專利名稱：基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物眼科成像領(lǐng)域，特別是一種基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法及裝置。
背景技術(shù)：
目前，針對活體人眼視網(wǎng)膜成像的技術(shù)主要有三種眼底相機、光學(xué)相干層析成像和激光共焦掃描檢眼鏡，目前它們都取得了好的成功應(yīng)用。為了保證照明的亮度，眼底相機采用傳統(tǒng)熱光源作為系統(tǒng)的照明器件，因此其分辨率較低，通常在幾十微米級別，無法有效地觀測視網(wǎng)膜微米級別的精細結(jié)構(gòu)，尤其地，眼底相機縱向分辨率更低，無法對視網(wǎng)膜內(nèi)部分層組織進行觀測。光學(xué)相干層析成像技術(shù)實質(zhì)上是ー個低相干干涉儀，應(yīng)用外差探測技 術(shù)，實現(xiàn)了對生物組織的層析成像，它成功地實現(xiàn)了對視網(wǎng)膜內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)的成像，達到了十幾微米的成像分辨率，但是由于其層析成像的物理機理，該技術(shù)無法提供視網(wǎng)膜平面的動態(tài)高分辨率成像。隨著激光掃描技術(shù)、高速數(shù)據(jù)采集和計算機技術(shù)的發(fā)展，激光共焦掃描檢眼鏡通過引入共焦針孔，可以阻擋來自不感興趣的視網(wǎng)膜層外的光，顯著提高了成像的信噪比和圖像對比度，而且提供了眼底相機不具備的光學(xué)層析能力。目前，激光共焦掃描檢眼鏡已經(jīng)廣泛的實現(xiàn)商業(yè)化，也已成為最為方便和常見的視網(wǎng)膜成像設(shè)備。雖然激光共焦掃描檢眼鏡已經(jīng)在眼科影像領(lǐng)域取得了卓越的成就，但是其分辨率方面依然有所不足，特別是由于人眼像差的影響，商用激光共焦掃描檢眼鏡的光學(xué)分辨率約為十微米，無法對微米級的視網(wǎng)膜視覺細胞成像。中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所的張雨東等人成功地研制出了一種基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)(專利授權(quán)號ZL201010197028. 0)，該系統(tǒng)將自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)成功地應(yīng)用到共焦成像領(lǐng)域，自適應(yīng)光學(xué)能實時探測人眼像差并通過波前校正器實時校正像差，消除了人眼像差造成的像質(zhì)彌散，得到了高達2 u m的高分辨率成像結(jié)果。這種自適應(yīng)共焦掃描成像技術(shù)，成像效果好，但其自身仍然存在缺陷由于采用點掃描的方式，成像視場小，只有1-3度，對應(yīng)到視網(wǎng)膜平面約為290-870微米，雖然通過另眼視標(biāo)系統(tǒng)引導(dǎo)可以觀察到視軸中心區(qū)域附近的其他視網(wǎng)膜區(qū)域，但由于視標(biāo)點陣布局區(qū)域限制了成像范圍約為8度，對于視網(wǎng)膜病理性觀察通常需要約30度的成像視場范圍，對應(yīng)到視網(wǎng)膜平面約為9. 5mm，該系統(tǒng)無法實現(xiàn)此功能。此夕卜，由于另眼視標(biāo)系統(tǒng)引導(dǎo)屬于無參考的趨向性引導(dǎo)，對于視網(wǎng)膜平面的具體局部區(qū)域采用這種方式很難容易的實現(xiàn)精確定位成像。如圖2-5所示，中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所的史國華等人提出了基于線掃描的共焦系統(tǒng)及方法(專利授權(quán)號ZL201010595574.X和ZL201010595587. 7)。這種線掃描共焦系統(tǒng)采用ー維線掃描對眼底視網(wǎng)膜成像，相比與采用點掃描的激光共焦檢眼鏡，成像視場大，便于對視網(wǎng)膜大范圍內(nèi)進行觀察，但是由于大視場成像的分辨率較差，需要結(jié)合高分辨率的小視場成像才能對視網(wǎng)膜微細結(jié)構(gòu)進行觀察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，結(jié)合自身已申請的發(fā)明專利，提供一種基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法及裝置，能夠同時得到線共焦眼底視網(wǎng)膜的大視場成像和自適應(yīng)共焦掃描眼底視網(wǎng)膜的小視場高分辨率成像，本發(fā)明通過對線共焦得到的視網(wǎng)膜大視場成像結(jié)果進行觀察，直接通過對大視場成像圖像進行選取局部小區(qū)域位置，處理機實時地將選取的局部小區(qū)域位置坐標(biāo)傳輸給自適應(yīng)共焦掃描眼底視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)，即可實現(xiàn)對于選取的局部小區(qū)域位置的精確高分辨成像。