角膜顶点对准方法和系统及眼轴光程长度测量方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公布了角膜顶点对准的方法，包括如下步骤：根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上；根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方；将所述角膜顶点移动至所述工作位置。本发明还公布了角膜顶点对准的系统以及将该方法运用于眼轴光程长度测量的OCT系统和眼轴光程长度的测量方法。本发明实现了角膜顶点的精确对准，并在此基础上实现眼轴光程长度的精确测量。
【专利说明】角膜顶点对准方法和系统及眼轴光程长度测量方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明属于眼科OCT领域，具体涉及到一种角膜顶点精确对准的方法、系统及将该方法和系统运用于眼轴光程长度测量和眼科医疗设备。
【背景技术】
[0002]光学相干层析成像(OCT, OpticalCoherenceTomography)是一种新兴的光学成像技术，相对于传统的临床成像手段来说，具有分辨率高、成像速度、无辐射损伤、价格适中、结构紧凑等优点，是基础医学研究和临床诊断应用的重要潜在工具。当前，在多种使用光学仪器的眼科设备中，用于眼科检查和治疗的OCT装置已经成为眼科疾病诊断不可或缺的眼科设备。
[0003]在很多眼科医疗仪器中，都需要让仪器光路主光轴对准人眼瞳孔或者角膜顶点。现有仪器中，多采用虹膜识别来对准瞳孔。但由于不同人眼形态的差异，瞳孔中心对准后，角膜顶点与系统光路主光轴未必对准。原因有两点:一、人眼光轴与视轴存在一定夹角，并且不同人眼的夹角大小不同。实际操作仪器过程中，待测人眼盯着某一固视点，但该固视点无法用于精确判断人眼光轴与视轴的夹角。因而即使瞳孔对准光路主光轴，但角膜顶点往往不在系统光路主光轴上；二、根据虹膜识别瞳孔中心，让系统光路主光轴与瞳孔中心对准后，由于人眼前房形态的差异，此时角膜顶点未必与系统光路主光轴对准。
[0004]若采用光学 的测量方法，要精确测量角膜参数，如角膜曲率和厚度等，需要对采集的角膜形态图像进行图像校正，而角膜顶点是否处于系统光路主光轴会影响校正的准确性，尤其是角膜的三维成像后的图像校正。因而测量待测人眼角膜断面图像时，需要对角膜顶点进行精确对准。而检测者根据虹膜成像方法只能大致将被检测者的角膜顶点调节至系统主光轴上，无法实现将角膜顶点精确调整到系统主光轴的目的。由于角膜顶点无法精确调整至系统的主光轴，从而导致了与眼睛有关的一系列参数如人眼轴光程长度的测试结果不准确。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种角膜顶点对准方法和系统，也提供了将该角膜顶点对准系统运用在测人眼轴光程长度的OCT系统，还提供了将该角膜顶点对准的方法运用在测人眼轴光程长度上的方法，其目的在于解决如下缺陷:(I)、角膜顶点无法精确对准；(2)、因为角膜顶点无法精确对准而造成的眼轴光程长度测量不准确。
[0006]本发明的技术方案:
[0007]角膜顶点对准的方法，包括如下步骤:
[0008]根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴上；
[0009]根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方；
[0010]控制系统将所述角膜顶点移动至所述工作位置；
[0011]其中，所述工作位置是指所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点或者所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点；所述眼科系统的主光轴为所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块的相交线。
[0012]进一步地:所述根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上的具体步骤为:
[0013]设置所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块；所述竖直方向角膜位置对准模块包括设置在其出光光路主光轴上的竖直方向对准光源、竖直方向聚光透镜、竖直方向出光光阑、竖直方向针孔板和竖直方向出光透镜以及设置在其受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜和竖直方向对准光路探测器；所述水平方向角膜位置对准模块包括设置在其出光光路主光轴的水平方向对准光源、水平方向聚光透镜、水平方向出光光阑、水平方向针孔板和水平方向出光透镜以及设置在其受光光路主光轴的水平方向接收透镜和水平方向 对准光路探测器；
[0014]所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路的主光轴和受光光路的主光轴构成所述竖直平面；所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路的主光轴和受光光路的主光轴构成所述水平平面；所述第一交汇点和第二交汇点均处于所述眼科光学系统的主光轴上；
[0015]根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面和处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上。
[0016]进一步地:根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面具体判定方法为:根据所述竖直方向对准光路探测器的接收面接收到的图像上显示的第一光斑处于对准光路探测器的竖直中心线上判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面；
