第5章第2节眼底照相机 - 眼视光器械学

TOP

第5章第2节眼底照相机

2009-12-02 18:29:46 来源:网络作者:马丁【大中小】浏览:87452次评论:0条

眼底亦称眼后节，是指眼球内位于晶状体以后的部位，包括玻璃体、视网膜、脉络膜与视神经。眼底检查须借助一定的仪器在暗室内方可进行。常用的仪器有直接检眼镜、间接检眼镜、眼底摄影、扫描激光眼底镜、视神经乳头分析仪、光学相干断层摄像等。直接检眼镜和间接检眼镜最为常用。本章主要介绍眼底检查仪器的光学系统和一些眼底成像的原理、功能和使用。

眼底照相机
眼底照相机是基于Gullstrand无反光间接检眼镜的光学原理，照明系统的出瞳和观察系统的入瞳均成像在患者瞳孔区，这样的设计能保证角膜和晶状体的反光不会进入观察系统。眼底照相机有两个光源，第一个是钨丝灯，用在对焦时作眼底照明，光源类型与其他间接检眼镜相同；第二个是闪光灯，用以在瞬间增加眼底照明至一定强度而进行拍摄。眼底照相机如图5-17所示。

正视眼的眼底位于该眼光学系统的焦点上，因此对观察者来说，正视被测眼的眼底在无穷远处，这样任何一种眼底镜都得解决好两个相互联系的复杂问题，即照明和观察。这可以用以下两种办法来解决：①使用由Goldmann研究的接触镜来消除眼的屈光力，将眼底变成近焦位置用显微镜观察；②比较常用的方法就是采用望远系统观察眼底，眼底照相机就是依照该原理研制的。
眼底照相机原理与间接检眼镜相同，即让观察者和被测者的瞳孔与眼底处于双光学相关，检眼镜中透镜O，实际就是眼底照相机的前镜，它有3个目的：①假设被观察者正视眼，该镜将眼底上出来的发散光线变成眼外平行光线，这些光线由O镜收集成中间像F，经过适当的光学方法处理后由观察眼P所见，或被拍摄；②将观察者的瞳孔或摄影装置的入瞳成像在被测眼的瞳孔上，使观察者和被测眼的瞳孔共轭，来保证获得一个大视场，视场大小由镜O的角径所决定；③将仪器中的光源投影到患者的眼中以照明眼底。
眼底由前镜转换成中间像，然后通过一个光学系统（放大镜）被观察或被投影到组像胶片上，对于一个正视眼，线性的放大很简单：
。对于屈光不正眼，由于眼的屈光力的变化，放大率和中间像的位置发生了改变，增加了检查眼底的难度和复杂性，可以经过矫正屈光不正，或补偿散光的方式来进行。
眼底照相机测量眼底时，就要求建立眼底长度与底片相应长度的关系。由于眼的几何长度差异很大，惟一可用的关系是线性胶片距离和离瞳孔中心距离的角膜眼底长度。角放大率对一个仪器来说是一个常数，此关系对任何非正视眼来说也是常数，这就需要精密设计。此外眼底照相机不能产生变形像，眼底上最小可辨别的细节，由衍射、照相机的光学像差和眼本身的像差所决定，应相互匹配。衍射和系统的光通量要求照相系统的光圈越大越好；但另一方面，如果光圈太大，光学像差迅速增大，达不到成像质量的要求。
眼睛瞳孔的特性不仅限制了光圈，而且限制了眼底可见视场。当偏离轴15°时，斜向光束的散球和视场弯曲不容忽略。原则上可以通过适当的设计来补偿，但是，由于这些效果变化很大，故仍不能忽略。

照明系统
任何眼底照相机都需两个共轭的光学系统，即照明系统和观察系统，从眼底出来的光线密度是进入眼内光线的一小部分，所以要小心避开照明光路的反射干扰观察系统。
有两种反射源的可能性：眼和光学原件。与眼反射有关的主要是角膜，晶体有时也起部分作用，这些可以通过照相机的设计原理予以避开，即两个系统严格隔离，观察线路通过的眼前部分不受照明系统的光的影响，也就是说，两个系统必须位于眼的同一平面，但不会相互作用（图5-18）。

瞳孔区的中央部分通常作为观察决定瞳孔平面的光束横截面，如果光在瞳孔平面这样分布时，检眼镜作为观察和照明的共同区，镜片要做成环形状，尽量避免反射。
用于观察眼底的光度用于拍照片可能不够强，但连续用高光度来拍照会使患者不舒服，理想的办法是建立双重照明系统，由中等大小的白炽灯做检查，电闪光灯泡拍照片。两种照明光源设计在同一光轴上（图5-19）。

