1 中国科学技术大学生物医学工程学院（苏州）生命科学与医学部，安徽 合肥 230026
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室，江苏 苏州 215163
3 苏州大学附属第二医院，江苏 苏州 215004
4 济南国科医工科技发展有限公司，山东 济南 250102
5 沈阳国科医工科技发展有限公司，辽宁 沈阳 110167
为了对眼底周边部区域进行成像检查，研究了激光线扫描眼底成像技术。搭建了激光线扫描超广角共聚焦眼底成像系统，进行了系统总体光路设计，以及超广角、高分辨双模式成像的参数设计。对探测成像部分进行了Zemax设计与像质评价，依据参数进行了元器件的选型并搭建了实验系统，利用面阵相机像素边界得到了虚拟共聚焦狭缝，实现了眼底线扫描双模式共聚焦成像。最后对系统的实际视场角、分辨率、成像效果进行了评估。经实际测量，所设计系统在超广角模式下成像单幅眼底图的视场角可达到136.3°，高分辨模式下的成像分辨率为8.5 μm。所提出的激光线扫描眼底成像方法可以有效地实现眼底超广角成像，为相关仪器的研制提供了参考。
生物光学 激光线扫描 超广角 共聚焦眼底成像 虚拟狭缝 中国激光
2023, 50(21): 2107108
1 江南大学 理学院，江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心，江苏 无锡 214122
3 光电对抗测试评估技术重点实验室，河南 洛阳 471003
自适应光学技术被广泛应用于人眼像差的校正，从而实现眼底细胞和微血管进行高分辨率成像。传统自适应光学系统受夏克哈特曼波前探测器的动态范围限制，只对部分人群适用，无法对高屈光不正人群进行眼底高分辨率成像。为了提高眼底自适应光学成像系统普适性，本文设计了一种基于音圈变形镜高分辨率眼底自适应光学成像系统：引入Badal调焦系统，能够对人眼屈光度在-8~8 D的眼底进行高分辨率成像；用轴锥透镜组代替传统的环形光阑，控制正、负轴锥透镜间距可以调节环形光内径，以适应不同人眼的角膜，同时避免角膜反射的杂光；通过视标引导实现大视场成像。仿真结果表明，照明子系统在眼底视网膜照度分布均匀；在设定的公差范围内，至少有90%的MTF值在25 lp/mm达到0.21（对应视网膜上4 μm）。在实验室搭建了相应的光路，对大畸变的模拟人眼进行了成像，获得了较好的成像效果。
自适应光学 人眼像差 音圈变形镜 眼底成像 adaptive optics human ocular aberrations voice coil deformable mirror fundus imaging
1 北京大学工学院生物医学工程系, 北京 100871
2 北京大学第一医院眼科, 北京 100034
3 北京大学深圳研究生院生物医学工程研究所, 广东 深圳 518055
4 深圳湾实验室, 广东 深圳 518052
利用视网膜功能测量仪对眼底进行结构成像来直接观察体内丰富的循环系统,并对视网膜的血氧饱和度及血管直径进行无创、定量的功能性成像测量。对糖尿病患者和健康人群进行视网膜功能成像并作定量比较分析,结果表明,在糖尿病患者中,视网膜动脉血氧饱和度相比健康人群有显著性提高,视网膜动静脉血氧饱和度差值有显著性增大,视网膜黄斑中心凹无灌注区面积也有显著增大。此外,在糖尿病患者和健康人群中,视网膜动静脉的直径均存在差异,且静脉直径总大于动脉直径。研究结果表明通过视网膜功能成像可以检测糖尿病患者的视网膜氧代谢和灌注率等参数的临床变化,帮助医生更好地观察、评估糖尿病患者视网膜微血管的病理改变,并在糖尿病患者眼科并发症的早期诊断和预后评估方面具有一定的应用潜力。
医用光学 视网膜功能成像 血氧饱和度 血管直径 眼底成像 糖尿病 激光与光电子学进展
2020, 57(5): 051701
1 清华大学 电子工程系 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100084
2 北京图湃影像科技有限公司, 北京 100084
报道了一种可实现入瞳位置不变的超广角扫频光相干层析成像(OCT)系统,对成像系统的样品臂进行了建模和光学仿真, 证实其可行性和有效性。设计并展示了一个超广角OCT成像系统, 在仅改变振镜位置及透镜间距的情况下, 实现了超过40°的眼底单次超大角度扫描, 单次横向扫描范围覆盖眼底I区, 有效增加了OCT单次扫描的成像范围。
扫频光学相干层析 超广角 眼底成像 光学设计 光学仿真 swept-source optical coherence tomography ultra-wide field fundus imaging optical design optical simulation
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
提出了一种混合光学数字眼底成像系统,该系统不需要探测和补偿不同人眼带来的像差的动态变化,即可获取高分辨率的视网膜图像。该系统在出瞳位置放置一块三次相位掩膜板对眼底图像进行编码,然后采用维纳滤波算法复原获取清晰图像。利用基于光学成像的二维卷积模型对该系统进行了仿真实验,结果表明,针对不同个体的人眼像差,三次相位板可以使系统的点扩散函数在一定范围内保持一致,从而校正包含离焦、彗差、像散、三叶草在内的人眼像差,获得清晰的眼底图像。该系统的设计简化了传统眼底相机的复杂光学结构,是一种便携式结构。
眼底成像 波前编码 三次相位板 人眼像差 fundus imaging wave-front coding cubic phase mask aberrations of human eyes
中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏省医用光学重点实验室, 江苏 苏州 215163
线扫描共聚焦成像技术基于共聚焦成像原理,使用线光束一维扫描照明样品以提高成像速率;通过共焦狭缝滤除样品成像光束中的非聚焦层面杂散光,提高成像分辨率和对比度;近年来,该技术因分辨率高、成像快、成像视场大、系统结构简单等优点而在生物医学成像中的应用越来越广泛。介绍了线扫描共聚焦成像技术的基本原理,列举了成像系统的主要参数及其影响因素,并举例说明了其在生物医学成像,尤其是眼底成像和生物组织细胞观察等方面的应用,最后总结了该技术的优缺点及其应用前景。
显微 线扫描共聚焦 共聚焦显微镜 眼底成像 生物医学成像 在体成像 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 050003
1 北京理工大学光电学院自适应光学实验室， 北京 100081
2 北京理工大学光电学院光电技术与信息系统实验室， 北京 100081
为了解决传统自适应光学系统校正视场小的问题，提出了一种层析自适应光学眼底成像系统。以Zemax为工具，Liou-Brennan(LB)眼模型为仿真对象，研究了层析自适应光学眼底成像系统的性能。分析了20°视场内的眼底像差特性，用Zernike边缘多项式描述眼底像差，获得了不同视场内眼底像差的类型和大小。对比了传统自适应光学和层析自适应光学眼底成像系统的性能。结果表明，相较于传统自适应光学，层析自适应光学系统可将校正视场从1.2°扩大至3°。确定了传统自适应光学和层析自适应光学眼底成像系统中变形镜的最佳共轭位置,均位于出瞳面前3 mm，此位置与人眼角膜共轭。
成像系统 自适应光学 层析法 大视场 变形镜共轭位置 眼底成像
