一種用于小動(dòng)物眼底成像的柔性接觸式鏡頭及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及小動(dòng)物眼底成像技術(shù)，具體設(shè)及一種用于小動(dòng)物眼底成像的柔性接觸 式鏡頭及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 小動(dòng)物(特別是大鼠和小鼠）作為醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)研究最常用的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型，在 眼科領(lǐng)域也不例外。目前世界范圍內(nèi)的四大致盲眼病一一青光眼、老年黃斑變性、糖尿病性 視網(wǎng)膜病變(簡(jiǎn)稱糖網(wǎng)?。￤及白內(nèi)障，有=種都會(huì)產(chǎn)生眼底病變，對(duì)眼底進(jìn)行成像研究，在 臨床診斷治療、疾病機(jī)理研究和治療藥物或方法的療效評(píng)估上都起到關(guān)鍵作用。
[0003] 目前的眼底成像技術(shù)主要包括眼底相機(jī)、共聚焦掃描眼底成像（Confocal scanning laser ophthalmoscope,C化0)和光學(xué)相干層析成像（Optical coherence tomography, OCT),由于大鼠和小鼠的眼球尺寸小，光學(xué)參數(shù)也與人眼有很大差別，臨床眼 科成像設(shè)備直接用于小動(dòng)物眼底成像有諸多不便，成像質(zhì)量也不高。美國(guó)的Phoenix公司推 出了小動(dòng)物的眼底相機(jī)，可擴(kuò)展OCT模塊，日本Kowa公司也推出了小動(dòng)物眼底相機(jī)。而CSLO 設(shè)備暫時(shí)沒(méi)有?？卺槍?duì)小動(dòng)物設(shè)計(jì)的，目前在商業(yè)共聚焦成像設(shè)備上補(bǔ)償小動(dòng)物眼球屈光 度從而完成動(dòng)物眼底成像常用的方法有兩種:一是在文章 "Imaging retinal blood flow with laser speckle f lowmetry''（A. I. Srienc ,Z. L.Kurth-Nelson,and E. A.Newman, Frontiers in neuroenergetics,22010.)和文章"non-invasive,functional imaging of the mammalian CNS with cellular resolution"(S.Prilloff,J.Fan,P.Henrich-Noack, and B. A.Sabel, In vivo confocal neuroimaging(ICON),European Journal of 化uroscience，31 (3)，521-528，2010)中，將一個(gè)平凹透鏡附在動(dòng)物眼球上，用長(zhǎng)工作距顯 微物鏡（通常是4X鏡）通過(guò)共聚焦顯微鏡來(lái)進(jìn)行觀測(cè)；二是在文章 "In ViVO confocal imaging of the retina in animal models using scanning laser ophthalmoscopy'' (M. W. Seeliger, S. C. Beck, N. Porcyra-Mufioz, S. Dange l,J.-Y.Tsai,U.F.O. Luhmann, et al. ,Vision Research ,45(28), 3512-3519,2005)和文章 ('Imaging axonal transport in the rat visual pathway'' (C. J. Abbott,T.E. Choe, T. A. Lusardi ,C.F. Burgoyne,L. Wang, and B.Fortune,Biomedical optics e 邱 ress,4(2),364-386,2013)中提到的定制硬性隱 形眼鏡配合聚焦透鏡應(yīng)用在商業(yè)CSLO系統(tǒng)（主要是海德堡的皿T或HRA系列產(chǎn)品讓。方法一 中的平凹透鏡一般為現(xiàn)成的商業(yè)透鏡，凹面曲率半徑和大鼠、小鼠眼不能完全貼合，平面一 側(cè)又會(huì)在系統(tǒng)中形成一個(gè)反射亮斑，影響成像質(zhì)量。而且，動(dòng)物置于顯微鏡的載物臺(tái)上不方 便調(diào)整體位，找到眼底的感興趣區(qū)。此外，顯微鏡的成像視野很小，雖然可W觀察眼底的細(xì) 微結(jié)構(gòu)，但是很難定位，操作者需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間來(lái)找到想要觀測(cè)的位置，同時(shí)，顯微鏡光 源能量較高，實(shí)驗(yàn)持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，眼球越容易發(fā)生暫時(shí)性白內(nèi)障。