視覺健康評估與光學成像視覺健康評估與眼科光學成像技術課程課程概述視覺健康的重要性視覺是人類獲取外部信息的主要途徑光學成像技術應用現代眼科診斷的關鍵支柱課程目標和結構第一部分：視覺系統基礎1眼球結構角膜、晶狀體、視網膜等組成2視覺形成光線經過眼球到視網膜的過程3視覺功能人眼結構前節結構角膜：光線入射的第一折射界面虹膜：調節進入眼內光線的量晶狀體：可調焦距的透明組織后節結構玻璃體：維持眼球形狀的透明膠狀體視網膜：感光、圖像形成的關鍵部位脈絡膜：為視網膜提供血液供應功能協同各結構協同工作形成清晰視覺視覺形成過程光線進入經角膜、瞳孔進入眼內屈光成像經角膜、晶狀體折射后聚焦于視網膜視網膜感光光線轉化為神經電信號視神經傳導視覺系統的功能視力分辨細小物體的能力中心視力和周邊視力色覺區分不同波長光線的能力三色視覺系統立體視感知深度和距離的能力雙眼視差形成暗適應能力在弱光環境下的視覺調節第二部分：視覺健康評估方法基礎視功能檢查視力、屈光、眼壓等基本檢查特殊視功能評估色覺、立體視、視野等高級功能眼部結構檢查前、后節結構的全面評估電生理檢查視力檢查遠視力檢查標準檢查距離5米或6米國際標準視力表E字視力表小數視力記錄法近視力檢查標準檢查距離33厘米近距離視標卡適合老視患者評估視力表類型Snellen視力表ETDRS視力表兒童專用視力表屈光檢查主觀驗光通過患者反饋調整屈光度數客觀驗光電腦驗光不依賴患者主觀判斷睫狀肌麻痹驗光使用藥物麻痹調節力后驗光綜合驗光眼壓檢查非接觸式眼壓計通過氣流測量眼壓無需接觸角膜篩查性質壓平眼壓計金標準眼壓測量方法接觸角膜表面更準確可靠正常眼壓范圍10-21mmHg晝夜波動高眼壓是青光眼風險因素眼底檢查直接檢眼鏡單手操作簡便放大15倍視野較小間接檢眼鏡需要雙手操作放大2-5倍視野較大，適合周邊視網膜檢查裂隙燈檢查配合前置鏡使用可立體觀察眼底詳細評估黃斑和視盤視野檢查動態視野計檢查者移動視標評估視野邊界靜態視野計固定位置呈現不同亮度的光點視野缺損類型周邊、中心、象限、盲點擴大等臨床意義反映視路各部位的功能狀態色覺檢查假同色圖石原色盲圖最常用快速篩查紅綠色盲Farnsworth測試100色調精確評估色覺缺陷分級異常三色覺紅色弱（Protanomaly）綠色弱（Deuteranomaly）藍色弱（Tritanomaly）立體視檢查Titmus立體視檢查使用偏振眼鏡蝴蝶、動物和圓環測試定量評估40-800秒弧TNO立體視檢查使用紅綠眼鏡隨機點立體圖無單眼線索臨床意義斜視篩查雙眼視功能評估弱視康復監測眼動檢查眼動類型掃視、追蹤、前庭性眼動、視覺固視記錄方法電子眼動記錄、視頻眼動追蹤、強膜感應線圈臨床應用眼球運動障礙診斷、神經系統疾病評估異常表現注視麻痹、眼球震顫、追蹤異常調節功能檢查18D正常調節幅度年輕人的平均調節幅度2.5D調節滯后正常調節反應的滯后量8CPM調節靈活性正常成人每分鐘轉換次數雙眼視功能檢查融合功能檢查Worth四點燈測試同視機檢查融合范圍測量隱斜檢查交替遮蓋測試VonGraefe法Maddox桿測試集合功能檢查近點集合測量跳躍性集合檢查正負相對集合淚膜功能檢查淚膜破裂時間正常值>10秒Schirmer試驗基礎淚液分泌測試淚河高度測量評估淚液量視覺電生理檢查視覺誘發電位（VEP）評估視神經和視皮層功能電視網膜圖（ERG）評估整體視網膜功能多焦視網膜電圖評估局部視網膜功能臨床應用早期視網膜病變檢測、遺傳眼病診斷第三部分：光學成像技術基礎1應用技術各種眼科成像系統2圖像處理數據采集與分析3系統組件光源、光學元件、探測器4理論基礎幾何光學、波動