眼底成像设备和眼底成像方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102670167 A (43)申请公布日 2012.09.19 CN 102670167 A *CN102670167A* (21)申请号 201210053731.3 (22)申请日 2012.03.02 2011-052709 2011.03.10 JP A61B 3/14(2006.01) A61B 3/12(2006.01) (71)申请人 索尼公司 地址 日本东京 (72)发明人 岸本拓哉 玉田作哉 (74)专利代理机构 北京康信知识产权代理有限 责任公司 11240 代理人 余刚 吴孟秋 (54) 发明名称 眼底成像设备和眼底成像方法 (57) 摘要 本。

2、发明提供了一种眼底成像设备和眼底成像 方法， 该眼底成像设备包括波阵面调节器和检测 器。波阵面调节器用来调节入射到待测眼底的飞 秒脉冲激光束的波阵面。检测器用来检测由一条 入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束在多光子激发 过程中生成的荧光。此波阵面调节器还用于调节 波阵面以使检测器检测的荧光的强度达到最大 值。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 1/1 页 2 1. 一种眼底成像设备， 包括 ： 波阵面调节器， 被配置为调节入射到待。

3、测眼底的飞秒脉冲激光束的波阵面 ； 以及 检测器， 被配置为检测由入射到待测眼底的所述飞秒脉冲激光束在多光子激发过程中 生成的荧光， 其中， 所述波阵面调节器还被配置为调节所述波阵面以使所述检测器检测的 荧光的强度达到最大值。 2. 根据权利要求 1 所述的眼底成像设备， 所述检测器由光电倍增管或者面成像元件构 成。 3. 一种光学像差校正设备， 包括 ： 波阵面调节器， 被配置为调节入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束的波阵面 ； 以及 检测器， 被配置为检测由入射到待测眼底的所述飞秒脉冲激光束在多光子激发过程中 生成的荧光， 其中， 所述波阵面调节器还被配置为调节所述波阵面以使所述检测器检测的 。

4、荧光的强度达到最大值。 4. 一种眼底成像方法， 包括 ： 调节入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束的波阵面， 使得由入射到待测眼底的所述飞秒 脉冲激光束在多光子激发过程中生成的荧光的强度达到最大值。 5.根据权利要求 4 所述的眼底成像方法， 其中， 所述荧光是由存在于待测眼底上的荧 光染料产生的荧光和由待测眼底组织产生的自发荧光中的一种。 6. 一种光学像差校正方法， 包括 ： 调节入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束的波阵面， 使得由入射到待测眼底的所述飞秒 脉冲激光束在多光子激发过程中生成的荧光的强度达到最大值。 权 利 要 求 书 CN 102670167 A 2 1/3 页 3 眼底成像设备和。

5、眼底成像方法 技术领域 0001 本发明涉及一种眼底成像设备和一种眼底成像方法。更具体地来说， 本发明涉及 一种包括光学像差校正机构的眼底成像设备， 该光学像差由于角膜和晶状体等等诸如此类 引起。 背景技术 0002 为了在眼底成像， 使用了激光扫描眼底镜 ( 例如， 参见日本专利申请公开号第 2004-159955号)。 在激光扫描眼底镜中， 由于眼睛的前部组织(眼角膜和晶状体)， 在入射 到眼底的激光束中产生光学像差。 0003 作为一种此类光学像差的校正技术， 日本专利申请公开号第 2010-57896 号披露 了一种成像系统， 该成像系统通过利用包括波阵面传感器的光学系统补偿光学像差。。

6、 发明内容 0004 有必要提供一种能够在不使用波阵面传感器的情况下， 通过优化波阵面形状来补 偿由眼睛前部组织产生的光学像差的眼底成像设备。 0005 根据本发明的实施方式， 提供了一种眼底成像设备和一种光学像差校正设备， 每 种设备都包括波阵面调节器和检测器。 波阵面调节器被配置为调节入射到待测眼底的飞秒 脉冲激光束的波阵面。 检测器被配置为检测由入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束在多光子 激发过程中生成的荧光。此波阵面调节器还被配置为调节波阵面， 以使检测器待检测的荧 光的强度达到最大值。 0006 在飞秒脉冲激光束的多光子激发中， 仅在焦面中产生目标激发光， 并且由于多光 子激发过程产生荧。

