CN106821302A - 一种多光谱眼底拍摄系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多光谱眼底拍摄系统，包括物镜(1)、双非球面透镜(2)、镜筒(3)、多光谱同轴光源(4)和多光谱相机(6)；所述的镜筒(3)前端螺装有物镜(1)，物镜(1)内安装有双非球面透镜(2)，镜筒(3)后端安装有多光谱同轴光源(4)，多光谱同轴光源(4)通过连接环(5)安装有多光谱相机(6)，多光谱同轴光源(4)的数据传输口通过导联线(7)与电脑主机(8)相连，电脑主机(8)上连接有显示器(9)。该系统造价成本较低，性价比高，实现较为简单，实用性强，体积小，操作简单，可提前检查出潜在病变，做到早治疗早康复。

Description

一种多光谱眼底拍摄系统

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种多光谱眼底拍摄系统。

背景技术

目前广泛应用于眼底病诊断的眼科辅助检查包括：眼底镜观察、眼底照相、OCT、视网膜厚度分析仪、荧光素钠眼底照影等，这些检查方法各自均存在一定的不足：

①直接或间接眼底镜下肉眼观察，或者眼底彩色照相后读片观察，简单方便，但肉眼或相片一般难以透过浅层组织观察到深层组织(如脉络膜)的病变，且诊断的准确性受检查者自身经验影响很大。对于一些眼底疾病，如脉络膜视网膜新生血管(CNV)，由于CNV引起的眼底组织变化在同一幅彩色图像上其几何形态往往无明显变化，因此仅根据单次的眼底彩色照相对新生血管进行判别具有一定的难度。

②光学相干断层扫描仪、视网膜厚度分析仪等，对局部眼底组织观察的分辨率可以达到5um。但观察范围一般局限在后部有限区域内，线性扫描模式下难以实现整体观察，对新生血管等病变的鉴别诊断难度较大。此外，当视网膜表面存在出血病灶时，也无法清晰观察到出血下的视网膜、脉络膜病变。

多光谱眼底拍摄系统目前仅有加拿大生产制造，价格昂贵，高达200万人民币，国内极少数资金雄厚的医院才能购买得起，普通市县级、乡镇级医院没有经济能力采购，导致很多眼病患者不能及时得到检查就诊而失明，且该系统操作复杂，性价比不高。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供了一种多光谱眼底拍摄系统，该系统造价成本较低，性价比高，实现较为简单，实用性强，体积小，操作简单，可提前检查出潜在病变，做到早治疗早康复。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种多光谱眼底拍摄系统，包括物镜、双非球面透镜、镜筒、多光谱同轴光源和多光谱相机；所述的镜筒前端螺装有物镜，物镜内安装有双非球面透镜，镜筒后端安装有多光谱同轴光源，多光谱同轴光源通过连接环安装有多光谱相机，多光谱同轴光源的数据传输口通过导联线与电脑主机相连，电脑主机上连接有显示器。

所述的多光谱同轴光源包括多光谱同轴光源本体、漫反射板、线路板、摄像孔和多只不同光谱的频谱光源；多光谱同轴光源本体前端安装有漫反射板，多光谱同轴光源本体中心处开设有供多光谱相机摄像的摄像孔，多光谱同轴光源本体上设置有线路板，线路板上设置有多只不同光谱的频谱光源。

所述的漫反射板是可将光均匀散射出去的中空毛玻璃板；摄像孔孔壁采用非同光材质制成。

所述的多只不同光谱的频谱光源包括11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯，11只不同光谱的LED灯光谱分别为550nm、580nm、590nm、620nm、660nm、690nm、740nm、760nm、780nm、810nm、850nm；每一只频谱光源均可独立开关。

所述的线路板设计有集成控制芯片和数据传输口，线路板得数据传输口可与电脑主机相连接，并通过电脑程序控制11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯的亮/灭。

所述的线路板包括DSP芯片和总线接口芯片；所述的DSP芯片上接有总线接口芯片，DSP芯片上分别通过12只电阻对应连接有11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯。

所述的物镜为金属中空圆筒状，物镜左端有内螺纹，所述的镜筒右端带有外螺纹可与物镜进行螺装，镜筒左端带有内螺纹，多光谱同轴光源的左右端都带有外螺纹，右端可与镜筒左端匹配螺装。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明造价成本较低，实现较为简单，实用性强，体积小，操作简单。

1)普通眼底相机只能观察眼底表面的病变情况，而多光谱眼底拍摄系统通过不同波长的光谱对组织穿透深浅不同，从而通过呈现不同深度的组织图像，直观分析不同深度的组织情况或病变情况，可提前检查出潜在病变，做到早治疗早康复；

