轴向长度测量监测器的制作方法

轴向长度测量监测器
1.相关申请
2.本技术要求
2021
年3月
24
日提交的题为“axial length measurement monitor”的美国临时申请第
63/200,718
号的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文
。
3.本技术的主题内容涉及于
2019
年6月
20
日提交
、
题为“miniaturized mobile,low cost optical coherence tomography system for home based ophthalmic applications”、
于
2019
年
12
月
26
日公开为
wo/2019/246412
的
pct/us2019/038270
，其全部公开内容通过引用并入本文
。
4.背景
5.最近开发的光疗法已被提出用于减少并可能逆转眼睛的轴向长度的增加
。
这将有助于改进测量屈光不正的方法和装置，以便确定治疗屈光不正
(
诸如近视
)
的进展的适当疗法
。
6.现有的测量屈光不正的方法可能不太理想
。
虽然睫状肌麻痹可以用于冻结调节反应，以努力提供更可靠的屈光不正测量，但许多患者不喜欢散瞳
(dilated)
，这可能使睫状肌麻痹的日常测量成为不切实际的目标
。
此外，基于视敏度的主观验光可能不太理想，因为眼睛的晶状体可以调节，这降低了显然验光
(manifest refraction)
的准确性和可重复性
。
虽然来自诸如自动验光仪
(autorefractor)
的设备的客观验光测量可以自动找到超焦校正，但是在景深的正侧和负侧之间的中间，这些设备易受患者调节的影响，并且可能提供不太理想的结果
。
7.尽管已经提出测量轴向长度的变化以确定眼睛屈光不正的变化，但是测量轴向长度的现有方法至少在某些方面可能不太理想
。
一些测量轴向长度的现有方法可以依赖于比理想情况更复杂的光学相干层析成像系统
。
此外，至少一些测量轴向长度的现有方法可以依赖于角膜和视网膜上单个点之间的距离差
。
与本公开相关的工作表明，视网膜可能不如理想的平滑，这可能导致不太理想的结果
。
至少有些现有研究表明，只有在6至
12
个月的时间内定期测试大量受试者
(
例如
50
至
100
名受试者
)
时，轴向长度和屈光不正的变化之间的相关性才相当好
。
因此，利用现有轴向长度监测器的特定儿童的轴向长度的变化可能与近视进展不太理想地相关，并且可能不太适合于监测近视进展和调整治疗
。
8.与本公开相关的工作表明，测量轴向长度的现有方法可以在视网膜中央凹
(fovea)
处测量大约
50
微米的区域，并且当在如此小的区域上测量时，在同一受试者上以及在具有相似眼生物学测量的受试者群体上，视网膜厚度可以显著变化
(
例如大约
50
微米或更大
)。
9.鉴于上述情况，需要改进的方法和装置来确定眼睛的屈光不正和轴向长度的变化
。
10.概述
11.本公开的方法和系统提供了眼睛的轴向长度的改进测量
。
在一些实施例中，测量视网膜的面积以提供更精确的轴向长度测量
。
视网膜的面积可以包括在约
0.05mm
至约
2.0mm
范围内的最大跨越尺寸
(maximum dimension across)
，例如直径
。
该面积可以用扫描
的测量光束或多个基本固定的测量光束来测量
。
在一些实施例中，
oct
测量设备包括多个参考光路长度，其中第一光路长度对应于角膜的第一位置，第二光路长度对应于视网膜的第二位置，其中轴向长度基于第一位置和第二位置之间的差来确定
。
在一些实施例中，生成轴向长度图
(axial length map)
，其可以用于确定眼睛与测量设备的对准，并且可以提高测量的准确性和可重复性
。
在一些实施例中，
oct
测量设备包括扫频源垂直腔面发射激光器
(“vcsel”)。
12.通过引用并入
13.本文引用和说明的所有专利
、
申请和公布由此通过引用以其整体并入，即使在本技术的其他地方引用，也应被视为完全通过引用并入
。
14.附图简述
15.通过参考以下阐述说明性实施例的详细描述及其附图，将获得对本公开的特征
、
优点和原理的更好理解，其中：
16.图
1a
示出了人眼的简化图；
17.图
1b
示出了根据一些实施例的用于测量用户眼睛的单目光学相干断层扫描
(oct)
设备的透视图；
18.图2示出了根据一些实施例的允许患者在多个时间点测量轴向长度并传送结果的系统的示意图；
19.图
3a
示出了根据一些实施例的利用蓝牙通信的手持式光学相干断层扫描设备；
20.图
3b
示出了根据一些实施例的利用全球移动通信系统
(gsm)
的手持式
oct
设备；
21.图4示出了根据一些实施例的用于测量用户眼睛的双目
oct
设备的透视图；
22.图5示出了根据一些实施例的双目
oct
设备的框图，其显示了手持单元主体内的各种部件；
23.图6示出了根据一些实施例的可以用双目
oct
实现的光学配置的示意图；
24.图7示出了根据一些实施例的在光学布局板上配置的光学配置的框图；
25.图8示出了根据一些实施例的模块化双目
oct
的透视图；
26.图9示出了根据一些实施例的双目
oct
设备的透视图
/
剖视图；
27.图
10
示出了根据一些实施例的双目
oct
设备的另一透视图
/
剖视图；
28.图
11
示出了根据一些实施例的包括眼睛位置传感器的双目
oct
设备的俯视图
/
剖视图；
29.图
12
示出了根据一些实施例的具有两个参考臂的
oct
设备；
30.图
13a
示出了根据一些实施例的具有由一个或更多个检测器
(
例如平衡对
)
同时接收的两个信号的
oct
设备的信号强度和频率；
31.图
13b
示出了由于扫频源的啁啾
(chirp)
而导致的信号频率展宽
(broadening)
；
32.图
14
示出了根据一些实施例的轴向长度监测器的测量深度；
33.图
15
示出了根据一些实施例的被配置成响应于用户对准而改变颜色的固视目标
(fixation target)
；
34.图
16
示出了根据一些实施例的耦合到多个光纤的
vcsel
阵列；和
35.图
17
示出了根据一些实施例的被成像到眼睛中的
vcsel
阵列
。
36.详细描述
37.下面的详细描述提供了对根据本文公开的实施例的本公开中描述的本发明的特征和优点的更好理解
。
尽管详细描述包括许多具体实施例，但是这些仅通过示例的方式提供，并且不应被理解为限制本文公开的本发明的范围
。
例如，尽管提及了测量眼睛的轴向长度，但是本文公开的方法和装置可以用于测量许多类型的样品，诸如身体的其他组织和非组织材料
。
当提及生成轴向长度图时，本文公开的方法和装置可以用于生成眼组织的图像，诸如眼睛的横截面或层析图像，诸如视网膜
、
角膜或晶状体中的一个或更多个的图像
。
38.在一些实施例中，术语轴向长度是指眼睛的角膜顶点到视网膜色素上皮
(rpe)
之间的距离
。
可以使用沿着眼睛的光轴测量轴向长度，以便确定屈光设备的旁轴
(paraxial)
焦距和光焦度，该屈光设备可以被提供来使眼睛达到正视，也即将最佳聚焦图像移动到视网膜色素上皮的表面
。
轴向长度也可以沿着任何其他合适的方向测量，并且可以表示为平均值，该平均值是沿着从
rpe
到包括小凹
(foveola)、
视网膜中央凹或甚至整个黄斑的角膜顶点的多个方向的轴向长度的测量结果的平均值
。
此外，在一些实施例中，轴向长度可以至少部分地基于角膜的曲率来确定，例如其中沿着角膜的环形区域和黄斑的相应环形区域确定多个轴向长度
。
39.本公开的方法
、
系统和设备非常适合于测量眼睛的轴向长度
。
与本公开相关的工作表明，轴向长度可以用于测量由巩膜重塑引起的眼睛长度的变化，并且已经开发了眼睛模型来将轴向长度转换成屈光不正
。
在一些实施例中，眼睛模型被配置成包括角膜的前曲率和后曲率
、
相应的角膜厚度以及眼睛晶状体的位置和光焦度
。
在一些实施例中，晶状体的光焦度基本上是恒定的，并且前房深度的变化可以基于眼睛模型来假设或者直接测量
。
眼睛模型可以转换成回归曲线，并作为算法被包含在应用中
。
40.本公开的方法
、
系统和设备非常适合与
2019
年6月
20
日提交的
pct/us2019/038270
结合，该
pct/us2019/038270
题为“miniaturized mobile,low cost optical coherence tomography system for home based ophthalmic applications”、
被公开为
wo/2019/246412
，其全部公开内容通过引用并入，并且非常适合根据本公开进行修改
。
通过修改射线路径来测量高达
+/-3mm(
例如，
21+/-3mm)
的
opd
变化，可以根据测量轴向长度来修改这种系统
。
41.轴向长度的测量可以在视网膜表面上的
、
可具有
0.05
至
2.0mm
，优选
0.10
至
1.5mm
的区域上进行
。
在一些光学设计中，可以部署利用例如可移动反射镜的扫描系统，执行多个a扫描
。
平均轴向长度可以从这些单独的测量结果中计算出来
。
替代地或组合地，可以使用多个基本固定的光束来测量轴向长度
。
42.在一些实施例中，轴向长度测量设备被配置用于监测近视进展
。
与本公开相关的工作表明，近视进展基本上是通过加深玻璃体室发生的，尽管有时角膜曲率的变化也可能做出适度的贡献
。
与本公开相关的工作还表明，轴向长度与儿童的近视进展密切相关，并且本公开的方法和装置非常适合于监测儿童的近视进展
。
43.在一些实施例中，
oct
设备包括轴向长度监测器，其精度为
+/-25
微米，分辨率为
10
微米，重复性为
+/-15
微米
。
44.在一些实施例中，
oct
设备被配置成基于本文所述的轴向长度和屈光之间的关系，测量
+/-0.07d
的球镜当量
(spherocylindrical equivalent)
的变化，并检测
0.03d
的变化
。
在一些实施例中，这种性能使得该设备能够监测儿童
(
例如亚洲儿童
)
每月的屈光变化，其
近视进展率平均可以为约
0.9d/
年
。
45.在一些实施例中，
oct
轴向长度测量设备能够快速检测近视抑制疗法的功效，从而可以在患者的近视接近高度近视
(》-5d)
并且在许多实施例中接近更低水平的近视
(
诸如不超过
1.0d
的近视，例如-1.0d
的屈光
)
的水平之前改变疗法
。
46.在一些实施例中，
oct al
测量设备包括以下如表1中所示的特征中的一个或更多个特征
。
47.表
1.oct al
测量设备的特征
[0048][0049][0050]
在一些实施例中，
oct al
测量设备包括单眼配置，其中测量从角膜顶点到视网膜色素上皮
(rpe)
层的轴向长度，患者能够固视，并且基于视觉提示自动对准或自对准
。
[0051]
本公开的系统
、
设备和方法非常适合与现有的
oct
方法结合
。oct
干涉仪可以包括时域
oct
干涉仪
、
扫频源
oct
干涉仪
、
光谱域
oct
干涉仪或多反射
oct
干涉仪中的一个或更多
个
。
尽管提到了具有有限扫频范围的扫频源
vcsel
和多个
vcsel
的使用，但是光源可以包括任何合适的光源，例如能够在从大约
20nm
到大约
100nm
或更大的波长范围内进行扫频的
mems
可调谐
vcsel。
尽管提及了轴向长度图，但在一些实施例中，
oct
测量系统和装置被配置成生成角膜和视网膜的
3d
层析图像
。
在一些实施例中，视网膜的
3d
层析图像包括视网膜的高分辨率图像，沿着
oct
测量光束的空间分辨率在4至
25
微米的范围内，例如分辨率在2至
10
微米的范围内
。
[0052]
本公开的系统和方法可以以多种方式配置
。
在一些实施例中，
oct
系统包括双目设备，其中测量一只眼睛，并向另一只眼睛呈现诸如固视刺激的刺激
。
可替代地，
oct
系统可以包括单目设备，其中一次测量一只眼睛，并且仅向被测量的眼睛呈现固视刺激，尽管另一只眼睛可以用例如遮光器覆盖
。
[0053]
本文公开的紧凑型
oct
系统非常适合用于许多现有的临床测试，诸如轴向长度测量
。
在某些情况下，
oct
系统由患者或医疗保健提供者使用
。
在许多情况下，患者可以将自己与系统对准，尽管另一个用户可以将患者与系统对准并进行测量
。
在一些实施例中，
oct
系统与现有的软件和系统集成，以向医疗保健提供者提供附加信息，并且可以响应于轴向长度的变化提供警报
。
当应该采取校正措施时，诸如改变眼疗法
、
视觉刺激治疗
、
药物
、
剂量或提醒服药，警报可选地发送给患者
、
护理人员和医疗保健提供者
。
[0054]
如本文所用，“术语轴向长度”(“al”)
是指眼睛的从眼睛的角膜到眼睛的视网膜的轴向距离
。
在一些实施例中，
al
被测量为从角膜的前表面到视网膜色素上皮
(“rpe”)
的距离
。
[0055]
如本文所用，术语“角膜厚度”(“ct”)
是指最前面的角膜层
(
例如泪膜
)
和最后面的角膜层
(
例如角膜内皮
)
之间的角膜厚度
。
[0056]
如本文所用，术语“视网膜厚度
(rt)”是指用于评估患者视网膜厚度的层间的视网膜厚度
。rt
可以对应于例如视网膜的前表面和外界膜之间的视网膜厚度
。
[0057]
如本文所用，术语“视网膜层厚度
(rlt)”是指视网膜的一个或更多个光学可检测层的厚度
。
视网膜的光学可检测层可以包括例如在外界膜和视网膜色素上皮之间延伸的视网膜厚度
。
[0058]
图
1a
示出了人眼的简化图
。
光通过角膜
10
进入眼睛
。
虹膜
20
通过改变允许光前进到晶状体
30
的瞳孔
25
的大小来控制允许通过的光量
。
前房
40
包含房水
45
，房水
45
确定眼内压
(iop)。
晶状体
30
聚焦用于成像的光
。
晶状体的聚焦特性由重塑晶状体的肌肉控制
。
聚焦的光穿过充满玻璃体液
55
的玻璃体房
。
玻璃体液维持眼睛的整体形状和结构
。
然后，光落在具有感光区域的视网膜
60
上
。
特别地，黄斑
65
是负责接收视觉平面中心的光的视网膜区域
。
在黄斑内，视网膜中央凹
70
是视网膜对光最敏感的区域
。
落在视网膜上的光产生电信号，该电信号被传递到视神经
80
，然后传递到大脑进行处理
。
[0059]
一些疾病导致眼睛的光学性能下降
。
在某些情况下，眼睛的轴向长度过长，这与患者的近视有关
。
在某些情况下，眼内压
(iop)
要么过高要么过低
