眼科光学技术与仪器

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1、第六章第六章 医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 医用光学仪器主要有医用光学仪器主要有眼科光学仪器、手术显微镜、眼科光学仪器、手术显微镜、 医用内窥镜和医用激光仪器四大类。医用内窥镜和医用激光仪器四大类。眼科光学仪器主要眼科光学仪器主要 有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是有眼前部、眼压、眼底、视野等多种检查仪器，特别是 微电脑及电视像技术的应用，使传统的眼科光学仪器微电脑及电视像技术的应用，使传统的眼科光学仪器 得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双得以迅速地更新换代。手术显微镜有单人双目和双人双 目两种形式，目两种形式，现代手术显微镜配备了电视像系统，称现代手术显微

2、镜配备了电视像系统，称 为显微外科电视系统。为显微外科电视系统。医用内窥镜是随着光导纤维的出医用内窥镜是随着光导纤维的出 现而发展起来的，现而发展起来的，广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、广泛应用于消化道、泌尿科、肺科、 妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有妇科、五官科、骨科中的诊断和治疗。装有CCDCCD摄像机摄像机 及电视像系统的内窥镜又称及电视像系统的内窥镜又称电子内窥镜电子内窥镜，可实时地显，可实时地显 示脏器内的黑白或真彩像。示脏器内的黑白或真彩像。医用激光仪器医用激光仪器主要有主要有 COCO 2 2 、氦氖、氦氖、YAGYAG及新发展起来的半导体激光器四大类及新发展起来的半导体激

3、光器四大类 型，型，主要用于治疗，其次用于诊断。主要用于治疗，其次用于诊断。 医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 眼科光学仪器眼科光学仪器 手术显微镜手术显微镜显微外科电视系统显微外科电视系统 医用内窥镜医用内窥镜 医用激光仪器医用激光仪器 红外热像仪红外热像仪 6.1 6.1 眼科光学仪器眼科光学仪器 眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底眼科光学仪器属于精密光学仪器，主要有眼底 照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、照相机、电脑视野仪、电脑验光仪、电脑眼压仪、 电脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都电脑角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。这类仪器大都 是由传统的眼科光学仪器发展起来

4、的，是由传统的眼科光学仪器发展起来的，在传统的光在传统的光 学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控制、 处理系统，处理系统，能进行程序自动控制、电视像显示、能进行程序自动控制、电视像显示、 计算机像处理、数据测算及分析、参数显示及打计算机像处理、数据测算及分析、参数显示及打 印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器印报告及资料存档等功能，因此现代眼科光学仪器 的名称大都在原名称之前加上的名称大都在原名称之前加上“ “电脑电脑“ “二字。除此之二字。除此之 外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现外，一些新型的光学仪器也不断出现，如近年出现

5、的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的“ “激光眼底激光眼底 扫描照机扫描照机“ “。 6.1.1 6.1.1 眼底照相机眼底照相机 眼底照相机是用来观察和记录眼底眼底照相机是用来观察和记录眼底视网膜视网膜 状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩照片的形状况的光学仪器，它将眼底以黑白或彩照片的形 式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼式保存下来，是眼科医生的主要诊断工具。现代眼 底照相机装有微机及电视像系统，可在电视监视底照相机装有微机及电视像系统，可在电视监视 器屏幕上显示眼底像，供多人同时观察及动态记器屏幕上显示眼底像，供多人同时观察及动态记 录录 ( (录

6、像录像) )。 （1 1）眼球）眼球 （2 2）接目物镜）接目物镜 （3 3） 中空反射镜中空反射镜 （4 4）补偿透镜组）补偿透镜组 （5 5）成像物镜组（）成像物镜组（6 6）分光棱镜）分光棱镜 （7 7）照相机胶片）照相机胶片 （8 8）反射镜）反射镜 （9 9）分划板）分划板 （1010）目镜（）目镜（1111） 观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机 （1212）集光）集光 镜镜 （1313）环形光阑）环形光阑 （1414）观察）观察 照明白炽灯（照明白炽灯（1515）聚光镜）聚光镜 （1616） 聚光镜聚光镜 （1717）照相闪光灯）照相闪光灯 (1)(1)照相系统：由接目物镜、补偿

