一種全視網膜光學功能成像系統的製作方法

2023-05-08 07:11:01

專利名稱：一種全視網膜光學功能成像系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於眼科臨床客觀檢測眼睛視網膜功能的無創檢測裝置。
背景技術：
現代眼科學檢查技術為醫生對眼科疾病的診斷提供了強有力的工具。從廣義上來 說，眼科相關的檢查包括形態學檢查與功能性檢查兩大類。前者包括眼底彩色照相、眼底熒 光血管造影、相干光斷層成像(OCT)、眼B超、Pentacam眼前段分析儀、IOL MASTER眼前段分 析儀等；後者包括視力、視野、眼電生理學檢查等。隨著科技的發展，眼科相關的形態學檢查 技術日新月異彩色眼底照相可以採集視網膜彩色圖像；眼底螢光血管造影和吲哚青綠脈 絡膜血管造影的廣泛開展使各種血管性疾病得到及時準確的診斷；IOL Master使得人工晶 體植入相關的各種術前檢查可以在同一臺機器上同時完成，且精度大為提高；最新的譜域 OCT成像技術使得黃斑區細微的解剖結構得以完美呈現；人眼視網膜自適應光學成像儀更 是把眼底的形態學圖像上升到細胞層面……儘管形態學檢查的手段日新月異，眼科相關的 功能檢查卻遠遠落後於形態學檢查的進展。在眼科功能檢查方面，眼電生理學檢查幾乎是目前眼科領域唯一的客觀功能檢測 手段。它包括眼電圖(E0G)、視網膜電圖(ERG)、視覺誘發電位(VEP)等等。近些年來，多焦 電生理(包括多焦視網膜電圖、多焦視覺誘發電位)檢查技術的出現使得眼科臨床醫師能夠 判斷不同區域視網膜和/或視神經以及視皮層的功能，但是，基於電生理的功能檢查技術 有以下幾方面的缺點1)直觀性差。電生理檢查結果的表述大多是基於電位、波形變化產 生的線條圖，不熟悉電生理領域的眼科醫師讀圖困難；2)檢測範圍有限。舉例來說，多焦視 網膜電圖(m-ERG)可以檢測中心30度視野範圍內61個區域的視網膜反應，對於更周邊的 視網膜區域檢測效果差；3)變異性大，易受周圍環境影響。所有的電生理檢查方法，都會受 到一些生理、物理等因素的影響，而且各個實驗室的正常值也不盡相同，這就給不同實驗室 結果間的比較造成了困難；4)與形態學檢測的結果不能直接對應。舉例來說，儘管可以通 過後期圖像處理將眼底照相與m-ERG的各個區域的波形加以疊加，但是這種疊加的對應關 系並不準確，而且很不直觀。鑑於眼科電生理檢查存在這些缺點，眼科臨床醫師迫切希望能 夠找到一種新的用於視網膜功能評估的技術，這種新技術要求客觀、更直觀、更穩定、分辨 率高且能與視網膜的形態學圖像直接對應。現有的腦光學成像的工作原理當腦神經組織被興奮時，其血流量以及血氧飽和 度會增加，導致其光反射特性發生變化。通過特定波長近紅外光照亮被檢測的神經組織， 利用感光晶片(電荷耦合器件，CCD)對光反射信號加以記錄，就能發現這種光反射特性的變 化，從而判斷其功能。由於腦組織不經開顱手術是無法暴露的，因此腦光學成像技術只能用 於動物實驗，無法用於視網膜功能成像檢測。

發明內容
本發明的目的是提供一種全視網膜光學功能成像系統，要解決的技術難題如下
31)、現有的腦光學成像技術無法直接移植應用於視網膜，因為腦光學成像所採用的檢 測功能的照明光能夠引起視網膜自身光反應。2)、由於視網膜面積小，要檢測其微小的紅外光信號變化，需要儘可能減少周圍環 境幹擾以及電子儀器本身(尤其是CCD)產熱所產生的紅外線的幹擾。3)、現有的光學成像技術尚處於動物實驗摸索階段，技術不成熟，解析度低、刺激 光形式單一、無法區分不同的光感受器功能。4)、現有的技術和理論基礎無法實現全視網膜功能檢測，僅能針對視網膜很小的 一部分區域進行，且掃描需要時間很長，效率低，圖像解析度很差。為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於包括刺雷射源及光學元件部分、紅外照 明光源及光學元件部分、雙橢球光學元件部分和視網膜紅外光圖像信號處理部分，
