RU2309662C2 - Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology - Google Patents
Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology Download PDFInfo
- Publication number
- RU2309662C2 RU2309662C2 RU2005119502/14A RU2005119502A RU2309662C2 RU 2309662 C2 RU2309662 C2 RU 2309662C2 RU 2005119502/14 A RU2005119502/14 A RU 2005119502/14A RU 2005119502 A RU2005119502 A RU 2005119502A RU 2309662 C2 RU2309662 C2 RU 2309662C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- screen
- radiation
- ophthalmology
- diagnosing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Eye Examination Apparatus (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
- Lasers (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинским приборам, действие которых основано на использовании свойств лазерного излучения, а именно к офтальмологическим приборам, и может быть использовано для выявления аметропии, подбора очковых линз и лечебных упражнений.The invention relates to medical devices, the action of which is based on the use of the properties of laser radiation, namely to ophthalmic devices, and can be used to detect ametropia, selection of spectacle lenses and therapeutic exercises.
Интерференционные картины, возникающие при отражении когерентного лазерного излучения от шероховатой поверхности, так называемые спеклы, применяются для исследования рефракции и аккомодации глаза.The interference patterns arising from the reflection of coherent laser radiation from a rough surface, the so-called speckles, are used to study refraction and accommodation of the eye.
При отражении когерентного лазерного излучения от шероховатой поверхности видимое направление движения возникающей при этом пятнистой картины (шагрени, зернистости) - картины спеклов - зависит от рефракции глаз наблюдателя. Если глаз наблюдателя неподвижен, а поверхность, освещаемая лазером, смещается в направлении, перпендикулярном к освещающему ее лучу, то при гиперметропии спеклы движутся в сторону, противоположную движению поверхности, а при миопии - в ту же сторону. В случае эмметропии зерна спеклов флуктуируют («кипят»).When coherent laser radiation is reflected from a rough surface, the apparent direction of motion of the resulting spotted pattern (shagreen, granularity) - speckle pattern - depends on the refraction of the observer's eyes. If the observer’s eye is fixed, and the surface illuminated by the laser shifts in the direction perpendicular to the beam illuminating it, then with hyperopia the speckles move in the direction opposite to the movement of the surface, and with myopia in the same direction. In the case of emmetropia, speckle grains fluctuate (“boil”).
Картину спеклов, обладающую теми же свойствами, можно получить не только при отражении от шероховатой поверхности, но и с помощью ряда других способов, позволяющих создать пространственную интерференционную картину, в том числе, в результате прохождения когерентного излучения через рассеивающие среды, например через матированные поверхности прозрачных оптических материалов.A speckle pattern possessing the same properties can be obtained not only by reflection from a rough surface, but also using a number of other methods that allow creating a spatial interference picture, including as a result of the passage of coherent radiation through scattering media, for example, through matted transparent surfaces optical materials.
Это свойство лазерных спеклов послужило основой для создания лазерных рефрактометров (иногда их называют «лазерными оптометрами»).This property of laser speckles served as the basis for the creation of laser refractometers (sometimes they are called "laser optometers").
Известно устройство для исследования рефракции глаза (см. SU 416065, кл. А61В 3/00, 04.12.1974), содержащее источник лазерного излучения, оптическую систему формирования светового пучка, вращающийся экран, выполненный в виде цилиндрической поверхности, оптический ослабитель интенсивности излучения в виде поляризационного фильтра и полевую диафрагму. Выходящий из источника излучения пучок лучей проходит оптическую систему формирования светового пучка и диафрагму и попадает на плоский экран, который вращается в различных плоскостях с переменной скоростью. Движущаяся или неподвижная интерференционная картина, наблюдаемая пациентом на экране, позволяет установить диагноз таких заболеваний как, например, аметропия, гиперметропия и подобрать корректирующие очковые линзы.A device for researching refraction of the eye (see SU 416065, class AB61 3/00, 04/04/1974), containing a laser radiation source, an optical system for generating a light beam, a rotating screen made in the form of a cylindrical surface, an optical radiation intensity attenuator in the form polarizing filter and field diaphragm. The beam of rays emerging from the radiation source passes through the optical system for generating the light beam and the diaphragm and lands on a flat screen that rotates in various planes with a variable speed. A moving or motionless interference pattern observed by the patient on the screen allows you to establish a diagnosis of diseases such as, for example, ametropia, hyperopia and to select corrective spectacle lenses.
