CN213525088U

CN213525088U - 一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统

Info

Publication number: CN213525088U
Application number: CN202020879903.2U
Authority: CN
Inventors: 何帆; 余庆祥; 陈佳男; 杨轶婷; 沈叶露; 肖豪迪; 朱秀委; 林维豪; 金鑫; 曹自立
Original assignee: Wenzhou Medical University
Current assignee: Wenzhou Medical University
Priority date: 2020-05-23
Filing date: 2020-05-23
Publication date: 2021-06-25
Anticipated expiration: 2030-05-23

Abstract

一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，包括树莓派开发板、液晶触摸显示屏、光路系统，光路系统包括照明系统与成像系统，照明系统包括沿同一光路依次设置的光源与匀光透镜组，成像系统包括沿同一光路依次设置的网膜物镜、半透半反棱镜、成像物镜、调焦物镜和CCD探测器。其优点在于1、以树莓派开发板作为核心控制模块，并配合液晶触摸显示屏，使得整体结构更加轻巧便携；2、通过树莓派开发板实现光源切换及亮度可调，保证光源亮度处于最佳状态，从而保证图像清晰；3、成像物镜和CCD探测器之间设置调焦物镜，有效解决因近视或远视引起的视网膜不能成像在CCD探测器位置的问题。

Description

一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统

技术领域

本实用新型涉及眼科医疗器械技术领域,具体涉及一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统。

背景技术

眼睛是人体非常重要的器官，全身各大系统的疾病都可能在眼部、眼底表现，例如糖尿病、动静脉血栓、小动脉硬化断裂、肾病、妊娠毒血症和肿瘤等等。而在传统治疗方式中应用的眼底相机所依托的眼底成像技术只能够帮助医生定性的进行分析。此外，其所得到的眼底图像特征复杂，医生对于眼底病变的诊断具有主观性和不确定性。因而眼底疾病成像检查成为临床医学和现代科学研究的热门对象。

现阶段国内外的眼底检查大多利用直接/间接检镜、B型超声检查、共焦距激光扫描技术、光学相干层析技术、多光谱分层成像技术、暗场成像技术、自适应光学技术等眼底成像技术，许多设备比较庞大，只有专门的医院可以检测，给患者造成不便。因此，开发出一款便携式的眼底成像系统是有必要的。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本实用新型提供一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统。

本实用新型所采用的技术方案：一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其包括树莓派开发板、液晶触摸显示屏、光路系统；所述液晶触摸显示屏与树莓派开发板连接，用于接收并显示图像信息以及向树莓派开发板输入控制信息；所述光路系统包括照明系统与成像系统；所述照明系统包括沿同一光路依次设置的光源、第一线偏振片与匀光透镜组，所述光源与树莓派开发板连接，能够接收树莓派开发板的控制信号，进行光源切换以及调节光源亮度；所述成像系统包括沿同一光路依次设置的网膜物镜、半透半反棱镜、第二线偏振片、成像物镜、调焦物镜和CCD探测器，所述半透半反棱镜同时也位于光源的出射光路上，所述CCD探测器与树莓派开发板连接，能够将采集到的图像信息发送至树莓派开发板。

所述光源采用白光 LED 和 800nm 的近红外 LED，所述树莓派开发板能控制两种光源进行切换。

所述照明系统还包括环形光纤耦合棒，所述环形光纤耦合棒一端成圆形并连接光源，另一端呈环形，用于形成一束环形光束。

所述网膜物镜由一个透镜组成。

本实用新型的有益效果是：

1、以树莓派开发板作为核心控制模块，并配合液晶触摸显示屏，使得整体结构更加轻巧便携；

2、通过树莓派开发板实现光源切换以及亮度可调，保证光源亮度处于最佳状态，从而保证图像清晰；

3、成像物镜和CCD探测器之间设置调焦物镜，有效解决因近视或远视引起的视网膜不能成像在CCD探测器位置的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统的示意图。

图2为本实用新型实施例光路系统示意图。

图3为本实用新型实施例工作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作进一步说明：

如图1所示，一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其包括树莓派开发板、液晶触摸显示屏、光路系统。

所述树莓派开发板是一款基于ARM的微型电脑主板，以SD/MicroSD卡为内存硬盘，卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口（A型没有网口），可连接键盘、鼠标和网线，同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口，以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上，具备所有PC的基本功能。

另外，树莓派开发在Python语言编译环境下实现程序编写，Python作为一种解释性语言，由于它语言简洁、代码清晰、易读以及扩展性强和强大的数据生态系统，是一种非常高效的软件开发环境。

所述液晶触摸显示屏是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，其既具备显示功能，又具备输入功能，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，整体结构轻便、占用空间少、方便灵活。

