專利名稱：基于視見函數調控的全眼前節譜域oct成像系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學相干層析成像(OCT)技木，尤其涉及ー種基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統。
背景技術：
光學相干斷層掃描(Optical Coherence Tomography,簡稱OCT)是一種基于低相干干涉的非侵入式醫學成像手段，眼前節OCT (Anterior Segment OCT,簡稱AS-0CT)可以非接觸，實時的提供靜動態下的清晰部分眼前節結構圖像，自1994年Izatt等首次將其用于角膜和眼前段成像，已成為測量和分析眼前段組織和結構的理想工具，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、白內障等常見眼病的診斷和研究，也被廣泛應用于調節及老視發病機制的研究。近年來，越來越多的研究小組運用新型的頻域OCT (FD-OCT)技術對眼前節實施成像。頻域OCT在時域系統的基礎上，極大地提高了系統靈敏度和成像速度，使得對于眼前節的高信噪比、活體實時成像成為可能，然后一般情況下，從角膜的前頂點到晶狀體的前表面約為4mm (在近視眼中這ー距離會更大)，整個眼前節的深度大于10mm。譜域OCT的成像深度通常為3-4_，不能滿足全眼前節成像的需求。為了實現整個眼前節快速層析成像，目前主要有3種方法，一種是采用瞬時線寬比較窄的掃頻光源，這樣能夠實現眼前節的快速成像，但其軸向分辨率普遍低于譜域系統(SD-OCT)的分辨率。因此，仍有一些小組致カ于在維持譜域OCT的高分辨率的同時提高其成像深度，其中ー種方法就是構建復數形式的干涉光譜信號以消除共軛項，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，對前房和晶狀體進行分段成像，最后通過拼接構建完整的圖像。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供ー種基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統。本實用新型基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統包括寬帶光源、1x2寬帶光纖耦合器、第一環形器、第二環形器、第一光開關、第二光開關、參考臂、樣品臂、探測臂、光學延遲線所述探測臂包括第一準直透鏡、第二準直透鏡、第三準直透鏡、第四準直透鏡、光柵、第一會聚透鏡、高速線陣CXD ;其中四個準直透鏡兩兩分組，第一準直透鏡與第二準直透鏡為ー組，第三準直透鏡與第四準直透鏡為ー組；所述參考臂包括第五準直透鏡，平面反射鏡；所述樣品臂包括第六準直透鏡，X-Y掃描振鏡，第二會聚透鏡；所述的光學延遲線包括第七準直透鏡，第八準直透鏡；寬帶光源與1x2寬帶光纖稱合器ー側的一端相連,1x2寬帶光纖稱合器另ー側的一端與第一環形器的一端相連，另一端與第二環形器的一端相連，第一環形器的另一端與第六準直透鏡入射端相連，X-Y掃描振鏡位于第六準直透鏡的出射光路上，第二會聚透鏡位于X-Y掃描振鏡的反射光路上，X-Y掃描振鏡位于第二會聚透鏡的前焦面，樣品位于第二會聚透鏡的后焦面。第一環形器的第三端與第二光開關ー側相連，第二光開關另ー側的一端與第一準直透鏡相連，另一端與第四準直透鏡相連，第二環形器另一端與第五準直透鏡相連，平面反射鏡位于第五準直透鏡的出射光路上，第二環形器的第三端與第一光開關的一側相連，第一光開關另ー側的一端與第二準直透鏡相連，另一端與第七準直透鏡相連，第八準直透鏡位于第七準直透鏡的出射光路上，第八準直透鏡與第三準直透鏡相連，光柵位于第一準直透鏡、第二準直透鏡、第三準直透鏡、第四準直透鏡的出射光路上，第一會聚透鏡位于光柵的出射光路上，高速線陣CCD位于第一會聚透鏡的后焦面上。與背景技術相比，本實用新型具有的有益效果是I、相比于一般的OCT系統,本方法使用三角波驅動X-Y掃描振鏡，在三角波的上升沿和下降沿均進行數據采集，因此通過光開關可以快速的 實現兩次獨立成像，然后將兩次成像結果拼接得到一幅全眼前節的OCT圖像。2、相比于一般的雙通道或雙聚焦OCT系統，本方法能夠通過控制參考光和樣品光在探測臂內光柵上的照射區域，調控系統靈敏度曲線的位置，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域以內，因此獲得的OCT圖像整體靈敏度得到了提聞。