Недостатком известного устройства является разнесенность в пространстве источника лазерного излучения и экрана, что увеличивает габариты прибора.A disadvantage of the known device is the diversity in the space of the laser radiation source and the screen, which increases the dimensions of the device.
Известно офтальмологическое устройство для определения аметропии за счет исследования рефракции с помощью лазерного излучения (см. US 3572912, кл. А61В 3/02, 30.03.1971). Прибор состоит из источника лазерного излучения, освещающего диффузно отражающий цилиндрический экран. Экран приводится во вращение электродвигателем. Ось вращения экрана имеет возможность изменять свое положение относительно наблюдателя, определяя, таким образом, меридианное сечение при проведении исследования глаз. Определение рефракции производится путем компенсации аметропии пробными очковыми линзами либо специальной оптической системой типа телескопа, установленной перед наблюдателем. Полная компенсация легко определяется по отсутствию направленного движения спекл-структуры.Known ophthalmic device for determining ametropia due to the study of refraction using laser radiation (see US 3572912, CL AB 3/02, 03/30/1971). The device consists of a laser source illuminating a diffusely reflecting cylindrical screen. The screen is driven by an electric motor. The axis of rotation of the screen has the ability to change its position relative to the observer, thus determining the meridian section during the examination of the eyes. Refraction is determined by compensating for ametropia with trial eyeglass lenses or with a special optical system such as a telescope mounted in front of the observer. Full compensation is easily determined by the absence of directional motion of the speckle structure.
Недостатками этого устройства являются наличие отражающего экрана, требующего освещения его со стороны наблюдателя лазерным источником, и отсутствие расширителя пучка лазерного излучения, что не позволяет создать компактную конструкцию и получить пространственную интерференционную картину достаточно больших угловых размеров, что затрудняет работу с пациентом и не позволяет проводить групповые лечебные сеансы и экспресс-диагностические обследования групп пациентов.The disadvantages of this device are the presence of a reflective screen, which requires illumination from the observer by a laser source, and the absence of a laser beam expander, which does not allow creating a compact design and obtaining a spatial interference pattern of sufficiently large angular dimensions, which complicates the work with the patient and does not allow group treatment sessions and express diagnostic examinations of patient groups.
Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для диагностики и функционального лечения в офтальмологии (см. RU 2039520, кл. А61В 3/00, 20.07.1995), содержащее установленные на оптической оси лазер и неподвижный диффузно рассеивающий экран. Прибор выполнен в виде компактного моноблока. Излучение лазера на входе прибора создает низкоинтенсивную интерференционную картину большого объема, являющуюся результатом интерференции вторичных когерентных волн от рассеивающих элементов экрана.Closest to the claimed device is a device for diagnosis and functional treatment in ophthalmology (see RU 2039520,
Недостатками данного устройства являются недостаточно высокая надежность при высокой стоимости прибора, обусловленная применением гелий-неонового лазера, и недостаточно проработанная конструкция механизма изменения угла падения излучения на экран, не позволяющая обеспечивать в динамическом режиме работы устройства непрерывное движение спеклов, причем только в одну сторону.The disadvantages of this device are the insufficiently high reliability at a high cost of the device, due to the use of a helium-neon laser, and the insufficiently developed design of the mechanism for changing the angle of incidence of radiation on the screen, which does not allow for continuous speckle movement in the dynamic mode of operation of the device, and only in one direction.
