共路干涉自适应光学oct视网膜成像仪的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及活体人眼视网膜的高分辨率成像仪器，尤其是涉及一种共路干涉自适应光学OCT视网膜成像仪。
【背景技术】
[0002]视网膜为复杂的分层结构，在约300 μm的厚度内，包含着从神经纤维层到色素上皮细胞层在内的约十层组织，各自具有不同的组织成分、结构形态和功能，对它们的分层观察有助于找到视觉形成和病变的主因。相对于常规和共焦显微镜，光学相干层析成像(Optical coherence tomography,OCT)技术的横向和纵向分辨率是相互独立的，分别由光束的聚集条件和光源的带宽决定，因此有可能同时获得高横向和高纵向分辨率。通过采用超宽带光源，OCT能达到细胞级的纵向分辨率。1993年美国MIT的Fujimoto组首次把OCT技术应用于人眼视网膜的在体成像研究(E A Swanson, et al.1n vivo retinal imagingby optical coherence tomography.0pt Lett, 1993，18 (21): 1864-1866)，获得了其它任何技术所不能提供的视网膜纵向分层结构图像。从此以后，视网膜OCT技术获得了迅猛发展，眼科诊断也成为OCT在临床应用方面最为成功的领域，并催生出众多的商用化眼科OCT仪器。
[0003]理论上采用大瞳孔光束入射可获得高横向分辨率，但由于眼睛这一特殊光学系统所具有的像差特性，增大瞳孔会使得波前像差增大，导致聚焦在视网膜上的光斑被严重展宽，反而极大地降低了分辨率，即使在单色光照明条件下也无法达到由瞳孔大小决定的理论分辨率。能保持衍射受限聚焦状态的最大瞳孔直径约为2.5mm，在常用的850nm波段只能获得约7 μπι的理论横向分辨率；要达到3 μπι左右的细胞级分辨水平，瞳孔需扩大至约6mm，而此时的实际光斑已呈弥散状，完全丧失了分辨能力。
[0004]自适应光学(Adaptive optics，A0)技术是一种波前像差的动态矫正技术，最初在天文学领域提出并获得应用，1997年被美国Rochester大学的Williams组引入到眼科领域(J Liang, et al.Supernormal vis1n and high resolut1n retinal imaging throughadaptive optics.J Opt Soc Am A, 1997，14:2884-2892)，利用 AO 技术校正大瞳孔成像时存在的人眼像差，首次得到了视网膜的单细胞图像。此后，AO像差校正技术成为了视网膜高分辨率成像不可或缺的技术手段。
[0005]为了获得同时具有高横向和高纵向分辨率的视网膜图像，2003年美国Indiana大学的Miller等人首次把AO技术和OCT技术相结合(D T Miller, et al.Coherence gatingand adaptive optics in the eye.Proc SPIE, 2003，4956:65-72)，形成了视网膜 A0-0CT技术。A0-0CT技术已成为活体人眼视网膜高分辨率实时成像的有力工具，但现有A0-0CT系统均采用了非共路干涉结构，导致以下问题:
[0006]I)作为OCT成像系统样品臂的AO系统，包括波前传感器、波前矫正器、横向二维扫描机构、以及用于匹配它们通光口径的缩扩束系统等，使得AO系统在自由空间中的光路非常长，极易受到空气扰动等环境因素的干扰。此外，AO动态波前矫正使光束发生改变，本身也是一种不稳定源，因此很难获得稳定的成像结果。再加上OCT成像系统的参考臂光路，其光程需与AO系统光程相匹配，使得整套AO-OCT系统的外形尺寸非常庞大，已报道的AO-OCT实验系统通常需占据一张1.2x2.4m2的光学平台，过大的外形尺寸阻碍了其走向临床实用。
[0007]2)需进行复杂的偏振态调节和色散平衡，否则系统的分辨率会急剧下降。虽然反射式AO系统不存在色散问题，但光路中仍会存在着透射光学元件，由其引起的色散需在参考臂中加以补偿。此外，人眼引起的色散通常需用一长约24_的水柱来加以补偿。
[0008]3)由于需要一套单独的参考臂系统、以及偏振态控制器等，这增加了 AO-OCT系统的成本，过高的仪器成本也是阻碍其走向实用化的障碍之一。
