一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多光譜光源、反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)、二維掃描振鏡、哈特曼傳感器、變形鏡、多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)，系統(tǒng)將多光譜激光打入人眼眼底，從眼底反射出的光線沿原路返回，通過(guò)多個(gè)分色鏡進(jìn)入不同波段的光電探測(cè)系統(tǒng)，并經(jīng)過(guò)多通道數(shù)據(jù)采集和信號(hào)同步系統(tǒng)得到實(shí)時(shí)的人眼眼底的多光譜圖像。同時(shí)，包括哈特曼傳感器和變形鏡的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)能夠同步探測(cè)并校正人眼像差，保證圖像的高分辨。本實(shí)用新型的系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)、精確的得到活體人眼視網(wǎng)膜的多光譜高分辨圖像。
【專利說(shuō)明】一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于對(duì)視網(wǎng)膜進(jìn)行高分辨成像的醫(yī)學(xué)成像診斷系統(tǒng)，特別涉及一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)是國(guó)外70年代才開(kāi)始發(fā)展起來(lái)的光學(xué)新技術(shù)，它通過(guò)實(shí)時(shí)探測(cè)一控制一校正光學(xué)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)波前誤差，從而使光學(xué)系統(tǒng)具有自動(dòng)適應(yīng)外界條件變化從而始終保持最佳工作狀態(tài)的能力，從而大大提高了成像分辨率。活體人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞光學(xué)成像儀是利用自適應(yīng)光學(xué)的原理，對(duì)人眼眼底視網(wǎng)膜細(xì)胞和毛細(xì)血管等微小組織進(jìn)行高分辨率成像的醫(yī)療儀器。活體人眼相當(dāng)于一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，存在各種像差，采用自適應(yīng)光學(xué)校正技術(shù)，則可以校正時(shí)間和空間上都隨機(jī)變化的活體人眼像差，從而獲得接近衍射極限的高分辨力視覺(jué)細(xì)胞圖像。
[0003]研究表明，在一般分辨率的視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)中，使用多個(gè)波長(zhǎng)圖像的疊加，可以顯著提高視網(wǎng)膜內(nèi)不同組織的對(duì)比度。例如，觀測(cè)視細(xì)胞的最佳波段是紅外，而觀測(cè)血液中白細(xì)胞的最佳波段是綠光。如果可以將兩波段得到的圖象疊加，即可同時(shí)得到清晰的視細(xì)胞和血細(xì)胞圖樣。
[0004]目前，基于自適應(yīng)光學(xué)的視網(wǎng)膜高分辨成像系統(tǒng)所使用的成像光多為單色光，無(wú)法對(duì)視網(wǎng)膜的同一區(qū)域進(jìn)行光譜成像。因?yàn)楝F(xiàn)有的系統(tǒng)多為透射式，如果采用復(fù)合色光，存在難以克服的色差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有的自適應(yīng)視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)無(wú)法應(yīng)用多光譜成像的缺點(diǎn)，提供了一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)，將自適應(yīng)技術(shù)和多光譜技術(shù)結(jié)合起來(lái)，可以同時(shí)得到高分辨的多光譜圖像。
[0006]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多光譜光源(I)、分光鏡(3)、反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)、二維掃描振鏡、哈特曼傳感器(30)、變形鏡(14)、多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；其中反射式縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)包括由第一球面反射鏡(4)和第二球面反射鏡(5)構(gòu)成的第一擴(kuò)束子系統(tǒng)、由第三球面反射鏡(6)和第四球面反射鏡(7)構(gòu)成的縮束子系統(tǒng)、由第五球面反射鏡(8)和第六球面反射鏡(9)構(gòu)成的第二擴(kuò)束子系統(tǒng)、以及由第七球面反射鏡(10)和第八球面反射鏡(11)構(gòu)成的第三擴(kuò)束子系統(tǒng)；二維掃描振鏡包括X方向掃描振鏡(15)和Y方向掃描振鏡(16);多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)包括第一分色鏡(18)、第二分色境(19)、第三分色鏡(20)、第一探測(cè)器(27)、第二探測(cè)器(28)和第三探測(cè)器(29);所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)、多通道數(shù)據(jù)采集卡(32)和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)
