医用光学仪器.ppt
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1、医用光学技术与仪器医用光学技术与仪器 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 显微镜显微镜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 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,主要有眼眼科光学仪器属于精密光学仪器,主要有眼眼科光学仪器属于精密光学仪器,主要有眼眼科光学仪器属于精密光学仪器,主要有眼底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率底照相机、视野仪、验光仪、眼压仪、角膜曲率仪、裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称仪、裂隙灯显微镜等。现代眼
2、科光学仪器的名称仪、裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称仪、裂隙灯显微镜等。现代眼科光学仪器的名称大都在原名称之前加上大都在原名称之前加上大都在原名称之前加上大都在原名称之前加上“电脑电脑电脑电脑”二字,二字,二字,二字,在传统的在传统的在传统的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光学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控光学观察系统基础上加上电视摄像及微机自动控光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,制、处理系统,制、处理系统,制、处理系统,能进行程序自动控制、电视图像能进行程序自动控制、电视图像能进行程序自动控制、电视图像能进行程序自动控制、电视图像显示、计
3、算机图像处理、数据测算及分析、参数显示、计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示、计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示、计算机图像处理、数据测算及分析、参数显示及打印报告及资料存档等功能。除此之外,显示及打印报告及资料存档等功能。除此之外,显示及打印报告及资料存档等功能。除此之外,显示及打印报告及资料存档等功能。除此之外,一些新型的光学仪器也不断出现,如近年出现的一些新型的光学仪器也不断出现,如近年出现的一些新型的光学仪器也不断出现,如近年出现的一些新型的光学仪器也不断出现,如近年出现的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的利用共焦
4、扫描激光技术对眼底成像的 激光眼底扫激光眼底扫激光眼底扫激光眼底扫描照机描照机描照机描照机。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视网视网视网膜状况的光学仪器,膜状况的光学仪器,膜状况的光学仪器,膜状况的光学仪器,它将眼底以黑白或彩色照片它将眼底以黑白或彩色照片它将眼底以黑白或彩色照片它将眼底以黑白或彩色照片的形式保存下来,是眼科医生的主要诊断工具。的形式保存下来,是眼科医生的主要诊断工具。的形式保存下来,是眼科医生的主要诊断工具。的形式保存下来,是眼科医生的主要诊断工具。现代眼
5、底照相机装有微机及电视图像系统,可在现代眼底照相机装有微机及电视图像系统,可在现代眼底照相机装有微机及电视图像系统,可在现代眼底照相机装有微机及电视图像系统,可在电视监视器屏幕上显示眼底图像,供多人同时观电视监视器屏幕上显示眼底图像,供多人同时观电视监视器屏幕上显示眼底图像,供多人同时观电视监视器屏幕上显示眼底图像,供多人同时观察及动态记录察及动态记录察及动态记录察及动态记录(录像录像录像录像)。(1 1 1 1)眼球)眼球)眼球)眼球 (2 2 2 2)接目物镜)接目物镜)接目物镜)接目物镜 (3 3 3 3)中空反射镜中空反射镜中空反射镜中空反射镜 (4 4 4 4)补偿透镜组)补偿透镜组
6、)补偿透镜组)补偿透镜组 (5 5 5 5)成像物镜组()成像物镜组()成像物镜组()成像物镜组(6 6 6 6)分光棱镜)分光棱镜)分光棱镜)分光棱镜 (7 7 7 7)照相机胶片)照相机胶片)照相机胶片)照相机胶片 (8 8 8 8)反射镜)反射镜)反射镜)反射镜 (9 9 9 9)分划板)分划板)分划板)分划板 (10101010)目镜()目镜()目镜()目镜(11111111)观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机观察者或电视摄像机 (12121212)集光)集光)集光)集光镜镜镜镜 (13131313)环形光阑)环形光阑)环形光阑)环形光阑 (14141414)观察)
