一種用于小動物眼底成像的柔性接觸式鏡頭及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及小動物眼底成像技術，具體設及一種用于小動物眼底成像的柔性接觸 式鏡頭及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 小動物(特別是大鼠和小鼠）作為醫學和生命科學研究最常用的實驗動物模型，在 眼科領域也不例外。目前世界范圍內的四大致盲眼病一一青光眼、老年黃斑變性、糖尿病性 視網膜病變(簡稱糖網病）W及白內障，有=種都會產生眼底病變，對眼底進行成像研究，在 臨床診斷治療、疾病機理研究和治療藥物或方法的療效評估上都起到關鍵作用。
[0003] 目前的眼底成像技術主要包括眼底相機、共聚焦掃描眼底成像（Confocal scanning laser ophthalmoscope,C化0)和光學相干層析成像（Optical coherence tomography, OCT),由于大鼠和小鼠的眼球尺寸小，光學參數也與人眼有很大差別，臨床眼 科成像設備直接用于小動物眼底成像有諸多不便，成像質量也不高。美國的Phoenix公司推 出了小動物的眼底相機，可擴展OCT模塊，日本Kowa公司也推出了小動物眼底相機。而CSLO 設備暫時沒有專口針對小動物設計的，目前在商業共聚焦成像設備上補償小動物眼球屈光 度從而完成動物眼底成像常用的方法有兩種:一是在文章 "Imaging retinal blood flow with laser speckle f lowmetry''（A. I. Srienc ,Z. L.Kurth-Nelson,and E. A.Newman, Frontiers in neuroenergetics,22010.)和文章"non-invasive,functional imaging of the mammalian CNS with cellular resolution"(S.Prilloff,J.Fan,P.Henrich-Noack, and B. A.Sabel, In vivo confocal neuroimaging(ICON),European Journal of 化uroscience，31 (3)，521-528，2010)中，將一個平凹透鏡附在動物眼球上，用長工作距顯 微物鏡（通常是4X鏡）通過共聚焦顯微鏡來進行觀測；二是在文章 "In ViVO confocal imaging of the retina in animal models using scanning laser ophthalmoscopy'' (M. W. Seeliger, S. C. Beck, N. Porcyra-Mufioz, S. Dange l,J.-Y.Tsai,U.F.O. Luhmann, et al. ,Vision Research ,45(28), 3512-3519,2005)和文章 ('Imaging axonal transport in the rat visual pathway'' (C. J. Abbott,T.E. Choe, T. A. Lusardi ,C.F. Burgoyne,L. Wang, and B.Fortune,Biomedical optics e 邱 ress,4(2),364-386,2013)中提到的定制硬性隱 形眼鏡配合聚焦透鏡應用在商業CSLO系統（主要是海德堡的皿T或HRA系列產品讓。方法一 中的平凹透鏡一般為現成的商業透鏡，凹面曲率半徑和大鼠、小鼠眼不能完全貼合，平面一 側又會在系統中形成一個反射亮斑，影響成像質量。而且，動物置于顯微鏡的載物臺上不方 便調整體位，找到眼底的感興趣區。