фундус-камера
Классы МПК: | A61B3/12 для осмотра глазного дна, например офтальмоскопы |
Автор(ы): | Овчинников Б.В., Черкасова Д.Н. |
Патентообладатель(и): | Всероссийский научный центр "ГОИ им. С.И. Вавилова" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-10-22 публикация патента:
20.10.2003 |
Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к бесконтактным оптическим приборам офтальмологии, и предназначено для клинического исследования глазного дна. Фундус-камера содержит офтальмоскопический объектив, осветительный канал, передающие каналы, включая наблюдательный канал с бинокулярным устройством и фотографический канал с фоторегистратором. В фундус-камере каждая лампа с конденсором установлена в отдельном корпусе. Устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов представляет собой гибкие регулярные жгуты оптических волокон. Выходные торцы волокон установлены на оптической оси конденсоров. Равные по площади выходные торцы перпендикулярны оптической оси передающих каналов и сгруппированы в форме краевого кольца, охватывающего траекторию лучей передающих каналов. Внутренний диаметр краевого кольца больше диаметра апертурной диафрагмы. Выходные торцы двух гибких регулярных жгутов оптических волокон, связанных с лампой накаливания и отличающихся по конфигурации от остальных, выполняют дополнительную функцию устройства установки рабочего расстояния. Устройство для подавления энергетических потоков состоит из системы объективов и экранов, число которых равно числу гибких регулярных жгутов волокон. Плоскопараллельная пластина изготовлена из материала, не прозрачного в ультрафиолетовой области спектра. В бинокулярном устройстве наблюдательного канала предусмотрен канал второго наблюдателя. В систему фильтров дополнительно введено наклонное зеркало с селективно отражающим покрытием. В фундус-камере предусмотрен инфракрасный телевизионный канал. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности, повысить энергономичность и технологичность фундус-камеры. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
1. Фундус-камера, содержащая офтальмоскопический объектив, осветительный канал, включающий в себя лампу накаливания с конденсором, импульсную лампу с конденсором, расположенное между конденсорами и офтальмоскопическим объективом устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов прибора, а также устройство с установленными на плоскопараллельной пластине непрозрачными экранами для подавления энергетических потоков, формирующих блики от поверхностей офтальмоскопического объектива, передающие каналы, включая наблюдательный канал с бинокулярным устройством и фотографический канал с фоторегистратором, в общей части которых установлены последовательно апертурная диафрагма, репродукционный объектив с возможностью смены увеличения, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектив наводки на глазное дно, фотографический объектив, а также устройство для разделения энергетических потоков в передающих каналах и систему светофильтров, отличающаяся тем, что каждая из ламп с конденсором установлена отдельно, функцию устройства для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов выполняет гибкие регулярные жгуты оптических волокон, входные торцы которых установлены на оптической оси каждого из конденсоров, а равные по площади выходные торцы перпендикулярны оптической оси передающих каналов и сгруппированы в форме краевого кольца, охватывающего траекторию лучей передающих каналов, причем внутренний диаметр краевого кольца больше диаметра апертурной диафрагмы, при этом два выходных торца, связанных с лампой накаливания, отличаясь по конфигурации от остальных, выполняют дополнительные функции устройства установки рабочего расстояния. 2. Фундус-камера по п.1, отличающаяся тем, что устройство для подавления энергетических потоков, формирующих зеркальные изображения выходных торцов гибких регулярных жгутов оптических волокон в поверхностях офтальмоскопического объектива, установлено между этими торцами и офтальмоскопическим объективом и состоит из системы объективов и оптически сопряженных с ними экранов, число которых равно числу гибких регулярных жгутов оптических волокон, причем плоскопараллельная пластина изготовлена из материала, не прозрачного в ультрафиолетовой области спектра. 