[发明专利]共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统和方法

说明书

本发明公开了一种共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统和方法，该系统包括：光源模块、自适应光学模块、光束扫描模块、离焦补偿模块、视标模块、瞳孔监测模块、探测模块、控制模块和输出模块。本发明提供的系统和方法，可以获取眼底视网膜大视场成像图像、任意感兴趣区域的小视场高分辨率成像图像、以及大视场高分辨率成像图像，并且三类成像图像由共光路结构采集获得，因此三类成像图像特征一致性好，便于进行处理和操作。同时，该系统结构简单，共光路结构可以获取三种类型的视网膜成像图像。多种成像图像通过共光路光束扫描获取，满足不同的应用场景需求，极大地提高了视网膜成像的应用范围。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别涉及一种共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统和方法。

背景技术

传统的共焦扫描技术，在1987年发展成为成熟的激光共焦扫描成像设备(Webb R，Hughes G，Delori F.Confocal scanning laser ophthalmoscope.Applied optics.1987；26(8)：1492-9)，并且广泛应用于视网膜成像，可以实现大视场的眼底视网膜活体成像。但是，眼球是一个复杂的光学系统，即使是无屈光不正的眼睛也不可避免地存在光学像差，尤其是为了获得大数值孔径下的高分辨率图像，大瞳孔下根据光学理论可以得到衍射极限的更高分辨率，但大瞳孔带来更多的人眼像差极大地限制了实际分辨率，传统的激光共焦扫描检眼镜通常可以获取眼底10度以上大视场成像图像，但是很难分辨20微米以下的血管，更谈不上观察视细胞等微细结构。

十九世纪九十年代，随着自适应光学技术被引入眼底视网膜成像中，利用自适应光学变形镜等校正器件可以很好地校正人眼像差，从而获取衍射极限的高分辨率，首次实现活体观察视网膜微细血管和视细胞。专利号为ZL201010197028.0的发明专利提出基于自适应光学技术的视网膜成像装置，该装置通过两个独立的扫描振镜实现视网膜平面二维同步扫描，用以实现共焦扫描成像，可实现高分辨率成像功能。但是，该装置只能实现人眼最大3度视场的高分辨率成像。受自适应光学像差校正等晕区的限制，自适应光学在实现高分辨率成像的同时，往往在成像视场上作出了妥协，只能实现3°以内的小视场成像。

综上所述可知，现有的激光共焦扫描检眼镜成像视场大，但是分辨率不足以观察视网膜微细结构；结合自适应光学的激光共焦扫描检眼镜可以观察视网膜微细结构，但是成像视场小，无法观察较大视场的病灶情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统。

众所周知，现有的激光共焦扫描检眼镜成像视场大，但是分辨率不足以观察视网膜微细结构；结合自适应光学的激光共焦扫描检眼镜可以观察视网膜微细结构，但是成像视场小，无法观察较大视场的病灶情况。

对比国内外在激光共焦扫描成像领域的技术成果，本发明在自适应光学结合共焦扫描技术的基本原理基础上，提出一种共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统，采用两块扫描镜共光路结构，将两块扫描镜配置为不同的扫描方式，既可以对视网膜完成超过20度的大视场成像，用于观察视网膜疾病病灶区域；也可以对视网膜完成不超过5度的小视场扫描成像，在自适应光学校正像差的情况下，实现小视场高分辨率成像观察病灶微细结构和病理改变，进一步地设置第二扫描镜实现光束在视网膜各个区域依次倾斜照明，然后通过图像拼接，可以一次获取视网膜超过15度的大视场高分辨率成像。

本发明采用的技术方案是：一种共光路光束扫描的大视场自适应光学视网膜成像系统，包括：光源模块、自适应光学模块、光束扫描模块、离焦补偿模块、视标模块、瞳孔监测模块、探测模块、控制模块和输出模块；

所述光源模块出射平行光束，依次经过所述自适应光学模块、光束扫描模块、离焦补偿模块照射到人眼，人眼散射的携带人眼像差信息和光强信息的成像光沿原路返回，并传输到所述自适应光学模块和探测模块；