眼科光学相干断层扫描仪测量装置和测量系统的制作方法

1.本实用新型涉及眼科光学相干断层扫描仪(oct)技术领域，特别是涉及一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置和测量系统。


背景技术：

2.眼科光学相干断层扫描仪做为眼底疾病检测设备在眼科眼底疾病检测领域有着广泛的应用。而该设备的检测精度也直接影响眼底疾病的检测结果，从而影响疾病的诊断。因此，一种便携、精确的测量装置就显得尤为重要。传统的检测装置一般是参考其它眼底检测设备的检测方式，通过外置标靶，采集而来的数据经过换算得出检测结果。这种检测方式由于是外置标靶，不光要求有较大操作空间，而且光路受到外界的影响又会造成测量精度的误差。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置和测量系统。
4.为了实现本实用新型的上述目的，本实用新型提供了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，包括内镜管及与所述内镜管可拆卸连接的外镜管，在外镜管上设置有用于固定安装螺栓一和螺栓二的螺纹孔，螺栓一和螺栓二固定安装在螺纹孔内，在外镜管上设置有贯穿外镜管的对称贯穿孔，分别为第一贯穿孔和第二贯穿孔；
5.在内镜管内设置有用于可拆卸安装光学透镜组的光学透镜组安装座，光学透镜组安装在光学透镜组安装座上，在外镜管内设置有用于可拆卸安装标有视场尺寸基准刻度底板的底板安装座，底板安装座上安装有标有视场尺寸基准刻度底板，标准细丝的一端与螺栓一相连，标准细丝的另一端依次经第一贯穿孔、外镜管管腔、第二贯穿孔后固定在螺栓二上，穿过外镜管的标准细丝位于外镜管和内镜管之间。
6.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管内设置有内螺纹，在内镜管上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管与外镜管的可拆卸连接；
7.或/和在内镜管上设置有便于将内镜管旋入外镜管的m个第一旋槽，所述m为大于或者等于1的正整数；
8.或/和m为2，分别为第一旋槽一和第一旋槽二；
9.或/和在内镜管内壁上设置有内镜管螺纹，将内镜管抵紧环放入内镜管中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环旋入内镜管，使其光学透镜组固定；
10.或/和内镜管旋进环上设置有便于将内镜管旋进环旋进内镜管的n个第二旋槽，所述n为大于或者等于1的正整数；
11.或/和在外镜管内壁上设置有外镜管螺纹，通过外镜管螺纹将设置有与外镜管螺纹相适应的外镜管旋进环旋入外镜管内，使其标有视场尺寸基准刻度底板固定；
12.或/和外镜管旋进环上设置有便于将外镜管旋进环旋进外镜管的p个第三旋槽，所述p为大于或者等于1的正整数。
13.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，包括内镜管及与所述内镜管可拆卸连接的外镜管，在内镜管内设置有用于可拆卸安装光学透镜组的光学透镜组安装座，光学透镜组安装在光学透镜组安装座上，在内镜管内设置有用于可拆卸安装滤光片的滤光片安装座，滤光片安装在滤光片安装座上；
14.在外镜管内设置有用于可拆卸安装标有视场尺寸基准刻度底板和玻璃片的底板安装座，底板安装座上安装有标有视场尺寸基准刻度底板和玻璃片。
15.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管内设置有内螺纹，在内镜管上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管与外镜管的可拆卸连接；
16.或/和在内镜管上设置有便于将内镜管旋入外镜管的m个第一旋槽，所述m为大于或者等于1的正整数；
17.或/和m为2，分别为第一旋槽一和第一旋槽二；
18.或/和在内镜管内壁上设置有内镜管螺纹，先将光学透镜组放入内镜管中，再将内镜管抵紧环放入内镜管中，再将滤光片放入内镜管中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环旋入内镜管，使其光学透镜组和滤光片固定；
19.或/和内镜管旋进环上设置有便于将内镜管旋进环旋进内镜管的n个第二旋槽，所述n为大于或者等于1的正整数；