(33)；
[0007]多光譜光源(I)發(fā)出的復(fù)合色光經(jīng)過(guò)所述分光鏡(3)反射之后，通過(guò)所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)、所述X方向掃描振鏡(15)和所述Y方向掃描振鏡(16)、所述變形鏡(14)進(jìn)入人眼(17)，被所述人眼(17)的視網(wǎng)膜反射后，反射回來(lái)的所述復(fù)合色光攜帶視網(wǎng)膜信息和人眼像差信息沿原路返回，并經(jīng)所述分光鏡(3)透射，一路分別通過(guò)所述第一分色鏡
(18)、所述第二分色鏡(19)和所述第三分色鏡(20)讓三個(gè)色光分別進(jìn)入所述第一探測(cè)器
(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)以進(jìn)行檢測(cè)；另一路進(jìn)入哈特曼波前傳感器(30);所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)根據(jù)探測(cè)到的色光檢測(cè)到視網(wǎng)膜不同色光的強(qiáng)度信息和從所述X方向掃描振鏡(15)和所述Y方向掃描振鏡(16)引出的位置信號(hào)共同進(jìn)入多通道數(shù)據(jù)采集卡(32)，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33，得到視網(wǎng)膜實(shí)時(shí)多光譜的圖像；所述波前傳感器(30)探測(cè)到人眼像差信息，并將所述人眼像差信息傳輸給所述自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)，所述自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)根據(jù)所述人眼像差信息通產(chǎn)生控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)反饋到所述變形鏡(14)，實(shí)時(shí)校正人眼像差，增加圖像的分辨率和對(duì)比度。
[0008]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，所述多光譜光源(I)和所述分光鏡(3)之間還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)入瞳大小的光闌(2);其中所述多光譜光源(I)為白光光源，所述光闌(2)為可變光闌。
[0009]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，所述光闌(2)、所述變形鏡(14)、所述X方向掃描振鏡
(15)、所述Y方向掃描振鏡(16)以及所述人眼(17)的入瞳五個(gè)平面處于共軛位置。
[0010]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)上分別設(shè)置有第一針孔(24)、第二針孔(25)和第三針孔(26)，分別用于濾除非視網(wǎng)膜焦平面反射回的光束，保證共焦成像的高分辨率；其中所述第一針孔(24)、所述第二針孔(25)和所述第三針孔(26)和所述人眼(17)眼底視網(wǎng)膜處于共軛位置。
[0011 ] 可選地，如上所述的系統(tǒng)中，還包括柱面反射鏡(13)，設(shè)置在所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的所述第八球面反射鏡(11)和所述人眼(17)之間，用于校正所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的產(chǎn)生的像散，另外所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)產(chǎn)生的彗差通過(guò)角度和距離優(yōu)化抵消。
[0012]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，所述分光鏡(3)在500_1000nm的透反比為9:1 ;所述第一分色鏡(18)在550_580nm全反,其余波段全透；所述第二分色鏡(19)在640_660nm全反，其余波段全透；所述第三分色鏡(20)在840-860nm全反，其余波段全透。
[0013]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)為光電倍增管，峰值波段分別位于560nm，650nm，和850nm。
[0014]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，還包括第一收集透鏡(21)、第二收集透鏡(22)和第三收集透鏡(23)，分別設(shè)置在所述第一分色鏡(18)和所述第一探測(cè)器(27)之間、所述第二分色鏡(19)和所述第二探測(cè)器(28)之間、和所述第三分色鏡(20)和所述第三探測(cè)器(29)之間。
[0015]可選地，如上所述的系統(tǒng)中，還包括平面反射鏡(12)，設(shè)置在所述第七球面反射鏡
(10)和所述第八球面反射鏡(11)之間，用于將所述第七球面反射鏡(10)反射的光束反射給所述第八球面反射鏡(11)。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0017](I)本實(shí)用新型采用復(fù)合色光照明人眼視網(wǎng)膜，多個(gè)波長(zhǎng)的色光同時(shí)照明視網(wǎng)膜，通過(guò)分色鏡分光由探測(cè)器同時(shí)對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行探測(cè)成像，能夠獲取視網(wǎng)膜組織的多光譜圖像。
