视网膜自适应光学成像质量的改进研究
发布时间：2021-07-08 06:09
视网膜微血管是唯一可以进行无创观察及成像的人体细小血管。任何系统性及血液性病变都会导致视网膜微细血管的病变,因此,高分辨率高对比度的视网膜微血管图像对系统性及血液性疾病的早期诊断和医学研究具有重大意义。借助于自适应光学技术,有效地提高了视网膜成像的分辨率。然而,由于传统的波前探测算法精度较低,且波前探测的动态范围较小,无法满足高度近视或散光人眼的像差探测。另一方面,由于人眼像差的动态特性,从像差探测到最终成像人眼像差会在一定幅度内波动,导致成像时系统存在残余像差,从而导致视网膜图像分辨率以及对比度的降低,不利于疾病的早期诊断。针对这一问题,目前普遍采用盲解卷积的方式对获得的视网膜图像进行处理,图像复原效果较差。因此,本文主要针对改进视网膜自适应光学成像质量进行了详细研究。本文在充分研究了视网膜自适应光学成像系统及核心器件的基础上,首先对哈特曼波前探测器的探测精度及动态范围进行了全面的分析,提出了一种匹配滤波质心探测算法。该算法从整幅光斑图入手,采用匹配滤波的方式同时计算所有光斑质心,与传统质心探测方法相比,探测精度提升约一个数量级。在此基础上,运用几何学手段,将计算出的质心图与微透镜阵...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
人眼结构示意图
图 1.2 视网膜多层结构示意图线通过由角膜、房水、晶状体以及玻璃体组成的屈光系受器细胞层将捕获的光子，在视色素的作用下转化为输至大脑从而形成视觉。视网膜中含有 4 种视色素：1 ，3 种视紫蓝质位于视锥细胞中。每种视色素的吸收光谱nm)，将各种视色素细胞受到的刺激混合，便形成了彩眼具有调节功能，但是只有在光线充足且瞳孔收缩足够区(晶状体节点和视网膜黄斑中央小凹的连线称为视轴)成像效果。人眼有非常广的视角，对于固定目标，人眼的，分别有 65、75、60 和 95 度视角，双眼重合的视场约，随着成像区域偏移视轴而急剧下降。视网膜黄斑中央个区域引起的视觉最好，因此，当人眼观察物体时，通眼球转动，使所成的像恰好落在这一区域，从而产生最视网膜病症表现
中国科学院大学博士学位论文：视网膜自适应光学成像质量的改进研究病变的疾病，均会在视网膜有所表征。临床研究发现，多种全身疾病，如动脉硬化、高血压、糖尿病、甲状腺功能亢进、结核病、颅内高压以及维生素缺乏等疾病均会在人眼造成损害。由于人类生活质量的提高，生活节奏的加快，高血压、糖尿病等内分泌系统疾病已经成为危害人类健康的首要因素，并且发病率逐年上升。据世界卫生组织(WHO)的统计，目前我国人口糖尿病发病率约为 1%，此外，仍有 68.6%的患者未被确诊。按照这一趋势，到 2030 年，我国的糖尿病患者人数将会突破 4 千万[11]。由于缺乏有效的早期诊断依据，当糖尿病患者被确诊时，已经出现了不同程度的并发症，且这些并发症往往会导致人体不可逆的损害。据不完全统计，在已经确诊的糖尿病患者当中，超过 35%出现糖尿病性视网膜病变[12]，而且糖尿病性视网膜病变导致的并发症已经成为当今四大致盲性眼病之一。常见的视网膜病变主要有出血、脂质渗出、微血管梗阻、微血管瘤以及新生微血管等。如图 1.3所示，为正常人眼以及糖尿病患者视网膜微血管切片显微图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型大视场消杂光眼底相机光学系统的设计[J]. 杨加强,程德文,王庆丰,王涌天. 光学学报. 2012(11)
[2]手持式眼底相机光学系统设计[J]. 李灿,宋淑梅,李淳,刘英,孙强. 光学学报. 2012(09)
[3]高血压眼底病变的临床观察[J]. 任玉梅. 中国保健营养. 2012(08)
[4]肾病眼底改变1例[J]. 孙则红,王志学,王虹霞. 实用医学杂志. 2011(07)
[5]解读视网膜外层及色素上皮层的3D-OCT图像和临床意义[J]. 孙心铨,刘晓玲. 中华眼视光学与视觉科学杂志. 2010 (05)
[6]消除角膜前表面反射杂散光方法的比较[J]. 程少园,曹召良,胡立发,穆全全,宣丽. 中国光学与应用光学. 2010(03)
[7]微机械薄膜变形镜在人眼像差校正中的波前控制算法研究[J]. 李邦明,廖文和,沈建新,梁春,钮赛赛. 光学学报. 2010(04)
[8]一种提高波前空间校正能力的组合变形镜自适应光学系统[J]. 杨华峰,饶长辉,张雨东,姜文汉. 光学学报. 2009(03)
[9]液晶空间光调制器用于波前校正的性能[J]. 蔡冬梅,姚军,姜文汉. 光学学报. 2009(02)
[10]现代医学角度解释中医的“肝开窍于目”[J]. 张婵,陈永,杨梅,王光义,周平,寇英华,高宏伟. 时珍国医国药. 2009(01)
