使用位置-定向分析的用于眼科對接的基于成像的引導(dǎo)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)可以分離被成像眼科目標(biāo)的傾斜和位置，并將其以直觀方式向眼外科醫(yī)生呈現(xiàn)。對接系統(tǒng)可以包括用于成像患者眼部分的眼科成像系統(tǒng)，確定眼被成像部分的位置和定向的圖像處理器，耦接至所述眼科成像系統(tǒng)并基于確定的位置和定向引導(dǎo)眼科對接的引導(dǎo)系統(tǒng)。在某些實(shí)現(xiàn)中，成像系統(tǒng)成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)以確定其定向，并且視頻成像系統(tǒng)視頻成像前眼結(jié)構(gòu)以確定前眼結(jié)構(gòu)的位置。能夠向外科醫(yī)生顯示確定的位置和定向。眼科程序的對準(zhǔn)也可由這一成像能力輔助，例如將IOL放置并居中于晶狀體囊內(nèi)。
【專利說明】使用位置-定向分析的用于眼科對接的基于成像的引導(dǎo)系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請?jiān)?5USC § 119下要求于2011年8月26日提交的美國申請序列號N0.13/218,628的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本專利文獻(xiàn)涉及用于眼科對接的系統(tǒng)和技術(shù)。更具體地，本專利文獻(xiàn)涉及提供基于位置-定向分析以將眼科系統(tǒng)對接至患者的眼的基于成像的引導(dǎo)系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0004]激光外科系統(tǒng)的廣泛引入和接受使眼科應(yīng)用進(jìn)入精度和控制的新紀(jì)元。實(shí)現(xiàn)這一高度控制的關(guān)鍵之一在于眼相對于激光外科系統(tǒng)的固定化。在許多設(shè)備中，通過將患者接口固定至激光器的物鏡并在隨后將其對接至眼(通常通過真空抽吸)來執(zhí)行這一固定化。在其他系統(tǒng)中，患者接口的一部分對接至眼，另一部分對接至物鏡，隨后外科醫(yī)生將兩部分輕柔地對準(zhǔn)和鎖定在一起。
[0005]這些系統(tǒng)的精度和可用性的一個(gè)因素依賴于患者接口在中心位置對接至眼。這一中心對接或居中能夠?qū)⒓す庀到y(tǒng)物鏡的光軸與眼的光軸對準(zhǔn)。由于激光束典型地相對于物鏡的光軸被引導(dǎo)和控制，因此通過居中對接實(shí)現(xiàn)的眼光軸與物鏡光軸的對準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)激光束在眼內(nèi)的高度控制。
[0006]然而，出于諸多原因，與諸如瞳孔或角膜緣的眼可見結(jié)構(gòu)的居中對接通常是有挑戰(zhàn)性的?；颊呓?jīng)常會(huì)在對接期間(甚至是違背他們自己意愿地)移動(dòng)他們的眼睛。同樣，即便患者接口在對接程序開始時(shí)相對于眼居中，眼球也會(huì)由于與眼接觸后患者接口施加的壓力而在對接期間向一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。進(jìn)一步地，眼結(jié)構(gòu)的形狀可能會(huì)是橢圓形或具有一定程度的不規(guī)則性。另外，角膜緣和瞳孔通常不是同心的。在這些典型情況下，眼中心無法被完整地良好定義:例如，患者接口相對于瞳孔居中并不會(huì)使其相對于角膜緣居中。