光學、量子光學光學成像原理幾何光學光線傳播路徑折射、反射規律基本成像規律波動光學光的干涉和衍射分辨率極限相干成像量子光學光子特性光與物質相互作用熒光成像原理成像系統的基本參數光源技術白光源鹵素燈：高亮度、連續光譜氙燈：高亮度、接近日光光譜適用于常規照明和檢查激光光源單色性好、相干性高可聚焦為極小光斑OCT、激光掃描檢眼鏡中應用LED光源低功耗、長壽命體積小、發熱少便攜設備中廣泛應用光學元件透鏡凸透鏡、凹透鏡、非球面鏡棱鏡反射棱鏡、分光棱鏡、掃描棱鏡濾光片帶通濾光片、截止濾光片、中性密度濾光片特殊光學元件衍射光柵、波前校正器、光纖探測器技術CCD電荷耦合器件高靈敏度低噪聲眼底照相應用廣泛CMOS互補金屬氧化物半導體低功耗高集成度便攜設備首選光電倍增管極高靈敏度可探測單光子適用于微弱信號檢測共焦顯微鏡中應用圖像處理基礎圖像增強對比度調整、噪聲去除、銳化圖像分割提取感興趣區域、邊緣檢測、閾值分割圖像配準對齊不同模態或時間的圖像定量分析測量形態學參數、密度分析、血流分析第四部分：眼科光學成像技術1234眼底成像眼底照相、血管造影、OCT前節成像裂隙燈照相、前節OCT、UBM功能成像自發熒光、OCTA、多光譜成像高分辨率成像共焦掃描、自適應光學眼底照相原理照明系統提供均勻光線成像系統記錄反射光通過散瞳觀察眼底設備結構照明系統成像鏡頭相機和傳感器濾光系統臨床應用糖尿病視網膜病變篩查黃斑變性監測青光眼視盤評估視網膜病變記錄熒光素眼底血管造影（FFA）1原理靜脈注射熒光素，藍光激發，綠光發射2造影劑特性水溶性，不通過正常血視網膜屏障3造影時相動脈期、靜脈期、晚期4臨床意義評估視網膜血管通透性、滲漏、缺血區吲哚菁綠血管造影（ICGA）原理靜脈注射ICG紅外光激發和檢測可穿透視網膜色素上皮與FFA區別98%與血漿蛋白結合幾乎不漏出正常脈絡膜血管可穿透視網膜出血和滲出物適應癥濕性黃斑變性中心性漿液性脈絡膜視網膜病變多灶性脈絡膜炎視網膜下新生血管光學相干斷層掃描（OCT）時域OCT第一代技術，掃描速度較慢頻域OCT快速掃描，高分辨率掃頻源OCT更深穿透，更寬成像范圍OCT血管成像（OCTA）原理利用運動血細胞產生的OCT信號變化優勢無需注射造影劑，非侵入性分層成像可分別顯示視網膜和脈絡膜血管網臨床應用糖尿病視網膜病變、黃斑變性、青光眼共焦掃描激光檢眼鏡原理點光源照明共軛焦點接收反射光去除散焦平面的光線逐點掃描形成圖像結構激光光源掃描系統共焦針孔探測器青光眼應用視盤三維成像視網膜神經纖維層分析長期隨訪比較早期結構變化檢測自適應光學成像波前傳感器測量眼球光學像差可變形鏡實時補償眼球像差高分辨率成像接近細胞級的分辨率視網膜應用視錐細胞密度和排列的直接觀察超聲生物顯微鏡（UBM）原理高頻超聲波成像50-100MHz頻率分辨率和穿透20-30μm分辨率4-5mm穿透深度前節應用前房角評估虹膜和睫狀體觀察特殊應用閉角型青光眼評估睫狀體腫瘤檢查眼前節斷層掃描Scheimpflug攝影傾斜成像面原理整個前節深度聚焦清晰角膜地形圖和厚度測量晶狀體密度分析前節OCT光干涉原理高分辨率斷層圖像直接測量前房角角膜厚度精確測量應用比較Scheimpflug：角膜形態分析優勢前節OCT：結構細節顯示優勢聯合應用提供全面信息眼底自發熒光原理脂褐素自發熒光特性藍光激發，黃綠光發射無需注射造影劑設備眼底照相機+特殊濾光片共焦掃描激光檢眼鏡超廣角成像系統黃斑疾病應用地圖狀萎縮區顯示干性AMD進展監測遺傳性視網膜疾病評估炎癥性視網膜病變檢測多光譜成像第五部分：視覺健康評估新技術1個性化健康管理精準醫療、