刺雷射源及光學元件部分包括順序排列的控制器、脈衝發生器、雷射器、快門、雷射能 量監測控制器、光路準直系統總成、刺雷射反光鏡、焦點反光鏡；
紅外照明光源及光學元件部分包括順序排列的計算機、紅外光源、第一紅外準直儀、紅 外分光鏡、紅外反光鏡和紅外二向色鏡一；
雙橢球光學元件部分包括兩個具有共軛焦點的橢球反光鏡，其中一個是長軸置於眼睛 視網膜前方的橫向橢球反光鏡，另一個是長軸與橫向橢球反光鏡的長軸垂直相交的縱向橢 球反光鏡，所述縱向橢球反光鏡的一個焦點與眼球的光學結點重合，共軛於F3點，所述縱 向橢球反光鏡的另一個焦點與橫向橢球反光鏡的一個外焦點F2重合，F2點處置有用於反 射和透射紅外照明光線的焦點紅外二向色鏡二，所述橫向橢球反光鏡的內焦點Fl置有用 於反射刺雷射線、且能夠旋轉的焦點反光鏡，所述橫向橢球反光鏡的外焦點F2和縱向橢球 反光鏡的焦點F3的連線為轉軸Z，整個光學成像系統的光學元件圍繞轉軸Z旋轉；
視網膜紅外光圖像信號處理部分包括順序設置在紅外分光鏡反面與計算機之間的第 二紅外準直儀、紅外光掃描儀和圖像處理模塊，所述紅外光掃描儀的CXD攝像頭經過橢球 反光鏡的作用，相當於虛擬放置在眼球結點的F3處，所述計算機的一個控制端與紅外光源 的控制端連接，另一個通訊埠與控制器的信號端連接。所述刺雷射側反光鏡包括三個並列排列的刺雷射側第一組反光鏡和傾斜排列的 刺雷射側第二反光鏡。所述紅外分光鏡與紅外反光鏡之間加設光圈調節機構。所述雷射器是能產生紅、綠、藍三種刺雷射線的光源，對應的波長分別為566nm、 Mlnm和441nm，其光源三種刺雷射線的光路中分別設有三個快門。所述三個快門的驅動機構與控制器的控制端信號連接。所述第二紅外準直儀與紅外光掃描儀之間加設附加反光鏡。所述紅外光源是能發射750nm 900nm波長的的紅外雷射器。所述紅外光源由穩定直流電源供電。所述紅外光掃描儀的CXD攝像頭是製冷CXD攝像頭。所述控制器是單片機、工控機或筆記本電腦。與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果
應用本發明作眼睛全視網膜光學成像檢測是利用特定波長近紅外光(750nm-900nm)照亮視網膜，通過比較視網膜光刺激前後所反射的近紅外光信號的變化，來判斷視網膜功能 的一種技術。其檢測視網膜功能的原理來自於腦光學成像，是腦光學成像技術經改造後在 視網膜組織的移植。人眼視網膜是人體唯一可以通過散瞳而直接觀察到的神經組織，因此， 將腦光學成像技術移植應用於視網膜，可以構建出一套全新的視網膜光學功能成像設備。與現有的實驗室用於動物實驗的視網膜光學成像技術不同，本發明在多方面進行 了全新的設計。具體如下
(1)既往的光學成像所採用的照明光均為彌散的紅外光，本發明將這一技術改良，採用 紅外雷射光源實現照明和全視網膜功能的記錄，以改善成像質量；(2)刺雷射源採用紅綠 藍三種刺雷射源，且均採用雷射光源刺激；(3)刺雷射源的波長對應於三種視錐細胞，這一 有效設計使得區分不同的光感受器成為可能，其中還包括一個用於實現30Hz光刺激的脈 衝發生器，用於敏感的視錐細胞功能檢測；(4)採用一個雷射能量監測控制器用於控制激 光能量，在微弱光源的刺激下可以判斷視杆細胞的功能；(5)採用全新的雙橢球反光鏡光 路，將刺雷射源、紅外線照明光源以及紅外光掃描儀統一起來。(6)雙橢球反光鏡設計能夠 實現超大視野(150°-180°)全視網膜光學功能成像，而非局部的視網膜光學成像。為了實現全視網膜的刺激和紅外反射信號記錄，設計了一種全新的雙橢球反光 鏡，用於實現視網膜刺激和記錄的同步進行。