20.或/和在外镜管内壁上设置有外镜管螺纹，依次将玻璃片和标有视场尺寸基准刻度底板放入外镜管内，通过外镜管螺纹将设置有与外镜管螺纹相适应的外镜管旋进环旋入外镜管内，使其标有视场尺寸基准刻度底板和玻璃片固定；
21.或/和外镜管旋进环上设置有便于将外镜管旋进环旋进外镜管的p个第三旋槽，所述p为大于或者等于1的正整数。
22.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，包括内镜管及与所述内镜管可拆卸连接的外镜管，在内镜管内设置有用于可拆卸安装光学透镜组的光学透镜组安装座，光学透镜组安装在光学透镜组安装座上，在内镜管内设置有用于可拆卸安装滤光片的滤光片安装座，滤光片安装在滤光片安装座上；
23.在外镜管末端设置有用于封闭外镜管的封闭板，在封闭板上设置有贯穿封闭板的孔阑，在封闭板上设置有分辨率板，在分辨率板上设置有移动板，移动板与分辨率板上存在磁性，使其移动板在外力作用下可在分辨率板上移动。
24.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管内设置有内螺纹，在内镜管上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管与外镜管的可拆卸连接；
25.或/和在内镜管上设置有便于将内镜管旋入外镜管的m个第一旋槽，所述m为大于或者等于1的正整数；
26.或/和m为2，分别为第一旋槽一和第一旋槽二；
27.或/和在内镜管内壁上设置有内镜管螺纹，先将光学透镜组放入内镜管中，再将内镜管抵紧环放入内镜管中，再将滤光片放入内镜管中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环旋入内镜管，使其光学透镜组和滤光片固定；
28.或/和内镜管旋进环上设置有便于将内镜管旋进环旋进内镜管的n个第二旋槽，所
述n为大于或者等于1的正整数。
29.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量系统，将眼科光学相干断层扫描仪测量装置放置于眼科光学相干断层扫描仪上，对其参数测定。
30.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型通过模拟人眼的结构进行光路设计，使测量更接近实际使用状态，同时可以有效减少外部干扰。具有高效、精确的优点。
31.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
32.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1是本实用新型结构示意图。
34.图2是图1的另一角度的结构示意图。
35.图3是图1的剖视结构示意图。
36.图4是本实用新型结构示意图。
37.图5是图4另一角度的结构示意图。
38.图6是本实用新型结构示意图。
39.图7是图6的剖视结构示意图。
40.图8是本实用新型标有视场尺寸基准刻度的底板示意图；
41.(a)表示方格型基准刻度的底板示意图；
42.(b)表示环型基准刻度的底板示意图。
43.图9是本实用新型眼底预览视场角测量示意图。
44.图10是本实用新型眼底图像和oct图像的匹配示意图；
45.(a)表示在允差范围内的匹配示意图；
46.(b)表示在允差范围外的匹配示意图。
47.图11是本实用新型深度测量示意图。
48.图12是本实用新型轴向分辨率测量示意图；
49.(a)表示玻璃片上下表面间距对应像素数示意图；
50.(b)表示玻璃片上表面信号半高宽示意图。
51.图13是本实用新型信噪比测量示意图；
52.(a)表示玻璃片上表面反射信号示意图；
53.(b)表示噪音信号示意图。
54.图14是本实用新型可辨的最小条纹图形示意图。
具体实施方式
55.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
56.本实用新型提供了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，如图1～14所示，包括内镜管5及与所述内镜管5可拆卸连接的外镜管6，在外镜管6上设置有用于固定安装螺栓一和螺栓二的螺纹孔，螺栓一和螺栓二固定安装在螺纹孔内，在外镜管6 上设置有贯穿外镜管6的对称贯穿孔，分别为第一贯穿孔和第二贯穿孔；
