一種便攜式廣角眼底成像裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種醫(yī)療成像設(shè)備及方法，具體設(shè)及一種適用于早產(chǎn)兒或嬰幼兒視網(wǎng) 膜病變檢查的便攜式廣角眼底成像裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變是一種可能引起早產(chǎn)兒或嬰幼兒致盲的疾病，是兒童失明的主 要原因。早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變多發(fā)于早產(chǎn)，出生體質(zhì)量輕，出生后有吸氧史的新生兒，由早產(chǎn) 兒視網(wǎng)膜疾病引起失明的兒童比例在發(fā)達(dá)國家為8%，發(fā)展中國家為40%，一些地區(qū)甚至達(dá)到 60〇/〇。
[0003] 早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變根據(jù)嚴(yán)重程度分為四個(gè)階段，在前=個(gè)階段都可W治愈，第四 階段會(huì)對視力造成嚴(yán)重?fù)p傷并可能失明，因此早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜疾病闊值病變及嚴(yán)重闊值前病 變前的診斷和治療可W顯著降低早產(chǎn)兒的致盲率。
[0004] 我國每年因早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變失明的兒童致少有2~3萬，而發(fā)生視力損傷的病例 不計(jì)其數(shù)。為此我國衛(wèi)生部2004年頒發(fā)了《早產(chǎn)兒治療用氧和視網(wǎng)膜病變防治指南》，強(qiáng)調(diào) 在醫(yī)院生產(chǎn)的早產(chǎn)兒、低體重兒，特別是有吸氧史的兒童，都必須進(jìn)行眼底檢查，W盡早發(fā) 現(xiàn)早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病變，減少早產(chǎn)兒和嬰幼兒的致盲和致殘率。
[0005] 傳統(tǒng)檢查方法要在充分?jǐn)U瞳情況下使用，可觀察視場小，一般為30°左右。而早產(chǎn) 兒視網(wǎng)膜病變發(fā)生在視網(wǎng)膜周邊區(qū)域，加上早產(chǎn)兒、嬰幼兒不可能配合，檢查比較困難，需 要使用廣角眼底視網(wǎng)膜成像裝置對眼底全方位成像，為臨床醫(yī)生提供診斷及治療的客觀依 據(jù)。
[0006] 視網(wǎng)膜成像技術(shù)已被廣泛用于視網(wǎng)膜疾病的探測與診斷，但傳統(tǒng)眼底照相機(jī)成像 視場小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有實(shí)時(shí)顯示設(shè)備，醫(yī)生只能對患者視網(wǎng)膜先成像，再通過專用計(jì)算機(jī) 進(jìn)行查看，操作復(fù)雜，也不適用于早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜疾病的檢查。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種便攜式廣角眼底成像 裝置及方法。
[000引本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為： 一種便攜式廣角眼底成像裝置，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和移動(dòng)終端設(shè)備;所述光學(xué)成像系 統(tǒng)包括光源組件、光導(dǎo)纖維組、角膜接觸透鏡、場鏡組、圖像傳感器、圖像存儲模塊和無線傳 輸模塊;所述光源組件用于發(fā)送醫(yī)用冷光源，與光源組件相連的具有環(huán)形發(fā)光區(qū)的光導(dǎo)纖 維組將光源傳送至角膜接觸透鏡，并在角膜接觸透鏡上形成環(huán)形光斑，其中，所述環(huán)形發(fā)光 區(qū)上任意點(diǎn)的光源出射方向與角膜接觸透鏡的中軸線呈一定傾斜角度;所述角膜接觸透鏡 