TWI834550B - 角膜厚度之量測系統 - Google Patents
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Abstract
本發明係包括一基座、一平台、一合光稜鏡、一物鏡、一近紅外光偵測組件、一可轉動分光鏡組件、一可見準直光產生組件、一可見光影像偵測組件及一近紅外光產生組件。當近紅外光產生組件經可轉動分光鏡組件、合光稜鏡及物鏡而朝角膜發出一近紅外光，近紅外光從角膜上反射後照射至合光稜鏡再反射至近紅外光偵測組件，過程中控制平台於基座上移動，當分別移動至近紅外光之強度對應兩個峰值的位置，則兩平台位置間的距離即為角膜之厚度，可見準直光產生組件與可見光影像偵測組件分別用以輔助確認角膜位置。本案兼具量測兩峰值之平台距離即為角膜厚度相當方便、可拍攝反光點輔助提高準確率，可拍攝角膜影像輔助提高準確率等優點。
Description
本發明係有關一種角膜厚度之量測系統，尤指一種以共焦顯微影像技術量測兩峰值之平台距離即為角膜厚度相當方便、可拍攝反光點輔助提高準確率及可拍攝角膜影像輔助提高準確率之角膜厚度之量測系統。
業界悉知，目前角膜厚度變化被認為是青光眼的風險因素之一。具有較厚角膜的病人，有較好的預後；反之則較壞，流行病學領域之共識為評估病人青光眼惡化的風險，角膜厚度是一定要列入一併考量的。
而角膜厚度和眼壓的關係，並非簡單數學線性關係。
因此建議能夠測量所有病人的角膜厚度當然最好，不然至少對眼壓偏高的病人測量角膜厚度，以做為是否須要開始治療的一個參考因素。
重點是，目前並沒有可以簡單量測角膜厚度之裝置。
有鑑於此，必須研發出可解決上述習用缺點之技術。
本發明之目的，在於提供一種角膜厚度之量測系統，其兼具以共焦顯微影像技術量測兩峰值之平台距離即為角膜厚度相當方便、可拍攝反光點輔助提高準確率及可拍攝角膜影像輔助提高準確率等優點。特別是，本發明所欲解決之問題係在於目前並沒有可以簡單量測角膜厚度之裝置等問題。
解決上述問題之技術手段係提供一種角膜厚度之量測系統，其係包括：
一移動平台組件，係包括一基座、一平台、一驅動裝置及一眼球位置區；該平台係設於該基座上，該驅動裝置係用以驅動該平台沿一X軸方向與該基座相對移動；且該平台係具有一第一側緣、一第二側緣、一第三側緣及一第四側緣；該眼球位置區係位於該平台外，且對應該第一側緣，並與該X軸方向同軸；一合光稜鏡，係分別對應該第一側緣、該第二側緣、該第三側緣及該第四側緣，而具有一第一表面、一第二表面、一第三表面及一第四表面；一物鏡，係設於該平台上，且介於該第一表面與該第一側緣之間，並與該X軸方向同軸；一注視目標產生部，係設於該平台上，且介於該第二表面及該第二側緣之間；一近紅外光偵測組件，係設於該平台上，且介於該第三表面及該第三側緣之間；一可轉動分光鏡組件，係設於該平台上，且介於該第四表面及該第四側緣之間，並與該X軸方向同軸；該可轉動分光鏡組件係至少可轉動至一第一反射位置及一第二反射位置；且該可轉動分光鏡組件係具有不可見光可穿透、可見光部分穿透且部分反射之特性者；一可見準直光產生組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第二側緣之間，該可見準直光產生組件係包括一可見光源及一光圈；一可見光影像偵測組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第三側緣之間；及
一近紅外光產生組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第四側緣之間，並與該X軸方向同軸；藉此，當該眼球位置區用以設置一待測者眼睛之一角膜，該注視目標產生部係用以產生一注視目標，該待測者眼睛係透過該物鏡、該第一表面及該第二表面而注視該注視目標；並當該近紅外光產生組件用以朝該可轉動分光鏡組件發出一近紅外光，該近紅外光係依序穿透該可轉動分光鏡組件、該第四表面、該第一表面及該物鏡後，抵達該角膜；再從該角膜反射而依序照射至該物鏡、該第一表面及該第三表面，最後抵達該近紅外光偵測組件，該近紅外光偵測組件係用以偵測從該角膜反射過來之該近紅外光之強度；再當該可轉動分光鏡組件轉動至該第一反射位置，該可見光源係用以發出一可見光，該可見光係穿過該光圈後照射至該可轉動分光鏡組件，再從該可轉動分光鏡組件反射並依序穿過該第四表面、該第一表面及該物鏡後，抵達該角膜且再沿原路徑反射回該可見準直光產生組件，當該可見光影像偵測組件偵測到該可見光照射於該光圈而呈現之一反光點，即可輔助確認該角膜位於正確位置；且當該可轉動分光鏡組件轉動至該第二反射位置時，該可見光影像偵測組件係用以經該可轉動分光鏡組件、該第四表面、該第一表面及該物鏡，擷取而輔助確認該角膜之一角膜影像位於正確位置；又，當該平台位於一第一平台位置，該近紅外光係恰聚焦於該角膜之一外表面，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，係具有一第一峰值；之後，控制該平台朝該角膜的方向移動，該近紅外光
