用于光學(xué)相干斷層掃描儀的近視眼掃描模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及光學(xué)醫(yī)療領(lǐng)域，特別涉及一種具有近視眼掃描模塊的光學(xué)相干斷 層掃描儀（OCT System, Optical Coherence Tomography System) 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)相干斷層掃描是一種干涉測量方法，用于獲取被掃描樣品的散射特性。光學(xué) 相干斷層掃描儀可以分為時域光學(xué)相干斷層掃描儀（TD-OCT)和頻域光學(xué)相干斷層掃描儀 (FD-OCT)兩種。與時域光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)相比，頻域光學(xué)相干斷層掃描技術(shù)在速度和 信噪比方面具有明顯的優(yōu)勢。頻域光學(xué)相干斷層掃描的光譜信息鑒別通常通過以下方式實 現(xiàn)：在譜域光學(xué)相干斷層掃描（SD-OCT)的情況下，可以利用探測臂中的分光計進(jìn)行分光； 在掃頻（波長掃描）光學(xué)相干斷層掃描（SS-OCT)的情況下，可以通過快速地變換激光光源 的頻率來獲得光譜信息。
[0003] 圖1中示出了現(xiàn)有技術(shù)的用于收集3D圖像數(shù)據(jù)的FD-OCT系統(tǒng)。FD-OCT系統(tǒng)包括 光源101，傳統(tǒng)的光源包括但不限于具有時間相干長度較短的寬帶光源或掃描激光源。來自 光源101的光通常被光纖105導(dǎo)向以照亮樣品110,典型的樣品為人眼的后部的組織。光通 常借助于掃描器107在光纖和樣品之間掃描，從而使得光束（虛線108)掃描過的區(qū)域或體 積被成像。從樣品散射的光被收集，典型被收集到與用于導(dǎo)向照亮樣品的光的光纖相同的 光纖105中。從相同的光源101獲得的參考光在獨立的路徑上傳輸，在這種情況下，包括光 纖103和后向反射器104。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到還可以利用傳導(dǎo)參考路徑。收集到的 樣品光通常在光纖耦合器102中與參考光結(jié)合，從而在探測器120中形成光干涉。從探測 器輸出的數(shù)據(jù)被傳送給處理器130。處理結(jié)果可以存儲在處理器中或者展示在顯示器140 上。處理和存儲功能可以在光學(xué)相干斷層掃描儀內(nèi)部實現(xiàn)，或者也可以在外部處理單元實 現(xiàn)，被收集的數(shù)據(jù)可以被傳輸至該外部處理單元。該外部處理單元可以專門用于數(shù)據(jù)處理， 或者還可以執(zhí)行其它的不限于光學(xué)相干斷層掃描功能的普通任務(wù)。
[0004] 樣品和干涉儀的參考臂可以組成bulk-optics、光導(dǎo)纖維或bulk-optic混合系 統(tǒng)，并且可以具有不同的結(jié)構(gòu)，例如Michelson、Mach-Zehnder或者本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的 基于共用路徑的設(shè)計。這里使用的光束應(yīng)當(dāng)理解為任何仔細(xì)導(dǎo)向的光路。在時域系統(tǒng)中， 參考臂需要具有可調(diào)的光延遲從而產(chǎn)生干涉。平衡的探測系統(tǒng)通?？梢杂迷赥D-OCT系統(tǒng) 和SS-OCT系統(tǒng)中，而分光計通常用在SD-OCT系統(tǒng)的探測端口。本文中描述的實用新型可 以用于任何類型的OCT系統(tǒng)。OCT系統(tǒng)通?？梢苑庋b在殼體中，其具有包括下顎架和頭架的 多種患者定位元件。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，光學(xué)相干斷層掃描儀已經(jīng)被用于對患者的視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描，從而進(jìn) 行輔助醫(yī)療診斷。圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中用于對患者的視網(wǎng)膜進(jìn)行掃描的光學(xué)相干斷層掃 描儀的光學(xué)相干斷層掃描模塊的一種【具體實施方式】，圖2示出的光學(xué)相干斷層掃描模塊包 括光纖1、準(zhǔn)直鏡2、色散補(bǔ)償柱3、X/Y掃描單元4、視網(wǎng)膜掃描透鏡5、接目鏡6、以及位于 視網(wǎng)膜掃描透鏡5與接目鏡6之間的用于光路折疊的光學(xué)反射鏡，從而提供準(zhǔn)直的入射掃 描光束至示意性的眼睛8。
