一种眼科OCT成像装置以及OCT样本臂的制作方法

一种眼科oct成像装置以及oct样本臂
技术领域
1.本公开涉及医疗器械技术领域，尤其涉及眼科oct医疗设备领域，可应用于眼轴和眼底各种参数的成像测量等场景。


背景技术：

2.随着老龄化程度的加深以及青少年不良用眼习惯问题的持续，眼屈光问题发生较为普遍，眼科疾病就诊患者增长趋势明显。目前在分析眼屈光问题时使用较多的是眼成像技术，通过眼部成像，对成像进行数据提取，客观分析眼轴长、眼前节角膜半径、眼底等眼科生物参数，以提供医疗诊断和手术等提供数据支持。
3.光学相干断层成像(optical coherence tomography，oct)技术是眼科成像领域较为先进的一种成像技术，具有分辨率高、对被测组织无损的特点，为认识和发现眼睛疾病方面提供了更加准确和便利的方法。目前基于oct技术的眼部成像设备已经被应用在眼科门诊，发明人在实现本公开实施例的过程中，经过对现有oct成像技术的研究发现，测量眼轴主要有两种实现方式，一种是先分别完成眼前节成像测量和眼后节成像测量，最后将两次测量转换为眼轴长测量。由于眼前节成像测量和眼后节成像测量是分时进行的，存在测量时差。分时测量过程中无法避免眼球的转动及设备的机械变化引起的测量误差。另一种是设置多个独立的光路，比如眼前节对应一个成像光路，眼后节对应另一个成像光路，可以实现眼前节和眼后节的同时成像，但是多个独立光路难以保证成像质量一致。以上两种方案均存在眼轴长测量不准确的问题。


技术实现要素：

4.本公开提供了一种眼科oct成像装置以及oct样本臂，用以解决相关技术中分时眼轴长测量导致测量结果不准确的技术问题。
5.第一方面，为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种眼科oct成像装置，包括：oct样本臂，其中，
6.所述oct样本臂包括：接目镜，第一固定透镜组，第二固定透镜组，可移动透镜组和扫描镜，其中，
7.所述第一固定透镜组靠近所述接目镜设置；
8.所述第二固定透镜组靠近所述扫描镜设置；以及
9.所述可移动透镜组、所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组设置在同一光轴上，且所述可移动透镜组可在所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组之间沿光轴移动，以实现眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式的切换。
10.可选地，在所述可移动透镜组沿光轴移动并靠近所述第一固定透镜组的情况下，所述眼科oct成像装置切换为眼前节成像测量模式；和/或
11.在所述可移动透镜组沿光轴移动并靠近所述第二固定透镜组的情况下，所述眼科oct成像装置切换为眼轴长成像测量模式。
12.可选地，在测量模式切换过程中，所述接目镜至所述扫描镜的光程保持不变。
13.可选地，眼轴长成像测量模式下oct光路的成像数值孔径na1小于眼前节成像测量模式下oct光路的成像数值孔径na2。
14.可选地，所述成像数值孔径na1与所述成像数值孔径na2之间满足条件：
15.na2/na1＞1.3；或者
16.2.5＞na2/na1＞1.3。
17.可选地，眼轴长成像测量模式下，经过所述oct样本臂到达待测眼睛角膜的成像光束为发散光束；和/或
18.眼前节成像测量模式下，经过所述oct样本臂的成像光束在待测眼睛角膜前为近似远心光束。
19.可选地，眼轴长成像测量模式下，经过所述oct样本臂到达待测眼睛角膜前的成像光束在所述扫描镜的等效共轭位置处汇聚。
20.可选地，所述第一固定透镜组焦距f1、所述可移动透镜组焦距f2、所述第二固定透镜组焦距f3之间满足以下条件中的至少之一：
21.2＜f1/f2＜6；
22.0.6＜f1/f3＜1.7。
23.可选地，眼轴长成像测量模式下，所述扫描镜与待测眼睛之间的光路中与物面共轭的中间像面出现在所述第二固定透镜组中内部透镜之间的位置上；和/或