[0018](2)本實(shí)用新型采用共焦掃描成像的原理，并采用哈特曼波前傳感器和變形鏡的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，可以在校正人眼像差的情況下，獲得實(shí)時(shí)高分辨的活體人眼視網(wǎng)膜圖像。
[0019](3)本實(shí)用新型主光路部分采用球面反射鏡構(gòu)成縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)，采用反射式光路防止了色差的引入，可以根據(jù)需要，針對(duì)不同的波長(zhǎng)增加分色鏡和探測(cè)器，從而實(shí)現(xiàn)更多波長(zhǎng)的探測(cè)成像。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖1中，1.多光譜光源,2.光闌,3.分光鏡,4.第一球面反射鏡、5.第二球面反射鏡、6.第三球面反射鏡、7.第四球面反射鏡、8.第五球面反射鏡、9.第六球面反射鏡、10.第七球面反射鏡、和11.第八球面反射鏡，12.平面反射鏡，13.柱面反射鏡，14.變形鏡，15.X方向掃描振鏡，16.Y方向掃描振鏡，17.受試的人眼，18.第一分色鏡、19.第二分色鏡、20.第三分色鏡，21.第一收集透鏡、22.第二收集透鏡、23.第三收集透鏡，24.第一針孔、25.第二針孔、26.第三針孔，27.第一探測(cè)器、28.第二探測(cè)器、29.第三探測(cè)器、30.哈特曼波前傳感器，31.自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)，32.數(shù)據(jù)采集卡，33.數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實(shí)施例的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，包括多光譜光源1、分光鏡3、反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)、二維掃描振鏡、哈特曼傳感器30、變形鏡14、多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；其中反射式縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)包括由第一球面反射鏡4和第二球面反射鏡5構(gòu)成的第一擴(kuò)束子系統(tǒng)、由第三球面反射鏡6和第四球面反射鏡7構(gòu)成的縮束子系統(tǒng)、由第五球面反射鏡8和第六球面反射鏡9構(gòu)成的第二擴(kuò)束子系統(tǒng)、以及由第七球面反射鏡10和第八球面反射鏡11構(gòu)成的第三擴(kuò)束子系統(tǒng)；二維掃描振鏡包括X方向掃描振鏡15和Y方向掃描振鏡16 ;多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)包括第一分色鏡18、第二分色境19、第三分色鏡20、第一探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29 ;數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)31、多通道數(shù)據(jù)采集卡32和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33。
[0025]其中多光譜光源I發(fā)出的復(fù)合色光經(jīng)過(guò)分光鏡3反射之后，通過(guò)反射式縮束擴(kuò)束系統(tǒng)、X方向掃描振鏡15和Y方向掃描振鏡16、變形鏡14進(jìn)入人眼17,被人眼17的視網(wǎng)膜反射后，反射回來(lái)的復(fù)合色光攜帶視網(wǎng)膜信息和人眼像差信息沿原路返回，并經(jīng)分光鏡3透射，一路分別通過(guò)第一分色鏡18、第二分色鏡19和第三分色鏡20讓三個(gè)色光分別進(jìn)入第一探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29以進(jìn)行檢測(cè)；另一路進(jìn)入哈特曼波前傳感器30 ;第一探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29根據(jù)探測(cè)到的色光檢測(cè)到視網(wǎng)膜不同色光的強(qiáng)度信息和從X方向掃描振鏡15和Y方向掃描振鏡16引出的位置信號(hào)共同進(jìn)入多通道數(shù)據(jù)采集卡32，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33，得到視網(wǎng)膜實(shí)時(shí)多光譜的圖像；波前傳感器30探測(cè)到人眼像差信息，并將人眼像差信息傳輸給自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)31，自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)31根據(jù)人眼像差信息通產(chǎn)生控制信號(hào)，并將控制信號(hào)反饋到變形鏡14，實(shí)時(shí)校正人眼像差，增加圖像的分辨率和對(duì)比度。
[0026]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，多光譜光源I和分光鏡3之間還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)入瞳大小的光闌2 ;其中多光譜光源I為白光光源，光闌2為可變光闌。
