论文部分内容阅读
白内障是常见的眼科疾病,随着科技的发展进步,传统的人工白内障手术已经难以满足病人的需求,飞秒激光辅助白内障手术受到越来越多人的认可。飞秒激光辅助白内障手术通过OCT图像获取眼前节深度信息,由OCT图像引导飞秒激光对目标手术区域实现切割。飞秒激光辅助白内障手术相比于人工手术具有控制精度高,手术时间短,切割效果好,手术效果好等等优点。目前国内尚无飞秒激光辅助白内障手术系统技术研发的相关研究,飞秒激光辅助白内障手术系统涉及到光学,机械设计,自动化,图像处理等知识,多学科交融使得研究飞秒激光白内障手术系统的难度颇高。国外有成品设备的存在,研究大多针对术中及术后效果,为打破垄断,本文拟搭建出一套飞秒激光辅助白内障手术实验平台。首先,分析飞秒激光辅助白内障手术系统的原理,介绍了飞秒激光生物组织切割原理。在二向色镜的基础上,对光路进行合理布局,详细介绍了飞秒激光辅助白内障手术实验平台三大模块的搭建过程,完成了整个实验平台的搭建。其次,在完成整个实验平台搭建的基础上,对实验平台进行标定,主要为OCT系统标定和激光切割系统标定。OCT系统标定主要包括OCT的定位扫描成像和OCT图像矫正。OCT的定位扫描成像通过对振镜的控制实现目标位置的任意轨迹的扫描成像。OCT图像矫正为基于光学基本定律提出一种方法矫正由光学折射所引起的OCT图像的重构误差,建立矫正的数学模型,经过实验验证,矫正有效。通过OCT图像和CCD图像完成激光切割系统的标定过程。完成标定的飞秒激光辅助白内障手术实验平台可以达到OCT图像导航下的定点切割的目标。然后,在搭建完实验平台的基础上,为满足飞秒激光白内障手术导航需要,对比三维重建方法和OCT定位扫描成像导航方法,三维重建方法耗时太长,难以满足手术要求,指定轨迹成像下的导航更加适用于手术。基于指定轨迹成像下的OCT图像完成环形撕囊轨迹,晶状体碎裂轨迹和自闭合角膜切口轨迹的轨迹规划。最后,对于飞秒激光辅助白内障手术在先天白内障中的适用性进行研究,得到了飞秒激光辅助白内障手术在先天白内障中同样具有优越的优点的结论,得到了先天白内障中因少儿高弹性囊膜引起的撕囊扩张与少儿年龄呈负相关的结论。