一种用于小动物眼底成像的柔性接触式镜头的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及小动物眼底成像技术，具体涉及一种用于小动物眼底成像的柔性 接触式镜头。
【背景技术】
[0002] 小动物(特别是大鼠和小鼠）作为医学和生命科学研究最常用的实验动物模型，在 眼科领域也不例外。目前世界范围内的四大致盲眼病一一青光眼、老年黄斑变性、糖尿病性 视网膜病变(简称糖网病）以及白内障，有三种都会产生眼底病变，对眼底进行成像研究，在 临床诊断治疗、疾病机理研究和治疗药物或方法的疗效评估上都起到关键作用。
[0003] 目前的眼底成像技术主要包括眼底相机、共聚焦扫描眼底成像（Confocal scanning laser ophthalmoscope,CSL0)和光学相干层析成像（Optical coherence tomography，0CT)，由于大鼠和小鼠的眼球尺寸小，光学参数也与人眼有很大差别，临床眼 科成像设备直接用于小动物眼底成像有诸多不便，成像质量也不高。美国的Phoenix公司推 出了小动物的眼底相机，可扩展0CT模块，日本Kowa公司也推出了小动物眼底相机。而CSL0 设备暂时没有专门针对小动物设计的，目前在商业共聚焦成像设备上补偿小动物眼球屈光 度从而完成动物眼底成像常用的方法有两种:一是在文章 "Imaging retinal blood flow with laser speckle f lowmetry'' (A. I. Srienc ,Z. L.Kurth-NeIson,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 Neuroscience，31 (3)，521-528，2010)中，将一个平凹透镜附在动物眼球上，用长工作距显 微物镜（通常是4X镜）通过共聚焦显微镜来进行观测；二是在文章 "In vivo confocal imaging of the retina in animal models using scanning laser ophthalmoscopy" (M.ff. Seeliger, S. C.Beck,N.Pereyra-Munoz, S.Dangel, J. -Y. Tsai ,U.F. 0. 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 express,4(2) ,364-386,2013)中提到的定制硬性隐 形眼镜配合聚焦透镜应用在商业CSL0系统（主要是海德堡的HRT或HRA系列产品）上。方法一 中的平凹透镜一般为现成的商业透镜，凹面曲率半径和大鼠、小鼠眼不能完全贴合，平面一 侧又会在系统中形成一个反射亮斑，影响成像质量。而且，动物置于显微镜的载物台上不方 便调整体位，找到眼底的感兴趣区。此外，显微镜的成像视野很小，虽然可以观察眼底的细 微结构，但是很难定位，操作者需要花费很长时间来找到想要观测的位置，同时，显微镜光 源能量较高，实验持续时间越长，眼球越容易发生暂时性白内障。方法二采用CSL0系统成 像，可以获得较大视野，硬性隐形眼镜几乎没有度数，主要作用是润湿和保护眼球，有利于 延缓暂时性白内障的发生，且提供一个更为均匀和平滑的空气-人工眼球（隐形眼镜外表 面)界面，能够提高成像质量。但是，这种方法需要定制隐形眼镜，这对于很多非光学类的科 研工作者来说不是一件易事，而且隐形眼镜的尺寸只适合一种尺寸的眼球，动物个体之间 的差异、随着年龄增长眼球体积的变化等因素，都会制约此方法的应用。此外，采用这种方 法时小动物的眼球和成像系统仍是分离的，仍然需要调整小动物眼球的位置，使光线能够 准确进入眼球并进行聚焦。考虑到大鼠和小鼠的瞳孔都很小，准直的工作会耗费大量的时 间。 【实用新型内容】
