活體監測角膜塑形鏡塑形效果的oct成像系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種活體監測角膜塑形鏡塑形效果的OCT成像系統和方法，屬于醫學檢測技術領域。
【背景技術】
[0002]中國的近視患病率約32.3%，是世界上近視眼發病率最高的國家之一。除了引起視力減退外，病理性近視還會引起視網膜剝離、黃斑部出血、視網膜萎縮、黃斑變性、玻璃體混濁和晶狀體混濁等并發癥，嚴重者甚至可致視力完全喪失。所以預防和控制近視眼是刻不容緩的重要任務。角膜塑形鏡是目前暫時降低近視度數的有效方法之一，但始終困擾塑形效果的驗配問題就是角膜塑形鏡的中央定位。文獻研宄表明，鏡片偏位可能導致角膜散光的增加和角膜中央島的形成，從而影響角膜塑形鏡的治療效果。同時，鏡片偏位導致角膜點染等并發癥的增加。因此角膜塑形鏡的配適狀態和中心定位直接影響到鏡片最基本的安全性和有效性。
[0003]我國青少年的近視發病率很高，而且每年的近視進展率為0.67-0.72D。目前如何控制近視進展仍舊是全世界眼科學界面臨的難題。而近年來角膜塑形鏡在延緩近視進展方面的積極結果引起了社會的極大關注。國內外一些研宄表明配戴角膜塑形鏡后與配戴普通框架眼鏡、普通設計的軟性接觸鏡等相比，2年以上眼軸增長可減少40%-60%，近視度數增加明顯降低。但由于角膜塑形鏡是特殊的逆幾何設計，由基弧、反轉弧、定位弧和周邊弧組成(圖1)，因此其驗配技術不同于其它矯正方式，必須通過不斷的調整，才能達到很高的成功率。而在臨床工作中，角膜塑形鏡調整時保證良好的配適和中央定位很重要，直接決定驗配和近視控制的成功與否。
[0004]不同于其他矯正方式，角膜塑形是一個持續性變化過程，即鏡片作用于角膜，然后角膜變化，然后鏡片又因角膜變化而產生不同的作用，最后角膜隨之變化，如此循環變化中，與常規性的硬鏡驗配和軟鏡驗配不同，問題的產生或發生存在某種程度的不確定性，因此安全監控始終不容忽視。國內一些專家指出，角膜塑形鏡配戴后諸多眼不適癥狀、眼表并發癥、療效下降等問題，往往出現在驗配使用之后的中后期，源于角膜塑形鏡配戴過程中的監控不足。但目前臨床上缺乏定量監控角膜塑形效果的有效方法。
[0005]目前臨床上評估角膜塑形鏡配適的方法主要有兩種:一種是熒光素染色后通過裂隙燈觀察鏡后淚液的分布情況。這種方法比較直觀，但在很大程度上取決于檢查者的主觀判斷，缺乏客觀定量的評估指標。同時熒光素染色劑的應用干擾了淚液的分布狀態，對分析鏡片配適造成一定的影響。另一種方法是根據角膜地形圖的測量結果，采用Ortho Tool軟件預測角膜塑形鏡的配適狀態。雖然這是一個很好的鏡片配適軟件，但由于是基于完全的數學模擬，實際應用中還會受到淚液分泌的質、量、眼瞼張力的影響，因此并不能代表實際的配適狀態。另外，Ortho Tool只反應了一條子午線的情況，遇到不對稱蝴蝶，或角膜規則性、對稱性差的情況下，誤差可能會更大。更主要的缺點是以上方法沒有對最關鍵的基弧和反轉弧之間的轉折區進行量化評估，所以無法對角膜的塑形效果進行動態量化的監測。角膜塑形鏡基弧和反轉弧之間的轉折區是作為淚液的充盈池和角膜接觸鏡配戴后角膜壓平過程中可能的組織移行區。通過壓平中央區角膜，角膜重塑后減少了轉折區的空間面積。因此，轉折區的大小，不但是鏡片初次配適的很好指標，而且可以作為鏡片配戴過程中角膜壓平進展情況的提示。轉折區充盈面積的缺乏提示鏡片應該被更換為另外一片有扁平基弧的鏡片，或者是對于特定設計的鏡片來說，最優化的治療效果已經達到。
【發明內容】
[0006]本發明研發了一種具有兩種掃描成像模塊的譜域OCT成像模塊，用于動態監測角膜塑形鏡配戴后的角膜塑形效果的活體監測角膜塑形鏡塑形效果的OCT成像系統以及測量方法。
