[發明專利]能量高效利用的液晶自適應像差校正視網膜成像裝置

無效

• 申請號: 200910215480.2
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101797149A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 宣麗;穆全全;曹召良;李抄;胡立發;彭增輝;劉永剛;李大禹;魯興海
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 南小平

技術領域

本發明屬于眼底顯微成像技術領域，涉及高對比度的眼底自適應 校正成像技術，具體地說是一種能量高效利用的液晶自適應像差校正 視網膜成像裝置。

背景技術

視網膜上的血管是人體唯一可以直接看清的小血管，屬于終末血 管系統，任何病理性的破壞和血管梗阻都能導致組織缺氧壞死或破裂 滲漏。因此眼底改變是全身疾病的表現，臨床常用檢眼鏡觀察眼底毛 細血管的變化來判斷病變的情況，如心腦血管及內分泌失調，動脈硬 化、高血壓病，中心性漿液性脈絡視網膜病變，糖尿病視網膜病變等。 自上個世紀60年代以來，檢眼鏡采用了眼底熒光血管造影術，使微 細血管的成像對比度增加，可清晰觀察直徑20微米以上的血管。但 眼球是個復雜光學系統，即使是無屈光不正的眼睛也不可避免地會存 在光學像差，因此20微米以下的血管成像，眼底熒光血管造影術也 無能為力，更談不上觀察視覺細胞。這些像差主要來源于：1、眼內 各屈光介質厚度不均勻，表面曲率偏差；2、眼內各屈光介質折射率 不均勻；3、眼內各屈光介質不同軸；4、屈光系統對各色光的折射率 不同等。而為增加成像的光強和提高成像的分辨率，經常需要擴瞳， 擴瞳后人眼像差又會加劇，更加制約了眼底檢查的效果和成功率。

從上個世紀九十年代起，人們開始探討變形鏡自適應光學校正技 術在視網膜成像中的應用。系統用哈特曼波前傳感器測量從眼中出射 的波前像差，經過計算機的數據處理，然后驅動變形鏡來補償像差。 變形鏡自適應光學校正技術可以在500度近視以下的較健康眼睛上 獲得3微米視覺細胞輪廓的清晰成像，但當近視度超過500度時成像 效果就顯著下降，即使加入近視鏡初步補償，清晰成像仍很困難。這 是因為目前使用的變形鏡驅動單元數一般不超過37單元，而隨近視 度增加引入的高階像差超出了變形鏡所能校正的空間頻率，也稱為校 正器的空間分辨率。盡管利用微機電技術可以使驅動單元數增加到 2000單元以上，此時校正量又成為問題，所以至今未在臨床普及。

液晶波前校正器的驅動單元可多達幾十萬到幾百萬個，其加工工 藝非常成熟，空間分辨率大大高于傳統的變形鏡；另外液晶波前校正 器工藝成熟，加工周期短，成本低，因此液晶自適應光學系統在眼底 成像中具有很好的應用前景。

目前，有4項中國發明專利提到視網膜自適應校正成像系統可以 用液晶校正器(張雨東，等，中國發明專利：自適應光學視網膜成像系 統，ZL99115053.8，ZL99115054.6，ZL99115051.1，ZL99115052.x)， 其中兩項專利中采用共光路設計，在校正器之前放置了1/4波長板， 使入射校正器的光是圓偏振光，事實上液晶校正器是不能在圓偏振光 中工作的；另外兩項專利也不是針對液晶校正器的優化設計，置于人 眼之前的分束鏡將人眼出射的光強損耗一半，這對于能量損耗較大的 液晶校正器的系統來說可能是個致命缺點。

眼底視網膜相當于光學散射板，采用偏振光入射，反射出來的光 會消除大部分偏振特性，因此眼底反射率很低，最多只有入射光的 0.1％。從眼睛出射的光能還必須分出一半進入哈特曼波前探測器，這 樣液晶校正器工作在偏振光條件會有更多光能損失，使得成像能量不 會超過眼底出射光能的25％。再者視覺系統能夠允許入射的光能本來 就很低。因此液晶自適應系統的成像能量是非常關鍵的問題，對相機 的靈敏度、即量子效率要求很高。

日本報道了采用液晶自適應系統在700度近視人眼上獲得的視 覺細胞成像(“In?Vivo?measurements?of?cone?photoreceptor?spacing?in myopic?eyes?from?images?obtained?by?an?adaptive?optics?fundus?comera，” Y.Kitaguchi，et.al，Jpn.J.Ophthalmol，Vol.51，2007)，實驗中使用了量 子效率高達65％的EM相機C9100-02，價格高達20萬元左右。

發明內容

為了克服現有技術的上述缺點，本發明將通常置于液晶校正器前 光路的偏振分光棱鏡移至其后，再利用分束鏡、環形光闌等元件，目 的是提供一種能量高效利用的液晶自適應像差校正視網膜成像裝置。