7、光。 所以， 当生成荧光的强度达到最大值时， 激光束以最高效率， 即， 以最 小光学像差会聚于焦面(focus plate)。 因此， 通过调节激光束的波阵面使待检测荧光的强 度达到最大值， 从而可以有效补偿光学像差。 0007 进一步来说， 根据本发明的实施方式， 提供了一种眼底成像方法和一种光学像差 校正方法， 每种方法都包括调节入射到待测眼底的飞秒脉冲激光束的波阵面， 使得由入射 到待测眼底的飞秒脉冲激光束在多光子激发过程中生成的荧光的强度达到最大值。 0008 在该眼底成像方法等中， 荧光可以是由存在于待测眼底上的荧光染料产生的荧光 和由待测眼底组织产生的一种自发荧光中的一种。 000。

8、9 根据本发明， 可以提供能够在不使用波阵面传感器的情况下， 通过优化波阵面形 状来补偿由眼睛前部组织造成的光学像差的眼底成像设备。 0010 根据下面对如附图所示的最佳实施方式的详细描述， 本发明的这些和其他目的、 特点和优点将变得更加明显。 附图说明 0011 图 1 为示出了根据本发明实施方式的眼底成像设备的构造的示意图。 说 明 书 CN 102670167 A 3 2/3 页 4 具体实施方式 0012 在下文中， 将参考附图来描述本发明的实施方式。 应该注意， 下面描述的实施方式 是本发明的典型实施方式的一个实施例， 不可将此理解为限制了本发明的范围。 0013 图 1 示意性地示。

9、出了根据本发明实施方式的眼底成像设备的构造。在图 1 中， 参 考标号 1 表示飞秒脉冲激光光源。对于飞秒脉冲激光光源 1， 例如， 理想地使用一个波长为 780nm、 脉冲宽度在200fs以下、 输出稳定性为大约0.5、 重复频率为80MHz、 平均光输出 为大约 2W 的光源。从这样的光源能够获得在身体组织内很难由于水分和血液而被吸收和 散射从而到达深部可能性高的激光束。应该注意， 飞秒脉冲激光光源 1 的输出波长可以根 据度量条件在 650nm 至 1100nm 的范围内适当的改变。 0014 从飞秒脉冲激光光源 1 发射出的激光束穿过小孔 2、 透镜 3、 偏振光分束器 4、 以及 1。

10、/4 波长板 5， 进入波阵面调节器 6。然后， 激光束被波阵面调节器 6 反射， 穿过 1/4 波长板 5、 偏振光分束器 4、 1/4 波长板 7、 XY 扫描器 8， 进入一个眼睛 E。从飞秒脉冲激光光源 1 发 射出并且进入眼睛 E 的激光束由图 1 中的连续箭头所示。此外， 入射到眼睛 E 上的激光束 的焦点用参考符号 f 来表示， 此焦点位于眼底。 0015 波阵面调节器 6 用于改变入射到眼睛 E 上的激光束的波阵面。在波阵面调节器 6 中可包括过去已在使用的可变形反射镜和液晶元件。波阵面调节器 6 反射入射激光束， 根 据从接下来要描述的控制器 14 输入的信号对入射激光束施加。

11、预定的波阵面变换。应该注 意在波阵面调节器 6 中， 不仅可以采用反射型液晶元件， 还可以采用透射型液晶元件。 0016 当入射到眼睛E上的激光束会聚到焦点f时， 在焦面中产生激发光， 在多光子激发 过程中产生荧光。产生的荧光穿过 XY 扫描器 8、 1/4 波长板 7、 偏振光分束器 4， 并被分色镜 9 分开。 0017 被分开的荧光的一部分由检测器 10 检测， 转换成电信号， 并输出到计算机 11。计 算机 11 根据电信号生成图像， 并将图像显示在监视器 12 上。因为 XY 扫描器 8 扫描入射激 光束， 所以眼底的二维图像显示在监视器 12 上。检测器 10 和后面将会描述的检测。

