【作 者】孟凡強(qiáng)，袁艷陽，王延群

1 天津邁達(dá)醫(yī)學(xué)科技股份有限公司，天津市，300384

2 天津市眼科醫(yī)學(xué)設(shè)備技術(shù)工程中心，天津市，300384

0 引言

眼底激光治療儀是利用激光光凝效應(yīng)，將激光射入到眼底，眼底組織吸收激光的能量升溫，而使組織內(nèi)的蛋白質(zhì)變性凝固，達(dá)到治療各種眼底病的目的。目前臨床上主要用其治療中心漿液性脈絡(luò)膜視網(wǎng)膜病變、視網(wǎng)膜裂孔、視網(wǎng)膜脫落、糖尿病性視網(wǎng)膜病變、老年性黃斑病變、視網(wǎng)膜靜脈阻塞、視網(wǎng)膜血管炎、視網(wǎng)膜腫瘤等眼底病變[1～2]。裂隙燈適配器[3]是眼底激光治療儀通用的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，主要用來傳輸激光并將激光導(dǎo)入到眼底，可以調(diào)節(jié)眼底上激光光斑直徑的大小和在眼底上的位置，通常與裂隙燈顯微鏡聯(lián)合使用。

本文設(shè)計(jì)了一種裂隙燈適配器，采用機(jī)械結(jié)構(gòu)凸輪調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，使激光光斑從50 mm～500 mm連續(xù)變化。

1 設(shè)計(jì)原理

裂隙燈適配器是眼底激光治療儀重要的光學(xué)傳輸系統(tǒng)，其性能的好壞直接影響到輸入到眼底上光斑的好壞。本文設(shè)計(jì)的裂隙燈適配器采用擴(kuò)束鏡光學(xué)變倍原理[4]，通過改變中間鏡組的放大倍率來改變光斑大小，實(shí)現(xiàn)光斑從50 mm～500 mm連續(xù)變化，其調(diào)節(jié)裝置采用機(jī)械凸輪，光路圖如圖1所示。

圖1 裂隙燈適配器光路圖Fig.1 The optical path of slit lamp adapter

裂隙燈適配器的輸入端采用光纖導(dǎo)入，數(shù)值孔徑NA＝0.12 mm，中心直徑為50 mm。輸入的激光波長為532 nm和650 nm，532 nm激光為治療光，650 nm激光為指示光。裂隙燈適配器光學(xué)系統(tǒng)由5片鏡片組成，其中M1、M4、M5為雙膠合鏡片，使兩個(gè)激光波長的光斑大小有較高的一致性。激光從光纖導(dǎo)入，依次經(jīng)過鏡片M1、M2、M3、M4和M5，然后入射到人眼內(nèi)。鏡片M1為準(zhǔn)直鏡，對光纖輸入的光進(jìn)行準(zhǔn)直，變?yōu)槠叫泄?。M2、M3和M4三片鏡片組成為一可連續(xù)變倍的擴(kuò)束鏡，通過移動(dòng)M2和M3不同的距離改變其擴(kuò)束倍率，從而改變光斑直徑的大小，如圖2所示。M5為聚焦鏡，將從M4輸出的光進(jìn)行聚焦。

圖2 鏡片移動(dòng)示意圖Fig.2 The diagrammatic sketch of mirrors movement

M2和M3的調(diào)節(jié)采用機(jī)械凸輪調(diào)節(jié)，M2和M3分別沿著不同的曲線移動(dòng)。設(shè)計(jì)凸輪曲線時(shí)選取382個(gè)點(diǎn)，凸輪旋轉(zhuǎn)角度為191o，光斑直徑與鏡片M2、M3移動(dòng)距離變化的曲線圖如圖3所示。

圖3 光斑直徑與鏡片移動(dòng)距離變化曲線Fig.3 The curve of mirrors movement distance with the laser spot diameter

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

我們采用Thorlab公司生產(chǎn)的BP104-VIS光束質(zhì)量分析儀測量真實(shí)的光斑尺寸，該光束質(zhì)量分析儀最小可以測量10 mm光斑，可以滿足需求。測量50 mm、100 mm、200 mm、300 mm、400 mm以及500 mm 6個(gè)點(diǎn)的光斑直徑，測量結(jié)果如表1所示。

表1 光束質(zhì)量分析儀測量的光斑直徑Tab.1 Spot diameters measured by beam quality analyzer

將裂隙燈適配器安裝在TOPCON的SL－3G裂隙燈顯微鏡上，激發(fā)激光，在靶板上分別打出50 mm、100 mm、200 mm、300 mm、400 mm以及500 mm的光斑大小，然后采用數(shù)碼顯微鏡觀察，如圖4所示。

本文設(shè)計(jì)的凸輪曲線采用兩條非線性曲線，選取382個(gè)點(diǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)角度為191o，實(shí)物如圖5所示。

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

圖5 圓柱凸輪Fig.5 The column cam

3 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于眼底激光治療儀的裂隙燈適配器，采用擴(kuò)束鏡連續(xù)變倍原理和圓柱凸輪調(diào)節(jié)裝置，實(shí)現(xiàn)了光斑直徑從50 mm～500 mm的連續(xù)變化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較符合預(yù)先的理論設(shè)計(jì)，完全可以應(yīng)用于眼底激光治療儀上。

[1]黎曉新,廖菊生.眼底病激光治療指南[M].北京: 人民衛(wèi)生出版社,2009.

[2](德)M.H.尼姆茲 著,張鎮(zhèn)西 等譯.激光與生物組織的相互作用原理及應(yīng)用[M].北京: 科學(xué)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]楊海波,王柏林,張大有,等.一種變倍擴(kuò)束鏡的設(shè)計(jì)[J].光電技術(shù)應(yīng)用,2007,22: 8-10.