[发明专利]一种基于透射光学元件的自适应光学扫描激光眼底成像系统

说明书

一种基于透射光学元件的自适应光学扫描激光眼底成像系统，涉及一种用于对视网膜进行高分辨成像的医学成像诊断技术，为了解决现有眼底成像系统采用反射式系统造成整个装置体积庞大以及容易引入额外的光学像差问题。本发明的波前传感器实时探测出人眼和光学系统的像差，以此为反馈控制透射式波前校正器进行像差的实时校正，实现接近衍射极限的视网膜成像。本发明的采用透射式元件作为自适应光学扫描激光眼底成像系统的主要元件，大大缩小了系统的体积，减小了成本；此外，透射式系统的更加容易控制系统的光学像差，有利于提高系统成像质量。

技术领域

本发明涉及一种用于对视网膜进行高分辨成像的医学成像诊断技术。

背景技术

视网膜是人类的视觉感受器，视网膜疾病往往会导致患者视力下降甚至致盲；视网膜也是人类深部组织和大脑的延伸；眼睛是唯一活体非侵入条件下可以直接观察到微细血管和深部组织的器官；因此对视网膜的高分辨率成像是研究视网膜相关疾病、视觉机理及大脑认知的重要科学手段；然而真实人眼并不是一个完美的光学系统，随着瞳孔变大眼睛像差也迅速变大，光学成像系统的分辨率反而会降低。现有的光学设计(如镜片补偿)只能校正我们熟知的近视、散光等像差，对其他像差(特别是高阶及动态像差)无能为力；受人眼像差影响，现有视网膜成像系统的分辨率受到很大的限制。

自适应光学是近几十年发展起来的一种波前校正技术，通过调整变形镜的面形实现对光路中畸变波前的校正，提高成像分辨率；将自适应光学技术应用到眼底视网膜成像技术中，可以校正在时间和空间上具有随机变化的人眼像差，从而实现接近衍射极限的活体人眼视网膜高分辨成像。

美国专利US6890076介绍了一种基于自适应光学的扫描激光眼底成像系统，用哈特曼波前传感器测量人眼像差，用一个反射式变形镜作为波前校正器对人眼像差进行校正，提高视网膜成像的分辨率；中国专利ZL20100197028.0介绍了一种基于自适应光学的反射式的扫描激光眼底成像系统，采用一个反射式的变形镜用于校正像差和纵向层析。中国专利ZL20120385660.7介绍了一种双波前校正器的人眼视网膜三维成像装置，其采用两个反射式变形镜分别校正人眼的低阶像差和高阶像差，提高成像分辨率。然而这些自适应光学扫描眼底成像系统都是采用了反射式的光学设计，即波前校正器是反射式的，光路中的主要光学元件都采用球面反射镜，属于反射式系统；但反射式系统的应用造成整个装置体积庞大，不利于小型化，且反射式系统更容易引入额外的光学像差，不利于成像分辨率。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有眼底成像系统采用反射式系统造成整个装置体积庞大以及容易引入额外的光学像差问题，提出了一种基于透射光学元件的自适应光学扫描激光眼底成像系统。

本发明所述的一种基于透射光学元件的自适应光学扫描激光眼底成像系统包括激光光源、准直透镜、一号4f光学系统、二号4f光学系统、三号4f光学系统、四号4f光学系统、光阑、近视散光校正器、透射式波前校正器、波前传感器、第一扫描振镜、第二扫描振镜、第一分光镜、第二分光镜、二色镜和光电探测系统；

所述激光光源发出的光通过准直透镜准直后，又经过光阑获得限定直径的平行光束，光阑处于准直透镜的焦面上；平行光束进入一号4f光学系统后经过第一分光镜分光为第一反射光和第一透射光，第一分光镜输出的第一反射光到达第一扫描振镜进行再次反射，其中第一扫描振镜水平设置；经第一扫描振镜反射之后的光束进入二号4f光学系统后，入射至第二扫描振镜进行反射，其中第二扫描振镜垂直设置；之后经过第二扫描振镜反射的光束经过三号4f光学系统后；再依次穿过二色镜、近视散光校正器和透射式波前校正器之后进入人眼，聚焦到视网膜上；

人眼的反射光沿原光路返回，并依次经过波前矫正器、近视散光校正器、二色镜、三号4f光学系统、第二扫描振镜、二号4f光学系统、第一扫描振镜和第一分光镜；其中，第一分光镜再次分光为第二反射光和第二透射光，第二透射光进入四号4f光学系统，四号4f光学系统的出射光到达第二个分光镜，第二个分光镜的出射光分光为第三反射光和第三透射光；第三透射光射入波前传感器；而第三反射光射入光电探测系统；