方法二采用CSLO系統(tǒng)成 像，可W獲得較大視野，硬性隱形眼鏡幾乎沒(méi)有度數(shù)，主要作用是潤(rùn)濕和保護(hù)眼球，有利于 延緩暫時(shí)性白內(nèi)障的發(fā)生，且提供一個(gè)更為均勻和平滑的空氣-人工眼球（隱形眼鏡外表 面)界面，能夠提高成像質(zhì)量。但是，運(yùn)種方法需要定制隱形眼鏡，運(yùn)對(duì)于很多非光學(xué)類的科 研工作者來(lái)說(shuō)不是一件易事，而且隱形眼鏡的尺寸只適合一種尺寸的眼球，動(dòng)物個(gè)體之間 的差異、隨著年齡增長(zhǎng)眼球體積的變化等因素，都會(huì)制約此方法的應(yīng)用。此外，采用運(yùn)種方 法時(shí)小動(dòng)物的眼球和成像系統(tǒng)仍是分離的，仍然需要調(diào)整小動(dòng)物眼球的位置，使光線能夠 準(zhǔn)確進(jìn)入眼球并進(jìn)行聚焦?？紤]到大鼠和小鼠的瞳孔都很小，準(zhǔn)直的工作會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí) 間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于W上現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提出了一種柔性接觸式鏡頭，鏡頭的前 端與眼球貼合，后端直接與CSLO系統(tǒng)相連，構(gòu)成一個(gè)整體，操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，只需將小動(dòng)物的眼 球貼近鏡頭，使其眼球與鏡頭表面完好貼合，調(diào)整動(dòng)物體位，即可完成眼球與CSLO系統(tǒng)的準(zhǔn) 直調(diào)整工作。
[0005] 本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種用于小動(dòng)物眼底成像的柔性接觸式鏡頭。
[0006] 本發(fā)明的透明填充介質(zhì)可W采用液體，也可W采用彈性膠體。
[0007] 透明填充介質(zhì)采用液體，本發(fā)明的用于小動(dòng)物眼底成像的柔性接觸式鏡頭包括： 錐形鏡筒、平凸透鏡、墊圈、卡環(huán)、透明填充介質(zhì)、透明彈性薄膜和密封壓環(huán);其中，錐形鏡筒 的中屯、具有通孔，通孔包括后通孔、中通孔和前通孔=部分，直徑依次減小，形成臺(tái)階型結(jié) 構(gòu)；后端的后通孔的外徑與成像設(shè)備鏡頭匹配；中通孔的直徑與平凸透鏡的直徑一致，平凸 透鏡的凸面面向后端，平面面向前端，放置在中通孔內(nèi)，放入圓環(huán)形的墊圈，通過(guò)卡環(huán)旋緊， 將平凸透鏡固定在中通孔內(nèi)；前通孔的直徑與小動(dòng)物眼球的直徑一致，前通孔與平凸透鏡 的平面之間形成一個(gè)空腔;在空腔內(nèi)填入透明填充介質(zhì)，透明填充介質(zhì)為液體;透明彈性薄 膜覆蓋前通孔，密封壓環(huán)套在彈性薄膜和錐形鏡筒外，將透明填充介質(zhì)密封在空腔內(nèi)；柔性 接觸式鏡頭的后端與成像設(shè)備鏡頭的前端固定在一起，前端緊貼眼球，透明填充介質(zhì)與透 明彈性薄膜形成柔性接觸面完好貼合眼球。
[000引液體的透明填充介質(zhì)采用折射率介于玻璃和角膜之間的物質(zhì)，例如生理鹽水、憐 酸緩沖鹽溶液(PBS緩沖液)等。
[0009] 透明填充介質(zhì)采用彈性膠體，本發(fā)明的用于小動(dòng)物眼底成像的柔性接觸式鏡頭包 括:錐形鏡筒、平凸透鏡、墊圈、卡環(huán)和透明填充介質(zhì);其中，錐形鏡筒的中屯、具有通孔，通孔 包括后通孔、中通孔和前通孔=部分，直徑依次減小，形成臺(tái)階型結(jié)構(gòu)；后端的后通孔的外 徑與成像設(shè)備鏡頭匹配；中通孔的直徑與平凸透鏡的直徑一致，平凸透鏡的凸面面向后端， 平面面向前端，放置在中通孔內(nèi)，放入圓環(huán)形的墊圈，通過(guò)卡環(huán)旋緊，將平凸透鏡固定在中 通孔內(nèi)；前通孔的直徑與小動(dòng)物眼球的直徑一致，前通孔與平凸透鏡的平面之間形成一個(gè) 空腔;透明填充介質(zhì)采用彈性膠體，填充在空腔內(nèi)；透明填充介質(zhì)的前表面為曲面;柔性接 觸式鏡頭的后端與成像設(shè)備鏡頭的前端固定在一起，前端緊貼眼球，透明填充介質(zhì)的前表 面形成柔性接觸面完好貼合眼球。
[0010] 彈性膠體的透明填充介質(zhì)采用折射率介于玻璃和角膜之間、透光率超過(guò)90%、在 常溫下為固態(tài)的水凝膠，例如瓊脂、明膠、超聲禪合劑等。
[0011] 錐形鏡筒采用金屬加工并發(fā)黑處理。錐形鏡筒的外徑尺寸從后端至前端逐漸減 小，由于成像設(shè)備鏡頭的尺寸遠(yuǎn)大于小動(dòng)物眼球的尺寸，錐形鏡筒的后端的外徑與成像設(shè) 備鏡頭匹配，從而能夠與成像設(shè)備鏡頭前端同