采用贝塞尔环带照明方式的长焦深暗场视网膜oct系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及活体人眼视网膜的光学高分辨率成像仪器，尤其是涉及一种采用轴锥 镜实现贝塞尔环带照明的长焦深暗场视网膜0CT成像仪器。
【背景技术】
[0002] 视网膜成像方法，主要包括眼底相机、荧光造影术、共焦扫描激光检眼镜、和光学 相干层析(Optical coherence tomography，0CT)成像仪等。其中，只有0CT技术的横向和纵 向分辨率是相互独立的，分别由光束的聚集条件和光源的带宽决定，故有可能同时获得高 横向和高纵向分辨率。采用宽带、甚至超宽带光谱光源，很容易获得1〇μπι以下、甚至达到细 胞级(视细胞尺寸约2_4μπι)的纵向分辨率。因此视网膜0CT成像技术获得了迅猛发展，并已 有众多商用化仪器在眼科临床实践中获得应用。
[0003] 但目前的常规视网膜0CT技术，仍难以获得视网膜的高横向分辨率δΓ和高对比度 图像，这是由于：1)视网膜是半透明组织，上皮细胞吸收了入射光信号中的大部分，被反射 至探测器用于成像的光信号非常微弱。活体人眼成像有曝光剂量的限制，仅靠提高照明光 强来改善成像质量的方法不可取;2)理论上增大入瞳光束直径Φ能提高δ Γ，但人眼在大瞳 孔时存在着复杂、动态变化的像差，反而会极大地降低3r。自适应光学(Adaptive optics， A0)技术被引入眼科领域而形成的视网膜A0-0CT技术，利用A0技术来矫正大瞳孔成像时存 在的人眼像差，才实现了视网膜的横向细胞级分辨成像。但A0-0CT技术的高成本、高复杂 度、和大体积等因素，制约了它的实际应用。因此，常规视网膜0CT技术简单、但δΗ氏;而视网 膜A0-0CT技术有极高的δ Γ(细胞级）、但付出的代价极大。如果有一种新型视网膜0CT技术， 其知远高于常规视网膜0CT、但又无需付出视网膜A0-0CT技术的代价，这必将成为眼科基础 研究和临床应用的有力工具。遗憾的是，目前还未见这样技术的报道。
[0004] 常规光学成像技术的横向分辨率δΓ和焦深1是一对矛盾，高δΓ会导致短1。如中心 波长= 1060nm时：5r = 8.6μηι、1 = 284μηι@ Φ 2.5mm(不受像差影响的最大入瞳光束直径）；δ r = 3.6μm、l=49.3μm@Φ6mm(视网膜A0-0CT系统常用的入瞳光束直径）。视网膜厚度约350μ m，因此高δ r成像时，1不能覆盖视网膜厚度。作为当前0CT技术主流的傅里叶域(Fourier-domain) 0CT 技术，包括谱域（Spectral-domain )0CT 和扫频（Swept-source )0CT 技术，均无需 参考光束的纵向扫描就能获取样品深度方向的全部信息，故不能采用动态调焦技术以对不 同深度的组织进行高分辨观察。因此，在保持高知的同时，又使系统具有足够长的1，是视网 膜成像亟待解决的问题。贝塞尔(Bessel)照明技术是解决这一问题的有效方法，其δ Γ由照 明环带光束的直径Φ决定、且相对常规照明方式(通常为高斯型照明）知在同等条件下要提 高约37%; 1则由照明环带的厚度Η和入瞳光束直径Φ共同决定，通过合理的光学设计可极 大地扩展1，但需权衡由于1扩展导致的光能密度下降问题。所以贝塞尔照明有可能同时获 得高知(相对常规视网膜0CT系统)和长1、且δ Γ在长1范围内保持不变，这些特点使其成为视 网膜成像的最佳手段，但目前未见相关报道。
