一种眼底扫描成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种眼底扫描成像装置，用于医学上对人眼眼底检查，通过共焦扫描技术获得人眼眼底图像，以判断眼底病理和病灶。该眼底扫描成像装置采用激光作为照明光源，扫描振镜实现对人眼眼底二维扫描，高灵敏度光电二极管探测人眼眼底返回光信号，采集的信号经过信号转换和图像重构，能获得大视场高分辨率眼底视网膜视频图像。该眼底扫描成像装置采用单一振镜代替传统正交双振镜模块，以低的振镜扫描频率得到高帧频视频图像输出；用单探测器，通过电机切换滤光片，实现FFA，ICGA荧光造影功能；通过对图像采集时序的同步控制可用两种不同波长光源的视网膜图像并合成伪彩图像，并能同时实现视频与拍照两种功能。

【技术实现步骤摘要】
一种眼底扫描成像装置
本专利技术涉及一种眼底扫描成像装置，特别涉及一种基于激光共焦原理的大视场激光扫描眼底成像仪，用激光作为照明光源，在光电探测器前方放置针孔实现与光源和人眼视网膜的共焦点对点成像，由扫描振镜对视网膜进行逐点二维光学扫描，取得的信号经过采集和处理，重构出实时、高分辨率的人眼视网膜扫描图像并通过显示器以视频形式输出。
技术介绍
共焦显微技术在1957年由MarvinMinsky提出，并在1987年由BIO-RAD公司推出了第一台商业化的共聚焦显微镜。发展至今，共焦显微技术已经广泛用于生物医学领域。共焦成像是利用逐点照明和空间针孔调制来去除样品焦点前后散射光的光学方法，相对于传统光学成像方法而言，可以突破传统的光学衍射极限，极大地提高光学分辨率和视觉对比度。眼底照相是眼科中广泛应用的一项诊断项目，眼底的血管是人体唯一可通过体表直接观察到的血管。眼底视神经，视网膜及其血管的改变不仅对眼睛本身疾病的诊断和治疗提供极大帮助，而且对脑梗塞、脑溢血、脑动脉硬化、脑肿瘤、糖尿病、肾病、高血压的诊断和治疗有极大的指导意义。眼底血管造影是20世纪60年代兴起的眼科检查手段。将荧光素钠或吲哚青绿等造影剂由前臂静脉快速注入，当造影剂随着血液循环进入眼底血管时，通过眼底相机或扫描仪拍摄眼底血管内造影剂受激发射出的荧光形态，为诸多眼底病的诊断、医治和预后评估做出参照。传统的眼底相机采用感光胶片或CCD／CMOS作为图像采集介质，但人眼视网膜的反射率很低，CCD／CMOS探测灵敏度较低，必须配合瞬时高亮度闪光照明，令病人产生眩目的感觉。眼底荧光造影又特别讲究动态过程，相机只能不断地单幅拍照，更给病人带来比较强烈的不适。眼底扫描仪是利用PMT、APD等高灵敏度感光元件作为接收器件，特别适合用于微弱光信号探测，可以在低光照下动态、实时地把眼底图像输出为视频信号。专利号为EP1698273A1的专利技术公开了一种由一个多边形扫描镜和一个扫描振镜组成二维扫描系统，由球面反射镜构成光学系统主体的共焦眼底扫描仪。由于光学系统主体均为反射式设计，球面反射镜原理上不可以校正大视场像差，故该专利技术不适用于大视场的产品。专利号为US005430509A的专利技术公开了一种在三个正交方向分别扫描的共焦式眼底激光扫描仪，该专利技术利用高频率的声光偏转器或电光偏转器作为第一扫描器件，以获得HDTV格式的视频输出。但声光、电光偏转器价格十分昂贵，并不适于一般的商业用途。此外，该专利技术也完全采用了球面反射镜作为光学系统主体，同样不适用于大视场成像。专利号为US20090009715A的专利技术公开了一种共聚焦彩色检眼镜。该专利采用了卤素灯或LED等非相干线光源，配合线阵接收器件，使用了单振镜在垂直于线阵器件的方向上进行逐行扫描，以获得整个眼底的图像，但这种技术与激光共焦技术相比，图像的分辨率明显降低。专利号为CN94194847.1的专利技术公开了一种眼底光学扫描装置，具有单一的红外扫描光源，一个旋转扫描盘将多焦点定位透镜、光学扫描器、角度位置编码器连成一体，完成对焦和扫描功能。这种装置在对焦和扫描的实现方式上与本专利技术有显著区别，光学原理上使用传统的光学成像原理，与本专利技术采用的共焦原理不同。专利号为CN100479738C的专利技术公开了一种具有视力矫正透镜的光学眼底相机。该专利技术用卤素灯作为照明光源，CCD作为像敏感器件，结构上增加了视力矫正透镜以矫正深度近视、远视(±20D)，其光学原理是传统的照相原理，不同于本专利技术的共焦扫描原理，整台仪器体积大，光学结构复杂，装调难度高。本专利技术提出了一种眼底扫描成像装置，光学系统主体采用折射镜头设计，用于校正大视场像差，同时利用激光共焦技术获得高对比度，高分辨率的图像信号，利用单振镜实现对眼底的二维光学扫描，结合相应的信号和图像处理算法，最终以视频图像输出。