就視網膜的檢測範圍而言，區別於傳統的眼底 照相技術，本發明可以實現超大視野(150°-180 全視網膜功能記錄，而傳統的眼底照相技 術僅能記錄30。-70。範圍的視網膜形態，且無法判斷其功能。本發明的光學原理基於幾何光學，單一的橢球體有兩個共軛焦點，當光通過其中 一個焦點時，經過橢球體的反射，將通過另一個共軛焦點。其中，紅外雷射照明系統和紅外 光信號掃描系統可以採用同一個橢球體同步同時實現紅外雷射信號的照明與採集。然而， 為了實現全視網膜光學功能成像，視網膜光刺激系統必須與照明-掃描系統分開，理由如 下1)為了實現穩定的紅外光照明，需要採用穩定的直流電源用於對紅外雷射照明系統進 行供電，因為任何電壓的波動都會造成紅外雷射照明系統光強度的改變，幹擾來自視網膜 的微弱的紅外光信號變化的記錄；2)紅外光和用於光刺激的可見光波長不同，其光路中所 需要的各類光學元件的光學特性與可見光不同，且紅外光照明-採集系統對光路的要求更 為苛刻，需要單獨設計。鑑於此，本發明設計了雙橢球反光鏡系統以同時實現刺激、照明以 及光信號的記錄。本發明用控制器控制視網膜光刺激系統，通過一個脈衝發生器，可以控制雷射器 產生不同頻率脈衝的刺雷射。雷射器可以產生紅(R)綠(G)藍(B)三種不同類型波長的刺 雷射，對應的波長分別為566nm，541nm, 441nm,即人眼三種視錐細胞最敏感的波長。RGB三 種刺雷射通過各自的快門控制其發射，快門由控制器統一控制，可以分別開關。來自雷射器 的刺雷射經過一個雷射能量監測控制器，再經過一個光路準直系統總成，經過多個反光鏡 最終到達第一個橢球反光鏡的第一個焦點F1。其中，雷射能量監測控制器用於把刺雷射控 制在人眼安全範圍內。到達Fl焦點的刺雷射，通過反光鏡的旋轉反射，把刺雷射投射到橢 球反光鏡的橢圓弧ABC上。根據前述原理，橢圓弧ABC反射的光線必然通過橢球反光鏡的 第二個焦點F2。第二個橢球反光鏡的第一個焦點與F2重合，經橢圓弧ABC反射的光線，投 射到橢球反光鏡的橢圓弧AlBlCl上，根據同一原理，反射自橢圓弧AlBlCl的光線必然經過 橢球反光鏡的第二個焦點F3。如果把眼球的結點放置在F3上，則經過反光鏡的旋轉，將刺激橢圓弧A2B2C2範圍(90 °範圍，半側)的視網膜。其中，橢球反光鏡和僅在ABC和AlBlCl 上有反光鏡，虛線所示範圍無反光鏡。簡而言之，雙橢球反光鏡設計將自Fl入射的刺雷射 源經過二次虛擬，成為放置在眼內結點F3的刺雷射源。此為視網膜光刺激系統。本系統中的計算機用於控制紅外雷射照明系統和紅外光信號掃描系統，並使二者 同步，同時，因為需要記錄光刺激時以及光刺激後的各個時間點的紅外光信號變化，所以必 須在控制器和計算機之間建立通訊，使得計算機可以在控制器開始發送刺激信號後的某個 時間點(也可以是同時)開始紅外光信號的發射與記錄。在計算機的控制下，紅外光源用於 照明，是一個可以發射紅外雷射(750nm-900nm)的紅外雷射發射器，紅外雷射經過一個光路 準直器，到達紅外分光鏡。紅外分光鏡的作用是使得照明用的紅外雷射和反射回來的紅外 光信號掃描裝置同軸，以便照明光路和掃描記錄的光路同步。之後，紅外雷射經過一系列的 反光鏡到達紅外二向色鏡，再經過反射到達紅外二向色鏡。這兩個紅外二向色鏡的作用十 分關鍵，它們僅反射照明用波長的紅外光，而不反射可見光，因而減少了信號幹擾。紅外光 經兩個二向色鏡反射後，投射到橢球反光鏡的橢圓弧AlBlCl上，再次被反射後投射到橢圓 弧A2B2C2範圍的視網膜。根據光路可逆原理，反射回來的紅外光線原路返回，到達紅外分 光鏡後，繼續前行經過光路準直器，通過第二個橢球反光鏡，紅外雷射照明系統照射於焦點 F2，紅外光掃描儀的CXD攝像頭虛擬放置在代表眼睛視網膜結點附近的F3處，由紅外光掃 描儀採集眼睛視網膜的圖像光信號，通過圖像處理模塊，輸入計算機中記錄、儲存和分析處 理。