[0017]根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面具体判定方法为:根据所述水平方向对准光路探测器的接收面得到的图像上显示的第二光斑处于对准光路探测器的水平中心线上判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面。
[0018]进一步地:所述第一交汇点和所述第二交汇点重合。
[0019]进一步地:根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方的具体方法是:所述第一光斑处于所述竖直方向对准光路探测器的竖直中心线的上半部且偏离竖直方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置后方且偏离越远；所述第一光斑处于所述竖直方向对准光路探测器的竖直中心线的下半部且偏离竖直方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置前方且偏离越远；
[0020]所述第二光斑处于所述水平方向对准光路探测器的水平中心线的左半部且偏离所述水平方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于所述工作位置前方且偏离越远；所述第二光斑处于所述水平方向对准光路探测器的水平中心线的右半部且偏离水平方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置后方且偏离越远;
[0021]其中，所述角膜顶点位于所述工作位置前方指的是角膜顶点离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块过远，人眼需向水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块靠近才能将角膜顶点移至所述工作位置；所述角膜顶点位于工作位置后方指的是角膜顶点离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块过近，人眼需远离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块才能将角膜顶点移至工作位置。
[0022]进一步地:在步骤:根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上之前，还包括如下步骤:
[0023]根据虹膜成像系统调节瞳孔中心位置，将瞳孔中心位置大致调至眼科光学系统主光轴上；
[0024]将虹膜像调至较清晰水平，此时判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置附近。
[0025]进一步地:所述将虹膜像调至较清晰水平是通过调节样品臂组件的位置实现，其具体的调节步骤为:
[0026]通过人工或者控制系统控制所述调节样品臂组件的前后、左右及上下运动，将所述角膜顶点移至所述系统设置的工作位置附近。
[0027]本发明还公布了一种角膜顶点对准的系统，包括:竖直方向角膜位置对准模块、水平方向角膜位置对准模块；所述竖直方向角膜位置对准模块用于判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上；所述水平方向角膜位置对准模块用于判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上；根据所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块共同判定角膜顶点处于系统主光轴上。
[0028]进一步地::所述竖直方向角膜位置对准模块包括:设置在出光光路主光轴上的竖直方向对准光源、竖直方向聚光透镜、竖直方向出光光阑、竖直方向针孔板和竖直方向出光透镜以及设置在受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜和竖直方向对准光路探测器；所述水平方向角膜位置对准模块包括设置在出光光路主光轴的水平方向对准光源、水平方向聚光透镜、水平方向出光光阑、水平方向针孔板和水平方向出光透镜以及设置在受光光路主光轴的水平方向接收透镜和水平方向对准光路探测器；所述第一交汇点和所述第二交汇点均处于所述眼科光学系统的主光轴上。
[0029]进一步地:所述竖直方向角膜位置对准模块还包括设置在所述竖直接收透镜前端的竖直滤光片；所述水平方向角膜位置对准模块还包括设置在所述水平接收透镜前端的水平滤光片。
[0030]本发明还公布了一种测人眼轴光程长度的OCT系统，包括:0CT系统光源、光纤耦合器、探测系统、控制系统、样品臂组件和参考臂组件；所述OCT系统光源经光纤耦合器分别向所述样品臂组件和所述参考臂组件提供入射光，其中经过所述样品臂组件的入射光入射至人眼眼底并经人眼眼底反射，反射回来的光经过所述样品臂组件后与从所述参考臂组件反射回来的光在所述光纤耦合器中发生干涉，所述干涉光被探测系统探测到，经控制系统处理后，得到人眼的OCT断层成像，其特征在于:所述样品臂组件包括设置在端部的角膜顶点对准系统，所述角膜顶点对准系统包括所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块。
[0031]进一步地，所述样品臂组件还包括在光路上依次设置的:偏振控制器、调光程模块、X方向扫描装置、Y方向扫描装置和屈光度调节镜和接目物镜；其中，所述偏振控制器和所述光纤耦合器相邻。
[0032]本发明还公布了一种测人眼轴光程长度光程值的方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0033]利用所述所述角膜顶点对准方法将角膜顶点精确对准到OCT系统的主光轴上，并使所述角膜顶点处于系统设置的工作位置；
[0034]根据公式LEye = LRDKltoEc+S+hRetinal,测得人眼轴光程长 LEye ；
[0035]其中:所述工作位置是指所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点或者所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点；
