[發(fā)明專利]共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910864687.6
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110584592B
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史國華;何益;高峰;孔文;邢利娜;李婉越;張欣;王晶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 韓飛

本發(fā)明公開了一種共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)包括：光源模塊、自適應(yīng)光學(xué)模塊、光束掃描模塊、離焦補(bǔ)償模塊、視標(biāo)模塊、瞳孔監(jiān)測模塊、探測模塊、控制模塊和輸出模塊。本發(fā)明提供的系統(tǒng)和方法，可以獲取眼底視網(wǎng)膜大視場成像圖像、任意感興趣區(qū)域的小視場高分辨率成像圖像、以及大視場高分辨率成像圖像，并且三類成像圖像由共光路結(jié)構(gòu)采集獲得，因此三類成像圖像特征一致性好，便于進(jìn)行處理和操作。同時(shí)，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，共光路結(jié)構(gòu)可以獲取三種類型的視網(wǎng)膜成像圖像。多種成像圖像通過共光路光束掃描獲取，滿足不同的應(yīng)用場景需求，極大地提高了視網(wǎng)膜成像的應(yīng)用范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的共焦掃描技術(shù)，在1987年發(fā)展成為成熟的激光共焦掃描成像設(shè)備(Webb R，Hughes G，Delori F.Confocal scanning laser ophthalmoscope.Applied optics.1987；26(8)：1492-9)，并且廣泛應(yīng)用于視網(wǎng)膜成像，可以實(shí)現(xiàn)大視場的眼底視網(wǎng)膜活體成像。但是，眼球是一個(gè)復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)，即使是無屈光不正的眼睛也不可避免地存在光學(xué)像差，尤其是為了獲得大數(shù)值孔徑下的高分辨率圖像，大瞳孔下根據(jù)光學(xué)理論可以得到衍射極限的更高分辨率，但大瞳孔帶來更多的人眼像差極大地限制了實(shí)際分辨率，傳統(tǒng)的激光共焦掃描檢眼鏡通?？梢垣@取眼底10度以上大視場成像圖像，但是很難分辨20微米以下的血管，更談不上觀察視細(xì)胞等微細(xì)結(jié)構(gòu)。

十九世紀(jì)九十年代，隨著自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)被引入眼底視網(wǎng)膜成像中，利用自適應(yīng)光學(xué)變形鏡等校正器件可以很好地校正人眼像差，從而獲取衍射極限的高分辨率，首次實(shí)現(xiàn)活體觀察視網(wǎng)膜微細(xì)血管和視細(xì)胞。專利號為ZL201010197028.0的發(fā)明專利提出基于自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)的視網(wǎng)膜成像裝置，該裝置通過兩個(gè)獨(dú)立的掃描振鏡實(shí)現(xiàn)視網(wǎng)膜平面二維同步掃描，用以實(shí)現(xiàn)共焦掃描成像，可實(shí)現(xiàn)高分辨率成像功能。但是，該裝置只能實(shí)現(xiàn)人眼最大3度視場的高分辨率成像。受自適應(yīng)光學(xué)像差校正等暈區(qū)的限制，自適應(yīng)光學(xué)在實(shí)現(xiàn)高分辨率成像的同時(shí)，往往在成像視場上作出了妥協(xié)，只能實(shí)現(xiàn)3°以內(nèi)的小視場成像。

綜上所述可知，現(xiàn)有的激光共焦掃描檢眼鏡成像視場大，但是分辨率不足以觀察視網(wǎng)膜微細(xì)結(jié)構(gòu)；結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)的激光共焦掃描檢眼鏡可以觀察視網(wǎng)膜微細(xì)結(jié)構(gòu)，但是成像視場小，無法觀察較大視場的病灶情況。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)。

眾所周知，現(xiàn)有的激光共焦掃描檢眼鏡成像視場大，但是分辨率不足以觀察視網(wǎng)膜微細(xì)結(jié)構(gòu)；結(jié)合自適應(yīng)光學(xué)的激光共焦掃描檢眼鏡可以觀察視網(wǎng)膜微細(xì)結(jié)構(gòu)，但是成像視場小，無法觀察較大視場的病灶情況。

對比國內(nèi)外在激光共焦掃描成像領(lǐng)域的技術(shù)成果，本發(fā)明在自適應(yīng)光學(xué)結(jié)合共焦掃描技術(shù)的基本原理基礎(chǔ)上，提出一種共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，采用兩塊掃描鏡共光路結(jié)構(gòu)，將兩塊掃描鏡配置為不同的掃描方式，既可以對視網(wǎng)膜完成超過20度的大視場成像，用于觀察視網(wǎng)膜疾病病灶區(qū)域；也可以對視網(wǎng)膜完成不超過5度的小視場掃描成像，在自適應(yīng)光學(xué)校正像差的情況下，實(shí)現(xiàn)小視場高分辨率成像觀察病灶微細(xì)結(jié)構(gòu)和病理改變，進(jìn)一步地設(shè)置第二掃描鏡實(shí)現(xiàn)光束在視網(wǎng)膜各個(gè)區(qū)域依次傾斜照明，然后通過圖像拼接，可以一次獲取視網(wǎng)膜超過15度的大視場高分辨率成像。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種共光路光束掃描的大視場自適應(yīng)光學(xué)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，包括：光源模塊、自適應(yīng)光學(xué)模塊、光束掃描模塊、離焦補(bǔ)償模塊、視標(biāo)模塊、瞳孔監(jiān)測模塊、探測模塊、控制模塊和輸出模塊；

所述光源模塊出射平行光束，依次經(jīng)過所述自適應(yīng)光學(xué)模塊、光束掃描模塊、離焦補(bǔ)償模塊照射到人眼，人眼散射的攜帶人眼像差信息和光強(qiáng)信息的成像光沿原路返回，并傳輸?shù)剿鲎赃m應(yīng)光學(xué)模塊和探測模塊；