3. Фундус-камера по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в бинокулярное устройство наблюдательного канала введен дополнительный канал второго наблюдателя, содержащий гибкий регулярный жгут оптических волокон, и предусмотрен дополнительный телевизионный канал третьего наблюдателя, а в систему светофильтров введено наклонное зеркало с селективно отражающим покрытием, выполняющее функции устройства для разделения энергетических потоков в передающих каналах.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к медицинскому приборостроению, а именно к бесконтактным оптическим приборам офтальмологии, и предназначено для клинического исследования глазного дна, освещаемого при помощи оптической системы самого прибора, визуально в свете различного спектрального состава, или путем фотосъемки. Известная фундус-камера содержит офтальмоскопический объектив, осветительный канал, включающий в себя лампу накаливания с конденсором, импульсную лампу с конденсором, расположенное между конденсорами и офтальмоскопическим объективом устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов прибора, а также устройство для подавления энергетических потоков, формирующих блики от поверхностей офтальмоскопического объектива, передающие каналы, включая наблюдательный канал с окуляром и фотографический канал с фоторегистратором, в общей части которых установлены последовательно апертурная диафрагма, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектив наводки на глазное дно, фотографический объектив, а также устройство для разделения энергетических потоков в передающих каналах. Устройство для разделения энергетических потоков в осветительном и передающих каналах представляет собой гибкие регулярные жгуты оптических волокон, входные торцы которых установлены на общей оптической оси конденсоров, а выходные торцы сгруппированы в виде краевого кольца, охватывающего траекторию лучей, используемых для наблюдения и фотосъемки. При этом каждый элемент площадки такого кольца освещает всю исследуемую область глазного дна, а блики (зеркальные изображения выходного торца гибкого регулярного жгута оптических волокон в первой и второй поверхностях офтальмологического объектива как в зеркалах) подавляются благодаря тому, что часть световых потоков ламп, которая, отражаясь от поверхностей офтальмоскопического объектива как от зеркал, формирует изображение кольца выходных торцов оптических волокон в передающих каналах, перекрывается оптическими волокнами. Передающие каналы известной фундус-камеры работают в видимой области спектра. Между фоторегистратором фотографического канала и окуляром наблюдательного канала установлено откидное зеркало, выполняющее роль устройства для разделения световых потоков этих передающих каналов [1]. В известной фундус-камере перекрытие части светового потока выходными торцами оптических волокон является сложной технической задачей, что снижает технологичность прибора. Использование монокуляра в наблюдательном канале снижает эргономичность последнего, а наличие всего двух передающих каналов и отсутствие системы светофильтров ограничивает его функциональные возможности. Эти недостатки устранены в фундус-камере, которая является наиболее близким техническим решением. Она содержит офтальмоскопический объектив, осветительный канал, включающий в себя лампу накаливания с конденсором, импульсную лампу с конденсором, расположенное между конденсорами и офтальмоскопическим объективом устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов прибора, а также устройство с установленными на плоскопараллельной пластине непрозрачными экранами для подавления энергетических потоков, формирующих блики от поверхностей офтальмоскопического объектива, передающие каналы, включая наблюдательный канал с бинокулярным устройством и фотографический канал с фоторегистратором, в общей части которых установлены последовательно апертурная диафрагма, репродукционный объектив с возможностью смены увеличения, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектив наводки на глазное дно, фотографический объектив, а также устройство для разделения энергетических потоков в передающих каналах и систему фильтров. Фильтры вводятся в ход лучей осветительного и передающих каналов при диагностике по методу флюоресцентной ангиографии. Устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов состоит из кольцевой диафрагмы, в плоскость которой проектируются конденсорами изображения тел накала обеих ламп и оптически сопряженного с этой диафрагмой посредством репродукционного объектива наклонного зеркала с центральным отверстием, установленного вблизи апертурной диафрагмы на оптической оси передающих каналов. Для экранирования энергетических потоков осветительного