基于低相干光干涉的視軸參數(shù)測量系統(tǒng)研制
發(fā)布時間:2020-03-31 12:30
【摘要】:眼睛,是人體的重要視覺器官,通過它我們可以感知外界事物。和其他器官一樣,眼睛也會出現(xiàn)一些異常,這些異常通常會或多或少地影響我們的生活質(zhì)量。白內(nèi)障,一種常見的致盲性眼科疾病之一;患者在患病初期,看東西會有些模糊,患病后期因晶狀體的逐漸渾濁而更加模糊,直至失明。目前尚無徹底根治白內(nèi)障的藥物,唯一的有效方法是通過手術(shù)摘除混濁的晶狀體并植入人工晶狀體;這類手術(shù)要求術(shù)前對患者的視軸相關(guān)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量,患者才能在術(shù)后獲得較為理想的屈光效果。不僅僅是白內(nèi)障,視軸相關(guān)參數(shù)還與其他疾病的診斷和治療有著密切關(guān)系。因此,視軸參數(shù)的準(zhǔn)確有效的測量,無論對于相關(guān)疾病的診斷還是治療,都有著極其重要的價值。針對檢測視軸參數(shù)的測量,我們系統(tǒng)采用的主要原理為頻域低相干光干涉(LCI,low coherence interferometry)。LCI,一種精準(zhǔn)的光電檢測技術(shù),具有非接觸、高速、高靈敏度等諸多優(yōu)點(diǎn)。時域LCI,是早期出現(xiàn)的低相干光干涉技術(shù);和其他檢測技術(shù)相比,時域LCI優(yōu)勢明顯,但是和后期涌現(xiàn)的頻域LCI技術(shù)相比,時域LCI亦有諸多不足。首先,時域LCI,由于自身獨(dú)特的檢測方法,導(dǎo)致其靈敏度不是很高,比如在弱光條件下,應(yīng)用該方法甚至無法檢出有效信號;其次,用時域低相干光技術(shù)進(jìn)行檢測時,需要參考臂的來回移動以檢測樣品中的不同深度處的干涉信號,以至于時域方法的檢測速度不是很高,這一點(diǎn)很不適于人眼視軸參數(shù)的在體檢測。頻域LCI技術(shù),無論從檢測技術(shù)的優(yōu)勢還是從檢測方法的便捷性上講,都很適合于視軸參數(shù)的檢測。在實(shí)驗(yàn)室條件下,搭建了一套基于頻域低相干光干涉的視軸參數(shù)測量系統(tǒng),與現(xiàn)有方相比,該系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點(diǎn)在于:(1)針對視軸檢測裝置檢出率低的問題,系統(tǒng)采用探測光聚焦的方式檢測眼內(nèi)各位置,確保干涉信號的強(qiáng)度,進(jìn)而保證系統(tǒng)檢出率;(2)針對頻域方法無法區(qū)分干涉信號的正負(fù)頻域的問題,采用了“二次測量法”,確保了視軸參數(shù)檢測結(jié)果的可靠性;(3)針對頻域方法無法檢測范圍有限的這一問題,系統(tǒng)設(shè)置四個參考臂,分別對應(yīng)不同眼內(nèi)位置的探測臂,實(shí)現(xiàn)了從角膜到視網(wǎng)膜的人眼全范圍檢測。結(jié)合已經(jīng)搭建好的系統(tǒng),進(jìn)行了多次試驗(yàn),包括對玻璃片樣品厚度的測量,以及真實(shí)人眼相關(guān)視軸參數(shù)的檢測。檢測結(jié)果與各自真實(shí)值差別不大,驗(yàn)證了該視軸參數(shù)測量系統(tǒng)的良好性能,表征該系統(tǒng)在眼科實(shí)際應(yīng)用中有著很好的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景。
【圖文】:
基于回波測距法1251,如閣】.1所小。用超聲波(8?20MHz)經(jīng)超聲探頭進(jìn)入時,一部分超聲波就會原路反射回去被理后,最終顯示為波形與電腦屏幕上。聲波在人眼不同結(jié)構(gòu)中的傳播速度[261,^邐L=v*(T2-Tl)/2邐:ti邋ultrasonic逡逑O圖】.1回波測距法原理逡逑Fig.邋1.1邋Schematic邋diagram邋of邋the邋echo邋ranging逡逑