本發(fā)明解決上述的技術(shù)問題采用的技術(shù)方案為一種基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下步驟1，開機，啟動設(shè)備；步驟2，標(biāo)定視場，根據(jù)線掃描共焦成像単元的成像視場中心標(biāo)定自適應(yīng)共焦掃描 視網(wǎng)膜成像単元的成像視場；步驟3，線掃描共焦成像単元對視網(wǎng)膜進行成像，獲取視網(wǎng)膜的大視場成像圖像；步驟4，通過觀察顯示器輸出的線掃描共焦成像單元獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像，選取并標(biāo)記感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)；步驟5，處理機將標(biāo)記好的感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)；另眼視標(biāo)系統(tǒng)引導(dǎo)眼睛視軸偏轉(zhuǎn)，標(biāo)記過的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置處于自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的照明中心，從而實現(xiàn)對其高分辨率成像；步驟6，引導(dǎo)結(jié)束，成像結(jié)果輸出顯示。所述步驟3中所述的線掃描共焦成像単元對視網(wǎng)膜進行成像具體包括步驟31，線掃描共焦成像単元出射線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射到達人眼視網(wǎng)膜；步驟32，從人眼視網(wǎng)膜反射出的成像線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像單元；步驟33，線掃描共焦成像單元對成像線光束進行探測，探測得到的信號經(jīng)處理機處理后，轉(zhuǎn)化為成像圖像輸出給顯示器顯示。所述步驟4中所述的選取并標(biāo)記感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)具體包括步驟41，從線掃描共焦成像單元獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像中選取感興趣的待觀察小區(qū)域位置；步驟42，處理機將感興趣的待觀察小區(qū)域位置坐標(biāo)標(biāo)記到大視場成像圖像上，并在顯示器上進行顯示。所述步驟5具體為步驟51，處理機將標(biāo)記好的視網(wǎng)膜小區(qū)域位置信息輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)；步驟52，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的出射光束在另眼視標(biāo)系統(tǒng)的引導(dǎo)下經(jīng)分光単元直接透射到達人眼視網(wǎng)膜上標(biāo)記好的小區(qū)域位置；步驟53，從人眼視網(wǎng)膜反射出的成像光束經(jīng)分光単元直接透射后，傳輸回自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元；
步驟54，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元對成像光束進行探測，其探測信號經(jīng)處理機處理后經(jīng)顯示器輸出，即得到該視網(wǎng)膜標(biāo)記過的小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像。本發(fā)明還提供一種基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像裝置，包括線掃描共焦成像単元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元、分光単元、處理機以及顯示器；線掃描共焦成像單元與分光単元、處理機相連，線掃描共焦成像單元為一種線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)或ー種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)，用于對人眼視網(wǎng)膜進行大視場成像，線掃描共焦成像単元包括線光束生成模塊、分光模塊、掃描模塊、成像模塊以及輸出模塊。線掃描共焦成像単元的出射線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射到達人眼眼底，從眼底反射出的成像線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像単元探測，探測結(jié)果輸出給處理機處理；自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元與分光単元、處理機相連，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元為一種基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，用于對人眼視網(wǎng)膜 