博士论文
[1]基于液晶自适应光学技术的视网膜微血管成像研究[D]. 齐岳.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]高精度人眼像差哈特曼探测器的研制[D]. 夏明亮.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
本文编号：3271017
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所)吉林省
【文章页数】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
人眼结构示意图
图 1.2 视网膜多层结构示意图线通过由角膜、房水、晶状体以及玻璃体组成的屈光系受器细胞层将捕获的光子，在视色素的作用下转化为输至大脑从而形成视觉。视网膜中含有 4 种视色素：1 ，3 种视紫蓝质位于视锥细胞中。每种视色素的吸收光谱nm)，将各种视色素细胞受到的刺激混合，便形成了彩眼具有调节功能，但是只有在光线充足且瞳孔收缩足够区(晶状体节点和视网膜黄斑中央小凹的连线称为视轴)成像效果。人眼有非常广的视角，对于固定目标，人眼的，分别有 65、75、60 和 95 度视角，双眼重合的视场约，随着成像区域偏移视轴而急剧下降。视网膜黄斑中央个区域引起的视觉最好，因此，当人眼观察物体时，通眼球转动，使所成的像恰好落在这一区域，从而产生最视网膜病症表现
中国科学院大学博士学位论文：视网膜自适应光学成像质量的改进研究病变的疾病，均会在视网膜有所表征。临床研究发现，多种全身疾病，如动脉硬化、高血压、糖尿病、甲状腺功能亢进、结核病、颅内高压以及维生素缺乏等疾病均会在人眼造成损害。由于人类生活质量的提高，生活节奏的加快，高血压、糖尿病等内分泌系统疾病已经成为危害人类健康的首要因素，并且发病率逐年上升。据世界卫生组织(WHO)的统计，目前我国人口糖尿病发病率约为 1%，此外，仍有 68.6%的患者未被确诊。按照这一趋势，到 2030 年，我国的糖尿病患者人数将会突破 4 千万[11]。由于缺乏有效的早期诊断依据，当糖尿病患者被确诊时，已经出现了不同程度的并发症，且这些并发症往往会导致人体不可逆的损害。据不完全统计，在已经确诊的糖尿病患者当中，超过 35%出现糖尿病性视网膜病变[12]，而且糖尿病性视网膜病变导致的并发症已经成为当今四大致盲性眼病之一。常见的视网膜病变主要有出血、脂质渗出、微血管梗阻、微血管瘤以及新生微血管等。如图 1.3所示，为正常人眼以及糖尿病患者视网膜微血管切片显微图。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型大视场消杂光眼底相机光学系统的设计[J]. 杨加强,程德文,王庆丰,王涌天. 光学学报. 2012(11)
[2]手持式眼底相机光学系统设计[J]. 李灿,宋淑梅,李淳,刘英,孙强. 光学学报. 2012(09)
[3]高血压眼底病变的临床观察[J]. 任玉梅. 中国保健营养. 2012(08)
[4]肾病眼底改变1例[J]. 孙则红,王志学,王虹霞. 实用医学杂志. 2011(07)
[5]解读视网膜外层及色素上皮层的3D-OCT图像和临床意义[J]. 孙心铨,刘晓玲. 中华眼视光学与视觉科学杂志. 2010 (05)
[6]消除角膜前表面反射杂散光方法的比较[J]. 程少园,曹召良,胡立发,穆全全,宣丽. 中国光学与应用光学. 2010(03)
[7]微机械薄膜变形镜在人眼像差校正中的波前控制算法研究[J]. 李邦明,廖文和,沈建新,梁春,钮赛赛. 光学学报. 2010(04)
[8]一种提高波前空间校正能力的组合变形镜自适应光学系统[J]. 杨华峰,饶长辉,张雨东,姜文汉. 光学学报. 2009(03)
[9]液晶空间光调制器用于波前校正的性能[J]. 蔡冬梅,姚军,姜文汉. 光学学报. 2009(02)
[10]现代医学角度解释中医的“肝开窍于目”[J]. 张婵,陈永,杨梅,王光义,周平,寇英华,高宏伟. 时珍国医国药. 2009(01)
博士论文
[1]基于液晶自适应光学技术的视网膜微血管成像研究[D]. 齐岳.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]高精度人眼像差哈特曼探测器的研制[D]. 夏明亮.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
本文编号：3271017
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