預防為主2便攜化檢查設備隨時隨地獲取眼健康數據3虛擬與增強現實沉浸式視功能評估和訓練4人工智能技術自動化分析、輔助診斷人工智能輔助診斷數據收集與標注大量高質量眼科圖像數據庫建立算法開發機器學習和深度卷積神經網絡訓練性能評估與專家診斷比較，敏感性和特異性分析臨床應用糖網篩查、青光眼評估、AMD檢測遠程眼科遠程眼底照相社區獲取圖像，專家中心解讀遠程視力檢查手機應用程序進行初步篩查遠程會診實時視頻會診，專家指導治療遠程監測慢性眼病患者持續監測管理虛擬現實在視功能評估中的應用VR視力檢查沉浸式視力測量，自動調整測試距離VR視野檢查360度全視野評估，更自然的頭部位置VR立體視檢查真實場景立體視測試，定量評估深度感知互動性測試游戲化視覺測試提高患者依從性增強現實技術在視覺訓練中的應用AR弱視訓練針對弱視眼增強視覺刺激AR斜視訓練融合練習和眼球運動控制視覺康復系統中央暗點患者訓練偏心注視便攜式視覺檢查設備智能手機眼底照相手機鏡頭+特殊適配器低成本、便攜適合社區篩查和遠程醫療便攜式OCT微型化OCT系統手持操作床旁檢查和手術中應用便攜式視野計平板電腦視野檢查應用頭戴式視野檢查設備居家監測和隨訪視覺生物標志物第六部分：光學成像在眼科疾病診斷中的應用常見眼病青光眼、糖尿病視網膜病變、AMD診斷模式多模態成像，結構與功能結合評估要點早期診斷、精準分型、病程監測臨床決策指導治療方案、評估治療效果青光眼OCT視盤參數杯盤比神經纖維層厚度神經節細胞復合體分析早期結構變化檢測OCTA評估視盤血流密度黃斑區血管密度視網膜深層毛細血管叢血流改變與結構損害關系結構功能關系視野缺損與結構對應結構改變先于功能進展監測的綜合評估個體化靶眼壓確定糖尿病視網膜病變4.2M中國患病人數糖尿病患者中DR發病率35%DME發生率重度非增殖期及增殖期患者61%早期篩查率AI輔助篩查提高檢出率年齡相關性黃斑變性1早期AMDOCT:玻璃膜疣和RPE變化2地圖狀萎縮自發熒光:高低熒光交替邊界3濕性AMDOCTA:顯示脈絡膜新生血管網絡4治療監測OCT:評估抗VEGF治療后液體變化近視眼軸長度光學生物測量，近視發展關鍵指標視網膜厚度OCT評估視網膜變薄情況周邊部變化超廣角眼底照相評估格子樣變性并發癥監測OCT評估黃斑前膜、黃斑劈裂、CNV視網膜脫離超聲檢查顯示脫離的視網膜呈V形回聲眼底照相記錄脫離范圍和裂孔位置OCT評估顯示黃斑前膜牽引和結構改變白內障裂隙燈檢查評估晶狀體混濁程度和位置Scheimpflug攝影定量分析晶狀體密度眼底成像質量混濁對后節檢查的影響評估人工晶狀體計算生物測量與屈光預測角膜疾病角膜地形圖角膜曲率分布圖圓錐角膜早期篩查角膜散光評估手術規劃和效果評估前節OCT角膜厚度精確測量角膜瘢痕深度評估角膜植片與宿主關系角膜炎癥監測共焦顯微鏡角膜內皮細胞計數內皮細胞形態分析角膜神經纖維觀察角膜炎癥細胞檢測葡萄膜炎前節OCT前房閃輝定量分析FFA和ICGA血管滲漏和低灌注區評估OCT評估黃斑水腫定量監測多模態成像病因鑒別和治療效果評估第七部分：視覺健康評估與光學成像的未來發展技術創新更高分辨率、更快速、更便攜人工智能輔助診斷、自動分析、預測模型精準醫療個性化預防、診斷和治療方案多學科合作光學、信息學與生物醫學融合成像技術的發展趨勢高分辨率成像亞細胞水平分辨率功能性成像代謝、血流、神經活動實時監測分子成像特異性標記分子和細胞人工智能與大數據1臨床應用輔助決策系統進入臨床實踐2監管與標準AI診斷系統的規范化和標準化3算法優化多模態融合分析，自監督學習4數據基礎大規模高質量眼科數據庫建設個性化視覺健康