[0007]在用于白內(nèi)障手術(shù)的系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生另外一層的復(fù)雜性。白內(nèi)障程序的目標(biāo)是晶狀體，但由于晶狀體是內(nèi)眼結(jié)構(gòu)并且實(shí)質(zhì)上透明，因此可見性受限。此外，晶狀體通常不與包括角膜緣和瞳孔的眼可見結(jié)構(gòu)同心。由于所有這些原因，患者接口相對于可見性有限的晶狀體居中是困難的。如果代替地將患者接口相對于可見角膜緣居中，則很可能導(dǎo)致接口與可見性有限的內(nèi)部晶狀體的未對準(zhǔn)。在此情況下，在白內(nèi)障手術(shù)期間激光束將與角膜緣對準(zhǔn)并對接的患者接口的中心作為基準(zhǔn)的情況下，激光束可能偏離作為白內(nèi)障手術(shù)目標(biāo)的晶狀體的中心。
[0008]晶狀體偏心的原因很多。在許多眼中，晶狀體在解剖學(xué)上就是偏心的。此外，由于晶狀體僅由軟性睫狀肌保持就位，因此對接的壓力也會(huì)將晶狀體推向一側(cè)或使其傾斜。
[0009] 某些系統(tǒng)通過嘗試將患者接口與晶狀體而非可見瞳孔對準(zhǔn)來補(bǔ)償晶狀體的偏心。然而，晶狀體的透明性使得外科醫(yī)生難以確定晶狀體的精確位置和傾斜并相應(yīng)地對準(zhǔn)患者接口。
[0010]某些系統(tǒng)利用成像系統(tǒng)成像晶狀體以輔助患者接口的對準(zhǔn)。然而，這類成像系統(tǒng)的使用也會(huì)遇到問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]一種視頻成像系統(tǒng)或視頻顯微鏡可被用于輔助患者接口的對準(zhǔn)并由此輔助對接。然而，視頻顯微鏡主要用于成像眼的可見結(jié)構(gòu)(諸如，角膜緣和瞳孔，并且可能無法成像和評估作為眼內(nèi)部基本透明結(jié)構(gòu)的晶狀體的定向。使用光學(xué)相干斷層攝影術(shù)(OCT)系統(tǒng)代替視頻顯微鏡具有OCT成像系統(tǒng)能夠有效成像晶狀體的優(yōu)點(diǎn)。然而，OCT成像處理典型地較慢并且無法提供快到足以用于對接處理的圖像。
[0012]一種加速OCT成像處理的方法是僅選擇性地成像目標(biāo)晶狀體，由此以更快的速率生成圖像。例子包括僅沿著相對于光軸橫向的一維掃描線或圓而非整個(gè)二維來成像晶狀體的掃描OCT系統(tǒng)。這些掃描OCT成像系統(tǒng)由于僅捕捉有限或選定的成像信息而能夠以更快的速率生成圖像。然而僅獲取有限成像信息會(huì)在嘗試將患者接口相對于眼未對準(zhǔn)晶狀體居中時(shí)遇到如下描述的其他類型的挑戰(zhàn)。
[0013]晶狀體會(huì)以不同的方式相對于成像系統(tǒng)并由此與患者接口(PI)的光軸未對準(zhǔn)。晶狀體光軸會(huì)相對于PI光軸傾斜，并且晶狀體的中心會(huì)相對于PI光軸移位或位移。外科醫(yī)生可以分析OCT圖像并執(zhí)行補(bǔ)償晶狀體移位和晶狀體傾斜的補(bǔ)償動(dòng)作以將患者接口對準(zhǔn)晶狀體。
[0014]為了這些這兩類補(bǔ)償動(dòng)作，外科醫(yī)生需要從晶狀體的OCT圖像中分開標(biāo)識移位和傾斜。然而，快速掃描OCT系統(tǒng)提供的有限成像信息典型地重疊有關(guān)該移位和傾斜的信息。因此，在使用掃描OCT成像系統(tǒng)時(shí)，外科醫(yī)生通過嘗試頭腦分析掃描OCT圖像以分離晶狀體的移位和傾斜來開始對接處理。
[0015]在這一分離嘗試期間，外科醫(yī)生需要確定以相對應(yīng)PI光軸的特定方向移位晶狀體特定距離并相對于PI光軸在特定方式上傾斜晶狀體特定角度。
[0016]一旦移位與傾斜分開，外科醫(yī)生還需要確定激光系統(tǒng)的臺架進(jìn)行移位補(bǔ)償移動(dòng)的方向和幅度并相應(yīng)地移動(dòng)臺架。
[0017]隨后，外科醫(yī)生還需要補(bǔ)償晶狀體的確定傾斜。由于大多數(shù)成像或激光系統(tǒng)的光軸無法傾斜，因此傾斜補(bǔ)償動(dòng)作可以包括指令患者旋轉(zhuǎn)手術(shù)眼，手動(dòng)選擇眼球，或調(diào)節(jié)固定光系統(tǒng)。由于典型地第一居中嘗試僅會(huì)改善對準(zhǔn)或補(bǔ)償，因此通常需要以迭代的方式和變化的次序或組合來重復(fù)這些步驟。
