的OCT圖像整體靈敏度得到了提聞。

圖I是本實(shí)用新型的譜域光學(xué)相干層析成像系統(tǒng)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中探測(cè)臂的立體示意圖；圖3是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中探測(cè)臂的側(cè)視圖；圖4是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中兩次成像的效果示意圖；圖5是本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中的時(shí)序控制圖。圖I中1、寬帶光源，2、lx2寬帶光纖耦合器，3、環(huán)形器，4、準(zhǔn)直透鏡，5、X-Y掃描振鏡，6、會(huì)聚透鏡，7、人眼(樣品)，8、環(huán)形器，9、準(zhǔn)直透鏡，10、平面反射鏡，11、1χ2光開(kāi)關(guān)，12、1x2光開(kāi)關(guān)，13、準(zhǔn)直透鏡，14、準(zhǔn)直透鏡，15、準(zhǔn)直透鏡，16、準(zhǔn)直透鏡，17、準(zhǔn)直透鏡，18、準(zhǔn)直透鏡，19、光柵，20、會(huì)聚透鏡，21、高速線陣CCD，22、計(jì)算機(jī)，23、參考臂，24、樣品臂，25、
探測(cè)臂。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)主要包括寬帶光源1、1χ2寬帶光纖稱合器2、第一環(huán)形器3、第二環(huán)形器8、第一光開(kāi)關(guān)11、第二光開(kāi)關(guān)12、第七準(zhǔn)直透鏡13、第八準(zhǔn)直透鏡14、參考臂23、樣品臂24、探測(cè)臂25。參考臂包括第五準(zhǔn)直透鏡9，平面反射鏡10 ;樣品臂24包括第六準(zhǔn)直透鏡4，X-Y掃描振鏡5，第二會(huì)聚透鏡6，樣品7 ;探測(cè)臂25包括第一準(zhǔn)直透鏡15、第二準(zhǔn)直透鏡16、第三準(zhǔn)直透鏡17、第四準(zhǔn)直透鏡18、光柵19、第一會(huì)聚透鏡20、高速線陣(XD21 ；寬帶光源I與1x2寬帶光纖耦合器2的a端相連，1x2寬帶光纖耦合器2的b端分別與第一環(huán)形器3和第二環(huán)形器8的a端相連，第一環(huán)形器3的b端與準(zhǔn)直透鏡4的入射端相連，X-Y掃描振鏡5位于第六準(zhǔn)直透鏡4的出射光路上，第二會(huì)聚透鏡6位于X-Y掃描振鏡5的反射光路上,X-Y掃描振鏡5位于第二會(huì)聚透鏡6的前焦面,樣品7位于第二會(huì)聚透鏡6的后焦面上。第一環(huán)形器3的c端與第二光開(kāi)關(guān)12的a端相連，第二光開(kāi)關(guān)12的b端與探測(cè)臂25中第一準(zhǔn)直透鏡15相連，第二光開(kāi)關(guān)12的c端與第四準(zhǔn)直透鏡18相連，第二環(huán)形器8的b端與參考臂中的第五準(zhǔn)直透鏡9相連，平面反射鏡10位于第五準(zhǔn)直透鏡9的出射光路上，第二環(huán)形器8的c端與第一光開(kāi)光11的a端相連,第一光開(kāi)關(guān)11的b端與第二準(zhǔn)直透鏡16相連，第一光開(kāi)關(guān)11的c端與第七準(zhǔn)直透鏡13相連，第八準(zhǔn)直透鏡14位于第七準(zhǔn)直透鏡13的出射光路上，第八準(zhǔn)直透鏡14與第三準(zhǔn)直透鏡17相連，光柵19位于第一準(zhǔn)直透鏡15、第二準(zhǔn)直透鏡16、第三準(zhǔn)直透鏡17、第四準(zhǔn)直透鏡18的出射光路上，第一會(huì)聚透鏡20位于光柵19的出射光路上，高速線陣(XD21位于第一會(huì)聚透鏡20的后焦面上，探測(cè)臂25與計(jì)算機(jī)22連接。從寬帶光源I出來(lái)的低相干光，入射到1x2寬帶光纖耦合器2，經(jīng)分光后，一路經(jīng)第一環(huán)形器3進(jìn)入樣品臂，經(jīng)第六準(zhǔn)直透鏡4、X-Y掃描振鏡5、第二會(huì)聚透鏡6后照射在人眼(樣品)7上，經(jīng)人眼(樣品)7反射回的信號(hào)光原路返回，經(jīng)第一環(huán)形器3至第二光開(kāi)關(guān)12處，而后進(jìn)入探測(cè)臂25。