係恰聚焦於該角膜之內部，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，係從該第一峰值下降至一驟降值，並當該平台持續移動至一第二平台位置，則該近紅外光係恰聚焦於該角膜之一內表面，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，復從該驟降值驟升至一第二峰值；則該第一平台位置至該第二平台位置之一移動距離即為該角膜之一厚度。
本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
10:移動平台組件
11:基座
12:平台
121:第一側緣
122:第二側緣
123:第三側緣
124:第四側緣
13:驅動裝置
14:眼球位置區
20:合光稜鏡
21:第一表面
22:第二表面
23:第三表面
24:第四表面
30:物鏡
40:注視目標產生部
41:注視目標
50:近紅外光偵測組件
51:針孔部
52:近紅外光偵測部
60:可轉動分光鏡組件
61:轉動部
62:分光鏡
70:可見準直光產生組件
71:可見光源
72:光圈
80:可見光影像偵測組件
90:近紅外光產生組件
91:近紅外光源
92:光源針孔部
P1:第一反射位置
P2:第二反射位置
PA:第一平台位置
PB:第二平台位置
L1:近紅外光
L2:可見光
M:角膜
M1:角膜影像
MA:外表面
MB:內表面
A1:第一峰值
A2:驟降值
A3:第二峰值
Q1:第一聚焦點
Q2:第二聚焦點
Q3:第三聚焦點
D1:移動距離
D2:厚度
第1圖係本發明之實施例之示意圖。
第2A圖係本發明之量測光線之路徑一之意圖。
第2B圖係本發明之量測光線之路徑二之示意圖。
第3圖係第2A圖及第2B圖之量測光線之統合路徑之示意圖。
第4A及第4B圖係分別為本發明之基座與平台相對移動之前與之後示意圖。
第5圖係第4B圖之其他角度之示意圖。
第6A、第6B及第6C圖係分別為本發明量測角膜厚度之過程一、過程二與過程三之示意圖。
第7圖係第6A、第6B及第6C圖之波形圖。
第8圖係本發明之量測得到之角膜厚度之示意圖。
參閱第1、第2A、第2B、第3、第4A、第4B及第5圖，本發明係為一種角膜厚度之量測系統，其包括：一移動平台組件10，係包括一基座11、一平台12、一驅動裝置13及一眼球位置區14。該平台12係設於該基座11上，該驅動裝置13係用以驅動該平台12沿一X軸方向與該基座11相對移動。且該平台12係具有一第一側緣121、一第二側緣122、一第三側緣123及一第四側緣124；該眼球位置區14係位於該平台12外，且對應該第一側緣121，並與該X軸方向同軸。
一合光稜鏡20，係分別對應該第一側緣121、該第二側緣122、該第三側緣123及該第四側緣124，而具有一第一表面21、一第二表面22、一第三表面23及一第四表面24。
一物鏡30，係設於該平台12上，且介於該第一表面21與該第一側緣121之間，並與該X軸方向同軸。
一注視目標產生部40，係設於該平台12上，且介於該第二表面22及該第二側緣122之間。
一近紅外光偵測組件50，係設於該平台12上，且介於該第三表面23及該第三側緣123之間。
一可轉動分光鏡組件60，係設於該平台12上，且介於該第四表面24及該第四側緣124之間，並與該X軸方向同軸。該可轉動分光鏡組件60係至少可轉動至一第一反射位置P1及一第二反射位置P2；且該可轉動分光鏡組件60係具有不可見光可穿透、可見光部分穿透且部分反射之特性者。
一可見準直光產生組件70，係設於該平台12上，且介於該可轉動分光鏡組件60及該第二側緣122之間。該可見準直光產生組件70係包括一可見光源71及一光圈72。
一可見光影像偵測組件80，係設於該平台12上，且介於該可轉動分光鏡組件60及該第三側緣123之間。
一近紅外光產生組件90，係設於該平台12上，且介於該可轉動分光鏡組件60及該第四側緣124之間，並與該X軸方向同軸。
