Способ регистрации объемного изображения глазного дна Советский патент 1984 года по МПК A61F9/00 

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для регистрации объемного изображения глазного дна средствами голографии. Известен способ регистрации объемного изображения глазного дна, основанный на освещении глазного дна когерентным светом и голографической записи изображения глазного дна во встречных пучках с использованием контактной линзы 1. Недостатком данного способа является ухудшение качества получаемого изображения вследствие наличия многочисленных паразитных рефлексов от различных сред глаз. Известен также способ регистрации объемного изображения глазного дна, предусматривающий освещение глаза когерентным световым потоком и регистрацию голограммы 2. Недостатками известного способа являются низкое разрешение и невысокий контраст получаемых изображений из-за наложения пятнистой (Speckle) структуры, «замазывающей микроструктуру исследуемого глазного дна. Цель изобретения - расширение диагностических возможностей путем получения качественной голограммы. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу регистрации объемного изображения глазного дна, предусматривающему освещение глаза когерентным световым потоком и регистрацию голограммы, предварительно в сосуды глаза вводят ,тюминесцирующий краситель, глаз освещают дополнительным когерентным световым потоком, направленным под углом к основному и имеющим .характеристики, аналогичные последнему, а регистрацию голограммы проводят в потоке возбужденного излучения красителя. Способ осуществляют следующим образом. В кровь испытуемого вводят раствор органического красителя, например флуоресцеин - Na, который попадает в сосуды глазного дна. Длину волны возбуждающего краситель излучения выбирают близкой к максимуму полосы поглощения красителя. Так, для флуоресцеина - Na, может быть использовано для возбуждения излучения аргонового лазера с Д 488 нм. Исследуемое глазное дно- освещают двумя пучками возбуждающего когерентного излучения, падающими под углом друг к другу, при схождении которых в объеме глазного дна образуется интерференционная картина, полосы в которой расположены на расстоянии d Л1/25ш 1/2, где/,| - длина волны возбуждающего излу0 -угол схождения возбуждающих пучков. Поскольку глазное дно, пронизанное кровеносными сосудами, в которые введен люминесцирующий краситель, представляет собой лазерно-активную среду, наведенная интерференционная картина, представляющая собой стоячую волну, образует в объеме глазного дна дифракционную решетку (периодическую структуру) показателя преломления. Образование такой решетки показателя преломления обусловлено изменением коэффициента усиления от узла к пучности стоячей волны в области лазерноактивной среды. При освещении глазного дна возбуждающим излучением возникает люминесценция красителя, которая вследствие наличия распределенной обратной связи, обусловленной дифракционной решеткой показателя преломления и коэффициента усиления, переходит в генерацию вынужденного из, учения на длине волны Я; Пр Л /По51пО/2, где Пр, По - показатели преломления раствора красителя и граничащей с ним среды; Л -длина волны возбуждающего излучения6 -угол схождения возбуждающих ггучков. За счет однородного уширения линии люминесценции используемых органических красителей (типа флуоресцеина - Na) происходит увеличение спектральной яркости генерируемого вынужденного когерентного излучения по сравнению с излучением люминесценции. Далее полученное вынужденное когерентное излучение используют для голографической записи изображения глазного дна, причем на данном этапе могут быть использованы любые методы голографической регистрации, в частности запись голограмм с внеосевым опорным пучком, запись голограмм во встречных пучках и др. Причем освещение 1лазного дна двумя направленными под углом друг к другу пучками когерентного излучения не только позволяет производить перестройку длины волны генерации, изменяя угол схождения возбуждающих пучков Q (см. выражение (2)), но и приводит к более однородному возбуждению красите.ля в объеме глазного дна, что позволяет получать более объективную информацию в получаемом объемном изображе НИИ о структуре глазного дна. На фиг. 1 изображена возмож1 ая оптическая схема, реализующая прелтлагаемый способ; на фиг. 2-5 - различные по фокусировке изображения глазного дна кролика, полученные с одной голограммы. Устройство состоит из блока возбуждения излучения красителя, б;юка голографической регистрации и исследуемого глаза. Блок возбуждения содержит лазер сЛ светоделительное зеркало 2, поворотные зеркала 3,4 и 7, расширители пучка 5 и 8, панкратические оптические системы 6 и 9. Блок голографической регистрации содержит источник вынужденного когерентного излучения (глазное дно) с , ф фильтр, отрезающий излучение с , световодительное зеркало 12, поворотное зеркало 13, расширитель пучка 14, диафрагму 15, формируюш.