多驱动自适应镜

近日，由中科院科研装备研制项目资助的“小型化视网膜自适应光学连续成像仪”研制工作在光电技术研究所顺利完成。该成像仪通过校正人眼像差可以获得高分辨率眼底视网膜图像，在临床疾病早期诊断等方面具有重要应用价值。 变形镜作为自适应光学系统的核心器件，其性能决定了成像仪的整机性能。光电所前期研制的视网膜自适应光学成像仪采用分立式压电驱动变形镜，受目前构造工艺的限制，其变形量小、口径大、成本高，难以适应临床大规模人群使用和产业化推广，寻求一种新型的变形镜以突破其临床应用限制已成为成像仪产业化推广过程中亟待解决的问题之一。与此同时，由于双压电片变形镜具有构造简单、结构灵活多样且易于小型化等优点，在眼科自适应光学领域具有较好的应用前景。因此，光电所于2010年开展了基于双压电片变形镜的新一代小型化视网膜自适应光学成像仪研制。 项目组在前期研究工作的基础上，针对人眼像差特性，设计并研制成功35单元双压电片变形镜，其行程达到20微米，而口径仅有原来分立式压电驱动变形镜口径的一半。在变形镜研制的基础上，先后解决基于双压电片变形镜的AO系统优化设计、闭环控制算法等关键技术，研制成功首套基于双压电片变形镜的小型化视网膜自适应光学成像仪，其体积仅为原来37单元成像仪的一半，但像差校正性能却得到大幅提升，大大降低了对人眼低阶像差预补偿的要求。 通过小规模人眼实验表明，新一代成像仪分辨率高、像差校正范围大、操作简单，这为其临床大规模人群使用和产业化推广走出重要一步。

科技日报 2012年04月25日 星期三 本报讯 实时3D微观组织成像技术的出现不啻为癌症诊断、微创手术和眼科等医疗领域的一场革命。据物理学家组织网4月23日报道，美国伊利诺伊大学的研究人员开发出用计算自适应光学系统校正光学层析成像的畸变技术，给未来医疗的“高清”成像带来前景。相关技术成果刊登在最新一期美国《国家科学院学报》在线版上。 美国贝克曼研究所高级科学和技术博士后研究员史蒂芬说：“该技术能够超越现在的光学系统，最终获得最佳品质的图像和三维数据。这将是非常有用的实时成像技术。” 畸变如散光或扭曲困扰着高分辨率成像。其会使对象细点的地方看上去如斑点或条纹。分辨率越高，问题会变得更糟糕。这是在组织成像中特别棘手的问题，而精度对于正确诊断至关重要。 自适应光学可以校正成像的畸变，被广泛应用于天文学来校正当星光过滤器通过大气层的变形。医学科学家已经开始将这种自适应光学系统的硬件应用于显微镜，希望能改善细胞和组织成像。 但伊利诺伊大学生物工程内科医学的电子和计算机工程教授斯蒂芬指出，这同样富有挑战，将其应用于组织、细胞成像，而不是通过大气对星星成像，存在很多光学上的问题。基于硬件的自适应光学系统复杂而昂贵，调整繁琐，故不太适用于医疗扫描。 由此，该团队采用计算机软件来发现并纠正图像畸变，替代硬件的自适应光学，称为计算自适应光学技术。研究人员用此技术演示了大鼠肺组织含有微观粒子凝胶的幻影。用光学成像设备干涉显微镜的两束光扫描组织样本，计算机收集所有数据后，纠正所有的深度图像，使模糊的条纹变成尖锐的点而特征显现，用户可用鼠标点击改变参数。研究人员说：“我们能够纠正整个研究体积的畸变，在其任何地方呈现高清晰度图像。由此，现在可以看到以前不是很清楚的所有组织结构。” 该技术可以应用于许多医院和诊所的台式电脑，可对任何类型进行干涉成像，如光学相干断层扫描。（华凌）

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