藉此，當該眼球位置區14用以設置一待測者眼睛之一角膜M，該注視目標產生部40係用以產生一注視目標41(如第2A圖所示)，該待測者眼睛係透過該物鏡30、該第一表面21及該第二表面22而注視該注視目標41。
並當該近紅外光產生組件90用以朝該可轉動分光鏡組件60發出一近紅外光L1，該近紅外光L1係依序穿透該可轉動分光鏡組件60、該第四表面24、該第一表面21及該物鏡30後，抵達該角膜M；再從該角膜M反射而依序照射至該物鏡30、該第一表面21及該第三表面23，最後抵達該近紅外光偵測組件50，該近紅外光偵測組件50係用以偵測從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度。
前述量測光強度之過程，係配合公知共焦顯微影像之原理所進行。
該近紅外光偵測組件50可為公知近紅外光高解析面型檢知器(亦即進行共焦顯微影像所需裝置之一)。
再當該可轉動分光鏡組件60轉動至該第一反射位置P1(如第2A圖所示)，該可見光源71係用以發出一可見光L2，該可見光L2係穿過該光圈72後照射至該可轉動分光鏡組件60，再從該可轉動分光鏡組件60反射並依序穿過該第四表
面24、該第一表面21及該物鏡30後，抵達該角膜M且再沿原路徑反射回該可見準直光產生組件70，當該可見光影像偵測組件80偵測到該可見光L2照射於該光圈72而呈現之一反光點，即可輔助確認該角膜M位於正確位置。
且當該可轉動分光鏡組件60轉動至該第二反射位置P2時，該可見光影像偵測組件80係用以經該可轉動分光鏡組件60(如第2B圖所示)、該第四表面24、該第一表面21及該物鏡30，擷取而輔助確認該角膜M之一角膜影像M1位於正確位置。
又，當該平台12位於一第一平台位置PA(如第4A圖所示)，該近紅外光L1係恰聚焦於該角膜M之一外表面MA(如第6A圖所示，係具有一第一聚焦點Q1)，此時，該近紅外光偵測組件50偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，係具有一第一峰值A1(如第7圖所示)；之後，控制該平台12朝該角膜M的方向移動，該近紅外光L1係恰聚焦於該角膜M(如第6B圖所示，係具有一第二聚焦點Q2)之內部，此時，該近紅外光偵測組件50偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，係從該第一峰值A1下降至一驟降值A2(如第7圖所示)。並當該平台12持續移動至一第二平台位置PB，則該近紅外光L1係恰聚焦於該角膜M之一內表面MB(如第6C圖所示，係具有一第三聚焦點Q3)，此時，該近紅外光偵測組件50偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，復從該驟降值A2驟升至一第二峰值A3；則該第一平台位置PA至該第二平台位置PB之一移動距離D1即為該角膜M之一厚度D2(如第8圖所示，當然，該移動距離D1與該厚度D2於相關圖示中僅為示意，故比例可能不同，合先陳明)。
實務上，該近紅外光偵測組件50係包括一針孔部51及一近紅外光偵測部52。當從該角膜M反射過來之該近紅外光L1同軸穿過該針孔部51再照射至該近紅外光偵測部52，即可輔助確認該近紅外光L1與該X軸方向同軸。
該可轉動分光鏡組件60可包括一轉動部61及一分光鏡62。該轉動部61係架設於該平台12上，該分光鏡62係架設於該轉動部61上，進而可被驅動而至少轉動至該第一反射位置P1與該第二反射位置P2。
該近紅外光產生組件90可包括一近紅外光源91及一光源針孔部92。該近紅外光源91係用以發出該近紅外光L1，該近紅外光源91係穿過該光源針孔部92後照射至該分光鏡62。
茲將本案之操作過程簡述如下：
[1]啟動該角膜厚度之量測系統。
[2]注視目標：該注視目標產生部40產生該注視目標41(如第2A圖所示)，該待測者眼睛係透過該物鏡30、該第一表面21及該第二表面22而注視該注視目標41。
[3]準直光垂直入射眼睛：該可轉動分光鏡組件60轉動至該第一反射位置P1(如第2A圖所示)，該可見光源71發出該可見光L2，該可見光L2穿過該光圈72後照射至該可轉動分光鏡組件60，再從該可轉動分光鏡組件60反射並依序穿過該第四表面24、該第一表面21及該物鏡30後，抵達該角膜M。
[4]可見光影像偵測組件觀測準直光在光圈上之反光點：該可見光L2再從該角膜M上沿原路徑反射，當該可見光影像偵測組件80偵測到該可見光L2照射於該光圈72而呈現之反光點，即可輔助確認該角膜M位於正確位置。