。
例如，这是由前房中房水的产生速率过高或过低，或例如前房中房水的引流引起的
。
在其他情况下，视网膜太薄或太厚
。
例如，这是由于视网膜中流体的积聚而产生的
。
与异常视网膜厚度
(rt)
相关的疾病包括例如青光眼
、
黄斑变性
、
糖尿病性视网膜病
、
黄斑水肿和糖尿病性黄斑水肿
。
在某些情况下，
rt
的健康范围是从
175
μm厚到
225
μm厚
。
一般来说，
iop
或
rt
或两者的异常表明可能存在几种
眼科疾病中的一种
。
此外，
iop
或
rt
根据眼科治疗或其他程序而变化
。
因此，希望有一种测量
iop
和
/
或
rt
的方法，用于诊断眼科疾病和评估给定患者的处理效果
。
在一些情况下，希望测量一个或更多个视网膜层的厚度，例如多个层的厚度
。
此外，期望处理从
oct
系统获得的数据以帮助识别眼睛中的流体袋或区域，因为这些可能指示眼睛健康的变化
。
[0060]
本文公开的系统和方法涉及使用光学相干断层扫描
(oct)
以在多个时间点测量
al。
例如，患者在多个时间点测量他们的
al
，以跟踪诸如近视的眼科疾病随时间的进展
。
作为另一示例，患者在多个时间点测量他们的
al
，以跟踪他们对光刺激疗法或其他治疗的反应
。
在某些情况下，当
al
的一个或更多个最近测量结果明显偏离先前的测量结果时，系统会发出警报
。
在某些情况下，系统会提醒患者或患者的医生这一变化
。
在某些情况下，该信息用于安排患者和医生之间的随访预约，以例如尝试处理眼科疾病
、
停止处方处理或进行额外的测试
。
[0061]
图
1b
示出了根据一些实施例的用于测量用户眼睛的单目光学相干断层扫描
(oct)
设备
100
的透视图
。oct
设备
100
包括头部
202、
基部
204
和它们之间的颈部
206。
头部
202
通过联接器
(coupling)208
连接到颈部
206
，在一些实施例中，联接器
208
允许头部
202
的铰接
。
头部可以被外壳覆盖，外壳包围光学模块
、
扫描模块和其他相关电路和模块，以允许
oct
设备
100
测量用户的眼睛，一次测量一只眼睛
。
[0062]
在一些实施例中，头部
202
还包括透镜
210、
眼罩
(eyecup)212
和一个或更多个
led
灯
214。
透镜
210
可以被配置成引导来自头部
202
内的一个或更多个光源聚焦在眼睛的视网膜上
。
眼罩
212
可以被配置成定位患者的头部，从而定位患者的眼睛用于扫描和测试
。
眼罩
212
可以是可旋转的，使得当患者的头部被适当地定向到
oct
设备
100
时，突出部分
216
可以位于患者的眼睛附近，并且沿着头部的侧面延伸
(
例如，邻近患者的太阳穴
)。
眼罩
212
可以耦合到被配置为检测眼罩
212
的旋转取向的传感器
。
在一些实施例中，
oct
设备
100
被配置成检测眼罩
212
的旋转取向，从而确定患者是展示了她的右眼还是左眼以用于扫描和测量
。
更具体地，在一些实施例中，眼罩
212
的突出部分
216
可以延伸到邻近患者的右太阳穴或左太阳穴的地方，从而确定患者的哪只眼睛正在被测量
。
在一些实施例中，眼罩
212
包括患者支撑件
。
患者支撑件可以包括头枕或下巴托，或者替代于眼罩
212
或者与眼罩
212
组合地包括头枕或下巴托
。
[0063]
在一些实施例中，联接器
208
将头部
202
连接到颈部
206
，并允许围绕联接器的枢转运动
。
根据实施例，联接器
208
可以是任何合适的联接器，其可以是刚性的
、
铰接的
、
旋转的或枢转的
。
在一些情况下，联接器包括螺纹紧固件和螺纹螺母，以将头部以期望的取向紧固在颈部上
。
螺纹螺母可以用手操作，并且可以包括滚花旋钮
、
蝶形螺母
、
星形螺母或某种其他类型的手动操作紧固机构
。
联接器可替代地或附加地包括允许调节头部相对于颈部的角度的任何合适的构件，并且可包括凸轮
、
杠杆
、
棘爪
(detent)
，并且可替代地或附加地包括摩擦增加结构，例如粗糙表面
、
峰和谷
、
表面纹理等
。
[0064]
图2示出了根据一些实施例的允许患者在多个时间点测量
al
并传送结果的系统的示意图
。
患者看向手持式
oct
设备
100
以获得
al
的测量结果
。
在一些实施例中，手持式
oct
设备包括光学器件
102、
用于控制光学器件并与之通信的电子器件
104、
电池
106
和发射器
108。
在一些情况下，发射器是有线发射器
。
在一些情况下，发射器是无线发射器
。
在一些情况下，手持式
oct
设备
100
经由无线通信信道
110
将结果传送到移动患者设备
120
，例如患者的智能
手机或其他便携式电子设备
。
在一些情况下，无线通信是通过蓝牙通信进行的
。
在一些实施例中，无线通信是经由
wi-fi
通信进行的
。
在其他实施例中，无线通信是经由本领域技术人员已知的任何其他无线通信进行的
。
尽管提到了无线通信，但在一些实施例中，
oct
设备通过有线通信连接到患者移动设备，并且患者移动设备无线连接到远程服务器，例如基于云的服务器
。
[0065]
在一些情况下，结果是
al
的完全处理的测量结果
。
在一些情况下，
oct
数据的所有处理都在手持式
oct
设备上执行
。
例如，在一些实施例中，手持式
oct
设备包括允许
oct
光波形被转换成电子表示的硬件或软件元件
。
在一些情况下，手持式
oct
设备还包括允许处理电子表示以提取例如
al
的测量结果的硬件或软件元件
。
[0066]
在某些情况下，结果是从
oct
测量获得的原始光波形的电子表示
。
例如，在一些实施例中，手持式
oct
设备包括允许
oct
光波形被转换成电子表示的硬件或软件元件
。
在一些情况下，这些电子表示然后被传递到移动患者设备以进行进一步处理，以提取例如
rt
的测量结果
。
[0067]
在某些情况下，患者在患者移动
app
上接收
al
测量的结果和分析
。
在一些实施例中，结果包括警告患者测量结果落在正常或健康范围之外的警报
122。
在一些情况下，结果还包括测量值
124
的显示
。
例如，在某些情况下，
al
的测量产生以毫米
(“mm”)
为单位的特定值的结果，例如
23.6mm。
在某些情况下，该结果对应于轴向长度超出期望范围的变化
。
这会导致系统发出警报，并在患者移动
app
上显示测量值
。
在一些实施例中，警报被传输到医疗保健提供者，例如治疗医师
。
在一些实施例中，结果还包括示出患者在多个时间点的
al
的历史的图表
126。
[0068]
在一些实例中，患者移动设备经由通信装置
130
将测量结果传送到基于云或其他基于网络的存储和通信系统
140。
在一些实施例中，通信装置是有线通信装置
。
在一些实施例中，通信装置是无线通信装置
。
在一些情况下，无线通信是通过
wi-fi
通信进行的
。
在其他情况下，无线通信是通过蜂窝网络进行的
。
在另外其他情况下，无线通信是经由本领域技术人员已知的任何其他无线通信
。
在特定实施例中，无线通信装置被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
[0069]
在特定实施例中，一旦存储在云中，结果然后被传输到其他设备
。
在一些情况下，结果经由第一通信信道
132
传输到患者的计算机
、
平板电脑或其他电子设备上的患者设备
150。
在一些实施例中，结果经由第二通信信道
134
传输到患者的医生的计算机
、
平板电脑或其他电子设备上的医生设备
160。
在一些情况下，结果经由第三通信信道
136
传输到另一用户的计算机
、
平板电脑或其他电子设备上的分析设备
170。
在一些实施例中，结果经由第四通信信道
138
传输到患者管理系统或医院管理系统
180。
在一些情况下，每个设备都具有适当的软件指令来执行本文所述的相关功能
。
[0070]
在特定实施例中，第一通信信道是有线通信信道或无线通信信道
。
在某些情况下，通信是通过以太网进行的
。
在其他情况下，通信是经由局域网
(lan)
或广域网
(wan)
进行的
。
在另外其他情况下，通信是通过
wi-fi
进行的
。
在另外其他情况下，通信是经由本领域技术人员已知的任何其他有线或无线通信信道或方法
。
在一些实施例中，第一通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
在一些情况下，第一通信信道被配置为仅允许从基于云或其他基于网
络的存储和通信系统接收
。
[0071]
在一些情况下，第二通信信道是有线通信信道或无线通信信道
。
在某些情况下，通信是通过以太网进行的
。
在特定实施例中，通信是经由局域网
(lan)
或广域网
(wan)
进行的
。
在其他实施例中，通信是经由
wi-fi
进行的
。
在另外其他实施例中，通信是通过本领域技术人员已知的任何其他有线或无线通信信道或方法进行的
。
在一些情况下，第二通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
在一些实施例中，第二通信信道被配置为仅允许从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
[0072]
在特定情况下，第三通信信道是有线通信信道或无线通信信道
。
在某些情况下，通信是通过以太网进行的
。
在其他情况下，通信是经由局域网
(lan)
或广域网
(wan)
进行的
。
在另外其他情况下，通信是通过
wi-fi
进行的
。
在另外其他情况下，通信是经由本领域技术人员已知的任何其他有线或无线通信信道或方法进行的
。
在一些实施例中，第三通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
在一些情况下，第三通信信道被配置为仅允许从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
[0073]
在一些实施例中，第四通信信道是有线通信信道或无线通信信道
。
在某些情况下，通信是通过以太网进行的
。
在其他情况下，通信是经由局域网
(lan)
或广域网
(wan)
进行的
。
在另外其他情况下，通信是通过
wi-fi
进行的
。
在另外其他情况下，通信是经由本领域技术人员已知的任何其他有线或无线通信信道或方法进行的
。
在一些情况下，第四通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
在其他情况下，第四通信信道被配置为仅允许从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
[0074]
可以在许多位置执行
al
的确定
。
例如，可以在手持式
oct
设备上执行
al
的确定
。
在一些情况下，
al
的确定例如通过智能手机或其他便携式电子设备在手持式
oct
设备附近的位置执行
。
在一些实施例中，在基于云的存储和通信系统上执行
al
的确定
。
在一些情况下，手持式
oct
设备被配置为压缩测量数据并将压缩的测量数据传输到基于云的存储和通信系统
。
可替代地或组合地，
oct
系统的其他部件
(
诸如可操作地耦合到
oct
设备的移动设备
)
可以被配置成压缩测量数据并将压缩的测量数据传输到例如基于云的存储和通信系统
。
[0075]
在一些实施例中，患者在患者设备
150
上接收
al
测量的结果和分析
。
在一些情况下，结果包括警告患者测量结果落在正常或健康范围之外的警报
152。
在一些情况下，结果还包括测量值
154
的显示
。
例如，在一些情况下，
al
的测量产生
23.6mm
的结果
。
这个结果可以对应于指示近视增加的轴向长度的增加
。
在一些情况下，这导致系统产生警报，并在患者设备上显示
23.6mm
的测量值
。
在特定情况下，结果还包括示出患者在多个时间点的
al
的历史的图表
156。
在一些情况下，患者设备还显示指令
158
供患者遵循
。
在一些情况下，指令指示患者去看他们的医生
。
在一些实施例中，例如，指令包括患者的姓名
、
最近一次
al
测量的日期以及对他们的医生的下一次预定访问
。
[0076]
在一些实施例中，患者的医生在医生设备
160
上接收
al
测量的结果和分析
。
在一些情况下，结果包括提醒医生测量结果对应于相对基线的潜在显著变化的警报
162。
在一些情况下，结果还包括告知医生患者的测量结果的警报
164。
在一些实施例中，警报包括医生呼
叫患者以安排预约或提供医疗援助的建议
。
在一些实施例中，结果还包括显示医生的每个患者的最近测量结果和历史测量结果的显示器
166。
例如，在一些情况下，
al
的测量产生
23.6
μm的结果
。
该结果对应于指示近视可能进展的相对基线值的变化
。
在一些情况下，这会导致系统发出警报，并在医生
app
上显示
23.6mm
的测量值，或轴向长度比先前测量结果增加的量
。
在特定情况下，医生设备还显示对于医生的每个患者的联系信息和历史信息
168。
[0077]
在一些实施例中，另一用户在分析设备
170
上接收
al
测量的结果和分析
。
在一些情况下，另一个用户是研究一种新的治疗形式的疗效的研究人员
。
在其他情况下，另一个用户是监测特定医生或护理机构的结果的审计员
。
为了保护患者的隐私，在某些情况下，分析设备被限制为仅接收给定患者信息的子集
。
例如，子集受到限制，以便不包括关于给定患者的任何个人识别信息
。
在一些情况下，结果包括提醒或指示在特定时间段内已经获得大量异常或不期望的测量的警报
172。
在一些情况下，结果包括跨患者群体的测量的一个或更多个图形表示
174。
[0078]
在一些情况下，分析设备上的结果和分析包括疾病信息，例如医生确认的诊断
。
在一些情况下，结果和分析包括匿名的患者数据，诸如年龄
、
性别
、
遗传信息
、
关于患者环境的信息
、
吸烟史
、
患者遭受的其他疾病等
。
在一些情况下，结果和分析包括患者的匿名治疗计划，诸如光疗法列表
、
处方药物
、
治疗史等
。
在一些情况下，结果和分析包括测量结果，诸如
al
测量的结果
、
患者屈光
(
眼镜处方
)、
视觉功能测试或患者对治疗过程的依从性
。
在一些情况下，结果和分析包括来自电子病历的数据
。
在一些情况下，结果和分析包括来自对患者的医疗提供者的访问的诊断信息，诸如由患者的医疗提供者获取的轴向长度
oct
扫描的结果
。
