一種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置及其定位方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及眼底成像系統(tǒng)技術領域，特別涉及視網(wǎng)膜高分辨成像技術領域，具體 是指一種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置及其定位方法，用于臨床科研實驗以及疾病 診斷中視網(wǎng)膜任意區(qū)域的精確定位。
【背景技術】
[0002] 人眼視網(wǎng)膜是結(jié)構(gòu)復雜的人體組織，是一種微觀結(jié)構(gòu)組織，人眼本身很多的疾病 以及全身的系統(tǒng)性疾?。ɡ缜喙庋邸⑻悄虿?、高血壓等）都可在眼底視網(wǎng)膜上得到反映， 同時，隨著老年性黃斑變性、視網(wǎng)膜視細胞缺失及糖尿病視網(wǎng)膜病變等眼底疾病的廣泛發(fā) 生，眼底成像系統(tǒng)成為目前研究的一個熱點。其中視網(wǎng)膜圖像采集區(qū)域的判斷是眼底疾病 診斷與復查的關鍵環(huán)節(jié)，直接影響到疾病區(qū)域的定位，尤其對高分辨率視網(wǎng)膜成像系統(tǒng)，視 場非常小，大概在2~3°左右，視網(wǎng)膜任意區(qū)域定位是非常重要的，因此，有必要研究一 種能對視網(wǎng)膜任意區(qū)域進行精確定位的裝置，能定量判斷采集到的圖像位于視網(wǎng)膜區(qū)域位 置。
[0003] 現(xiàn)有的視網(wǎng)膜定位方法基本上都為定性定位和局部特定區(qū)域定量定位，采用外 固視燈、內(nèi)固視燈和圖像處理等方法進行定位，外固視燈定位一般是指在系統(tǒng)頭托處連接 一個可彎曲的LED燈，通過手動改變位置，用另一只眼進行注視固視燈，達到定性定位的效 果；其缺點手動操作，定位精度低。內(nèi)固視燈定位一般是指在系統(tǒng)內(nèi)引入一個視標，通過軟 件控制，改變光源來實現(xiàn)定位，其缺點系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，操作不夠靈活，定位不全面。此外，也 有采用圖像處理的方法進行視網(wǎng)膜特定區(qū)域精確定位，此方法只能適用于大視場以及某些 特殊區(qū)域（視盤、黃斑、血管等）進行精確定位。
[0004] 中國發(fā)明專利CN103971369中，采用圖像處理的方法來實現(xiàn)視網(wǎng)膜視盤最終定 位，具體內(nèi)容可見專利CN103971369。類似的專利還有CN201010157031.X。關于視網(wǎng)膜任 意區(qū)域精確定位的專利基本上較少，國內(nèi)基本上并未看到過。
[0005] 因此，迫切需要一種新型的視網(wǎng)膜定位裝置，能對視網(wǎng)膜任意區(qū)域?qū)崿F(xiàn)精確定位， 并具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便靈活、易實現(xiàn)、精度高等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術中的缺點，提供一種基于眼底成像系統(tǒng)的視 網(wǎng)膜定位裝置，該基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置設計巧妙獨特，結(jié)構(gòu)簡單，能實現(xiàn)視 網(wǎng)膜任意區(qū)域精確定位，并具有操作方便靈活、精確高等特點，適于大規(guī)模推廣應用。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的提供了一種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置及 其定位方法。
[0008] 本發(fā)明采用的技術解決方案是：一種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置，包括 成像系統(tǒng)，所述的成像系統(tǒng)包括目鏡端與物鏡端，還包括角度可調(diào)的激光器、光線耦合部件 和視標部件，所述的光線耦合部件位于成像系統(tǒng)的目鏡端，所述的光線耦合部件與成像系 統(tǒng)投射的成像光線形成夾角，所述的視標部件包括反射板，所述的視標部件位于成像系統(tǒng) 的物鏡端。
[0009] 還設有激光器聯(lián)動部件，所述的激光器安裝在激光器聯(lián)動部件上。