[0036]LRDKltoEc表示OCT系统的调光程组件处于复位位置时，OCT系统扫描成像的图像的顶端对应的空间位置与处于工作位置的角膜顶点的距离；S为调光程组件的移动距离；hRetinal为视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置到被测者黄斑中心凹的光程，该值由眼后节OCT图像中获得。
[0037]本发明的有益效果:(I)、利用竖直方向角膜位置对准模块和水平方向角膜位置对准模块将角膜顶点准确的调整至系统设置的工作位置，从而到达了角膜顶点精确对准的目的；(2)、将角膜对准系统运用到测人眼轴光程长的OCT系统上，能实现OCT系统精确测量人眼轴光程长度的目的；(3)将角膜对准方法运用在眼轴光程长度的测量方法上，实现了眼轴光程值的精确测量。
[0038]说明书附图
[0039]图1为角膜顶点对准方法的流程示意图；
[0040]图2为包含有角膜顶点对准系统500的测人眼轴光程长度的OCT系统光路图；
[0041]图3为竖直方向角膜位置对准模块200光路图；
[0042]图4为水平方向角膜位置对准模块300光路图；
[0043]图5为竖直方向对准光路探测器208的接收面208a得到的角膜顶点Ec偏离眼科光学系统主光轴所在的竖直平面的示意图；
[0044]图6为竖直方向对准光路探测器208的接收面208a得到的角膜顶点Ec处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面的示意图；
[0045]图7为水平方向对准光路探测器308的接收面308a得到的角膜顶点Ec偏离眼科光学系统主光轴所在的水平平面的示意图；
[0046]图8为水平方向对准光路探测器308的接收面308a得到的角膜顶点Ec处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面的示意图；
[0047] 图9为眼轴光程长度计算示意图.[0048]图中，各序号及对应的名称分别为:
[0049]E、样品(人眼)
[0050]Ec、角膜顶点
[0051]101、OCT 系统光源
[0052]102、光纤耦合器
[0053]103、偏振控制器
[0054]1050、参考臂组件
[0055]104、参考臂光路透镜
[0056]105、参考臂反射镜
[0057]106、探测系统
[0058]107、控制系统
[0059]108、样品臂光路调焦透镜
[0060]1080、调光程模块
[0061]109、X方向光路扫描装置
[0062]110、Y方向光路扫描装置
[0063]111、屈光度调节镜
[0064]112、接目物镜
[0065]500、角膜顶点对准系统
[0066]200、竖直方向角膜位置对准模块
[0067]201、竖直方向对准光源
[0068]202、竖直方向聚光透镜
[0069]203、竖直方向出光光阑
[0070]204、竖直方向针孔板
[0071]205、竖直方向出光透镜
[0072]206、竖直方向滤光片
[0073]207、竖直方向接收透镜
[0074]208、竖直方向对准光路探测器
[0075]208a、竖直方向对准光路探测器208的接收面
[0076]300、水平方向角膜位置对准模块
[0077]301、水平方向对准光源
[0078]302、水平方向聚光透镜
[0079]303、水平方向出光光阑
[0080]304、水平方向针孔板
[0081]305、水平方向出光透镜
[0082]306、水平方向滤光片
[0083]307、水平方向接收透镜
[0084]308、水平方向对准光路探测器
[0085]308a、水平方向对准光路探测器308的接收面
[0086]400、样品臂组件【具体实施方式】
[0087]为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0088](一)、角膜顶点对准方法
[0089]参考图1，图1为角膜对准方法的流程示意图，包括如下步骤:
[0090]SlOl:根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上；
[0091]S102:根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方；
[0092]S103:控制系统将所述角膜顶点移动至所述工作位置。
[0093]具体地，对于步骤S101，参考图2，竖直方向角膜位置对准模块200判断角膜顶点Ec是否处 于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上，水平方向角膜位置对准模块300只能判断角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上。因为从光路原理知，无法单单从竖直方向角膜位置对准模块200判定角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统主光轴上，同时也无法单单从水平方向角膜位置对准模块300判定角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统主光轴上；因此只有当角膜顶点Ec满足既处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面，又处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，才能判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上。在本发明中，竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴和受光光路主光轴相交于第一交汇点并构成竖直平面；水平方向角膜位置对准模块300的出光光路主光轴和受光光路主光轴相交于第二交汇点并构成水平平面。
