[发明专利]普适性液晶自适应像差校正视网膜成像系统

说明书

技术领域

本发明属于显微成像技术领域，涉及高度屈光不正人眼的高阶像差校正光学设计，具体地说是一种普适性液晶自适应像差校正视网膜成像系统，能够解决眼底自适应成像技术在800度以上近视或200度散光条件下清晰成像困难的问题。

背景技术

视网膜上的血管是人体唯一可以直接看清的小血管，属于终末血管系统，任何病理性的破坏和血管梗阻都能导致组织缺氧坏死或破裂渗漏。因此眼底改变是全身疾病的表现，临床常用检眼镜观察眼底毛细血管的变化来判断病变的情况，如心脑血管及内分泌失调，动脉硬化、高血压病，中心性浆液性脉络视网膜病变，糖尿病视网膜病变等。自上世纪60年代以来，检眼镜采用眼底荧光血管造影术，使微细血管的成像对比度增加，可清晰观察直径20微米以上的血管。但眼球是个复杂光学系统，即使是无屈光不正的眼睛也不可避免地会存在光学像差，因此20微米以下的血管成像，眼底荧光血管造影术也无能为力，更谈不上观察视觉细胞。这些像差主要来源于：1、眼内各屈光介质厚度不均匀，表面曲率偏差；2、眼内各屈光介质折射率不均匀；3、眼内各屈光介质不同轴；4、屈光系统对各色光的折射率不同等。而为增加成像的光强和提高成像的分辨率，经常需要扩瞳，扩瞳后人眼像差又会加剧，更加制约了眼底检查的效果和成功率。

从上个世纪九十年代起，人们开始探讨变形镜自适应光学校正技术在视网膜成像中的应用。系统用哈特曼波前传感器测量从眼中出射的波前像差，经过计算机的数据处理，然后驱动变形镜来补偿像差。变形镜自适应光学校正技术可以在500度近视以下的较健康眼睛上获得3微米视觉细胞轮廓的清晰成像，但当近视度超过500度时成像效果就显著下降，即使加入近视镜初步补偿，清晰成像仍很困难。这是因为目前使用的变形镜驱动单元数一般不超过37单元，而随近视度增加引入的高阶像差超出了变形镜所能校正的空间频率，也称为校正器的空间分辨率。尽管利用微机电技术可以使驱动单元数增加到2000单元以上，此时校正量又成为问题，所以至今未在临床普及。

液晶波前校正器的驱动单元可多达几十万到几百万个，其加工工艺非常成熟，空间分辨率大大高于传统的变形镜。借助于相息图的衍射光学方法，液晶波前校正器的校正范围可以扩展至5μm～8μm。液晶的响应时间是10ms左右，液晶自适应系统的校正频率很容易达到20Hz，完全满足眼波前自适应校正频率的要求。另外液晶波前校正器工艺成熟，加工周期短，成本低，因此液晶自适应光学系统在眼底成像中具有很好的应用前景。

有4项视网膜自适应校正成像系统的中国发明专利提到系统中的校正器可以是液晶校正器(张雨东，等，中国发明专利：自适应光学视网膜成像系统，ZL99115053.8，ZL99115054.6，ZL99115051.1，ZL99115052.x)，其中两项专利中采用共光路设计，在校正器之前放置了1/4波长板，使入射校正器的光是园偏振光，事实上液晶校正器是不能在园偏振光中工作的；另外两项专利也不是针对液晶校正器的优化设计，置于人眼之前的分束镜将人眼出射的光强损耗一半，这对于能量损耗较大的液晶校正器的系统来说可能是个致命缺点。

目前只有日本报道了对700度近视人眼的视觉细胞成像结果(“In Vivo measurements of cone photoreceptor spacing in myopic eyesfrom images obtained by an adaptive optics fundus comera，”Y.Kitaguchi，et.al，Jpn.J.Ophthalmol，Vol.51，p456-461，2007)，虽然该报道声称可以校正更高度近视的像差，但没有给出照片。对于200度散光人眼的眼底自适应校正图像至今还没有报道过。这些说明普适性自适应像差校正视网膜成像系统还没有设计出来。

很多研究小组使用凹透镜来补偿近视人眼的离焦像差、使用柱透镜补偿散光人眼的像散像差，但成像的清晰程度仍不够高，说明随着人眼屈光不正程度的增加，高阶像差也趋严重，要想解决这个问题，需同时增加探测器与校正器的分辨率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，基于视度调节功能的液晶自适应像差校正系统的光学设计，为了适用于200度散光及其高阶像差严重人眼的有效校正，同时可定量移动眼底成像区域，提供一种普适性液晶自适应像差校正视网膜成像系统。