[5]近紅外光偵測組件偵測到最大信號即紀錄該平台位置：當該近紅外光L1恰聚焦於該角膜M之該外表面MA(如第6A圖所示，具有該第一聚焦點Q1)，此時，該近紅外光偵測部52偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，係具有該第一峰值A1(如第7圖所示)，記錄該平台12之一第一平台位置PA(如第4A圖所示)。
[6]平台往該待測者眼睛微小移動約530微米：控制該平台12朝該角膜M的方向移動。
[7]該近紅外光偵測組件偵測到的信號由強轉弱，移動過程再由弱漸漸轉強：該近紅外光偵測部52偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，係從該第一峰值A1下降至一驟降值A2(如第7圖所示)。並當該平台12持續移動至一第二平台位置PB(如第4B及第5圖所示)，則該近紅外光L1恰聚焦該角膜M之該內表面MB(如第6C圖所示，係具有該第三聚焦點Q3)，此時，該近紅外光偵測部52偵測到從該角膜M反射過來之該近紅外光L1之強度，復從該驟降值A2驟升至一第二峰值A3。
[8]近紅外光偵測組件偵測到另一最大信號並紀錄該平台位置：該近紅外光偵測部52偵測到從該角膜M反射過來之具有該第二峰值A3之該近紅外光L1，記錄該平台12之該第二平台位置PB。
[9]二平台位置間之距離(可重複測試多次)即為角膜厚度。該第一平台位置PA至該第二平台位置PB之移動距離D1即為該角膜M之該厚度D2(如第8圖所示)。
簡言之，本案具有下列特點：
1.共焦光學系統(該近紅外光偵測組件50即為公知近紅外光高解析面型檢知器)。
2.監視器(亦即該可見光影像偵測組件80)可看到整個眼睛(亦即該待測者眼睛)。
3.該合光稜鏡20(X-CUBE)整合三個部件：該注視目標(亦即該注視目標產生部40)、該近紅外光偵測組件50及該近紅外光產生組件90。
4.精密移動平台(角膜厚度約376~500微米，該平台12可進行精密的微米距離移動)。
5.使用光學偵測技術：共焦技術使影像清晰容易偵測與擷取、易於量取峰值反射信號以決定角膜兩面，及可提升本裝置之操作速度。
本發明之優點及功效可歸納如下：
[1]量測兩峰值之平台距離即為角膜厚度相當方便。只要量測該近紅外光(完全不受可見光影響)聚焦於該角膜之兩個最大強度(峰值)時的平台位置，則兩個平台位置間的距離，即為角膜之厚度，完全不需複雜昂貴的儀器，也不須特定專人操作。故，量測兩峰值之平台距離即為角膜厚度相當方便。
[2]可拍攝反光點輔助提高準確率。當該可轉動分光鏡組件轉動至該第一反射位置，該可見光源發出之可見光穿過該光圈後照射至該可轉動分光鏡組件，再從該可轉動分光鏡組件反射並依序穿過該第四表面、該第一表面及該物鏡後，抵達該角膜且再沿原路徑反射，並當該可見光影像偵測組件偵測到該可見光照射於該光圈而呈現之反光點，即可輔助確認該角膜位於正確位置。故，可拍攝反光點輔助提高準確率。
[3]可拍攝角膜影像輔助提高準確率。當該可轉動分光鏡組件轉動至該第二反射位置時，該可見光影像偵測組件係用以經該可轉動分光鏡組件、該第四表面、該第一表面及該物鏡，擷取而輔助確認該角膜之該角膜影像位於正確位置。故，可拍攝角膜影像輔助提高準確率。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
10:移動平台組件
11:基座
12:平台
121:第一側緣
122:第二側緣
123:第三側緣
124:第四側緣
13:驅動裝置
14:眼球位置區
20:合光稜鏡
21:第一表面
22:第二表面
23:第三表面
24:第四表面
30:物鏡
40:注視目標產生部
41:注視目標
50:近紅外光偵測組件
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60:可轉動分光鏡組件
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M:角膜
Claims (3)
