Фундус-камера

 

Изобретение относится к медицинским приборам и инструментам для диагностических целей и может быть использовано в качестве системы визуального наблюдения, а также фотографической и цифровой регистрации изображения глазного дна. Целью изобретения является увеличение контраста и разрешения изображения. Устройство состоит из входного объектива, проекционной оптической системы, телевизионного регистратора изображения и осветителя, точечного источника света, в электрической цепи питания которого установлен генератор электрических импульсов с частотой генерации от 5 до 30 Гц, а в Фурье-сопряженной с фоточувствительным слоем телевизионного регистратора плоскости оптической системы установлен фильтр пространственных частот в виде расположенного на оптической оси системы в области нулевой пространственной частоты поглощающего свет экрана с коэффициентом поглощения от 2 до 10 раз. При таком выполнении устройства даже долговременная фиксация зрения на источнике с модулированной интенсивностью свечения не вызывает рефлекторного изменения углового положения глаза, обусловленного физиологическими особенностями зрения, что обеспечивает увеличение качества регистрируемого изображения. Установка фильтра пространственных частот, выполненного в виде частично поглощающего светового экрана и установленного в области нулевой компоненты Фурье-спектра изображения глазного дна, увеличивает контраст и качество изображения. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области медицинских приборов и инструментов для диагностических целей и может быть использовано в качестве системы визуального наблюдения, а также фотографической и цифровой регистрации изображения глазного дна.

Уровень техники Известен прибор для визуализации и регистрации изображения глазного дна (Патент США 5300964 "Fundus camera" от 5.04.94 г.), состоящий из входного объектива, кольцевого зеркала с прозрачным окном на оптической оси системы, проекционной оптической системы, механического затвора в виде подъемного зеркала, фоторегистрирующего материала, окуляра и осветителя, выполненного в виде коллиматора и спектрального фильтра, за которым соосно расположены и оптически связаны два источника света, один из которых непрерывный, а другой импульсный.

При визуализации глазного дна пациент фиксирует взгляд на неподвижном точечном предмете, расположенном так, чтобы за счет разворота глаза в поле зрения прибора помещалась нужная область глазного дна. При этом коллимированный свет от непрерывного источника с помощью кольцевого зеркала и объектива проектируют на зрачок пациента и он, пройдя сквозь хрусталик, освещает глазное дно. Рассеянный на глазном дне свет вновь проходит через хрусталик и с помощью объектива и проекционной оптической системы формируется в плоскости фоторегистрирующего материала в полноцветное или монохромное действительное изображение глазного дна. Это изображение с помощью опущенного подъемного зеркала визуально наблюдают через окуляр.

Для регистрации изображения на фотоматериале подъемное зеркало поднимают, а глазное дно освещают короткой вспышкой импульсной лампы.

Недостаток прибора состоит в низком контрасте и низком разрешении изображения.

Наиболее близким к заявляемому устройству по технической сущности является патент США 5943116 от 24.08.99 г. "System for imaging an ocular fundus semi-automatically at high resolution and wide field". Он состоит из аккомодированных на бесконечность точечных источников света, входного объектива, кольцевого зеркала с прозрачным окном на оптической оси системы, проекционной оптической системы, сопряженного с компьютером регистратора изображения в виде телевизионной ПЗС камеры и осветителя, выполненного в виде коллиматора и спектрального фильтра, за которым расположен оптически связанный с входным объективом непрерывный источник света в виде лампы накаливания.

Для визуализации глазного дна пациент фиксирует взгляд на одном из аккомодированных на бесконечность непрерывных точечных источников света. Источник расположен так, чтобы за счет разворота глаза в поле зрения прибора помещалась нужная область глазного дна. При этом коллимированный свет осветителя с помощью кольцевого зеркала и объектива проектируют на зрачок пациента и он, пройдя сквозь хрусталик, освещает глазное дно. Рассеянный на глазном дне свет вновь проходит через хрусталик и с помощью объектива и проекционной оптической системы формируется в плоскости телевизионной ПЗС камеры в монохромное действительное изображение глазного дна. Регистрируемое ПЗС камерой изображение визуально наблюдают на экране монитора и регистрируют в цифровом виде в памяти компьютера.

Недостатки прибора состоят в низком контрасте и разрешении изображения.

Недостатки обусловлены тем, что кровеносные сосуды и выстилающий поверхность глазного дна родопсин имеют близкие спектры поглощения. Кроме того, рефлекторное сканирование глаза пациента, возникающее при продолжительной (более 3-5 с) фиксации зрения на неподвижном точечном объекте, приводит к дефокусировке и смазыванию регистрируемого изображения, что увеличивает время и стоимость обследования пациента и снижает его качество.