進行小區(qū)域位置的高分辨率成像，包括光源、反射式縮束擴束系統(tǒng)、ニ維掃描振鏡、哈特曼傳感器、變形鏡、光電探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)以及另眼視標(biāo)系統(tǒng)，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的出射光束經(jīng)分光単元透射后到達人眼眼底，從眼底反射出的成像光束經(jīng)分光単元透射回自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元進行探測，探測結(jié)果輸出給處理機處理；分光單元與線掃描共焦成像單元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元以及人眼相連，分光單元為ニ向色分光平片或ニ向色分光棱鏡，用于將自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元輸出的成像光束直接透射到達人眼，從人眼視網(wǎng)膜出射的自適應(yīng)共焦掃描成像光束直接透射到達自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元；和將從線掃描共焦成像単元出射的線光束偏轉(zhuǎn)反射到達人眼，從人眼視網(wǎng)膜出射的線光束偏轉(zhuǎn)反射到達線掃描共焦成像単元；處理機與線掃描共焦成像単元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元以及顯示器相連，線掃描共焦成像単元探測到的成像信號經(jīng)處理機處理，得到視網(wǎng)膜大視場成像圖像，處理機將大視場成像圖像輸出給顯示器顯示；同時地，處理機對自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元探測到的成像信號進行重構(gòu)，得到視網(wǎng)膜小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像，并輸出給顯示器顯示；顯示器與處理機相連，用于顯示處理機輸出的視網(wǎng)膜大視場成像圖像和小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像，以及引導(dǎo)成像的區(qū)域位置信息。所述處理機為模擬控制電路或數(shù)字計算機。本發(fā)明與現(xiàn)有活體人眼視網(wǎng)膜成像技術(shù)相比，有如下優(yōu)勢(I)、本發(fā)明的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)及方法，線掃描共焦成像単元能夠得到眼底視網(wǎng)膜的大視場成像。(2)、本發(fā)明基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)及方法，可以直觀地從線共焦得到的視網(wǎng)膜大視場成像圖像上，直接對視網(wǎng)膜感興趣的小區(qū)域位置進行標(biāo)記，定位準(zhǔn)確可靠，而且方便。(3)、本發(fā)明基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)及方法，處理機將標(biāo)記好的感興趣視網(wǎng)膜小區(qū)域位置坐標(biāo)輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)，即可引導(dǎo)自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的成像光束照明該區(qū)域，從而實現(xiàn)對感興趣局部區(qū)域的精確位置實現(xiàn)高分辨率成像。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)ー種基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)ー種線掃描共焦檢眼鏡的系統(tǒng)和方法結(jié)構(gòu)圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)ー種線掃描共焦檢眼鏡的系統(tǒng)和方法光路示意圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)ー種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)和方法結(jié)構(gòu)圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)ー種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)和方法光路示意圖；
圖6為本發(fā)明基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖7為本發(fā)明基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法流程圖；圖I中，I.半導(dǎo)體激光光源，2.分光鏡，3.分光鏡，4.針孔，5.光電倍增管，6.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，7.波前處理機，8.受試眼，9.哈特曼波前傳感器，10.看視標(biāo)眼，If 18.球面反射鏡，19.平面反射鏡，20.柱面反射鏡，21.準(zhǔn)直鏡，22.變形鏡，23. X方向掃描振鏡，24. Y方向掃描振鏡，25.驗光透鏡，26.哈特曼前共軛面，27.收集透鏡，30.另眼視標(biāo)系統(tǒng)，30-1.透鏡，30-2.平面反射鏡，30-3. LED陣列。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