канала, которые формируют блики от поверхностей офтальмоскопического объектива (зеркальные изображения кольцевой диафрагмы в поверхностях офтальмоскопического объектива как в зеркалах), предусмотрена система осевых непрозрачных экранов, которые нанесены на плоскопараллельной пластине, установленной внутри репродукционного объектива осветительного канала. Известная фундус-камера имеет дополнительный фотографический передающий канал, а устройство для разделения энергетических потоков передающих каналов представляет собой систему откидных зеркал. Вся оптическая система этого прибора компонуется в едином корпусе [2]. В оптической системе известной фундус-камеры, принятой за прототип, отсутствует устройство для быстрых установки и контроля рабочего расстояния (расстояния от фронтальной поверхности офтальмологического объектива до первой поверхности роговицы), которое гарантирует получение расчетного качества изображения сетчатки ввиду ограниченной зоны безбликовости в офтальмоскопических приборах. В системе фильтров не предусматривается защита глаза пациента от вредного воздействия излучений ламп, не входящих в рабочую область спектра (ближнее ультрафиолетовое и тепловое излучения). Как результат эргономичность фундус-камеры снижается. К недостаткам известной фундус-камеры относится неизбежность размещения в корпусе оптической головки оптических систем всех каналов, включая осветительный. Это, с одной стороны, ведет к возрастанию рассеянного света в приборе, с другой стороны, усложняет компоновку оптической головки прибора, которую приходится размещать в весьма ограниченном пространстве между сидящими врачом-оператором и пациентом так, чтобы врач-оператор смог дотянуться до века исследуемого глаза. Как результат технологичность фундус-камеры снижается. В известной фундус-камере не предусмотрена возможность работать двум врачам-операторам одновременно, используя энергетические потоки лампы накаливания различного, а не только видимого спектрального состава, что ограничивает функциональные возможности известной фундус-камеры. Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение эргономичности и технологичности известной фундус-камеры. Для этого в фундус-камере, содержащей офтальмоскопический объектив, осветительный канал, включающий в себя лампу накаливания с конденсором, импульсную лампу с конденсором, расположенное между конденсорами и офтальмоскопическим объективом устройство для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов прибора, а также устройство с установленными на плоскопараллельной пластине непрозрачными экранами для подавления энергетических потоков, формирующих блики от поверхностей офтальмоскопического объектива, передающие каналы, включая наблюдательный канал с бинокулярным устройством и фотографический канал с фоторегистратором, в общей части которых установлены последовательно апертурная диафрагма, репродукционный объектив с возможностью смены увеличения, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектив наводки на глазное дно, фотографический объектив, а также устройство для разделения энергетических потоков в передающих каналах и систему светофильтров, каждая из ламп с конденсором установлена в отдельном корпусе, функцию устройства для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов выполняет гибкие регулярные жгуты оптических волокон, входные торцы которых установлены на оптической оси каждого из конденсоров, а равные по площади выходные торцы перпендикулярны к оптической оси передающих каналов и сгруппированы в форме краевого кольца, охватывающего траекторию лучей передающих каналов, причем внутренний диаметр краевого кольца больше диаметра апертурной диафрагмы, при этом два выходных торца, связанных с лампой накаливания, отличаясь по конфигурации от остальных, выполняют дополнительные функции устройства установки рабочего расстояния. Устройство для подавления энергетических потоков, формирующих блики от поверхностей офтальмоскопического объектива, установлено между этими торцами и офтальмоскопическим объективом и состоит из системы объективов и оптически сопряженных с ними экранов, число которых равно числу гибких регулярных жгутов оптических волокон и которые сгруппированы в виде кольца, охватывающего траекторию лучей передающих каналов. При этом плоскопараллельная пластина изготовлена из материала, не прозрачного в ультрафиолетовой области спектра. В бинокулярном устройстве наблюдательного канала предусмотрен канал второго наблюдателя, содержащий гибкий регулярный