[0009]共路干涉结构能克服上述问题。但迄今为止，还未见任何采用共路干涉结构的AO-OCT系统的报道，更未见其在眼科领域的应用。
【发明内容】
[0010]本发明要解决技术问题为:克服现有技术的不足，提供一种共路干涉自适应光学OCT视网膜成像仪。采用一块放置在人眼瞳面共轭位置处的中心反射边缘透射分光镜，来分出样品光束和参考光束，扫描光束在此处保持不动以获得稳定的分光比。中心反射部分形成的参考光束的直径较小，其在波前传感器上对应子光斑的像差为零，在波前矫正器上对应的驱动单元无需矫正动作，因此参考光束往返两次通过波前矫正器而引入的像差较小，其影响可忽略；边缘透射部分形成的样品光束入射人眼时产生的波前像差，能被AO系统探测与矫正。由无像差的样品光束和参考光束形成的干涉光谱，可重建出接近衍射极限的高分辨率视网膜OCT图像。中心反射边缘透射分光镜的放置位置靠近人眼，非共路部分光程只占总光程的很小比例，故系统总体上仍为共路干涉结构。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:共路干涉自适应光学OCT视网膜成像仪，包括:信标光源、成像光源、第一至第四单模光纤、光环行器、第一和第二准直镜、分光镜、色差补偿镜、二向色镜、光阑、第一至第十二球面反射镜、波前矫正器、水平和垂直扫描振镜、柱透镜、中心反射边缘透射分光镜、样品臂、参考臂、平面反射镜、水盒、参考镜、平移台、波前传感器、探测器、AO控制系统、OCT控制系统、图像采集卡、计算机、波前控制器、第一和第二函数发生卡、和数据采集卡；
[0012]信标光源发出的、经第一单模光纤传输的信标光束，被第一准直镜准直后入射分光镜；被分光镜反射的信标光束，透过二向色镜和通过光阑后，依次入射第一和第二球面反射镜对、波前矫正器、第三和第四球面反射镜对、水平扫描振镜、第五和第六球面反射镜对、垂直扫描振镜、第七和第八球面反射镜对、和透过柱透镜后，入射中心反射边缘透射分光镜，在这里信标光束被分成边缘透射和中心反射两部分，分别进入样品臂和参考臂；在样品臂里，信标光束入射第九和第十球面反射镜对、和平面反射镜后，被人眼屈光系统聚焦在视网膜上；在参考臂里，信标光束入射第十一和第十二球面反射镜对、和透过水盒后，入射安装在平移台上的参考镜；被视网膜后向反射或散射，和被参考镜后向反射的信标光束，沿原路返回至分光镜，透过分光镜的信标光束被波前传感器接收，用于计算人眼波前像差；
[0013]成像光源发出后、依次经第二单模光纤传输、由光环行器的端口 a至端口 b、和第三单模光纤传输的成像光束，被第二准直镜准直和透过色差补偿镜后，入射二向色镜；被二向色镜反射后的成像光束，经过和信标光束相同的路径传输至视网膜和参考镜；由视网膜和参考镜沿原路返回的成像光束，被第二准直镜耦合进第三单模光纤中，并经光环行器的端口 b至端口 C、再由第四单模光纤传输至探测器，用于OCT成像；由平移台带着参考镜轴向移动，直至由视网膜和参考镜返回的成像光束在探测器上形成干涉光谱信号；
[0014]在AO控制系统里，波前传感器采集到的人眼像差，通过图像采集卡传输至计算机进行处理；由计算机计算出波前像差矫正所需的电压信号，经波前控制器进行高压放大后，去驱动波前矫正器工作、使其镜面发生变形以补偿人眼像差；
[0015]在OCT控制系统里，计算机发出水平和垂直扫描振镜进行扫描和探测器采集干涉光谱信号的同步触发信号:由第一和第二函数发生卡各自产生所需的扫描控制信号，分别去驱动水平和垂直扫描振镜，使聚焦在视网膜上的光斑进行横向扫描；干涉光谱信号被探测器采集并转换成模拟电信号，再被数据采集卡转换成数字信号后，传输至计算机进行处理，以获得视网膜的OCT图像。
[0016]其中，所述的成像光源可以是超连续发光二极管即SLD、或锁模飞秒激光光源等近红外波段宽光谱光源，此时的探测器为光谱探测仪，即:干涉光谱信号被色散器件按波长色散开来，再用线阵探测器进行采集，这一组合方式构成了谱域OCT成像模式；成像光源也可以是波长随时间快速扫描的近红外波段宽光谱扫频光源，此时的探测器为平衡探测器，这一组合方式构成了扫频OCT成像模式。
[0017]其中，所述的第二准直镜可以是对成像光源输出的宽光谱波段进行消色差设计的透射式准直镜，也可以是反射式准直镜、如90°离轴抛物面反射式准直器，以使从视网膜和参考镜返回光信号中的各光谱分量均能被第二准直镜耦合进第三单