基于低相干光干涉技術(shù)的眼軸長度測量系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-04 11:39
白內(nèi)障手術(shù)方式隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展逐漸由傳統(tǒng)的復(fù)明手術(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)樾Ч玫那馐中g(shù),術(shù)前準(zhǔn)確的眼組織生物長度測量隨之愈發(fā)的重要,眼軸長度測量的準(zhǔn)確性將密切影響到術(shù)后的屈光誤差。眼軸長度與近視程度具有正相關(guān)性,是區(qū)別真性與假性近視的重要依據(jù),F(xiàn)有的眼軸長度測量手段按技術(shù)不同分為超聲測量方法和光學(xué)測量方法兩種。超聲測量方法在測量前需要進(jìn)行眼表麻醉,測量探頭接觸角膜形成的壓力會(huì)影響測量結(jié)果,同時(shí)測量結(jié)果易受操作者主觀影響;相對而言,光學(xué)測量方法擁有更高的測量精度和軸向分辨率,同時(shí)避免了超聲測量方法中的一些局限性,為眼軸長度的測量帶來了極大的便利。但對于一些影響到屈光介質(zhì)透明性的眼病,比如白內(nèi)障等,仍是傳統(tǒng)超聲測量方法更為適用,這也是現(xiàn)有光學(xué)生物測量方法的不足之處。本文基于低相干光干涉技術(shù)設(shè)計(jì)并搭建了一套眼軸長度測量系統(tǒng),針對現(xiàn)有光源穿透性弱的缺點(diǎn),結(jié)合眼組織的光吸收特性,選擇了 1060nm的超輻射發(fā)光二極管(superluminescentdiode,SLD)作為系統(tǒng)光源,理論上提升了光源的穿透能力。為了更好地獲取眼組織內(nèi)部的信號,本文研究設(shè)計(jì)了一種焦點(diǎn)同步技術(shù),利用步進(jìn)電機(jī)分別控制參考臂光...
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:53 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1現(xiàn)有的一些非接觸式光學(xué)生物測量系統(tǒng)
同);(2)光波在相遇處的相位差(或光程差)要保持恒定;(3)光波的振動(dòng)方向??平行或存在相互平行的振動(dòng)分量??任何光源發(fā)射的光波都是由多個(gè)具有不同時(shí)間壽命的波列組成的,如圖2.1所??示[72]。??^wtwwvtvtw^??xl?r2?t3?t4??圖2.1具有不同持續(xù)時(shí)間的一組波列??波列的平均時(shí)間壽命(即持續(xù)時(shí)間)T被稱為相干時(shí)間。結(jié)合光源的發(fā)光機(jī)制??來看,任何光源所發(fā)射的光波都是由一系列有限長度的波列組成,對于一個(gè)給定的??光源,其發(fā)出的光波對應(yīng)的相干長度就是平均波列長度^,那么該光波的相干長度??與光波通過相干長度所需要的時(shí)間Te之間的關(guān)系可作如下表示,式中C為光速[73]。??lc?=?c?-?tc?(2-1?)??實(shí)際使用的光源都不是嚴(yán)格的單色光源,因此它們所輻射的光波總是在中心頻??率附近存在著一定的頻率寬度。通過傅里葉(Fourier)變換可知,光波的大部分能??量集中在其頻譜中心頻率〇)。兩側(cè)的兩個(gè)第一級頻率極小值之間的區(qū)域內(nèi),因此頻??率分布的寬度A〇)可作如下表示[73]:??Aoo?—?—?(2-2)??Tc??也可以由此得出&與光源所發(fā)射光波的頻率寬度近似成反比關(guān)系,即:??7??
