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技术趋势
Technology Trends

便携式眼底相机
低成本组件使便携式眼底相机成为现实

使用现成的相机、处理器和显示器，加上定制近红外和白光LED，可以开发低成本
便携式眼底相机。

文/Andrew Wilson

为了监测诸如眼内压力增加（青 视网膜，反射的彩色图像被相机
光眼）等眼部疾病，并记录糖尿病 捕获。”
（糖尿病性视网膜病变）对视网膜的 移动技术、相机、显
任何潜在损伤（如视网膜新血管形 示器和照明系统的最新进
成、出血和黄斑水肿），有必要对视 展，已经使便携式非散瞳眼
网膜进行成像。视网膜成像由眼科医 底照相机的发展成
生使用眼底相机完成，由专门的光学 为现实。为
图1：为了用便携式眼底相机捕获图像，Raspberry
仪器与附加的照相机在视网膜区域的 展示这种 相 Pi主处理器板与基于2592×1944 OV564 7 CMOS传
30°~50°之间查看。 机的可行 性 ， 感器的NoIR相机相连。该相机在可见光和近红外
波段都具备感光灵敏度，并且用15针移动工业处理
为了进行眼底成像，患者的瞳孔 Shizuo Mukai 博 士和 他 器接口（MIPI）与处理器板相连。
通常使用散瞳剂来扩张，由于反射作 的同事美国伊利诺 伊大学芝加哥分
用，瞳孔在受到眼底相机使用的明亮 校伊利诺伊眼耳医院眼科部的 Bailey OmniVision 公 司 的 2592×1944
光线照射时会收缩。使用散瞳剂后的 Shen 博士，已经使用现成的低成本组 CMOS OV5647 传感器，该外观大小
数小时，会造成视力模糊和对光敏感。 件，开发出了这种相机的原型。 为 25mm×25mm×9mm 的板卡级相
为了避免这种情况，一类被称为 为了进行图像采集、处理和 机，在可见光和近红外波段都具有光
非散瞳眼底相机的光学设备，可以进 显示，相机使用了英国 Raspberry 谱灵敏度，并通过带状电缆与采用 15
行视网膜图像分析而不需要散瞳剂。 Pi Foundation 公司的 Raspberry Pi 引脚移动式工业处理器接口（MIPI）
这样可以消除散瞳导致的不适，也不 2 Model B，这是一款基于 ARM 的 的嵌入式处理器连接（见图 1）。
需要在眼底检查前等待 30 分钟以使 900MHz 四核 Cortex-A7 CPU 嵌入式 虽然 OV5647 传感器的光谱灵敏
瞳孔扩张。 处理器，提供 micro SD 卡、4 个 USB 度在 780~2500nm 的 NIR 光谱范围内
端口、40 个通用 I/O（GPIO）引脚、 有所下降，但其在 NIR 区域内的灵
无散瞳 1GB RAM、CSI 相 机接 口 和 HDMI 敏度仍然足够好（见图 2），足以获
美国哈佛医学院麻省眼耳医院 显示接口。 得操作人员可用于聚焦相机的图像。
的 Shizuo Mukai 博士说 ：“在这种非 然而，因为现在 OV5647 已经达到了
散瞳眼底相机中，眼睛受到近红外 光谱灵敏度 产品的生命周期，所以 Raspberry Pi
（NIR）光的照射而不会导致瞳孔收 为了捕获图像，电路板 Foundation 公司已经将第 2 版 Pi NoIR
缩。捕捉并显示反射的近红外图像， 与 Raspberry Pi Foundation 公 司 相机模块 v2（Pi NoIR）中的 OV5647
当图像正确聚焦时，白色闪光灯照亮 的 NoIR 相机板连接。基于美国 替换为 IMX219，这是一款来自索尼

视觉系统设计 Vision Systems Design China Jul/Aug 2018 17