[0027]可選地,上述實(shí)施例的系統(tǒng)中,光闌2、變形鏡14、X方向掃描振鏡15、Y方向掃描振鏡16以及人眼17的入瞳五個(gè)平面處于共軛位置。
[0028]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，第一探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29上分別設(shè)置有第一針孔24、第二針孔25和第三針孔26，分別用于濾除非視網(wǎng)膜焦平面反射回的光束，保證共焦成像的高分辨率；其中第一針孔24、第二針孔25和第三針孔26和人眼17眼底視網(wǎng)膜處于共軛位置。
[0029]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，還包括柱面反射鏡13，設(shè)置在反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的第八球面反射鏡11和人眼17之間，用于校正反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的產(chǎn)生的像散，另外反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)產(chǎn)生的彗差通過(guò)角度和距離優(yōu)化抵消。
[0030]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，分光鏡3在500_1000nm的透反比為9:1 ;第一分色鏡18在550-580nm全反,其余波段全透；第二分色鏡19在640_660nm全反,其余波段全透；第三分色鏡20在840-860nm全反，其余波段全透。
[0031]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，第一探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29為光電倍增管，峰值波段分別位于560nm, 650nm,和850nm。
[0032]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，還包括第一收集透鏡21、第二收集透鏡22和第三收集透鏡23，分別設(shè)置在第一分色鏡18和第一探測(cè)器27之間、第二分色鏡19和第二探測(cè)器28之間、和第三分色鏡20和第三探測(cè)器29之間。
[0033]可選地，上述實(shí)施例的系統(tǒng)中，還包括平面反射鏡12，設(shè)置在第七球面反射鏡10和第八球面反射鏡11之間，用于將第七球面反射鏡10反射的光束反射給第八球面反射鏡11。
[0034]需要說(shuō)明的是，上述圖1所示實(shí)施例的是以包括上述所有可選技術(shù)方案的元器件為例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)上述實(shí)施例的技術(shù)方案，對(duì)可選的元器件有選擇的取舍可以得到本實(shí)用新型的其他結(jié)構(gòu)示意圖，在此不再一一贅述。
[0035]具體地，下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)原理。
[0036]如圖1所示，白光光源I發(fā)出的光可以近似看作平行光，經(jīng)過(guò)光闌2調(diào)節(jié)入瞳光束口徑大小，并由分光鏡3分光，反射的部分經(jīng)過(guò)第一球面反射鏡4和第二球面反射鏡5組成的第一擴(kuò)束子系統(tǒng)擴(kuò)束到與變形鏡14匹配，并由變形鏡14反射，接下來(lái)經(jīng)過(guò)第三球面反射鏡6和第四球面反射鏡7組成的縮束子系統(tǒng)縮束至與X方向掃描振鏡15匹配，并到達(dá)X方向掃描振鏡15, X方向掃描振鏡15對(duì)入射光束進(jìn)行橫向掃描,并被由第五球面反射鏡8和第六球面反射鏡9組成的第二擴(kuò)束子系統(tǒng)擴(kuò)束到與Y方向掃描振鏡16匹配，并到達(dá)Y方向掃描振鏡16, Y方向掃描振鏡16對(duì)入射光束進(jìn)行縱向掃描,并反射到第七球面反射鏡10和第八球面反射鏡11組成的第三擴(kuò)束子系統(tǒng)，其中為了避免光束遮擋，第七球面反射鏡10和第八球面反射鏡11之間插入了平面反射鏡12，此時(shí)光束口徑與人眼入瞳匹配，并被反射到柱面反射鏡13，柱面反射鏡13將前面由于球面反射鏡偏軸使用產(chǎn)生的像散一起校正，將光束最終反射到人眼17，并通過(guò)人眼的光學(xué)系統(tǒng)將光束聚焦到一點(diǎn)；人眼17眼底對(duì)入射光有散射作用，散射光攜帶著人眼的像差信息和眼底該點(diǎn)的光強(qiáng)信息，沿原路返回到分光鏡3，并到達(dá)第一分色鏡18，分色鏡18對(duì)這部分散射光進(jìn)行分光，550-580nm波段的光全部反射進(jìn)入通過(guò)第一收集透鏡21和第一針孔24到達(dá)光電倍增管(即第一探測(cè)器)27，其余波段的光全部透射達(dá)到第二分色鏡19，第二分色鏡19對(duì)這部分散射光進(jìn)行分光，640-660nm波段的光全部反射進(jìn)入通過(guò)第二收集透鏡22和第二針孔25到達(dá)第二光電倍增管(即第二探測(cè)器)28，其余波段的光全部透射達(dá)到第三分色鏡20，第三分色鏡20對(duì)這部分散射光進(jìn)行分光，840-860nm波段的光全部反射進(jìn)入通過(guò)第三收集透鏡23和第三針孔26到達(dá)第三光電倍增管(即第三探測(cè)器)29，其余波段的光全部透射進(jìn)入哈特曼波前傳感器30。