Цель изобретения Целью изобретения является увеличение контраста и разрешения изображения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, состоящем из точечного источника света, входного объектива, проекционной оптической системы, телевизионного регистратора изображения и осветителя, в электрической цепи питания точечного источника света установлен генератор электрических импульсов с частотой генерации от 5 до 30 герц, а в Фурье-сопряженной с фоточувствительным слоем телевизионного регистратора плоскости оптической системы установлен фильтр пространственных частот в виде расположенного на оптической оси системы в области нулевой пространственной частоты поглощающего свет экрана с коэффициентом поглощения от 2 до 10 раз.

Новизна заявленных признаков состоит в применении для фиксации пространственно-углового положения глаза пациента точечного источника света с модулированной интенсивностью свечения. В отличие от прототипа даже долговременная фиксация зрения на таком источнике не вызывает рефлекторного изменения углового положения глаза, обусловленного физиологическими особенностями зрения, что обеспечивает высокое качество регистрируемого изображения. Уменьшение частоты следования световых импульсов ниже 5 герц приводит к временной утере точки фиксации из поля зрения и снижению положительного эффекта. Увеличение частоты выше 30 герц приводит к визуальному исчезновению световой модуляции и также снижает положительный эффект.

Другим отличительным признаком является фильтр пространственных частот, выполненный в виде частично поглощающего светового экрана, установленного в области нулевой компоненты Фурье-спектра изображения глазного дна. Установка такого фильтра обеспечивает снижение уровня фоновой засветки изображения и, как следствие, увеличивает контраст и качество изображения.

Уменьшение светового поглощения ниже двукратной величины делает пространственную фильтрацию неэффективной, а применение фильтра с более чем десятикратным поглощением ухудшает визуальный анализ изображения.

Изучение и анализ известной научно-технической и патентной литературы показал, что полной совокупности признаков, характеризующих данные технические решения, ранее не известно, т.е. заявляемые решения отвечают критерию "новизна".

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена схема устройства.

На фиг.2 представлена зависимость коэффициента поглощения фильтра пространственных частот от радиуса.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Схема устройства представлена на фиг.1 Она состоит из 1 - аккомодированных на бесконечность точечных (светодиодных) источников света, 2 - коммутатора, 3 - генератора электрических импульсов, 4 - входного объектива, 5 - кольцевого зеркала с прозрачным окном на оптической оси системы, проекционной оптической системы в виде 6 - корректора, 7 - фильтра пространственных частот в виде расположенного в области нулевой пространственной частоты круглого поглощающего свет экрана (см. фиг.2) и 8 - проектора, оптически сопряженного с регистратором изображения - 9 в виде телевизионной ПЗС камеры, компьютера и монитора, 10 - осветителя.

Генератор 3 генерирует короткие электрические импульсы, следующие с частотой от 5 до 30 герц. Эти импульсы с помощью коммутатора 2 подаются на один из точечных источников света 1, который генерирует световые импульсы и обеспечивает фиксацию глаза под требуемым углом. Коллимированный световой пучок от осветителя 10, с помощью кольцевого зеркала 5, фокусируется входным объективом 4 на зрачке глаза пациента 11 и обеспечивает освещение глазного дна 12. Часть рассеянного глазным дном 12 света проходит через зрачок глаза 11, входной объектив 4, прозрачное отверстие в кольцевом зеркале 5 и с помощью корректора 6 формируется в пространственный Фурье-спектр изображения глазного дна. Установленный в плоскости Фурье-спектра фильтр пространственных частот 7 ослабляет уровень нулевой спектральной компоненты, а другие составляющие пространственного спектра пропускает без световых потерь. Далее, свет попадает на проектор 8 и с его помощью формируется на чувствительной площадке телевизионной ПЗС камеры регистратора 9 в действительное изображение глазного дна. Это изображение отображается на мониторе и регистрируется в памяти компьютера.

Формула изобретения

Устройство визуализации и регистрации изображения глазного дна, состоящее из точечных источников света, электрической цепи их питания, входного объектива, осветителя, выполненного с возможностью фокусировки светового пучка через зеркало на зрачке глаза, фильтра и проекционной оптической системы, оптически сопряженной с регистратором телевизионного изображения в виде ПЗС камеры, отличающееся тем, что в цепи питания точечного источника света установлен генератор электрических импульсов с частотой генерации от 5 до 30 Гц, а в качестве фильтра использован фильтр пространственных частот в виде поглощающего свет экрана, расположенного в области нулевой пространственной частоты Фурье - спектра изображения глазного дна.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2