24.眼前节成像测量模式下，所述第二固定透镜组中内部透镜之间的位置上不出现中间像面。
25.可选地，所述可移动透镜组包括以下至少之一：
26.至少1个胶合镜片；
27.至少1个第一弯月透镜，且所述至少1个第一弯月透镜的曲率中心在面向所述第一固定透镜组的一侧；
28.至少1个第二弯月透镜，且所述至少1个第二弯月透镜的曲率中心在面向所述第二固定透镜组的一侧。
29.可选地，所述第一固定透镜组包括至少1个第三弯月透镜，且所述至少1个第三弯月透镜的曲率中心在面向所述可移动透镜组的一侧。
30.可选地，所述第二固定透镜组的光焦度为正，且所述第二固定透镜组包括至少1个胶合透镜。
31.可选地，眼轴长成像测量模式下所述接目镜到待测眼睛之间的工作距离大于眼前节成像测量模式下所述接目镜到待测眼睛之间的工作距离。
32.可选地，眼轴长成像测量模式下，所述oct样本臂的成像视场范围大于第一预设值；和/或
33.眼前节成像测量模式下，所述oct样本臂的成像视场范围大于第二预设值；
34.其中，所述第二预设值大于所述第一预设值。
35.可选地，眼前节成像测量模式下所述扫描镜的扫描角度α与眼轴长成像测量模式下所述扫描镜的扫描角度β之间满足条件：α/β＞1.5。
36.第二方面，本公开提供一种oct样本臂，用于眼科oct成像装置，其中，所述oct样本
臂包括：接目镜，第一固定透镜组，第二固定透镜组，可移动透镜组和扫描镜，其中，
37.所述第一固定透镜组靠近所述接目镜设置；
38.所述第二固定透镜组靠近所述扫描镜设置；以及
39.所述可移动透镜组、所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组设置在同一光轴上，且所述可移动透镜组可在所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组之间沿光轴移动，以实现眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式的切换。
40.通过本公开实施例的上述一个或多个实施例中的技术方案，本公开实施例至少具有如下技术效果：
41.在oct样本臂中设置可移动透镜组，通过调整oct光路中可移动透镜组的位置，实现两种成像测量模式的切换。由于两种测量模式实际上使用的是同一成像光路，光路中各个组件只是位置不同oct样本臂中没有光程的变化，oct样本臂中成像位置不变，模式切换无需调整图像位置，因此可以保证两种测量模式下图像成像质量一致。眼轴长成像测量模式下，oct光路的成像数值孔径较小，可以增加焦深，使得光源的探测深度能够满足全眼的长度测量，达到全眼均匀的成像效果，且眼底视场大便于固视；眼前节成像测量模式下，通过改变可移动透镜组的位置，增大oct光路的成像数值孔径，达到眼前节高分辨率成像需求，同时还可以实现远心设计满足重复测试需求。
附图说明
42.图1示意性示出了本公开实施例的一种眼科oct成像装置的示意图；
43.图2示意性示出了本公开实施例中oct样本臂在眼轴长成像测量模式下的结构示意图；
44.图3示意性示出了本公开实施例中oct样本臂在眼前节成像测量模式下的结构示意图。
具体实施方式
45.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
46.首先介绍一下眼轴、眼前节和眼后节的概念。如果眼轴是把眼睛看成一台光学仪器来描述，从眼球接收光线的最表层，即从角膜-晶状体-玻璃体-视网膜的距离看成是物理光学系统的一条中轴线，这就是所谓“眼轴”。眼轴的变化可以直接客观的反应近视、远视等问题。临床上视觉器官包括有眼球、眼眶、眼附属器、视路、视皮层及眼的相关血管神经结构等。
47.从眼内讲，晶状体前包括晶状体的眼部组织称为眼前节，晶状体后的眼部组织称为眼后节。观察眼前节，又能显示眼后节的形态结构，在眼内疾病尤其是视网膜疾病的诊断，随访观察及治疗效果评价等方面具有良好的应用前景。
48.本公开实施例提供了一种oct样本臂，用于眼科oct成像装置，其中，所述oct样本臂包括：接目镜，第一固定透镜组，第二固定透镜组，可移动透镜组和扫描镜。