[0037]哈特曼波前傳感器30接收到的含有人眼像差信息的點(diǎn)陣，并將點(diǎn)陣數(shù)據(jù)傳遞給自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)31，自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)31通過(guò)點(diǎn)陣質(zhì)心的偏移計(jì)算出波前的每個(gè)子孔徑的斜率，再通過(guò)直接斜率法計(jì)算出控制電壓，并將控制電壓傳遞給變形鏡14，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)人眼像差的實(shí)時(shí)探測(cè)和校正，保證第一光探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29探測(cè)到的視網(wǎng)膜信號(hào)不受人眼像差的影響，實(shí)現(xiàn)高分辨率共焦成像。
[0038]第一光探測(cè)器27、第二探測(cè)器28和第三探測(cè)器29將連續(xù)光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬電信號(hào)，與X方向掃描振鏡15和Y方向掃描振鏡16產(chǎn)生的同步電壓,一起被輸入數(shù)據(jù)米集卡32和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33首先對(duì)同步電壓進(jìn)行調(diào)制，得到行同步和幀同步信號(hào)，再根據(jù)這兩個(gè)信號(hào)對(duì)模擬電信號(hào)信息進(jìn)行采樣，從而確定某一時(shí)刻的強(qiáng)度信息對(duì)應(yīng)著視網(wǎng)膜上的哪一點(diǎn)，并最終在數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33上恢復(fù)視網(wǎng)膜上某一矩形區(qū)域的實(shí)時(shí)強(qiáng)度信息，可以在數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33同時(shí)獲取多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像圖像。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)施例的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，通過(guò)采用復(fù)合色光照明人眼視網(wǎng)膜，多個(gè)波長(zhǎng)的色光同時(shí)照明視網(wǎng)膜，通過(guò)分色鏡分光由探測(cè)器同時(shí)對(duì)多個(gè)波長(zhǎng)進(jìn)行探測(cè)成像，能夠獲取視網(wǎng)膜組織的多光譜圖像。且本實(shí)用新型實(shí)施例采用共焦掃描成像的原理，并采用哈特曼波前傳感器和變形鏡的自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)，可以在校正人眼像差的情況下，獲得實(shí)時(shí)高分辨的活體人眼視網(wǎng)膜圖像。本實(shí)用新型實(shí)施例的主光路部分采用球面反射鏡構(gòu)成縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)，采用反射式光路防止了色差的引入，可以根據(jù)需要，針對(duì)不同的波長(zhǎng)增加分色鏡和探測(cè)器，從而實(shí)現(xiàn)更多波長(zhǎng)的探測(cè)成像。本實(shí)用新型實(shí)施例的基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜共焦掃描視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)、精確的得到活體人眼視網(wǎng)膜的多光譜高分辨圖像。
[0040]本實(shí)用新型并不局限與上述實(shí)例，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員可以根據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容采用多種實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
[0041]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于自適應(yīng)光學(xué)的多光譜視網(wǎng)膜共焦掃描成像系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括多光譜光源(I)、分光鏡(3)、反射式縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)、二維掃描振鏡、哈特曼傳感器(30)、變形鏡(14)、多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)；其中反射式縮束/擴(kuò)束子系統(tǒng)包括由第一球面反射鏡(4)和第二球面反射鏡(5)構(gòu)成的第一擴(kuò)束子系統(tǒng)、由第三球面反射鏡(6)和第四球面反射鏡(7)構(gòu)成的縮束子系統(tǒng)、由第五球面反射鏡(8)和第六球面反射鏡(9)構(gòu)成的第二擴(kuò)束子系統(tǒng)、以及由第七球面反射鏡(10)和第八球面反射鏡(11)構(gòu)成的第三擴(kuò)束子系統(tǒng)；二維掃描振鏡包括X方向掃描振鏡(15)和Y方向掃描振鏡(16)；多光譜光電探測(cè)子系統(tǒng)包括第一分色鏡(18)、第二分色境(19)、第三分色鏡(20)、第一探測(cè)器(27)、第二探測(cè)器(28)和第三探測(cè)器(29);所述數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)、多通道數(shù)據(jù)采集卡(32)和數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)(33)； 