Технический результат, на достижение которого направлено данное изобретение, заключается в повышении надежности работы, упрощении технологии изготовления и снижении стоимости устройства, повышении эффективности диагностики и лечебных процедур, осуществляемых с помощью данного устройства.The technical result to which this invention is directed is to increase the reliability of the work, simplify the manufacturing technology and reduce the cost of the device, increase the efficiency of diagnostics and medical procedures carried out using this device.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для диагностики и функционального лечения в офтальмологии, содержащем установленные на оптической оси лазер и неподвижный диффузно рассеивающий экран, между лазером и диффузно рассеивающим экраном установлены несколько отражателей с криволинейной отражающей поверхностью, которые перемещаются относительно пучка лазерного излучения таким образом, что в любой момент времени излучение лазера направлено на отражающую поверхность, по крайней мере, одного отражателя.The specified technical result is achieved by the fact that in the device for diagnostics and functional treatment in ophthalmology, containing a laser mounted on the optical axis and a fixed diffusely scattering screen, several reflectors with a curved reflective surface are installed between the laser and the diffusely scattering screen, which move relative to the laser beam such so that at any time the laser radiation is directed to the reflective surface of at least one reflector.
На фиг.1 показана принципиальная схема устройства для диагностики и функционального лечения в офтальмологии.Figure 1 shows a schematic diagram of a device for diagnosis and functional treatment in ophthalmology.
На фиг.2 показана схема оптико-механического узла.Figure 2 shows a diagram of an optical-mechanical assembly.
На фиг.3 показано положение шторок, экранирующих перекрывающиеся части пучков излучения от соседних отражателей.Figure 3 shows the position of the curtains shielding the overlapping parts of the radiation beams from neighboring reflectors.
Устройство для диагностики и функционального лечения в офтальмологии содержит последовательно установленные на оптической оси лазер 1 и стоящий на выходе оптической схемы неподвижный диффузно рассеивающий экран 2 (фиг.1).A device for diagnostics and functional treatment in ophthalmology contains a laser 1 sequentially mounted on the optical axis and a stationary diffusely scattering screen 2 standing at the output of the optical circuit (Fig. 1).
Между лазером 1 и диффузно рассеивающим экраном 2 установлены несколько отражателей 3 с криволинейной отражающей поверхностью (сферических зеркал), которые перемещаются относительно пучка лазерного излучения таким образом, что в любой момент времени излучение лазера направлено на отражающую поверхность, по крайней мере, одного отражателя.Between the laser 1 and the diffusely scattering screen 2 there are
Механизм изменения угла падения излучения на диффузно рассеивающий экран выполнен в виде оптико-механического узла 4, содержащего несколько сферических зеркал 3, установленных на вращающемся барабане 5 (фиг.2), причем каждое зеркало, последовательно вводимое в пучок излучения, одновременно изменяет угол падения лазерного излучения на диффузно рассеивающий экран и расширяет пучок лазерного излучения. Оптико-механический узел 4 может содержать, например, восемь одинаковых сферических зеркал (фиг.2). На барабане по краям каждого зеркала установлены шторки 6, экранирующие перекрывающиеся части пучков излучения (фиг.3).The mechanism for changing the angle of incidence of radiation on a diffusely scattering screen is made in the form of an optical-mechanical assembly 4 containing several
Работа устройства для диагностики и функционального лечения в офтальмологии осуществляется следующим образом.The operation of the device for diagnosis and functional treatment in ophthalmology is as follows.
Одномодовый низкоинтенсивный полупроводниковый лазер 1 обеспечивает преобразование электрической энергии, поступающей от узла питания (не показан), в энергию когерентного излучения видимого диапазона. В качестве источника лазерного излучения может быть использован, например, полупроводниковый диод DL-4148-031, японской фирмы Tottori SANYO Electric Co., Lt, излучающий в красной области спектра. Максимальная мощность излучения - 10 мВт. Конструкция диода DL-4148-031 кроме излучающей структуры включает в себя фотоприемник, что позволяет диоду работать в режиме обратной связи для стабилизации уровня выходного излучения.A single-mode low-intensity semiconductor laser 1 converts electrical energy from a power supply (not shown) into visible-range coherent radiation. As a laser source, for example, a semiconductor diode DL-4148-031, Japanese company Tottori SANYO Electric Co., Lt, emitting in the red region of the spectrum can be used. The maximum radiation power is 10 mW. The design of the DL-4148-031 diode, in addition to the emitting structure, includes a photodetector, which allows the diode to operate in feedback mode to stabilize the level of output radiation.