從1x2寬帶光纖耦合器2出射的另一束光經(jīng)第二環(huán)形器8進(jìn)入?yún)?考臂23，經(jīng)第五準(zhǔn)直透鏡9和平面反射鏡10，由原路返回經(jīng)第二環(huán)形器8至第一光開(kāi)關(guān)11，而后進(jìn)入探測(cè)臂25。第一光開(kāi)關(guān)11和第二光開(kāi)關(guān)12后分別有兩條通路，光開(kāi)關(guān)處于狀態(tài)I時(shí)，如圖6所示，此時(shí)驅(qū)動(dòng)X-Y掃描振鏡的三角波信號(hào)位于上升沿，參考光和樣品光分別從C、A進(jìn)入探測(cè)臂25，此時(shí)零光程位置位于樣品外部，如圖3中參考面I所示。如圖2所示，在探測(cè)臂25中，樣品光和參考光分別經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡15、第二準(zhǔn)直透鏡16沿垂直于光柵刻線方向平行照射在光柵19上的不同區(qū)域。被光柵分光后，樣品光和參考光不同波長(zhǎng)的色光經(jīng)第一會(huì)聚透鏡20聚焦在高速線陣(XD21上的不同位置，并且發(fā)生干渉，高速線陣(XD21對(duì)干涉光譜進(jìn)行采集，采集到的光譜信號(hào)最后傳入計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行逆傅立葉變換等處理來(lái)重建樣品圖像。如圖3所示，由于經(jīng)第一準(zhǔn)直透鏡15和第二準(zhǔn)直透鏡16出射的樣品光和參考光分別照射在光柵19上的不同位置,兩束光經(jīng)光柵19分光后，由于光柵19的作用，參考光會(huì)比樣品光多出一段本征光程，此時(shí)系統(tǒng)靈敏度曲線的最高點(diǎn)移動(dòng)到樣品內(nèi)部，如圖4中曲線E所示，我們能獲得的圖像即為曲線E實(shí)線部分所示區(qū)域。系統(tǒng)靈敏度曲線最高點(diǎn)E點(diǎn)的位置可以通過(guò)控制第一準(zhǔn)直透鏡15與第二準(zhǔn)直透鏡16之間的水平距離來(lái)調(diào)控。如圖3中側(cè)視圖所示，當(dāng)?shù)谝粶?zhǔn)直透鏡15與第二準(zhǔn)直透鏡16之間的水平距離增大時(shí)，此時(shí)樣品光和參考光之間所隔的光柵刻線數(shù)增多，圖4中E點(diǎn)位置會(huì)向下移動(dòng)，反之E點(diǎn)位置會(huì)向上移動(dòng)。當(dāng)光開(kāi)關(guān)處于狀態(tài)2時(shí)，如圖6所示，此時(shí)驅(qū)動(dòng)X-Y掃描振鏡的三角波信號(hào)位于下降沿，樣品光和參考光分別從B、D進(jìn)入探測(cè)臂25。通過(guò)調(diào)節(jié)第七準(zhǔn)直透鏡13和第八準(zhǔn)直透鏡14之間的距離，控制零光程位置，使之位于圖4中樣品內(nèi)部參考面2處。在探測(cè)臂25中，樣品光和參考光分別經(jīng)第四準(zhǔn)直透鏡18、第三準(zhǔn)直透鏡17垂直于光柵刻線方向水平照射在光柵19上的不同區(qū)域，第四準(zhǔn)直透鏡18、第三準(zhǔn)直透鏡17分別與第一準(zhǔn)直透鏡15、第ニ準(zhǔn)直透鏡16沿光柵刻線方向平行排列。與第一次米集數(shù)據(jù)時(shí)ー樣參考光和樣品光經(jīng)過(guò)光柵19分光，最后在高速線陣CCD21上發(fā)生干渉，探測(cè)到的干涉光譜信號(hào)被計(jì)算機(jī)接收。經(jīng)第四準(zhǔn)直透鏡18和第三準(zhǔn)直透鏡17出射的樣品光和參考光仍然照射在光柵19的不同位置，但相對(duì)位置與第一次采集數(shù)據(jù)時(shí)相反，因此樣品光會(huì)比參考光多出一段本征光程，靈敏度曲線的最高點(diǎn)從零光程位置(參考面2)移動(dòng)到圖4中F處，我們能獲得的圖像即為曲線F實(shí)線部分所示區(qū)域。此時(shí)我們可以通過(guò)控制第三準(zhǔn)直透鏡17與第四準(zhǔn)直透鏡18之間的 水平距離來(lái)控制最高靈敏度F點(diǎn)的位置，當(dāng)兩者之間的距離增大吋，F(xiàn)點(diǎn)位置向上移動(dòng)，反之F點(diǎn)位置向下移動(dòng)。將兩次獲得的圖像進(jìn)行拼接就實(shí)現(xiàn)了眼前節(jié)的大范圍成像。