此外，顯微鏡的成像視野很小，雖然可W觀察眼底的細 微結構，但是很難定位，操作者需要花費很長時間來找到想要觀測的位置，同時，顯微鏡光 源能量較高，實驗持續時間越長，眼球越容易發生暫時性白內障。方法二采用CSLO系統成 像，可W獲得較大視野，硬性隱形眼鏡幾乎沒有度數，主要作用是潤濕和保護眼球，有利于 延緩暫時性白內障的發生，且提供一個更為均勻和平滑的空氣-人工眼球（隱形眼鏡外表 面)界面，能夠提高成像質量。但是，運種方法需要定制隱形眼鏡，運對于很多非光學類的科 研工作者來說不是一件易事，而且隱形眼鏡的尺寸只適合一種尺寸的眼球，動物個體之間 的差異、隨著年齡增長眼球體積的變化等因素，都會制約此方法的應用。此外，采用運種方 法時小動物的眼球和成像系統仍是分離的，仍然需要調整小動物眼球的位置，使光線能夠 準確進入眼球并進行聚焦。考慮到大鼠和小鼠的瞳孔都很小，準直的工作會耗費大量的時 間。
【發明內容】
[0004] 鑒于W上現有技術中存在的不足，本發明提出了一種柔性接觸式鏡頭，鏡頭的前 端與眼球貼合，后端直接與CSLO系統相連，構成一個整體，操作實驗時，只需將小動物的眼 球貼近鏡頭，使其眼球與鏡頭表面完好貼合，調整動物體位，即可完成眼球與CSLO系統的準 直調整工作。
[0005] 本發明的一個目的在于提出一種用于小動物眼底成像的柔性接觸式鏡頭。
[0006] 本發明的透明填充介質可W采用液體，也可W采用彈性膠體。
[0007] 透明填充介質采用液體，本發明的用于小動物眼底成像的柔性接觸式鏡頭包括： 錐形鏡筒、平凸透鏡、墊圈、卡環、透明填充介質、透明彈性薄膜和密封壓環;其中，錐形鏡筒 的中屯、具有通孔，通孔包括后通孔、中通孔和前通孔=部分，直徑依次減小，形成臺階型結 構；后端的后通孔的外徑與成像設備鏡頭匹配；中通孔的直徑與平凸透鏡的直徑一致，平凸 透鏡的凸面面向后端，平面面向前端，放置在中通孔內，放入圓環形的墊圈，通過卡環旋緊， 將平凸透鏡固定在中通孔內；前通孔的直徑與小動物眼球的直徑一致，前通孔與平凸透鏡 的平面之間形成一個空腔;在空腔內填入透明填充介質，透明填充介質為液體;透明彈性薄 膜覆蓋前通孔，密封壓環套在彈性薄膜和錐形鏡筒外，將透明填充介質密封在空腔內；柔性 接觸式鏡頭的后端與成像設備鏡頭的前端固定在一起，前端緊貼眼球，透明填充介質與透 明彈性薄膜形成柔性接觸面完好貼合眼球。
[000引液體的透明填充介質采用折射率介于玻璃和角膜之間的物質，例如生理鹽水、憐 酸緩沖鹽溶液(PBS緩沖液)等。
[0009] 透明填充介質采用彈性膠體，本發明的用于小動物眼底成像的柔性接觸式鏡頭包 括:錐形鏡筒、平凸透鏡、墊圈、卡環和透明填充介質;其中，錐形鏡筒的中屯、具有通孔，通孔 包括后通孔、中通孔和前通孔=部分，直徑依次減小，形成臺階型結構；后端的后通孔的外 徑與成像設備鏡頭匹配；中通孔的直徑與平凸透鏡的直徑一致，平凸透鏡的凸面面向后端， 平面面向前端，放置在中通孔內，放入圓環形的墊圈，通過卡環旋緊，將平凸透鏡固定在中 通孔內；前通孔的直徑與小動物眼球的直徑一致，前通孔與平凸透鏡的平面之間形成一個 空腔;透明填充介質采用彈性膠體，填充在空腔內；透明填充介質的前表面為曲面;柔性接 觸式鏡頭的后端與成像設備鏡頭的前端固定在一起，前端緊貼眼球，透明填充介質的前表 面形成柔性接觸面完好貼合眼球。
[0010] 彈性膠體的透明填充介質采用折射率介于玻璃和角膜之間、透光率超過90%、在 常溫下為固態的水凝膠，例如瓊脂、明膠、超聲禪合劑等。
[0011] 錐形鏡筒采用金屬加工并發黑處理。錐形鏡筒的外徑尺寸從后端至前端逐漸減 小，由于成像設備鏡頭的尺寸遠大于小動物眼球的尺寸，錐形鏡筒的后端的外徑與成像設 備鏡頭匹配，從而能夠與成像設備鏡頭前端同