Излучение полупроводникового лазера 1 попадает на одно или два из восьми сферических зеркала блока зеркал и, отразившись, проходит через диффузно рассеивающий экран 2 устройства. При этом в пространстве за диффузно рассеивающим экраном 2 формируется интерференционная картина (картина спеклов), которая образуется в результате многолучевой интерференции пучков света, создаваемых множеством независимых по фазе и амплитуде когерентных вторичных излучателей, которыми являются отдельные неоднородности матового экрана, рассеивающие попадающее на них излучение.The radiation of the semiconductor laser 1 hits one or two of the eight spherical mirrors of the mirror block and, reflected, passes through the diffusely scattering screen 2 of the device. At the same time, an interference pattern (speckle pattern) is formed in the space behind the diffusely scattering screen 2, which is formed as a result of multipath interference of light beams created by a variety of coherent secondary emitters that are independent in phase and amplitude, which are individual inhomogeneities of the matte screen that scatter the radiation incident on them.
Сферические зеркала расположены встык на внешней поверхности цилиндрического барабана 5 с радиусом R1, ось которого закреплена на валу малооборотного электродвигателя, частота вращения которого составляет два оборота в минуту. Этим обеспечивается соответствующее перемещение отражателей (сферических зеркал) относительно пучка лазерного излучения и изменение угла падения волнового фронта излучения на диффузно рассеивающий экран, что в свою очередь приводит к движению спеклов интерференционной картины в горизонтальной плоскости.Spherical mirrors are located end-to-end on the outer surface of the
Заданный угловой размер пространственной интерференционной картины и заданный линейный размер области засветки матового экрана обеспечиваются параметрами сферических зеркал оптико-механического узла с учетом расходимости излучения лазера.The specified angular size of the spatial interference pattern and the specified linear size of the illumination area of the matte screen are provided by the parameters of the spherical mirrors of the optomechanical assembly, taking into account the divergence of the laser radiation.
Радиусы R2 сферических зеркал выбираются из следующих соображений.The radii R 2 of the spherical mirrors are selected from the following considerations.
Каждое из сферических зеркал, находящихся на пути лазерного излучения излучателя А на расстоянии S от излучателя, формирует мнимое изображение А′ излучателя на расстоянии S′ от вершины того же зеркала. Из соотношений, приведенных в «Справочнике конструктора оптико-механических приборов» под ред. В.А.Панова (Ленинград, Машиностроение, 1980 г., стр.70), получаемEach of the spherical mirrors located on the path of the laser radiation of the emitter A at a distance S from the emitter forms an imaginary image A ′ of the emitter at a distance S ′ from the top of the same mirror. From the relationships given in the "Designer Handbook of Optical-Mechanical Devices", ed. V.A. Panova (Leningrad, Mechanical Engineering, 1980, p. 70), we obtain
Так как изменение угловой апертуры w излучения за зеркалом определяется какSince the change in the angular aperture w of radiation behind the mirror is defined as
тоthen
Абсолютная величина w определяет требуемое увеличение угловой апертуры излучения. Очевидно, что увеличение угловой апертуры излучения будет иметь место при абсолютном значении w, больше 1, т.е. приThe absolute value of w determines the required increase in the angular aperture of the radiation. Obviously, an increase in the angular radiation aperture will take place at an absolute value of w greater than 1, i.e. at
Таким образом, использование в предлагаемом устройстве сферических зеркал позволяет обеспечить заданные угловые и линейные размеры пространственной интерференционной картины за счет выбора соотношения радиуса единичных сферических зеркал R2 и расстояния лазера от излучателя S.Thus, the use of spherical mirrors in the proposed device makes it possible to provide predetermined angular and linear dimensions of the spatial interference pattern by choosing the ratio of the radius of individual spherical mirrors R 2 and the laser distance from the emitter S.
