一種眼睛多界面間距測量方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種眼睛多界面間距測量方法及裝置，屬于眼睛生物檢測領域。
【背景技術】
[0002]白內障是最常見的致盲性眼病，是一種由于多種因素而導致晶體失去透明變成渾濁狀態的疾病。我國白內障的發病率高于5%，由于白內障導致視力喪失，嚴重影響了患者的視力和生活質量。目前白內障還無療效肯定的藥物治療方案，手術摘除混濁的晶狀體同時植入人工晶狀體仍是唯一有效的方法。不過，隨著小切口超聲乳化及折疊式人工晶狀體手術的發展，極大的減少了術后并發癥的幾率，加快了患者術后視力的恢復，同時也使得這類白內障手術由過去單純的復明手術轉變為現在的屈光手術，且患者對術后屈光狀態的要求逐漸增加。目前，患者植入人工晶狀體的實際屈光狀態與術前預測值之間常存在較大偏差，最終影響手術效果，給患者的生活帶來不便。其中最主要的因素就是人工晶狀體的度數預測的不夠準確，而人工晶狀體度數預測的準確性又取決于術前生物測量的準確性。
[0003]在白內障患者植入人工晶狀體之前，需要測量眼睛各層的位置，計算出眼軸長度、角膜厚度和前房深度等。Haag-Streit AG公開了一種具有雙參考臂的時域短相干光干涉儀(參見美國專利公開號US2009/0268209A1，發明名稱為“Method and apparatus fordeterminat1n of geometric values on an object”)，該干涉儀使用雙參考光對樣品的不同層進行測量；卡爾蔡司醫療技術股份有限公司公開了一種時域短相干干涉儀(參見中國專利申請號200880118045.1，發明名稱為“短相干干涉儀”)，該干涉儀用于測量樣品間隔設置的多個區域；王毅等公開了一種使用平衡探測法的時域短相干光干涉儀(參見中國專利申請號201210019447.4，發明名稱為“光學相干生物測量儀及進行眼睛生物測量的方法”)。以上這三種方法及干涉儀都是利用時域短相干光干涉方法對眼睛的各層位置進行測量，而由于時域干涉方法易受噪聲和直流分量的影響，靈敏度相對較低，對于屈光間質混濁程度比較嚴重者，會導致探測光的嚴重衰減，以至于進入探測儀器的光太弱而無法檢出，限制了這種方法的適用范圍。王毅等公開了一種短相干光干涉測量方法及裝置(參見中國專利申請號2014102869647，發明名稱為“一種短相干光干涉測量方法及裝置”)，雖然該方法可以快速測量眼間參數，但是由于人眼的屈光度不同，光在視網膜會產生離焦的現象，也就是說，僅僅采用一路光路(即申請號為2014102869647的專利申請)對網膜、角膜和晶狀體的前后表面進行定位時，對視網膜聚焦后會影響角膜與晶狀體的前后表面的測量，因而導致測量的角膜厚度、前房深度、晶體厚度以及視軸長度精度較低，無法進行實際應用。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，提供一種眼睛多界面間距測量方法及裝置，它可以有效解決現有技術中存在的問題，尤其是由于人眼的屈光度不同，光在視網膜會產生離焦的現象，使得僅僅采用一路光路對網膜、角膜和晶狀體的前后表面進行定位時，對視網膜聚焦后會影響角膜與晶狀體的前后表面的測量，因而導致測量的角膜厚度、前房深度、晶體厚度以及視軸長度精度較低，無法進行實際應用的問題。
[0005]為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案:一種眼睛多界面間距測量方法，包括以下步驟:將短相干光分為兩路，一路作為探測光進入快速變焦系統，快速變焦系統(I)切換3條光路分別測量眼睛角膜的前后表面、晶狀體的前后表面及視網膜表面，另一路作為參考光進入多光程參考系統進行相應的參考光光程補償，實現對角膜的前后表面、晶狀體的前后表面及視網膜表面的連續檢測；記錄角膜的前后表面、晶狀體的前后表面及視網膜表面的干涉光譜信息，將該光譜信息進行FFT變換，即得眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶狀體的前表面、晶狀體的后表面和視網膜表面之間的相對位置L5、L4、L3、L2、LI。
[0006]優選的，根據眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶狀體的前表面、晶狀體的后表面和視網膜表面之間的相對位置L5、L4、L3、L2、L1以及多光程參考系統中反射鏡之間的距離，即得角膜厚度、前房深度、晶狀體厚度和視軸長度。