[0007]本發明提供:一種活體監測角膜塑形鏡塑形效果的OCT成像系統，其包括控制電腦、譜域OCT成像模塊、人眼掃描模塊以及視標對位模塊，所述控制電腦分別與譜域OCT成像模塊及視標對位模塊連接，所述人眼掃描模塊位于譜域OCT成像模塊及視標對位模塊的之間的光路上，所述譜域OCT成像模塊包括全貌譜域OCT成像模塊和局部譜域OCT成像模塊，所述全貌譜域OCT成像模塊與局部譜域OCT成像模塊的光路之間設置可移動的45°分光鏡，所述45°分光鏡具有使全貌譜域OCT成像模塊的第一光路到達人眼掃描模塊的第一位置以及使局部譜域OCT成像模塊的第二光路到達人眼掃描模塊的第二位置。
[0008]所述全貌譜域OCT成像模塊包括第一光源和第一探測臂，第一光源為窄光源，其中心波長為840mm，帶寬為45nm，第一探測臂采用透射式全息光柵(18001ines/mm)分光和焦距為150mm的聚焦透鏡的光譜儀結構。
[0009]所述局部譜域OCT成像模塊包括第二光源和第二探測臂，第二光源為寬帶光源，其中心波長為830mm，帶寬為lOOnm，探測臂采用透射式全息光柵(12001ines/mm)分光和焦距為150mm的聚焦透鏡的光譜儀結構。
[0010]所述人眼掃描模塊包括用于掃描人眼的樣品掃描臂以及視頻成像系統，所述樣品掃描臂以及視頻成像系統共焦共軸安裝在裂隙燈生物顯微鏡上，所述樣品掃描臂與視頻成像系統通過45度鏡子連接，所述45度鏡子對紅外波段全反射和可見波段全透過。
[0011]所述樣品掃描臂由準直鏡、X/Y掃描振鏡和聚焦透鏡構成。
[0012]本發明還提供了一種基于上述OCT成像系統的角膜塑形效果的測量方法，其包括以下步驟:步驟一，通過全貌譜域OCT成像模塊獲得活體全角膜塑形鏡圖像，從而觀察鏡片實際在位時，鏡片與眼表之間的斷層配適狀態；步驟二，通過探測邊界的方法對步驟一中獲得的活體全角膜塑形鏡圖片計算得出沿軸向方向、垂直于第一個表面的厚度，并矯正光學變形和鏡片折射率后，得到的實際的鏡片厚度輪廓圖；步驟三，通過全貌譜域OCT成像模塊三維掃描獲得整個角膜塑形鏡的多張活體全角膜塑形鏡圖片，通過采用步驟二的方式獲得整個角膜塑形鏡三維厚度圖，計算獲取整個角膜塑形鏡的三維厚度圖，從而分析整個角膜塑形鏡的中心定位包括偏心和移位配適參數；步驟四，通過局部譜域OCT成像模塊獲得活體特征區域的局部角膜塑形鏡圖片，包括鏡片壓平區、鏡片反轉弧、鏡片定位弧和周邊弧區域，利用手動點畫的方法獲得鏡片各區域的長度、寬度以及面積。
[0013]步驟一以及步驟二中的拍攝方法如下:拍攝時讓病人注視正前方的視標對位模塊的外部視標，將人眼掃描模塊的OCT光線對準角膜中心，將零延遲線放置在接近角膜塑形鏡的位置，光學調焦聚焦在角膜塑形鏡邊緣附近，通過調整視標的位置，將兩側的虹膜拉平，并采用X-Y掃描模式，當出現水平和垂直方向的角膜反射帶時獲取活體全角膜塑形鏡圖片。
[0014]步驟二中探測邊界的方法如下，首先采用一個光標定位到顯示在垂直方向有波峰的位置，當多個波峰位置確定后，通過尋找周邊臨近處的波峰位置，從而畫出整個邊界輪廓。
[0015]步驟四中，根據OCT圖像上水平方向的分辨率來換算獲得轉折區(鏡片壓平區和反轉弧之間形成的過渡區)的長度；通過標記出轉折區最寬處的兩個位置，然后計算出兩點之間的像素點，再根據OCT圖像的垂直方向的分辨率計算得到實際的轉折區的寬度；使用光標標記出整個不規則的轉折區邊界，然后計算得到轉折區包括的像素點和實際面積。
[0016]采用該方法通過對全貌譜域OCT成像模塊獲得活體全角膜塑形鏡圖片以及通過局部譜域OCT成像模塊獲得活體特征區域的局部角膜塑形鏡圖片進行分析，可以對角膜塑形鏡的轉折區直接成像，通過觀察鏡下淚膜隨時間的動態變化，達到動態監控角膜壓平進展情況和角膜的塑形效果的目的，由于配戴角膜塑形鏡后，角膜發生重塑，中央區角膜被壓平，而角膜上皮從中央區向轉折區移行，因此轉折區的面積變化可以用于提示鏡片配戴過程中角膜壓平的進展情況和監控角膜塑形的效果。
【附圖說明】
[0017]圖1為角膜塑形鏡配戴在人眼時的示意圖。
[0018]圖2是本發明原理示意圖。
[0019]圖3是全貌譜域OCT成像模塊獲得的活體全