[0079]
在一些实施例中，患者的临床
、
医院或其他医疗提供者在患者管理系统或医院管理系统
180
上接收
al
测量的结果和分析
。
在一些情况下，该系统包含患者的电子病历
。
在一些情况下，结果和分析为患者的医疗提供者提供数据，允许提供者更新患者的治疗计划
。
在一些情况下，结果和分析允许提供者决定呼叫患者进行早期就诊
。
在一些情况下，结果和分析允许提供者决定推迟就诊
。
[0080]
在一些实施例中，患者设备
、
医生设备和分析设备中的一个或更多个包括软件应用，该软件应用包括分别执行患者设备
、
医生设备或分析设备的功能的指令，如本文所述
。
[0081]
图
3a
示出了根据一些实施例的利用短程无线通信的手持式
oct
设备
。
在一些实施例中，手持式
oct
设备
100
包括光学器件
102、
用于控制光学器件并与之通信的电子器件
104、
电池
106
和无线发射器
108。
在一些情况下，无线发射器是蓝牙发射器
。
在一些情况下，来自一个或更多个
al
测量的结果被存储在手持式
oct
设备上，直到授权用户
(
诸如患者或患者指定的另一个人
)
在智能手机或其他便携式电子设备上打开患者移动设备
。
一旦打开，患者移动设备应用就与手持式
oct
设备建立无线通信
。
在一些情况下，通信是经由蓝牙无线通信信道
110
进行的
。
在一些情况下，手持式
oct
设备经由蓝牙信道将结果传送到患者的智能手机或其他便携式电子设备上的移动患者设备
120。
[0082]
在一些情况下，结果包括提醒患者测量结果落在期望范围之外的警报
122。
在特定实施例中，结果还包括测量值
124
的显示
。
例如，在一些情况下，
al
的测量产生
23.6
的结果
。
该结果可能落在期望范围之外
。
在一些情况下，这会导致系统发出警报，并在患者移动
app
上显示
23.6mm
的测量值
。
在特定实施例中，结果还包括示出患者在多个时间点的
al
的历史的图表
126。
[0083]
在一些情况下，患者移动设备应用经由无线通信装置
130
将测量结果传送到基于云或其他基于网络的存储和通信系统
140。
在一些情况下，无线通信是经由
wi-fi
通信进行的
。
在其它情况下，
wi-fi
通信是通过安全
wi-fi
信道进行的
。
在另外其它情况下，无线通信是通过蜂窝网络进行的
。
在特定实施例中，蜂窝网络是安全蜂窝网络
。
在其他实施例中，传输的信息被加密
。
在一些情况下，通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
在一些情况下，数据存储在智能手机或其他便携式电子设备上，直到智能手机或其他便携式电子设备连接到
wi-fi
或蜂窝网络
。
[0084]
在一些情况下，患者移动设备应用具有通知患者或由患者指定的另一个人自上次打开患者移动设备应用以来已经过了太长时间的功能
。
例如，在一些情况下，发生这种通知是因为患者没有按照他们的医生或其他医疗保健提供者设定的测量时间表的要求最近获得
al
的测量结果
。
在其他情况下，发生通知是因为手持式
oct
设备存储了太多测量结果，并且需要将数据传输到患者的智能手机
。
在特定实施例中，患者移动设备应用与基于云或其他基于网络的存储和通信系统通信，以显示完整的患者数据集
。
[0085]
图
3b
示出了根据一些实施例的能够直接与基于云的存储和通信系统通信而不依赖于诸如智能手机的用户设备的手持式
oct
设备
。
在一些实施例中，手持式
oct
设备
100
包括光学器件
102、
用于控制光学器件并与之通信的电子器件
104、
电池
106
和无线发射器
108。
在一些情况下，无线发射器是
gsm
发射器
。
在一些情况下，来自一个或更多个
al
测量的结果存储在手持式
oct
设备上
。
在一些情况下，
gsm
发射器经由无线通信信道
114
与基于云或其他基于网络的存储和通信系统
140
建立无线通信
。
在特定情况下，无线通信经由
gsm
无线通信信道
。
在其他实施例中，该系统利用第三代
(3g)
或第四代
(4g)
移动通信标准
。
在这种情况下，无线通信经由
3g
或
4g
通信信道
。
[0086]
在特定实施例中，患者移动设备
120
经由无线通信装置
130
从基于云或其他基于网络的存储和通信系统
140
接收测量结果
。
在一些情况下，无线通信是通过
wi-fi
通信进行的
。
在一些情况下，
wi-fi
通信是通过安全
wi-fi
信道进行的
。
在一些情况下，无线通信是通过蜂窝网络进行的
。
在一些情况下，蜂窝网络是安全蜂窝网络
。
在特定情况下，传输的信息是加密的
。
在一些实施例中，通信信道被配置成允许向基于云或其他基于网络的存储和通信系统传输或从基于云或其他基于网络的存储和通信系统接收
。
[0087]
在一些情况下，一旦从基于云或其他基于网络的存储和通信系统获得，
al
测量的结果在患者移动应用中被查看
。
在一些情况下，结果包括提醒患者测量结果落在正常或健康范围之外的警报
122。
在某些情况中，结果还包括测量值
124
的显示
。
例如，在一些情况下，
al
的测量产生
23.6mm
的结果
。
该结果可能落在如本文所述的期望范围之外
。
在特定实施例中，这会导致系统产生警报并在患者移动应用上显示
23.6mm
的测量值
。
在一些实施例中，结果还包括示出患者在多个时间点的
al
的历史的图表
126。
[0088]
在一些情况下，患者移动设备应用具有通知患者或由患者指定的另一个人自上次打开患者移动设备应用以来已经过了太长时间的功能
。
例如，在一些情况下，发生这种通知是因为患者没有按照他们的医生或其他医疗保健提供者设定的测量时间表的要求最近获得
al
的测量结果
。
在其他情况下，发生通知是因为手持式
oct
设备存储了太多测量结果，并且需要将数据传输到患者的智能手机
。
在特定实施例中，患者移动设备与基于云或其他基
于网络的存储和通信系统通信，以显示完整的患者数据集
。
[0089]
在一些情况下，手持式
oct
设备包括短程发射器和
gsm、3g
或
4g
发射器两者
。
在某些情况下，短程发射器是蓝牙发射器
。
在一些情况下，手持式
oct
设备通过蓝牙无线通信信道与智能手机或其他便携式电子设备上的患者移动设备应用直接通信
。
在一些实施例中，手持式
oct
还通过
gsm、3g
或
4g
无线通信信道与基于云或其他基于网络的存储和通信系统通信
。
在特定情况下，基于云的系统然后通过
wi-fi、
蜂窝或其他无线通信信道与患者移动设备应用进行通信
。
可替代地，蓝牙发射器内置在扩展坞中
。
在某些情况下，这允许没有智能手机的患者使用旧设备
。
在一些情况下，扩展坞还包括用于为手持式
oct
设备的电池充电的装置
。
[0090]
在一些情况下，图
3a
和图
3b
的手持式
oct
设备被配置成保持成紧邻眼睛
。
例如，在特定实施例中，该设备被配置为保持在眼睛前方，检测器距离眼睛不超过
200mm。
在其他实施例中，设备被配置为保持在眼睛前方，检测器距离眼睛不超过
150mm、
不超过
100mm
或不超过
50mm。
在特定情况下，手持式
oct
设备还包括支撑光源
、
光学元件
、
检测器和电路的外壳
。
在一些情况下，外壳被配置成握在用户手中
。
在一些情况下，用户将设备保持在眼睛前面，以将光线束
(light beam)
引导到眼睛中
。
在一些情况下，设备包括传感器来测量正在测量哪只眼睛
。
例如，在特定实施例中，设备包括加速度计或陀螺仪，以响应于外壳的取向来确定测量哪只眼睛
。
该设备可选地包括耦合到外壳和传感器的遮挡结构，该遮挡结构确定测量哪只眼睛
。
遮挡结构遮挡一只眼睛，同时测量另一只眼睛
。
在一些情况下，设备包括观看目标，以将光线束与视网膜的一部分对准
。
例如，在特定实施例中，设备包括将光线束与眼睛的视网膜中央凹对准的观看目标
。
在一些情况下，观看目标是光线束
。
在一些情况下，观看目标是发光二极管
。
在其他情况下，观看目标是垂直腔面发射激光器
(vcsel)。
在其他另外的情况下，观看目标是本领域普通技术人员已知的任何合适的观看目标
。
[0091]
如本领域普通技术人员将理解的，本文所述的光学部件能够小型化，从而提供具有减小的物理尺寸和质量的手持式
oct
设备，如本文所述
。
[0092]
在一些实施例中，图
3a
和图
3b
的手持式
oct
设备足够小和足够轻，便于用户用一只手操作
。
例如，在一些实施例中，该设备的质量在大约
100
克到大约
500
克的范围内，尽管该设备可以更重，并且可以包括例如在大约
500
克到大约
1000
克的范围内的质量
。
在一些实施例中，该设备的质量在约
200
克至约
400
克的范围内
。
在一些实施例中，该设备的质量在约
250
克至约
350
克的范围内
。
在特定实施例中，该设备具有从大约
80mm
到大约
160mm
的范围内的最大跨越距离
。
在特定实施例中，该设备具有从大约
100mm
到大约
140mm
的范围内的最大跨越距离
。
在特定实施例中，该设备的宽度在约
110mm
至约
130mm
的范围内
。
在一些实施例中，最大跨越距离包括长度
。
在一些实施例中，设备的宽度小于其长度
。
在特定实施例中，该设备的宽度在约
40mm
至约
80mm
的范围内
。
在特定实施例中，该设备的宽度在约
50mm
至约
70mm
的范围内
。
在特定实施例中，该设备的宽度在约
55mm
至约
65mm
的范围内
。
[0093]
图4示出了根据一些实施例的用于测量用户眼睛的双目
oct
设备
4900
的透视图
。
双目
oct
设备
4900
包括光学耦合到
oct
测量系统的第一可调透镜
4916-1
和配置在手持单元主体
4903(
例如，外壳
)
内的第一固视目标，这两者在该图中从视野中隐藏
。
类似地，第二可调透镜
4916-2
可以光学耦合到
oct
测量系统和第二固视目标
(
隐藏
)。
第一可调透镜
4916-1
可以是第一自由空间光学器件的一部分，其被配置为提供固视目标并测量用户眼睛的轴向长
度，而第二可调透镜
4916-2
可以是第二自由空间光学器件的一部分，其被配置为仅提供固视目标以便减少双目
oct
设备
4900
中的部件数量
。
例如，虽然两个自由空间光学器件都为用户提供了固视目标，但是只有一个自由空间光学器件用于测量轴向长度，因为在用户测量第一只眼睛之后，双目
oct
设备
4900
可以上下颠倒，即倒置，使得用户可以测量另一只眼睛
。
[0094]
在该实施例中，双目
oct
设备
4900
包括瞳孔间距
(ipd)
调节机构
4905
，该调节机构
4905
可在手持单元主体
4903
的外部上接近
。
在该实施例中，
ipd
调节机构
4905
包括两个部件，第一部件
4905-1
，当眼罩
4901-1
和
4901-2
搁置在用户的脸上时，当用户将双目
oct
设备
4900
放置在用户的眼睛前面时，第一部件
4905-1
调节透镜
4916-1
和
4916-2
之间的距离以匹配用户的瞳孔的
ipd。
[0095]
该
ipd
可以由医疗保健专业人员设置并锁定到位，以便用户在家测量
al、
角膜厚度或视网膜厚度中的一个或更多个
。
可替代地，
ipd
可以是用户可调节的
。
开关
4904
可以用于调节透镜
4916-1
和
4916-2
以匹配用户的屈光，即眼镜处方
。
可替代地，可以使用诸如平板电脑的移动设备对患者的每只眼睛的屈光进行编程
。
例如，用户可以用一只眼睛固视第一固视目标，用另一只眼睛固视第二固视目标，并且可移动透镜针对用户的屈光被调整
。
开关
4904
可以选择性地调节手持单元主体
4903
内的透镜
4916-1
和
4916-2
的组件，以改变透镜
4916-1
和
4916-2
的定位
。
这些位置可以由医疗保健专业人员输入到设备中，并与来自取向传感器的取向一起存储在处理器中，如本文所述
。
该设备可以倒置，并重复该过程
。
可替代地或附加地，每只眼睛的处方可以存储在处理器中，并且透镜响应于取向传感器的取向而针对每只眼睛的适当屈光被调节
。
[0096]
部件
4905-1
和
4905-5
两者都可以实现为医疗保健专业人员手动旋转的一个或更多个轮子
。
可替代地，
ipd
调节机构
4905
可以是电动的
。
就这一点而言，部件
4905-1
和
4905-5
可以被配置为方向开关，其基于用户引导开关的方向来致动手持单元主体
4903
内的电机以旋转手持单元主体
4903
内的齿轮
。
[0097]
开关
4904
可用于调节双目
oct
设备
4900
的聚焦
。
例如，因为由透镜
4916-1
和
4916-2
的调节所影响的焦距变化可以通过透镜
4916-1
和
4916-2
的调节以惯用的屈光力单位
(
例如屈光度
)
来测量
。
屈光度开关
4906
还可以包括方向开关，该方向开关基于医疗保健专业人员引导开关调节双目
oct
设备
4900
的屈光力的方向来致动手持单元主体
4903
内的电机以旋转手持单元主体
4903
内的齿轮
。
由于双目
oct
设备
4900
可包括电子设备，因此双目
oct
设备
4900
可包括电源开关
4906
以控制双目
oct
设备
4900
的供电
。
[0098]
眼罩
4901-1
和
4901-2
中的每一个都可以螺纹安装并联接至外壳，以允许在测量期间调节眼睛的位置
。
与本公开相关的工作表明，眼罩可以由医疗保健专业人员调节并锁定在适当位置，以允许眼睛的可充分再现的定位从而进行
al
测量，如本文所述
。
可替代地或组合地，眼睛位置传感器，例如浦肯野
(purkinje)
图像传感器，可用于确定从眼睛到
oct
测量系统的距离
。
[0099]
双目
oct
设备
4900
可包括适当的尺寸和重量，用于在家里测量和用于用户在旅行中携带双目
oct
系统
。
例如，双目
oct
系统可以包括合适的长度
、
合适的宽度和合适的高度
。
该长度可以沿着对应于用户观看方向的轴线延伸
。
长度可以在约
90mm
至约
150mm
的范围内，例如约
130mm。
宽度可以横向于长度延伸，并且可以在大约
90mm
到大约
150mm
的范围内，例如大约
130mm。
例如，高度可以在大约
20mm
到大约
50mm
的范围内
。
在一些实施例中，长度在约
110mm
至
210mm
的范围内，宽度在约
100mm
至
200mm