[0094]下面具体阐述竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300的构成。
[0095]图3为竖直方向角膜位置对准模块200光路图。设置在竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴上的竖直方向对准光源201发出的光经竖直方向聚光透镜202、竖直方向出光光阑203后,聚焦于竖直方向针孔板204，该光穿过竖直方向针孔板204的孔后再穿过竖直方向出光透镜205后聚焦于角膜顶点Ec，经角膜顶点Ec反射后，光束经过设置在竖直方向角膜位置对准模块200的受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜207，汇聚到竖直方向对准光路探测器208上。竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇于第一交汇点Al。
[0096]进一步地，在竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴上还设置有竖直方向滤光片206,它位于第一交汇点Al和竖直方向接收透镜207之间，也就是在竖直方向接收透镜207的入射端处。竖直方向滤光片206的作用在于用于过滤除竖直方向对准光源201以外的其他杂散光，只通过竖直方向对准光源201发出的光。
[0097]进一步地，竖直方向对准光路探测器208至少为位置传感器和面阵探测阵列中的一种，当然，对于其他满足使用条件的对准光路探测器，也在本发明保护之列。
[0098]图4为水平方向角膜位置对准模块300的光路图。设置在水平方向角膜位置对准模块300的出光光路主光轴上的水平方向对准光源301发出的光经水平方向聚光透镜302、水平方向出光光阑303后，聚焦于水平方向针孔板304，该光穿过水平方向针孔板304的孔部后再穿过水平方向出光透镜305后聚焦于角膜顶点Ec。经角膜顶点Ec反射后，光束经设置在水平方向角膜位置对准模块300的受光光路主光轴上的水平方向接收透镜307，汇聚到水平方向对准光路探测器308上。出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇于第二交汇点A2。
[0099]进一步地，水平方向角膜位置对准模块300的在出光光路主光轴上还设置有水平方向滤光片306，它位于第二交汇点A2和水平方向接收透镜307之间，也就是在水平方向接收透镜307的入射端处，用于过滤除水平方向对准光源301其他杂散光，只通过水平方向对准光源301发出的光。
[0100]进一步地，水平方向对准光路探测器308至少为位置传感器、面阵探测阵列中的一种。当然，对于其他满足使用条件的对准光路探测器，也在本发明保护之列。
[0101]进一步地，第一交汇点Al和第二交汇点A2设置成重合的。
[0102]在本发明中，水平方向角膜位置对准模块300的出光光路主光轴和受光光路主光轴构成所述水平平面，该水平平面的定义适用于全文；竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴和受光光路主光轴构成竖直平面，该竖直平面的定义适用于全文。
[0103]参考图5和图6。图5为竖直方向对准光路探测器208的接收面208a得到的角膜顶点Ec偏离眼科光学系统主光轴所在的竖直平面的不意图。图5中，L208a为竖直方向对准光路探测器208的接 收面208a的竖直中心线，L208b为竖直方向对准光路探测器208的接收面208a的水平中心线。在图5中，第一光斑204a并没有处于L208a上，表示角膜顶点Ec偏离了眼科光学系统主光轴所在的竖直平面。在图6中，第一光斑204a处于L208a上，据此能判断出角膜顶点Ec处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面。但是，根据图5和图6只能判定角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面，但是否处于眼科光学系统主光轴上无法单独判断。进一步地，参考图3、图5和图6，竖直方向对准光路探测器208的接收面208a的中心o208和第一交汇点Al相对于竖直方向接收透镜207共轭，第一交汇点Al和竖直方向针孔板204相对于竖直方向出光透镜205共轭。
[0104]参考图7和图8。图7为水平方向对准光路探测器308的接收面308a得到的角膜顶点Ec偏离眼科光学系统主光轴所在的水平平面的示意图。图7中，L308a为水平方向对准光路探测器308的接收面308a的竖直中心线，L308b为水平方向对准光路探测器308的接收面308a水平中心线。图7中第二光斑304a并没有处于L308b上，表示角膜顶点Ec偏离眼科光学系统主光轴所在的水平平面。在图8中，第二光斑304a处于L308b上，因此能判断出角膜顶点Ec处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面。进一步地，参考图4、图7和图8，水平方向对准光路探测器308的接收面308a的中心o308和第二交汇点A2相对于水平方向接收透镜307共轭，第二交汇点A2和水平方向针孔板204相对于水平方向出光透镜305共轭。根据图7和图8只能判断角膜顶点是否处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面，但是否处于眼科光学系统主光轴上则无法单独判断。
[0105]综上所述，无法根据竖直方向角膜位置对准模块200判定角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统所在的主光轴上，亦无法根据水平方向角膜位置对准模块300判定角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统所在的主光轴上。只有综合竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300，才能判断角膜顶点Ec是否处于系统主光轴上。