[0010] 所述的激光器聯(lián)動部件可包括水平旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和俯仰結(jié)構(gòu)，所述的水平旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包 括水平旋轉(zhuǎn)軸、水平旋轉(zhuǎn)座和步進電機，所述的水平旋轉(zhuǎn)軸傳動連接并控制所述的水平旋 轉(zhuǎn)座繞該水平旋轉(zhuǎn)軸水平旋轉(zhuǎn)，所述的俯仰結(jié)構(gòu)包括俯仰軸、俯仰座和步進電機，所述的俯 仰軸傳動連接并控制所述的俯仰座繞該俯仰軸上下旋轉(zhuǎn)，所述的激光器安裝在所述的俯仰 結(jié)構(gòu)上。
[0011] 所述的激光器聯(lián)動部件可包括滾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、俯仰結(jié)構(gòu)和基座，所述的滾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)包括 滾轉(zhuǎn)軸、滾轉(zhuǎn)座和步進電機，所述的俯仰結(jié)構(gòu)包括俯仰軸、俯仰座和步進電機，所述的激光 器聯(lián)動部件從上至下為俯仰座、滾轉(zhuǎn)座和基座，所述的俯仰軸位于俯仰座和滾轉(zhuǎn)座之間，所 述的滾轉(zhuǎn)軸位于滾轉(zhuǎn)座和基座之間，所述的激光器安裝在所述的俯仰結(jié)構(gòu)上，所述的滾轉(zhuǎn) 軸傳動連接并控制所述的滾轉(zhuǎn)座繞該滾轉(zhuǎn)軸上下旋轉(zhuǎn)，所述的俯仰軸傳動連接并控制所述 的俯仰座繞該俯仰軸左右旋轉(zhuǎn)。
[0012] 所述的滾轉(zhuǎn)軸與所述的視標中心和激光器聯(lián)動部件中心連線垂直。
[0013] 所述的光線耦合部件包括耦合器和安裝架，所述的耦合器安裝在安裝架上。
[0014] 所述的光線耦合部件包括耦合器和開有小孔的鏡筒，所述的鏡筒安裝在成像系統(tǒng) 出光口處，所述的親合器安裝在鏡筒內(nèi)。
[0015] 所述的親合器為中孔反射鏡或者分光鏡。
[0016] 所述的耦合器與與成像系統(tǒng)投射的成像光線所成角度為45度。
[0017] 所述的視標部件還包括固定支架，所述的反射板安裝在固定支架上。
[0018] 所述的反射板與所述反射板中心到耦合器中心連線垂直。
[0019] 還包括控制部件和計算機，所述的控制部件一端連接激光器聯(lián)動部件，另一端連 接計算機。
[0020] -種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置的定位方法，
[0021] (1)選取視網(wǎng)膜上的一個坐標；
[0022] (2)將坐標建立一個笛卡爾坐標系或直角坐標系，以所述的反射板所在面為X0Y 平面，耦合器中心到人眼瞳孔中心的連線方向為X軸正方向，耦合器中心到反射板中心的 連線方向為Z軸正方向，耦合器中心為原點，；
[0023] (3)設視標激光點在X0Y平面內(nèi)的坐標為（0X，0y)，激光器1中心坐標為L(k， h，zj，人眼6瞳孔中心坐標E(xe，0,0)，反射板41中心坐標為S(0,0,zs)，其中0^X軸 方向角在Z0X面的投影角，0y*Y軸方向角在Z0Y面的投影角；
[0024] (4)計算得激光光斑在反射板處的位置為：
[0025] xs=(zs+xE)tan( 9 x)
[0026] ys=(zs+xE)tan( 0 y)
[0027] 進一步計算得激光器聯(lián)動部件的方位角和俯仰角為：
[0028]
[0029] (5)將計算得到的激光器聯(lián)動部件的方位角和俯仰角，輸送給步進電機，由步進電 機控制二維轉(zhuǎn)動，使激光器指向正確的視標位置，實現(xiàn)視網(wǎng)膜區(qū)域精確定位。
[0030]本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置及 其定位方法，本發(fā)明的基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置包括激光器、激光器聯(lián)動部件、 光線耦合部件和視標部件；所述的激光器安裝在激光器聯(lián)動部件上，所述的激光器聯(lián)動部 件由步進電機控制，輸入任意視網(wǎng)膜坐標，通過軟件計算，由步進電機控制二維轉(zhuǎn)動，使激 光器指向正確的視標位置，人眼通過耦合器注視視標上激光光斑，實現(xiàn)視網(wǎng)膜區(qū)域精確定 位。設計巧妙獨特，結(jié)構(gòu)簡單，自動定位，能實現(xiàn)視網(wǎng)膜任意區(qū)域精確定位，并具有操作方便 靈活、精確高等特點，適于大規(guī)模推廣應用。
【附圖說明】