的范围内，高度在约
50mm
至约
110mm
的范围内
。
在一些实施例中，设备的最大跨越距离在从大约
200mm
到大约
350mm
的范围内，例如大约
300mm。
[0100]
双目
oct
系统的重量可以在约1磅至2磅的范围内，例如
0.5
千克至约1千克
。
[0101]
双目
oct
设备
4900
可以被配置为掉落并且仍然正常工作
。
例如，双目
oct
设备可以被配置成从大约
30cm
的高度掉落，并且仍然起作用，以便精确地执行
al
测量，例如，测量的
al
的变化不超过测量的可重复性
。
双目
oct
系统可以被配置为从大约1米的高度掉落，而不会出现安全危险，例如玻璃破碎
。
[0102]
图5示出了根据一些实施例的双目
oct
设备
4900
的框图，其示出了手持式单元主体
4903
内的各个部件
。
例如，双目
oct
设备
4900
包括自由空间光学器件
4910-1
和
4910-2。
自由空间光学器件
4910-1
和
4910-2
中的每一个包括用于其相应眼睛的固视目标
4912
，其允许用户在测量用户的
al
时固视
/
凝视目标，并允许用另一只眼睛固视，以便提供双眼固视
。
固视目标可以包括用诸如
led
的光源背照的孔
(
例如，圆形孔以形成圆盘形照明目标，尽管可以使用十字或其他合适的固视刺激
)。
自由空间光学器件
4910-1
和
4910-2
还可以分别包括屈光误差
(re)
校正模块
4911-1
和
4911-2
，其分别包括透镜
4916-1
和
4916-2。
这些透镜可以移动到对应于适当眼睛的屈光误差的预编程位置
。
自由空间光学模块
4910-1
和
4910-2
中的外围板
4915-1
和
4915-2
分别提供对电动台
4914-1
和
4914-2
的电子控制，以校正观察双目
oct
设备
4900
的固视目标的相应眼睛的屈光误差
。
[0103]
如本文所讨论的，双目
oct
设备
4900
可包括可用于将双目
oct
设备
4900
舒适地搁置在用户脸上的眼罩
4901-1
和
4901-2。
它们还可以被配置成在用户凝视双目
oct
设备
4900
时遮挡外部光
。
眼罩
4901
还可以包括眼罩调节机构
4980-1
和
4980-2
，其允许医疗保健专业人员和可选地用户相对于手持单元主体
4903
来回移动眼罩
4901-1
和
4901-2
，以舒适地将眼罩定位在用户的脸上，并适当地定位每只眼睛用于测量
。
[0104]
在一些实施例中，双目
oct
设备
4900
包括光纤干涉仪模块
4950
，该光纤干涉仪模块
4950
包括单个
vcsel
或多个
vcsel 4952。
一个或更多个
vcsel 4952
光学耦合到光纤分配模块
4953
，该光纤分配模块
4953
光学耦合到光纤马赫-曾德尔
(mach-zender)
干涉仪
4951。
对于包括多个
vcsel 4952
的实施例，每个
vcsel
可以各自包括与多个
vcsel 4952
中的其他
vcsel
不同的波长范围，以便扩展光的光谱范围
。
例如，每个
vcsel 4952
可以使激光脉冲化，该激光在一个波长范围内扫频一段时间，如本文所述
。
如本文所述，多个
vcsel 4952
中的每个
vcsel 4952
的扫频范围可与另一个
vcsel 4952
的相邻扫频范围部分重叠
。
因此，多个
vcsel 4952
的波长的总扫频范围可以扩展到更大的波长扫频范围
。
另外，来自多个
vcsel 4952
的激光的发射可以是顺序的
。
例如，多个
vcsel 4952
中的第一
vcsel
可以在第一波长上扫掠激光脉冲一段时间
。
然后，多个
vcsel 4952
中的第二
vcsel
可以在第二波长上扫掠激光脉冲一个类似的持续时间，然后是第三
vcsel
，依此类推
。
[0105]
来自一个或更多个
vcsel 4952
的激光被光学传输到光纤分配模块
4953
，其中激光的一部分被光学传输到光纤连接器
4960
用于在主电子板
4970
中的分析
。
光纤连接器
4960
可以将多根光纤从光纤分配模块
4953
连接到光纤连接器模块
4960。
激光的另一部分被光学传输到光路距离校正
(opd)
模块
4940
，并最终传输到自由空间光学器件
4910-1
，用于传送到用户的眼睛并用马赫-曾德尔干涉仪的测量臂的一部分测量用户的眼睛
。
例如，
opd
校正模块
4940
可以包括外围板
4943
，外围板
4943
由主电子板
4970
控制以致动电动台
4942
从而改变用户眼睛
、
马赫-曾德尔干涉仪的耦合器和一个或更多个
vcsel 4952
之间的光路距离
。opd
校正模块
4940
还可以包括光纤准直器
4941
，其在来自
vcsel 4952
的激光传送到用户眼睛之前对其进行准直，并且光纤准直器可以随
opd
校正模块
4940
平移
。
[0106]
控制器接口
4930
可用于接收用户输入以控制双目
oct
测量系统
。
控制器接口可包括第一控制器接口
4930-1
和第二控制器接口
4930-2。
控制器接口
4930
可以包括触发按钮机构，其允许用户启动一系列步骤来对准眼睛并测量视网膜，如本文所述
。
可替代地或组合地，该设备可以配置有自动捕获功能，使得当该设备在适当的公差内对准眼睛时，数据被自动采集
。
[0107]
在一些实施例中，双目
oct
设备
4900
包括扫描仪模块
4990
，其以图案
(
例如，停走扫描图案
、
星形扫描图案
、
连续扫描图案
、
李萨如扫描图案或花形扫描图案
(
玫瑰线
))
扫描来自一个或更多个
vcsel 4952
的激光
。
例如，扫描仪模块
4990
的外围板
4991
可以通信地耦合到主电子板
4970
，以接收控制信号，该控制信号指导扫描仪模块
4992
以图案扫描来自
vcsel 4952
的脉冲激光，以在用户的眼睛上执行光学相干断层扫描
(oct)。
扫描模块
4990
可包括密封窗口
4992
，密封窗口
4992
接收来自光纤准直器
4941
的激光并光学地将激光传送到自由空间二维扫描仪
4993
，自由空间二维扫描仪
4993
提供激光的扫描图案
。
二维扫描仪可以包括如本文所述的扫描仪，例如双轴电流计或双轴静电扫描仪
。
当存在时，密封窗口
4992
可用于保持双目
oct
设备
4900
的内部部件没有灰尘和
/
或湿气
。
然后激光被光学传输到中继光学器件
4994
，使得扫描的激光可以经由自由空间
rt
光学器件
4910-1
输入到用户的眼睛
。
在这点上，扫描的激光可以被传输到热镜
4913
，使得红外光可以被反射回热镜
、
扫描镜并聚焦到耦合到准直透镜的光纤尖端
。
例如，热镜
4913
通常透射可见光并反射红外光，并且可以包括二向色短通镜
(short pass mirror)。
[0108]
扫描仪和相关联的光学器件可以被配置成扫描视网膜的任何适当大小的区域，例如包括视网膜中央凹的区域
。
在一些实施例中，扫描仪和相关联的光学器件被配置成在扫描视网膜的同时扫描角膜
。
在一些实施例中，扫描仪被配置成响应于存储在诸如控制器的处理器上的指令，以诸如预定扫描图案的扫描图案扫描视网膜
。
例如，扫描仪可以被配置成在包括例如从大约
0.05
到
2.0mm
的范围内的最大跨越距离的区域上扫描视网膜
。
最大跨越距离可以包括直径，并且可以在从大约
0.1mm
到大约
1.5mm
的范围内
。
角膜扫描的尺寸可以相似
。
视网膜的扫描区域可以包括大于
al
图的区域，以便考虑对准中的轻微误差，例如眼睛相对于
oct
系统的横向定位中高达
0.5mm
的误差，例如，以便例如通过基于眼睛的测量位置对准图来补偿对准误差
。
视网膜上的
oct
测量光束的大小可以在约
25
微米至约
75
微米的范围内
。
在一些实施例中，反射镜以对应于视网膜上的扫描速率的连续轨迹移动，扫描速率在大约每秒
10mm
到大约每秒
200mm
的范围内，并且扫描速率可以在大约每秒
50mm
到大约每秒
200mm
的范围内
。
例如，a扫描期间光束的位移可以在大约2到
10
微米的范围内
。
多个a扫描中的每一个的光束可以重叠
。
在一些实施例中，反射镜以对应于扫描图案的轨迹的一个或更多个旋转连续移动，并且扫频源
vcsel
以与光束的大小和光束在视网膜上的速度相关的合适频率开启和关闭
。
在一些实施例中，在扫描图案的至少一部分期间，多个a扫描中的每一个在视网膜上重叠
。
[0109]
在其中一个或更多个
vcsel
包括多个
vcsel
的实施例中，对于每个a扫描，可以顺序
地扫描多个
vcsel
，使得来自多个
vcsel
中的每一个的测量光束在视网膜上与先前的扫描重叠，并且可以类似地扫描角膜
。
例如，来自第一a扫描的多个
vcsel
中的每一个的顺序生成的光束中的每一个可以沿着轨迹与来自第二a扫描的多个
vcsel
中的每一个的顺序生成的光束中的每一个重叠
。
[0110]
如本文所述，双目
oct
设备
4900
可包括经由部件
4905-1
和
/
或
4905-2
的
ipd
调节
。
这些部件可以通信地耦合到手动平移台
ip
调节模块
4982
，手动平移台
ip
调节模块
4982
执行自由空间光学模块
4910-1
和
4910-2
的致动，以便改变自由空间光学模块之间的间隔距离并调节
ipd。
[0111]
主电子板
4970
可包括多种部件
。
例如，光电检测器
4972
可用于接收通过光纤连接器
4960
从
vcsel 4952
引导的激光以及从用户眼睛反射的干涉光
。
光纤连接器
4960
可以包括模块
4961
，该模块
4961
将多根光纤
(
例如四根光纤
)
耦合到多个检测器
(
例如五个检测器
)。
光纤连接器
4960
还可以包括干涉仪时钟盒
4962(
例如标准具
(etalon))
，其可以用于相位包裹
(phase wrapping)
从用户眼睛反射回来的光，如本文所示和描述的
。
一旦被光电检测器
4972
接收，光电检测器
4972
可以将光转换成要在主电子板
4970
和
/
或另一处理设备上处理的电子信号
。
例如，多个光电检测器可以包括耦合到光纤马赫-曾德尔干涉仪的平衡检测器对的两个检测器
、
时钟盒检测器和一对功率测量检测器
。
[0112]
主电子板
4970
可以包括通信电源模块
4973(
例如，通用串行总线或“usb”)
，其可以通信地将双目
oct
设备
4900
耦合到另一处理系统，向双目
oct
设备
4900
提供功率，和
/
或对双目
oct
设备
4900
的电池充电
。
当然，双目
oct
设备
4900
可以包括可用于将信息从双目
oct
设备
4900
传送到另一设备的其他模块，包括例如
wi-fi、
蓝牙
、
以太网
、
火线等
。
[0113]
主电子板
4970
还可以包括
vcsel
驱动电子器件
4971
，其指导
vcsel 4952
如何以及何时朝向用户的眼睛发射
。
主电子板
4970
上的其他部件包括模拟块
4974
和数字块
4975
，其可分别用于处理和
/
或生成模拟和数字信号，模拟和数字信号被
(
例如，从外部处理系统
)
传输到双目
oct
设备
4900
，从双目
oct
设备
4900
内的各种部件接收，和
/
或从双目
oct
设备
4900
内的各种部件接收
。
例如，外围反馈按钮
4932
可以生成由模拟块
4974
和
/
或数字时钟
4975
处理的模拟信号，模拟块
4974
和
/
或数字时钟
4975
又可以生成用于经由外围板
4943
刺激电动台模块
4942
的控制信号
。
可替换地或附加地，模拟块
4974
可以处理来自光电检测器
4972
的模拟信号，使得它们可以由数字块
4975
转换成数字信号，用于后续的数字信号处理
(
例如，
fft、
相位包裹分析等
)。
[0114]
图6示出了根据一些实施例的可以利用双目
oct 4900
实现的光学配置
5100
的示意图
。
光学配置
5100
包括经由光耦合器
5126
光纤耦合的一个或更多个
vcsel 4952。
如上所述，当发射时，一个或更多个
vcsel 4952
可以在波长范围内被扫掠
。
对于具有多个
vcsel 4952
的实施例，波长可以与多个
vcsel 4952
中的另一个
vcsel 4952
的波长扫频范围部分重叠，以便增加
vcsel 4952
的总扫频范围
。
在一些情况下，该总扫频范围以大约
850nm
为中心
。
来自一个或更多个
vcsel 4952
的激光通过光纤耦合器
5126
传播到光纤线
5127
，其中另一个光耦合器
5118
沿着两条不同的路径分割来自一个或更多个
vcsel 4952
的一部分光能
。
[0115]
在第一路径中，大约
95
％的光能被光学传递到另一个光耦合器
5119
，其中大约5％的光能被光学传递到光耦合器
5120。
在第二路径中，通过光耦合器
5120
再次分离光能
。
在这点上，来自光耦合器
5120
的大约
75
％的光能通过干涉仪例如包括标准具的法布里-珀罗干
涉仪传递到相位校正检测器
5101-1。
标准具和检测器可以包括光学时钟
5125
的部件
。
例如，光学时钟
5125
可以包括单个标准具
。
标准具可以包括基本平行的平坦表面，并且相对于激光束的传播方向倾斜
。
表面可包括涂覆或未涂覆的表面
。
材料可以包括具有合适厚度的任何合适的透光材料
。
例如，标准具可以包括在从约
0.25mm
到约
5mm
的范围内的厚度，例如在从约
0.5mm
到约
4mm
的范围内的厚度
。
标准具表面的反射率可在约3％至约
10
％的范围内
。
标准具可以相对于激光束传播方向倾斜，例如以从大约5度到大约
12
度的范围内的角度倾斜
。
标准具的精细度
(finesse)
可以在大约
0.5
到大约
2.0
的范围内，例如在大约
0.5
到
1.0
的范围内
。
标准具可以包括任何合适的材料，例如光学玻璃
。
标准具的厚度
、
折射率
、
反射率和倾斜角可以配置成在时钟盒检测器处提供基本上正弦的光信号
。
在大约
0.5
到
2.0
的范围内的精细度可以提供非常适合于本文所述的相位补偿的基本上正弦的检测器信号，尽管可以有效地利用具有更高精细度值的实施例
。
[0116]
在一些实施例中，时钟盒可包括多个标准具
。
该方法在其中一个或更多个
vcsel
包括多个
vcsel