所述光路系统如图2所示，包括照明系统与成像系统，用于采集眼底视网膜信息。

所述照明系统包括沿同一光路依次设置的光源1、第一线偏振片9与匀光透镜组2，所述光源1选择白光 LED 和 800nm 的近红外 LED时，在使用过程中，可以在白光LED和近红外LED之间进行切换，使得操作调整更加方便，确保图像清晰。其中近红外LED启动时实现对光路系统进行调焦功能，白光LED启动时用于对眼底视网膜进行拍照。

进一步的，所述照明系统还包括环形光纤耦合棒，所述环形光纤耦合棒一端成圆形并连接光源，另一端呈环形，从而能够用于形成一束环形光束，与传统采用环形光阑的形式来形成环形光源的方式相比，效果更好。

所述成像系统包括沿同一光路依次设置的网膜物镜3、半透半反棱镜4、第二线偏振片10、成像物镜5、调焦物镜6和CCD探测器7，所述半透半反棱镜4同时也位于光源的出射光路上。

其中，所述网膜物镜仅由一个透镜组成，与传统由几个透镜组合形成的方式相比，在确定光路的放大倍数的前提下，有效消除杂散光，保证采集到的图像清晰。

采用上述光路系统进行眼底成像时，将网膜物镜3对准患者瞳孔8，光源1、半透半反棱镜4、瞳孔8三者成共轭关系，环形光束射入后，能在角膜处形成环形光斑，通过调节调焦物镜6使得光路中眼底视网膜与CCD探测器7成共轭关系，从而使CCD探测器7采集得到眼底视网膜图像。

所述树莓派开发板与液晶触摸显示屏、光路系统相连接，光路系统中的CCD探测器能够将采集到的图像信息发送至树莓派开发板，树莓派开发板能够将接收到的图像信息在液晶触摸显示屏上进行显示，同时操作液晶触摸显示屏能够发送控制指令至树莓派开发板，使树莓派开发板发送控制指令至光路系统中的光源，控制切换光源以及调节光源亮度，以达到最佳成像效果。

另外，上述眼底成像系统还可以具备病人信息管理功能、图像信息处理功能、远程反馈功能，病人信息管理功能用于记录病人的基本信息（如姓名、性别，年龄、身份证号、联系电话、录入日期等），便于管理，图像信息处理功能对采集的图像进行分割、去噪滤波、图像有效区域的提取等编辑处理；远程反馈功能能将图像分析采集结果通过远程反馈功能回复给患者，达到和病患及时交流的作用。

如图3所示，上述眼底成像系统的操作流程如下：

1、首先通过病人信息管理功能记录病人的基本信息（姓名、性别，年龄、身份证号、联系电话、录入日期等）；

2、将网膜物镜3对准患者瞳孔8，通过实时显示和拍摄功能调取CCD探测器从光路系统中采集到的眼底视网膜图像在液晶触摸显示屏上进行显示；

3、控制800nm近红外LED开启，并通过调节调焦物镜进行调焦；

4、完成准确对焦后，将光源切换到白光LED，并操作液晶触摸显示屏调节光源亮暗以使达到最佳成像效果；

5、通过拍摄功能进行拍照并保存眼底视网膜图像；

6、通过图像信息处理功能对采集的图像进行分割、去噪滤波、图像有效区域的提取等编辑处理；

7、最后将图像分析采集结果通过远程反馈功能回复给患者。

采用上述眼底成像系统，其优点在于：

2、通过树莓派开发板实现光源的切换及亮度可调，保证光源亮度处于最佳状态，从而保证图像清晰；

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

各位技术人员须知：虽然本实用新型已按照上述具体实施方式做了描述，但是本实用新型的实用新型思想并不仅限于此实用新型，任何运用本实用新型思想的改装，都将纳入本专利专利权保护范围内。

Claims

1.一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其特征在于：其包括树莓派开发板、液晶触摸显示屏、光路系统；

所述液晶触摸显示屏与树莓派开发板连接，用于接收并显示图像信息以及向树莓派开发板输入控制信息；

所述光路系统包括照明系统与成像系统；

所述照明系统包括沿同一光路依次设置的光源、第一线偏振片与匀光透镜组，所述光源与树莓派开发板连接，能够接收树莓派开发板的控制信号，进行光源切换以及调节光源亮度；

所述成像系统包括沿同一光路依次设置的网膜物镜、半透半反棱镜、第二线偏振片、成像物镜、调焦物镜和CCD探测器，所述半透半反棱镜同时也位于光源的出射光路上，所述CCD探测器与树莓派开发板连接，能够将采集到的图像信息发送至树莓派开发板。

2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其特征在于：所述光源包括白光LED 和 800nm 的近红外 LED，所述树莓派开发板能控制两种光源进行切换。

3.根据权利要求1所述的一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其特征在于：所述照明系统还包括环形光纤耦合棒，所述环形光纤耦合棒一端成圆形并连接光源，另一端呈环形，用于形成一束环形光束。

4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派开发板的便携式眼底成像系统，其特征在于：所述网膜物镜由一个透镜组成。