進ー步說明本發(fā)明。如圖6所示，為本發(fā)明基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明所述的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)和方法，包括線掃描共焦成像単元101、分光単元102、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元103、處理機104以及顯示器105。線掃描共焦成像單元101與分光單元102、處理機104相連，線掃描共焦成像單元101包括線光束生成模塊、分光模塊、掃描模塊、成像模塊以及輸出模塊。線掃描共焦成像單元101為中國發(fā)明專利“一種線掃描共焦檢眼鏡的系統(tǒng)和方法，授權(quán)號ZL201010595574.X”或中國發(fā)明專利“一種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)和方法，授權(quán)號ZL201010595587. 7”，線掃描共焦成像單元101為ー種線掃描共焦檢眼鏡的系統(tǒng)和方法時，一種線掃描共焦檢眼鏡的系統(tǒng)和方法包括線光束生成模塊I、分光模塊2、掃描模塊3、成像模塊5以及輸出模塊6，如圖2和圖3所示。線光束生成模塊I與分光模塊2相連，線光束生成模塊I由點光源100、準(zhǔn)直擴束裝置110和線光束截取裝置120構(gòu)成，點光源100發(fā)出的發(fā)散光束通過準(zhǔn)直擴束裝置110準(zhǔn)直后輸出平行光束，線光束截取裝置120將準(zhǔn)直擴束裝置110輸出的平行光束截取為ー維線光束線送入分光模塊2 ;分光模塊2為分光平片或分光棱鏡，分光模塊2用于將線光束生成模塊I產(chǎn)生的ー維線光束一部分直接透射到達掃描單兀3 ;掃描模塊3由掃描振鏡300和照明物鏡組310構(gòu)成,分光模塊2直接出射的線光束依次經(jīng)過掃描振鏡300和照明物鏡組310，然后從線掃描共焦成像単元101出射，經(jīng)分光単元102偏轉(zhuǎn)反射后進入人眼106眼底，從眼底反射出的成像線光束經(jīng)分光単元102偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像単元101內(nèi)，依次經(jīng)過照明物鏡組310和掃描振鏡300同步反射至分光模塊2，分光模塊2將成像線光束偏轉(zhuǎn)反射至成像模塊5，成像模塊5由成像物鏡500、柱面透鏡510、共焦狹縫520和線探測器530構(gòu)成，分光模塊2偏轉(zhuǎn)出射的成像線光束依次經(jīng)過成像物鏡500、柱面透鏡510和共焦狹縫520，到達線探測器530由光強信號轉(zhuǎn)換成電信號，并傳輸給輸出模塊6，共焦狹縫520與眼底視網(wǎng)膜4平面共軛，共焦狹縫520能排除非眼底視網(wǎng)膜4平面的雜散光進入線探測器530，從而實現(xiàn)共焦成像原理的高分辨率；輸出模塊6由圖像采集卡600和輸出設(shè)備610構(gòu)成，圖像采集卡600將成像模塊5輸出的電信號轉(zhuǎn)換成圖像信號，并通過輸出設(shè)備610輸出；輸出設(shè)備610與處理機104相連,輸出設(shè)備610獲取的視網(wǎng)膜成像結(jié)果輸出給處理機104，處理機104將成像結(jié)果重構(gòu)為圖像并輸出給顯示器105顯示。線掃描共焦成像單元101為ー種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)和方法吋，一種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)和方法包括線光束生成模塊I、分光模塊
2、掃描模塊3、成像模塊5以及輸出模塊6,如圖4和圖5所不。線光束生成模塊I與分光 模塊2相連，線光束生成模塊I由點光源100、準(zhǔn)直裝置110和線光束變換裝置120構(gòu)成，點光源100的發(fā)散光束經(jīng)過準(zhǔn)直裝置110變換為平行光束，該平行光束經(jīng)過線光束變換裝置120變換為ー維線光束傳播至分光模塊2 ;分光模塊2為分光平片或分光棱鏡，用于將線光束生成模塊I產(chǎn)生的ー維線光束一部分直接透射到達掃描模塊3 ;掃描模塊3由掃描振鏡300和照明物鏡310構(gòu)成，分光模塊2直接出射的線光束依次經(jīng)過掃描振鏡300和照明物鏡310，然后從線掃描共焦成像単元101出射，經(jīng)分光単元102偏轉(zhuǎn)反射后進入人眼106眼底，從眼底反射出的成像線光束經(jīng)分光単元102偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像単元101內(nèi)，依次經(jīng)過照明物鏡組310和掃描振鏡300同步反射至分光模塊2，分光模塊2將成像線光束偏轉(zhuǎn)反射至成像模塊5 ;成像模塊5由成像物鏡500、柱面透鏡510、共焦狹縫520和線探測器530構(gòu)成，分光模塊2偏轉(zhuǎn)出射的成像線光束依次經(jīng)過成像物鏡500、柱面透鏡510和共焦狹縫520，到達線探測器530由光強信號轉(zhuǎn)換成電信號，并傳輸給輸出模塊6，共焦狹縫520與眼底視網(wǎng)膜4平面共軛，共焦狹縫520能排除非眼底視網(wǎng)膜4平面的雜散光進入線探測器530，從而實現(xiàn)共焦成像原理的高分辨率；輸出模塊6由圖像采集卡600和輸出設(shè)備610構(gòu)成，圖像采集卡600將成像模塊5輸出的電信號轉(zhuǎn)換成圖像信號，并通過輸出設(shè)備610輸出；輸出設(shè)備610與處理機104相連，輸出設(shè)備610獲取的視網(wǎng)膜成像結(jié)果輸出給處理機106，處理機104將成像結(jié)果重構(gòu)為圖像并輸出給顯示器105顯示。自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元103與分光単元102、處理機104相連，為中國發(fā)明專利“一種基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，授權(quán)號ZL201010197028.0”，如圖I所示，包括半導(dǎo)體激光光源I、多個反射式縮束擴束系統(tǒng)11-18、由X方向掃描振鏡23和Y方向掃描振鏡24組成的ニ維掃描振鏡、哈特曼波前傳感器9、變形鏡22、由收集透鏡27，針孔4和光電倍增管5光電探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)6、波前處理機7以及另眼視標(biāo)系統(tǒng)30。