，并且多个标准具提供附加相位和时钟信号信息的实施例中是有用的
。
例如，时钟盒可以包括第一标准具和第二标准具，第一标准具和第二标准具被布置成使得光依次穿过第一标准具，然后穿过第二标准具，例如串联配置，其可以提供时钟盒信号的频率混合，并且减少用于测量扫频源的相位的检测器和相关电路的数量
。
可替代地，多个标准具可以平行配置地布置，其中多个标准具耦合到多个检测器
。
[0117]
相位校正检测器
5101-1
可以使用来自光学时钟
5125
的光信号来校正从用户眼睛
5109-1
反射的光的相位，方法是通过如本文所述的来自一个或更多个
vcsel 4952
的光的相位包裹来匹配一个或更多个
vcsel 4952
的相位
。
为了光学安全，来自光耦合器
5120
的剩余
25
％的光能可以光学地传递到检测器
5101-2。
例如，根据设备的取向，检测器
5101-2
可以用于确定有多少光能被传递到用户的眼睛
5109-1
或
5109-2。
如果双目
oct
设备
4900
确定检测器
5101-2
接收到太多可能损害用户眼睛的光能，则双目
oct
设备
4900
可以作为关闭一个或更多个
vcsel 4952
的“关闭开关
(kill switch)”来操作
。
可替代地或附加地，双目
oct
设备
4900
可以监测检测器
5101-2
，以增加或减少来自
vcsel 4952
的光能，这被认为是激光安全和
/
或信号处理所必需的
。oct
设备可以包括第二安全检测器
5101-3
，以提供用于改善眼睛安全的冗余测量
。
[0118]
传输到光耦合器
5119
的光能
(
例如，来自一个或更多个
vcsel 4952
的大约
95
％的光能
)
也沿着两条路径分裂，其中大约
99
％的剩余光能沿着光纤被光学传输到光耦合元件
5122
，并且大约1％的剩余光能也被光学传输到检测器
5101-3
，用于双目
oct
设备
4900
的激光安全
。
传输到光耦合器
5122
的光能部分可以由光耦合器
5122
在马赫-曾德尔干涉仪的两个光路环
5110
和
5111
之间分割，例如每个大约
50
％
。
参考光路环
5110
可以包括干涉仪的参考臂的一部分，并且为用户眼睛
5109-1
的
al
测量
、
角膜厚度测量或视网膜厚度测量中的一个或更多个提供参考光信号
(
例如，通过测量光路环
5111
从用户的视网膜反射的测量信号
)。
[0119]
在一些实施例中，参考臂包括不同距离和相应不同光路长度的多个参考臂
。
例如，参考光路可以包括平行光学配置中的多个光纤，以提供多个不同的光路长度
。
尽管提及了平行配置，但是本领域普通技术人员将理解，这指的是光纤的耦合布置，而不一定是指沿着光纤长度的取向，光纤可以布置成任何合适的非平行配置，例如布置成环
。
在一些实施例
中，参考光路环
5110
包括具有第一参考光路长度的第一参考光路的一部分，以便测量眼睛的角膜的位置
。
第二参考光路包括不同的参考长度
。
第二参考光路环
6110
包括具有第二参考光路长度的第二参考光路的一部分，以便测量眼睛的视网膜的位置
。
在一些实施例中，参考光路被分成具有耦合器
6122
的第一参考光路，该耦合器
6122
耦合到第一参考光路环
5110
和第二光路环
6110
，以便将参考光束分成第一参考光束和第二参考光束
。
第一参考光束和第二参考光束可以与耦合器
6121
组合，以便在利用耦合器
5121
与测量光束组合之前将第一参考光束和第二参考光束组合
。
尽管提及光纤来分离参考光束，但是本领域普通技术人员将认识到这也可以用分束器来完成
。
[0120]
通过光环
5111
传递的光能部分沿着马赫-曾德尔干涉仪的测量臂传输到用户的左眼
5109-1。
例如，传输到用户眼睛
5109-1
的光能可以通过
opd
校正模块
4940
，以执行适合于双目
oct
设备
4900
的干涉仪的任何光路距离校正
。
然后，当用户眼睛
5109-1
固视在固视目标
4912-1
上
(
例如，沿着固视路径
5106-1)
时，该光可以经由扫描仪模块
4990
的扫描镜
5113
在用户眼睛
5109-1
上扫描，以测量用户眼睛
5109-1
的视网膜厚度
。
[0121]
固视目标
4912-1
可以用
led 5102-1
背照，并且光可以沿着光路
5106-1
传播通过光学元件
5103-1
和
5105-1
以及包括热镜的二向色镜
5115。
在一些情况下，固视目标还可以包括照明光阑
(illumination stop)5104
，以便在固视目标时向用户的眼睛
5109-1
提供缓解
。
[0122]
照射用户的眼睛
5109-1
的角膜和视网膜的光可以沿着由
opd
校正模块
4940、
扫描镜
5113、
聚焦元件
5114、
二向色镜
5115
和光学元件
4916-1
建立的路径反射回来，通过光环
5111
，并且回到光耦合器
5122。
在这种情况下，光耦合器
5122
可以将反射的光能光学传输至光耦合器
5121
，该光耦合器
5121
可以将来自测量臂的反射光能与沿着环
5110
和环
6110
被分成多个参考光路的参考光能耦合
。
光耦合器
5121
然后可以将该光能光学地传输到平衡检测器
5101-4
和
5101-5
，使得可以执行轴向长度测量
。
在一些实施例中，测量包括角膜厚度测量和视网膜厚度测量
。
在用平衡检测器进行测量时，光耦合器
5121
可以将该光能分成约
50
％到每个检测器
5101-1
和
5101-4
，使得干涉信号在平衡检测器上异相到达
。
[0123]
光可以通过多个光学元件
5112
和
5114
聚焦，经由二向色镜
5115
被引导到用户的眼睛
5109-1
，并且经由光学元件
4916-1
聚焦在用户的视网膜上
。
来自扫描镜
5113
的光和从用户眼睛
5109
反射的光都被示为从二向色镜
5115
反射，二向色镜
5115
可以包括热镜
4913
，热镜
4913
被配置为通常反射红外光并透射可见光
。
[0124]
如在该示例中可以看到的，用户的右眼
5109-2
不接收来自一个或更多个
vcsel 4972
的具有所示取向的任何光能
。
相反，用户的右眼
5109-2
用于与目标
4912-2
的双目固视，目标
4912-2
可以用另一个
led 5102-2
背照
。
目标
4912-2
可以具有与目标
4912-1
相似的尺寸和形状，并且以相似的光学器件呈现给眼睛，以便提供双目固视
。
就这一点而言，用户的右眼
5109-2
还可以沿着穿过光学元件
4916-2、5105-2、5103-2
和照明光阑
5104-2
的光路
5106-2
固视在目标
4912-2
上，照明光阑
5104-2
包括与沿着光路
5106-1
的光学器件相似的光功率
、
分隔距离和尺寸
。
[0125]
双目
oct
系统
4900
可被配置为将光学部件移动到被测量用户的定制配置
。
透镜
4916-1
可以根据被测量的眼睛的屈光，例如眼镜处方，沿着光路
5106-1
被调节
。
透镜
4916-1
可以在计算机
、
用户或其他控制下移动，以调节透镜
4916-1
，使固视目标
4912-1
聚焦，并将
oct
干涉仪的测量光束聚焦在用户的视网膜上
。
例如，透镜可以如箭头
5146
所示平移
。
在一
些实施例中，透镜
4916-1
包括物镜，例如沿着最靠近相应眼睛的光路的透镜
。
透镜
4916-2
可以在计算机
、
用户或其他控制下移动，以调整透镜
4916-2
，使固视目标
4912-2
聚焦在用户的视网膜上
。
例如，透镜可以如箭头
5144
所示平移
。
在一些实施例中，透镜
4916-2
包括物镜，例如沿着最靠近相应眼睛的光路的透镜
。
如箭头
5146
所示，
opd
校正模块
4940
可以轴向地朝向和远离反射镜
5113
平移
。opd
校正模块
4940
可以在计算机控制下移动，以适当地定位测量臂和被测量用户眼睛的参考臂之间的光程差
。
可以通过使光路
5106-2
朝向和远离光路
5106-1
平移来调节瞳孔间距离
。
[0126]
自由空间光学模块
4910-2
可以包括沿着光路
5106-2
的一个或更多个部件，诸如
led 5101-2、
固视目标
4912-2、
透镜
5103-2、
孔
5104-2、
透镜
5105-2
或透镜
4916-2。
自由空间光学模块
4910-2
可以朝向和远离沿着光路
5106-1
定位的光学部件横向平移，以调节瞳孔间距离，如箭头
5142
所示
。
自由空间视网膜厚度光学模块
4910-1
可以包括沿着光路
5106-1
定位的一个或更多个部件，例如
led 5102-1、
固视目标
5103-1、
孔
5104-1、
反射镜
5116、
透镜
5105-1、
反射镜
5115
或透镜
4916-1。opd
校正模块
5146
可以包括干涉仪的测量臂的光纤和透镜
5112
，以基本上准直来自光纤的光并将来自视网膜的光聚焦到光纤中
。
[0127]
图7示出了根据一些实施例的配置在光学布局板
5150
上的光学配置
5100
的框图
。
例如，双目
oct
设备
4900
可以被配置为具有大致沿着平面延伸的多个层，其中每个层可以被配置为执行特定功能
。
在这种情况下，光学布局板
5150
为光学配置
5100
提供支撑，其可用于减少光学部件的振动
。
如本文所述，光学板
5150
可包括封装在光纤模块的外壳内的多个部件
。
封装在外壳
5153
内并支撑在板上的多个部件可以包括耦合器
5118、
耦合器
5119、
耦合器
5120、
耦合器
5121、
耦合器
5122、
包括光纤
5110
的参考臂及其任意组合中的一个或更多个
。
一个或更多个
vcsel 4952
可以封装在外壳内
。
从耦合器
5120
延伸的多根光纤可以穿过外壳延伸到适当的检测器，例如耦合到时钟盒检测器
5101-1
和安全检测器
5101-2。
从耦合器
5119
延伸的光纤可以耦合到第二安全检测器
5101-3
并延伸穿过外壳
5153。
从耦合器
5119
延伸的第二光纤可以耦合到干涉仪，以利用光耦合器
5122
测量样本
。
例如，样本测量臂的光纤部分可以从耦合器
5122
延伸并穿过外壳
5153
到达光程差校正模块
4940。
[0128]
印刷电路板可以提供沿着电子平面延伸的支撑层，其中一些处理设备
(
例如，包括驱动电子器件
4971
的主电子板
4970)
可以通过电缆
5151
耦合到光学布局板
5150
，电缆
5151
连接到配置有光学布局板
5150
的连接器
5152
，以便驱动一个或更多个
vcsel 4952。
[0129]
图8示出了根据一些实施例的双目
oct 4900
的模块化实施例的透视图
。
例如，双目
oct 4900
的主电子板
4970
可以实现为印刷电路板
(pcb)5160
，其安装到封装光学布局板
5150
上的光学部件的外壳
4953。pcb 5160
可以提供电力和电子器件来控制光学布局板
5150
的光学配置
5100。pcb 5160
还可以包括外围板
4932-1、4932-2、4943、4914-1
和
4914-2
或者通信地耦合到外围板
4932-1、4932-2、4943、4914-1
和
4914-2。
双目
oct
设备
4900
还可以包括安装在光学布局板
5150
上并通信地耦合到主电子板
4970
的自由空间光学模块
。
安装在光学板上的自由空间光学模块可以包括如本文所述的模块
4910-1、
模块
4910-2
或
opd
校正模块
4940
中的一个或更多个
。
自由空间模块
4910-2
可以被配置成相对于光学布局板
5150
移动，以调整瞳孔间距离
。opd
校正模块可以被配置成相对于光学布局板
5150
移动
。
[0130]
干涉仪模块
4950
可以包括如本文所述的光纤的耦合器和一个或更多个
vcsel 4952。
主电子板
4970
或外围板之一可以包括驱动
vcsel 4952
的电子器件
。
光学耦合到光学
布局板
5150
上的光纤的一个或更多个
vcsel 4952
将激光传播到光学布局板
5150
上的光纤
。
从用户的眼睛
4910-1
反射的激光可以传播到
pcb 5160
，在
pcb 5160
中，光电检测器
4972
检测反射的激光，并将光转换成电子模拟信号，以供模拟块
4974
处理
。
[0131]
在一些实施例中，光学布局板
5150
向双目
oct 4900
提供阻尼
。
例如，如果双目
oct 4900
掉落了，则配置有光学布局板
5150
的阻尼机构可以补偿对双目
oct 4900
的冲击的任何振荡效应，并保护其部件
(
例如，光学布局板
5150、pcb 5160、
干涉仪模块
4950
以及每一个的部件
)。
安装板
5150
可以包括类似的阻尼机构
。
[0132]
图9示出了根据一些实施例的双目
oct 4900
的透视图
/
剖视图
。
在该视图中，光学布局板
5150、pcb 5160
和干涉仪模块
4950
以紧凑的形式机械耦合在一起，配置在双目
oct 4900
的外壳
4903
内
。
如在该视图中可以看到的，当用户将双目
oct 4900
放置在用户眼睛附近时，固视目标
4912-1
和
4912-2(
例如，
led
光
)
分别通过透镜
4916-1
和
4916-2
对用户可见
。
来自
vcsel
的激光沿着与固视目标
4912-1
相同的光路的一部分传播
。
因此，当用户凝视固视目标
4912-1
和
4912-2
时，来自如本文所述的一个或更多个
vcsel
的激光可操作以传播穿过用户的眼睛并反射回光学布局板
5150
，用于后续处理以确定用户的视网膜厚度
。
[0133]
图
10
示出了根据一些实施例的双目
oct 4900
的另一透视图
/
剖视图
。
在该视图中，光学布局板
5150
被示出以示出一个或更多个
vcsel 4952、
光纤耦合器
5126、
检测器
5105-1
至
5105-5、
法布里-珀罗光学时钟
5125
和光耦合器
5118-5122
的配置
。
光学布局板
5150
还可以包括拼接件
(splice)5170。
[0134]
图
11
示出了根据一些实施例的包括眼睛位置传感器的双目
oct
系统
4900。
图
11
示出了根据一些实施例的包括眼睛位置传感器
5610
的双目
oct 4900
的俯视图
/
剖视图
。
