超分辨率视网膜成像方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及视网膜成像技术领域，具体提供一种超分辨率视网膜成像方法，以多角度照明实现眼底视网膜高频信息的获取，并使用相位恢复算法进行高分辨率重建，最终实现人眼视网膜超分辨率定量相位成像。并针对多角度照明的问题提出了一种超分辨率视网膜成像系统，包括瞳孔对准单元、照明单元、成像单元和标靶引导单元，通过LED阵列和标靶引导，实现照明单元对视网膜不同视场、不同角度的照明。本发明专利技术大幅度提高了眼底视网膜微细血管的对比度，能够克服人眼像差导致的分辨率降低问题，并且重建图像的分辨率提高至0.5倍衍射极限，能够为恢复人眼像差和医疗诊断提供有力支持。像差和医疗诊断提供有力支持。像差和医疗诊断提供有力支持。

【技术实现步骤摘要】
超分辨率视网膜成像方法和系统


[0001]本专利技术涉及视网膜成像
，具体提供一种超分辨率视网膜成像方法和系统。

技术介绍

[0002]人眼视网膜是眼球壁的内层，包含动脉、静脉以及终末血管系统。由于人眼的特殊性，视网膜中的血管系统是人体中唯一可以借助光学技术无创检测的血管系统。眼底视网膜的所包含的微细血管最细约3.5μm
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6μm，人体多种内分泌疾病例如高血压、糖尿病等，均会率先表现为对视网膜微细血管的破坏，导致其出现形态改变，包括微血管瘤、出血、渗出等。除以上疾病外，白血病、贫血、肾病、心脏病等均可通过对眼底视网膜微细血管的观察进行早期检测、治疗评估或愈后监测。
[0003]目前，观察人眼眼底视网膜的主要方式包括有创性检查与无创性检查两种。有创性检查主要采用荧光血管造影(FFA)技术，但是FFA技术需要对患者注射造影剂，存在一定安全风险。无创成像方式主要有相干层析成像、眼底相机、扫描激光检眼镜等。这些成像方式原理大同小异，均使用一束照明光照亮眼底后，反射光穿过眼睛进入相机成像。通常情况下，受人眼像差影响，普通人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超分辨率视网膜成像方法，其特征在于，对眼底视网膜进行多个不同角度的照明，并获取不同角度的照明时的眼底视网膜图像；通过相位恢复算法计算获得眼底视网膜的高分辨率频谱和人眼像差，并高分辨率重建，获得视网膜超分辨率定量相位成像。2.如权利要求1所述的超分辨率视网膜成像方法，其特征在于，所述高分辨率频谱和所述人眼像差的计算步骤如下：S1、设定所述高分辨率频谱O(μ,ν)、带有人眼像差的光瞳函数P(μ,ν)，则当对眼底视网膜进行第i个角度照明时，第i张所述眼底视网膜图像的表达式如下：；其中，表示对眼底视网膜进行第i个角度照明时的照明波矢；S2、初始化所述高分辨率频谱O(μ,ν)和带有人眼像差的光瞳函数P(μ,ν)，其中，P(μ,ν)初始化为带通内为1，带通外为0；S3、计算第i张所述眼底视网膜图像中与所述高分辨率频谱对应的频谱区域，表示为：；S4、将频谱区域傅里叶变换至空域，生成低分辨率图像估计，表示为：；S5、用第i张所述眼底视网膜图像的振幅代替低分辨率图像估计的振幅，表示为：；S6、更新所述高分辨率频谱，表示为：；其中，，j表示迭代次数，为常数，用于调整更新的步长；更新带有人眼像差的光瞳函数，表示为：；其中，为常数，用于调整光瞳的步长；S7、重复S3~S5，直至所有角度照明获取的眼底视网膜图像处理完毕；
S8、重复S3~S7，直至完成迭代次数。3.一种超分辨率视网膜成像系统，其特征在于，包括瞳孔对准单元、照明单元、成像单元和标靶引导单元；所述瞳孔对准单元包括：近红外LED、瞳孔相机和第一透镜组，所述近红外LED照射到瞳孔上的光被反射，反射光经所述第一透镜组处理成像在所述瞳孔相机上，通过调整保证瞳孔与光轴对准；所述照明单元包括：LED阵列的发射光经过第二透镜组以不同角度照亮视网膜，所述LED阵列上设置有多个位置不同的LED光源，各LED光源可单独控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱友强，王斌，王鹍，刘欣悦，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：