[0004] 鉴于以上现有技术中存在的不足，本实用新型提出了一种柔性接触式镜头，镜头 的前端与眼球贴合，后端直接与CSL0系统相连，构成一个整体，操作实验时，只需将小动物 的眼球贴近镜头，使其眼球与镜头表面完好贴合，调整动物体位，即可完成眼球与CSL0系统 的准直调整工作。
[0005] 本实用新型的目的在于提出一种用于小动物眼底成像的柔性接触式镜头。
[0006] 本实用新型的透明填充介质可以采用液体，也可以采用弹性胶体。
[0007] 透明填充介质采用液体，本实用新型的用于小动物眼底成像的柔性接触式镜头包 括:锥形镜筒、平凸透镜、垫圈、卡环、透明填充介质、透明弹性薄膜和密封压环;其中，锥形 镜筒的中心具有通孔，通孔包括后通孔、中通孔和前通孔三部分，直径依次减小，形成台阶 型结构;后端的后通孔的外径与成像设备镜头匹配；中通孔的直径与平凸透镜的直径一致， 平凸透镜的凸面面向后端，平面面向前端，放置在中通孔内，放入圆环形的垫圈，通过卡环 旋紧，将平凸透镜固定在中通孔内；前通孔的直径与小动物眼球的直径一致，前通孔与平凸 透镜的平面之间形成一个空腔;在空腔内填入透明填充介质，透明填充介质为液体;透明弹 性薄膜覆盖前通孔，密封压环套在弹性薄膜和锥形镜筒外，将透明填充介质密封在空腔内； 柔性接触式镜头的后端与成像设备镜头的前端固定在一起，前端紧贴眼球，透明填充介质 与透明弹性薄膜形成柔性接触面完好贴合眼球。
[0008] 液体的透明填充介质采用折射率介于玻璃和角膜之间的物质，例如生理盐水、磷 酸缓冲盐溶液(PBS缓冲液)等。
[0009] 透明填充介质采用弹性胶体，本实用新型的用于小动物眼底成像的柔性接触式镜 头包括:锥形镜筒、平凸透镜、垫圈、卡环和透明填充介质;其中，锥形镜筒的中心具有通孔， 通孔包括后通孔、中通孔和前通孔三部分，直径依次减小，形成台阶型结构；后端的后通孔 的外径与成像设备镜头匹配；中通孔的直径与平凸透镜的直径一致，平凸透镜的凸面面向 后端，平面面向前端，放置在中通孔内，放入圆环形的垫圈，通过卡环旋紧，将平凸透镜固定 在中通孔内；前通孔的直径与小动物眼球的直径一致，前通孔与平凸透镜的平面之间形成 一个空腔;透明填充介质采用弹性胶体，填充在空腔内；透明填充介质的前表面为曲面;柔 性接触式镜头的后端与成像设备镜头的前端固定在一起，前端紧贴眼球，透明填充介质的 前表面形成柔性接触面完好贴合眼球。
[0010] 弹性胶体的透明填充介质采用折射率介于玻璃和角膜之间、透光率超过90%、在 常温下为固态的水凝胶，例如琼脂、明胶、超声耦合剂等。
[0011]锥形镜筒采用金属加工并发黑处理。锥形镜筒的外径尺寸从后端至前端逐渐减 小，由于成像设备镜头的尺寸远大于小动物眼球的尺寸，锥形镜筒的后端的外径与成像设 备镜头匹配，从而能够与成像设备镜头前端同轴的固定在一起，锥形镜筒的前端尺寸减小， 从而不会对小动物眼球有遮挡，以便快速便捷地将小动物眼球对正柔性接触式镜头的前 端。
[0012] 在平凸透镜与卡环之间设置垫圈，从而保护平凸透镜的表面不被卡环磨损。锥形 镜筒的中通孔具有内螺纹，卡环具有外螺纹，从而二者通过螺纹旋紧。
[0013] 平凸透镜的焦距满足:从成像设备镜头射出的平行光经柔性接触式镜头与小动物 眼球共同作用后，聚焦在眼底。
[0014] 透明填充介质的折射率介于平凸透镜的折射率与眼球的角膜的折射率之间，从而 实现折射率匹配，减少界面反射损失，也有效地减小了眼睛的波前像差。
[0015] 本实用新型的柔性接触式镜头既适用于共聚焦扫描眼底设备CSL0,也适用于光学 断层成像设备0CT，因此，成像设备既可以是CSL0，也可以是0CT。
[0016] 本实用新型的优点：
[0017] 本实用新型的用于小动物眼底成像的柔性接触式镜头，后端与成像系统相连，前 端与小动物眼球接触，固定了从小动物眼球到成像设备镜头的距离，便于快速调整小动物 眼球的角度，从而使光线正确入射，聚焦在视网膜上;柔性接触面可以根据小动物眼球的尺 寸做微变形，使其和眼球更好的贴合，并不会给眼球造成太大的压力而造成眼球变形；同 时，本实用新型所使用的材料简