7、透镜组、成像系统照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统 、 分光棱镜及分光棱镜及3535mmmm照相机组成。照相机组成。 (2)(2)观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及观察瞄准系统：由分光棱镜、反射镜、分划板及 观察目镜组成的光路。观察目镜组成的光路。 (3) (3) 照明系统。照明系统。 (4) (4) 机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。 (5) (5) 电视像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有电视像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有 CCD CCD摄像机，并由摄像机，并由5“5“单监视显示像。微电脑单监视显示像。微电脑 系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还

8、能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能 自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤自动决定摄影条件，在荧光摄影时能自动插入滤 镜。镜。 利用眼底照相机可获得眼底血管荧光利用眼底照相机可获得眼底血管荧光 造影像。造影像。由前肘静脉注射荧光素钠造影剂由前肘静脉注射荧光素钠造影剂 10151015秒之后，眼底血管即可依照先动脉秒之后，眼底血管即可依照先动脉 ，后静脉，而后脉络膜血管的顺序显示荧，后静脉，而后脉络膜血管的顺序显示荧 光。用连续摄影机拍摄其过程，从而对眼光。用连续摄影机拍摄其过程，从而对眼 底血管性状、眼底视网膜病变做出诊断。底血管性状、眼底视网膜病变做出诊断。 6.1.2 6.1

9、.2 激光眼底扫描成像激光眼底扫描成像 该系统采用该系统采用共焦扫描激光共焦扫描激光( (Confocal Confocal Scanning Laser)Scanning Laser)技术对眼底进行成像，通技术对眼底进行成像，通 过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地过计算机分析，绘制出视盘表面的三维地 形。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底形。所以，此类仪器又叫扫描激光眼底 地形仪、视网膜层面分析仪、视神经地形仪、视网膜层面分析仪、视神经 像处理系统等。像处理系统等。 共焦扫描技术可在共焦扫描技术可在1 1秒内，对视盘表面秒内，对视盘表面 1313mmmm的深度范围内，进行的深度范围内，进行32

10、32个层面的共焦扫个层面的共焦扫 描，每个层面采集描，每个层面采集256256 256256个数据点。在某一层个数据点。在某一层 面上，如处于共焦点部位的反射成像是清晰的面上，如处于共焦点部位的反射成像是清晰的 ，这个扫描层面也就是此共焦部位的高度，未，这个扫描层面也就是此共焦部位的高度，未 处于共焦的部位不能成像。通过处于共焦的部位不能成像。通过3232个层面的扫个层面的扫 描及计算机像处理，就可给出视盘表面的三描及计算机像处理，就可给出视盘表面的三 维地形，并计算出有关参数。维地形，并计算出有关参数。 视盘的改变是青光眼的早期诊断唯一的客视盘的改变是青光眼的早期诊断唯一的客 观指标。观指标

11、。近年又出现了利用相交的激光偏振光近年又出现了利用相交的激光偏振光 扫描视网膜神经纤维层的视神经纤维分析仪，扫描视网膜神经纤维层的视神经纤维分析仪， 对于青光眼的早期诊断更有用。对于青光眼的早期诊断更有用。 6.1.3 6.1.3 电脑视野仪电脑视野仪 视野仪用以测定视区范围及某视区有无功视野仪用以测定视区范围及某视区有无功 能损害。能损害。 视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展视野仪已由早期的弧形动态视野仪而发展 的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪 在球形屏幕积分球的白背景上，分布有不同在球形屏幕积分球的白背景上，分布有不同 亮度梯度的光刺激点。