2)本发明成本相对国外多光谱眼底拍摄系统价格低廉，性价比高，可效解决普通市县级、乡镇级医院没有经济能力采购的现实问题；

3)新入职医生5分钟内便可完全操作，通过直观的眼底不同深度层次组织的状况；

4)通过大数据库对病情的比较分析，可准确的识别定位病因，并给出相应结论或治疗方案。

附图说明

图1为本发明提供的多光谱眼底拍摄系统结构示意图；

图2为本发明提供的多光谱眼底拍摄系统中的多光谱同轴光源截面结构示意图；

图3为本发明提供的多光谱眼底拍摄系统中的多光谱同轴光源平面结构示意图；

图4为本发明提供的多光谱眼底拍摄系统中多光谱同轴光源电路图；

图5为本发明提供的多光谱眼底拍摄系统中眼底组织对光谱吸收的差异示意图。

其中，1为物镜；2为双非球面透镜；3为镜筒；4为多光谱同轴光源；4-1漫反射板；4-2频谱光源；4-3线路板；4-4摄像孔；5为连接环；6为多光谱相机；7为导联线；8为电脑主机；9为显示器。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图4，一种多光谱眼底拍摄系统，包括物镜1、双非球面透镜2、镜筒3、多光谱同轴光源4和多光谱相机6；所述的镜筒3前端螺装有物镜1，物镜1内安装有双非球面透镜2，镜筒3后端安装有多光谱同轴光源4，多光谱同轴光源4通过连接环5安装有多光谱相机6，多光谱同轴光源4的数据传输口通过导联线7与电脑主机8相连，电脑主机8上连接有显示器9。其中，所述的物镜1为金属中空圆筒状，物镜1左端有内螺纹，所述的镜筒3右端带有外螺纹可与物镜1进行螺装，镜筒3左端带有内螺纹，多光谱同轴光源4的左右端都带有外螺纹，右端可与镜筒左端匹配螺装。

参见图2、图3，所述的多光谱同轴光源4包括多光谱同轴光源本体、漫反射板4-1、线路板4-3、摄像孔4-4和多只不同光谱的频谱光源4-2；多光谱同轴光源本体前端安装有漫反射板4-1，多光谱同轴光源本体中心处开设有供多光谱相机6摄像的摄像孔4-4，多光谱同轴光源本体上设置有线路板4-3，线路板4-3上设置有多只不同光谱的频谱光源4-2。其中，所述的漫反射板4-1是可将光均匀散射出去的中空毛玻璃板；摄像孔孔壁采用非同光材质制成。

所述的多只不同光谱的频谱光源4-2包括11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯，11只不同光谱的LED灯光谱分别为550nm、580nm、590nm、620nm、660nm、690nm、740nm、760nm、780nm、810nm、850nm；每一只频谱光源4-2均可独立开关。

所述的线路板4-3设计有集成控制芯片和数据传输口，线路板4-3得数据传输口可与电脑主机8相连接，并通过电脑程序控制11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯的亮/灭。

参见图4，所述的线路板4-3包括DSP芯片和总线接口芯片；所述的DSP芯片上接有总线接口芯片，DSP芯片控制11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯。

具体的，一种多光谱眼底拍摄系统，由物镜1、双非球面透镜2、镜筒3、多光谱同轴光源4、连接环5、多光谱相机6、导联线7、电脑主机8、显示器9组成。

其中，物镜1为金属中空圆筒状，左端有内螺纹；

双非球面透镜2可安装在物镜1中，通过物镜1和镜筒3螺装，将双非球面透镜2紧固在物镜1内；

镜筒3右端带有外螺纹可与物镜1进行螺装，左端带有内螺纹；

多光谱同轴光源4的左右端都带有外螺纹，右端可与镜筒左端匹配螺装；

连接环5，起作用为将多光谱同轴光源4和多光谱相机6螺装在一起。

漫反射板4-1，是中空特制毛玻璃板，可将光均匀的散射出去，安装在多光谱同轴光源的左端；

频谱光源4-2，是由12只特定频谱发光二极管组成，焊接在线路板4-3上，该12只发光二极管分别为11只特定光谱的LED灯和一只卤素灯，每一只均可独立开关，即可单独形成12种光谱，也可任意组合，形成多种复合光谱，比如红绿、红蓝、红黄、蓝黄、红黄蓝、红黄绿等任意组合；该11只发光二极管光谱分别为550nm、580nm、590nm、620nm、660nm、690nm、740nm、760nm、780nm、810nm、850nm。

线路板4-3，设计有集成控制芯片和数据传输口，可与电脑相连接，并通过电脑程序控制12只发光二极管的亮/灭；

摄像孔4-4，为图像采集孔，孔壁为非同光材质。

需要说明的是，本多光谱眼底拍摄系统可以安装在固定台、固定架及移动式台车上。

本发明的工作原理

原理：

在按照用户需要通过电脑控制选择不同光谱的二极管灯亮，二极管发出的特定光谱的光经过漫反射板变为柔和均匀的光源，其中平行于镜筒中心轴的光线(水平光线)可送至透镜，经过聚焦射入瞳孔折射后到达眼底，眼底经过不同组织层的漫反射后，光从瞳孔射出，经透镜聚焦射入多光谱同轴光源的摄像孔，最终在多光谱相机内成像。