[0106]步骤SlOl只能判断角膜顶点Ec是否处于眼科光学系统的主光轴上，但此时还不能确定角膜顶点Ec是否处于系统设置的工作位置上，因此需要执行步骤S102。参考图4和图5，此处所说的工作位置是指竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点Al或者水平方向角膜位置对准模块300的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点A2。
[0107]步骤S102:根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于系统设置的工作位置的前方或者后方。由于在步骤SlOl里，已经利用竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300将角膜顶点Ec调整到了眼科光学系统的主光轴，因此在步骤S102中，只需要判定角膜顶点Ec处于系统设置的工作位置的前方或者后方。
[0108]步骤S102的具体判定方法如下。
[0109]参考图6并结合图2和图3。在图6中，第一光斑204a处于竖直方向对准光路探测器208的接收面208a的竖直中心线L208a的上半部位，说明角膜顶点Ec离接目物镜112过近，即角膜顶点Ec位于工作位置后方。另外处于所述竖直中心线L208a上半部的第一光斑204a偏离竖直方向对准光路探测器208的中心0208越远，则说明所述角膜顶点Ec位于工作位置后方且偏离越远，即角膜顶点Ec离接目物镜112越近；第一光斑204a处于竖直方向对准光路探测器208的竖直中心线L208a的下半部，则说明角膜顶点Ec离接目物镜112过远，即角膜顶点Ec位于工作位置前方。另外处于竖直方向对准光路探测器208的竖直中心线L208a的下半部的第一光斑204a偏离竖直方向对准光路探测器208的中心越远，则说明所述角膜顶点Ec位于工作位置前方且偏离越远，即角膜顶点Ec离接目物镜112越远。
[0110]参考图8，第二光斑304a处于水平方向对准光路探测器308的接收面308a的水平中心线L308b的左半部位，说明角膜顶点Ec离接目物镜112过远，即角膜顶点Ec位于工作位置前方。另外处于水平方向对准光路探测器308的接收面308a的水平中心线L308b的左半部的第二光斑304a偏离水平方向对准光路探测器308的中心0308越远，则说明角膜顶点Ec位于工作位置前方且偏离越远，即角膜顶点Ec离接目物镜112越远；第二光斑304a处于水平方向对准光路探测器308的水平中心线L308b的右半部，则说明角膜顶点Ec离接目物镜112过近，即角膜顶点Ec位于工作位置后方。另外水平方向对准光路探测器308的水平中心线L308b的右半部的第二光斑304a偏离水平方向对准光路探测器308的中心0308越远，则说明角膜顶点Ec位于工作位置后方且偏离越远，即角膜顶点Ec离接目物镜112越近。
[0111]需要说明的是，上面所说的角膜顶点Ec位于所述工作位置前方指的是角膜顶点Ec离水平方向角膜位置对准模块300或者竖直方向角膜位置对准模块200过远，人眼需向水平方向角膜位置对准模块300或者竖直方向角膜位置对准模200块靠近才能将角膜顶点Ec移至所述工作位置；角膜顶点Ec位于工作位置后方指的是角膜顶点Ec离水平方向角膜位置对准模块300或者竖直方向角膜位置对准模块200过近，人眼需远离水平方向角膜位置对准模块300或者竖直方向角膜位置对准模块200才能将角膜顶点Ec移至工作位置。
[0112]综合上面的判断，根据竖直方向角膜位置对准模块200或者水平方向角膜位置对准模块300，都能判定角膜顶点Ec沿着眼科光学系统的主光轴上位于系统设置的工作位置的前方或者后方。需要说明的是，此处指的工作位置即为第一交汇点Al或第二交汇点A2。
[0113]步骤S103:控制系统将所述角膜顶点移动至所述工作位置。
[0114]步骤SlOl判定了角膜顶点Ec处于眼科光学系统的主光轴；步骤S102判定角膜顶点Ec位于系统设置的工作位置的前方或者后方，且距工作位置的距离也能一并得出；在经历了步骤SlOl和S102后，步骤S103的实现是通过操纵控制样品臂组件400 (见图2)的上下、左右及前后将角膜顶点Ec移到工作位置，即将角膜顶点Ec和第一交汇点Al重合或者角膜顶点Ec和第二交汇点A2重合。具体地，系统根据之前所述角膜顶点对准原理调节样品臂组件400的上下、左右及前后，把角膜顶点Ec调至第一交汇点Al或者第二交汇点A2。当系统控制样品臂组件400的前后时，会改变样品臂组件400到眼底Er的光程，因而系统可同步控制调光程模块1080的移动来补偿样品臂组件400的光程的改变，始终保持从光纤耦合器102到人眼眼底Er和到参考臂反射镜105等光程，从而始终得到眼底的OCT图像。一旦系统控制样品臂组件400，将角膜顶点Ec调至第一交汇点Al或者第二交汇点A2时，系统就能确定当前所采集的是哪幅眼底OCT图像。接着系统便可停止采集及角膜顶点的判定工作。再从角膜顶点Ec调至工作位置即第一交汇点Al或者第二交汇点A2时对应的眼底OCT图像根据所述人眼轴光程值计算方法测得眼轴光程长度。
[0115]进一步地，在步骤SlOl进行之前，还包括如下步骤:
[0116]S201:根据虹膜成像系统调节瞳孔中心位置，将所述瞳孔中心位置大致调至系统主光轴上；
[0117]S202:调节探头前后位置，将虹膜像调至较清晰水平，此时判定所述角膜顶点处于所述系统设置的工作位置附近。
[0118]S201和S202的目的是对角膜顶点的粗略调整，为后面的步骤SlOl-步骤S103中角膜顶点的精确调整做准备。
[0119]具体地，在步骤S202中的“将虹膜像调至较清晰水平”的实现是通过人工或者控制系统控制所述调节样品臂组件的前后、左右及上下运动，将所述角膜顶点移至所述系统设置的工作位置附近。
[0120]这两步和步骤SlOl-步骤S103，实现了将角膜顶点Ec精确调整到指定的的工作位置，实现了角膜顶点Ec的精确对准，为眼底OCT图像的采集提供了基础。
[0121]当角膜顶点Ec实现精确对准后，此时控制系统107让测人眼轴光程长度的OCT系统开始采集信号。通过调光程模块1080(见图2)的移动，改变样品臂组件400的光程，使得从光纤耦合器102到眼底Er的光程与到参考臂反射镜105的光程匹配，从而得到眼底的OCT图像。