ую оптическую систему 16, регистратор (голограмму) 17. Устройство работает следующим образом. Пучок когерентного излучения с Л от лазера 1 делится светоделительным зеркалом 2 на два освещающих пучка I и П. Пучки I и И после отражения зеркалами 3,4 и 7 и расширения элементами 5 и 8 направляют панкратическими оптическими системами 6 и 9 в исследуемый глаз под углом Э- друг к другу. Причем фокусы панкратических оптических систем 6 и 9 подбирают таким образом, чтобы пучки I и И фокусировались в области хрусталика исследуемого глаза с целью освещения максимальной зоны глазного дна 10. Поскольку 1лазное дно, в кровеносных сосудах которого находится люминесцирующий краситель, представляет собой лазерно-активную среду, освещение его пучками I и И приводит к возникновению люминесценции красителя, которая затем вследствие наличия распределенной обработкой связи, обусловленной брэгговским отражением от периодической структуры, возникающей в результате модуляции показателя г реломлеиия в объеме глазного дна, переходи в генерацию вынужденного излучения с длиной волны /(д прЯ,/По51п0/2. Для записи голограм.мы глазного дна необходимо перенести его изображение в ILIOCкость регистрации, добавив к нему когерентный опорный пучок. Поэтому поток когерентного из;1учения с fl, пройдя фильтр 11, делится светоделительным зеркалом 12 на сигнальный и опорный. Сигнальный пучок, пройдя фор.мирующую оптическую систе.му 16, и опорный пучок, пройдя поворотное зеркало 13, расщирительный элемент 14 и диафрагму 15, падают на регистратор 17 под углом друг к другу. Для получения неискаженного действительного изображения голограмму освещают на стадии восстанов,тения волной, ко.мплексно-сопряженной опорной волне, пспользованной при записи гологра.ммы. Следует отметить, что, поскольку на стадиях записи и восстановления голограммы использовались различные источники излучения (при записи с Л4550 нм, при восстановлении НЕ - Ne лазер с j 633 нм), возникают искажения голографического изображения, проявляемые в раз,1ичии продольного и поперечного увеличения восстановленного изображения; |j У Мпр где Д, Мп - продольнЬе и поперечное увеличение соответственно. Поскольку данные искажения представляют систематическую ошибку их легко учесть, что в первую очередь необходимо деталь при измерениях размеров сосудов сетчатки. На фиг. 2-5 представлены различные по глубине перефокусировки изображения глазного дна кро,ика, полученные с одной гoлoгpaм.пы, снятой через 17 с после введения флюоресцеина - а. Восстановленное действительное изображение регистрируют зеркальным фотоаппаратом «Зенит на фотопленку «Микрат-300. Глубина перефокусировки каждого снимка 20 мкм (фиг. 2-5). Первый снимок (фиг. 2) соответств ет изображению поверхности сетчатой оболочки, а последующие снимки (. 3-5) отстоят от него на 20 мкм пос.чедовательно но глубине каждый. Из приведенных снимков видно, что ноявляющ.иеся в поле, зрения сосуды разнесены по глубине в пределах зарегистрированной об1)емной сцены, Прп перефокусировке видны различные по калибру, направлению и топографии сосуды г.чазного дна. Изобретение позволяет повысить качество получае.мой го.чограммы. Так при возбуждении одним пучком ширина спектра регистрируемого излучения составляет- 130 нм (от 500 до 630 н.м), а при возбуждении двумя скрещенными пучками 15-20 нм. .M люминесценции в обоих с.пучаях находится около 550 нм. Причем при возбуждении двумя скрещенными пучками мои;ности лю.минесценцпи увеличиваются приблизительно на два порядка.

Фиг. 2

(Риг. 3

СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ГЛАЗНОГО ДНА, предусматривающий освещение глаза когерентным световым потоком и регистрацию голограммы, отличающийся тем, что, с целью расщирения диагностических возможностей путем получения качественной голограммы, предварительно в сосуды глаза вводят люминесцирующий краситель, глаз освещают дополнительным когерентным световым потоком, направленным под углом к основному и имеющим характеристики, аналогичные последнему, а регистрацию голограммы проводят в потоке возбужденного излучения красителя. S (Л О5 О5 01 со оо