为了评估眼科光学相干断层成像（OCT）设备的分辨率、视场角、图像匹配度、深度测量准确性等多个关键参数，确保设备输出量值的准确性与有效性，设计并研制了一种模拟真实人眼结构且参数可溯源的模拟眼，包含角膜和晶状体等人眼主要屈光结构。设计并依托3D打印技术加工了用于横向与轴向分辨率检测的三维分辨率板；设计加工了用于视场角检测的阶梯状同心圆环结构；同时设计加工了用于图像匹配度检测的交叉光纤组件和用于深度测量准确性参数检测的平行玻璃板组件，可适配于模拟眼眼底凹槽内。使用共焦拉曼显微镜对三维分辨率板尺寸溯源，横向和轴向最小可检测分辨率分别为9.7 μm和5.7 μm；使用尼康投影仪对同心圆环尺寸及光纤直径溯源，最大可检测视场角109.03°以及最小62.5 μm的图像匹配度检测；使用尼康高度计对平行玻璃板中心厚度溯源，其测量不确定度小于5 μm。经过对商用眼科OCT设备测试表明，结合微纳3D打印技术的计量校准用模拟眼具有精度高、集成度高、适用范围广、稳定性强等优点，适用于眼科OCT设备的计量校准。

眼底照相是获取眼部图像的主要技术之一。利用眼底相机对视网膜病变区域进行拍摄可以获得清晰的图像，从获取的图像中能够直接观察到眼球中的渗出物、出血点和微血管瘤，根据检测出的病灶类型、数量和位置等信息可进行糖尿病视网膜病变分类。基于此，本文利用深度神经网络对糖尿病视网膜病变进行自动分类识别，提出了一种体系结构简单、在通用设备上运行速度快的卷积神经网络CA-RepVGG(CA代表Channel Attention，RepVGG为现有模块)。利用单路极简结构的RepVGG模块替代复杂的可使用性较差的模块作为分类模型的主体部位，并选用高效通道注意力机制ECA替代压缩注意力机制SE，以此来提升模型对病变分级的能力。此外，本文还将CA-RepVGG模型与传统的分类模型VGG-16、Inception-V3、ResNet-50和ResNext-50模型进行了比较。从比较结果可以看出，虽然CA-RepVGG模型的参数量最大，但由于其是单分支结构，且只有3×3卷积块，因此它的模型复杂度并不高，分类速度很快，比另外4个模型中分类速度最快的ResNet-50还高出15.3%。另外，利用两个混淆矩阵展示了所提模型的分类结果，其在两个数据集上的准确度都超过了92.4%，精确度不低于91.6%，灵敏度在93.8%以上。从实验结果可知，所提模型不仅可对糖尿病视网膜病变进行分类，而且相比其他现有模型具有一定的优越性。若将该模型应用在临床上，可以提高专业眼科医生在眼科疾病上的诊断效率。

眼球是机体的视觉器官，同时也是一个良好的光学模型，因此激光技术在眼科得到了广泛的临床应用，覆盖了几乎眼部各个亚专业疾病的诊断与治疗。目前，激光在眼部的应用主要借助其高空间分辨率、高空间定位精度，以及激光的热效应、光化学效应、光爆破效应、光切割效应和生物调节作用等实现。本文综述了激光在眼科各领域的应用现状，并结合激光技术本身的不断发展，总结了激光技术在眼科的临床应用进展及未来可能的突破点。

宽场光学相干层析成像技术(WF-OCT)是光学相干成像技术领域的一个新方向。其接收干涉信号获得样品的二维信息, 一次性建立样品整个断面的图像, 可快速高效地获得样品的成像信息, 以实现对物体特质的研究。本文就WF-OCT的基本原理、系统的基本构成及特点, 以及近年来在眼科疾病诊断方面的应用进行了综述, 可为WF-OCT仪器的设计及其在眼科医学中的应用提供思路和参考。

光学相干层析血管造影(OCTA)是一种无需注射染料和无创的新兴影像学检查方法,它能以极高的分辨率和灵敏度来显示眼底血管网络,其高达微米级的纵向分辨能力能够定位病变在视网膜和脉络膜中的原发位置。OCTA可以提供与当前金标准相当甚至更好的血管观察效果,尤其是在没有副作用的情况下重复检查。因此,自从OCTA技术问世后,就获得了快速发展,商用化产品已经在临床实践中获得了应用。为了帮助相关人员快速了解这一技术,本文对OCTA技术的原理方法、在眼科学中的应用、产品和临床使用现状、存在不足与展望等进行了介绍。

为了获取眼科激光手术中规划手术部位的深度空间信息,搭建了双光纤环形器结构的扫频光相干断层成像(SS-OCT)系统。在样品臂中加入二向色镜,将其与互补金属氧化物半导体(CMOS)相机系统进行整合。对OCT坐标系与相机图像坐标系的几何关系进行匹配,设计了多角度线性扫描、环形扫描等模式,实现了相机视频图像下任意指定位置的多模式扫描成像。该成像系统的纵向分辨率为13.68 μm,横向分辨率为29.8 μm,在空气中的成像深度为17.25 mm,测量的最大横向偏差为275 μm,最大纵向偏差为70 μm,能够满足手术的定位要求。该研究初步实现了眼内指定部位深度信息的快速获取,有望应用于眼科疾病诊断和白内障手术导航。

鉴于动物研究在基础研究中的重要作用,近年来几种在人眼视网膜成像中广泛应用的光学成像技术也在动物视网膜中得到了成功应用,无需组织学切片即可实现对动物视网膜的高精度细胞级别成像,这为使用动物视网膜进行基础研究的科研工作者提供了强有力的工具。与之相应的是,动物视网膜的研究工作中也开发了一些新型的、可以应用于人眼的成像技术,或者增强了对人眼视网膜功能机理的理解。结合自身在小鼠视网膜多种活体成像方式上的技术积累和研究经历,从若干方面阐述了近年来在小鼠和人眼视网膜高精度光学成像领域出现的技术突破,侧重于展示当前技术所能达到的成像水平,希望能起到抛砖引玉的效果,为促进动物视网膜影像和人眼视网膜影像之间的相互交流和相互促进起到积极的作用。

为了精确的检测眼部疾病造成的整个眼睛形状和尺寸的变化,需要对全眼深度进行高分辨率成像。光学相干层析(OCT)技术作为一种非接触、无损伤高分辨成像技术成为近年来在眼科临床检测及机理研究的有力工具。然而传统的傅里叶域光学相干断层扫描(FD-OCT)受其成像深度的限制不能实现全眼成像。随着OCT技术的发展,成像深度不断提高,近年来逐步实现了全眼OCT成像,并被成功应用于全眼参数测量的研究中。本文全面介绍了全眼FD-OCT技术的发展和应用,重点阐述了频域OCT(SD-COT)和扫描光源OCT(SS-OCT)的最新发展。研究表明,全眼OCT技术对眼睛病理变化的检测有潜在的临床应用价值,并为研究眼部调节、眼部生长以及生物统计学提供了强有力的成像方法。