[0006] 光學(xué)相干斷層掃描儀的光源可以是相干長度較短的寬波段光源或者是頻率掃描 激光。這些光源發(fā)出的光經(jīng)由光纖1的引導(dǎo)進(jìn)入光學(xué)相干斷層掃描系統(tǒng)。從樣品反射/散 射的光又被收集進(jìn)入光纖1，被收集的樣品光與參考光在干涉模塊中（未示出）中形成光 干涉，光干涉信號被探測器（未示出）接收。從探測器輸出的數(shù)據(jù)被傳輸至處理器（未示 出）。處理結(jié)果可以存儲在處理器中或者展示在顯示器上。處理和存儲功能可以在光學(xué)相 干斷層掃描儀內(nèi)部實現(xiàn)，或者也可以在外部處理單元實現(xiàn)，被收集的數(shù)據(jù)可以被傳輸至該 外部處理單元。該外部處理單元可以專門用于數(shù)據(jù)處理，或者還可以執(zhí)行其它的不限于光 學(xué)相干斷層掃描功能的普通任務(wù)。
[0007] 光學(xué)相干斷層掃描儀可以被置于眼睛8前面一定距離處，光學(xué)相干斷層掃描儀的 出瞳（出射光瞳，exit pupil，也就是來自光學(xué)相干斷層掃描儀的單個掃描光束的樞轉(zhuǎn)點） 處于眼睛的瞳孔的位置。如圖2所示，來自光學(xué)相干斷層掃描儀的單個掃描光束都會聚焦 至眼睛8的視網(wǎng)膜，單個掃描光束聚焦角度為Ci 1，對應(yīng)的數(shù)值孔徑N.A. =n_eyeball (眼 球的折射率）*sin(ai)，該數(shù)值孔徑N.A.決定了所獲得的掃描信號的強(qiáng)度（信噪比）。對 于一個屈光正常眼（emmetropic eye)來說，隨著光束的掃描，很多個不同入射角度的單個 掃描光束聚焦在眼睛8的視網(wǎng)膜的不同位置上（本專利中所提及的"掃描光束"指單個掃 描光束或由多個這樣的單個掃描光束構(gòu)成的集合），這些單個掃描光束的主光線在視網(wǎng)膜 上形成一個視場（角）β (F0V，即掃描角度β)，在橫向方向上覆蓋一定角度的視網(wǎng)膜區(qū)域， 由此形成的在深度上由視網(wǎng)膜的成像區(qū)域跨越的最大光程差（Maximum 0PD，即，Maximum Optical Path Difference)H1 〇
[0008] 近視眼是一種常見的屈光不正現(xiàn)象，在光學(xué)相干斷層掃描儀臨床診斷中常會遇到 近視眼患者。并且，現(xiàn)有研宄顯示病理性近視眼會增加某些眼底疾病的概率，這些眼底疾病 可以由光學(xué)相干斷層掃描儀輔助診斷，由此也增加了在臨床診斷中近視眼患者需使用光學(xué) 相干斷層掃描儀的概率。
[0009] 圖3中的（a)和（b)分別示出利用現(xiàn)有的光學(xué)相干斷層掃描儀來掃描屈光正常眼 和近視眼的一階光學(xué)原理圖。與掃描屈光正常眼的情況相比較，在現(xiàn)有技術(shù)中，在掃描近視 眼時，其補(bǔ)償原理為根據(jù)被檢查的眼睛的屈光誤差大小，使相干斷層掃描儀的出射掃描光 束成為相應(yīng)的發(fā)散光束，以使掃描光束重新聚焦在近視眼視網(wǎng)膜上。可以例如通過改變視 網(wǎng)膜掃描透鏡5和接目鏡6之間的距離或者改變光源和準(zhǔn)直鏡之間的距離來對被檢查的眼 睛的屈光誤差進(jìn)行補(bǔ)償，如蔡司公司在2007年推出的OCT系統(tǒng)。例如，如圖3中的（b)所 示，視網(wǎng)膜掃描透鏡和接目鏡之間的距離可以被縮短，出射的掃描光束成為發(fā)散光束，被檢 查的眼睛的瞳孔位于接目鏡的焦點從而使得眼睛的瞳孔位于來自光學(xué)相干斷層掃描儀的 多束掃描光束的樞轉(zhuǎn)點。在這種調(diào)節(jié)機(jī)制下，根據(jù)高斯光學(xué)性質(zhì)，可證明入射屈光正常眼的 單個掃描光束截面直徑OLeye)等于調(diào)整視網(wǎng)膜掃描透鏡和接目鏡之間的距離后的入射 近視眼的單個掃描光束截面直徑（H' _eye)，即：
其中，△是視網(wǎng)膜掃描透鏡和接目鏡之間被調(diào)節(jié)的距離，f2是接目鏡的焦距，d是接目鏡和 眼睛的瞳孔之間的距離并且等于f2。并且如圖3中所示，視網(wǎng)膜掃描透鏡和接目鏡之間的 空間為各掃描光束主光線的平行空間，視網(wǎng)膜掃描透鏡和接目鏡之間的距離變化不會影響 在接目鏡后各掃描光束主光線的視場β。
[0010] 近視眼具體包括兩種類型，其中一種類型的近視眼為軸性近視眼，軸性近視眼與 眼軸長度伸長有關(guān)。眼軸長度伸長的軸性近視眼導(dǎo)致角膜曲率的增加。另一種類型的近視 眼是屈光性近視眼，屈光性近視眼與眼睛內(nèi)部組織的折射狀態(tài)有關(guān)。
[0011] 圖4中的（a)和（b)分別示出具有正常的眼軸的屈光性近視眼和具有伸長的眼軸 的軸性近視眼。對于眼軸長度仍保持正常的屈光性近視眼，視網(wǎng)膜與眼睛的瞳孔之間的距 離L'eye基本等于屈光正常眼的視網(wǎng)膜與瞳孔之間的距離Leye，該距離大約為20mm。在現(xiàn) 有