[发明专利]一种眼底成像装置及成像方法

说明书

本发明涉及一种眼底成像装置及成像方法，该眼底成像装置包括沿光路方向依次设置的LED光源、光线调制单元、检测单元和光信号接收器，其中，LED光源用于发射空间非相干光；光线调制单元用于将空间非相干光调制成平行光线，并改变平行光线的光路方向；检测单元用于对改变光路方向后的平行光线进行汇聚，得到用于入射眼球的入射光线；眼球的眼底反射入射光线，产生与入射光线的方向相反的出射光线；光信号接收器用于记录出射光线形成的散斑图样。该眼底成像装置将各个光学元件组合设计，在聚焦和成像过程中采集单帧散斑图样即可实现对待测物的成像，整个过程耗时较短，操作难度小，且具有普遍适用性，适用于玻璃体浑浊等光散射和无光散射情形。

技术领域

本发明属于光学计算成像技术领域，具体涉及一种眼底成像装置及成像方法。

背景技术

眼底成像是光学检测方法在生物医学领域一种重要技术应用，是当前最主要的眼部检测及疾病辅助诊断及监测重要手段，也是视网膜前沿研究的主要技术途径。通过拍摄眼底图像并诊断，不仅能发现眼睛的疾病，还可以纠察其他全身性疾病(如糖尿病等)。

自16世纪文艺复兴开始，西方社会已经开始了对人眼的初步研究；到了17、18世纪，西方的研究人员相继认识了眼睛的屈光成像、掌握了白内障摘除技术；随着研究和认识的深入，到19世纪眼科开始独立；进入20世纪，眼压计裂隙灯活体显微镜的发明，使视网膜离复、角膜移植成为可能。在此之后对眼睛的研究更加深入，医疗工作者对认识眼底的组织和结构有了新的要求。眼底组织结构特殊、复杂且极易造成二次伤害，而在治疗中往往需要较高的成像分辨率，因此眼底成像设备面临着强烈的应用挑战。

目前用于医疗诊断中的眼底成像技术主要有光学结构成像技术、超声诊断技术和光学相干层析(optical coherence tomography,OCT)技术等。

对于光学结构成像技术，1851年，Helmholtz发明了检眼镜，实现了对眼底的观察。由于当时的条件有限，医师只能对眼球进行观察，用语言描述患者眼底的病况，然后根据所看到的眼底图像，尽最大努力描绘下来，根本不能将患者的真实眼底图像保存下来以便与治疗后的眼底图像进行对比。直到1953年Hansell和Beeson合作，成功制成了氙闪光管，这才在一定程度上提高了眼底图像的清晰度；氙闪光管能提供短暂的高强度曝光，能够瞬间照明、照亮眼底，使眼底相机拍摄到相对清晰的眼底图像。随后，新型的眼底相机系统问世；眼底相机系统是由成像光路、照明光路和调焦光路三部分组成，这三部分光路共用一组网膜物镜，既缩小了整个系统的空间，降低了成本，又增大了调焦镜片移动的距离；其基本结构采用的是共轴光路设计，这使得系统的三部分既相互独立、功能各异，但在性能上又相互制约；在合适的成像光源的前提下，合理布置照明光路和成像光路的空间位置来消除影响成像质量的角膜反射光，利用黑点板消除照明光束和网膜物镜作用的鬼像，采用外调焦方式进行检眼补偿。

1940年医学超声诊断技术开始兴起，首先是A型超声诊断仪开始应用于临床，之后不久B型、M型和D型超声诊断仪相继问世并投入临床应用。早期的医学超声成像多为一维波形图或轨迹图，70年代开始迅速向二维灰度显示的B型超声诊断仪发展，这种诊断仪能够显示人体内的结构形态信息。同时基于多普勒效应原理的能够显示血流及心脏等运动信息的D型超声诊断仪也开始出现。随后推出的双功型超声诊断仪便是B型和D型诊断仪相结合的产物，它用同一探头既显示B型图，又可在图像中任一处取样显示其多普勒频谱。在现有技术水平下，B型超声诊断仪可以观测眼内异常光团、眼内点状和斑状回声，用于诊断视网膜和脉络膜肿瘤、玻璃体积血、早产儿视网膜病变、晶状体脱位等病变；其工作原理利用脉冲回波成像技术，将扇形或线阵扫描采用灰度调制显示，并将界面反射回声转换成疏密不同、亮度不同、排列多样和大小不等的光点显示，其中光点明暗代表回声强弱，这些光点在示波屏上显示，并构成一幅局部组织的二维声学切面图像，实时提供病灶的形态、位置、大小及与周围组织的关系；其分辨率为30～40μm,能够实现实时的动态成像，对所探测病变可获得直观、实际的印象。