帶尾纖的半導(dǎo)體激光光源I發(fā)出的光可以近似看作點光源，經(jīng)過準(zhǔn)直鏡21準(zhǔn)直到6_，并由分光鏡2分光，反射的部分經(jīng)過球面反射鏡11和球面反射鏡12組成的擴束系統(tǒng)擴束到與變形鏡22匹配，并由變形鏡22反射，接下來經(jīng)過球面反射鏡13和球面反射鏡14組成的縮束系統(tǒng)縮束至與X方向掃描振鏡23匹配，并到達X方向掃描振鏡23,X方向掃描振鏡23對入射光束進行橫向掃描，并被由球面反射鏡和15和球面反射鏡16組成的擴束系統(tǒng)擴束到與Y方向掃描振鏡24匹配,并到達Y方向掃描振鏡24, Y方向掃描振鏡24對入射光束進行縱向掃描,并反射到球面反射鏡17和球面反射鏡18組成的擴束系統(tǒng)，其中為了避免光束遮擋，球面反射鏡17和18之間插入了平面反射鏡19，此時光束口徑與人眼入瞳匹配，并被反射到柱面反射鏡20，柱面反射鏡20將前面由于球面反射鏡偏軸使用產(chǎn)生的像散一起校正，將光束反射出自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元103到達分光単元102，分光単元102直接透射光束到人眼106，并通過人眼的光學(xué)系統(tǒng)將光束聚焦到一點；人眼106眼底對入射光有散射作用，散射光攜帯著人眼的像差信息和眼底該點的光強信息，從人眼106出射后經(jīng)分光単元102直接透射回自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元103，散射光束在自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元103內(nèi)部繼續(xù)沿原路返回到分光鏡2，并到達分光鏡3，分光鏡3對這部分散射光再次分光一部分進入哈特曼波前傳感器9 ;另一部分通過收集透鏡27和針孔4到達光電倍増管5。哈特曼波前傳感器9接收到的含有人眼像差信息的點陣，并將點陣數(shù)據(jù)傳遞給波前處理機7，波前處理機7通過點陣質(zhì)心的偏移計算出波前的每個子孔徑的斜率，再通過直接斜率法計算出控制電壓，并將傳遞給變形鏡22，從而實現(xiàn)對人眼像差的實時探測和校正。經(jīng)過實時校正后的散射光經(jīng)收集透鏡27聚焦后穿過針孔4到達光電倍増管5，光電倍增管5對光強進行連續(xù)探測，同時地，X方向掃描振鏡 23和Y方向掃描振鏡的驅(qū)動同步電壓，以及光電倍增管5得到的連續(xù)光強信號被輸出給數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)6，確定某ー時刻的光強信號對應(yīng)于視網(wǎng)膜照明光點位置，以此重構(gòu)處視網(wǎng)膜某ー掃描區(qū)域的成像信息。另ー方面，基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)還包括另眼視標(biāo)系統(tǒng)3，另眼視標(biāo)系統(tǒng)3由成像透鏡30-1、平面反射鏡30-2和LED陣列30-3組成，點列LED陣列30-3中的ー個燈，它發(fā)出的光經(jīng)平面反射鏡30_2反射后，經(jīng)成像透鏡準(zhǔn)直成平行光束進入看視標(biāo)人眼10被聚焦為視網(wǎng)膜平面上的光點，當(dāng)點亮LED陣列30-3中不同位置的燈時，看視標(biāo)人眼10的視軸會隨之轉(zhuǎn)動，由于人的雙眼具有隨動性，成像人眼8的視軸也會隨之轉(zhuǎn)動，由此就可以實現(xiàn)對成像人眼8不同區(qū)域位置的照明成像，在此，成像人眼8與人眼106為同一只眼睛。處理機104與線掃描共焦成像單元101、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元103以及顯示器105相連，線掃描共焦成像単元101的成像結(jié)果輸出給處理機104，處理機104對成像結(jié)果進行重構(gòu)得到視網(wǎng)膜大視場成像圖像并輸出給顯示器105顯示，通過直接觀察視網(wǎng)膜大視場成像圖像可以通過處理機104對圖像中感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置進行標(biāo)記，并顯示在顯示器105上。線掃描共焦成像単元101獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像上標(biāo)記好的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)通過處理機104輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元103內(nèi)的另眼視標(biāo)系統(tǒng)，在其引導(dǎo)下自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元103即實現(xiàn)對該視網(wǎng)膜區(qū)域進行照明與探測，探測結(jié)果輸出給處理機104進行重構(gòu)得到視網(wǎng)膜感興趣的局部小區(qū)域的高分辨率成像圖像，并輸出給顯示器105顯示。