圖I是本實用新型的譜域光學相干層析成像系統示意圖；圖2是本實用新型所述系統中探測臂的立體示意圖；圖3是本實用新型所述系統中探測臂的側視圖；圖4是本實用新型所述系統中兩次成像的效果示意圖；圖5是本實用新型所述系統中的時序控制圖。圖I中1、寬帶光源，2、lx2寬帶光纖耦合器，3、環形器，4、準直透鏡，5、X-Y掃描振鏡，6、會聚透鏡，7、人眼(樣品)，8、環形器，9、準直透鏡，10、平面反射鏡，11、1χ2光開關，12、1x2光開關，13、準直透鏡，14、準直透鏡，15、準直透鏡，16、準直透鏡，17、準直透鏡，18、準直透鏡，19、光柵，20、會聚透鏡，21、高速線陣CCD，22、計算機，23、參考臂，24、樣品臂，25、
探測臂。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統主要包括寬帶光源1、1χ2寬帶光纖稱合器2、第一環形器3、第二環形器8、第一光開關11、第二光開關12、第七準直透鏡13、第八準直透鏡14、參考臂23、樣品臂24、探測臂25。參考臂包括第五準直透鏡9，平面反射鏡10 ;樣品臂24包括第六準直透鏡4，X-Y掃描振鏡5，第二會聚透鏡6，樣品7 ;探測臂25包括第一準直透鏡15、第二準直透鏡16、第三準直透鏡17、第四準直透鏡18、光柵19、第一會聚透鏡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端分別與第一環形器3和第二環形器8的a端相連，第一環形器3的b端與準直透鏡4的入射端相連，X-Y掃描振鏡5位于第六準直透鏡4的出射光路上，第二會聚透鏡6位于X-Y掃描振鏡5的反射光路上,X-Y掃描振鏡5位于第二會聚透鏡6的前焦面,樣品7位于第二會聚透鏡6的后焦面上。第一環形器3的c端與第二光開關12的a端相連，第二光開關12的b端與探測臂25中第一準直透鏡15相連，第二光開關12的c端與第四準直透鏡18相連，第二環形器8的b端與參考臂中的第五準直透鏡9相連，平面反射鏡10位于第五準直透鏡9的出射光路上，第二環形器8的c端與第一光開光11的a端相連,第一光開關11的b端與第二準直透鏡16相連，第一光開關11的c端與第七準直透鏡13相連，第八準直透鏡14位于第七準直透鏡13的出射光路上，第八準直透鏡14與第三準直透鏡17相連，光柵19位于第一準直透鏡15、第二準直透鏡16、第三準直透鏡17、第四準直透鏡18的出射光路上，第一會聚透鏡20位于光柵19的出射光路上，高速線陣(XD21位于第一會聚透鏡20的后焦面上，探測臂25與計算機22連接。從寬帶光源I出來的低相干光，入射到1x2寬帶光纖耦合器2，經分光后，一路經第一環形器3進入樣品臂，經第六準直透鏡4、X-Y掃描振鏡5、第二會聚透鏡6后照射在人眼(樣品)7上，經人眼(樣品)7反射回的信號光原路返回，經第一環形器3至第二光開關12處，而后進入探測臂25。從1x2寬帶光纖耦合器2出射的另一束光經第二環形器8進入參 考臂23，經第五準直透鏡9和平面反射鏡10，由原路返回經第二環形器8至第一光開關11，而后進入探測臂25。第一光開關11和第二光開關12后分別有兩條通路，光開關處于狀態I時，如圖6所示，此時驅動X-Y掃描振鏡的三角波信號位于上升沿，參考光和樣品光分別從C、A進入探測臂25，此時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，在探測臂25中，樣品光和參考光分別經第一準直透鏡15、第二準直透鏡16沿垂直于光柵刻線方向平行照射在光柵19上的不同區域。被光柵分光后，樣品光和參考光不同波長的色光經第一會聚透鏡20聚焦在高速線陣(XD21上的不同位置，并且發生干渉，高速線陣(XD21對干涉光譜進行采集，采集到的光譜信號最后傳入計算機，在計算機中進行逆傅立葉變換等處理來重建樣品圖像。如圖3所示，由于經第一準直透鏡15和第二準直透鏡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,兩束光經光柵19分光后，由于光柵19的作用，參考光會比樣品光多出一段本征光程，此時系統靈敏度曲線的最高點移動到樣品內部，如圖4中曲線E所示，我們能獲得的圖像即為曲線E實線部分所示區域。