12、器 13， 每个可由， 例如， 光电倍增管(PMT)或者诸如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的面成像元件构成。 0018 被分开的荧光的另一部分由检测器 13 检测， 转换成电信号， 并输出到控制器 14。 这里， 尽管图 1 所示例子中， 分色镜 9 反射具有特定波长范围的光到达检测器 10， 并使得具 有其他波长范围的光透射至检测器 13， 但是分色镜 9 可反射具有特定波长范围的光到检测 器 13， 并使得具有其他波长范围的光透射至检测器 10。 0019 控制器 14 控制波阵面调节器 6， 使得由检测器 13 检测的荧光的强度达到最大值。 例如， 在检测器。

13、 13 由 PMT 组成的情况下， 控制器 14 控制波阵面调节器 6， 使得检测器 13 的 输出信号达到最大值， 从而改变激光束的波阵面。进一步来说， 例如， 在检测器 13 由面成像 元件组成的例子中， 控制器 14 控制波阵面调节器 6， 使得亮点具有最小面积， 而且它的中心 部分具有最大亮度， 从而改变激光束的波阵面。 0020 在飞秒脉冲激光束的多光子激发中， 仅在焦面中产生目标激发光， 并且由于多光 子激发过程产生荧光。 所以， 当生成荧光的强度达到最大值时， 激光束以最高效率会聚于焦 点 f。换句话来说， 激光束以最小光学像差会聚于焦点 f。因此， 通过控制波阵面调节器 6， 。

14、说 明 书 CN 102670167 A 4 3/3 页 5 使得由检测器13检测的荧光的强度达到最大值， 从而调节入射到眼睛E上的激光束的波阵 面， 可以有效补偿光学像差。 0021 应该注意， 在控制器 14 中， 例如， 可采用包括通用计算机的设备， 此通用计算机配 备有中央处理器(CPU)、 存储器、 记录装置(硬盘)等等， 计算机中安装有用于执行上述操作 的程序。 0022 由检测器 13 检测的荧光可以是由呈现在待测眼底上的荧光染料产生的荧光， 或 是由待测眼底的组织产生的自发荧光。 0023 在使用荧光染料的情况下， 使过去已在使用的诸如荧光素或者靛青绿的荧光染料 进入主体的静脉。

15、以将其引入眼睛 E 中的血管。然后， 控制波阵面调节器 6 使得由检测器 13 待检测的来自荧光染料的荧光的强度达到最大值。以这种方式， 可补偿由眼睛前部组织引 起的光学像差， 并以高效率将激光束会聚到作为焦点的血管处， 这对于特别是包括脉络膜 和视网膜的组织的成像是有利的。 0024 进一步来说， 在检测自发荧光的情况下， 检测到呈现在眼底组织的多种自发荧光 物质的荧光。例如， 众所周知， 在视网膜染料上皮细胞 (RPE) 中， 显示高自发荧光的脂褐 质颗粒积聚。所以， 如果控制波阵面调节器 6， 使得来自 RPE 的检测荧光的强度达到最大 值， 激光束可以以高效率会聚到 RPE， 这对于特。

16、别是包括视网膜染料上皮的组织的成像是 有利的。此外， 作为呈现在眼底组织上的自发荧光物质， 可例举黑色素、 胶原蛋白、 血红蛋 白、 视黄醛、 它们的衍生物、 视黄酸及其衍生物、 诸如酪氨酸、 色氨酸及其二聚物的芳香氨基 酸、 烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸 (NADPH)、 核黄素、 叶酸、 吡哆醇、 具有卟啉骨架 (porphyrin skeleton)的蛋白质， 诸如细胞色素P450的细胞色素酶， 以及高级糖基化终产物。 可以根据 作为成像目标的组织适当地选择这些自发荧光物质。 0025 利用根据本发明的眼底成像设备等， 可有效补偿由眼睛前部组织引起的光学像 差。 因此， 根据本发明的眼底成像设备等可以获得高精度眼底图像， 从而促进了眼底检查的 诊断精度的发展。 0026 本申请包含关于在 2011 年 3 月 10 日向日本专利局提交的日本在先专利申请 JP 2011-052709 中公开的内容， 其全部内容通过引用结合于此。 0027 本领域技术人员应该理解， 在所附权利要求或其等价物的范围内， 可根据设计需 求和其他因素进行各种修改、 组合、 子组合、 改造。 说 明 书 CN 102670167 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102670167 A 6 。