如圖7所示，本發(fā)明所述基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，包括以下步驟步驟Si，開機，啟動設(shè)備；步驟s2，標(biāo)定視場，根據(jù)線掃描共焦成像單元的成像視場中心標(biāo)定自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元的成像視場；步驟S3，線掃描共焦成像単元對視網(wǎng)膜進行成像，獲取視網(wǎng)膜的大視場成像圖像；步驟s4，通過觀察顯示器輸出的線掃描共焦成像單元獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像，選取并標(biāo)記感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)；步驟s5，處理機將標(biāo)記好的感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)；步驟s6，另眼視標(biāo)系統(tǒng)引導(dǎo)眼睛視軸偏轉(zhuǎn)，標(biāo)記過的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置處于自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的照明中心，從而實現(xiàn)對其高分辨率成像；步驟s7，引導(dǎo)結(jié)束，成像結(jié)果輸出顯不。本發(fā)明并不局限與上述實例，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的內(nèi)容采 用多種實施方式實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明未詳細闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技木。
權(quán)利要求
1.基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，其特征在于實現(xiàn)步驟如下 步驟I，開機，啟動設(shè)備； 步驟2，標(biāo)定視場，根據(jù)線掃描共焦成像単元的成像視場中心標(biāo)定自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元的成像視場； 步驟3，線掃描共焦成像単元對視網(wǎng)膜進行成像，獲取視網(wǎng)膜的大視場成像圖像； 步驟4，通過觀察顯示器輸出的線掃描共焦成像單元獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像，選取并標(biāo)記感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)； 步驟5，處理機將標(biāo)記好的感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)；另眼視標(biāo)系統(tǒng)引導(dǎo)眼睛視軸偏轉(zhuǎn)，標(biāo)記過的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置處于自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的照明中心，從而實現(xiàn)對其高分辨率成像； 步驟6，引導(dǎo)結(jié)束，成像結(jié)果輸出顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，所述步驟3中所述的線掃描共焦成像単元對視網(wǎng)膜進行成像具體包括 步驟31，線掃描共焦成像単元出射線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射到達人眼視網(wǎng)膜； 步驟32，從人眼視網(wǎng)膜反射出的成像線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像單元; 步驟33，線掃描共焦成像單元對成像線光束進行探測，探測得到的信號經(jīng)處理機處理后，轉(zhuǎn)化為成像圖像輸出給顯示器顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，所述步驟4中所述的選取并標(biāo)記感興趣的視網(wǎng)膜局部小區(qū)域位置坐標(biāo)具體包括 步驟41，從線掃描共焦成像單元獲取的視網(wǎng)膜大視場成像圖像中選取感興趣的待觀察小區(qū)域位置； 步驟42，處理機將感興趣的待觀察小區(qū)域位置坐標(biāo)標(biāo)記到大視場成像圖像上，并在顯示器上進行顯示。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法，所述步驟5具體為 步驟51，處理機將標(biāo)記好的視網(wǎng)膜小區(qū)域位置信息輸出給自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的另眼視標(biāo)系統(tǒng)； 步驟52，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的出射光束在另眼視標(biāo)系統(tǒng)的引導(dǎo)下經(jīng)分光単元直接透射到達人眼視網(wǎng)膜上標(biāo)記好的小區(qū)域位置； 步驟53，從人眼視網(wǎng)膜反射出的成像光束經(jīng)分光単元直接透射后，傳輸回自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元； 步驟54，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元對成像光束進行探測，其探測信號經(jīng)處理機處理后經(jīng)顯示器輸出，即得到該視網(wǎng)膜標(biāo)記過的小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像。