系統靈敏度曲線最高點E點的位置可以通過控制第一準直透鏡15與第二準直透鏡16之間的水平距離來調控。如圖3中側視圖所示，當第一準直透鏡15與第二準直透鏡16之間的水平距離增大時，此時樣品光和參考光之間所隔的光柵刻線數增多，圖4中E點位置會向下移動，反之E點位置會向上移動。當光開關處于狀態2時，如圖6所示，此時驅動X-Y掃描振鏡的三角波信號位于下降沿，樣品光和參考光分別從B、D進入探測臂25。通過調節第七準直透鏡13和第八準直透鏡14之間的距離，控制零光程位置，使之位于圖4中樣品內部參考面2處。在探測臂25中，樣品光和參考光分別經第四準直透鏡18、第三準直透鏡17垂直于光柵刻線方向水平照射在光柵19上的不同區域，第四準直透鏡18、第三準直透鏡17分別與第一準直透鏡15、第ニ準直透鏡16沿光柵刻線方向平行排列。與第一次米集數據時ー樣參考光和樣品光經過光柵19分光，最后在高速線陣CCD21上發生干渉，探測到的干涉光譜信號被計算機接收。經第四準直透鏡18和第三準直透鏡17出射的樣品光和參考光仍然照射在光柵19的不同位置，但相對位置與第一次采集數據時相反，因此樣品光會比參考光多出一段本征光程，靈敏度曲線的最高點從零光程位置(參考面2)移動到圖4中F處，我們能獲得的圖像即為曲線F實線部分所示區域。此時我們可以通過控制第三準直透鏡17與第四準直透鏡18之間的 水平距離來控制最高靈敏度F點的位置，當兩者之間的距離增大吋，F點位置向上移動，反之F點位置向下移動。將兩次獲得的圖像進行拼接就實現了眼前節的大范圍成像。
權利要求1.基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統，其特征在于包括寬帶光源、1x2寬帶光纖耦合器、第一環形器、第二環形器、第一光開關、第二光開關、參考臂、樣品臂、探測臂、光學延遲線所述探測臂包括第一準直透鏡、第二準直透鏡、第三準直透鏡、第四準直透鏡、光柵、第一會聚透鏡、高速線陣CXD ;其中四個準直透鏡兩兩分組，第一準直透鏡與第二準直透鏡為ー組，第三準直透鏡與第四準直透鏡為ー組；所述參考臂包括第五準直透鏡，平面反射鏡；所述樣品臂包括第六準直透鏡，X-Y掃描振鏡，第二會聚透鏡；所述的光學延遲線包括第七準直透鏡，第八準直透鏡； 寬帶光源與1x2寬帶光纖稱合器ー側的一端相連，1x2寬帶光纖稱合器另ー側的一端與第一環形器的一端相連，另一端與第二環形器的一端相連，第一環形器的另一端與第六準直透鏡入射端相連，X-Y掃描振鏡位于第六準直透鏡的出射光路上，第二會聚透鏡位于X-Y掃描振鏡的反射光路上，X-Y掃描振鏡位于第二會聚透鏡的前焦面，樣品位于第二會聚透鏡的后焦面，第一環形器的第三端與第二光開關ー側相連，第二光開關另ー側的一端與第一準直透鏡相連，另一端與第四準直透鏡相連，第二環形器另一端與第五準直透鏡相連，平面反射鏡位于第五準直透鏡的出射光路上，第二環形器的第三端與第一光開關的ー側相連，第一光開關另ー側的一端與第二準直透鏡相連，另一端與第七準直透鏡相連，第八準直透鏡位于第七準直透鏡的出射光路上，第八準直透鏡與第三準直透鏡相連，光柵位于第一準直透鏡、第二準直透鏡、第三準直透鏡、第四準直透鏡的出射光路上，第一會聚透鏡位于光柵的出射光路上，高速線陣CCD位于第一會聚透鏡的后焦面上。
專利摘要本實用新型公開了基于視見函數調控的全眼前節譜域OCT成像系統。寬帶光源發出的低相干光，經光纖耦合器分光后分別進入樣品臂和參考臂，從樣品臂和參考臂返回的光各自經過環形器進入探測臂，分別經由光開關選擇不同的光路并照射在光柵的不同區域，實現參考臂位置與相應最高靈敏度位置的切換。經光柵色散后的不同光譜成分會聚在CCD的不同像素上并發生干涉，干涉光譜信號傳入計算機后重建樣品的OCT圖像。將對應于光開關兩種狀態下的兩幅OCT圖像進行拼接，得到量程加倍的OCT圖像，本實用新型能夠在高靈敏度前提下實現全眼前節的譜域OCT成像。
文檔編號A61B3/10GK202619628SQ20122019958
公開日2012年12月26日 申請日期2012年5月7日 優先權日2012年5月7日
發明者丁志華, 洪威, 王川, 沈毅, 倪秧, 顏揚治, 盧錫清 申請人:浙江大學