一种视锥细胞成像装置的制作方法

本发明一般涉及一种成像装置，特别地涉及一种视锥细胞成像装置。

背景技术：

自适应光学(ao)在眼科中的应用是通过波前感受器-波前控制器可自适应校正光学系统各种像差，大大提高系统横向分辨率。人眼本身是一个光学系统，光学系统在测量人眼的过程中往往存在各种像差，严重影响成像质量。在光学系统中引入自适应光学技术可解决这一问题。本专利将结合自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)与光学相干层析成像技术(oct)相结合，极大提高系统在二维空间上的分辨率，观测其视锥细胞级活动所引起的视网膜层活动情况，可评估视锥细胞活动能力。

因为视锥细胞能接受光刺激，并将光能转换为神经冲动，内含有感光物质(视紫蓝质)。在光刺激下，感光物质可发生一系列的光化学变化和电位改变，使视锥细胞发生神经冲动。本发明可通过光源宽带光刺激视网膜上的视锥细胞层，观测视锥细胞发放神经冲动时对视网膜各层的运动情况。从采集得到的视网膜三维图像信息中提取其动态信息，分析细胞的活跃度，以达到评估视网膜光感受过程。

视细胞是视网膜的感光神经，而视锥细胞是视细胞的重要部分，主要分布于中心凹区域，其重要功能是辨别颜色，视网膜中有三种对不同波长特别敏感的视锥细胞，一类的吸收峰值在420nm外，一类在531nm外，一类在558nm外，基本对应于蓝绿红三色光的波长。红绿色盲发病与视锥细胞活动息息相关，由此，观测视锥细胞的活动情况对于色盲疾病研究有着重要意义。

与本发明接近的相关技术有：《一种基于自适应光学的激光衍射线扫描共焦检眼镜系统》(cn201210523966.4)、《具有自适应光学系统的扫描光学图像获取设备及其控制方法》(cn201080016622.3)中所提及的自适应光学激光检眼镜原理，但与上述系统应用不同，本专利与光学相干层析成像技术相结合，旨在观测由视锥细胞刺激引起的视网膜各层活动，弥补了在视锥细胞活动检测领域中的空白。

技术实现要素：

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种视锥细胞成像装置，可以实现清晰地观测到眼底的视锥细胞的活动情况。

为实现上述技术效果，本发明采用如下技术方案：

一种视锥细胞成像装置，所述装置包括自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)、光学相干层析成像(oct)和成像处理装置，其中自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)包括第一光源模块、波前探测模块、校正控制模块、扫描模块；光学相干层析成像(oct)包括第二光源模块、干涉模块以及干涉信号接收模块。

作为上述技术方案的一种改进，其中自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)还包括分束镜(bs)、聚焦透镜(fl)和光电倍增管(pmt)。

作为上述技术方案的一种改进，其中自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)还包括4f系统和光电倍增管(pmt)。

作为上述技术方案的一种改进，其中光源模块包括激光器和光纤耦合器。

作为上述技术方案的一种改进，其中波前探测模块包括波前传感器。

作为上述技术方案的一种改进，其中校正控制模块包括变形镜，扫描模块包括扫描振镜，其中扫描振镜包括快速横向扫描振镜和慢速纵向扫描振镜。

作为上述技术方案的一种改进，其中第二光源模块与第一光源模块相同或不相同。

作为上述技术方案的一种改进，其中干涉模块包括偏振控制器和准直镜。

作为上述技术方案的一种改进，其中干涉信号接收模块包括光谱仪模块和平衡探测器，光谱仪模块包括光栅、聚焦透镜和相机，其中光栅为衍射光栅，相机为线性相机，成像处理装置包括计算机。

技术效果：

本发明提供的一种视锥细胞成像装置，包括自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)、光学相干层析成像(oct)和成像处理装置，将通过光学相干层析成像(oct)进行入眼底的视锥细胞的光束进行处理返回后，再与通过自适应光学扫描激光检眼镜(aoslo)的光束处理后进行干涉处理，并把处理的干涉信号送至成像处理装置进行生成高精度的三维图像，能够实现清晰地观测到眼底的视锥细胞的活动情况。

附图说明

以下和其他优点和特征将从以下参考附图的实施例的详细描述中得到更充分的理解，附图必须以说明性和非限制性的方式来考虑，其中：

图1为根据本发明的实施例的一种视锥细胞成像装置的结构图；

图2为根据本发明的另一个实施例的一种视锥细胞成像装置示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”。

图1为根据本发明的实施例的一种系统的结构图。如图1所示，本发明提供的，所述装置包括自适应光学扫描激光检眼镜aoslo、光学相干层析成像oct和处理装置，其中自适应光学扫描激光检眼镜aoslo包括第一光源模块、波前探测模块、校正控制模块和扫描模块；光学相干层析成像oct包括第二光源模块、干涉模块以及干涉信号接收模块。

在本发明的一个实施例中，优选地，第一光源模块包括激光器和光纤耦合器,其中，激光器用于连续地发射光源，激光器可以是超辐射半导体激光器，激光器也可以是超连续光源scl。

在本发明的一个实施例中，优选地，波前探测模块包括波前传感器wvs，用于获取波前像差。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中校正控制模块包括变形镜dm，可以通过改变变形镜的镜面角度来控制光线的角度。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中扫描模块包括扫描振镜，其中扫描振镜包括快速横向扫描振镜fs和慢速纵向扫描振镜ss用于扫描眼底,快速横向扫描振镜fs和慢速纵向扫描振镜ss组合扫描后将光在眼底网膜层汇聚于视锥细胞层。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中第二光源模块与第一光源模块相同。