[0005] 视网膜图像的信噪比和对比度低，这是由于：1)视网膜是半透明组织，其后向反射 光信号非常微弱；2)光路上的光学器件和角膜界面均存在着后向反射杂散光、以及照明光 束入射视网膜时存在着镜面反射光信号，它们会形成很强的背景信号，占据了探测器的动 态范围，使得来自视网膜微小变化的光信号不能被探测。这一问题可采用暗场（Dark-field) 成像技术来解决:通过把来自视网膜的有用暗场光信号与上述强背景信号相分离、 而只探测前者，就可实现在低背景信号下的大动态范围成像，就有可能观察到组织结构的 微小变化和更深层的结构信息。现有的暗场成像技术，通常采用中心遮挡的方式来形成暗 场照明，并在探测端进行边缘遮挡来滤除照明光束的后向反射光信号。由于照明光束大多 为高斯型能量分布，其总能量的86.5%分布在光束中心32%的区域内，可见中心遮挡会极 大地降低光能利用率。轴锥镜(Axicon)是实现暗场照明的最佳器件，平行光束通过轴锥镜 并传输到远场后成为圆锥型环带光束、经过光学系统传输后，以环带形式入射角膜，在视网 膜上形成暗场照明，且无光能利用率低的问题。
[0006] 在中科院光电所杨亚良等人提出的视网膜暗场0CT系统里(杨亚良等，连续可调环 带照明视网膜暗视场光学相干层析成像仪，发明专利:ZL201410066927.5)，利用一对锥顶 相对安装的轴锥镜来形成暗场照明，其显著特点有：1)照明环带的大小和厚度可连续调节、 以满足不同被测对象的需求;2)具有横向超分辨效果，但δ r在l范围内不能保持不变。该系 统为传统的高斯照明、而不是贝塞尔照明方式，不具有提高知和扩展1的能力。
[0007] 总之，目前还未见同时具有以下三个特点的视网膜0CT成像技术的报道：1)显著提 高δΓ，以填补常规视网膜0CT和视网膜A0-0CT技术之间的δ Γ空隙；2)保持高δΓ的同时、仍具 有足够长的1，以便对视网膜深度范围内的全部组织进行高分辨成像;3)暗场成像以提高图 像的信噪比、对比度、和立体感。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种活体人眼视网膜的 长焦深高分辨率暗场0CT成像系统，该系统采用一个轴锥镜来形成贝塞尔环带暗场照明，以 实现扩展焦深的同时、极大地提高横向分辨率并在长焦深范围内保持不变、和提高图像的 信噪比、对比度、和立体感。
[0009] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:采用贝塞尔环带照明方式的长焦深 暗场视网膜0CT系统，包括:光源、光纤親合器、第一准直器、第二准直器、第一可变光阑（5)、 第二可变光阑、轴锥镜、第一透镜、第二透镜、第三透镜、分光镜、水平扫描器、垂直扫描器、 第一耦合镜、第二耦合镜、色散补偿片、水盒、平移台、第一偏振控制器、第二偏振控制器、探 测端、第一单模光纤、第二单模光纤、第三单模光纤、第四单模光纤、第五单模光纤、函数发 生卡、数据采集卡和计算机；
[0010]光源发出的光信号，经第一单模光纤传输至光纤耦合器后分成两路，分别经第二 单模光纤和第三单模光纤传输至样品臂和参考臂；
[0011]在样品臂中，从第二单模光纤输出的光束，被第一准直器准直和通过第一可变光 阑后，平行入射轴锥镜;光束通过轴锥镜并传播到远场后形成圆锥型环带光束，然后依次经 过第一透镜、分光镜、水平扫描器、垂直扫描器、第二透镜和第三透镜后，以环带方式入射人 目艮、并被人眼屈光系统聚焦在视网膜上，形成贝塞尔环带暗场照明；被视网膜后向反射或散 射的样品光信号，沿原路返回至分光镜;被分光镜反射的样品光信号中、通过第二可变光阑 的部分，被第一耦合镜耦合进第四单模光纤中、并传输至探测端;第一偏振控制器安装在第 四单模光纤上；
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