眼睛位置传感器
5610
可以包括阵列传感器
、
线性阵列传感器
、
一维阵列传感器
、
二维阵列传感器
、
互补金属氧化物
(cmos)
二维阵列传感器阵列传感器
、
象限检测器或位置敏感检测器中的一个或更多个
。
眼睛位置传感器
5610
可以与透镜组合，以在传感器上形成眼睛的图像，例如来自眼睛角膜的光的反射的浦肯野图像
。
眼睛位置传感器可以结合到本文公开的任何实施例中，例如参考图
1b
至图
10
描述的双目
oct
系统
。
[0135]
在所示视图中，光学配置
5100
在光纤联接器
(
例如，图6的光纤环
5110
和
5111)
和光耦合器
5118-5122
以及如本文所述的其他光纤部件之上安装在光学布局板上
5150。
因此，如本文所述的一个或更多个自由空间光学部件可以光学耦合到其下的光纤部件
。
[0136]
如图所示，自由空间光学模块
4910-1
和
4910-2
大体上分别与用户的眼睛
5109-1
和
5109-2
对准
。
自由空间光学模块
4910-1
和
4910-2
之间的距离可以根据如本文所描述的用户的
ipd
进行调整
。
在一些实施例中，当双目
oct 4900
由用户持有时，为用户保持这种调整
。
例如，用户可以是在一段时间内使用双目
oct 4900
进行家庭使用的患者
。
为了确保在用户持有时进行正确的轴向长度
、
角膜厚度和视网膜厚度测量，双目
oct 4900
可能会阻止用户调整
ipd。
类似地，双目
oct 4900
也可以防止用户经由
opd
校正模块
4940
来调整
opd。
[0137]
如在这个视图
(
图
11)
中可以看到的，固视目标
4912-1
和
4912-2(
例如，
led
光靶
)
穿过它们各自的自由空间光学模块
4910-1
和
4910-2
的各个光学元件
。opd
校正模块
4940
接收来自一个或更多个
vcsel 4952
的激光，并将光导向扫描镜
4990
，如本文所述
。
来自扫描镜
4990
的光穿过透镜，并由二向色镜
5115
通过透镜
4916-1
反射到用户的眼睛
5109-1。
[0138]
在一些实施例中，
oct
测量光束在固视目标的多个位置中的每一个位置相对于位
置传感器保持基本固定
。
[0139]
在一些实施例中，轴向长度图包括对应于固视目标的多个位置的多个区域
。
[0140]
在一些实施例中，轴向长度图包括5至
20
个区域，并且固视目标的多个位置包括5至
20
个区域
。
[0141]
在一些实施例中，
oct
系统包括扫描仪，其用于针对固视目标的多个位置中的每一个，将
oct
光束扫描到患者视网膜上的多个位置
。
例如，扫描仪可以被配置为针对多个固视目标位置中的每一个扫描具有多个视网膜位置的视网膜的面积，并且用多个固视目标位置中的每一个扫描的视网膜和角膜的面积小于轴向长度图
、
视网膜图像或角膜图像中的一个或更多个的面积
。
[0142]
在一些实施例中，
oct
测量光束被传输到安装在压电驱动电机上的扫描镜，以便补偿光路距离
。
例如，被配置为反射
oct
测量光束并透射固视目标的热镜可以被配置为平移，以便在
xyz
平移台的位置保持基本固定的同时调整光程差
。
在一些实施例中，反射镜的平移将反射
oct
测量光束以调节
opd
，同时透射光的路径保持基本不变，例如来自固视目标的光的路径和可选地通过反射镜透射到位置传感器的光的路径保持基本不变
。
[0143]
在一些实施例中，
oct
光束通过微反射镜
/
微透镜组件路由，其中可以调节方向和
opd
两者
。
在一些实施例中，光束半径也可以改变
。
微光学组件可以安装在一组线性驱动器上，包括具有亚微米分辨率的压电驱动器
。
这种驱动器可从
dti motors
商购，如
dtimotors.com
的互联网上所述
。
[0144]
根据一些实施例，这样的系统可以依赖于减小的驱动力，使得
1n
的驱动力可能是足够的
。
[0145]
在一些实施例中，驱动力在
0.5
牛顿
(n)
至
2.5n
的范围内，并且分辨率不超过
0.5
微米
。
在一些实施例中，响应时间为每
0.1
秒
1mm
或更快
。
如本文所述，该透镜组件可以用诸如微控制器或
fpga
的处理器来控制，以便增加信噪比
。
在一些实施例中，透镜组件被配置成使
oct
测量光束在视网膜上抖动
。
[0146]
如所描述的，所公开的
oct
系统包括扫描仪，其可以被控制以使测量光束在患者的角膜和视网膜上以扫描图案移动
。
扫描图案可以是各种类型中的一种，包括停走扫描图案
、
星形扫描图案
、
连续扫描图案
、
李萨如扫描图案或有时称为玫瑰线的花形图案
。
花形图案或玫瑰线可用于生成测量数据，该测量数据可被处理以生成表示将从不同扫描图案获得的数据的数据
。
此外，花形图案或玫瑰线可用于生成测量数据，该测量数据可被处理以生成干涉测量数据，该干涉测量数据提高了检测视网膜区域中的流体或流体袋的能力
。
[0147]
图
12
示出了根据一些实施例的具有多个参考臂
(
例如两个参考臂
)
的
oct
设备
4900。oct
设备包括光源，诸如一个或更多个
vcsel 4952。
光源可以包括任何合适的光源，诸如宽带光源
、
超发光二极管
(sld)、
单个
vcsel、
基于
mems
的
vcsel、
多个
vcsel、
多个没有
mems
反射镜的
vcsel
，其中波长通过
vcsel、vcsel
阵列或
mems vcsel
阵列的过驱动
(overdriving)
被扫频
。oct
设备可以包括多个参考光路，诸如用于测量角膜位置的第一参考臂的第一参考光路和用于测量视网膜位置的第二参考光路
。
如本文所述，第一参考光路可以包括沿着第一参考光路的第一环
5110
和沿着第二参考光路的第二环
6110。oct
系统可以包括多个耦合器以耦合光纤，如本文所述
。
如本文所述，第一参考光路和第二参考光路允许同时测量视网膜和角膜的位置
。
沿着
oct
系统的测量臂的测量光路
1210
可以包括测量光
路环
1211。
测量路径
1210
延伸到眼睛中的部分可以包括测量光束
1212。
[0148]
来自参考路径
1220
和测量路径
1210
的光可以以多种方式组合
。
在一些实施例中，耦合器
6122
将参考光路分成第一参考光路和第二参考光路，并且耦合器
6121
组合这两个参考光路
。
耦合器
5121
组合参考光路和测量光路，并且如本文所述，多个耦合器从耦合器
5121
延伸到平衡检测器
5104-4
和
5104-5。
[0149]
在一些实施例中，
oct
设备被配置成测量沿着眼睛的一个位置处的轴向长度，例如使用被配置成在不移动扫描镜的情况下扫描眼睛的单个
oct
测量光束
。
替代地，
oct
系统可以被配置成如本文所述沿着眼睛扫描测量光束
。
[0150]
在一些实施例中，
oct
系统被配置成利用以基本固定的配置布置的多根光纤来测量眼睛的轴向长度
。
多根光纤中的每一根可以被配置成扫描角膜的第一位置和视网膜的第二位置
。
例如，
oct
设备
4900
可以包括多个光源
、
干涉仪和检测器，其中图
12
所示的配置对于多个测量光束中的每一个被复制
。
在一些实施例中，一个或更多个光源
4952
包括耦合到多根光纤以及耦合器和检测器的
vcsel
阵列，其中每个类似于图
12
的配置
。
[0151]
图
13a
示出了根据一些实施例的具有由一个或更多个检测器
(
例如平衡对
)
同时接收的两个信号的
oct
设备的信号强度和频率
。
在一些实施例中，干涉信号的频率与参考臂和沿测量臂的样本位置之间的光程差有关
。
在一些实施例中，将零光程差位置设置为角膜和晶状体之间的合适位置，以针对角膜和晶状体生成两个不同的频带
。
通过定位零光程差位置，使得到角膜的距离和到视网膜的距离不同，可以例如使用单个参考臂光路获得两种不同的频率分布
。
通过将零光程差位置定位在更靠近角膜且更远离视网膜的位置，两种频率分布将包括对应于沿测量光路的第一位置处的角膜位置的第一较低频率和对应于沿测量光路的第二位置处的视网膜位置的第二较高频率
。
在一些实施例中，第一峰值
1310
可以出现在对应于沿样本测量臂的第一光程差的第一频率分布中，例如角膜频率，第二峰值
1320
可以出现在对应于沿样本测量臂的第二光程差的第二频率分布中，例如视网膜频率
。
替代地，对于角膜的光程差可以大于视网膜，使得角膜频率大于视网膜频率
。
这些信号可以利用
oct
系统生成，该
oct
系统包括例如在本文参考图6和图
12
所述的单个参考臂或多于一个参考臂
。
在一些实施例中，对于角膜和视网膜的光程差足够不同，以提供第一峰值
1310
的频率分布和第二峰值
1320
的频率分布的分离
。
在一些实施例中，第一参考光纤包括被配置成提供对于角膜的第一测量频率的第一长度，并且第二参考光纤包括被配置成提供对于视网膜的第二测量频率的第二长度，其中第一频率与第二频率是可分辨的
。
[0152]
图
13b
示出了由于扫频源的啁啾而导致的频率分布
1330
的信号频率展宽
。
在一些实施例中，扫频源
vcsel
利用非线性电流斜坡来驱动，以将频率分布
1330
缩小到包括更窄频率分布的理想分布
1340。
这种方法非常适合与
vcsel
一起使用，
vcsel
依靠来自
vcsel
电流的过驱动的增加热量来扫掠
vcsel
的波长
。
[0153]
在一些实施例中，参考臂具有不同的偏振，以便分离信号
。
这具有减少参考信号之间的干扰的优点
。
[0154]
在一些实施例中，一个或更多个透镜
(
例如最靠近眼睛的物镜
)
包括双焦点配置，以将光同时聚焦在视网膜和角膜上，从而增强光信号
。
[0155]
图
14
示出了根据一些实施例的轴向长度监测器的测量深度
。
在一些实施例中，轴向长度监测器包括大于用于视网膜测量的测量深度
。
在测量视网膜厚度的一些实施例中，
测量深度在大约8至
10mm
的范围内
。
轴向长度监测器可以被配置成测量对应于眼睛的轴向长度的合适距离，该距离可以对应于空气中从大约
29mm
到大约
34mm
的范围
。
光源的相干长度可以足够长，以提供如本文描述的光源的干涉
。
在一些实施例中，当眼睛与
oct
测量系统对准以同时测量角膜和视网膜时，零光程差
1430
的位置位于角膜和视网膜之间，例如晶状体和视网膜之间
。
在一些实施例中，测量光束
1212
聚焦到零
opd
位置附近的腰部
(waist)
，例如在零
opd
位置的大约
1mm
内
。
替代地，可以使用双焦点透镜将测量光束聚焦在视网膜和角膜上
。
如本文所述，响应于生成的频率，测量零光程差
1430
和角膜之间的第一距离
1410
，并且同时测量零光程差
(“opd”)
与视网膜之间的第二距离
1420。
这种方法的好处是例如通过减少用于测量光束的每个a扫描波长扫频的相干长度和采样点数量，来减少用于执行测量的测量深度
。
在一些实施例中，第一距离
1410
和第二距离
1420
对应于非重叠镜像干涉项，其中角膜表面和视网膜表面都在与零
opd
位置的距离相对应的不同距离处出现在图像中
。
在一些实施例中，与非镜像干涉项相比，非重叠镜像干涉项允许用更少的采样点获得每个a扫描
。
[0156]
在一些实施例中，调整参考光路以在对应于角膜的第一频率的第一位置处设置对于第一参考光路的第一零
opd
，并且在对应于视网膜的第二频率的第二位置处设置对于第二参考光路的第二零
opd
，其中第一频率不同于要单独分辨的第二频率
。
如本文所述，可以基于对应的参考光程差的频率来分离组合的同时生成的信号
。
这种方法可以减少
oct
系统的采样和相干长度，以同时测量角膜和视网膜的位置
。
[0157]
在一些实施例中，来自角膜的干涉信号的特性不同于来自视网膜的干涉信号的特性，并且这些特性的差异可以用于确定哪些频率对应于角膜以及哪些频率对应于视网膜
。
例如，这些特性可以包括干涉信号强度或频率分布的峰值锐度中的一个或更多个
。
在一些实施例中，例如，角膜的前表面提供了比来自视网膜表面的强度和频率分布具有更强的强度和更尖锐峰值的频率分布的干涉信号
。
[0158]
测量光束
1212
可以以任何合适的方式聚焦以测量角膜和视网膜，并提供来自角膜和视网膜的测量信号
。
例如，测量光束可以聚焦在角膜和视网膜之间
。
替代地或组合地，测量光束可以用可变透镜聚焦，该可变透镜在角膜和视网膜之间改变测量光束的焦点，例如通过透镜到用于将测量光束聚焦在角膜上的第一配置以及到用于将测量光束聚焦在视网膜上的第二配置的连续激活
。
诸如双焦点透镜或衍射透镜的多焦点透镜可以用于将光束同时聚焦在角膜和视网膜上
。
在一些实施例中，透镜同时将测量光束聚焦在角膜和视网膜上，并且参考臂包括如本文所述的多个参考路径
。
[0159]
物理测量考虑：
[0160]
a.
扫频源
oct
中的测量深度涉及以下方面：
[0161]
i.
光源的相干长度；
[0162]
ii.
每个波长扫频范围的采样点；和
[0163]
b.
在视网膜厚度测量系统的情况下：
(ii)
可以是一个限制因素
。
[0164]
增加测量深度的方法：
[0165]
a.
通过以下方式增加每个波长扫频范围的采样点：
[0166]
i.
增加采样速率
(
在恒定波长扫频速率下
)
；或
[0167]
ii.
降低波长扫频速率
(
在恒定采样速率下
)。
[0168]
在一些实施例中，
oct
系统被配置成在测量配置之间切换，以测量以下两个或更多个：通过测量角膜和视网膜表面之间的距离来测量轴向长度；视网膜厚度；或者角膜厚度
。
在一些实施例中，处理器包括在轴向长度测量
、
视网膜厚度测量和角膜厚度测量之间切换的指令
。
表2和表3描述了可以用于视网膜厚度测量或轴向长度测量的测量参数，并且处理器可以被配置为在这些测量配置之间切换
。
尽管提及了可以在轴向长度配置和视网膜厚度配置之间切换的
oct
系统，但是在一些实施例中，
oct
测量系统被配置为测量轴向长度而没有被配置为切换到视网膜厚度测量配置
。
[0169]
表2示出了用于视网膜厚度测量系统配置和轴向长度测量系统配置的测量参数
。
虽然表2和表3中显示了近似参数，但这些值可以减小至所示值的
50
％或增加至所示值的
100
％或更多，以进行适当的测量
。
例如，表2示出了通过将采样频率从
20mhz
增加到
80mhz
，每次a扫描的采样点数量从
1000
个增加到大约
4000
个，以执行如本文所述的轴向长度测量
。
[0170]
表
2.
