[发明专利]基于眼底相机的双波长视网膜血管血氧测量系统

说明书

本发明涉及一种基于眼底相机的双波长视网膜血管血氧测量系统，该系统由视网膜图像采集子系统和血氧计算子系统两部分组成，视网膜图像采集子系统将眼底相机获取的视网膜像经成像物镜成像于无穷远，构成像方远心光路。通过直角反射棱镜将光束分成两路，经反射镜反射后透过特定波长的干涉滤光片滤出所需波长的成像光，经成像透镜后同时成像在CCD靶面上，实现视网膜双波长同时成像；血氧计算子系统对获得的双波长视网膜图像进行图像处理、血管提取、光密度计算等一系列运算后完成视网膜血管血氧饱和度的计算。本发明在获取视网膜结构图像的同时获得视网膜血管功能信息，可以为生命科学相关研究、眼底相关疾病的诊断提供有力工具。

技术领域

本发明涉及一种基于眼底相机的双波长视网膜血管血氧测量系统。

背景技术

视网膜血管在眼科疾病的临床诊断和治疗中提供重要的指示作用，许多视网膜的病变都会引起氧气的大量消耗，使得血氧饱和度发生变化，如糖尿病视网膜病、青光眼、血管阻塞等。另外，视网膜组织和血管也是唯一能直接观测到的人体深部结构，是了解某些全身疾病的重要窗口，比如视网膜血管的变化和高血压以及其他心血管疾病之间存在必然的联系。因此，通过对视网膜图像进行处理和分析、获取其结构和血氧饱和度功能信息对疾病的早期诊断和检测有着非常重要的意义。

利用眼底照相机获取视网膜图像，是视网膜研究的一种简单有效途径，但传统眼底成像技术仅仅停留于获取视网膜结构信息，无法对视网膜功能信息进行采集。因此，以眼底相机为平台，如何更充分地挖掘视网膜结构和功能信息，受到越来越多学者的关注。其中，双波长视网膜成像悄然兴起，成为生命科学研究的新热点。国外已有学者对其技术基础、光路设计、应用价值等进行了一定研究。2008年，M.Hammer等人采用特制的双波长滤光片、利用彩色相机不同通道记录眼底双波长图像(“Retinal vessel oximetry-calibration，compensationfor vessel diameter and fundus pigmentation，andreproducibility”，M.Hammer，T.Riemerb，et al.，Journal of Biomedical Optics，2008)。2012年，GEIRSDOTTIR A等人利用定制分光装置分开两个波长的图像，然后分别成像在两个CCD上(“Retinal vessel oxygen saturation in healthy individuals”.AsbjorgGeirsdottir，OlafurPalsson，et al.，Investigative Ophthalmology&VisualScience，2012)。但上述研究仍存在一些不足之处：如双波长图像采用不同的成像通道，光路复杂，光学元件多；采用两个相机采集双波长视网膜图像，成本高；两个相机间响应的差异将给血氧测量带来影响等等。

国内的眼底相机起步较晚，仅用于眼底成像及基本结构分析，对于视网膜血氧测定等功能性分析暂无相关研究的报道。国内目前仅中国科学院光电技术研究所拥有一项基于自适应光学的激光共焦扫描的视网膜血氧测量的专利技术【中国专利申请号201010617782.5】。该专利可实现眼底细胞、微血管局部观察和血氧测量，但由于成像分辨率高，成像视场很小。为了在大视场下对视网膜整体进行观察和评价，需要进行软件拼图，费时费力。另外，该专利是通过分时采集两个波长不同的眼底图像，在采集时间上不能完全一致，无法避免人眼运动对血氧计算精度的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服上述现有技术的不足，提供一种基于眼底相机的双波长视网膜血管血氧测量系统。该系统可以同时获得双波长视网膜图像，并测定视网膜血管的血氧饱和度，可以为生命科学相关研究、眼底相关疾病的诊断提供有力工具。