5.基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像裝置，其特征在于包括線掃描共焦成像単元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元、分光単元、處理機以及顯示器； 線掃描共焦成像單元與分光単元、處理機相連，線掃描共焦成像單元為一種線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)或ー種基于激光衍射的線掃描共焦檢眼鏡系統(tǒng)，用于對人眼視網(wǎng)膜進行大視場成像，線掃描共焦成像単元包括線光束生成模塊、分光模塊、掃描模塊、成像模塊以及輸出模塊，線掃描共焦 成像単元的出射線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射到達人眼眼底，從眼底反射出的成像線光束經(jīng)分光単元偏轉(zhuǎn)反射回線掃描共焦成像単元探測，探測結(jié)果輸出給處理機處理； 自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元與分光単元、處理機相連，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元為一種基于自適應(yīng)光學(xué)的反射式共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，用于對人眼視網(wǎng)膜進行小區(qū)域位置的高分辨率成像，包括光源、反射式縮束擴束系統(tǒng)、ニ維掃描振鏡、哈特曼傳感器、變形鏡、光電探測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集和處理系統(tǒng)以及另眼視標(biāo)系統(tǒng)，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元的出射光束經(jīng)分光単元透射后到達人眼眼底，從眼底反射出的成像光束經(jīng)分光単元透射回自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元進行探測，探測結(jié)果輸出給處理機處理； 分光単元與線掃描共焦成像単元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元以及人眼相連，分光單兀為ニ向色分光平片或ニ向色分光棱鏡，用于將自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單兀輸出的成像光束直接透射到達人眼，從人眼視網(wǎng)膜出射的自適應(yīng)共焦掃描成像光束直接透射到達自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元；和將從線掃描共焦成像単元出射的線光束偏轉(zhuǎn)反射到達人眼，從人眼視網(wǎng)膜出射的線光束偏轉(zhuǎn)反射到達線掃描共焦成像単元； 處理機與線掃描共焦成像単元、自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元以及顯示器相連，線掃描共焦成像単元探測到的成像信號經(jīng)處理機處理，得到視網(wǎng)膜大視場成像圖像，處理機將大視場成像圖像輸出給顯示器顯示；同時地，處理機對自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像単元探測到的成像信號進行重構(gòu)，得到視網(wǎng)膜小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像，并輸出給顯示器顯示； 顯示器與處理機相連，用于顯示處理機輸出的視網(wǎng)膜大視場成像圖像和小區(qū)域位置的高分辨率成像圖像，以及引導(dǎo)成像的區(qū)域位置信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像裝置，其特征在于所述處理機為模擬控制電路或數(shù)字計算機。
全文摘要
本發(fā)明涉及基于線掃描共焦成像圖像引導(dǎo)的自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像方法及裝置，該方法在線掃描共焦成像單元對眼底視網(wǎng)膜進行一維掃描得到視網(wǎng)膜的大視場成像基礎(chǔ)上，在大視場成像圖像中可以隨意選取并標(biāo)記視網(wǎng)膜局部的小區(qū)域位置，自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元能夠?qū)崿F(xiàn)對該視網(wǎng)膜小區(qū)域的精確定位，以及對其進行高分辨率成像。本發(fā)明能夠同時得到線掃描共焦眼底視網(wǎng)膜大視場成像和自適應(yīng)共焦掃描眼底視網(wǎng)膜精確小區(qū)域位置的高分辨率成像，本發(fā)明在線掃描共焦成像單元獲取的眼底視網(wǎng)膜大視場成像圖像引導(dǎo)下，可以實現(xiàn)自適應(yīng)共焦掃描視網(wǎng)膜成像單元對局部小區(qū)域的精確定位，同時實現(xiàn)對其位置區(qū)域的高分辨率成像。
文檔編號A61B3/12GK102860815SQ20121033435
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月11日
發(fā)明者張雨東, 何益, 史國華 申請人:中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所