测量参数
——
对于增加的采样频率的近似尺寸
[0171][0172][0173]
表3示出了可以用于通过使用降低的波长扫频速率来测量视网膜厚度并用于测量轴向长度的参数
。
在一些实施例中，每个波长扫频对应于一个a扫描测量
。
扫掠的持续时间可以根据扫频速率的降低而增加，以增加每次a扫描的采样点的数量
。
虽然a扫描重复率降低，但是对于固定的采样频率
(
例如
20mhz)
，a扫描采样点的数量成比例地增加
。
在一些实施例中，沿着测量光束的光路
(
例如沿着a扫描
)
的测量长度与每个a扫描的采样点数量成比例，使得沿着测量光路的a扫描的测量长度成比例增加
。
[0174]
表3针对降低的扫频速率
λ
的近似尺寸
[0175]
参数视网膜厚度测量系统对于轴向长度测量的近似值a扫描重复率
10khz2.5khza
扫描的持续时间
50
μ
s200
μ
sa扫描之间的中断
50
μ
s200
μs每次a扫描的采样点数
1000
～
4000
采样频率
20mhz20mhz
总采集持续时间
2s2sa
扫描的总数
200005000
视网膜上的扫描面积
2x 2mm2仅在轴上或已扫描的
[0176]
在一些实施例中，视网膜位置通过
oct
测量来检测
。
[0177]
在一些实施例中，如本文所述，角膜位置由诸如第1浦肯野反射测量的位置传感器来检测
。
[0178]
例如，两种测量可以近似同时进行，例如在
100ms
内，以减少与运动相关的测量不准确性
。
[0179]
图
15
示出了根据一些实施例的被配置成响应于用户对准而改变颜色以向用户提供反馈的固视目标
1500。
固视目标
1500
包括诸如圆环
1510
的外部区和诸如中心点
1520
的内部区，该外部区用于指示粗略对准，该内部区用于指示精细对准
。
外部区在眼睛没有与测量系统粗略对准时可以包括第一颜色
(
例如红色
)
，并且在眼睛与测量系统粗略对准时可以包括第二颜色
(
例如绿色
)。
眼睛与测量系统的对准可以以多种方式测量，例如通过如本文描述的测量眼睛的位置
。
固视目标
1500
可以包括第一配置
1500-1
，其中包括圆环
1510
的外部区和包括中心点
1520
的内部区各自包括第一颜色，诸如红色，以指示没有粗略对准且没有精细对准
。
固视目标
1500
可以包括第二配置
1500-2
，以指示粗略对准而没有精细对准
。
在第二配置中，外部区可以包括第二颜色
(
诸如绿色
)
以指示粗略对准，而内部区包括第一颜色
(
诸如红色
)
以指示缺乏精细对准
。
固视目标
1500
的第三配置
1500-3
可以指示已经满足了粗略对准和精细对准条件
。
在第三配置中，外部区和内部区各自包括第二颜色，例如绿色
。
用户可以响应于固视目标的颜色而与系统自对准
。
在一些实施例中，一旦用户与第三配置
1500-3
所指示的
oct
测量系统对准，
oct
系统就将自动测量眼睛的轴向长度，如本文所述
。
[0180]
固视目标还可以用于例如通过闪烁或提供其他颜色来向用户提供设备状态信息
。
替代地或组合地，
oct
系统可以包括一个或更多个外部指示灯来提供设备状态信息
。
由一个或更多个外部指示灯指示的电池状态信息可以包括电池状态
、
对准状态或设备状态中的一个或更多个
。
电池状态信息可以包括已充电
、
当前正在充电或低电池电量中的一个或更多个
。
类似于固视灯，由一个或更多个外部灯提供的对准状态可以包括未对准
、
粗略对准或精细对准
。
由一个或更多个灯提供的设备状态可以包括准备使用
、
成功采集
、
处理数据或错误中的一个或更多个
。
[0181]
尽管提及固视目标来指示对准，但是也可以使用其他方法，诸如视觉显示
、
语音反馈或语音采集中的一种或更多种
。
[0182]
图
16
示出了包括耦合到多个光纤
1610
的
vcsel
阵列
1605
的系统
1600
，以测量多个角膜和视网膜位置处的轴向厚度
。
多个光纤
1610
耦合到第二多个光纤
1630
，该第二多个光纤
1630
包括以图案布置的远端，以在多个位置处测量角膜和视网膜，如本文所述
。
多个光纤
1630
包括测量臂
1210
的一部分
。
光纤
1630
的远端朝向一个或更多个透镜
1670
取向，该透镜
1670
将来自光纤端部的光聚焦在眼睛内的多个位置处
。
在一些实施例中，在没有扫描镜将光束扫描到多个位置的情况下测量多个角膜和视网膜位置
。
来自视网膜的光通过透镜
1670
聚焦回到光纤的末端
。
透镜
1670
可以包括单焦点透镜
、
可变透镜
、
多焦点或双焦点透镜，以将光聚焦在角膜和视网膜之间
、
视网膜上或角膜上，如本文所述
。
[0183]
多个光纤
1610
利用多个耦合器
1620
耦合到多个测量光纤
1630。
多个耦合器
1620
接收来自
vcsel
阵列
1605
的光，并将来自
vcsel
阵列的光分成测量路径的光纤
1630
和参考路径的光纤
1640。
参考路径包括多个参考路径光纤
1645
，其可以包括多个分割参考路径，其中每个分割参考路径包括对应于角膜的第一距离和对应于视网膜的第二距离，如本文所述
。
多个参考路径光纤包括多个参考路径输出光纤
1647。
[0184]
来自多个参考光纤和多个测量光纤的光与多个耦合器
1650
组合，并被引导至多个检测器
1660
，例如本文所述的多个平衡检测器
。
在一些实施例中，多个测量路径光纤包括从多个耦合器
1620
延伸到多个耦合器
1650
的光纤
1635。
来自多个耦合器
1650
的输出光包括由来自多个测量路径光纤
1635
和多个参考路径输出光纤
1647
的光的组合产生的多个干涉信号
。
来自多个耦合器
1650
的指向多个检测器
1660
的光包括响应于
vcsel
波长的扫频的干涉信号，并且可以被处理以确定角膜和视网膜的位置，如本文所述
。
[0185]
vcsel
阵列可以耦合到光纤和检测器，从而以任何合适的方式生成干涉信号
。
在一些实施例中，
vcsel
阵列包括一个或更多个光源
4952
，如本文所述
。
一个或更多个光源
4952
可以包括
vcsel
阵列，该阵列包括第一
vcsel 4952-1、
第二
vcsel 4952-2、
第三
vcsel 4952-3
直至第
n vcsel 4952-n。
多个光纤
1610
可以包括任何合适数量的光纤，诸如第一光纤
1610-1、
第二光纤
1610-2、
第三光纤
1610-3
，直到第n光纤
1610-n。
耦合到多个光纤
1610
的多个耦合器
1620
可以包括任何合适数量的耦合器，诸如第一耦合器
1610-1、
第二耦合器
1610-2、
第三耦合器
1610-3
，直到第n耦合器
1610-n。
[0186]
测量光路
1210
可以以任何合适的方式配置
。
在一些实施例中，测量光路
1210
包括第一测量光纤
1630
和第二测量光纤
1635
，其中多个连接器
1620
耦合测量光纤
。
在一些实施例中，第一测量光纤包括第一光纤
1630-1、
第二光纤
1630-2、
第三光纤
1630-3
，直到第n光纤
1630-n。
第二多个测量光纤
1635
包括利用多个耦合器
1620
耦合到每个测量光纤
1630
的光纤
。
多个耦合器
1620
可以包括第一耦合器
1620-1、
第二耦合器
1620-2、
第三耦合器
1620-3
，直到第n耦合器
1620-n。
[0187]
如本文所述的高达n个的元件数量可以包括任何合适的数量，并且n可以包括
10、20、50、100
或
200
个或更多个元件
。
[0188]
根据本公开，多个参考路径光纤
1645
和多个耦合器
1650
可以以任何合适的方式配置
。
在一些实施例中，多个参考路径光纤
1645
包括
2n
个参考路径，例如当参考路径包括对应于角膜的第一距离和对应于视网膜的第二差时，例如具有第一距离的n个参考路径和具有第二距离的n个参考路径
。
替代地，多个参考路径光纤
1645
可以包括n个光纤，例如包括多个参考光纤
1640
，并且多个输出光纤
1647
包括多个参考路径光纤
1640。
在一些实施例中，多个耦合器
1650
包括n个耦合器，其中多个耦合器中的每一个耦合到多个输出参考光纤
1647
中的一个和多个测量光纤
1635
中的一个
。
[0189]
图
17
示出了系统
1700
，该系统
1700
包括
vcsel
阵列
1605
，该
vcsel
阵列
1605
用一个或更多个透镜
1670
成像到眼睛中，以及从眼睛接收的光在与参考光束组合后利用一个或更多个透镜被成像到检测器阵列上，例如利用马赫-曾德尔配置
。
来自
vcsel
阵列
1605
的光被导向一个或多个透镜
1730
，其可以基本上准直来自多个
vcsel
的光
。
来自一个或更多个透镜
1730
的光朝向分束器
1760
被引导
。
分束器
1760
沿着参考光路反射光的一部分，并沿着测量光路传输光的第二部分
。
分束器
1760
可以包括任何合适的分束器，例如，部分反射镜或偏振分束器
。
来自分束器
1760
的光的第一部分沿着参考光路被引导朝向反射镜
1740。
从反射镜
1740
反射的光被引导朝向分束器
1740
，并且朝向检测器
1710
被透射通过分束器
1760
，检测器
1710
可以包括阵列检测器，诸如例如互补金属氧化物半导体
(cmos)
阵列或电荷耦合器件
(ccd)
阵列
。
在一些实施例中，一个或更多个透镜
1750
位于分束器
1760
和反射镜
1740
之间
。
[0190]
光透射通过分束器
1760
的一部分沿着测量光路被引导朝向透镜
1780
和眼睛
。
例如，透镜
1780
可以包括可变焦点透镜
、
多焦点透镜或双焦点透镜中的一个或更多个
。
透射通过反射镜的光在眼睛内成像，以利用透镜
1780
和眼睛的光焦度在眼睛内形成
vcsel
阵列
1605
的图像
。
[0191]
从视网膜返回的光透射通过透镜
1780
，并从反射镜
1760
朝向透镜
1720
和检测器
1710
反射
。
从反射镜
1760
反射的光透射通过透镜
1720
，以在检测器阵列上形成来自眼睛的光的图像
。
在一些实施例中，形成在眼睛内的检测器阵列的图像用透镜
1720
成像到检测器阵列
1710
上，使得
vcsel
阵列的图像成像到检测器上
。
当阵列的每个
vcsel
改变波长时，对应图像的强度改变并被检测器
1710
捕获
。
如本文所述，检测器
1710
耦合到处理器，并且捕获和处理对于每个
vcsel
的强度信号
。
[0192]
如本文所述，本文所述和
/
或示出的计算装置和系统广义地表示能够执行计算机可读指令的任何类型或形式的计算设备或系统，诸如包含在本文所述模块中的那些
。
在其最基本配置中，这些计算设备可以各自包括至少一个存储器设备和至少一个物理处理器
。
[0193]
本文使用的术语“存储器”或“存储器设备”通常表示能够存储数据和
/
或计算机可读指令的任何类型或形式的易失性或非易失性存储设备或介质
。
在一个示例中，存储器设备可以存储
、
加载和
/
或维护本文描述的一个或更多个模块
。
存储器设备的示例包括但不限于随机存取存储器
(ram)、
只读存储器
(rom)、
闪存
、
硬盘驱动器
(hdd)、
固态驱动器
(ssd)、
光盘驱动器
、
高速缓存器
、
其中的一个或更多个的变型或组合，或任何其他合适的存储用的存储器
。
[0194]
此外，本文使用的术语“处理器”或“物理处理器”通常指能够解释和
/
或执行计算机可读指令的任何类型或形式的硬件实现的处理单元
。
在一个示例中，物理处理器可以访问和
/
或修改存储在上述存储器设备中的一个或更多个模块
。
物理处理器的示例包括但不限于微处理器
、
微控制器
、
中央处理单元
(cpu)、
实现软核处理器的现场可编程门阵列
(fpga)、
专用集成电路
(asic)、
其中的一个或更多个的部分
、
其中的一个或更多个的变型或组合
、
或任何其他合适的物理处理器
。
该处理器可以包括分布式处理器系统，例如运行并行处理器或者远程处理器
(
如服务器
)
以及其组合
。
[0195]
尽管作为单独的要素示出，但本文描述和
/
或示出的方法步骤可以表示单个应用的部分
。
此外，在一些实施例中，这些步骤中的一个或更多个可以表示或对应于一个或更多个软件应用或程序，当由计算设备执行时，这些软件应用或程序可以使计算设备执行一个或更多个任务，比如方法步骤
。
[0196]
此外，本文描述的一个或更多个设备可以将数据
、
物理设备和
/
或物理设备的表示从一种形式转换为另一种形式
。
附加地或可替代地，本文所述的一个或更多个模块可通过在计算设备上执行
、
在计算设备上存储数据和
/
或以其他方式与计算设备交互，将处理器
、
易失性存储器
、
非易失性存储器和
/
或物理计算设备的任何其他部分从一种形式的计算设备转换为另一种形式的计算设备
。
[0197]
本文使用的术语“计算机可读介质”通常指能够存储或承载计算机可读指令的任何形式的设备
、
载体或介质
。
计算机可读介质的示例包括但不限于，诸如载波的传输型介质和诸如磁存储介质
(
例如，硬盘驱动器
、
磁带驱动器和软盘
)、
光学存储介质
(
例如，光盘
(cd)、
数字视频磁盘
(dvd)
和
blu-ray
磁盘
)、
电子存储介质
(
例如，固态驱动器和闪存介质
)
和其他分配系统的非瞬态型介质
。
[0198]
本领域普通技术人员将认识到，本文公开的任何过程或方法可以以多种方式修改
。
本文描述和
/
或说明的步骤的工艺参数和顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要改变
。
例如，虽然本文所示和
/
或描述的步骤可以以特定顺序示出或讨论，但这些步骤不一定需要以所示或讨论的顺序执行
。
[0199]
本文描述和
/
或示出的各种示例性方法还可以省略本文描述或示出的步骤中的一个或更多个，或者包括除了披露的那些步骤之外的附加步骤
。
此外，本文公开的任何方法的步骤可以与本文公开的任何其他方法的任何一个或更多个步骤组合
。
[0200]
如本文所述的处理器可以被配置为执行本文所公开的任何方法的一个或更多个步骤
。
替代地或组合地，处理器可以被配置成组合如本文所公开的一个或更多个方法的一个或更多个步骤
。
[0201]
除非另有说明，在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“耦合到”(
及其派生词
)
应被解释为允许直接和间接
(
即，通过其他元件或部件
)
的连接
。
此外，在说明书和权利要求书中使用的术语“一个
(a)”或“一
(an)”应被解释为意味着“至少一个”。
最后，为了便于使用，在说明书和权利要求书中使用的术语“包括
(including)”和“具有
(having)”(
及其派生词
)
可以与“包含
(comprising)”一词互换，并应具有与“包含”一词相同的含义
。
[0202]
如本文所公开的处理器可以配置有指令以执行如本文所公开的任何方法的任何一个或更多个步骤
。
[0203]
将理解，尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等在此可用于描述各种层
、
元件
、
部件
、
区域或区段，而不涉及任何特定的事件顺序或次序
。
这些术语仅用于将一个层
、
元件
、
部件
、
区域或区段与另一个层
、
元件
、
部件
、
区域或区段区分开来
。
本文所描述的第一层
、
元件
、
部件
、
区域或区段可被称为第二层
、
元件
、
部件
、
区域或区段，而不脱离本公开的教导
。
[0204]
如本文所使用的，术语“或”包括地用于指代替代项和组合项
。
[0205]
本公开包括以下编号的条款
。
[0206]
条款
1.
一种测量眼睛的屈光不正的变化的方法，该方法包括：在第一时间从视网膜的第一区测量眼睛的第一轴向长度，以确定眼睛的第一轴向长度，第一区包括在从约
0.05mm
到约
2mm
的第一范围内的第一最大跨越距离；在第二时间从视网膜的第二区测量眼睛的第二轴向长度，以在第二时间确定眼睛的第二长度，第二区包括在从约
0.05mm
到约
2.0mm
的范围内的第二最大跨越距离；其中，屈光不正的变化对应于第一轴向长度和第二轴向长度之间的差
。
[0207]
条款
2.
根据条款1所述的方法，其中，第一最大跨越距离在约
0.1mm
至约
1.5mm
的范围内，而第二最大跨越距离在约
0.1mm
至约
1.5mm
的范围内
。
[0208]
条款
3.