При выборе радиусов единичных зеркал R2, радиуса цилиндрического барабана R1 и количества зеркал, расположенных на барабане, необходимо учитывать, что стыкующиеся на поворотном устройстве поверхности соседних зеркал должны образовывать в главном сечении, включающем оси зеркал, внутренний угол. В этом случае при падении пучка излучения на границу раздела зеркал на экране наблюдается не темная неосвещенная зона, а зона перекрытия пучков от краев соседних зеркал. Ширина этой зоны может быть уменьшена практически до нуля установкой на барабане перед зеркалами шторок 6 (по две по краям каждого зеркала), экранирующих перекрывающиеся части пучков (фиг.3).When choosing the radii of individual mirrors R 2 , the radius of the cylindrical drum R 1 and the number of mirrors located on the drum, it must be borne in mind that the surfaces of adjacent mirrors that are joined on the rotary device must form an internal angle in the main section, including the axis of the mirrors. In this case, when the radiation beam falls on the interface of the mirrors, the screen is observed not a dark unlit zone, but a zone of overlapping beams from the edges of adjacent mirrors. The width of this zone can be reduced to almost zero by installing a shutter 6 on the drum in front of the mirrors (two along the edges of each mirror) that shield the overlapping parts of the beams (Fig. 3).
При освещении матового экрана излучением, формируемым оптико-механическим узлом, распределение излучения на экране по каждому из направлений в своем масштабе соответствует угловому распределению интенсивности излучения на выходе самого излучателя в соответствующем направлении. Динамика интерференционной картины обеспечивается в результате поворота в горизонтальной плоскости волнового фронта излучения, падающего на плоский неподвижный экран.When the matte screen is illuminated by radiation generated by the optical-mechanical unit, the distribution of the radiation on the screen in each direction in its scale corresponds to the angular distribution of the radiation intensity at the output of the emitter in the corresponding direction. The dynamics of the interference pattern is ensured as a result of rotation in the horizontal plane of the wave front of radiation incident on a flat stationary screen.
В динамическом режиме работы пациенты с нормальным зрением (или зрением, полностью скомпенсированном в горизонтальной плоскости очковыми либо контактными линзами) воспринимают это движение как «кипение» спеклов, а пациенты с аметропией - как их движение в горизонтальной плоскости.In the dynamic mode of operation, patients with normal vision (or vision that is fully compensated in the horizontal plane by eyeglass or contact lenses) perceive this movement as “boiling” of speckles, and patients with ametropia as their movement in the horizontal plane.
Реализованная в устройстве схема в динамическом режиме работы устройства обеспечивает непрерывное движение картины спеклов в одну сторону. При этом пациенты с миопической рефракцией глаза наблюдают движение картины спеклов в сторону, противоположную движению луча (справа - налево), а пациенты с гиперметропической рефракцией - ту же сторону, в которую поворачивается луч.Implemented in the device, the circuit in the dynamic mode of the device provides continuous movement of the speckle pattern in one direction. At the same time, patients with myopic refraction of the eye observe the movement of the speckle pattern in the direction opposite to the movement of the beam (from right to left), and patients with hyperopic refraction observe the same side in which the beam turns.