具有体积小、结构简单、在同一台机器上迅速实现不同功能切换的特点。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：本专利技术提出了一种眼底扫描成像装置，主要解决的问题有：1)整机便携、小型化，机械运动部分人性化、易操作；2)图像处理系统能够以低的振镜扫描频率得到高帧频视频图像输出；3)用单探测器，通过电机切换滤光片，实现FFA，ICGA荧光造影功能；4)通过对图像采集时序的同步控制可用两种不同波长光源的视网膜图像合并成伪彩图像；5)同时实现视频与拍照两个功能；6)采用单振镜代替传统正交双振镜模块，消除了双振镜的偏心误差，节省了系统空间，更易于控制。本专利技术的技术解决方案：一种眼底扫描成像装置，包括机械运动系统，激光共焦扫描成像光学系统和信号采集处理系统。所述机械运动系统包括主体外壳，运动底座，控制手柄，颚托；主体外壳是系统核心元器件的机械支撑，运动底座用于移动光学系统瞄准被测人眼，控制手柄为操作者提供对焦，拍照等功能，颚托用于承托并固定被测者头部。所述激光共焦扫描成像光学系统包括激光光源组件，扫描组件，望远镜系统，共焦成像探测组件；从光源发出的激光经过准直、合束进入扫描光路组件进行二维光学扫描，扫描光束通过望远镜系统后进入人眼，在视网膜上会聚成一个照明光点，该光点在视网膜表面的反射光再经过望远镜和扫描组件原路返回光学系统，经过分光镜进入共焦成像探测组件。所述信号采集处理系统包括放大器及A／D转换模块，数据寄存器，地址计数器，控制及时钟信号发生器，同步信号源，振镜驱动模块；从光电二极管输出的电压信号经过放大和A／D转换被缓存在数据寄存器中，不同时刻采集到的数据信息对应振镜的不同位置，相应地对应一帧图像中不同的像素；地址计数器记录所采集数据对应的像素位置；数据寄存器与地址计数器的读写时间和振镜的偏转状态均由同步信号进行同步，用于视网膜图像重构。本专利技术的原理：本专利技术的主要原理包括共聚焦光学成像理论和荧光成像技术。本专利技术与现有技术相比有如下优点：本装置中选用了两种不同波长的激光器，在图像采集时，可以通过时序控制，在相邻两帧内分别点亮两支激光器以获取两种不同颜色光照明的眼底图像，再经过相应图像处理算法对连续两帧图像匹配并迭加，能够获得视网膜的伪彩图像。在探测器前插入滤光片模组，通过电机控制滤光片切换可以实现FFA、ICGA荧光造影功能并快速切换。为了用低振镜频率获得高帧频的视频，在图像的扫描算法上做出优化，将扫描镜每一次振动的去程和回程都用于数据采集。即横向往复一个周期取得两行像素，纵向往复一个周期取得两帧图像，以此实现在振镜频率不改变的情况下，输出帧频倍频的目的。在软件应用上，本装置将视频实时输出与传统的拍照功能相结合。在一般的对焦、眼底观察时，显示器实时地输出视网膜的扫描视频，并提供录制功能。当取得了满意的图像并需要为患者打印病例报告时，操作者按下控制手柄上的拍照按键，系统则保存当前时刻的图像作为照片记录在病例中。为了实现整机的便携、小型化，本装置在系统设计中特别对光源、光学系统和机械结构做了小型化设计，令其在体积、重量、功耗上较传统的眼底相机和眼底扫描仪大为降低。附图说明图1是眼底扫描成像装置的外形结构图图2是眼底扫描成像装置的系统原理示意图图3是激光模组原理结构示意图图4是信号采集处理系统原理框图具体实施方式本专利技术中眼底扫描成像装置的机械结构包括主体外壳15，运动底座16，控制手柄17，颚托18本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种眼底扫描成像装置，包括机械运动系统、激光共焦扫描成像光学系统和信号采集处理系统；所述机械运动系统包括主体外壳，运动底座，控制手柄，颚托；主体外壳作为系统核心元器件的机械支撑，运动底座用于移动光学系统瞄准被测人眼，控制手柄为操作者提供对焦，拍照功能，颚托用于承托并固定被测者头部；所述激光共焦扫描成像光学系统包括激光光源组件，扫描组件，望远镜系统，共焦成像探测组件；从光源发出的激光经过准直、合束并进入扫描光路组件进行二维光学扫描，扫描光束通过望远镜系统后进入人眼，在视网膜上会聚成一个照明光点，该光点在视网膜表面的反射光再经过望远镜和扫描组件原路返回光学系统，经过分光镜进入共焦成像探测组件；所述激光光源组件包括多种不同波长的激光光源；其特征在于：当进行伪彩成像时，所述信号采集处理系...

【专利技术属性】
技术研发人员：李研，张锐进，李超宏，
申请(专利权)人：苏州微清医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：