12、这些光刺激点用发光二亮度梯度的光刺激点。这些光刺激点用发光二 极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同极管或导光纤维制作，在微机控制下显示不同 的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些的亮度梯度，给眼以刺激。根据病人分辨这些 刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野刺激点的多少及亮度梯度，可自动打印出视野 范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度，范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度， 定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体定量显示出二维视野状态，进一步有三维立体 定量显示视野改变的结果。定量显示视野改变的结果。 6.1.4 6.1.4 电脑角膜曲率仪电脑角膜曲率仪 角膜的曲率是影响眼屈光状

13、角膜的曲率是影响眼屈光状态态态态的重要因素的重要因素 。配戴角膜接触。配戴角膜接触镜镜镜镜、白内障、白内障术术术术后置入人工晶体后置入人工晶体 的度数的的度数的选择选择选择选择 ，以及近，以及近视视视视眼手眼手术术术术放射状角膜切放射状角膜切 开等都需要开等都需要测测测测定角膜曲率。定角膜曲率。 现代角膜曲率仪也是一个光学系统与计算现代角膜曲率仪也是一个光学系统与计算 机相结合的电视像系统。它是以机相结合的电视像系统。它是以100%100%黑白对黑白对 比度的多个同心圆环比度的多个同心圆环( (PlacidoPlacido氏盘氏盘) )在角膜上显在角膜上显 示的影像，以计算机伪彩处理和显示整个

14、角示的影像，以计算机伪彩处理和显示整个角 膜各子午线的曲率，并可自正面及各不同侧面膜各子午线的曲率，并可自正面及各不同侧面 显示角膜曲率状态，或以彩显示角膜表面的显示角膜曲率状态，或以彩显示角膜表面的 地形，并打印出角膜形、屈率及屈光度等地形，并打印出角膜形、屈率及屈光度等 参数。参数。 6.1.5 6.1.5 电脑眼压仪电脑眼压仪 老式的眼压仪是一种带有仪表指示的老式的眼压仪是一种带有仪表指示的 机械装置。现代眼压仪由微机控制，测量机械装置。现代眼压仪由微机控制，测量 探头上带有压力传感器，压力信号经放大探头上带有压力传感器，压力信号经放大 由由A/DA/D转换为数字信号，由微机处理后显转换

15、为数字信号，由微机处理后显 示出示出4 4分钟的眼压变化曲线，依据此曲线分钟的眼压变化曲线，依据此曲线 可判定房水生成、排出量以及眼压的水平可判定房水生成、排出量以及眼压的水平 ，用以判定有无早期青光眼。因为眼内房，用以判定有无早期青光眼。因为眼内房 水循环失调则导致眼内压异常，从而发生水循环失调则导致眼内压异常，从而发生 青光眼。青光眼。 6.2 6.2 手术显微镜手术显微镜 ( (显微外科电视系统显微外科电视系统) ) 手术显微镜的产生和手术水平的提高形成了手术显微镜的产生和手术水平的提高形成了 一门崭新的学科一门崭新的学科显微外科。显微外科应用手术显微外科。显微外科应用手术 显微镜进行精

16、细的手术（如小血管的对接缝合）显微镜进行精细的手术（如小血管的对接缝合） ，被广泛地应用于眼科、耳鼻喉科、外科、妇科，被广泛地应用于眼科、耳鼻喉科、外科、妇科 、整形外科中。、整形外科中。 传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察传统的手术显微镜是双目立体显微镜，观察 时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数时有立体感，以保证手术精确顺利。放大倍数 1.6801.680倍可变，有足够大的工作距离倍可变，有足够大的工作距离 (9 (9cm40cm)cm40cm) ，物镜视场较大物镜视场较大 ( (通常通常l5mm40mm)l5mm40mm)。现代手术现代手术 显微镜上装有电视像系统显微镜上装有电视像系统，又称为显微外科电，又称为显微外科电 视系统。视系统。 手术显微镜结构形式很多，有可移动式及手术显微镜结构形式很多，有可移动式及 固定式两大类。可移动式又有立柱