逡逑基于光學(xué)方法的視軸參數(shù)檢測儀器,常見的有德國蔡司公司的IOLMaster[27](如圖逡逑1.3所示)以及瑞士邋Haag-Streit公司的LENSTAR[28](如圖1.4所示),日本的Tomey[29]逡逑(如圖1.5所示)等。與傳統(tǒng)的聲學(xué)檢測方法相比,基于光學(xué)方法的檢測技術(shù)具有非接逡逑觸、高分辨率和高檢測速度等諸多優(yōu)點(diǎn)。LENSTAR、IOLMaster和Tomey從光學(xué)檢測逡逑原理上來說,都是采用低相干光干涉的原理;與傳統(tǒng)的聲學(xué)測量方法相比,光學(xué)檢測方逡逑法的主要優(yōu)勢在于非接觸檢測,可以有效避免因醫(yī)生操作失誤導(dǎo)致對角膜表層造成的傷逡逑害,進(jìn)而有效地提高被測試者在檢測過程中的滿意度以及舒適度。逡逑1999邋年,德國卡爾蔡公司(Carl邋Zeiss邋MeditecAG,Germany)開發(fā)的邋IOLMaster,,逡逑是第一款采用部分相干光干涉方法檢測視軸參數(shù)的商用儀器;從出現(xiàn)至今,IOL邋Master逡逑廣泛應(yīng)用于眼科臨床診斷。IOLMaster采用光學(xué)方法檢測視軸長度;對于角膜弧度及角逡逑膜直徑等,采用圖像處理的技術(shù)進(jìn)行檢測;對于前房深度,IOLMaster是用裂隙燈方法逡逑測得的
【學(xué)位授予單位】:東北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TH786
本文編號:2609080
【圖文】:
基于回波測距法1251,如閣】.1所小。用超聲波(8?20MHz)經(jīng)超聲探頭進(jìn)入時,一部分超聲波就會原路反射回去被理后,最終顯示為波形與電腦屏幕上。聲波在人眼不同結(jié)構(gòu)中的傳播速度[261,^邐L=v*(T2-Tl)/2邐:ti邋ultrasonic逡逑O圖】.1回波測距法原理逡逑Fig.邋1.1邋Schematic邋diagram邋of邋the邋echo邋ranging逡逑
逡逑基于光學(xué)方法的視軸參數(shù)檢測儀器,常見的有德國蔡司公司的IOLMaster[27](如圖逡逑1.3所示)以及瑞士邋Haag-Streit公司的LENSTAR[28](如圖1.4所示),日本的Tomey[29]逡逑(如圖1.5所示)等。與傳統(tǒng)的聲學(xué)檢測方法相比,基于光學(xué)方法的檢測技術(shù)具有非接逡逑觸、高分辨率和高檢測速度等諸多優(yōu)點(diǎn)。LENSTAR、IOLMaster和Tomey從光學(xué)檢測逡逑原理上來說,都是采用低相干光干涉的原理;與傳統(tǒng)的聲學(xué)測量方法相比,光學(xué)檢測方逡逑法的主要優(yōu)勢在于非接觸檢測,可以有效避免因醫(yī)生操作失誤導(dǎo)致對角膜表層造成的傷逡逑害,進(jìn)而有效地提高被測試者在檢測過程中的滿意度以及舒適度。逡逑1999邋年,德國卡爾蔡公司(Carl邋Zeiss邋MeditecAG,Germany)開發(fā)的邋IOLMaster,,逡逑是第一款采用部分相干光干涉方法檢測視軸參數(shù)的商用儀器;從出現(xiàn)至今,IOL邋Master逡逑廣泛應(yīng)用于眼科臨床診斷。IOLMaster采用光學(xué)方法檢測視軸長度;對于角膜弧度及角逡逑膜直徑等,采用圖像處理的技術(shù)進(jìn)行檢測;對于前房深度,IOLMaster是用裂隙燈方法逡逑測得的
【學(xué)位授予單位】:東北大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類號】:TH786
【參考文獻(xiàn)】
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本文編號:2609080
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