以上便是整個全視網膜光學成像系統的構成，需要再次強調的是，之所以設計為 雙橢球反光鏡結構，是因為必須將視網膜光刺激系統與照明-掃描系統分開。當整個光學 成像系統的光路部分圍繞圖1中的ζ軸旋轉，便可完成180 °範圍的全視網膜的光刺激以及 紅外光的照明與紅外光信號記錄。由於反射的紅外光信號的變化很弱，因此，僅完成一次旋轉掃描是不夠的，需要根 據實際需要進行多次旋轉掃描。光刺激前，先掃描視網膜未經光刺激時的紅外線眼底圖像。 當光刺激開始時，紅外雷射照明系統和紅外光信號掃描系統可以根據要檢測的刺激後的時 間點開始工作，時間點以旋轉周期為單位，可以在刺激的同時開始進行掃描，亦可以在整數 倍的旋轉周期刺激後開始。經過若干周期的旋轉掃描，所獲得的紅外線圖像與未經光刺激 時的眼底紅外線圖像作比較，計算得出差異圖像(Differential Image, DI)，即可判斷視 網膜各個部位的功能。(2)功能成像光源的改進。既往已有的腦光學成像光源無法直接移植應用於視網膜，因為視網膜本身能夠感 光，因此腦光學成像所用的照明光波長不能用於視網膜光學成像。實驗室現有的用於實驗 動物研究的視網膜光學成像採用彌散的紅外光源，光信號彌散，照明所用的紅外光波長不 夠單純，噪音較大。相比較而言，本系統採用紅外雷射光源，通過雙橢球反光鏡反光系統所 構建的光路能夠實現全視網膜光學功能成像，所用的光源更純、噪音小，較現有的技術更為 先進。此外，需要注意的是，紅外雷射照明系統必須使用穩定的直流電源。(3)區分不同光感受器功能的技術。眼科的某些病種表現為某一光感受器的缺乏或大量增多，而現有的技術無法區分 不同光感受器的功能。舉例來說，視網膜色素變性是由於視網膜色素上皮的破壞導致的一種疾病，其典型的夜盲是由於視杆細胞發生變性導致；此外，增強型S椎體症候群，是由於 感藍光的視錐細胞大量增多所致。為了區分不同的光感受器的功能，本系統設計了 RGB三 種刺雷射源，對應於人眼的三種視錐細胞，分別用於檢測RGB三條通路的視網膜功能。視錐細胞對30Hz的光刺激敏感，而視杆細胞主要負責弱光下的感光功能。本系統 設計了一個脈衝發生器，被計算機所控制，用於產生30Hz的光刺激，從而判斷視錐細胞的 功能。此外，通過雷射能量監測控制器可以檢測弱光刺激下視杆細胞的功能。這些都是現 有的技術所無法達到的。(4)減少環境和電子儀器本身產生的幹擾的方法。由於紅外光反射信號的變化及其微弱，因此需要儘可能減少周圍環境和電子儀器 本身的幹擾。除了上述採用穩定直流電源用於對紅外雷射照明系統供電外，為了減少噪音， 在紅外光掃描儀中還需要採用製冷CCD (目前市面上能夠買到的代表產品為圖森610萬像 素冷(XD，型號TCC-6. 1ICE)。此CXD為610萬像素，遠高於現有的光學成像所採用的CXD 的解析度。此外，對檢查室的要求也很嚴格，要求暗室環境，檢查時門窗不能透光，儘可能減 少室內不必要的發熱源。本發明全視網膜光學功能成像系統由於採用了雙橢球反光鏡系統和雷射光源， 掃描效率高，檢測時間短；由於採用了紅外雷射光源以及製冷CCD，圖像噪音低，解析度高， 儘可能減少了環境和電子儀器本身產生的幹擾；能夠檢測不同種類的光感受器的功能，區 分不同光感受器的功能；本發明應用於黃斑病變、眼睛視網膜功能下降、病變等眼科臨床 180°全視網膜功能檢測，可實現無創、客觀檢測，而非形態學檢查。