其利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實(shí)現(xiàn)干涉,是一種精密干涉測量儀器。邁克爾遜干涉??儀在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)上的應(yīng)用十分廣泛,可以實(shí)現(xiàn)光波波長、折射率、物體??的厚度等測量[74〃6]。圖2.2是一個(gè)簡單的邁克爾遜干涉儀的示意圖[77]。??參考臂反光|?i,??鏡掃描路徑i?[=[=]??光源??士????1分光鏡?u??待測樣品??接收器0??圖2.2邁克爾遜干涉儀示意圖??探測光源發(fā)出的光束經(jīng)過分光鏡分為兩路,一路為射入?yún)⒖急鄣膮⒖脊馐??心(t),一路為經(jīng)樣品臂射入待測樣品的測量光束圮(t),由參考臂反射鏡反射回的??參考光與待測樣品不同深度界面反射回的測量光束在分光鏡上匯合,兩路光束在??兩支臂中的光程不同。干涉儀輸出端的電場是£V(t)?+?Fs(t),其為信號場與參考場??的總和。探測器測量到的輸出端電場強(qiáng)度/〇與總電場的平方成正比,其可以表示為??8??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同程度近視患者黃斑厚度改變的相關(guān)因素分析[J]. 劉意,周利曉,嚴(yán)凱,馬宇. 國際眼科雜志. 2019(03)
[2]青少年近視防治的研究進(jìn)展[J]. 王斌,王文青. 福建醫(yī)藥雜志. 2019(01)
[3]超長眼軸白內(nèi)障手術(shù)前后眼生物測量參數(shù)變化及相互關(guān)系[J]. 趙海亮,張健. 國際眼科雜志. 2019(01)
[4]浸潤式B超引導(dǎo)下分段聲速測量法及IOL-Master對白內(nèi)障眼眼軸測量的應(yīng)用[J]. 劉蕊,武斌. 中國眼鏡科技雜志. 2019(01)
[5]近視的社會(huì)影響因素研究現(xiàn)狀[J]. 甘嘉禾,李仕明,康夢田,王寧利. 眼科新進(jìn)展. 2018(11)
[6]不同眼軸長度白內(nèi)障患者術(shù)后視覺質(zhì)量、眼高階相差及角膜內(nèi)皮組織變化的對比研究[J]. 袁媛,彭華琮,陳雅瓊. 臨床眼科雜志. 2018(05)
[7]浸潤式20MHz B型超聲引導(dǎo)下分段A型超聲聲速測量在高度近視合并白內(nèi)障術(shù)前檢查中的應(yīng)用[J]. 劉彩輝,李巖,劉洋辰,王麗峰. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版). 2018(10)
[8]浸潤式B超在眼球生物測量中的應(yīng)用[J]. 丁文鳳. 世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘. 2018(42)
[9]浸潤式B超與A超在眼軸測量中的對比分析[J]. 李巖,鄧美玉,劉洋辰,高建民,武斌,劉冬. 中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生. 2018(03)
[10]硅油填充眼眼軸長度浸潤式B型超聲引導(dǎo)下分段聲速測量與光學(xué)激光生物儀測量結(jié)果比較[J]. 武斌,陳松,劉洋辰,李巖,高建民,李君慧,何廣輝. 中華眼底病雜志. 2017 (06)
碩士論文
[1]基于低相干邁克爾遜干涉儀的位移監(jiān)測[D]. 王雪慈.大連理工大學(xué) 2017
[2]基于頻域低相干光干涉的視軸參數(shù)測量系統(tǒng)[D]. 張博威.東北大學(xué) 2015
[3]嵌入式光譜OCT內(nèi)窺成像系統(tǒng)的研究[D]. 高長磊.天津大學(xué) 2009
[4]B型超聲測量眼軸的臨床研究[D]. 杜敏暉.青島大學(xué) 2008
[5]OCT系統(tǒng)研究[D]. 王立宇.長春理工大學(xué) 2008
本文編號:3018241
【文章來源】:北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:53 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1現(xiàn)有的一些非接觸式光學(xué)生物測量系統(tǒng)
同);(2)光波在相遇處的相位差(或光程差)要保持恒定;(3)光波的振動(dòng)方向??平行或存在相互平行的振動(dòng)分量??任何光源發(fā)射的光波都是由多個(gè)具有不同時(shí)間壽命的波列組成的,如圖2.1所??示[72]。??^wtwwvtvtw^??xl?r2?t3?t4??圖2.1具有不同持續(xù)時(shí)間的一組波列??波列的平均時(shí)間壽命(即持續(xù)時(shí)間)T被稱為相干時(shí)間。結(jié)合光源的發(fā)光機(jī)制??來看,任何光源所發(fā)射的光波都是由一系列有限長度的波列組成,對于一個(gè)給定的??光源,其發(fā)出的光波對應(yīng)的相干長度就是平均波列長度^,那么該光波的相干長度??與光波通過相干長度所需要的時(shí)間Te之間的關(guān)系可作如下表示,式中C為光速[73]。??lc?=?c?-?tc?(2-1?)??實(shí)際使用的光源都不是嚴(yán)格的單色光源,因此它們所輻射的光波總是在中心頻??率附近存在著一定的頻率寬度。通過傅里葉(Fourier)變換可知,光波的大部分能??量集中在其頻譜中心頻率〇)。兩側(cè)的兩個(gè)第一級頻率極小值之間的區(qū)域內(nèi),因此頻??率分布的寬度A〇)可作如下表示[73]:??Aoo?—?—?(2-2)??Tc??也可以由此得出&與光源所發(fā)射光波的頻率寬度近似成反比關(guān)系,即:??7??
