基于placido盤(pán)的角膜圖像采集系統(tǒng)的研制.pdf

1、角膜地形圖儀是現(xiàn)代眼科醫(yī)學(xué)檢測(cè)中重要的測(cè)量?jī)x器,其主要用作人眼角膜表面形貌特征的定量檢測(cè),可將眼角膜表面的形貌信息用數(shù)據(jù)或處理圖像的形式給出,為眼科醫(yī)生對(duì)角膜測(cè)量提供方便,普遍應(yīng)用與角膜病癥的檢查(如圓錐角膜),激光近視手術(shù)前的角膜形貌檢查,硬性透氣性隱形眼鏡(RGP)以及角膜塑形鏡(OK鏡)驗(yàn)配時(shí)的角膜測(cè)量中。
　　 本課題是基于placido盤(pán)的角膜地形圖儀開(kāi)發(fā)中的角膜圖像采集部分的研究,主要包括:角膜圖像采集系統(tǒng)中CCD的

2、選型及驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、圖像采集系統(tǒng)中投射系統(tǒng)設(shè)計(jì)、角膜圖像采集系統(tǒng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)三個(gè)部分。本文將對(duì)以上三個(gè)部分分別進(jìn)行探討。
　　 針對(duì)角膜圖像采集要求,選用索尼公司ICX424AL面陣CCD作為圖像采集系統(tǒng)的圖像傳感器。分析了ICX424AL的驅(qū)動(dòng)時(shí)序要求,在應(yīng)用高性能模擬前端處理芯片AD9949A和ALTERA公司的MAX2系列EPM240T100C5N共同為CCD提供驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)的基礎(chǔ)上,采用Verilog硬件描述語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)驅(qū)

3、動(dòng)時(shí)序的邏輯設(shè)計(jì),利用ALTERA公司的軟件QuartusⅡ軟件進(jìn)行功能仿真,并針對(duì)EPM240T100C5N芯片進(jìn)行了硬件適配,最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)ICX424AL驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。
　　 投射系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括placido盤(pán)和背光源的設(shè)計(jì),要實(shí)現(xiàn)角膜表面形貌的采集首先要使投射系統(tǒng)在人眼角膜上產(chǎn)生清晰、均勻、柔和的圓環(huán)像,為此對(duì)placido盤(pán)的結(jié)構(gòu)和制作工藝進(jìn)行了深入的探討,并設(shè)計(jì)了背光源的電源驅(qū)動(dòng)。
　　 根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求選用一種初始

4、的光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu),用CODEV光學(xué)設(shè)計(jì)軟件對(duì)該光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了焦距為20mm,視場(chǎng)角20°,入瞳直徑為2mm的光學(xué)系統(tǒng)。
　　 通過(guò)研制的角膜圖像采集系統(tǒng)對(duì)眼角膜圖像進(jìn)行采集,placido盤(pán)在眼角膜上投射的同心圓環(huán)滿足了上位機(jī)對(duì)角膜圖像進(jìn)行計(jì)算的精度要求。實(shí)現(xiàn)了對(duì)人眼角膜圖的清晰采集,采集圖像的分辨率為640(H)×480(V),圖像的采集速率為60fps,通過(guò)與意大利CSO型角膜地形圖儀中的圖像采集系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比,