57.在内镜管5内设置有用于可拆卸安装光学透镜组11的光学透镜组安装座，光学透镜组11安装在光学透镜组安装座上，在外镜管6内设置有用于可拆卸安装标有视场尺寸基准刻度底板10的底板安装座，底板安装座上安装有标有视场尺寸基准刻度底板10，标准细丝2的一端与螺栓一相连，标准细丝2的另一端依次经第一贯穿孔、外镜管管腔、第二贯穿孔后固定在螺栓二上，穿过外镜管6的标准细丝2位于外镜管6和内镜管5之间。
58.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管6内设置有内螺纹，在内镜管5 上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管5与外镜管6的可拆卸连接；
59.或/和在内镜管5上设置有便于将内镜管5旋入外镜管6的m个第一旋槽，所述 m为大于或者等于1的正整数；
60.或/和m为2，分别为第一旋槽一4a和第一旋槽二4b；
61.或/和在内镜管5内壁上设置有内镜管螺纹，将内镜管抵紧环7放入内镜管5中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环8旋入内镜管5，使其光学透镜组11固定；
62.或/和内镜管旋进环8上设置有便于将内镜管旋进环8旋进内镜管5的n个第二旋槽，所述n为大于或者等于1的正整数；
63.或/和在外镜管6内壁上设置有外镜管螺纹，通过外镜管螺纹将设置有与外镜管螺纹相适应的外镜管旋进环9旋入外镜管6内，使其标有视场尺寸基准刻度底板10 固定；
64.或/和外镜管旋进环9上设置有便于将外镜管旋进环9旋进外镜管6的p个第三旋槽，所述p为大于或者等于1的正整数。
65.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，包括内镜管5及与所述内镜管5可拆卸连接的外镜管6，在内镜管5内设置有用于可拆卸安装光学透镜组11的光学透镜组安装座，光学透镜组11安装在光学透镜组安装座上，在内镜管 5内设置有用于可拆卸安装滤光片13的滤光片安装座，滤光片13安装在滤光片安装座上；
66.在外镜管6内设置有用于可拆卸安装标有视场尺寸基准刻度底板10和玻璃片12 的底板安装座，底板安装座上安装有标有视场尺寸基准刻度底板10和玻璃片12。
67.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管6内设置有内螺纹，在内镜管5 上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管5与外镜管6的可拆卸连接；
68.或/和在内镜管5上设置有便于将内镜管5旋入外镜管6的m个第一旋槽，所述 m为大于或者等于1的正整数；
69.或/和m为2，分别为第一旋槽一4a和第一旋槽二4b；
70.或/和在内镜管5内壁上设置有内镜管螺纹，先将光学透镜组11放入内镜管5中，再将内镜管抵紧环7放入内镜管5中，再将滤光片13放入内镜管5中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环8旋入内镜管5，使其光学透镜组11和滤光片13固定；
71.或/和内镜管旋进环8上设置有便于将内镜管旋进环8旋进内镜管5的n个第二旋
槽，所述n为大于或者等于1的正整数；
72.或/和在外镜管6内壁上设置有外镜管螺纹，依次将玻璃片12和标有视场尺寸基准刻度底板10放入外镜管6内，通过外镜管螺纹将设置有与外镜管螺纹相适应的外镜管旋进环9旋入外镜管6内，使其标有视场尺寸基准刻度底板10和玻璃片12固定；
73.或/和外镜管旋进环9上设置有便于将外镜管旋进环9旋进外镜管6的p个第三旋槽，所述p为大于或者等于1的正整数。
74.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量装置，包括内镜管5及与所述内镜管5可拆卸连接的外镜管6，在内镜管5内设置有用于可拆卸安装光学透镜组11的光学透镜组安装座，光学透镜组11安装在光学透镜组安装座上，在内镜管 5内设置有用于可拆卸安装滤光片13的滤光片安装座，滤光片13安装在滤光片安装座上；
75.在外镜管6末端设置有用于封闭外镜管6的封闭板14，在封闭板14上设置有贯穿封闭板14的孔阑15，在封闭板14上设置有分辨率板16，在分辨率板16上设置有移动板17，移动板17与分辨率板16上存在磁性，使其移动板17在外力作用下可在分辨率板16上移动。