[0007]上述方法中，所述的多光程參考系統中，參考光通過2個第二半反半透鏡分出三條光路由三個反射鏡返回，分別對應角膜、晶狀體前表面、晶狀體后表面和視網膜表面四個位置，多個光程分別對應角膜、晶狀體的前后表面和視網膜表面。
[0008]實現前述方法的眼睛多界面間距測量裝置，包括:快速變焦系統、多光程參考系統、光譜儀、角膜表層對焦定位系統、短相干光源、光纖耦合器、第一半反半透鏡和計算機；所述的光譜儀包括相機；所述的短相干光源發出的光經光纖耦合器分為兩路，其中一路作為探測光進入快速變焦系統，再經第一半反半透鏡，透射光依次聚焦于眼睛角膜的前后表面、晶狀體的前后表面及視網膜表面，并被這些界面反射，再經快速變焦系統返回光纖耦合器；另一路作為參考光進入多光程參考系統，并由反射鏡反射返回光纖耦合器；返回光纖耦合器的探測光和參考光進入光譜儀，在相機上成像，并將成像后的圖像發送至計算機進行處理，計算出眼睛角膜的前表面、角膜的后表面、晶狀體的前表面、晶狀體的后表面和視網膜表面之間的相對位置L5、L4、L3、L2、L1 ;所述的角膜表層對焦定位系統包括:面陣相機和第七透鏡，用于對眼睛表面成像，在測量時用于調整眼睛的位置。
[0009]優選的，所述的快速變焦系統包括:第一反射鏡、第二反射鏡和調焦系統，探測光先由第二反射鏡反射，經調焦系統調焦后，再由第一反射鏡發射，使焦點位于視網膜表面上，從而可以實現對視網膜位置的快速測量。
[0010]更優選的，所述的快速變焦系統還包括:第三反射鏡、第四反射鏡和第一透鏡，探測光先由第四反射鏡反射，再由第三反射鏡發射，然后再經第一透鏡變焦，使焦點位于晶狀體的中間，從而可以實現對晶狀體前后表面位置的快速測量。
[0011]進一步優選的，所述的快速變焦系統還包括:第五反射鏡、第六反射鏡和第二透鏡，探測光先由第六反射鏡反射，再由第五反射鏡反射，然后再依次經過第二透鏡和第一透鏡兩次變焦，使焦點位于角膜表面，從而可以實現對角膜前后表面位置的快速測量。
[0012]本發明中所述的調焦系統包括:第三透鏡和第四透鏡，由第二反射鏡反射后的探測光依次經過第四透鏡和第三透鏡調焦后，再由第一反射鏡發射，從而可以實現視網膜的準確對焦。
[0013]前述的眼睛多界面間距測量裝置中，所述的多光程參考系統包括:第二半反半透鏡、第三半反半透鏡、第七反射鏡、第八反射鏡和第九反射鏡，所述的探測光分別經第二半反半透鏡、第三半反半透鏡反射后發射至第八反射鏡；探測光經第二半反半透鏡透射后發射至第七反射鏡；探測光經第二半反半透鏡反射、第三半反半透鏡透射后發射至第九反射鏡，從而可以實現眼睛內角膜的前后表面、晶狀體的前后表面以及視網膜位置的準確測量。
[0014]上述系統還包括:第一光纖準直器和第二光纖準直器，所述的第一光纖準直器和第二光纖準直器的輸入端分別與光纖耦合器的輸出端連接，第一光纖準直器的輸出端與快速變焦系統的輸入端連接，第二光纖準直器的輸出端與多光程參考系統輸入端連接，從而可以輸出平行光，為實現精確的測量奠定基礎。
[0015]本發明所述的系統還包括:電機和轉軸，電機帶動轉軸旋轉；所述的第三反射鏡、第一反射鏡、第六反射鏡和第四反射鏡分別通過連桿與轉軸垂直連接，且由轉軸靠近電機的一端向另一端依次排列；所述的第一反射鏡與第二反射鏡平行，第三反射鏡與第四反射鏡平行，第五反射鏡和第六反射鏡平行，且連接第六反射鏡和第四反射鏡的連桿之間的夾角大于O度，第三反射鏡和第一反射鏡的連桿之間的夾角大于O度；轉軸旋轉至三個不同的位置，分別使探測光經第二反射鏡、第四透鏡、第三透鏡和第一反射鏡進入眼睛，實現對視網膜表面的測量；探測光經第四反射鏡、第三反射鏡和第一透鏡進入眼睛，實現對晶狀體前后表面的測量，探測光經第六反射鏡、第五反射鏡、第二透鏡和第一透鏡進入眼睛，實現對角膜前后表面的測量，從而可以更快速的實現光路切換，同時獲得更高精度的角膜厚度、前房深度、晶體厚度以及視軸長度。
[0016]前述的光譜儀還包括:第五透鏡、第六透鏡和透射光柵，經快速變焦系統反射的探測光及經多光程參考系統反射的參考光進入光纖耦合器，經光纖后通過第五透鏡準直后照射到透射光柵，其光譜經第六透鏡成像于線陣相機，線陣相機的輸出端與計算機的輸入端連接，計算機中存有相應現有的計算處理軟件，用于進行傅里葉變換及計算眼睛角膜的前后表面、晶狀體的前表面、晶狀體的后表面和視網膜表面之間的相對位置和各自的