7、观察)观察)观察照明白炽灯(照明白炽灯(照明白炽灯(照明白炽灯(15151515)聚光镜)聚光镜)聚光镜)聚光镜 (16161616)聚光镜聚光镜聚光镜聚光镜 (17171717)照相闪光灯)照相闪光灯)照相闪光灯)照相闪光灯(1)(1)照照照照相相相相系系系系统统统统:由由由由接接接接目目目目物物物物镜镜镜镜、补补补补偿偿偿偿透透透透镜镜镜镜组组组组、成成成成像像像像系系系系统统统统、分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及分光棱镜及3535mmmm照相机组成。照相机组成。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、分划板及观察瞄准系
8、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。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。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。机架、调节机构及操纵手柄。机架、调节机构及操纵手柄。(5)(5)电电电电视视视视图图图图像像像像系系系系统统统统及及及及电电电电脑脑脑脑系系系系统统统统,在在在在观观观观察察察察目目目目镜镜镜镜位位位位置置置置装装装装有有有有 CCDCCD摄摄摄摄像像像像机机机机,并并并并由由由由5 5”单单单单色色色色监监监监视视视视显显显
9、显示示示示图图图图像像像像。微微微微电电电电脑脑脑脑 系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还能系统可在屏幕上完成测算功能。此外微电脑还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 色镜。色镜。色镜。色镜。利利用用眼眼底底照照相相机机可可获获得得眼眼底底血血管管荧荧光光造造影影像像。由由前前肘肘静静脉脉注注射射荧荧光光素素钠钠造造影影剂剂1015秒秒之之后后,眼眼底底血血管管即即可可依
10、依照照先先动动脉脉,后后静静脉脉,而而后后脉脉络络膜膜血血管管的的顺顺序序显显示示荧荧光光。用用连连续续摄摄影影机机拍拍摄摄其其过过程程,从从而而对对眼眼底底血血管性状、眼底视网膜病变做出诊断。管性状、眼底视网膜病变做出诊断。1.2 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 Scanning Laser)技术对眼底进行成像,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通过计算机分析,绘制出视盘表面的三维地形图。所以,此类仪器又叫扫描激维地形图。所以,此类仪器又叫扫描激光眼底地形图仪、视网膜层面分析仪、光眼底地形图仪、视网膜层面分
11、析仪、视神经图像处理系统等。视神经图像处理系统等。共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描技技技技术术术术可可可可在在在在1 1秒秒秒秒内内内内,对对对对视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面1313mmmm的的的的深深深深度度度度范范范范围围围围内内内内,进进进进行行行行3232个个个个层层层层面面面面的的的的共共共共焦焦焦焦扫扫扫扫描描描描,每每每每个个个个层层层层面面面面采采采采集集集集256256 256256个个个个数数数数据据据据点点点点。在在在在某某某某一一一一层层层层面面面面上上上上,如如如如处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦点点点点部部部部位位位位的的的的反反反反射射射射成成成成像像像像是是
12、是是清清清清晰晰晰晰的的的的,这这这这个个个个扫扫扫扫描描描描层层层层面面面面也也也也就就就就是是是是此此此此共共共共焦焦焦焦部部部部位位位位的的的的高高高高度度度度,未未未未处处处处于于于于共共共共焦焦焦焦的的的的部部部部位位位位不不不不能能能能成成成成像像像像。通通通通过过过过3232个个个个层层层层面面面面的的的的扫扫扫扫描描描描及及及及计计计计算算算算机机机机图图图图像像像像处处处处理理理理,就就就就可可可可给给给给出出出出视视视视盘盘盘盘表表表表面面面面的的的的三维地形图,并计算出有关参数。三维地形图,并计算出有关参数。三维地形图,并计算出有关参数。三维地形图,并计算出有关参数。视视
13、视视盘盘盘盘的的的的改改改改变变变变是是是是青青青青光光光光眼眼眼眼的的的的早早早早期期期期诊诊诊诊断断断断唯唯唯唯一一一一的的的的客客客客观观观观指指指指标标标标。近近近近年年年年又又又又出出出出现现现现了了了了利利利利用用用用相相相相交交交交的的的的激激激激光光光光偏偏偏偏振振振振光光光光扫扫扫扫描描描描视视视视网网网网膜膜膜膜神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维层层层层的的的的视视视视神神神神经经经经纤纤纤纤维维维维分分分分析析析析仪仪仪仪,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。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。1.3 电脑视野仪电脑视野仪 视视视视野