49.其中，所述第一固定透镜组靠近所述接目镜设置；所述第二固定透镜组靠近所述扫描镜设置；以及所述可移动透镜组、所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组设置在同一光轴上，且所述可移动透镜组可在所述第一固定透镜组和所述第二固定透镜组之间沿光轴移动，以实现眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式的切换。
50.为了便于对本公开中提供的oct样本臂的结构有更为直观的理解，下面结合附图和一种眼科oct成像装置进行详细说明。
51.该眼科oct成像装置包括oct样本臂，该oct样本臂包括：接目镜，第一固定透镜组，第二固定透镜组，可移动透镜组和扫描镜，其中，第一固定透镜组靠近接目镜设置；第二固定透镜组靠近扫描镜设置；以及可移动透镜组、第一固定透镜组和第二固定透镜组设置在同一光轴上，且可移动透镜组可在第一固定透镜组和第二固定透镜组之间沿光轴移动，以实现眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式的切换。
52.参考图1所示，为本公开实施例提供的一种眼科oct成像装置的结构示意图，该眼科oct成像装置包括oct样本臂。
53.该oct样本臂的结构参考图2所示。oct样本臂包括：接目镜1，第一固定透镜组g1，可移动透镜组g2，第二固定透镜组g3，和扫描镜12。扫描镜12可以为旋转扫描镜或者旋转多面镜。
54.在本公开实施例中，第一固定透镜组g1靠近接目镜1设置；第二固定透镜组g3靠近扫描镜12设置。可移动透镜组g2、第一固定透镜组g1和第二固定透镜组g3设置在同一光轴上，且可移动透镜组g2可在第一固定透镜组g1和第二固定透镜组g3之间沿光轴移动。通过改变可移动透镜组g2在光轴上的位置，可以实现oct成像装置在眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式之间的切换。
55.在本公开实施例中，返回参考图1所示，眼科oct成像装置还可以包括：第一分色镜2、第二分色镜3、虹膜相机模块4、固视灯模块5、oct参考臂6、光源7、第一光纤耦合器8、第二光纤耦合器9、成像处理中心10。
56.其中，光源7可以是宽带光源，提供源光束。第一光纤耦合器8对光源7提供的源光束分光，分光后的光分别进入oct参考臂6和oct样本臂，进入oct样本臂的光束依次经过扫描镜12、第二固定透镜组g3、可移动透镜组g2、第一固定透镜组g1、第一分色镜2，经接目镜1到达待测眼睛。接目镜1靠近待测眼睛，接收待测眼睛返回的光束，并反射至第一分色镜2分光；第一分色镜2分光后的光束分别进入oct模块11和第二分色镜3处，这里oct模块11包括oct样本臂中的第一固定透镜组g1、第二固定透镜组g3、可移动透镜组g2和扫描镜12。虹膜相机模块4和固视灯模块5通过第二分色镜3分光；第一分色镜2位于接目镜1和第二分色镜3之间。固视灯模块5包括相对眼底倍率放大的成像光路以及可见光照明靶标图案；虹膜相机模块4包括相对虹膜倍率缩小的成像光路及相机。
57.oct样本臂返回的光束和oct参考臂6返回的光束经第二光纤耦合器9耦合至成像处理中心10处理成像并进行数据分析。成像处理中心10可以是计算机来实现或者其他形式的控制中心均可，本公开实施例对此不做具体限定。
58.在上述对oct样本臂和眼科oct成像装置描述的基础上，下面参考图2和图3所示对眼科oct成像装置的两种测量模式及模式切换进行说明。其中图2为本公开实施例中oct样本臂在眼轴长成像测量模式下的结构示意图；图3为本公开实施例中oct样本臂在眼前节成
像测量模式下结构的示意图。
59.应该理解，在本公开实施中，眼科oct成像装置的眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式是通过移动可移动透镜组来实现两种测量模式的切换的。
60.参考图2所示，在可移动透镜组g2沿光轴移动并靠近第二固定透镜组g3的情况下，眼科oct成像装置切换为眼轴长成像测量模式。
