Способ регистрации объемного изображения глазного дна

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ы51) А 61 F 9 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕ ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3277678/28-13 (22) 09.04.81 (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) E: Н. Бейлин, E. Н. Лехциер, А. Д. Семенов, Б. М. Степанов и С. Н. Федоров (53) 617.7 (088.8) (56) 1. Какичашвили Ш. Д. Контридзе В. С., Антелава Дж. Н., Джугели Б. П. Новое в лечении и диагностике глазных болезней.

Тбилиси, «Мецниереба», 1976, с. 10.

2. G. Govignon, О. Pomerantzeff, «Trans.

Amer Academy of opntnal and otolaryn, ч.76, № 5, р. 1214, 1972.

ÄÄSUÄÄ 1066593 А (54) (57) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ГЛАЗНОГО

ДНА, предусматривающий освещение глаза когерентным световым потоком и регистрацию голограммы, отличающийся тем, что, с целью расширения 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.

1066593

10

25

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 споеоб регистрации обьемного 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 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.

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 — Ма, 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 асстоянии

d =Д l/2SinQ/2, где Я вЂ” длина волны возбуждающего излучения;

Я -угол схождения возбуждающих пучков.

4-5

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 люминесценции красителя, которая вследствие наличия распределенной обратной связи, обусловленной дифракционной решеткой показателя преломления и коэффициента усиления, переходит в генерацию вынужденного излучения на длине волны

Яр —— n, Я,/nSin9/2, где пр, и, — показатели преломления раствора красителя и гра и ич а щей с ним среды;

Л,— длина волны возбуждающего излучения

9 — угол схождения возбуждающих пучков.

3а счет однородного уширения линии люминесценции используемых органических красителей (типа флуоресцеип — Ха) прп. исходит увеличение спектральной яркости генерируемого вынужденноч о 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 глазного дна двумя направленными под углом друг к другу пучками когерентного излучения не только позволяет производить перестройку длины волны генерации, изменяя угол схождения возбуждающих пучков 8 (см. выражение (2) ), но и приводит к более однородному возбуждению красителя в объеме глазного дна, что позволяет получать более объективную информацию в получаемом об.ьемном изображе нии о структуре глазного дна.

На фиг. 1 изображена возможная оптическая схема, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2-5 различные по фокусировке изображения глазного дна кролика, полученные с одной голограммы.

Устройство состоит из блока возбуждения излучения красителя, блока голографической регистрации и исследуемого глаза, Блок возбуждения содержит лазер с Я;1, 1066593 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 Я - 10, ф фильтр, отрезающий излучение с Я,-I I, световодительное зеркало 2, поворотное. зеркало 13, расширитель пучка 14, диафрагму 15, формирующую оптическую систему

16, регистратор (голограмму) 17. 0

Устройство работает следующим образом.

Пучок когерентного излучения с Я1 от лазера 1 делится светоделительным зеркалом 2 на два освешаюгцих пучка 1 и I I.

Пучки I и 11 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 g друг к другу. Причем фокусы панкратических оптических систем 6 и 9 подбирают таким образом, чтобы пучки I и 11 фокусировались в области хрусталика исследуемого глаза с целью освещения максимальной зоны глазного дна 10.

Поскольку глазное дно, в кровеносных сосудах которого находится люминесцирую- 25 ший краситель, представляет собой лазерно-активную среду, освещение его пучками и II приводит к возникновени!о л>юминесценции красителя, которая затем вследствие наличия распределенной обработкой связи, обусловленной брэгговским отражением от периодической структуры, возникаюьцей в результате модуляции показателя преломления в объеме глазного дна, переходит в генерацию вынужденного излучения с длиной волны

Я = пр!!!/EloSin9j2.

Для записи голограммы глазного дна необходимо перенести его изображение в плоскость регистрации, добавив к нему когерентный опорный пучок.

Поэтому поток когерентного излучения 4О с Я, пройдя фильтр 11, делится светоделительным зеркалом 12 на сигнальный и опорный. Сигнальный пучок, пройдя формиру>ошую оптическую систему 16, и опорный пучок, пройдя поворотное зеркало!3, расширительный эле..:"нт 14 и диафрагму 15, падают 45 на регистратор 17 под углом друг к другу.

Для получения неискаженного действительного изображения голограмму освсгцают нг стадии восстановления волной, комплексно-сопряженной опорной волне, использованной при записи голограммы. Следует отметить, что, поскольку на стадиях записи и восстановления голограммы исголь. зовались различные источники излучения (при записи с Я,550 нм, при восстановлении

НŠ— Хе лазер с Я = 633 нм), возникают искажения голограф1!ческого изображения, проявляемые в различии продольного и поперечного увеличения восстановлснного изображения:

Мпр = — Мп, и где М„ . Мп — — продольное и поперечнос увеличение соответственно. Поскольку данные искажения представляют систематичсскую он1ибку их легко учесть, что в первую очередь необходимо деталь при измерения> размеров сосудов сетчатки.

На фиг. 2-5 представлены различные по глубине перефокусировки изображения гл аз ш>го >на крол и ка, полученные с одной голограммы, снятой через 17 с после введения флюоресцеина H.

Восстановленное действительное изображение регистриру от зеркальным фотоаппаратом «Зенит» на фотопленку «Микрат-300».

Гл! бина перефок! IipoBKII I<3>K30E o !. Иимка

20 мкм (фиг. 2-5). Первый снимок (фиг. 2) соотвсTc, Bx cT изображен ик> пов!. (!хнОсти сетчатой оболочки. а последуюгцие снимки (фиг. 3-5) отстоят от него iia 20 мкм пг>сг!е.довател ьно IIO глубине каждый. (:(з приведенных снимков видно, что появляющ!!еся в поле. зрения сосуды разнсccIII,! по гл) бине в пределах зарегистрирова!! ной ооъемной cUcllhl (Ipll перефокусировке видны различные ИО калиору. направлеиик> и топо! I>афин сосуды г. I а 3Hoi 0 дна. ! 1зобпетеll lic I>OBBo, IHc 1 1Овысить IxB Ic OTВо ног! !аех!ОЙ голограммы. Так при возбуждении одним !!учком ширина спектра регистрируемого излуче!!ия составляет 130 нм (от 500 до 630 H.,I), а при возбуждении двумя скрещенными пучками — 15-20 нм.

Макси>I>, >l cзюминссцеицпп B Обоих !. л ч;1ях находится около 550 нм. Причем при возбуждении двумя скрешснными пучками могцности люминесценции увеличивак>тся приблизительно на два порядка. .:о тонll Кон,l!.!,нннкоь:

Рг никто > И т1нтеикг Тсар,с;, . 11е1гк I,î !Iê кто > О. IIн.:н!.

Яака:; I(1 25/, ." l I >; 3". 3 I 1о до и с н Ое

ВНИИПИ Госу;арственно: о комитс ;l;,Ñ(.Ð

fio делам изобретений и открытий! 13035, Москва. Ж--35, Рву некая наб,в 4, 5

Филиал П ПП ii Ï "-:тент:, г. У:нгоро.н гл. 11роектная, 4