жгут оптических волокон. В систему фильтров дополнительно введено наклонное зеркало с селективно отражающим покрытием, расположенное между объективом наводки на глазное дно и фотографическим объективом, выполняющее функции устройства для разделения энергетических потоков в фотографическом, наблюдательном и дополнительном инфракрасном телевизионном передающих каналах, причем зеркало изготовлено из стекла, пропускающего инфракрасное излучение в инфракрасный телевизионный канал, включающий в себя последовательно установленные первое отклоняющее зеркало, объектив, второе отклоняющее зеркало и телевизионную камеру с монитором, а покрытие, отражающее световые потоки обеих ламп, нанесено на поверхность зеркала, обращенную к фотографическому объективу. В предлагаемом изобретении функциональные возможности фундус-камеры возросли благодаря вводу двух дополнительных передающих каналов и расширению рабочей области спектра этих каналов. Эргономичность фундус-камеры повышена благодаря установке между источниками излучения и глазом пациента гибких регулярных жгутов оптических волокон, отсекающих тепловое излучение, и пластины с непрозрачными экранами, выполненной из материала, не прозрачного в ультрафиолетовой области спектра. Технологичность фундус-камеры возросла на этапе юстировки благодаря компоновке осветительного канала в отдельном блоке и сокращению числа откидных зеркал. Кроме того, соосность апертурной диафрагмы и устройств для разделения энергетических потоков осветительного и передающих каналов легко достигается на этапе изготовления соответствующих узлов оптической головки прибора. Фундус-камера показана на фиг.1-4. На фиг.1 показана оптическая схема фундус-камеры; на фиг.2 - оптическая схема подавления в осветительном канале энергетических потоков, формирующих зеркальные изображения выходных торцов гибких регулярных жгутов оптических волокон в поверхностях офтальмоскопического объектива как в зеркалах; на фиг.3 - оптическая схема устройства контроля рабочего расстояния; на фиг.4 - оптическая схема канала второго наблюдателя. Фундус-камера (см. фиг.1) включает в себя осветительный канал и следующие передающие каналы: наблюдательный, канал второго наблюдателя, инфракрасный телевизионный, фотографический, а также устройства: подавления бликов от поверхностей офтальмоскопического объектива, установки рабочего расстояния, смены увеличения, и систему светофильтров. Осветительный канал содержит две системы. Первая система предназначена для функционирования наблюдательных каналов, включая инфракрасный телевизионный. Она содержит концевой отражатель 1, лампу накаливания 2, конденсор 3, тепловой фильтр 4, установленный с возможностью замены на возбуждающий фильтр 5 или инфракрасный фильтр 6, жгуты оптических волокон 7 со входными торцами, сгруппированными в виде осевого круга 8, установленного на оптической оси первой системы осветительного канала, и выходными торцами 9, и 10 с "приливами" 11, причем, выходные торцы 9, 10 сгруппированы в виде части краевого кольца 12 с внутренним диаметром DВН вокруг оптической оси прибора, а "приливы" 11 имеют внутренний диаметр Dмин<D. Вторая оптическая система осветительного канала предназначена для функционирования фотографического канала фундус-камеры. Она содержит импульсную лампу 13, зеркала 14 с селективно отражающим покрытием, конденсоры 15, компенсационные пластины 16, установленные с возможностью замены на возбуждающие фильтры 17, жгуты 18 оптических волокон со входными торцами в виде осевых кругов 19, установленных на оптических осях конденсоров, и с равными по площади выходными торцами 20, сгруппированными в виде части краевого кольца 12. Напротив каждого из выходных торцов жгутов оптических волокон, группируясь в виде краевого кольца вокруг оптической оси прибора, установлены соосно объективы 21 (внутренний диаметр краевого кольца - D21) и ос евые непрозрачные экраны 22 (внутренний диаметр краевого кольца - D22) размещенные на плоскопараллельной пластине 23, изготовленной из стекла, поглощающего ближнее ультрафиолетовое излучение ламп и имеющей осевое отверстие диаметром DПП. Далее в осветительный канал входит офтальмоскопический объектив 24 с первой поверхностью 25 и фронтальной поверхностью 26. Расстояния вдоль оптической оси от первой поверхности 25 этого объектива до плоскостей размещения выходных торцев 20, условно совмещенных главных плоскостей объективов 21 и экранов 22 составляют соответственно d20, d21 и d22 (см. фиг.1 и 2). Передающие каналы фундус-камеры содержат