- 一種角膜厚度之量測系統，係包括：一移動平台組件，係包括一基座、一平台、一驅動裝置及一眼球位置區；該平台係設於該基座上，該驅動裝置係用以驅動該平台沿一X軸方向與該基座相對移動；且該平台係具有一第一側緣、一第二側緣、一第三側緣及一第四側緣；該眼球位置區係位於該平台外，且對應該第一側緣，並與該X軸方向同軸；一合光稜鏡，係分別對應該第一側緣、該第二側緣、該第三側緣及該第四側緣，而具有一第一表面、一第二表面、一第三表面及一第四表面；一物鏡，係設於該平台上，且介於該第一表面與該第一側緣之間，並與該X軸方向同軸；一注視目標產生部，係設於該平台上，且介於該第二表面及該第二側緣之間；一近紅外光偵測組件，係設於該平台上，且介於該第三表面及該第三側緣之間；一可轉動分光鏡組件，係設於該平台上，且介於該第四表面及該第四側緣之間，並與該X軸方向同軸；該可轉動分光鏡組件係至少可轉動至一第一反射位置及一第二反射位置；且該可轉動分光鏡組件係具有不可見光可穿透、可見光部分穿透且部分反射之特性者；一可見準直光產生組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第二側緣之間，該可見準直光產生組件係包括一可見光源及一光圈； 一可見光影像偵測組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第三側緣之間；一近紅外光產生組件，係設於該平台上，且介於該可轉動分光鏡組件及該第四側緣之間，並與該X軸方向同軸；藉此，當該眼球位置區用以設置一待測者眼睛之一角膜，該注視目標產生部係用以產生一注視目標，該待測者眼睛係透過該物鏡、該第一表面及該第二表面而注視該注視目標；並當該近紅外光產生組件用以朝該可轉動分光鏡組件發出一近紅外光，該近紅外光係依序穿透該可轉動分光鏡組件、該第四表面、該第一表面及該物鏡後，抵達該角膜；再從該角膜反射而依序照射至該物鏡、該第一表面及該第三表面，最後抵達該近紅外光偵測組件，該近紅外光偵測組件係用以偵測從該角膜反射過來之該近紅外光之強度；再當該可轉動分光鏡組件轉動至該第一反射位置，該可見光源係用以發出一可見光，該可見光係穿過該光圈後照射至該可轉動分光鏡組件，再從該可轉動分光鏡組件反射並依序穿過該第四表面、該第一表面及該物鏡後，抵達該角膜且再沿原路徑反射回該可見準直光產生組件，當該可見光影像偵測組件偵測到該可見光照射於該光圈而呈現之一反光點，即可輔助確認該角膜位於正確位置；且當該可轉動分光鏡組件轉動至該第二反射位置時，該可見光影像偵測組件係用以經該可轉動分光鏡組件、該第四表面、該第一表面及該物鏡，擷取而輔助確認該角膜之一角膜影像位於正確位置； 又，當該平台位於一第一平台位置，該近紅外光係恰聚焦於該角膜之一外表面，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，係具有一第一峰值；之後，控制該平台朝該角膜的方向移動，該近紅外光係恰聚焦於該角膜之內部，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，係從該第一峰值下降至一驟降值，並當該平台持續移動至一第二平台位置，則該近紅外光係恰聚焦於該角膜之一內表面，此時，該近紅外光偵測組件偵測到從該角膜反射過來之該近紅外光之強度，復從該驟降值驟升至一第二峰值；則該第一平台位置至該第二平台位置之一移動距離即為該角膜之一厚度。
- 如請求項1所述之角膜厚度之量測系統，其中：該近紅外光偵測組件係包括一針孔部及一近紅外光偵測部；及當從該角膜反射過來之該近紅外光同軸穿過該針孔部再照射至該近紅外光偵測部，即可輔助確認該近紅外光與該X軸方向同軸。
- 如請求項1所述之角膜厚度之量測系統，其中：該可轉動分光鏡組件係包括一轉動部及一分光鏡；該轉動部係架設於該平台上，該分光鏡係架設於該轉動部上，進而可被驅動而至少轉動至該第一反射位置與該第二反射位置；及該近紅外光產生組件係包括一近紅外光源及一光源針孔部；該近紅外光源係用以發出該近紅外光，該近紅外光係穿過該光源針孔部後照射至該分光鏡。
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| TW112116616A TWI834550B (zh) | 2023-05-04 | 2023-05-04 | 角膜厚度之量測系統 |
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| TWI834550B true TWI834550B (zh) | 2024-03-01 |
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-
2023
- 2023-05-04 TW TW112116616A patent/TWI834550B/zh active
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