14、野野野仪仪仪仪用用用用以以以以测测测测定定定定视视视视区区区区范范范范围围围围及及及及某某某某视区有无功能损害。视区有无功能损害。视区有无功能损害。视区有无功能损害。视野仪已由早期的弧形动态视视野仪已由早期的弧形动态视视野仪已由早期的弧形动态视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野仪而发展的微机程序控制静态自野仪而发展的微机程序控制静态自野仪而发展的微机程序控制静态自动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕动视野仪。电脑视野仪在球形屏幕积分球的白色背景上,分布有不同积分球的白色背景上,分布有不同积分球的白色背景上,分布有不同
15、积分球的白色背景上,分布有不同亮度梯度的光刺激点。这些光刺激亮度梯度的光刺激点。这些光刺激亮度梯度的光刺激点。这些光刺激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,点用发光二极管或导光纤维制作,点用发光二极管或导光纤维制作,点用发光二极管或导光纤维制作,在微机控制下显示不同的亮度梯度,在微机控制下显示不同的亮度梯度,在微机控制下显示不同的亮度梯度,在微机控制下显示不同的亮度梯度,给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺给眼以刺激。根据病人分辨这些刺激点的多少及亮度梯度,可自动打激点的多少及亮度梯度,可自动打激点的多少及亮度梯度,
16、可自动打激点的多少及亮度梯度,可自动打印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的印出视野范围的大小、功能缺损的部位及缺损的程度,定量显示出二部位及缺损的程度,定量显示出二部位及缺损的程度,定量显示出二部位及缺损的程度,定量显示出二维视野状态,进一步有三维立体定维视野状态,进一步有三维立体定维视野状态,进一步有三维立体定维视野状态,进一步有三维立体定量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。量显示视野改变的结果。1.4 电脑角膜曲率仪电脑角膜曲率仪 角角角角膜膜膜膜的的的的曲曲曲曲率率率率是是是是影影影影响响响响眼眼眼眼屈屈
17、屈屈光光光光状状状状态态态态的的的的重重重重要要要要因因因因素素素素。配配配配戴戴戴戴角角角角膜膜膜膜接接接接触触触触镜镜镜镜、白白白白内内内内障障障障术术术术后后后后置置置置入入入入人人人人工工工工晶晶晶晶体体体体的的的的度度度度数数数数的的的的选选选选择择择择,以以以以及及及及近近近近视视视视眼眼眼眼手手手手术术术术放放放放射射射射状状状状角角角角膜膜膜膜切切切切开开开开等都需要等都需要等都需要等都需要测测测测定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。定角膜曲率。角膜曲率计是利用角膜角膜曲率计是利用角膜角膜曲率计是利用角膜角膜曲率计是利用角膜的反射性质来测量角膜曲率的反射性质来测量角膜曲率的反射
18、性质来测量角膜曲率的反射性质来测量角膜曲率半径的。半径的。半径的。半径的。在角膜前的一特定在角膜前的一特定在角膜前的一特定在角膜前的一特定位置放一特定大小的物体,位置放一特定大小的物体,位置放一特定大小的物体,位置放一特定大小的物体,该物体经角膜反射后产生像,该物体经角膜反射后产生像,该物体经角膜反射后产生像,该物体经角膜反射后产生像,测量此像的大小即可计算出测量此像的大小即可计算出测量此像的大小即可计算出测量此像的大小即可计算出角膜前表面的曲率半径。角膜前表面的曲率半径。角膜前表面的曲率半径。角膜前表面的曲率半径。1.5 电脑眼压仪电脑眼压仪 老老式式的的眼眼压压仪仪是是一一种种带带有有仪仪
19、表表指指示示的的机机械械装装置置。现现代代眼眼压压仪仪由由微微机机控控制制,测测量量探探头头上上带带有有压压力力传传感感器器,压压力力信信号号经经放放大大由由A/D转转换换为为数数字字信信号号,由由微微机机处处理理后后显显示示出出4分分钟钟的的眼眼压压变变化化曲曲线线,依依据据此此曲曲线线可可判判定定房房水水生生成成、排排出出量量以以及及眼眼压压的的水水平平,用用以以判判定定有有无无早早期期青青光光眼眼。因因为为眼眼内内房房水水循循环环失失调调则则导导致致眼眼内内压压异异常,从而发生青光眼。常,从而发生青光眼。1.6光学显微镜的成像原理光学显微镜的成像原理 物体物体物体物体ABAB发出的光线经
20、物镜发出的光线经物镜发出的光线经物镜发出的光线经物镜OO1 1放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像放大后成一倒立实像ABAB,再,再,再,再经目镜经目镜经目镜经目镜OO2 2放大后,就可以获得一个经放大后,就可以获得一个经放大后,就可以获得一个经放大后,就可以获得一个经两次放大两次放大两次放大两次放大的倒立虚像的倒立虚像的倒立虚像的倒立虚像A BA B,该虚像成在观察者的明视距离处。,该虚像成在观察者的明视距离处。,该虚像成在观察者的明视距离处。,该虚像成在观察者的明视距离处。显微镜原理与结构显微镜原理与结构光学显微镜的成像原理 显微镜的成像光路如图,它通过目镜、物镜等光学器