В статическом режиме работы устройства (когда барабан не вращается и зеркала неподвижны) движение или «кипение» картины спеклов может наблюдаться при перемещении глаза (головы) пациента в горизонтальной плоскости. При этом пациенты с миопической рефракцией глаза наблюдают движение картины спеклов в сторону, противоположную движению их головы, а пациенты с гиперметропической рефракцией - в ту же сторону. При отсутствии аметропии (или при ее полной компенсации линзами) при подобных движениях наблюдают «кипение» спеклов.In the static mode of operation of the device (when the drum does not rotate and the mirrors are stationary), the movement or “boiling” of the speckle pattern can be observed when the patient’s eye (head) is moved in a horizontal plane. In this case, patients with myopic refraction of the eye observe the movement of the speckle pattern in the direction opposite to the movement of their head, and patients with hyperopic refraction in the same direction. In the absence of ametropia (or when it is completely compensated by lenses) during such movements, “boiling” of speckles is observed.
Таким образом, устройство обеспечивает получение как подвижной, так и неподвижной картины спеклов, причем движение спеклов в режиме наблюдения динамической картины направлено по горизонтали в одну сторону.Thus, the device provides both a movable and a stationary speckle pattern, and the speckle movement in the observation mode of the dynamic pattern is directed horizontally in one direction.
Изобретение позволяет повысить надежность работы устройства, упростить технологию изготовления, а также повысить эффективность диагностики и лечебных процедур в офтальмологии.The invention improves the reliability of the device, simplify the manufacturing technology, as well as increase the efficiency of diagnostics and medical procedures in ophthalmology.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005119502/14A RU2309662C2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005119502/14A RU2309662C2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005119502A RU2005119502A (en) | 2006-12-27 |
| RU2309662C2 true RU2309662C2 (en) | 2007-11-10 |
Family
ID=37759474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005119502/14A RU2309662C2 (en) | 2005-06-23 | 2005-06-23 | Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2309662C2 (en) |
-
2005
- 2005-06-23 RU RU2005119502/14A patent/RU2309662C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Прикладная лазерная медицина. Под ред. Г.Й.Мюллера, М., "ИНТЕРЭКСПЕРТ", 1997, с.256-285. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2005119502A (en) | 2006-12-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3396062B2 (en) | Image display device | |
| KR100992182B1 (en) | Ophthalmic binocular wavefront measurement system | |
| US8684527B2 (en) | Ophthalmic diagnostic instrument | |
| CN104640497B (en) | Improvement in scanning laser ophthalmoscope or the improvement about scanning laser ophthalmoscope | |
| US7659971B2 (en) | Lensometers and wavefront sensors and methods of measuring aberration | |
| JP6027138B2 (en) | Ophthalmic integrated device | |
| JP3490088B2 (en) | Scanning ophthalmoscope | |
| US9931033B2 (en) | System and method for controlling a fundus imaging apparatus | |
| JP2009515175A (en) | Method and apparatus for determining geometric quantities on an object | |
| US20030210378A1 (en) | Optoelectronic eye examination system | |
| CN109008942A (en) | A kind of full optics of the eye coherence tomography device and imaging method based on slit-lamp platform | |
| JP2018061622A (en) | Fundus observation apparatus | |
| CN110215183A (en) | Fixation Optical devices, ophthalmic measurement system and imaging method | |
| RU2309662C2 (en) | Device for diagnosing and functional treatment in ophthalmology | |
| CN209172278U (en) | A kind of full optics of the eye coherence tomography device based on slit-lamp platform | |
| RU2294131C1 (en) | Device for checking vision and applying functional treatment in ophthalmology | |
| JP2022524881A (en) | Ophthalmic imaging methods, devices, and systems | |
| CN111281332A (en) | Multi-functional ophthalmic anterior segment imaging device based on slit lamp platform | |
| CN108567409B (en) | Off-axis reflector retina imaging system | |
| RU2039520C1 (en) | Ophthalmic device | |
| CN111557637B (en) | Ophthalmic measurement system | |
| CN116942076B (en) | Automatic measurement system for measuring full-field wavefront aberration of human eyes | |
| JP7428028B2 (en) | Rotation angle detection device for three-dimensional objects, retinal projection display device, head-mounted display device, optometry device, and input device | |
| US20230218167A1 (en) | Ophthalmic apparatus | |
| CN111557637A (en) | Ophthalmologic measuring system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20070117 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20070117 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160624 |