76.在本实用新型的一种优选实施方式中，在外镜管6内设置有内螺纹，在内镜管5 上设置有与内螺纹相适应的外螺纹，实现内镜管5与外镜管6的可拆卸连接；
77.或/和在内镜管5上设置有便于将内镜管5旋入外镜管6的m个第一旋槽，所述 m为大于或者等于1的正整数；
78.或/和m为2，分别为第一旋槽一4a和第一旋槽二4b；
79.或/和在内镜管5内壁上设置有内镜管螺纹，先将光学透镜组11放入内镜管5中，再将内镜管抵紧环7放入内镜管5中，再将滤光片13放入内镜管5中，再通过内镜管螺纹将设置有与内镜管螺纹相适应的内镜管旋进环8旋入内镜管5，使其光学透镜组11和滤光片13固定；
80.或/和内镜管旋进环8上设置有便于将内镜管旋进环8旋进内镜管5的n个第二旋槽，所述n为大于或者等于1的正整数。
81.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量系统，将眼科光学相干断层扫描仪测量装置放置于眼科光学相干断层扫描仪上，对其参数测定。
82.本实用新型还公开了一种眼科光学相干断层扫描仪测量方法，包括测试一、测试二、测试三之一或者组合；
83.测试一：
84.其眼底预览视场角的计算方法为：
[0085][0086]
其中，r表示眼底预览图视野中心到边缘的距离；
[0087]
l1表示眼底预览图视野长度；
[0088][0089]
其中，表示眼底预览视场角；
[0090]
r表示眼底预览图视野中心到边缘的距离；
[0091]
f表示焦距；
[0092]
其oct扫描视场角的计算方法为：
[0093][0094]
其中，r
′
表示oct扫描视野中心到边缘的距离；
[0095]
l2表示oct扫描视野长度；
[0096][0097]
其中，表示oct扫描视场角；
[0098]
r
′
表示oct扫描视野中心到边缘的距离；
[0099]
f表示焦距；
[0100]
测试二：
[0101]
其深度测量的计算方法为：
[0102]
h＝n
g
*l(d/d)
[0103]
其中，h表示空气中扫描深度；
[0104]
n
g
表示中心波长的折射率；
[0105]
l表示玻璃厚度；
[0106]
d表示总扫描深度范围像素；
[0107]
d表示玻璃上下表面对应间隔为像素；
[0108][0109]
l表示玻璃厚度；
[0110]
l
o
表示玻璃片上下表面距离；
[0111]
n
o
表示预设组织折射率；
[0112]
n
g
表示中心波长的折射率；
[0113]
其轴向分辨率的计算方法为：
[0114][0115]
其中，δz表示轴向分辨率；
[0116]
l表示玻璃厚度；
[0117]
n表示上表面信号半高宽对应的像素数；
[0118]
m表示玻璃片两个表面间距对应的像素数；
[0119]
n
g
表示中心波长的折射率；
[0120]
n
o
表示预设组织折射率；
[0121]
其信噪比的计算方法为：
[0122][0123]
其中，n表示滤光片衰减倍数；
[0124]
a表示透射功率；
[0125]
b表示准直光入射功率；
[0126][0127]
其中，r表示功率反射率；
[0128]
n
g
表示中心波长的折射率；
[0129]
n
′
表示空气折射率；
[0130][0131]
其中，snr表示信噪比；
[0132]
s表示信号最大强度；
[0133]
r表示功率反射率；
[0134]
σ表示背景信号的标准偏差；
[0135]
n表示滤光片衰减倍数；
[0136]
| |表示取绝对值；
[0137]
测试三：
[0138]
其装置分辨率的计算方法为：
[0139][0140]
其中，表示装置分辨率；
[0141]
ξ表示可识别线对；
[0142]
ρ表示常数。
[0143]
所述的光学透镜组是为了将光源通过光阑聚焦到标有视场尺寸基准刻度的底板上。通过这种方式来模拟光源经过瞳孔聚焦到眼底视网膜。为了减少像差，采用了三片式透镜组设计，其焦距f＝17mm。
[0144]
所述的光阑为孔径为6mm,用于模拟人眼瞳孔大小。
[0145]
所述的中性密度滤光片是用来降低光学能量，防止图像过曝。
[0146]
所述的标准细丝是做为标靶来评估眼底图像和oct扫描图像的匹配度。
[0147]
所述的玻璃片是做为厚度基准，用于深度测量。
[0148]
所述的标有视场尺寸基准刻度的底板是做为基准进行视场角的测量。
