一种高速扫描的眼检查仪

技术领域

本发明涉及眼检查的技术领域，特别是涉及一种高速扫描的眼检查仪。

背景技术

光相干断层扫描技术(OpticalCoherenceTomography,OCT)是一种非接触、无创伤、高分辨的活体组织光学层析成像技术。

OCT工作原理与超声断层扫描类似，但不是基于超声波而是采用宽带近红外光作为探测媒介，利用光的低相干特性实现对组织内不同深度反射光波延迟的精确探测，从而可以非接触获得组织的断层结构信息，其分辨率可以达到与显微镜下观察组织病理切片相接近的微米级分辨率。

由于可实现对组织断层的活体显微成像，OCT在眼科诊断领域获得了广泛应用。近年来，频域OCT技术(SpectraDomainOpticalCoherenceTomography,SD-OCT)由于具有成像速度快、灵敏度高的优点逐渐取代传统的时域OCT技术(Time-DomainOCT)成为目前市场上眼科OCT产品所采用的主流技术，频域OCT通过光谱中的各频率的干涉信号来获得深度方面的干涉信息。

随着市场的需求的提高，对OCT产品的性能也提出了更高的要求，但现有市场上的OCT产品有如下技术缺陷：

1.传统频域OCT的扫描速度受限于CCD相机的刷新频率，很难有质的飞跃。包括国外知名品牌在内的频域OCT的扫描速度都小于显示器(10)0KHz。

2.最新型的扫频OCT扫描速度可达到200kHz以上，但受限于光源的供应，目前只有少数几家美国公司可以量产，且价格昂贵。

3.OCTA技术可以实现活体上眼内血管成像功能，可以辅助医生对不适合进行FFA荧光造影的患者，查看其血管功能、是否有新生血管(CNV)等特征。但市场上具有OCTA的产品基本上是基于扫频OCT技术的，价格昂贵。。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于超高速扫描速度的频域OCT/OCTA系统的光学设计，电子设计，机械设计以及软件算法设计，具备眼前节成像及眼后节OCT成像及OCT血管成像功能，本产品具有眼底疾病所必须的基本分析功能，操作简便、图像质量优秀的一种高速扫描的眼检查仪。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，Tai HS 300系统主要部件有OCT主机(包含机箱、光学扫描探头、显示器、键盘、鼠标)和电动升降桌；系统还提供外接眼前节适配器(选配件)以配合眼前节扫描成像。选择眼前节扫描前，用户必须手动安装眼前节适配器至光学扫描探头目镜位置。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，光学探头模组包括：振镜扫描模块、共聚焦眼底成像模块、内固视模块、屈光矫正模块、前节镜。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，OCT成像引擎模组包括：超发光二极管光源、干涉仪、光谱仪、控制电路板、工控机。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，用户辅助模块包括：患者支架、移动工作台、键盘、鼠标、显示器、电动升降台(选配)。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，软件部分包括图像采集、分析、电子报告生成及打印、病人数据库管理、用户管理等模块。

与现有技术相比本发明的有益效果为：基于超高速扫描速度的频域OCT/OCTA系统的光学设计，电子设计，机械设计以及软件算法设计，具备眼前节成像及眼后节OCT成像及OCT血管成像功能，本产品具有眼底疾病所必须的基本分析功能，操作简便、图像质量优秀。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意轴视图；

附图中标记：1、颏托部分(额托和下颌托)；2、光学探头；3、屈光补偿旋钮；4、光学主机卡锁；5、带采集按钮的手柄；6、电动升降下颌托控制键；7、信号增强按键；8、升降桌上下控制按键；9、主机供电电源；10、显示器；11、鼠标；12、键盘；13、系统电源开关；14、OCT引擎；15、带轮子的电动升降桌。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1至所示，本发明的一种高速扫描的眼检查仪，Tai HS 300系统主要部件有OCT主机(包含机箱、光学扫描探头、显示器10、键盘12、鼠标11)和电动升降桌；系统还提供外接眼前节适配器(选配件)以配合眼前节扫描成像。选择眼前节扫描前，用户必须手动安装眼前节适配器至光学扫描探头目镜位置；通过光纤耦合器将超辐射发光二极管光源发出的近红外光聚焦到人眼眼底，并利用二维Galvo振镜实现聚焦光束在眼底的快速扫描，采用光学频域相干技术探测从眼底反射回来的光信号与参考光信号之间的干涉谱信号，基于傅立叶变换算法实时重建出眼底结构的断层扫描图像。

光相干断层扫描仪Tai HS 300，采用宽带近红外光作为探测媒介，利用光的低相干特性实现对组织内不同深度反射光波延迟的精确探测，从而可以非接触获得组织的断层结构信息，可实现对组织断层的在体显微成像。

通过光纤耦合器将超发光二极管光源发出的近红外光聚焦到人眼眼底，并利用二维Galvo振镜实现聚焦光束在眼底的快速扫描，采用光学频域相干技术探测从眼底反射回来的光信号与参考光信号之间的干涉谱信号，基于傅立叶变换算法实时重建出眼底结构的断层扫描图像。

