一种便携式广角眼底成像装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种医疗成像设备及方法，具体设及一种适用于早产儿或婴幼儿视网 膜病变检查的便携式广角眼底成像装置及方法。
【背景技术】
[0002] 早产儿视网膜病变是一种可能引起早产儿或婴幼儿致盲的疾病，是儿童失明的主 要原因。早产儿视网膜病变多发于早产，出生体质量轻，出生后有吸氧史的新生儿，由早产 儿视网膜疾病引起失明的儿童比例在发达国家为8%，发展中国家为40%，一些地区甚至达到 60〇/〇。
[0003] 早产儿视网膜病变根据严重程度分为四个阶段，在前=个阶段都可W治愈，第四 阶段会对视力造成严重损伤并可能失明，因此早产儿视网膜疾病阔值病变及严重阔值前病 变前的诊断和治疗可W显著降低早产儿的致盲率。
[0004] 我国每年因早产儿视网膜病变失明的儿童致少有2~3万，而发生视力损伤的病例 不计其数。为此我国卫生部2004年颁发了《早产儿治疗用氧和视网膜病变防治指南》，强调 在医院生产的早产儿、低体重儿，特别是有吸氧史的儿童，都必须进行眼底检查，W尽早发 现早产儿视网膜病变，减少早产儿和婴幼儿的致盲和致残率。
[0005] 传统检查方法要在充分扩瞳情况下使用，可观察视场小，一般为30°左右。而早产 儿视网膜病变发生在视网膜周边区域，加上早产儿、婴幼儿不可能配合，检查比较困难，需 要使用广角眼底视网膜成像装置对眼底全方位成像，为临床医生提供诊断及治疗的客观依 据。
[0006] 视网膜成像技术已被广泛用于视网膜疾病的探测与诊断，但传统眼底照相机成像 视场小，结构复杂，没有实时显示设备，医生只能对患者视网膜先成像，再通过专用计算机 进行查看，操作复杂，也不适用于早产儿视网膜疾病的检查。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种便携式广角眼底成像 装置及方法。
[000引本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为： 一种便携式广角眼底成像装置，包括光学成像系统和移动终端设备;所述光学成像系 统包括光源组件、光导纤维组、角膜接触透镜、场镜组、图像传感器、图像存储模块和无线传 输模块;所述光源组件用于发送医用冷光源，与光源组件相连的具有环形发光区的光导纤 维组将光源传送至角膜接触透镜，并在角膜接触透镜上形成环形光斑，其中，所述环形发光 区上任意点的光源出射方向与角膜接触透镜的中轴线呈一定倾斜角度;所述角膜接触透镜 与角膜相接触，为软性材料制成的凹面光学透镜，其中靠近角膜的一面是凹面，远离角膜的 一面为凸面，用于向视场内引导光源W及接收视网膜的反射光，并将反射光传送到场镜组， 所述环形光斑的中间部分为视窗，传送的光源即照明光束从视窗外部通过，不经过视窗内 部，视网膜反射的光束即成像光束从视窗内部通过，所述照明光束和成像光束分离;所述场 镜组设置在角膜接触透镜和图像传感器之间，用于改变角膜接触透镜出射光的方向并进行 聚焦，投射到所述图像传感器中进行成像;所述图像传感器将生成的图像存储在所述图像 存储模块中，并通过所述无线传输模块传送给所述移动终端设备。
[0009] 为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括： 所述医用冷光源为红外光和可见光两种光源，其中，红外光用于视网膜的观察和对焦， 可见光用于视网膜的成像。
[0010] 所述红外光的波长为800nm，所述可见光的波长为400~760nm。
[0011] 所述角膜接触透镜的折射率为1.8。
[0012] 所述角膜接触透镜的内外表面上涂有光学抗反射涂层。
[0013] 在不需要对视网膜中屯、区域成像时，所述角膜接触透镜的中屯、可设置黑色区域， W提升视网膜周围区域图像的对比度和清晰度。
[0014] 所述场镜组由=个场镜排列组成，第一个场镜设置在角膜接触透镜的焦距处，第 二个场镜设置在第一个场镜的焦距处，第=个场镜设置在第二个场镜的焦距处。
[0015] 此外，还提出了一种采用上述便携式广角眼底成像装置进行广角眼底成像的方 法，包括W下步骤:步骤a:将光源组件设置为发射红外光，调节所述倾斜角度，从而调整视 场大小，光导纤维组将红外光传输到角膜接触透镜，进而传送至视网膜，通过移动终端设备 对视网膜进行观察和对焦;步骤b:将光源组件切换为发射可见光，光导纤维组在角膜接触 透镜上形成环形光斑，环形光斑中间部分为视窗，传送的光源即照明光束从视窗外部通过， 不经过视窗内部，视网膜反射的光束即成像光束从视窗内部通过，并透过角膜接触透镜传 送到场镜组，场镜组改变从角膜接触透镜出射光的方向并进行聚焦，投射到所述图像传感 器中进行视网膜成像。