下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。圖1是本發明全視網膜光學功能成像系統的結構示意圖。圖2是老年黃斑變性檢測實施例中眼底黑白照相圖像。圖3是老年黃斑變性檢測實施例中無光刺激時的紅外線靜息眼底圖像。圖4是老年黃斑變性檢測實施例中有光刺激後經多個周期掃描後，與靜息圖像相 減得到的差異圖像。附圖標記1 一控制器、2 —脈衝發生器、3 —雷射器、4 一快門、5 —雷射能量監測 控制器、6 —光路準直系統總成、7 —橫向橢球反光鏡、8 —焦點反光鏡、9 一縱向橢球反光 鏡、10 —計算機、11 一紅外光源、12 —第一紅外準直儀、13 —紅外分光鏡、14 一紅外二向色 鏡一、15 —紅外二向色鏡二、16 —第二紅外準直儀、17 —紅外光掃描儀、18 —圖像處理模 塊、19 一刺雷射側第一組反光鏡、20 —刺雷射側第二反光鏡、21 —紅外反光鏡、22 —附加反 光鏡、23 —光圈調節機構。
具體實施例方式實施例參見圖1所示，一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於包括刺雷射 源及光學元件部分、紅外照明光源及光學元件部分、雙橢球光學元件部分和視網膜紅外光 圖像信號處理部分，
刺雷射源及光學元件部分包括順序排列的控制器1、脈衝發生器2、雷射器3、快門4、雷射能量監測控制器5、光路準直系統總成6、刺雷射反光鏡、焦點反光鏡8 ；
紅外照明光源及光學元件部分包括順序排列的計算機10、紅外光源11、第一紅外準直 儀12、紅外分光鏡13、紅外反光鏡21和紅外二向色鏡一 14 ；
雙橢球光學元件部分包括兩個具有共軛焦點的橢球反光鏡，其中一個是長軸置於眼睛 視網膜前方的橫向橢球反光鏡7，另一個是長軸與橫向橢球反光鏡7的長軸垂直相交的縱 向橢球反光鏡9，所述縱向橢球反光鏡9的一個焦點與眼球的光學結點重合，共軛於F3點， 所述縱向橢球反光鏡9的另一個焦點與橫向橢球反光鏡7的一個外焦點F2重合，F2點處 置有用於反射和透射紅外照明光線的焦點紅外二向色鏡二 15，所述橫向橢球反光鏡7的內 焦點Fl置有用於反射刺雷射線、且能夠旋轉的焦點反光鏡8，所述橫向橢球反光鏡7的外焦 點F2和縱向橢球反光鏡9的焦點F3的連線為轉軸Z，整個光學成像系統的光學元件圍繞轉 軸Z旋轉；
視網膜紅外光圖像信號處理部分包括順序設置在紅外分光鏡13反面與計算機10之間 的第二紅外準直儀16、紅外光掃描儀17和圖像處理模塊18，所述紅外光掃描儀17的CXD 攝像頭經過橢球反光鏡的作用，相當於虛擬放置在眼球結點的F3處，所述計算機10的一個 控制端與紅外光源11的控制端連接，另一個通訊埠與控制器1的信號端連接。所述刺雷射側反光鏡包括三個並列排列的刺雷射側第一組反光鏡19和傾斜排列 的刺雷射側第二反光鏡20。所述紅外分光鏡13與紅外反光鏡21之間加設光圈調節機構23。所述雷射器3是能產生紅、綠、藍三種刺雷射線的光源，對應的波長分別為566nm、 Mlnm和44lnm，其光源三種刺雷射線的光路中分別設有三個快門4。所述三個快門4的驅動機構與控制器1的控制端信號連接。所述第二紅外準直儀16與紅外光掃描儀17之間加設附加反光鏡22。所述紅外光源11是能發射750nm 900nm波長的的紅外雷射器。所述紅外光源11由穩定直流電源供電。所述紅外光掃描儀17的CXD攝像頭是製冷CXD攝像頭。所述控制器1是單片機、工控機或筆記本電腦。以眼科常見的老年黃斑變性為例，說明本發明全視網膜光學功能成像的過程和所 要取得的技術效果。老年黃斑變性是眼科常見疾病，主要累及黃斑中心凹，眼底表現為中心凹下纖維 血管膜增殖，出血滲出等，受累部位的光感受器被破壞，導致功能喪失。下面結合

如何進行全視網膜光學功能成像。本系統有一臺控制視網膜光刺激系統的控制器1，所述控制器1可以是任何個人 電腦或筆記本電腦，可以發送觸發指令給脈衝發生器2。脈衝發生器2必須能夠產生從IHz 到IOOHz的脈衝，用於控制雷射器3，從而產生不同頻率脈衝的刺雷射。當脈衝發生器2發出30Hz頻率的脈衝時，則控制雷射器3發出同樣頻率的脈衝刺 激，用於判斷眼睛的視錐細胞功能。本例中為老年黃斑變性，主要影響黃斑中心凹，所以可 以採用30Hz光脈衝刺激。由雷射器產生的紅(R)綠(G)藍(B)三種刺雷射(對應的波長分 別為566歷，541nm, 441nm左右，即人眼三種視錐細胞最敏感的波長)通過各自的快門4控制 其發射。快門由控制器1統一控制，可以分別開關，在此例中全部開放。
