[发明专利]双目立体视觉三维成像的眼底OCT成像方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种眼底OCT成像方法及其系统，具体涉及利用双目立体视觉三维成像的眼底OCT成像方法和成像系统实现高分辨率、高清晰、大范围眼底OCT三维结构成像和血流成像。

背景技术

OCT即光学相干层析成像技术(Optical Coherence Tomography)是继X射线、CT、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)、超声诊断技术之后的又一种新的断层成像技术。与常规医学影像学方法相比，具有更高的灵敏度与分辨率；可以实现对生物组织的无损伤、非侵入、非电离辐射、微米量级的结构成像以及偏振OCT、多普勒OCT、光谱OCT、弹性OCT等功能成像，用于活体生物组织的显微结构分析和特性参数测量，在生物医学(眼、皮肤、心血管系统、消化系统及中医等方面)和工业检测等领域开始被广泛地应用。目前市场上的OCT产品基本上来自国外厂商，其中最成熟的是眼科OCT的应用，在视网膜疾病、黄斑疾病、视神经疾病、青光眼和糖尿病等医学研究与临床诊断方面有重要作用。目前临床上使用的OCT只能得到生物组织的结构图像，而血流成像技术还处于实验室研究阶段。荧光素眼底血管造影检查可以显示眼底血管形态，是检查眼底疾病常用的重要方法，但费用昂贵、对病人有创伤、手术时间长而且容易产生不良反应。OCT血流成像技术利用运动粒子散射产生的OCT信号相位的改变来区分血流与静态组织，获取三维血流灌注图像，测量血流速度，而荧光素眼底血管造影方法只能获得视网膜表面血管信息。

眼部血管有关疾病会改变血管的形态和毛细血管网络的结构。因此，视网膜毛细血管分布和微循环检测对于视网膜血管有关疾病的临床诊断和疗效观察非常重要。当利用OCT对视网膜进行在体测量时，通常情况下，会让患者盯着一个固定目标，减小眼睛的运动，但扫描定位精度、机械抖动、人眼无意识的运动以及周期性心跳等诸多不可避免的因素会引起视网膜结构图像和血流图像质量的下降，其中人眼无意识的运动是影响高分辨率OCT系统在体成像的主要原因，往往造成图像的畸变或不完整，影响眼部疾病的诊断。由于OCT信号的相位比幅值更灵敏，人眼的运动使干涉合成孔径显微技术(Interferometric Synthetic Aperture Microscopy,ISAM)、计算自适应光学(Computer Adaptive Optics,CAO)、数字自适应光学(Digital Adaptive Optics,DAO)以及菲涅尔衍射数字聚焦等与相位有关的技术不能充分发挥作用，甚至使图像效果变差。随着电子技术的快速发展，线阵相机的行频提高，缩短了OCT的数据采集时间，容易获得无运动伪影的B扫描图像，但在这种情况下，三维图像依然还需要一定量的运动补偿或校准。毛细血管的流速较低，为提高OCT系统速度检测的灵敏度，需要B扫描之间的时间间隔反而不能太短，因此，扫描过程中眼球的运动不可避免，对OCT图像的校正必不可少。

到目前为止，该领域内许多研究人员提出了校正OCT相位波动、位置误差的方法。采用高速扫描光源、高速采集器件、隔振和尽量缩短光纤长度等措施可以减小热漂移等引起的相位波动。此外，采取自由空间或共光路设计，由光纤拉伸器或压电调制器组成的反馈控制回路等结构也可以补偿相位波动。但这些校正方法只是考虑了OCT信号相位的校正，或者是在快速扫描、慢速扫描和轴向三个方向平移运动的校正，而实际上眼球存在旋转运动，目前提出的校正方法无法对眼部OCT信号实现相位、空间位置和角度的三维精确校正。

发明内容

本发明要解决的技术问题是基于双目立体视觉成像技术对OCT结构图像、血流图像三维空间位置和角度进行校正，实现OCT信号的相位以及空间位置和角度的精确三维校正。