山东大学：《医学电子仪器原理与技术》课程电子教案（PPT课件）第六章 医用光学技术与仪器

第六章 医用光学技术与仪器 医用光学仪器主要有眼科光学仪器、手术显微镜、 医用内窥镜和医用邀光仪器四大类。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 微电脑及电视图像技术的应用，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 目两种形式，现代手术显微镜配备了电视图像系统，称 为显微外科电视系统。医用内窥镜是随着光导纤维的出 现发展起来的，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CCD摄像机 及电视图像系统的内窥镜又称电子内窥镜，可实时地显 示脏器内的黑白或真彩色图像。医用邀光仪器主要有 CO2、氦氖、YAG及新发展起来的半导体激光器四大类 型，主要用于治疗，其次用于诊断

第六章 医用光学技术与仪器 医用光学仪器主要有眼科光学仪器、手术显微镜、 医用内窥镜和医用激光仪器四大类。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 微电脑及电视图像技术的应用，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 目两种形式，现代手术显微镜配备了电视图像系统，称 为显微外科电视系统。医用内窥镜是随着光导纤维的出 现而发展起来的，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CCD摄像机 及电视图像系统的内窥镜又称电子内窥镜，可实时地显 示脏器内的黑白或真彩色图像。医用激光仪器主要有 CO2、氦氖、YAG及新发展起来的半导体激光器四大类 型，主要用于治疗，其次用于诊断

医用光学技术与仪器 眼科光学仪器 手术显微镜一显微外科电视系统 医用内窥镜 医用激光仪器 红外热像仪

医用光学技术与仪器 眼科光学仪器 手术显微镜—显微外科电视系统 医用内窥镜 医用激光仪器 红外热像仪

6.1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 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 是由传统的眼科光学仪器发展起来的，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制、 处理系统，能进行程序自动控制、电视图像显示、 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，因此现代眼科光学仪器 的名称大都在原名称之前加上"电脑"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 的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的"激光眼底 扫描照机

6.1 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 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 是由传统的眼科光学仪器发展起来的，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制、 处理系统，能进行程序自动控制、电视图像显示、 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，因此现代眼科光学仪器 的名称大都在原名称之前加上"电脑"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 的利用共焦扫描激光技术对眼底成像的"激光眼底 扫描照机"

6.1.1眼底照相机 10 (1)眼球 (2)接目物镜 (3) 中空反射镜 (4)补偿透镜组 (5)成像物镜组(6)分光棱镜 (7)照相机胶片 (8)反射镜 (9)分划板（10)目镜(11) 观察者或电视摄像机(12)集光 镜（13)环形光阑 (14)观察 照明白炽灯（15)聚光镜 (16) 聚光镜（17)！ 照相闪光灯 眼底照相机是用来观察和记录眼底 视网 膜状况的光学仪器，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。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，供多人同时观察及动态 记录（录像）

6.1.1 眼底照相机 眼底照相机是用来观察和记录眼底——视网 膜状况的光学仪器，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。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，供多人同时观察及动态 记录 (录像)。 （1）眼球 （2）接目物镜 （3） 中空反射镜 （4）补偿透镜组 （5）成像物镜组（6）分光棱镜 （7）照相机胶片 （8）反射镜 （9）分划板 （10）目镜（11） 观察者或电视摄像机 （12）集光 镜 （13）环形光阑 （14）观察 照明白炽灯（15）聚光镜 （16） 聚光镜 （17）照相闪光灯

(1)照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、 分光棱镜及35mm照相机组成。 (2)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 (3)照明系统。 (4)机架、调节机构及操纵手柄。 (⑤)电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有 CCD摄像机，并由5“单色监视显示图像。微电 脑 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 色镜

(1)照相系统：由接目物镜、补偿透镜组、成像系统、 分光棱镜及35mm照相机组成。 (2)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。 (3) 照明系统。 (4) 机架、调节机构及操纵手柄。 (5) 电视图像系统及电脑系统，在观察目镜位置装有 CCD摄像机，并由5“单色监视显示图像。微电 脑 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 色镜

利用跟底照相机可获得眼底血管荧光 造影像。由前肘静脉注射荧光素钠造影剂 10~15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

利用眼底照相机可获得眼底血管荧光 造影像。由前肘静脉注射荧光素钠造影剂 10~15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

6.1.2激光眼底扫描成像 该系统采用共焦扫描激光(Confocal Scanning Laser)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 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、视神经图 像处理系统等

6.1.2 激光眼底扫描成像 该系统采用共焦扫描激光(Confocal Scanning Laser)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 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、视神经图 像处理系统等

共焦扫描技术可在1秒内，对视盘表面 1~3mm的深度范围内，进行32个层面的共焦扫 描，每个层面采集256×256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，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32个层面的 扫描及计算机图像处理，就可给出视盘表面的 三维地形图，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 观指标。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 对于青光眼的早期诊断更有用

共焦扫描技术可在1秒内，对视盘表面 1~3mm的深度范围内，进行32个层面的共焦扫 描，每个层面采集256×256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，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32个层面的 扫描及计算机图像处理，就可给出视盘表面的 三维地形图，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 观指标。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， 对于青光眼的早期诊断更有用

6.13电脑视野仪 视野仪用以测定视区范围及某视区有无功 能损害。 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 在球形屏幕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，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 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 定量显示视野改变的结果

6.1.3 电脑视野仪 视野仪用以测定视区范围及某视区有无功 能损害。 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 在球形屏幕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，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 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 定量显示视野改变的结果

6.1.4电脑角膜曲率仪 角膜的曲率是影响眼屈光状态的重要因素。 配戴角膜接触镜、白内障术后置入人工晶体的 度数的选择，以及近视眼手术放射状角膜切开 等都需要测定角膜曲率。 现代角膜曲率仪也是一个光学系统与计算 机相结合的电视图像系统。它是以100%黑白对 比度的多个同心圆环(Placido氏盘)在角膜上显 示的影像，以计算机伪彩色处理和显示整个角 膜各子午线的曲率，并可自正面及各不同侧面 显示角膜曲率状态，或以彩色显示角膜表面的 地形图，并打印出角膜图形、屈率及屈光度等 参数

6.1.4 电脑角膜曲率仪 角膜的曲率是影响眼屈光状态的重要因素。 配戴角膜接触镜、白内障术后置入人工晶体的 度数的选择，以及近视眼手术放射状角膜切开 等都需要测定角膜曲率。 现代角膜曲率仪也是一个光学系统与计算 机相结合的电视图像系统。它是以100%黑白对 比度的多个同心圆环(Placido氏盘)在角膜上显 示的影像，以计算机伪彩色处理和显示整个角 膜各子午线的曲率，并可自正面及各不同侧面 显示角膜曲率状态，或以彩色显示角膜表面的 地形图，并打印出角膜图形、屈率及屈光度等 参数