其利用分振幅法產(chǎn)生雙光束以實(shí)現(xiàn)干涉,是一種精密干涉測量儀器。邁克爾遜干涉??儀在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)上的應(yīng)用十分廣泛,可以實(shí)現(xiàn)光波波長、折射率、物體??的厚度等測量[74〃6]。圖2.2是一個(gè)簡單的邁克爾遜干涉儀的示意圖[77]。??參考臂反光|?i,??鏡掃描路徑i?[=[=]??光源??士????1分光鏡?u??待測樣品??接收器0??圖2.2邁克爾遜干涉儀示意圖??探測光源發(fā)出的光束經(jīng)過分光鏡分為兩路,一路為射入?yún)⒖急鄣膮⒖脊馐??心(t),一路為經(jīng)樣品臂射入待測樣品的測量光束圮(t),由參考臂反射鏡反射回的??參考光與待測樣品不同深度界面反射回的測量光束在分光鏡上匯合,兩路光束在??兩支臂中的光程不同。干涉儀輸出端的電場是£V(t)?+?Fs(t),其為信號場與參考場??的總和。探測器測量到的輸出端電場強(qiáng)度/〇與總電場的平方成正比,其可以表示為??8??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同程度近視患者黃斑厚度改變的相關(guān)因素分析[J]. 劉意,周利曉,嚴(yán)凱,馬宇. 國際眼科雜志. 2019(03)
[2]青少年近視防治的研究進(jìn)展[J]. 王斌,王文青. 福建醫(yī)藥雜志. 2019(01)
[3]超長眼軸白內(nèi)障手術(shù)前后眼生物測量參數(shù)變化及相互關(guān)系[J]. 趙海亮,張健. 國際眼科雜志. 2019(01)
[4]浸潤式B超引導(dǎo)下分段聲速測量法及IOL-Master對白內(nèi)障眼眼軸測量的應(yīng)用[J]. 劉蕊,武斌. 中國眼鏡科技雜志. 2019(01)
[5]近視的社會(huì)影響因素研究現(xiàn)狀[J]. 甘嘉禾,李仕明,康夢田,王寧利. 眼科新進(jìn)展. 2018(11)
[6]不同眼軸長度白內(nèi)障患者術(shù)后視覺質(zhì)量、眼高階相差及角膜內(nèi)皮組織變化的對比研究[J]. 袁媛,彭華琮,陳雅瓊. 臨床眼科雜志. 2018(05)
[7]浸潤式20MHz B型超聲引導(dǎo)下分段A型超聲聲速測量在高度近視合并白內(nèi)障術(shù)前檢查中的應(yīng)用[J]. 劉彩輝,李巖,劉洋辰,王麗峰. 中華醫(yī)學(xué)超聲雜志(電子版). 2018(10)
[8]浸潤式B超在眼球生物測量中的應(yīng)用[J]. 丁文鳳. 世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘. 2018(42)
[9]浸潤式B超與A超在眼軸測量中的對比分析[J]. 李巖,鄧美玉,劉洋辰,高建民,武斌,劉冬. 中國城鄉(xiāng)企業(yè)衛(wèi)生. 2018(03)
[10]硅油填充眼眼軸長度浸潤式B型超聲引導(dǎo)下分段聲速測量與光學(xué)激光生物儀測量結(jié)果比較[J]. 武斌,陳松,劉洋辰,李巖,高建民,李君慧,何廣輝. 中華眼底病雜志. 2017 (06)
碩士論文
[1]基于低相干邁克爾遜干涉儀的位移監(jiān)測[D]. 王雪慈.大連理工大學(xué) 2017
[2]基于頻域低相干光干涉的視軸參數(shù)測量系統(tǒng)[D]. 張博威.東北大學(xué) 2015
[3]嵌入式光譜OCT內(nèi)窺成像系統(tǒng)的研究[D]. 高長磊.天津大學(xué) 2009
[4]B型超聲測量眼軸的臨床研究[D]. 杜敏暉.青島大學(xué) 2008
[5]OCT系統(tǒng)研究[D]. 王立宇.長春理工大學(xué) 2008
本文編號:3018241
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