|
Рис.
1
Рис.
2
Рис. 3 |
Одним из наиболее
известных методов клинических исследований сетчатки является
получение её изображения. Обычно картина сетчатки получается при
помощи специального инструмента –
фундус-камеры.
Стандартные фундус-камеры работают на входном зрачке порядка 2
мм для того, чтобы снизить отрицательное влияние аберраций
глаза. Однако, используя зрачок большего диаметра и внося
адаптивную коррекцию
аберраций, можно
достичь разрешения изображения на уровне одной клетки. Первые
результаты такой адаптивной коррекции были представлены
проф. Вильямсом и его сотрудниками.
Информационная емкость фундус-изображений может быть увеличена
еще сильнее с помощью спектрально-разрешающей фоторафии,
известной как
мульти-
или
гиперспектральное
изображение.
С помощью спектрального
изображения высокого разрешения можно изучать большой диапазон
глазных болезней
in vivo.
К примеру, при диабете, таком микрокапиллярном заболевании,
которое ведет к ретинопатии, представленный прибор может
обеспечить возможность изучения детальных изменений отдельных
капиллярных русел, которые происходят на ранней стадии
заболевания на внутренней стороне сетчатки. При пространственном
разрешении, позволяющем получать беспрецедентные детали
капиллярных русел
(5-10 микрон),
можно производить измерения процесса насыщения оксигемоглобина и
регистрировать ишемические области. Разрешение изображения,
полученного при помощи такой камеры, примерно
в 10 раз больше,
чем может быть достигнуто с использованием существующих
фундус-камер, которые не компенсируют уникальные для каждого
пациента аберрации.
Совместно с
Корпорацией Kestrel
(Альбукерке, США) наша группа участвовала в проекте по созданию
SRSFI
(сверхразрешающей
спектральной фундус-камеры),
поддержанном грантом НАТО №974292. Основная схема данной
фундус-камеры представлена на
рис. 1.
Система включает в себя
датчик волнового фронта
Шака-Гартмана,
биморфное
адаптивное зеркало
с 18 электродами, высокоразрешающую цифровую камеру (3000х2000
пиксел, 12 бит) и мультиспектральный источник света с 8
спектральными полосами (от 80 до 8 нм). Более детальное описание
системы можно найти в патентах США:
#US 6331059 B1
и #US 2002097377 A1.
Входной зрачок
фундус-камеры имеет диаметр 5 мм, а типичная остаточная ошибка
коррекции составляет
0.1мкм
(RMS). Пространственное разрешение системы –
5 мкм на сетчатке
(ограничено разрешением ПЗС датчика). Угол зрения составляет
15х20 рад.
Более детальное техническое описание прибора можно найти
[ здесь ].
Две SRSFI системы были
созданы в рамках гранта НАТО №974292. Системы полностью
идентичны друг другу. Первая система установлена в г. Альбукерке,
США (в корпорации Kestrel), вторая – в Москве (на
кафедре медицинской физики
физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова). Пример
изображения сетчатки, полученного с помощью SRSFI системы,
показан на
рис. 2
(представлен фрагмент полного изображения).
В настоящее время
разрабатывается второе поколение SRSFI-приборов (SRSFI-II)
(рис. 3).
Эти приборы имеют улучшенный датчик волнового фронта и
адаптивную оптику с частотой управления 77 Гц. Смещение
биморфного зеркала достигает 36 микрон. В состав системы входит
широкоформатная 16-мегапиксельная цифровая камера с
высокочувствительным датчиком от Kodak. Такая камера позволяет
увеличить
пространственное
разрешение системы на
30% без ограничения углового поля зрения. Более детальную
информацию о SRSFI-II можно найти
[ здесь ].
Система SRSFI-II
установлена в
НИИ глазных болезней РАМН в
Москве, где проходят её клинические испытания по диагностике и
лечению некоторых офтальмологических заболеваний.
Основное внимание текущих
исследований сосредоточено на методах анализа и восстановления
изображений в условиях
углового
анизопланатизма,
присущего человеческому глазу. Начиная с нашей
ранней работы, мы
занимались разработкой методов для увеличения поля зрения при
адаптивном получении изображения глаза человека. Сканирующий
опорный источник, примененный в SRSFI-II, увеличивает поле
зрения на 30 – 50%. Этот подход аналогичен использованию
адаптивной оптики со многими опорными источниками. В то же время
широкоугольная неитерационная слепая деконволюция
позволяет ещё больше увеличить поле зрения системы. В результате
применения вышеупомянутых средств, скомпенсированное поле зрения
прибора SRSFI-II составляет
15 град. |
|
ПУБЛИКАЦИИ:
Большунов А. В., Ирошников
Н.Г., Каталевская Е.А., Ларичев А.В., Панченко В.Я.,
Применение адаптивной оптики в диагностике патологий
глазного дна, Медицинская Физика, 2008, №2, с.57-62.
А.В.Ларичев, П.В.Иванов,
Н.Г.Ирошников, В.И.Шмальгаузен, Л.Дж.Оттен, Адаптивная система
для регистрации изображения глазного дна, Квантовая электроника,
32, №10 (2002)
A. Larichev, P. Ivanov, I.
Irochnikov, S.C. Nemeth, A. Edwards, P. Soliz, High Speed
Measurement of Human Eye Aberrations with Shack-Hartman Sensor.
[ARVO Abstract]
Invest Ophthalmol Vis Sci., 42 (2001) 897
A.V.Larichev, P.V.Ivanov,
I.G.Irochnikov, V.I.Shmal'gauzen, Measurement of eye aberrations
in a speckle field, Quantum Electronics, 31 (2001) 1108
P. Fournier, G. R. G.
Erry, L. J. Otten, A. Larichev, N. Irochnikov, A Next Generation
High Resolution Adaptive Optics Fundus Imager. (статья)
P. Fournier, G. R. G.
Erry, L. J. Otten, A. Larichev, N. Irochnikov, A Next Generation
High Resolution Adaptive Optics Fundus Imager. (презентация)
A.V. Larichev, J.J. Otten,
N.G. Irochnikov, P. Soliz, G.R.G. Erry, V.Y. Panchenko,
SuperRez-II adaptive multispectral fundus imager, SPIE, 6138-38
V.1
|