與角膜相接觸，為軟性材料制成的凹面光學(xué)透鏡，其中靠近角膜的一面是凹面，遠(yuǎn)離角膜的 一面為凸面，用于向視場內(nèi)引導(dǎo)光源W及接收視網(wǎng)膜的反射光，并將反射光傳送到場鏡組， 所述環(huán)形光斑的中間部分為視窗，傳送的光源即照明光束從視窗外部通過，不經(jīng)過視窗內(nèi) 部，視網(wǎng)膜反射的光束即成像光束從視窗內(nèi)部通過，所述照明光束和成像光束分離;所述場 鏡組設(shè)置在角膜接觸透鏡和圖像傳感器之間，用于改變角膜接觸透鏡出射光的方向并進(jìn)行 聚焦，投射到所述圖像傳感器中進(jìn)行成像;所述圖像傳感器將生成的圖像存儲在所述圖像 存儲模塊中，并通過所述無線傳輸模塊傳送給所述移動(dòng)終端設(shè)備。
[0009] 為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括： 所述醫(yī)用冷光源為紅外光和可見光兩種光源，其中，紅外光用于視網(wǎng)膜的觀察和對焦， 可見光用于視網(wǎng)膜的成像。
[0010] 所述紅外光的波長為800nm，所述可見光的波長為400~760nm。
[0011] 所述角膜接觸透鏡的折射率為1.8。
[0012] 所述角膜接觸透鏡的內(nèi)外表面上涂有光學(xué)抗反射涂層。
[0013] 在不需要對視網(wǎng)膜中屯、區(qū)域成像時(shí)，所述角膜接觸透鏡的中屯、可設(shè)置黑色區(qū)域， W提升視網(wǎng)膜周圍區(qū)域圖像的對比度和清晰度。
[0014] 所述場鏡組由=個(gè)場鏡排列組成，第一個(gè)場鏡設(shè)置在角膜接觸透鏡的焦距處，第 二個(gè)場鏡設(shè)置在第一個(gè)場鏡的焦距處，第=個(gè)場鏡設(shè)置在第二個(gè)場鏡的焦距處。
[0015] 此外，還提出了一種采用上述便攜式廣角眼底成像裝置進(jìn)行廣角眼底成像的方 法，包括W下步驟:步驟a:將光源組件設(shè)置為發(fā)射紅外光，調(diào)節(jié)所述傾斜角度，從而調(diào)整視 場大小，光導(dǎo)纖維組將紅外光傳輸?shù)浇悄そ佑|透鏡，進(jìn)而傳送至視網(wǎng)膜，通過移動(dòng)終端設(shè)備 對視網(wǎng)膜進(jìn)行觀察和對焦;步驟b:將光源組件切換為發(fā)射可見光，光導(dǎo)纖維組在角膜接觸 透鏡上形成環(huán)形光斑，環(huán)形光斑中間部分為視窗，傳送的光源即照明光束從視窗外部通過， 不經(jīng)過視窗內(nèi)部，視網(wǎng)膜反射的光束即成像光束從視窗內(nèi)部通過，并透過角膜接觸透鏡傳 送到場鏡組，場鏡組改變從角膜接觸透鏡出射光的方向并進(jìn)行聚焦，投射到所述圖像傳感 器中進(jìn)行視網(wǎng)膜成像。
[0016] 不需要對視網(wǎng)膜中屯、區(qū)域成像時(shí)，在步驟a和b之前對角膜接觸透鏡的中屯、設(shè)置黑 色區(qū)域，W提升視網(wǎng)膜周圍區(qū)域圖像的對比度和清晰度。
[0017]本發(fā)明具有W下優(yōu)點(diǎn)： 1、 成像裝置統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，視窗直徑在6mm左右，在不需要擴(kuò)瞳的情況下可W實(shí) 現(xiàn)眼底視網(wǎng)膜的多角度廣角成像，視場可達(dá)到140度； 2、 光源傳送采用光導(dǎo)纖維直達(dá)方式，最大程度的減少了光損耗;光導(dǎo)纖維的角度可W 根據(jù)視場大小調(diào)整，照明均勻，不會(huì)出現(xiàn)局部暗區(qū)； 3、 采用紅外和可見光兩種光源，紅外光用于視網(wǎng)膜的觀察和對焦，可見光用于視網(wǎng)膜 的成像，人眼對于紅外光沒有感覺，在長時(shí)間觀察和調(diào)焦的情況下也可W避免患者縮瞳，成 像瞬間切換為可見光，在幾毫秒可見光的曝光下拍攝到高對比度、清晰度的視網(wǎng)膜圖片； 4、 角膜接觸透鏡為軟性材料，可W與角膜良好接觸，因?yàn)橐暣皟?nèi)的曲率半徑與視窗外 曲率半徑的差異可W使照明光線聚焦到視網(wǎng)膜上，并且使照明光束和成像光束完全分離； 5、 照明光線和成像光線完全分離，照明光線經(jīng)過角膜接觸透鏡、角膜、晶狀體等眼體組 織的折射均勻的照亮視網(wǎng)膜，成像光束經(jīng)過角膜接觸透鏡的視窗進(jìn)入圖像傳感器，因?yàn)檎?