權(quán)利要求1.基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)，其特征在于包括寬帶光源、1x2寬帶光纖耦合器、第一環(huán)形器、第二環(huán)形器、第一光開(kāi)關(guān)、第二光開(kāi)關(guān)、參考臂、樣品臂、探測(cè)臂、光學(xué)延遲線所述探測(cè)臂包括第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、第三準(zhǔn)直透鏡、第四準(zhǔn)直透鏡、光柵、第一會(huì)聚透鏡、高速線陣CXD ;其中四個(gè)準(zhǔn)直透鏡兩兩分組，第一準(zhǔn)直透鏡與第二準(zhǔn)直透鏡為ー組，第三準(zhǔn)直透鏡與第四準(zhǔn)直透鏡為ー組；所述參考臂包括第五準(zhǔn)直透鏡，平面反射鏡；所述樣品臂包括第六準(zhǔn)直透鏡，X-Y掃描振鏡，第二會(huì)聚透鏡；所述的光學(xué)延遲線包括第七準(zhǔn)直透鏡，第八準(zhǔn)直透鏡； 寬帶光源與1x2寬帶光纖稱合器ー側(cè)的一端相連，1x2寬帶光纖稱合器另ー側(cè)的一端與第一環(huán)形器的一端相連，另一端與第二環(huán)形器的一端相連，第一環(huán)形器的另一端與第六準(zhǔn)直透鏡入射端相連，X-Y掃描振鏡位于第六準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第二會(huì)聚透鏡位于X-Y掃描振鏡的反射光路上，X-Y掃描振鏡位于第二會(huì)聚透鏡的前焦面，樣品位于第二會(huì)聚透鏡的后焦面，第一環(huán)形器的第三端與第二光開(kāi)關(guān)ー側(cè)相連，第二光開(kāi)關(guān)另ー側(cè)的一端與第一準(zhǔn)直透鏡相連，另一端與第四準(zhǔn)直透鏡相連，第二環(huán)形器另一端與第五準(zhǔn)直透鏡相連，平面反射鏡位于第五準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第二環(huán)形器的第三端與第一光開(kāi)關(guān)的ー側(cè)相連，第一光開(kāi)關(guān)另ー側(cè)的一端與第二準(zhǔn)直透鏡相連，另一端與第七準(zhǔn)直透鏡相連，第八準(zhǔn)直透鏡位于第七準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第八準(zhǔn)直透鏡與第三準(zhǔn)直透鏡相連，光柵位于第一準(zhǔn)直透鏡、第二準(zhǔn)直透鏡、第三準(zhǔn)直透鏡、第四準(zhǔn)直透鏡的出射光路上，第一會(huì)聚透鏡位于光柵的出射光路上，高速線陣CCD位于第一會(huì)聚透鏡的后焦面上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了基于視見(jiàn)函數(shù)調(diào)控的全眼前節(jié)譜域OCT成像系統(tǒng)。寬帶光源發(fā)出的低相干光，經(jīng)光纖耦合器分光后分別進(jìn)入樣品臂和參考臂，從樣品臂和參考臂返回的光各自經(jīng)過(guò)環(huán)形器進(jìn)入探測(cè)臂，分別經(jīng)由光開(kāi)關(guān)選擇不同的光路并照射在光柵的不同區(qū)域，實(shí)現(xiàn)參考臂位置與相應(yīng)最高靈敏度位置的切換。經(jīng)光柵色散后的不同光譜成分會(huì)聚在CCD的不同像素上并發(fā)生干涉，干涉光譜信號(hào)傳入計(jì)算機(jī)后重建樣品的OCT圖像。將對(duì)應(yīng)于光開(kāi)關(guān)兩種狀態(tài)下的兩幅OCT圖像進(jìn)行拼接，得到量程加倍的OCT圖像，本實(shí)用新型能夠在高靈敏度前提下實(shí)現(xiàn)全眼前節(jié)的譜域OCT成像。
文檔編號(hào)A61B3/10GK202619628SQ20122019958
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者丁志華, 洪威, 王川, 沈毅, 倪秧, 顏揚(yáng)治, 盧錫清 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)