21、件构成放大光路,而使所得虚像AB的距离恰好等于人眼的明视距离250毫米,以获得将标本放大10200倍的可见影像。显微镜原理与结构显微镜原理与结构显微镜的光学参数l l镜检时,我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。镜检时,我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。镜检时,我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。镜检时,我们希望能看到反差适度、清晰明了的理想图像。这不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法,同时这不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法,同时这不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法,同时这不仅要求所观察的标本适于某种显微镜的镜检方法,同时也要求将显微镜的各
22、项技术性能充分发挥出来。也要求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。也要求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。也要求将显微镜的各项技术性能充分发挥出来。l l光学显微镜光学显微镜光学显微镜光学显微镜主要的技术参数主要的技术参数主要的技术参数主要的技术参数包括:包括:包括:包括:数值孔径、分辨率、放大数值孔径、分辨率、放大数值孔径、分辨率、放大数值孔径、分辨率、放大率焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场率焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场率焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场率焦深、视场宽度、覆盖差、工作距离和图像亮度与视场亮度亮度亮度亮度等。这些参数在观测过
23、程中必须达到最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。等。这些参数在观测过程中必须达到最佳状态。l l各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约,各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约,各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约,各项技术参数使用过程中彼此之间既相互联系又相互制约,每个参数都有其自身的合理界限。在使用时,应根据镜检的每个参数都有其自身的合理界限。在使用时,应根据镜检的每个参数都有其自身的合理界限。在使用时,应根据镜检的每个参数都有其自身的合理界限。在使用时,应根据镜检的目的和实际情况加以协调,以适应
24、最佳分辨率为准绳,争取目的和实际情况加以协调,以适应最佳分辨率为准绳,争取目的和实际情况加以协调,以适应最佳分辨率为准绳,争取目的和实际情况加以协调,以适应最佳分辨率为准绳,争取达到最好的镜检效果。达到最好的镜检效果。达到最好的镜检效果。达到最好的镜检效果。显微镜原理与结构显微镜原理与结构显微镜的光学参数显微镜的光学参数-放大率l l放大率放大率 是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所是指物体经物镜、目镜两次成像后眼睛所能看到像的大小对原物体大小的比值。能看到像的大小对原物体大小的比值。能看到像的大小对原物体大小的比值。能看
25、到像的大小对原物体大小的比值。l l显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜,各厂家显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜,各厂家显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜,各厂家显微镜配有放大倍数不同的物镜和目镜,各厂家均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数,两者均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数,两者均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数,两者均已在物镜和目镜上标出各自的放大倍数,两者相乘即可。相乘即可。相乘即可。相乘即可。l l如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜,有的棱镜也如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜,有的棱镜也如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜,有的棱镜也如在双目镜或三目镜筒内增加棱镜,有的棱镜也有放大倍数,因
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