明光路和成像光路沒有共同透鏡，再加上角膜接觸透鏡有抗反射涂層，可W完全避免因透 鏡表面反射光而產(chǎn)生的雜光，確保視網(wǎng)膜圖像的分辨率和對比度； 6、 可根據(jù)不同的人眼屈光度和成像位置調(diào)節(jié)圖像傳感器的位置和焦距，W獲取最清晰 的眼底視網(wǎng)膜圖像； 7、 在角膜接觸透鏡和場鏡組的作用下，可W改變視網(wǎng)膜反射光的位置和方向，對成像 光束進(jìn)行聚焦，將所有的光線聚焦到一個(gè)平面上，將彎曲的視網(wǎng)膜圖像變成平面像，被圖像 傳感器清晰記錄； 8、 在不需要對視網(wǎng)膜中屯、區(qū)域成像時(shí)，可W將角膜接觸透鏡的中屯、區(qū)域涂成黑色，運(yùn) 樣視網(wǎng)膜的中屯、區(qū)域因沒有光線通過會(huì)變成黑色無法成像，但可W進(jìn)一步提升視網(wǎng)膜周圍 區(qū)域圖像的對比度和清晰度； 9、 將實(shí)時(shí)圖像輸出與拍照功能相結(jié)合，可通過移動(dòng)終端設(shè)備實(shí)時(shí)觀察視網(wǎng)膜圖像，并 將視網(wǎng)膜圖像存儲在圖像存儲模塊。
【附圖說明】
[0018] 圖1是本發(fā)明的整體示意圖。
[0019] 圖2是本發(fā)明的光學(xué)成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖3是本發(fā)明的光學(xué)成像系統(tǒng)的前視圖。
[0021] 圖4是本發(fā)明的成像原理圖。
[0022] 圖5是本發(fā)明角膜接觸透鏡的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] W下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0024] 如圖1所示的便攜式廣角眼底成像裝置，包括光學(xué)成像系統(tǒng)和移動(dòng)終端設(shè)備9;光 學(xué)成像系統(tǒng)包括光源組件1、光導(dǎo)纖維組2、角膜接觸透鏡4、場鏡組5、圖像傳感器6、圖像存 儲模塊61和無線傳輸模塊62。
[0025] 進(jìn)一步結(jié)合附圖2-4進(jìn)行說明，光源組件1用于發(fā)送醫(yī)用冷光源，具體可采用紅外 光和可見光兩種光源，紅外光的波長為800nm，可見光波長為400~760nm，一般情況下選用使 視網(wǎng)膜圖像分辨率最高的波長在560~580nm的黃綠光，其中紅外光用于視網(wǎng)膜的觀察和對 焦，可見光用于視網(wǎng)膜的成像，在成像瞬間將紅外光切換為可見光，W避免患者縮瞳，在幾 毫秒可見光的曝光下拍攝到需要的視網(wǎng)膜圖片。也可根據(jù)不同的視網(wǎng)膜成像位置選擇不同 波長的可見光，W適應(yīng)視網(wǎng)膜不同組織的高質(zhì)量成像。
[0026] 與光源組件1相連的具有環(huán)形發(fā)光區(qū)的光導(dǎo)纖維組2將光源傳送至角膜接觸透鏡 4,并在角膜接觸透鏡4上形成環(huán)形光斑7,其中，環(huán)形發(fā)光區(qū)上任意點(diǎn)的光源出射方向與角 膜接觸透鏡4的中軸線呈一定傾斜角度@。相比于與角膜接觸透鏡4的中軸線平行出射，采用 一定傾斜角度S進(jìn)行光源的出射能夠有效增大視場，實(shí)現(xiàn)廣角成像，并且可根據(jù)實(shí)際的視場 需求對傾斜角度0進(jìn)行調(diào)節(jié)。其中，光導(dǎo)纖維組2可選用玻璃光纖，采用全反射形式進(jìn)行光源 傳送W實(shí)現(xiàn)有效的環(huán)形照明，從而實(shí)現(xiàn)更好的光照度，減少光損耗。
[0027] 角膜接觸透鏡4與角膜相接觸，用于向視場內(nèi)引導(dǎo)光源W及接收視網(wǎng)膜的反射光， 并將反射光傳送到場鏡組5。環(huán)形光斑7的中間部分為視窗8，傳送的光源即照明光束從視窗 8外部通過，不經(jīng)過視窗8內(nèi)部，視網(wǎng)膜反射的光束即成像光束從視窗8內(nèi)部通過，因?yàn)榻悄?和