61.和/或，参考图3所示，可移动透镜组g2沿光轴移动并靠近第一固定透镜组g1的情况下，眼科oct成像装置切换为眼前节成像测量模式。
62.返回参考图2所示，在眼轴长成像测量模式下，经移动后可移动透镜组g2的位置靠近第二固定透镜组g3，此模式下图中oct光路的成像数值孔径相对较小。应该理解，前述的oct光路是指图1中oct样本臂对应的oct模块11的光路，oct模块11包括第一固定透镜组g1，第二固定透镜组g3，可移动透镜组g2和扫描镜12。较小的成像数值孔径可以增加焦深，使得光源的探测深度能够满足全眼的长度测量，达到全眼均匀的成像效果。
63.需要说明的是，眼轴长成像测量模式中，可移动透镜组g2的位置在靠近第二固定透镜组g3的一定范围内均可成像，这个位置范围可以用oct光路的成像数值孔径进行表示。比如，可移动透镜组g2移动靠近第二固定透镜组g3时，对应成像数值孔径为na1，可移动透镜组g2的位置范围对应数值孔径可变范围为0.01《na1《0.03。
64.在本公开实施例中，在眼轴长成像测量模式下，经过oct样本臂到达待测眼睛角膜的成像光束为发散光束，此种情况下，成像光束的远心角度大于6度。进一步，在本公开实施例中，在眼轴长成像测量模式下，到达待测眼睛角膜前的成像光束在扫描镜12的等效共轭位置处汇聚。此外，该模式下，如图2所示，可以产生中间像面c，即产生扫描镜12与待测眼睛之间的光路中与物面共轭的中间像面，该中间像面出现在第二固定透镜组g3中内部透镜之间的位置上。
65.参考图3所示，为眼前节成像测量模式下的oct样本臂的结构示意图。可移动透镜组g2的位置靠近第一固定成像透镜组g1，此种情况下，oct光路的成像数值孔径相对较大，成像数值孔径越大，图像分辨率越高，较大的成像数值孔径可以满足眼前节高分辨率成像需求。
66.需要说明的是，眼轴长成像测量模式下oct光路的成像数值孔径na1小于眼前节成像测量模式下oct光路的成像数值孔径na2。可选地，成像数值孔径na1与成像数值孔径na2之间满足以下条件：na2/na1＞1.3。或者，可选地，成像数值孔径na1与成像数值孔径na2之间满足以下条件：2.5＞na2/na1＞1.3。
67.和/或，在本公开实施例中，眼前节成像测量模式下，经过oct样本臂的成像光束在待测眼睛角膜前为近似远心光束。需要说明的是，眼前节成像测量模式下，需要将可移动透镜组g2移动到一个固定位置上以满足眼前节成像测量需求。该固定位置为近似远心光束远心角最小的位置处，远心角最小处与光源光束大小和oct样本臂各透镜组中的透镜种类、数量有关，远心角最小处可通过系统测试确定。可选地，在一些实施例中，近似远心光束的远心角度可以小于1度。
68.上述不同成像测量模式下，经过oct样本臂的成像光束在待测眼睛角膜前的形态不同，在眼轴长成像测量模式下，经过oct样本臂到达待测眼睛角膜的成像光束为发散光束，在扫描镜12的等效共轭位置处汇聚；眼前节成像测量模式下，经过oct样本臂的成像光
束在待测眼睛角膜前为近似远心光束。这里可以通过约束第一固定透镜组、第二固定透镜组和可移动透镜组之间焦距的关系来实现，本公开实施例中，第一固定透镜组焦距f1、可移动透镜组焦距f2、第二固定透镜组焦距f3之间可以满足以下条件中的至少之一：
69.2＜f1/f2＜6；
70.0.6＜f1/f3＜1.7。
71.其中“/”表示除法运算符号。
72.在本公开实施例中，如图2所示，在眼轴长成像测量模式下，扫描镜12与待测眼睛之间的光路中与物面共轭的中间像面c出现在第二固定透镜组g3中内部透镜之间的位置上。
73.和/或，在本公开实施例中，眼前节成像测量模式下，第二固定透镜组中内部透镜之间的位置上不出现中间像面。
74.在本公开实施例中，眼轴长成像测量模式下，可移动透镜组的位置靠近第二固定透镜组；眼前节成像测量模式下，可移动透镜组的位置靠近第一固定透镜组。
75.此外，在本公开实施例中，在测量模式切换过程中，接目镜至扫描镜的光程保持不变，即oct样本臂中没有光程的变化，oct样本臂中成像位置不变，模式切换无需调整图像位置。