來自雷射器3的刺雷射經過雷射能量監測控制器5，再經過光路準直系統總成6， 經過刺雷射側第一組反光鏡19、刺雷射側第二反光鏡20最終到達第一個橢球反光鏡7的第 一個焦點F1。到達Fl焦點的刺雷射，通過焦點反光鏡8的旋轉反射，把刺雷射投射到橢球 反光鏡7的橢圓弧ABC上。之後根據前述的原理，將刺激橢圓弧A2B2C2範圍(90°範圍，半 側)的視網膜。至此，一側經線90°範圍的視網膜刺激完成。隨著Z軸的旋轉，將完成全部 視網膜(180°範圍)的光刺激。刺激前，控制器1通過通訊裝置讓計算機10在無刺激狀態下開始先工作數個周 期，已取得視網膜在無光刺激時的紅外線圖像，並將數個周期的紅外線圖像信號平均，並以 此作為靜息圖像。刺激開始時，控制器1發指令給脈衝發生器開始光刺激，同時計算機10持續同步 工作，在計算機10的控制下，紅外光源11發射紅外雷射(750nm-900nm)用於照明，經過一個 光路準直器12，到達紅外分光鏡13。紅外分光鏡13使得照明用的紅外雷射和反射回來的紅 外光信號掃描裝置同軸。之後，紅外雷射經過照明光側的反光鏡21到達紅外二向色鏡14， 之後到達紅外二向色鏡15。經兩個二向色鏡反射後，投射到橢球反光鏡9的橢圓弧AlBlCl 上，再次被反射後投射到橢圓弧A2B2C2範圍的視網膜。根據光路可逆原理，反射回來的紅 外光線原路返回，到達紅外分光鏡13後，繼續前行經過光路準直器16，進入紅外光掃描儀 17，通過圖像處理模塊18，在計算機10中記錄。當光學系統圍繞Z軸旋轉一周後，便完成了 一個掃描周期，如此反覆進行多個周期的刺激與掃描後，記錄每個周期的紅外眼底圖像，與 靜息圖像進行對比(相減)，得出差異圖像。如果需要記錄光刺激一段時間後的眼底紅外圖 像，則可以先進行幾個周期的光刺激但不開啟紅外光信號照明與掃描，在幾個周期的光刺 激以後再開啟照明-掃描模塊。參見圖2 圖4，正常區域的視網膜由於對光敏感，因此血流量增加，導致吸收 紅外線增強，反射回掃描裝置的紅外線減少，因此在圖像中為暗區。而老年黃斑變性區 域一一即黃斑中心凹病變區域的視網膜則形成亮區。需要注意的是，由於視盤沒有光感受 器，因此，視盤在差異圖像中也應為亮區。通過全視網膜光學功能成像系統，所得到的差異圖像的總體判讀原則是暗區為 有功能區域的視網膜，亮區為病變區域的視網膜，且明暗程度與視網膜功能相關。
權利要求
1.一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於包括刺雷射源及光學元件部分、紅 外照明光源及光學元件部分、雙橢球光學元件部分和視網膜紅外光圖像信號處理部分；刺雷射源及光學元件部分包括順序排列的控制器(1)、脈衝發生器(2)、雷射器(3)、快 門(4)、雷射能量監測控制器(5)、光路準直系統總成(6)、刺雷射反光鏡、焦點反光鏡(8)；紅外照明光源及光學元件部分包括順序排列的計算機(10)、紅外光源(11)、第一紅外 準直儀(12)、紅外分光鏡(13)、紅外反光鏡(21)和紅外二向色鏡一(14)；雙橢球光學元件部分包括兩個具有共軛焦點的橢球反光鏡，其中一個是長軸置於眼睛 視網膜前方的橫向橢球反光鏡(7)，另一個是長軸與橫向橢球反光鏡(7)的長軸垂直相交 的縱向橢球反光鏡(9)，所述縱向橢球反光鏡(9)的一個焦點與眼球的光學結點重合，共軛 於F3點，所述縱向橢球反光鏡(9)的另一個焦點與橫向橢球反光鏡(7)的一個外焦點F2重 