следующие общие компоненты: офтальмоскопический объектив 24 (световой диаметр D24), установленную на расстоянии d27 вдоль оптической оси от первой поверхности 25 этого объектива апертурную диафрагму 27 диаметром DАД, репродукционный объектив 28, коллектив 29, установленный с возможностью замены на коллектив 30, полевую диафрагму 31 диаметром DПД, отклоняющее зеркало 32, линзу 33 смены увеличения, установленную с возможностью ввода в передающие каналы совместно с коллективом 30, установленный с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектив 34 наводки на резкость, зеркало 35 с покрытием, селективно отражающим световой поток. Далее в наблюдательный и фотографический каналы входят фотографический объектив 36, компенсационная пластина 37, установленная с возможностью замены на барьерный фильтр 38. В наблюдательные каналы входят, образуя бинокулярное устройство, откидное зеркало 39, коллектив 40, отклоняющее зеркало 41, объектив 42, бипризмы 43, призмы-ромб 44, сетки 45 и окуляры 46. Установленное с возможностью ввода между бипризмой и одной из призм-ромб отклоняющее зеркало 47 размещено на оптической оси канала второго наблюдателя, состоящего из гибкого регулярного жгута оптических волокон 48 со входным торцом 49 и выходным торцом 50, установленными перпендикулярно оптической оси, и окуляра 51 (см. фиг.3). фотографический канал функционирует совместно с фоторегистратором 52. Расположенные за зеркалом с селективно отражающим покрытием первое отклоняющее зеркало 53, телевизионный объектив 54, второе отклоняющее зеркало 55, телевизионная камера 56 и монитор 57 являются компонентами только инфракрасного телевизионного канала прибора. Работа с фундус-камерой заключается в следующем. Для визирования через бинокулярное устройство и фоторегистрации глазного дна исследуемого глаза 58 с расширенным медикаментозными средствами зрачком врач-оператор 59 включает лампу накаливания 2 (см. фиг.1 и 2). Поток излучения последней, оптимально используемый благодаря отражателю 1, направляется в конденсор 3, который формирует изображение ее нити накаливания на входном торцах 8 гибких регулярных жгутов оптических волокон 7, защищенных от нагрева тепловым фильтром 4, пропускающим энергетический поток с длиной волны не более 1100 мкм. Выходные торцы 9 и 10 гибких регулярных жгутов 7 оптических волокон образуют краевое кольцо 12, причем энергетические потоки, исходящие из каждого из них, воспринимаются офтальмоскопическим объективом 24 полностью. Так как объективы 21 располагаются вблизи выходных торцов 9 и 10, 11, то для всех энергетических потоков они работают как коллективы. Те части энергетических потоков с весьма небольшим углом расхождения (то есть идущие под наклоном к оптической оси почти параллельными пучками лучей), которые падают на первую и фронтальную поверхности офтальмоскопического объектива весьма близко к оптической оси передающего канала и которые при отражении этими поверхностями прошли бы в апертурную диафрагму 27 передающих каналов и сформировали блики в этих каналах, перекрываются непрозрачными экранами 22. Плоскопараллельная пластина 23,на которой они нанесены, поглощает ультрафиолетовое излучение ламп с длиной волны менее 380 нм, защищая тем самым исследуемый глаз от повреждения излучением в нерабочей области спектра. Эта пластина, а также объективы 21 и непрозрачные экраны 22 установлены только в осветительном канале прибора, так как выполнены следующие условия: D21























Телевизионный объектив 54 имеет следующие технические характеристики: f"=67,9; 1:7,38; угловое поле - 10o, и рассчитан на применение телевизионной камерой КТ-192 (Россия), работающей в ИК - области спектра. Приведем в заключении технические характеристики фундус-камеры. Угловое поле, град, не менее - 40; 32
Увеличение наблюдательного канала, крат - 20; 28
Увеличение фотографического канала, крат - 1,5; 2,2
Увеличение телевизионного канала, крат - 0,8; 1,2
Увеличение канала второго наблюдателя, крат - 20; 28
Диаметр входного зрачка, мм - 1,9
Пределы коррекции аметропии глаза, дптр
- врача -

- пациента -

Рабочее расстояние, мм - 40
Расстояние между глазами пациента и врача, мм - 463
Энергия вспышки, Дж - 280; 360; 420; 560
Размер кадра, ммхмм - 24х36
Интервал между кадрами, с - 0,5; 1,2; 4
Литература
1. Патент Германии (ФРГ) 2655859. 2. Kuhm G.Retina-Camerf RCS310 - eine neue Weitwinkel-Netzhautcamera des Kombinates VEB Carl Zeiss, Jena. - Jenaer Rundscyau, 1, s.7-9.
Класс A61B3/12 для осмотра глазного дна, например офтальмоскопы