一种应用于眼底激光治疗仪的裂隙灯适配器

【作 者】孟凡强，袁艳阳，王延群

1 天津迈达医学科技股份有限公司，天津市，300384

2 天津市眼科医学设备技术工程中心，天津市，300384

0 引言

眼底激光治疗仪是利用激光光凝效应，将激光射入到眼底，眼底组织吸收激光的能量升温，而使组织内的蛋白质变性凝固，达到治疗各种眼底病的目的。目前临床上主要用其治疗中心浆液性脉络膜视网膜病变、视网膜裂孔、视网膜脱落、糖尿病性视网膜病变、老年性黄斑病变、视网膜静脉阻塞、视网膜血管炎、视网膜肿瘤等眼底病变[1～2]。裂隙灯适配器[3]是眼底激光治疗仪通用的光学传输系统，主要用来传输激光并将激光导入到眼底，可以调节眼底上激光光斑直径的大小和在眼底上的位置，通常与裂隙灯显微镜联合使用。

本文设计了一种裂隙灯适配器，采用机械结构凸轮调节结构，使激光光斑从50 mm～500 mm连续变化。

1 设计原理

裂隙灯适配器是眼底激光治疗仪重要的光学传输系统，其性能的好坏直接影响到输入到眼底上光斑的好坏。本文设计的裂隙灯适配器采用扩束镜光学变倍原理[4]，通过改变中间镜组的放大倍率来改变光斑大小，实现光斑从50 mm～500 mm连续变化，其调节装置采用机械凸轮，光路图如图1所示。

图1 裂隙灯适配器光路图Fig.1 The optical path of slit lamp adapter

裂隙灯适配器的输入端采用光纤导入，数值孔径NA＝0.12 mm，中心直径为50 mm。输入的激光波长为532 nm和650 nm，532 nm激光为治疗光，650 nm激光为指示光。裂隙灯适配器光学系统由5片镜片组成，其中M1、M4、M5为双胶合镜片，使两个激光波长的光斑大小有较高的一致性。激光从光纤导入，依次经过镜片M1、M2、M3、M4和M5，然后入射到人眼内。镜片M1为准直镜，对光纤输入的光进行准直，变为平行光。M2、M3和M4三片镜片组成为一可连续变倍的扩束镜，通过移动M2和M3不同的距离改变其扩束倍率，从而改变光斑直径的大小，如图2所示。M5为聚焦镜，将从M4输出的光进行聚焦。

图2 镜片移动示意图Fig.2 The diagrammatic sketch of mirrors movement

M2和M3的调节采用机械凸轮调节，M2和M3分别沿着不同的曲线移动。设计凸轮曲线时选取382个点，凸轮旋转角度为191o，光斑直径与镜片M2、M3移动距离变化的曲线图如图3所示。

图3 光斑直径与镜片移动距离变化曲线Fig.3 The curve of mirrors movement distance with the laser spot diameter

2 实验结果

我们采用Thorlab公司生产的BP104-VIS光束质量分析仪测量真实的光斑尺寸，该光束质量分析仪最小可以测量10 mm光斑，可以满足需求。测量50 mm、100 mm、200 mm、300 mm、400 mm以及500 mm 6个点的光斑直径，测量结果如表1所示。

表1 光束质量分析仪测量的光斑直径Tab.1 Spot diameters measured by beam quality analyzer

将裂隙灯适配器安装在TOPCON的SL－3G裂隙灯显微镜上，激发激光，在靶板上分别打出50 mm、100 mm、200 mm、300 mm、400 mm以及500 mm的光斑大小，然后采用数码显微镜观察，如图4所示。

本文设计的凸轮曲线采用两条非线性曲线，选取382个点，转动角度为191o，实物如图5所示。

图4 靶板上的激光光斑Fig.4 The laser spot on the target

图5 圆柱凸轮Fig.5 The column cam

3 结论

本文设计了一种应用于眼底激光治疗仪的裂隙灯适配器，采用扩束镜连续变倍原理和圆柱凸轮调节装置，实现了光斑直径从50 mm～500 mm的连续变化，实验结果比较符合预先的理论设计，完全可以应用于眼底激光治疗仪上。

[1]黎晓新,廖菊生.眼底病激光治疗指南[M].北京: 人民卫生出版社,2009.

[2](德)M.H.尼姆兹 著,张镇西 等译.激光与生物组织的相互作用原理及应用[M].北京: 科学出版社,2005.

[3]Rossi G,Zerbini G,Castro GC,et al.Zoom slit lamp adapter for ophthalmological green laser[C].IFMBE Proc,2009,25: 56–58.

[4]杨海波,王柏林,张大有,等.一种变倍扩束镜的设计[J].光电技术应用,2007,22: 8-10.