CN102824161B - 眼科oct系统及眼科oct成像方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种眼底大范围扫描OCT系统和OCT成像方法，所述OCT系统包括：光源、耦合器、参考臂、样品臂、光谱仪及计算机处理单元，样品臂包括偏振控制器、样品臂调焦透镜、二维振镜单元、屈光度调节镜和接目物镜，样品臂还包括：光路切换振镜和反射镜单元，光路切换振镜包括至少两个转角；样品臂调焦透镜的出射光入射至光路切换振镜，并被光路切换振镜反射，光路切换振镜通过不同的转角控制其出射光的出射角度从而使得其出射光可经不同的光路入射至二维振镜单元；不同的光路包括从光路切换振镜出射后直接入射至二维振镜单元和经反射镜单元反射后再入射至二维振镜单元。本发明能够实现眼底大范围OCT扫描。
Description
技术领域
本发明涉及光学相干断层扫描（英文为：Optical Coherence Tomography，缩略词为：OCT）技术，尤其是涉及眼科OCT系统及眼科OCT成像方法。
背景技术
传统时域OCT系统，参考臂振动来实现一定深度范围探测，但深度有限，该深度位置范围可让参考臂或者样品臂中光纤准直镜前后来调光程。但光纤准直镜前后多采用电机带动，无法实现探测范围的快速切换。传统频域OCT系统，参考臂固定不动，由样品臂的光纤准直镜前后来调光程，同样光纤准直镜前后多采用电机带动，无法实现探测范围的快速切换。而眼底大范围断层扫描成像在医生临床诊断中有着重要的指导作用。由于人眼球会不自觉的微小移动，而这个移动相对于电机前后运动是无法忽略的，并且无论时域还是频域的OCT系统都无法做到快速大范围眼底扫描成像。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种眼科OCT系统以眼科OCT成像方法，用于实现眼底大范围OCT图像扫描。
一种眼科OCT系统，包括光源、耦合器、参考臂、样品臂、光谱仪及计算机处理单元，其中，所述样品臂包括偏振控制器、样品臂调焦透镜、二维振镜单元、屈光度调节镜和接目物镜，所述样品臂还包括：光路切换单元和反射镜单元，其中，所述光路切换单元包括至少两个转角；
所述样品臂调焦透镜的出射光入射至所述光路切换单元，并被所述光路切换单元反射，所述光路切换单元通过不同的转角控制其出射光的出射角度从而使得其出射光可经不同光程的光路入射至所述二维振镜单元；所述不同光程的光路包括从所述光路切换单元出射后直接入射至所述二维振镜单元的光路和经所述反射镜单元反射后再入射至所述二维振镜单元的光路。
优选的，所述光路切换单元为光路切换振镜。
优选的，所述反射镜单元包括一个、两个或多个反射镜，所述反射镜分别用于接收所述光路切换单元不同出射角度的出射光并反射至所述二维振镜单元。
一种前述的眼科OCT系统的眼底OCT成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在眼底扫描过程中，控制光路切换单元切换样品臂的光路；
2）利用从所述光路切换单元出射后直接入射至所述二维振镜单元的光路探测眼底中心凹处的OCT信号，利用所述光路切换单元出射后经所述反射镜单元反射后再入射至所述二维振镜单元的光路探测眼底中心凹处周围的OCT信号；
3）分析所述眼底中心凹处的OCT信号以及眼底中心凹处周围的OCT信号获得眼底不同位置的OCT图像；
4）对所述OCT图像进行拼接形成完整的眼底扫描图。
优选的，所述步骤3）中所述眼底不同位置的OCT图像中相邻位置的OCT图像有部分重叠；所述步骤4）利用所述重叠部分对所述OCT图像进行拼接。
本发明的眼科OCT系统中样品臂不仅能够通过样品臂调焦透镜前后移动来决定探测范围的前后，而且可通过光路切换振镜的快速转动切换光路以实现光程的调节，因此，与现有技术相比，本发明的眼科OCT系统不仅能够实现足够深度的扫描，而且能够在非常短的瞬间完成眼底中心凹处及其周围不同深度范围的扫描，从而避免了人眼转动对OCT扫描造成的影响。由于本发明的快速光程调节是通过光路切换实现的，而非用过快速移动光学元器件实现，因此也不会出现多普勒效应而影响信号质量。
附图说明
图1是本发明具体实施例1的眼科OCT系统自光源至二维振镜单元的结构示意图；
图2是本发明具体实施例1的眼科OCT系统自二维振镜单元至样品的光路示意图；
图3是本发明具体实施例1的眼科OCT系统的眼底像成像原理图；
图4是本发明具体实施例2的眼科OCT系统的光路切换振镜、反射镜单元和二维振镜单元的结构示意图；
图5是本发明具体实施例3的眼科OCT系统的光路切换振镜、反射镜单元和二维振镜单元的结构示意图。
附图标记说明：
S、样品(人眼)
Er、人眼眼底
101、OCT系统光源
102、耦合器
103、考臂调焦透镜
104、反射镜
105、偏振控制器
106、样品臂调焦透镜
107、光路切换振镜
108、X轴方向的二维振镜
109、Y轴方向的二维振镜
110、屈光度调节镜
111、接目物镜
201、光谱仪
202、计算机处理单元
M1～M9反射镜
L1～L9光路
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。
本实施例的眼科OCT系统，包括光源101、耦合器102、参考臂、样品臂、光谱仪201及计算机处理单元202。