如图C所示重叠了两个照明光源，该系统所采纳的原理称为转换照明。
为了更好地了解眼底照相机，我们将TRC-50X眼底照相仪进行剖析（图5-20）。

所示各种不同的元件，闪光灯和白炽灯在同一光路中，插入光阑来限制光束的横截面，使其直径与瞳孔相匹配，或者插入滤光片。在（4）位置可插入针棍，成像在一平面。光源的像经（2）、（1）的转向到达患者的瞳孔，瞳孔中心不被照亮，转成观察系统的光束。环形反光镜（2）中央有一孔，光线不会在此反射，上述目的就是为了避免反射光，通过这样的方式将眼底照亮区域的光线收集到观察系统。视场达到30°是由非球面的物镜决定，物镜结合了眼的光学特征后产生中间像，像的位置和大小取决于眼的屈光状态。光线由反光镜的斜位中心转换，该孔与用于观察的瞳孔中央暗区共轭，又限制了照明光路的角膜反射。物镜系统在观察中有一个分光镜，将像偏斜到眼底镜盘上，由目镜观察，一按闪光灯，启动镜同时落下。
对于屈光不正者，在（3）（5）（6）位置放上附加镜片，重建中间像的清晰度和位置，光路中的柱镜为弥补散光用。

眼底照相机的工作程序由两个条件决定：①光源的像和照相光圈的像必须与被测者的瞳孔共轭；②眼底的像必须同胶片平面共轭。前者可经过确立眼和相机的位置来完成；后者即能否使像聚焦在胶片上，由患者的屈光状态决定，可通过附加镜片来完成。
立体式眼底照相机，在近轴产生两个不同的像。研制立体式眼底照相机有两个目的：①从质上讲，立体的眼底图片更清楚；②可以测量眼底病变突起的程度，还可以定期检查它们的发生。立体眼底照相机的这个问题已经解决，几何光学方法可以作眼底的病变测量，这种测量只是一个相对值。
检查眼底血管的循环具有重要的临床意义，其程序是将荧光素钠快速注入静脉，通过眼底照相机，观察荧光素的特点来判断血管的流通。使用光谱中的激发滤片来激发荧光素的荧光，该激发滤光片，其透过波长为480nm，它挡住照明光中的其余光谱成分，而只允许480nm波长的光透过，并通过光学系统，进入人眼，照亮眼底。另一种滤光片是加在照相光路中的，称为屏障滤光片，截止波长为520nm，即或只允许520nm以上波长的光谱成分通过。自眼底发出的光有两种成分：①由眼底反射或漫射出来的波长为480nm的激发光；②波长为520nm的荧光。屏障滤光片的作用是挡住了波长为480nm的漫反射光和其他杂散光，而只允许荧光进入摄像系统，以保证荧光照片的清晰度。
根据实际测定，荧光的出现和消失很快，为了便于动态观察了解眼底的细节变化，必须高频率的曝光。

眼底照相机的光学设计通常也包括两部分。首先根据参数指示和要求，确定所采用的光学系统，然后进行外形尺寸计算以确定系统的纵向、横向尺寸；其次是进行像差平衡计算，确定各镜片的玻璃牌号及结构参数。以下举例说明光学系统总体设计的计算方法，例如要求设计一眼底照相机的光学系统，其指标要求为：工作距40㎜，视场角45°用135底片，采用通用照相机，仪器长度不超过450㎜，患眼瞳孔直径8㎜。计算步骤如下：
1、选定系统选定系统如图5-21。

2、计算照相放大率底片采用135胶卷，每张底片的面积大小为24㎜×35㎜，直径22㎜，视场为45°，则物面高为17×tg22.5°=6.27㎜，视场直径为6.27×2=12.54㎜，这相当于8个视乳头的大小。照相放大倍率为11/6.27=1.754（约为1.8倍）。
3、计算透镜焦距工作距要求为40㎜，考虑到透镜的厚度，取50㎜，人眼瞳孔在完全放松下为7㎜，经过扩瞳后可达8㎜。图5-22（A）所示为所取的眼角膜处光环尺寸。中空反射镜的尺寸不宜过大，如取图5-22（B）的尺寸，即放大3倍，根据放大倍率公式
a=3×50=150
又根据成像公式
1/150=1/50=1/f
f=37.5㎜
如患眼为正视眼，则下二式成立：
－f’I/17×I2’=1.8
f1’－I2＋I2’=450
将f1’=37.5代入，解得
I2=－227.2
I2’=18533
根据成像公式即可求得f2’
1/185.3－1/－227.2=1/f2’
f2’=102.07㎜
将计算结果作图如图5-23。