多光譜光源(I)發(fā)出的復(fù)合色光經(jīng)過(guò)所述分光鏡(3)反射之后，通過(guò)所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)、所述X方向掃描振鏡(15)和所述Y方向掃描振鏡(16)、所述變形鏡(14)進(jìn)入人眼(17)，被所述人眼(17)的視網(wǎng)膜反射后，反射回來(lái)的所述復(fù)合色光攜帶視網(wǎng)膜信息和人眼像差信息沿原路返回，并經(jīng)所述分光鏡(3)透射，一路分別通過(guò)所述第一分色鏡(18)、所述第二分色鏡(19)和所述第三分色鏡(20)讓三個(gè)色光分別進(jìn)入所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)以進(jìn)行檢測(cè)；另一路進(jìn)入哈特曼波前傳感器(30);所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)根據(jù)探測(cè)到的色光檢測(cè)到視網(wǎng)膜不同色光的強(qiáng)度信息和從所述X方向掃描振鏡(15)和所述Y方向掃描振鏡(16)引出的位置信號(hào)共同進(jìn)入多通道數(shù)據(jù)采集卡(32)，進(jìn)入數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)33，得到視網(wǎng)膜實(shí)時(shí)多光譜的圖像；所述波前傳感器(30)探測(cè)到人眼像差信息，并將所述人眼像差信息傳輸給所述自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)，所述自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)(31)根據(jù)所述人眼像差信息通產(chǎn)生控制信號(hào)，并將所述控制信號(hào)反饋到所述變形鏡(14)，實(shí)時(shí)校正人眼像差，增加圖像的分辨率和對(duì)比度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多光譜光源(I)和所述分光鏡(3)之間還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)入瞳大小的光闌(2);其中所述多光譜光源(I)為白光光源，所述光闌(2)為可變光闌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光闌(2)、所述變形鏡(14)、所述X方向掃描振鏡(15)、所述Y方向掃描振鏡(16)以及所述人眼(17)的入瞳五個(gè)平面處于共軛位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)上分別設(shè)置有第一針孔(24)、第二針孔(25)和第三針孔(26)，分別用于濾除非視網(wǎng)膜焦平面反射回的光束，保證共焦成像的高分辨率；其中所述第一針孔(24)、所述第二針孔(25)和所述第三針孔(26)和所述人眼(17)眼底視網(wǎng)膜處于共軛位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括柱面反射鏡(13)，設(shè)置在所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的所述第八球面反射鏡(11)和所述人眼(17)之間，用于校正所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)的產(chǎn)生的像散，另外所述反射式縮束擴(kuò)束子系統(tǒng)產(chǎn)生的彗差通過(guò)角度和距離優(yōu)化抵消。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述分光鏡(3)在500-1000nm的透反比為9:1 ;所述第一分色鏡(18)在550-580nm全反，其余波段全透；所述第二分色鏡(19)在640-660nm全反,其余波段全透；所述第三分色鏡(20)在840_860nm全反,其余波段全透。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一探測(cè)器(27)、所述第二探測(cè)器(28)和所述第三探測(cè)器(29)為光電倍增管，峰值波段分別位于560nm，650nm，和850nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括第一收集透鏡(21)、第二收集透鏡(22)和第三收集透鏡(23)，分別設(shè)置在所述第一分色鏡(18)和所述第一探測(cè)器(27)之間、所述第二分色鏡(19)和所述第二探測(cè)器(28)之間、和所述第三分色鏡(20)和所述第三探測(cè)器(29)之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括平面反射鏡(12)，設(shè)置在所述第七球面反射鏡(10)和所述第八球面反射鏡(11)之間，用于將所述第七球面反射鏡(10)反射的光束反射給所述第八球面反射鏡(11)。
【文檔編號(hào)】A61B3/14GK203953620SQ201420372369
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月5日
【發(fā)明者】何益, 史國(guó)華, 魏凌, 王志斌, 李喜琪, 張雨?yáng)| 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院光電技術(shù)研究所