其中，参考臂由参考臂调焦透镜103和反射镜104组成；样品臂由偏振控制器105、样品臂调焦透镜106、作为光路切换单元的光路切换振镜107、反射镜单元、二维振镜单元、屈光度调节镜110和接目物镜111组成。
所述样品臂调焦透镜的出射光入射至所述光路切换振镜107，并被所述光路切换振镜107反射，所述光路切换振镜107通过不同的转角控制其出射光的出射角度从而使得其出射光可经不同的光路入射至所述二维振镜单元；所述不同的光路包括从所述光路切换振镜出射后直接入射至所述二维振镜单元和经所述反射镜单元反射后再入射至所述二维振镜单元。
实施例1
如图1所示，本实施例的二维振镜单元包括X方向的二维振镜108和Y方向的二维振镜109，反射镜单元包括反射镜M1和反射镜M2两个反射镜，光路切换振镜107包括三个不同的转角，分别对应于三个不同的光路：L1)光路切换振镜107的出射光经反射镜M1反射后出射至二维振镜108的中心；L2）光路切换振镜107的出射光直接出射至二维振镜108的中心；L3）光路切换振镜107的出射光经反射镜M2反射后出射至二维振镜108中心。如图3所示，人眼眼底ER曲率半径约为12.3mm，经接物目镜111成像为图3所示眼底像中的曲线，由于三个光路的光路光程各不相同，其中，光路L2的光路光程最短，对应OCT探测时，等光程面位置最远，恰好和眼底像曲面弯曲方向一致，因此，光路L2用于探测眼底中心凹处的OCT信号，而L1和L3光程也不同，分别用于眼底两边的OCT信号。
本实施例的OCT系统的工作过程如下：
在眼底扫描时，保持人眼S前后位置不动，光源出射光经耦合器，一路到样品臂，一路到参考臂，参考臂的光经参考臂调焦透镜103后被样品臂的反射镜104反射沿原路返回到耦合器。样品臂的光经偏振控制器105、样品臂调焦透镜106后入射至光路切换振镜107，通过控制光路切换振镜107在三个不同的转角中进行切换，如图1所示的光路切换振镜107围绕垂直于纸面的轴转动，光可经三个不同的光路出射至二维振镜108的中心；转动二维振镜108使光经二维振镜108反射到二维振镜109，再经过屈光度调节镜110和接物目镜111进入人眼，人眼返回的光经原路返回至耦合器102，并与参考臂返回的光相干涉，该干涉信号进入光谱仪201，并被光谱仪调解然后将调解信号传给计算机处理单元202进行处理，得到眼底扫描图。其中，利用光路L2探测眼底中心凹处的OCT信号中心凹处的OCT信号，利用L1和L3探测眼底两侧不同深度位置的OCT信号；本实施例的OCT系统利用三路光路可获得5张眼底不同位置的图像，如图3所示，5张眼底图像中相邻位置的图像有部分重叠，计算机处理单元可利用该重叠部分进行图像识别并拼接成完整的眼底扫描图。
实施例2，
本实施例与实施例1的区别仅仅在于反射镜单元，本实施例的反射镜单元包括三个反射镜M3、M4、M5，该三个反射镜分别用于形成一路特定光程的光路L4、L7、L6，因此本实施例的OCT系统具有四路不同光程的光路。
实施例3
本实施例与实施例1的区别仅在于反射镜单元，本实施例的反射镜单元包括四个反射镜M6、M7、M8和M9，其中M6、M7位于光路L8上、M8、M9位于光路L9上。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种眼科OCT系统，包括光源、耦合器、参考臂、样品臂、光谱仪及计算机处理单元，其中，所述样品臂包括偏振控制器、样品臂调焦透镜、二维振镜单元、屈光度调节镜和接目物镜，其特征在于，所述样品臂还包括：光路切换单元和反射镜单元，其中，所述光路切换单元包括至少两个转角；
所述样品臂调焦透镜的出射光入射至所述光路切换单元，并被所述光路切换单元反射，所述光路切换单元通过不同的转角控制其出射光的出射角度从而使得其出射光可经不同光程的光路入射至所述二维振镜单元；
所述不同光程的光路包括:从所述光路切换单元出射后直接入射至所述二维振镜单元的第一光路和经所述反射镜单元反射后再入射至所述二维振镜单元的第二光路，所述第一光路用于探测眼底中心凹处的OCT信号，所述第二光路用于探测眼底中心凹处周围的OCT信号。
2.根据权利要求1所述的OCT系统，其特征在于：所述光路切换单元为光路切换振镜。
3.根据权利要求1或2所述的OCT系统，其特征在于：所述反射镜单元包括一个、两个或多个反射镜，所述反射镜分别用于接收所述光路切换单元不同出射角度的出射光并反射至所述二维振镜单元。
4.一种如权利要求1所述眼科OCT系统的眼底OCT成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）在眼底扫描过程中，控制光路切换单元切换样品臂的光路；
2）利用从所述光路切换单元出射后直接入射至所述二维振镜单元的光路探测眼底中心凹处的OCT信号，利用所述光路切换单元出射后经所述反射镜单元反射后再入射至所述二维振镜单元的光路探测眼底中心凹处周围的OCT信号；
3）分析所述眼底中心凹处的OCT信号以及眼底中心凹处周围的OCT信号获得眼底不同位置的OCT图像；
4）对所述OCT图像进行拼接形成完整的眼底扫描图。
5.跟权利要求4所述的眼底OCT成像方法，其特征在于：所述步骤3）中所述眼底不同位置的OCT图像中相邻位置的OCT图像有部分重叠；所述步骤4）利用所述重叠部分对所述OCT图像进行拼接。
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