4、确定调焦方式眼底照相机在使用中应能对不同屈光不正的眼进行调焦，以使眼底和底片共轭而确保成像清晰。调焦的方法有：①移动整个照相系统或移动接目物镜；②移动成像物镜；③移动底片；④同时移动成像物镜和底片，而保持两者在相对位置不变。采用①法时会影响照明。采用②或③法时会引起放大倍率的较大变动。采用④法可保持成像物镜的像差较少变化，放大倍率的变化也较少。现按④法进行计算。如果患眼屈光不正为-1.00D，则远点距离为1m，即眼底应成像（O′A′）在距角膜1m处。此像（O′A′）对接目物镜来说是个虚像。该虚像通过接目物镜成像于距接目物镜I1′处。则下式成立：

此主题相关图片如下：

今以正视眼的成像位置为标准位置。屈光不正眼眼底成像位置和该位置的距离记为△，往前移（靠近接目物镜）取负，往后移（远离接目物镜）取正，则

此主题相关图片如下：

由计算可见，摄影的基本倍率为1.8（正视眼），如为远视眼放大率增大，+10m-1时为1.85倍；如为近视眼则放大率减小，-10m-1时为1.73倍。可见变动幅度不大，能满足使用要求。
又根据计算可见，成像物镜和中空反射镜之间的标准距离为114.7㎜（正视眼），如为远视眼，则调焦时此距离拉长，即成像物镜和底片应一起后退，+2.00m-1时后退22.5㎜。
如为近视眼（图5-24），则调焦时此距离缩短，即成像物镜和底片应一起向着反射镜移近，20m-1时前移37.5㎜。如果确定摄影范围为-20m-1～+20m-1，则调焦移动量为60㎜。

大多数眼底照相机的视野为30°，就是说至少可以摄得视盘的鼻侧和黄斑的颞侧部分，现代的眼底照相机生产厂家均能提供大视野眼底照相机（视野大至60°），Leutwein和Littmaim（1979）指出，由于视网膜周边的斜向散光和斜向曲率，大视野的照相机所拍摄的眼底图像，越往周边，图像质量越差，特别是使用那些原设计拍摄30°眼底图像的照相机而拍摄眼底周边的图像，图像质量就更差了。通过反射方法可以改善周边图像质量问题，因此目前的眼底照相机在此方面有了很多的改善，甚至可以矫正散光系统。
Pomerantzeff（1971）设计了一种特殊的眼底照相机，称之为大圆照相机，从被测眼节点可以观察148°的视场，该大视场的获得是通过将照相机的物镜与角膜相接触，照相机通过两个纤维光导束的光亮透过角膜周边而照亮眼底，这样的照明方式需要直径8㎜的瞳孔。
眼底照相机通常需要瞳孔直径4～5㎜来照明或拍摄眼底图像，由于强光摄影会使瞳孔缩小，因此这样的瞳孔直径还需散瞳获得。为了减少散瞳的麻烦，一些生产厂家开始考虑设计小瞳眼底摄影系统，主要是提供低强度照明的红外光作为聚焦照明光源，这样的光源不被被测眼所见，因此不会引起反射性缩瞳，从眼底反射出来的红外光线在一个经过装载监控器上CCD照相机上成像，可以观察和对焦，而该系统的闪光系统是可见光，由于闪光系统速度很快，在拍摄瞬间，被测眼无法对此作出相应的缩瞳反应，这就是小瞳眼底照相机的原理。
小瞳眼底照相机的问题之一，就是在闪光灯闪烁之后所产生延缓性反射性缩瞳会影响连续同眼拍摄或对侧眼拍摄。有些被测者，如老年人，其瞳孔在正常情况下小于3㎜，无法做小瞳眼底照相，所以这一部分人仍然需要散瞳。

顶一下

您看到此篇文章时的感受是：

Tags：眼底照相机

责任编辑：peijingshi

【大中小】【打印】【繁体】【投稿】【收藏】【推荐】【举报】【评论】【关闭】【返回顶部】

分享到:

上一篇：第5章第1节检眼镜

下一篇：第5章第3节与裂隙灯合并使用的..

推荐图文

好视力眼镜遭..	明星追时髦戴..	小林志玲胡辰..	棱镜眼镜的加..	戴眼镜妹妹如..	O.D.C在上海开..
戴上更适合亚..	陈道明戴眼镜..	配眼镜，暗房..	验光配镜必须..	访雷朋眼镜Lux..	笔笔甩掉眼镜..