参见图5，多光谱成像是利用多个单色LED光源，分别获按照一定的光谱组合投射入眼底不同的深度组织(神经细胞层、感光细胞层、视网膜色素上皮层、脉络膜)。眼底组织对不同波段的光吸收率不同，400～950nm波长的光在眼内穿透性可达到95％，眼底视网膜色素上皮层、脉络膜层对450～630nm的波长吸收率可达到70％，脉络膜层因富含黑色素，对波长为660～750nm波段的光有较高的吸收峰值，其次血红蛋白对光的吸收也有相应的峰值。

本发明的使用说明

1)在暗室内，打开电源，并启动电脑；

2)当电脑运行正常后，开启红外光源，在红外线条件下寻找并锁定患者瞳孔；

3)依据患者病情使用电脑控制不同的光谱对眼底进行检查；

4)依据检查的结果保存各组图像，并将不同的图像及结论报告送至打印机打印；

本发明应用于以下领域：

高血压、动脉硬化、静脉阻塞和血管阻塞

糖尿病视网膜病变的筛查

老年黄斑变性的筛查

葡萄膜渗漏综合征

自身免疫相关性视网膜病变

视网膜营养障碍性疾病

Stargardt病

黄斑交界区疾病

Coats病

家族渗出性玻璃体视网膜病变

视神经乳头水肿

囊性黄斑水肿

中心性脉络膜视网膜病变

脉络膜渗漏综合征。

本多光谱眼底拍摄系统将多光谱眼底分层成像原理以及正常眼的多光谱成像特点用于各种眼底病多光谱诊断等方面。

本发明造价成本较低，实现较为简单，实用性强，体积小，操作简单。

1)普通眼底相机只能观察眼底表面的病变情况，而多光谱眼底拍摄系统通过不同波长的光谱对组织穿透深浅不同，从而通过呈现不同深度的组织图像，直观分析不同深度的组织情况或病变情况，可提前检查出潜在病变，做到早治疗早康复；

2)本发明成本相对国外多光谱眼底拍摄系统价格低廉，性价比高，可效解决普通市县级、乡镇级医院没有经济能力采购的现实问题；

3)新入职医生5分钟内便可完全操作，通过直观的眼底不同深度层次组织的状况；

4)通过大数据库对病情的比较分析，可准确的识别定位病因，并给出相应结论或治疗方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，包括物镜(1)、双非球面透镜(2)、镜筒(3)、多光谱同轴光源(4)和多光谱相机(6)；所述的镜筒(3)前端螺装有物镜(1)，物镜(1)内安装有双非球面透镜(2)，镜筒(3)后端安装有多光谱同轴光源(4)，多光谱同轴光源(4)通过连接环(5)安装有多光谱相机(6)，多光谱同轴光源(4)的数据传输口通过导联线(7)与电脑主机(8)相连，电脑主机(8)上连接有显示器(9)。

2.根据权利要求1所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的多光谱同轴光源(4)包括多光谱同轴光源本体、漫反射板(4-1)、线路板(4-3)、摄像孔(4-4)和多只不同光谱的频谱光源(4-2)；多光谱同轴光源本体前端安装有漫反射板(4-1)，多光谱同轴光源本体中心处开设有供多光谱相机(6)摄像的摄像孔(4-4)，多光谱同轴光源本体上设置有线路板(4-3)，线路板(4-3)上设置有多只不同光谱的频谱光源(4-2)。

3.根据权利要求2所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的漫反射板(4-1)是可将光均匀散射出去的中空毛玻璃板；摄像孔孔壁采用非同光材质制成。

4.根据权利要求2所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的多只不同光谱的频谱光源(4-2)包括11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯，11只不同光谱的LED灯光谱分别为550nm、580nm、590nm、620nm、660nm、690nm、740nm、760nm、780nm、810nm、850nm；每一只频谱光源(4-2)均可独立开关。

5.根据权利要求2所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的线路板(4-3)设计有集成控制芯片和数据传输口，线路板(4-3)得数据传输口可与电脑主机(8)相连接，并通过电脑程序控制11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯的亮/灭。

6.根据权利要求2所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的线路板(4-3)包括DSP芯片和总线接口芯片；所述的DSP芯片上接有总线接口芯片，DSP芯片上分别通过12只电阻对应连接有11只不同光谱的LED灯和一只卤素灯。

7.根据权利要求1所述的多光谱眼底拍摄系统，其特征在于，所述的物镜(1)为金属中空圆筒状，物镜(1)左端有内螺纹，所述的镜筒(3)右端带有外螺纹可与物镜(1)进行螺装，镜筒(3)左端带有内螺纹，多光谱同轴光源(4)的左右端都带有外螺纹，右端可与镜筒左端匹配螺装。