[0149]
本实用新型通过光路设计，模拟人眼的基本结构，将标靶置于测量装置中，无需外部装置即可实现oct的参数测量。目前市场上没有同类测量装置；本实用新型方案可以适用于眼科光学相干断层扫描仪基本参数的测量。
[0150]
本实用新型通过模拟人眼的结构进行光路设计，使测量更接近实际使用状态，同时可以有效减少外部干扰。具有高效、精确的优点。
[0151]
本实用新型的光路设计是模拟了人眼的基本结构，光源经瞳孔聚焦到眼底，等效焦距为17mm。
[0152]
本实用新型为了减少像差，采用了三片式透镜组设计，主镜光路是正负正的结构，即库克型。从而将光源经过光阑聚焦在底板上。
[0153]
本实用新型测量装置3采用可移动磁力板，通过移动磁力板，可以观察分辨率板上不同线对，从而适用于不同横向分辨率测量。
[0154]
本实用新型采用田字格或环型方式作为基准刻度的底板，使其直接客观的得出测量结果。
[0155]
实施例1视场角测量(测量装置1
[0156]
视场角包括眼底预览视场角和oct扫描视场角。
[0157]
眼底预览视场角通过测量眼底预览图视野中心到边缘的距离计算得出。如图5 所示，标尺每一小格边长为1mm，预览视野中心到边缘的距离为：
[0158][0159]
由此可计算眼底预览视场角为：
[0160][0161]
oct扫描视场角可以根据oct实际扫描范围确定，如图5所示，oct扫描范围为5.8mm，对应oct扫描视场角为：
[0162][0163]
实施例2眼底图像和oct图像的匹配(测量装置1)
[0164]
将扫描线与测量装置底图像中的细丝重合，获得匹配图像，然后转动测量装置，获得不匹配图像。所获得的oct图像如图6所示，其中自上而下各界面分别为细丝上表面、细丝下表面、刻度底板。由于细丝直径为100μm，当细丝图像完整贯穿扫描范围时，说明匹配可以达到
±
100μm的允差范围。
[0165]
实施例3深度测量(测量装置2)
[0166]
测量1mm玻璃厚度为l毫米，从oct成像中测量玻璃上下表面对应间隔为d像素，总扫描深度范围为d像素，则空气中扫描深度为：
[0167]
h＝n
g
*l(d/d)
[0168]
其中l为1mm玻璃物理厚度，计算方法如下：
[0169][0170]
1mm厚玻璃片材料为k9，在测试设备中心波长840nm处的折射率为n
g
＝1.51。预设组织折射率为n
o
＝1.336。在测试设备的oct软件中测得玻璃片上下表面距离为 l
o
＝1.13mm，如图7所示。换算得到玻璃片厚度为：
[0171][0172]
实施例4轴向分辨率(测量装置2)
[0173]
将oct扫描振镜角度设置为零，通过调节测量装置和设备出瞳的相对角度和位置，使oct信号最强，此时oct光线垂直入射测量装置底的玻璃片。将oct信号记录下来，并测量
玻璃上下表面之间距离对应的像素数，以及玻璃上表面信号的半高宽对应的像素数，如图8所示。由于上下表面峰值差距比较大，图8(a)纵轴采用了对数坐标显示。
[0174]
根据测量结果，玻璃片两个表面间距对应的像素数m＝895，上表面信号半高宽对应的像素数n＝3.7。计算得轴向分辨率为：
[0175][0176]
实施例5信噪比(snr)(测量装置2)
[0177]
类似于轴向分辨率测量，将测量装置oct信号调至最大值，记录数据。然后遮挡测量装置信号，记录噪音数据。信号和噪音的测量值如图9所示。
[0178]
中性密度滤光片的衰减倍数通过让准直光透过滤光片，测量光的入射和透射功率获得。经测量，840nm准直光入射功率为745μw，透射功率为11μw，因此中性密度滤光片衰减倍数为：
[0179][0180]
玻璃片的折射率n
g
＝1.51，在垂直入射的情况下，空气和玻璃界面的功率反射率为：
[0181][0182]
根据测量得到信号最大强度s＝1990.4以及背景信号的标准偏差σ＝0.079，可以计算得到信噪比：
[0183][0184]
实施例6横向分辨率(测量装置3)
[0185]
将分辨率板对应线对放置在孔阑2处，用oct测量装置3测量，通过观察oct 信号，读出屏幕上可辨的最小条纹宽度即产品的最小分辨率。
[0186]
如图10所示，从图中可识别线对，1000
÷
40＝25um，可见设备分辨率可达25um。
[0187]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。