76.此外，在本公开实施例中，眼轴长成像测量模式下接目镜到待测眼睛之间的工作距离大于眼前节成像测量模式下接目镜到待测眼睛之间的工作距离。可选地，在一个实施例中，可以设置眼轴长成像测量模式下的工作距离比眼前节成像测量模式下的工作距离长至少3mm。参考图2和图3所示，l2表示眼轴长成像测量模式下的工作距离，l1表示眼前节成像测量模式下的工作距离，l2比l1大3mm。
77.此外，在本公开实施例中，眼前节成像测量模式下扫描镜的扫描角度α与眼轴长成像测量模式下扫描镜的扫描角度β之间满足条件：α/β＞1.5。
78.此外，在本公开实施例中，眼轴长成像测量模式下，oct样本臂的成像视场范围大于第一预设值。和/或，在本公开实施例中，眼前节成像测量模式下，oct样本臂的成像视场范围大于第二预设值。其中，所述第二预设值大于所述第一预设值。第一预设值和第二预设值可以根据实际需要设置，可选地，第一预设值可以设置为6mm，第二预设值可以设置为12mm。
79.应该理解，眼轴长成像测量模式下，较大的成像视场范围可以满足测量时的眼底固视需求。
80.返回参考图3，对oct样本臂中各透镜组的结构进行说明。图3仅示例给出第一固定透镜组g1、第二固定透镜组g3和可移动透镜组g2内透镜的一种组成，满足上述对oct光路成像数值孔径的要求，不作为对第一固定透镜组g1、第二固定透镜组g3和可移动透镜组g2内部结构的限制。
81.在一种实施例中，可移动透镜组包括以下至少之一：
82.至少1个胶合镜片；
83.至少1个第一弯月透镜，且该至少1个第一弯月透镜的曲率中心在面向第一固定透镜组的一侧；
84.至少1个第二弯月透镜，且该至少1个第二弯月透镜的曲率中心在面向第二固定透
镜组的一侧。
85.在一种实施例中，第一固定透镜组包括至少1个第三弯月透镜，且该至少1个第三弯月透镜的曲率中心在面向可移动透镜组的一侧。
86.在一种实施例中，第二固定透镜组的光焦度为正，且第二固定透镜组包括至少1个胶合透镜。
87.继续参考图3，比如，可移动透镜组g2内部可以包含第一弯月透镜m1、第二弯月透镜m2和1个胶合镜片；胶合镜片位于第一弯月透镜m1和第二弯月透镜m2之间；第一弯月透镜m1的曲率中心在面向第一固定透镜组g1一侧；第二弯月透镜m2的曲率中心在面向第二固定透镜组g3一侧。比如，第一固定透镜组g1内部可以包含2个第三弯月透镜，分别为弯月透镜p1和弯月透镜p2，这两个弯月透镜的曲率中心都在面向可移动透镜组g2的一侧；第二固定透镜组g3可以包含1个胶合透镜。
88.需要说明的是，各透镜组包括的透镜，可以根据检测目的和精度要求等，调整透镜片数，比如图3中，第一固定透镜组g1中2个第三弯月透镜两侧的镜片片数，可移动透镜组g2中第一弯月透镜m1、第二弯月透镜m2以及这两者之间的胶合镜片的片数，第二固定透镜组g3中镜片片数(可以是胶合镜片)。
89.可以理解的是，上述对透镜组的组成描述，是一种优选的结构组成，并不是对透镜组组成的限定。
90.本公开提供的实施例中，通过调整oct样本臂中可移动透镜组在光轴上的具体位置，可以实现两种工作模式的自由切换，即实现眼轴长成像测量模式与眼前节成像测量模式的自由切换。
91.眼轴长成像测量模式下，oct光路的成像数值孔径较小，可以增加焦深，使得光源的探测深度能够满足全眼的长度测量，达到全眼均匀的成像效果，且此模式下眼底视场大，便于固视。
92.眼前节成像测量模式下，通过移动可移动透镜组在光轴上的具体位置，可以增大oct光路的成像数值孔径，达到眼前节成像测量模式的高分辨率成像需求，同时实现远心设计满足重复测试需求。
93.两种测量模式切换时，oct样本臂中的光路没有变化，成像位置无需调整，因而可以避免因器械改变带来的物理误差，提高成像质量。
94.显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变型而不脱离本公开的精神和范围。这样，倘若本公开的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内，则本公开也意图包含这些改动和变型在内。