在本发明的另一个实施例中，优选地，其中第二光源模块与第一光源模块不相同。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中干涉模块包括偏振控制器pc、准直镜cl。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中干涉信号接收模块包括光栅、聚焦透镜和相机，其中光栅为衍射光栅，相机为线性相机。

在本发明的一个实施例中，优选地，其中成像处理装置包括计算机。

如图1所示，具体的光路走向如下：超连续光源scl发出的宽带光首先进入光纤耦合器foc后被分成两束光，第一束光进入自适应光学扫描激光检眼镜aoslo(也称为参考臂)，第二束光进入光学相干层析成像oct。详细地，第一束光通过第三偏振控制器pc3，经过第一准直镜cl1进行准直第一光束，然后再经过第二聚焦透镜fl2进行聚焦处理，将光线传送至平面镜m，然后平面镜m将射来的第一光束根据反射原理，将第一光束原路返回至光纤耦合器foc。

第二束光通过第一偏振控制器pc1进行处理，经过分色镜drm和第一分束镜bs射入第一曲面镜cm1和第二曲面镜cm2，第一曲面镜cm1和第二曲面镜cm2组成第一共聚焦系统，用于消除系统杂散光，由共聚焦系统处理过的第二光束再射入变形镜dm，可通过控制改变变形镜dm的镜面角度来调节第二光束的入射角度，接着又通过第二个由第三曲面镜cm3和第四曲面镜cm4组成的第二共聚焦系统，接着经由快速横向扫描振镜fs和慢速纵向扫描振镜ss组合来处理第二光束，其中快速横向扫描振镜fs和慢速纵向扫描振镜ss之间还设置有第五曲面镜cm5和第六曲面镜cm6，再经过第七曲面镜cm7和第八曲面镜cm8将第二光束传送给第一平面镜fm1，接着通过第二平面镜fm2传送给视锥细胞。从眼底的视锥细胞返回来的第二光束原路返回至第一分束镜bs1，经第二分束镜bs2射入微透镜阵列lea和波前传感器wvs，经波前传感器wvs获取波前像差，并返回控制变形镜校正波前像差，然后返回至光纤耦合器foc。

至此，从自适应光学扫描激光检眼镜aoslo返回的第一光束与从光学相干层析成像oct返回的第二光束进行干涉，通过第二偏振控制器pc2处理后，传送到第二准直镜cl2进行准直，再经由光栅g处理后传送至第一聚焦透镜fl1，再传送至相机，相机接收到数据后，再经由相机传送至计算机装置进行处理成视锥细胞三维成像。

通过光学相干层析成像oct和光学相干层析成像oct的结合，能够将眼底的视网膜各层的运动情况通过自适应校正人眼像差的光信号，呈现高精度的人眼图像。

因为视锥细胞能接受光刺激，并将光能转换为神经冲动，内含有感光物质(视紫蓝质)。在光刺激下，感光物质可发生一系列的光化学变化和电位改变，使视锥细胞发放神经冲动。本发明可通过光源宽带光刺激视网膜上的视锥细胞层，观测视锥细胞发放神经冲动时对视网膜各层的运动情况。从采集得到的视网膜三维图像信息中提取其动态信息，分析细胞的活跃度，以达到评估视网膜光感受过程。

另外，自适应光路与激光检眼镜相结合。激光检眼镜系统包括光源scl、准直透镜cl3、分束镜bs、聚焦透镜fl3以及光电倍增管pmt。由于光电倍增管pmt接收的是已经经过自适应光路校正过的人眼像差的光信号，因此，光电倍增管pmt可显著地倍增处理过的光信号，从而再经计算机处理后，可呈现高精度的人眼图像。

图2为根据本发明的另一实施例的视锥细胞成像装置的示意图。所述视锥细胞成像装置包括自适应光学扫描激光检眼镜aoslo和光学相干层析成像oct。至人眼的光束分成两路，第一路光束来自自适应光学扫描激光检眼镜aoslo，第二路光束来自光学相干层析成像oct。

自适应光学扫描激光检眼镜aoslo包括光源、衰减器、分光镜、曲面镜、振镜、4f系统和光电倍增管。光学相干层析成像oct包括扫描光源、光纤耦合器、平衡探测器、准直器和光栅。在自适应光学扫描激光检眼镜aoslo模块内，第一路光束从光源+衰减器出发，沿分光镜、曲面镜、曲面镜、振镜、曲面镜、曲面镜、振镜进行双向地传播，并双向地传送至二向色镜，其中由分光镜分出一光束，并单向地向4f系统传播、光电倍增管依次传播。

在光学相干层析成像oct模块内，由扫频光源发射出光束传播至光纤耦合器，同时由光纤耦合器分成两路光束，第一路光束从光学相干层析成像oct模块传播出去，依次传播至准直器、振镜、振镜、4f系统、二向色镜；第二路光束经由光纤耦合器进行传播。其中第二路光束分成第三光束和第四光束，第三光束双向地依次传播至准直器、光栅、准直器、光纤耦合器和平衡探测器，同理，第四光束双向地依次传播至光纤耦合器、准直器、光纤耦合器和平衡探测器。最后光束返回至要将光束传播出去的光纤耦合器中。

分别通过自适应光学扫描激光检眼镜aoslo和光学相干层析成像oct的光束在二色向镜处交汇，双向地传播至人眼。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。