根据条款1所述的方法，其中，第一区利用
oct
测量光束的第一多个a扫描来
测量，并且第二区利用
oct
测量光束的第二多个a扫描来测量
。
[0209]
条款
4.
根据条款3所述的方法，其中，第一区和第二区中的每一个用扫描
oct
测量光束进行测量
。
[0210]
条款
5.
根据条款4所述的方法，其中，扫描
oct
测量光束沿着测量第一多个a扫描的第一轨迹和测量第二多个a扫描的第二轨迹移动
。
[0211]
条款
6.
根据条款3所述的方法，其中，第一区利用第一多个固定测量光束进行测量，并且第二区利用第二多个固定测量光束进行测量
。
[0212]
条款
7.
根据条款6所述的方法，其中，第一多个固定测量光束被布置成生成第一多个a扫描，并且第二多个固定测量光束被布置成生成第二多个a扫描
。
[0213]
条款
8.
根据条款3所述的方法，其中，第一多个a扫描测量分布在第一角膜区上的第一多个角膜位置，并且第二多个a扫描测量分布在第二角膜区上的第二多个角膜位置，并且其中第一轴向长度对应于第一多个视网膜位置和第一多个角膜位置之间的差，并且第二轴向长度对应于第二多个视网膜位置和第二多个角膜位置之间的差
。
[0214]
条款
9.
根据条款8所述的方法，其中，确定第一多个轴向长度，并且确定第二多个轴向长度，第一多个轴向长度对应于第一多个角膜位置中的每一个与相应的第一视网膜位置之间的第一差，第二多个轴向长度对应于第二多个轴向位置中的每一个与相应的第二视网膜位置之间的第二差
。
[0215]
条款
10.
根据条款1所述的方法，其中，第一区与第二区基本重叠，并且可选地其中基本重叠包括第一区和第二区之间至少约
50
％的重叠
。
[0216]
条款
11.
根据条款1所述的方法，其中，第一最大跨越距离或第二最大跨越距离中的一个或更多个包括直径
。
[0217]
条款
12.
根据条款1所述的方法，其中，第一区或第二区中的一个或更多个包括圆环域
。
[0218]
条款
13.
根据条款1所述的方法，其中，第一区或第二区中的一个或更多个包括面积
。
[0219]
条款
14.
根据条款1所述的方法，其中，第一轴向长度包括第一轴向长度图，并且第二轴向长度包括第二轴向长度图，并且其中屈光不正的变化对应于第一轴向长度图和第二轴向长度图之间的差
。
[0220]
条款
15.
一种用于测量眼睛的屈光不正的变化的系统，该系统包括处理器，处理器配置有用于实现根据前述条款中任一项所述的方法的指令
。
[0221]
条款
16.
根据条款
15
所述的系统，还包括：扫频光源，该扫频光源用于生成
oct
光束并改变
oct
光束的波长；和干涉仪，该干涉仪耦合到扫频光源，该干涉仪包括测量光路和参考光路，参考光路包括第一参考路径和第二参考路径；其中，第一轴向长度对应于在第一时间用第一参考路径测量的眼睛的角膜的第一位置和用第二参考路径测量的眼睛的视网膜的第一位置之间的第一差，并且其中第二轴向长度对应于在第二时间用第一参考路径测量的角膜的第二位置和用第二参考路径测量的视网膜的第二位置之间的第二差
。
[0222]
条款
17.
根据条款
16
所述的系统，还包括耦合到干涉仪以接收第一干涉信号和第二干涉信号的检测器，第一干涉信号由第一参考路径的光与测量光路的光干涉产生，第二干涉信号由第二参考路径的光与测量光路的光干涉产生
。
[0223]
条款
18.
一种用于测量眼睛的轴向长度的系统，包括：扫频光源，该扫频光源用于生成光线束并改变光线束的波长；干涉仪，该干涉仪耦合到扫频光源，该干涉仪包括测量光路和参考光路，参考光路包括第一参考路径和第二参考路径；检测器，该检测器耦合到干涉仪以接收第一干涉信号和第二干涉信号，第一干涉信号由第一参考路径的光与测量光路的光干涉产生，第二干涉信号由第二参考路径的光与测量光路的光干涉产生；和处理器，该处理器耦合到检测器，该处理器被配置有响应于第一干涉信号和第二干涉信号确定眼睛的轴向长度的指令
。
[0224]
条款
19.
根据条款
18
所述的系统，其中，第一参考路径包括第一参考光纤，并且第二参考路径包括第二参考光纤
。
[0225]
条款
20.
根据条款
19
所述的系统，其中，第一参考光纤包括第一长度，并且第二参考光纤包括不同于第一长度的第二长度
。
[0226]
条款
21.
根据条款
20
所述的系统，其中，第一长度对应于到眼睛的角膜的第一距离，并且第二长度对应于到眼睛的视网膜的第二距离，第一距离小于第二距离
。
[0227]
条款
22.
根据条款
21
所述的系统，其中，处理器被配置为生成a扫描，a扫描包括针对扫频光源的多个扫频中的每一个的对应于第一距离的第一峰值和对应于第二距离的第二峰值
。
[0228]
条款
23.
根据条款
22
所述的系统，其中，针对多个扫频中的每一个扫频，第一干扰信号和第二干扰信号在检测器处被一起接收，并且其中针对多个扫频中的所述每一个扫频在检测器处采样的时变强度数据的变换生成对应于第一距离的第一峰值和对应于第二距离的第二峰值
。
[0229]
条款
24.
根据条款
23
所述的系统，其中，检测器包括平衡检测器
。
[0230]
条款
25.
根据条款
22
所述的系统，其中，扫频光源的单个扫频生成第一峰值和第二峰值
。
[0231]
条款
26.
根据条款
21
所述的系统，其中，扫频光源在检测器处生成第一频率和第二频率，第一频率对应于第一参考路径长度，第二频率对应于第二参考路径长度，第一频率小于第二频率
。
[0232]
条款
27.
根据条款
21
所述的系统，其中，当扫频光源扫掠波长范围以测量第一距离和第二距离时，第一长度保持基本固定且第二长度保持基本固定
。
[0233]
条款
28.
根据条款
27
所述的系统，其中，第一长度对应于沿第一参考光纤的第一光程差，第二长度对应于沿第二参考光纤的第二光程差，第一光程差小于第二光程差的量在约
16mm
至约
26mm
的范围内，并且可选地在约
18mm
至约
24mm
的范围内
。
[0234]
条款
29.
根据条款
27
所述的系统，其中，第一参考光纤的第一距离小于第二参考光纤的第二距离的量在约
15mm
至约
25mm
的范围内
。
[0235]
条款
30.
根据条款
18
所述的系统，其中，第一干涉信号包括来自第一多个角膜位置的第一多个干涉信号，并且第二干涉信号包括来自第二多个视网膜位置的第二多个干涉信号
。
[0236]
条款
31.
根据条款
30
所述的系统，其中，光线束包括在第一多个角膜位置和第二多个视网膜位置处的多个测量光线束
。
[0237]
条款
32.
根据条款
31
所述的系统，其中，多个测量光线束中的每一个照射第一角膜
位置和第二视网膜位置
。
[0238]
条款
33.
根据条款
31
所述的系统，其中，当扫频光源扫掠波长范围时，第一多个角膜位置和第二多个角膜位置基本上保持固定
。
[0239]
条款
34.
根据条款
33
所述的系统，其中，多个测量光线束被布置成测量第一多个位置处的角膜和第二多个位置处的视网膜
。
[0240]
条款
35.
根据条款
31
所述的系统，其中，扫频光源包括多个扫频光源，并且多个测量光线束由多个扫频光源产生
。
[0241]
条款
36.
根据条款
35
所述的系统，其中，多个扫频光源包括多个
vcsel。
[0242]
条款
37.
根据条款
36
所述的系统，其中，多个
vcsel
包括
vcsel
的二维阵列
。
[0243]
条款
38.
根据条款
18
所述的系统，还包括被配置成沿着眼睛的视网膜扫描来自测量光路的测量光束的反射镜
。
[0244]
条款
39.
根据条款
38
所述的系统，其中，反射镜被配置成在视网膜上的包括最大跨越距离的区上扫描测量光束，最大跨越距离在大约
0.05mm
至大约
2.0mm
的范围内，且可选地在大约
0.1mm
至大约
1.5mm
范围内，并且可选地其中最大跨越距离包括直径
。
[0245]
条款
40.
根据条款
38
所述的系统，其中，处理器被配置成在沿着视网膜的多个位置处从测量路径生成多个a扫描，并且其中处理器被配置有响应于多个a扫描来确定轴向长度的指令
。
[0246]
条款
41.
根据条款
38
所述的系统，其中，反射镜被配置成在测量光束沿着眼睛的视网膜扫描的同时沿着眼睛的角膜扫描测量光束
。
[0247]
条款
42.
根据条款
41
所述的系统，其中，处理器被配置成针对沿着角膜和视网膜的位置生成多个a扫描，多个a扫描中的每一个包括对应于角膜的第一峰值和对应于视网膜的第二峰值
。
[0248]
条款
43.
根据条款
42
所述的系统，其中，处理器被配置有响应于多个角膜a扫描峰值的位置来确定角膜的位置的指令，以及可选地响应于多个角膜a扫描峰值的位置来确定眼睛相对于测量光束的角度取向的指令
。
[0249]
条款
44.
根据条款
43
所述的系统，其中，处理器配置有响应于多个角膜a扫描峰值以及多个视网膜a扫描峰值的位置来确定眼睛的角度取向的指令
。
[0250]
条款
45.
根据条款
44
所述的系统，其中，处理器配置有响应于眼睛的角度取向来确定眼睛的轴向长度的指令
。
[0251]
条款
46.
根据条款
41
所述的系统，其中，处理器被配置为响应于多个a扫描生成轴向长度
。
[0252]
条款
47.
根据条款
41
所述的系统，其中，处理器被配置成以基本上环形图案沿着角膜扫描测量光束
。
[0253]
条款
48.
根据条款
41
所述的系统，其中，对于多个a扫描中的每一个，测量光束的视网膜位置相比于测量光束的相应角膜位置在眼睛的光轴的相对侧
。
[0254]
条款
49.
根据条款
48
所述的系统，其中，物镜被配置成在角膜和视网膜之间的位置处形成反射镜的图像，并且其中测量光束在反射镜的图像的第一侧上沿第一方向朝向角膜移动，并且测量光束在反射镜的图像的第二侧上沿第二方向朝向视网膜移动
。
[0255]
条款
50.
根据条款
38
所述的系统，还包括位于反射镜和眼睛之间的物镜，物镜被配
置成将测量光线束聚焦到眼睛的视网膜和晶状体的后表面之间的腰部，测量光线束包括测量光束的一部分
。
[0256]
条款
51.
根据条款
50
所述的系统，其中，物镜被配置成在眼睛的角膜和眼睛的视网膜之间的位置处在眼睛中形成反射镜的图像，并且可选地其中反射镜的图像在眼睛中形成在腰部之前
。
[0257]
条款
52.
根据条款
18
所述的系统，其中，处理器被配置有生成轴向长度图的指令，轴向长度图包括多个角膜位置和对应的多个视网膜位置之间的距离
。
[0258]
条款
53.
根据条款
18
所述的系统，其中，测量光束的零光程差在眼睛内被定位在眼睛的角膜和眼睛的视网膜之间，并且其中反射镜被配置成扫描测量光束在零光程差处的位置
。
[0259]
条款
54.
根据条款
18
所述的系统，其中，第一参考路径对应于第一零光程差，并且第二参考路径对应于第二光程差
。
[0260]
条款
55.
根据条款
54
所述的系统，其中，对应于第一参考路径的第一零光程差的第一位置位于角膜的约
10mm
范围内，并且对应于第二参考路径的第二零光程差的第二位置位于眼睛的视网膜的约
10mm
范围内
。
[0261]
条款
56.
根据条款
55
所述的系统，其中，用反射镜扫描第一位置，并且用反射镜扫描第二位置
。
[0262]
条款
57.
根据条款
50
所述的系统，还包括可变焦点透镜或双焦点透镜中的一个或更多个，以将测量光线束聚焦在角膜和视网膜上
。
[0263]
条款
58.
根据条款
18
所述的系统，其中，扫频光源包括激光器
、
半导体激光器
、
耦合到激光器的可移动反射镜
、
耦合到激光器的微机械可移动
(mems)
反射镜
、
垂直腔激光器或垂直腔面发射激光器
(vcsel)
或具有
mems
反射镜的可调谐
vcsel
中的一个或更多个
。
[0264]
条款
59.
根据条款
58
所述的系统，其中，扫频光源包括
vcsel
，
vcsel
被配置成利用
vcsel
的电流的过驱动来扫频波长范围
。
[0265]
条款
60.
根据条款
58
所述的系统，其中，
vcsel
被配置为扫频从约
5nm
至约
20nm
并且可选地从约
5nm
至约
10nm
的波长范围
。
[0266]
条款
61.
根据条款
18
所述的系统，其中，扫频光源包括多个
vcsel。
[0267]
条款
62.
根据条款
18
所述的系统，还包括浦肯野成像系统，以确定眼睛的角膜的位置
。
[0268]
条款
63.
一种用于测量眼睛的轴向长度的系统，包括：
vcsel
阵列，该
vcsel
阵列被配置成生成光线束的阵列并扫频光线束中每一个的波长；干涉仪，该干涉仪耦合到
vcsel
阵列，该干涉仪包括用于生成多个干涉信号的测量光路和参考光路；阵列检测器，该阵列检测器耦合到干涉仪以接收多个干涉信号；和处理器，该处理器耦合到检测器，该处理器被配置有响应于多个干涉信号确定眼睛的轴向长度的指令
。
[0269]
条款
64.
根据条款
63
所述的系统，还包括多个光纤，该多个光纤在光纤的近端上耦合到
vcsel
阵列，并且其中光纤的远端被布置成朝向眼睛传输测量光线束
。
[0270]
条款
65.
根据条款
63
所述的系统，还包括透镜，该透镜被配置成在眼睛内对
vcsel
阵列成像以生成多个干涉信号
。
[0271]
条款
66.
根据条款
63
所述的系统，其中，阵列中的每个
vcsel
被配置成随着每个
vcsel
内的增益介质的一个或更多个加热或折射率变化而改变波长
。
[0272]
条款
67.
根据条款
66
所述的系统，其中，阵列中的所述每个
vcsel
被配置成在没有
mems
反射镜的情况下改变波长
。
[0273]
条款
68.
根据条款
63
所述的系统，其中，阵列中的每个
vcsel
被配置成扫频波长的量在从约
5nm
到约
20nm
的范围内
。
[0274]
本公开的实施例已经如本文所述示出和描述，并且仅作为示例提供
。
本领域的普通技术人员将在不脱离本公开的范围的情况下认识到许多适配
、
改变
、
变化和替换
。
在不脱离本公开和本文公开的发明的范围的情况下，可以使用本文公开的实施例的若干备选方案和组合
。
因此，本公开发明的范围仅由所附权利要求及其等同物的范围来定义
。