[0031]圖1是本發(fā)明的一具體實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖2是圖1所示的具體實施例的激光器聯(lián)動部件可采用的結(jié)構(gòu)之一的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0033]圖3是圖1所示的具體實施例的激光器聯(lián)動部件可采用的結(jié)構(gòu)之二的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0034] 圖4是圖1所示的具體實施例的光線耦合部件可采用的結(jié)構(gòu)之一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035] 圖5是圖1所示的具體實施例的光線耦合部件可采用的結(jié)構(gòu)之二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖6是圖1所示的具體實施例的視標部件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖7是圖1所示的具體實施例的激光光斑位置與定位角度間關系原理示意圖。
[0038] 圖8是圖1所示的具體實施例視網(wǎng)膜定位計算原理示意圖。
【具體實施方式】
[0039] 為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術內(nèi)容，特舉以下實施例詳細說明。其中相同 的部件采用相同的附圖標記。
[0040]請參見圖1所示，本發(fā)明的基于眼底成像系統(tǒng)的視網(wǎng)膜定位裝置包括激光器1、激 光器聯(lián)動部件2、光線耦合部件3和視標部件4 ;所述的激光器1安裝在激光器聯(lián)動部件2 上，所述的激光器聯(lián)動部件2安裝在離成像系統(tǒng)5 -定距離的位置處；所述的光線耦合部件 3安裝在成像系統(tǒng)目鏡或者光瞳（人眼6瞳孔）前段，耦合器31與成像光線7成一定角度， 將定位視標光線8與成像光線7耦合在一起進入到人眼6 ;所述的視標部件4安裝在距離 成像系統(tǒng)5 -定距離的位置處。
[0041]所述的激光器聯(lián)動部件2可以采用任何合適的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的具體實施例中，如 圖2所示，所述的激光器聯(lián)動部件2包括水平旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)21和俯仰結(jié)構(gòu)22,所述的水平旋轉(zhuǎn) 結(jié)構(gòu)21包括水平旋轉(zhuǎn)軸211、水平旋轉(zhuǎn)座212和步進電機213,所述的水平旋轉(zhuǎn)軸211傳動 連接并控制所述的水平旋轉(zhuǎn)座212繞該水平旋轉(zhuǎn)軸水平旋轉(zhuǎn)，所述的俯仰結(jié)構(gòu)22包括俯仰 軸221、俯仰座222和步進電機213,所述的俯仰軸221傳動連接并控制所述的俯仰座222 繞該俯仰軸上下旋轉(zhuǎn)，所述的激光器1安裝在所述的俯仰結(jié)構(gòu)22上。
[0042] 所述的激光器聯(lián)動部件2在另一種具體實施例中，如圖3所示，所述的激光器聯(lián)動 部件2包括滾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)23和俯仰結(jié)構(gòu)22,所述的滾轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)23包括滾轉(zhuǎn)軸231、滾轉(zhuǎn)座232和 步進電機213,所述的滾轉(zhuǎn)軸231傳動連接并控制所述的滾轉(zhuǎn)座232繞該滾轉(zhuǎn)軸上下旋轉(zhuǎn)， 所述的俯仰結(jié)構(gòu)22包括俯仰軸221、俯仰座222和步進電機213,所述的俯仰軸221傳動連 接并控制所述的俯仰座222繞該俯仰軸左右旋轉(zhuǎn)，所述的激光器1安裝在所述的俯仰結(jié)構(gòu) 24上。
[0043] 所述的激光器聯(lián)動部件2在一種優(yōu)選的實施方式中，如圖1和3所示，所述的滾轉(zhuǎn) 軸231與所述的視標4中心和激光器聯(lián)動部件2中心連線垂直。
[0044] 所述的光線耦合部件3可以采用任何合適的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的具體實施例中，如圖4 所示，所述的光線耦合部件3包括耦合器31和安裝支架32,所述的耦合器31為中孔反射 鏡或者分光鏡，所述的安裝支架32安裝在整個成像系統(tǒng)平臺上。在另一種具體實施例中， 如圖5所示，所述的光線耦合部件3包括耦合器31和開有小孔的鏡筒33,所述的耦合器31 為中孔反射鏡或者分光鏡，