[0016] 不需要对视网膜中屯、区域成像时，在步骤a和b之前对角膜接触透镜的中屯、设置黑 色区域，W提升视网膜周围区域图像的对比度和清晰度。
[0017]本发明具有W下优点： 1、 成像装置统结构紧凑，体积小，视窗直径在6mm左右，在不需要扩瞳的情况下可W实 现眼底视网膜的多角度广角成像，视场可达到140度； 2、 光源传送采用光导纤维直达方式，最大程度的减少了光损耗;光导纤维的角度可W 根据视场大小调整，照明均匀，不会出现局部暗区； 3、 采用红外和可见光两种光源，红外光用于视网膜的观察和对焦，可见光用于视网膜 的成像，人眼对于红外光没有感觉，在长时间观察和调焦的情况下也可W避免患者缩瞳，成 像瞬间切换为可见光，在几毫秒可见光的曝光下拍摄到高对比度、清晰度的视网膜图片； 4、 角膜接触透镜为软性材料，可W与角膜良好接触，因为视窗内的曲率半径与视窗外 曲率半径的差异可W使照明光线聚焦到视网膜上，并且使照明光束和成像光束完全分离； 5、 照明光线和成像光线完全分离，照明光线经过角膜接触透镜、角膜、晶状体等眼体组 织的折射均匀的照亮视网膜，成像光束经过角膜接触透镜的视窗进入图像传感器，因为照 明光路和成像光路没有共同透镜，再加上角膜接触透镜有抗反射涂层，可W完全避免因透 镜表面反射光而产生的杂光，确保视网膜图像的分辨率和对比度； 6、 可根据不同的人眼屈光度和成像位置调节图像传感器的位置和焦距，W获取最清晰 的眼底视网膜图像； 7、 在角膜接触透镜和场镜组的作用下，可W改变视网膜反射光的位置和方向，对成像 光束进行聚焦，将所有的光线聚焦到一个平面上，将弯曲的视网膜图像变成平面像，被图像 传感器清晰记录； 8、 在不需要对视网膜中屯、区域成像时，可W将角膜接触透镜的中屯、区域涂成黑色，运 样视网膜的中屯、区域因没有光线通过会变成黑色无法成像，但可W进一步提升视网膜周围 区域图像的对比度和清晰度； 9、 将实时图像输出与拍照功能相结合，可通过移动终端设备实时观察视网膜图像，并 将视网膜图像存储在图像存储模块。
【附图说明】
[0018] 图1是本发明的整体示意图。
[0019] 图2是本发明的光学成像系统的结构示意图。
[0020] 图3是本发明的光学成像系统的前视图。
[0021] 图4是本发明的成像原理图。
[0022] 图5是本发明角膜接触透镜的示意图。
【具体实施方式】
[0023] W下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
[0024] 如图1所示的便携式广角眼底成像装置，包括光学成像系统和移动终端设备9;光 学成像系统包括光源组件1、光导纤维组2、角膜接触透镜4、场镜组5、图像传感器6、图像存 储模块61和无线传输模块62。
[0025] 进一步结合附图2-4进行说明，光源组件1用于发送医用冷光源，具体可采用红外 光和可见光两种光源，红外光的波长为800nm，可见光波长为400~760nm，一般情况下选用使 视网膜图像分辨率最高的波长在560~580nm的黄绿光，其中红外光用于视网膜的观察和对 焦，可见光用于视网膜的成像，在成像瞬间将红外光切换为可见光，W避免患者缩瞳，在几 毫秒可见光的曝光下拍摄到需要的视网膜图片。也可根据不同的视网膜成像位置选择不同 波长的可见光，W适应视网膜不同组织的高质量成像。
[0026] 与光源组件1相连的具有环形发光区的光导纤维组2将光源传送至角膜接触透镜 4,并在角膜接触透镜4上形成环形光斑7,其中，环形发光区上任意点的光源出射方向与角 膜接触透镜4的中轴线呈一定倾斜角度@。相比于与角膜接触透镜4的中轴线平行出射，采用 一定倾斜角度S进行光源的出射能够有效增大视场，实现广角成像，并且可根据实际的视场 需求对倾斜角度0进行调节。其中，光导纤维组2可选用玻璃光纤，采用全反射形式进行光源 传送W实现有效的环形照明，从而实现更好的光照度，减少光损耗。
[0027] 角膜接触透镜4与角膜相接触，用于向视场内引导光源W及接收视网膜的反射光， 并将反射光传送到场镜组5。环形光斑7的中间部分为视窗8，传送的光源即照明光束从视窗 8外部通过，不经过视窗8内部，视网膜反射的光束即成像光束从视窗8内部通过，因为角膜 和