光相干断层扫描仪Tai HS 300，核心部件包括：

-光谱仪，该光谱仪可通过使用CCD线阵扫描相机同时检测所有不同深度度的干涉谱条纹。

-SLD光源，840纳米中心波长的宽带SLD光。

-光纤干涉仪，它包括两个光纤耦合器。

来自样品路径的光束通过横向扫描镜传递到眼睛，来自参考路径的光束和来自样本路径的反射光通过光纤耦合器送达光谱仪。当参考臂与样品臂的光路长度相匹配时，在光谱仪上的检测器就会显示调制条纹。

利用FFT(快速傅里叶变换)分析这些条纹信息，可在视网膜每个给定的点上获取被测物体的深度信息，这使得它可以同时检测来自不同轴向位置的组织上的反射率(类似于超声波轴向扫描)，通过对眼睛的横向扫描，沿经过的路径点获得多个轴向扫描(类似于超声波双向扫描)，由这些轴向扫描创建出OCT B-scan(断层)图像，并可存储在计算机上或档案中进行定量分析。

光相干断层扫描仪Tai HS 300，轴向扫描A-scan速率为每秒250000条线，一个单一的轴向扫描包含显示器1024个像素，B-scan扫描由512次轴向扫描A-scan构成，可提供类似于病理组织学切片的组织结构断层图。

光相干断层扫描仪设备在研发过程中确定了主要产品性能指标，其中包括：

·OCT轴向分辨率：≤5μm

·OCT横向分辨率：≤20μm

·光源特性：OCT测量及眼底成像用SLD特性：中心波长：840nm，允差±15nm；功率：≤1000μW(在角膜处。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，光学探头2模组包括：振镜扫描模块、共聚焦眼底成像模块、内固视模块、屈光矫正模块、前节镜；振镜扫描模块将由OCT样品臂光纤发出的探测光束准直入射至人眼光瞳并聚焦到人眼眼底，利用X/Y Galvo振镜实现入射光束以人眼瞳孔为轴心的视场扫描，从而实现聚焦光斑在人眼眼底的二维栅格扫描。根据光路可逆原理，眼底散射回来的光信号将被收集至OCT样品臂光纤，再传回后端成像引擎；共聚焦眼底成像模块收集并实现对人眼眼底散射光的共聚焦探测，通过雪崩二极管实现光电转换，再传回后端成像引擎生成眼底图像；内固视模块通过将LED阵列目标投影至眼底，实现对人眼的多视角固视；屈光矫正模块通过线性导轨调节扫描镜与目镜间距，实现对人眼屈光不正的补偿；前节镜通过在目镜前加装前节镜，将入射光束聚焦至人眼眼前节(角膜、前房)。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，OCT成像引擎模组包括：超发光二极管光源、干涉仪、光谱仪、控制电路板、工控机；超发光二极管光源作为仪器光源产生中心波长为840nm的宽带连续近红外光；干涉仪将光源发出的光通过光纤耦合器按照一定分光比分成两束光束，分别传递至光学探头2作为样品光，传递至参考臂延迟线作为参考光，再将从人眼眼底反射回来的信号光与参考臂反射回来的参考光汇合于光纤耦合器，然后通过调节延迟线使样品臂与参考臂接近等光程，产生干涉信号，再将干涉信号传递至光谱仪；光谱仪接收来自干涉仪的干涉信号，通过内置的透射式光栅分光形成干涉谱，再聚焦至相机的线阵CCD像素阵列，将干涉谱光信号转化为电信号传递至图像采集卡；控制电路板用以实现仪器自动控制，仪器状态监测；工控机运行产品操作系统及应用程序，图像数据的可视化与保存。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，用户辅助模块包括：患者支架、移动工作台、键盘12、鼠标11、显示器10、电动升降台(选配)；患者支架支持患者头部，使患者在被扫描时脸部及眼部处于合适的位置；移动工作台使光学探头2可以在水平方向平移；键盘12帮助使用者操作电脑；鼠标11帮助使用者操作电脑；显示器10显示OCT扫描图像及分析结果；电动升降台(选配)在一定范围内调节患者支架高度，尽可能适应不同患者的要求。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，软件部分包括图像采集、分析、电子报告生成及打印、病人数据库管理、用户管理等模块；图像采集模块定义光束扫描图形，实时获取和显示由成像引擎传回的眼底图像和OCT断层图像，辅助医生自动居中OCT图像，优化OCT图像质量；保存优化后的OCT图像；图像分析模块OCT图像的可视化，图像亮度及对比度调节，同时提供尺子工具可测量OCT断层图像中任意两点间的直线距离。诊断电子报告(PDF格式)生成及打印，报告导出至外接存储设备，例如U盘；病人信息管理与用户管理模块新建病人账户，搜索，查看，修改已有病人信息和检查记录。用户账户管理，数据备份等。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，其在工作时，1.采用高速CMOS相机代替传统CCD相机，扫描速度可达到250KHz，其扫描速度甚至超过昂贵的扫频OCT的扫描速度。

2.由于基于传统的频域OCT，价格比扫频OCT低廉很多。

3.开发了OCTA的功能，使该产品集合了眼后节，眼前节和血流OCT这3种功能与一体，极高地提升了产品的性价比。。

本发明的一种高速扫描的眼检查仪，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种高速扫描的眼检查仪的显示器10、鼠标11和键盘12为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。