合，F2點處置有用於反射和透射紅外照明光線的焦點紅外二向色鏡二(15)，所述橫向橢球 反光鏡(7)的內焦點Fl置有用於反射刺雷射線、且能夠旋轉的焦點反光鏡(8)，所述橫向橢 球反光鏡(7)的外焦點F2和縱向橢球反光鏡(9)的焦點F3的連線為轉軸Z，整個光學成像 系統的光學元件圍繞轉軸Z旋轉；視網膜紅外光圖像信號處理部分包括順序設置在紅外分光鏡(13)反面與計算機(10) 之間的第二紅外準直儀(16)、紅外光掃描儀(17)和圖像處理模塊(18)，所述紅外光掃描儀 (17)的CCD攝像頭經過橢球反光鏡的作用，相當於虛擬放置在眼球結點的F3處，所述計算 機(10)的一個控制端與紅外光源(11)的控制端連接，另一個通訊埠與控制器(1)的信號 端連接。
2.根據權利要求1所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述刺雷射 側反光鏡包括三個並列排列的刺雷射側第一組反光鏡(19)和傾斜排列的刺雷射側第二反 光鏡(20)。
3.根據權利要求1或2所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述紅 外分光鏡(13)與紅外反光鏡(21)之間加設光圈調節機構(23)。
4.根據權利要求3所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述雷射器 (3)是能產生紅、綠、藍三種刺雷射線的光源，對應的波長分別為566nm、541nm和441nm，其 光源三種刺雷射線的光路中分別設有三個快門(4)。
5.根據權利要求4所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述三個快 門(4)的驅動機構與控制器(1)的控制端信號連接。
6.根據權利要求5所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述第二紅 外準直儀(16)與紅外光掃描儀(17)之間加設附加反光鏡(22)。
7.根據權利要求6所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述紅外光 源(11)是能發射750nm 900nm波長的的紅外雷射器。
8.根據權利要求7所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述紅外光 源(11)由穩定直流電源供電。
9.根據權利要求8所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述紅外光 掃描儀(17)的CXD攝像頭是製冷CXD攝像頭。
10.根據權利要求9所述的一種全視網膜光學功能成像系統，其特徵在於所述控制器 (1)是單片機、工控機或筆記本電腦。
全文摘要
一種全視網膜光學功能成像系統，包括刺雷射源及光學元件部分、紅外照明光源及光學元件部分、雙橢球光學元件部分和視網膜紅外光圖像信號處理部分，雙橢球光學元件部分包括一個橫向橢球反光鏡和一個縱向橢球反光鏡，所述縱向橢球反光鏡的一個焦點與眼球結點相交於F3點，所述縱向橢球反光鏡的另一個焦點與橫向橢球反光鏡的一個外焦點F2重合，所述橫向橢球反光鏡的外焦點F2和縱向橢球反光鏡的焦點F3的連線為轉軸，整個光學成像系統的光學元件圍繞轉軸Z旋轉。本發明掃描效率高，時間短，圖像噪音低，解析度高，能夠檢測、區分不同種類的光感受器的功能，減少環境和電子儀器本身產生的幹擾。可在眼科臨床中實現無創、客觀的檢測人眼全視網膜功能。
文檔編號A61B3/12GK102078182SQ201110039508
公開日2011年6月1日 申請日期2011年2月17日 優先權日2011年2月17日
發明者王凱, 黎曉新 申請人:王凱