[0122]系统亦可让参考臂反射镜105的位置移动来改变光程，若如此，样品臂光路调焦透镜108就无需移动。
[0123](二)、角膜顶点对准系统
[0124] 参考图2，本发明还公布了角膜顶点对准系统500，包括竖直方向角膜位置对准模块200、水平方向角膜位置对准模块300。其中，水平方向角膜位置对准模块300的出光光路主光轴和受光光路主光轴构成水平平面；竖直方向角膜位置对准模块200的出光光路主光轴和受光光路主光轴构成竖直平面。所述水平平面和竖直平面的交线即为眼科光学系统主光轴。[0125]进一步地，参考图3，竖直方向角膜位置对准模块200包括:设置在出光光路主光轴上的竖直方向对准光源201、竖直方向聚光透镜202、竖直方向出光光阑203、竖直方向针孔板204和竖直方向出光透镜205和设置在受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜207和竖直方向对准光路探测器208 ;水平方向角膜位置对准模块300包括设置在出光光路主光轴的水平方向对准光源301、水平方向聚光透镜302、水平方向出光光阑303、水平方向针孔板304和水平方向出光透镜305和设置在受光光路主光轴的水平方向接收透镜307和水平方向对准光路探测器308。竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300的功能和前述一样，在此不做累述。
[0126]进一步地，参考图4，竖直方向角膜位置对准模块200还包括设置在所述竖直方向接收透镜207前端的竖直滤光片206 ;水平方向角膜位置对准模块300还包括设置在所述水平方向接收透镜307前端的水平滤光片306。竖直滤光片206和水平滤光片306的作用和前叙一样，在此不做累述。
[0127]进一步地，参考图3、图4、图5-图8，所述竖直方向对准光路探测器208的接收面208a的中心o208和第一交汇点Al相对于竖直方向接收透镜207共轭，第一交汇点Al和所述竖直方向针孔板204相对于竖直方向出光透镜205共轭；所述水平方向对准光路探测器308的接收面308a的中心0308和第二交汇点A2相对于水平方向接收透镜307共轭，第二交汇点A2和水平方向针孔板304相对于水平方向出光透镜305共轭。需要说明的是，竖直方向对准光路探测器208的接收面208a和水平方向对准光路探测器308的接收面308a的中心的功能和前叙一样，在此不做累述。
[0128]角膜顶点对准的系统能够实现将角膜顶点Ec和设定的工作位置对准，为人眼轴光程值的精确测量提供 了保证。 [0129](三)、测人眼轴光程长度的OCT系统
[0130]参考图2，图2为测人眼轴光程长度的OCT系统的光路图，包括:0CT系统光源101、光纤耦合器102、参考臂组件1050、探测系统106、控制系统107和样品臂组件400，该样品臂组件400包含角膜顶点对准系统500。OCT系统光源101输出的光经过光纤耦合器102分别向样品臂组件400和参考臂组件1050提供光。经过样品臂组件400的那路光向被检人眼眼底Er提供光，来自眼底Er散射回来的光经过样品臂组件400后与从参考臂组件1050反射回来的光在光纤耦合器102中发生干涉，干涉光被探测系统106探测到，再经过控制系统107处理，最后显示出被测样品的OCT图像。其中角膜顶点对准系统500包括包括竖直方向角膜位置对准模块200、水平方向角膜位置对准模块300。角膜顶点对准系统500将角膜顶点Ec调整到系统设置的工作位置，即前面所述的第一交汇点Al或者第二交汇点A2。由于该测人眼轴光程长度的OCT系统包含了竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300，为实现测人眼轴光程长度提供一个重要前提，那就是角膜顶点Ec必须准确的调整到系统设置的工作位置。
[0131]进一步地，样品臂组件400还包括依次设置在光路上的偏振控制器103、调光程模块108、X方向光路扫描装置109、Y方向光路扫描装置110和屈光度调节镜111。偏振控制器103靠近光纤耦合器102设置，而屈光度调节镜111则靠近接目物镜112设置。
[0132]另外不同人眼的眼轴光程长度不同，为实现OCT系统的相干测量，系统参考臂为固定不动的，此时需在样品臂光路中引入光程调节机制。本系统采用让样品臂光路调焦透镜108与X方向扫描装置109之间的间距可调的方案，来满足不同人眼轴光程长度探测的需要，即调整调光程模块1080的位置来实现。另外，调整调光程模块1080还包括样品臂光纤头(未图示)，它和样品臂光路调焦透镜108的位置是固定不变的，也就是说，调整调光程模块1080在改变光程的过程中，样品臂光路调焦透镜108和样品臂光纤头是作为一个整体在移动，而他们之间的相对位置保持不变。
[0133](四)、眼轴光程长度的测量
[0134]当利用前述所说的角膜顶点对准的方法和系统将角膜顶点Ec调整至OCT系统指定工作位置后，测得的眼轴光程长度的数据更准确。具体的，眼轴光程长度测量的相应参数参考图9并结合图2和图3。当调光程模块1080处于复位位置时(未图示)，系统参考臂的等相干起始位置位于RDKl处。其中RDKl处表征当系统样品臂调光程模块1080处于复位位置时，OCT系统扫描成像的图像顶端所对应的空间位置，而RDKl与处于工作距离的人眼角膜顶点Ec的距离LRDKltoEc可由系统标定得到。
[0135]当测量被测者眼底OCT图像时，由于人眼眼轴光程长度的不同，检测者可控制调节调光程模块1080来得到眼底OCT图像。例如，测眼底OCT图像时，调光程模块1080向X方向光路扫描装置109靠近S的距离。此时OCT系统扫描成像区域向人眼后方也移动S的光程。如图9中，扫描区域顶端从RDKl移动到RDK2。需要说明的是，图9中2个矩形框表征不同部位的OCT测量范围，矩形框只是扫描的示意区域，实际扫描区域可为扇形等形状，在此不做限制。
[0136]具体地，人眼轴光程长度LEye的测量步骤如下:
[0137]S301:利用所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块将角膜顶点精确对准到OCT系统的主光轴上，并使所述角膜顶点处于系统设置的工作位置；
[0138]S301的具体调节步骤和作用已经在前面阐述了，在此不再多说。
[0139]S302:根据公式 LEye = LRDKltoEc+S+hRetinal,测得人眼轴光程长度 LEye ；
[0140]其中:所述工作位置是指所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点或者所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点。
[0141]其中，hRetinal为视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置到被测者视网膜黄斑中心凹的光程，该值可由所得的眼后节OCT图像中获得。LRDKltoEc表征RDKl与处于工作距离的人眼角膜顶点Ec的距离，为系统标定的已知值。而调光程组件1080的移动量S，可以通过电机移动步长计算测量得到，或者通过磁栅尺、光栅尺、容栅尺中的一种辅助测量得至丨J。上述公式LEye = LRDKltoEc+S+hRetinal只是反映了人眼轴长光程值，但是而人眼实际生理轴长，可由LEye除以人眼等效平均折射率获得。
[0142]进一步地，参考图2，调光程组件1080包括驱动装置(未图示)以及由驱动装置带动同步运动的样品臂光路调焦透镜108及样品臂光纤头(未图示)。通过利用竖直方向角膜位置对准模块200和水平方向角膜位置对准模块300的角膜顶点对准系统来测量人眼轴光程长度，提高了测试结果的准确性。
[0143]需要说明的是，所述的第一交汇点Al和第二交汇点A2在前文中已经描述，在此不再累述。
[0144]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.角膜顶点对准的方法，其特征在于，包括如下步骤: 根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴上； 根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方； 控制系统将所述角膜顶点移动至所述工作位置； 其中，所述工作位置是指所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点或者所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点；所述眼科系统的主光轴为所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块的相交线。
2.如权利要求1所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于:所述根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上的具体步骤为: 设置所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块；所述竖直方向角膜位置对准模块包括设置在其出光光路主光轴上的竖直方向对准光源、竖直方向聚光透镜、竖直方向出光光阑、竖直方向针孔板和竖直方向出光透镜以及设置在其受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜和竖直方向对准光路探测器；所述水平方向角膜位置对准模块包括设置在其出光光路主光轴的水平方向对准光源、水平方向聚光透镜、水平方向出光光阑、水平方向针孔板和水平方向出光透镜以及设置在其受光光路主光轴的水平方向接收透镜和水平方向对准光路探测器； 所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路的主光轴和受光光路的主光轴构成所述竖直平面；所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路的主光轴和受光光路的主光轴构成所述水平平面；所述第一交汇点和第二交汇点均处于所述眼科光学系统的主光轴上； 根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面和处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上。
3.如权利要求2所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于: 根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面具体判定方法为:根据所述竖直方向对准光路探测器的接收面接收到的图像上显示的第一光斑处于对准光路探测器的竖直中心线上判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的竖直平面； 根据所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面具体判定方法为:根据所述水平方向对准光路探测器的接收面得到的图像上显示的第二光斑处于对准光路探测器的水平中心线上判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统主光轴所在的水平平面。
4.如权利要求1-3中任一项所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于:所述第一交汇点和所述第二交汇点重合。
