[發明專利]一種眼底成像裝置及成像方法

有效

• 申請號: 201911421734.6
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111067479B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 劉杰濤;邵曉鵬;孫楊帆;計婷;高苗;董磊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14;G02B27/09
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 李園園

本發明涉及一種眼底成像裝置及成像方法，該眼底成像裝置包括沿光路方向依次設置的LED光源、光線調制單元、檢測單元和光信號接收器，其中，LED光源用于發射空間非相干光；光線調制單元用于將空間非相干光調制成平行光線，并改變平行光線的光路方向；檢測單元用于對改變光路方向后的平行光線進行匯聚，得到用于入射眼球的入射光線；眼球的眼底反射入射光線，產生與入射光線的方向相反的出射光線；光信號接收器用于記錄出射光線形成的散斑圖樣。該眼底成像裝置將各個光學元件組合設計，在聚焦和成像過程中采集單幀散斑圖樣即可實現對待測物的成像，整個過程耗時較短，操作難度小，且具有普遍適用性，適用于玻璃體渾濁等光散射和無光散射情形。

技術領域

本發明屬于光學計算成像技術領域，具體涉及一種眼底成像裝置及成像方法。

背景技術

眼底成像是光學檢測方法在生物醫學領域一種重要技術應用，是當前最主要的眼部檢測及疾病輔助診斷及監測重要手段，也是視網膜前沿研究的主要技術途徑。通過拍攝眼底圖像并診斷，不僅能發現眼睛的疾病，還可以糾察其他全身性疾病(如糖尿病等)。

自16世紀文藝復興開始，西方社會已經開始了對人眼的初步研究；到了17、18世紀，西方的研究人員相繼認識了眼睛的屈光成像、掌握了白內障摘除技術；隨著研究和認識的深入，到19世紀眼科開始獨立；進入20世紀，眼壓計裂隙燈活體顯微鏡的發明，使視網膜離復、角膜移植成為可能。在此之后對眼睛的研究更加深入，醫療工作者對認識眼底的組織和結構有了新的要求。眼底組織結構特殊、復雜且極易造成二次傷害，而在治療中往往需要較高的成像分辨率，因此眼底成像設備面臨著強烈的應用挑戰。

目前用于醫療診斷中的眼底成像技術主要有光學結構成像技術、超聲診斷技術和光學相干層析(optical coherence tomography,OCT)技術等。

對于光學結構成像技術，1851年，Helmholtz發明了檢眼鏡，實現了對眼底的觀察。由于當時的條件有限，醫師只能對眼球進行觀察，用語言描述患者眼底的病況，然后根據所看到的眼底圖像，盡最大努力描繪下來，根本不能將患者的真實眼底圖像保存下來以便與治療后的眼底圖像進行對比。直到1953年Hansell和Beeson合作，成功制成了氙閃光管，這才在一定程度上提高了眼底圖像的清晰度；氙閃光管能提供短暫的高強度曝光，能夠瞬間照明、照亮眼底，使眼底相機拍攝到相對清晰的眼底圖像。隨后，新型的眼底相機系統問世；眼底相機系統是由成像光路、照明光路和調焦光路三部分組成，這三部分光路共用一組網膜物鏡，既縮小了整個系統的空間，降低了成本，又增大了調焦鏡片移動的距離；其基本結構采用的是共軸光路設計，這使得系統的三部分既相互獨立、功能各異，但在性能上又相互制約；在合適的成像光源的前提下，合理布置照明光路和成像光路的空間位置來消除影響成像質量的角膜反射光，利用黑點板消除照明光束和網膜物鏡作用的鬼像，采用外調焦方式進行檢眼補償。

1940年醫學超聲診斷技術開始興起，首先是A型超聲診斷儀開始應用于臨床，之后不久B型、M型和D型超聲診斷儀相繼問世并投入臨床應用。早期的醫學超聲成像多為一維波形圖或軌跡圖，70年代開始迅速向二維灰度顯示的B型超聲診斷儀發展，這種診斷儀能夠顯示人體內的結構形態信息。同時基于多普勒效應原理的能夠顯示血流及心臟等運動信息的D型超聲診斷儀也開始出現。隨后推出的雙功型超聲診斷儀便是B型和D型診斷儀相結合的產物，它用同一探頭既顯示B型圖，又可在圖像中任一處取樣顯示其多普勒頻譜。在現有技術水平下，B型超聲診斷儀可以觀測眼內異常光團、眼內點狀和斑狀回聲，用于診斷視網膜和脈絡膜腫瘤、玻璃體積血、早產兒視網膜病變、晶狀體脫位等病變；其工作原理利用脈沖回波成像技術，將扇形或線陣掃描采用灰度調制顯示，并將界面反射回聲轉換成疏密不同、亮度不同、排列多樣和大小不等的光點顯示，其中光點明暗代表回聲強弱，這些光點在示波屏上顯示，并構成一幅局部組織的二維聲學切面圖像，實時提供病灶的形態、位置、大小及與周圍組織的關系；其分辨率為30～40μm,能夠實現實時的動態成像，對所探測病變可獲得直觀、實際的印象。