5.如权利要求3所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于:根据所述竖直方向角膜位置对准模块或者所述水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置的前方或者后方的具体方法是:所述第一光斑处于所述竖直方向对准光路探测器的竖直中心线的上半部且偏离竖直方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置后方且偏离越远；所述第一光斑处于所述竖直方向对准光路探测器的竖直中心线的下半部且偏离竖直方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置前方且偏离越远； 所述第二光斑处于所述水平方向对准光路探测器的水平中心线的左半部且偏离所述水平方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于所述工作位置前方且偏离越远；所述第二光斑处于所述水平方向对准光路探测器的水平中心线的右半部且偏离水平方向对准光路探测器的中心越远，则说明所述角膜顶点位于工作位置后方且偏离越远； 其中，所述角膜顶点位于所述工作位置前方指的是角膜顶点离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块过远，人眼需向水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块靠近才能将角膜顶点移至所述工作位置；所述角膜顶点位于工作位置后方指的是角膜顶点离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块过近，人眼需远离水平方向角膜位置对准模块或者竖直方向角膜位置对准模块才能将角膜顶点移至工作位置。
6.如权利要求1_3、5中任一项所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于，在步骤:根据竖直方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上以及根据水平方向角膜位置对准模块判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上，确定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴上之前，还包括如下步骤: 根据虹膜成像系统调节瞳孔中心位置，将瞳孔中心位置大致调至眼科光学系统主光轴上； 将虹膜像调至较清晰水平，此时判定所述角膜顶点处于所述眼科光学系统设置的工作位置附近。
7.如权利要求6所述的角膜顶点对准的方法，其特征在于:所述将虹膜像调至较清晰水平是通过调节样品臂组件的位置实现，其具体的调节步骤为: 通过人工或者控制系统控制所述调节样品臂组件的前后、左右及上下运动，将所述角膜顶点移至所述系统设置的工作位置附近。
8.角膜顶点对准的系统，其特征在于，包括:竖直方向角膜位置对准模块、水平方向角膜位置对准模块；所述竖直方向角膜位置对准模块用于判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的竖直平面上；所述水平方向角膜位置对准模块用于判定角膜顶点处于眼科光学系统主光轴所在的水平平面上；根据所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块共同判定角膜顶点处于系统主光轴上。
9.如权利要求8所述的角膜顶点对准的系统，其特征在于:所述竖直方向角膜位置对准模块包括:设置在出光光路主光轴上的竖直方向对准光源、竖直方向聚光透镜、竖直方向出光光阑、竖直方向针孔板和竖直方向出光透镜以及设置在受光光路主光轴上的竖直方向接收透镜和竖直方向对准光路探测器；所述水平方向角膜位置对准模块包括设置在出光光路主光轴的水平方向对准光源、水平方向聚光透镜、水平方向出光光阑、水平方向针孔板和水平方向出光透镜以及设置在受光光路主光轴的水平方向接收透镜和水平方向对准光路探测器；所述第一交汇点和所述第二交汇点均处于所述眼科光学系统的主光轴上。
10.如权利要求9所述的角膜顶点对准的系统，其特征在于:所述竖直方向角膜位置对准模块还包括设置在所述竖直接收透镜前端的竖直滤光片；所述水平方向角膜位置对准模块还包括设置在所述水平接收透镜前端的水平滤光片。
11.一种测人眼轴光程长度的OCT系统,包括:0CT系统光源、光纤稱合器、探测系统、控制系统、样品臂组件和参考臂组件；所述OCT系统光源经光纤耦合器分别向所述样品臂组件和所述参考臂组件提供入射光，其中经过所述样品臂组件的入射光入射至人眼眼底并经人眼眼底反射，反射回来的光经过所述样品臂组件后与从所述参考臂组件反射回来的光在所述光纤耦合器中发生干涉，所述干涉光被探测系统探测到，经控制系统处理后，得到人眼的OCT断层成像，其特征在于:所述样品臂组件包括设置在端部的角膜顶点对准系统，所述角膜顶点对准系统包括所述竖直方向角膜位置对准模块和所述水平方向角膜位置对准模块。
12.如权利要求11所述的测人眼轴光程长度的OCT系统，其特征在于，所述样品臂组件还包括在光路上依次设置的:偏振控制器、调光程模块、X方向扫描装置、Y方向扫描装置和屈光度调节镜和接目物镜；其中，所述偏振控制器和所述光纤耦合器相邻。
13.—种测人眼轴光程长度光程值的方法，其特征在于，包括如下步骤: 利用所述所述角膜顶点对准方法将角膜顶点精确对准到OCT系统的主光轴上，并使所述角膜顶点处于系统设置的工作位置； 根据公式LEye = LRDKltoEc+S+hRetinal，测得人眼轴光程长LEye ； 其中:所述工作位置 是指所述竖直方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第一交汇点或者所述水平方向角膜位置对准模块的出光光路主光轴和受光光路主光轴交汇的第二交汇点； LRDKltoEc表示OCT系统的调光程组件处于复位位置时，OCT系统扫描成像的图像的顶端对应的空间位置与处于工作位置的角膜顶点的距离；S为调光程组件的移动距离；hRetinal为视网膜OCT图像顶端所对应的空间位置到被测者黄斑中心凹的光程，该值由眼后节OCT图像中获得。
【文档编号】A61B3/15GK103976708SQ201410214572
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月20日 优先权日:2014年5月20日
【发明者】蔡守东, 吴蕾, 黄莉 申请人:深圳市莫廷影像技术有限公司