[0018]如果外科醫(yī)生成功分離并確定移位和傾斜，則移位和傾斜補(bǔ)償動(dòng)作(很可能是迭代的)結(jié)果是PI變得相對于晶狀體良好居中。因此，外科醫(yī)生可以將居中并對準(zhǔn)的PI對接在眼上。
[0019]然而，使用不處理圖像并由此不向外科醫(yī)生提供引導(dǎo)的這類“未經(jīng)處理圖像”系統(tǒng)存在諸多問題。這些問題包括頭腦上分離掃描OCT圖像中重疊的移位和傾斜對于在外科程序緊迫時(shí)間壓力下沒有計(jì)算處理和引導(dǎo)的外科醫(yī)生而言并不是容易執(zhí)行的。這會(huì)潛在地導(dǎo)致PI以未居中的位置對接在眼上。更壞的情況是外科醫(yī)生甚至可以做出增大而非減小未對準(zhǔn)的調(diào)整，因此迭代對準(zhǔn)處理不好收斂或者僅在若干次錯(cuò)誤的步驟之后開始收斂。[0020]“雙未經(jīng)處理圖像”系統(tǒng)的進(jìn)一步低效在于晶狀體的OCT圖像典型地呈現(xiàn)在與視頻顯微鏡顯示分開的專用OCT顯示或屏幕上。因此，在外科醫(yī)生使用OCT和視頻圖像兩者用于對準(zhǔn)處理的系統(tǒng)中，外科醫(yī)生必須分析OCT顯示上的晶狀體圖像和分開的視頻顯示上的可見眼結(jié)構(gòu)。在這兩個(gè)顯示上的圖像典型地來自不同的視點(diǎn)，具有不同的放大程度，并且可能使用不同的基準(zhǔn)規(guī)范。因此，移位和傾斜的分離需要在兩個(gè)完全不同的圖像之間進(jìn)行有挑戰(zhàn)性的并行分析。在兩類不一致的成像信息之間來回處理和轉(zhuǎn)換的需要會(huì)使得外科醫(yī)生負(fù)擔(dān)過重，由此破壞居中和對接處理的效率。
[0021]為了響應(yīng)于這些調(diào)整，本專利文獻(xiàn)公開了一種分離被成像眼科目標(biāo)的傾斜和位置，并將其以直觀方式向眼外科醫(yī)生呈現(xiàn)的成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)。在某些實(shí)現(xiàn)中，一種眼科對接系統(tǒng)可以包括具有圖像處理器和耦接至所述眼科成像系統(tǒng)的引導(dǎo)系統(tǒng)的眼科成像系統(tǒng)，其中眼科成像系統(tǒng)被配置為成像患者眼的一部分，圖像處理器被配置為通過分析所述圖像確定眼被成像部分的位置和定向，而引導(dǎo)系統(tǒng)則被配置為基于確定的位置和定向引導(dǎo)所述眼科對接。
[0022]眼被成像部分可以是晶狀體或眼前段的另一結(jié)構(gòu)、特征部或地標(biāo)。位置和定向可以相對于各種基準(zhǔn)確定，諸如成像系統(tǒng)的光軸、成像系統(tǒng)的內(nèi)部基準(zhǔn)鏡、外科系統(tǒng)的光學(xué)元件的內(nèi)表面，或前段的眼科結(jié)構(gòu)或?qū)印?br> [0023]在另一實(shí)現(xiàn)中，一種眼科對接系統(tǒng)可以包括具有圖像處理器的眼科成像系統(tǒng)，其中眼科成像系統(tǒng)包括被配置為成像患者眼的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域眼科成像系統(tǒng)以及被配置為視頻成像眼的前眼結(jié)構(gòu)的視頻成像系統(tǒng)，其中所述眼被成像部分包括內(nèi)眼結(jié)構(gòu)和前眼結(jié)構(gòu)，并且所述圖像處理器包括被配置為從內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的圖像確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)定向的深度域圖像處理器以及被配置為基于所述前眼結(jié)構(gòu)的圖像確定所述前眼結(jié)構(gòu)的位置的視頻圖像處理器。
[0024]在某些實(shí)現(xiàn)中，一種引導(dǎo)眼科對接的方法可以包括使用眼科成像系統(tǒng)成像患者眼的一部分，通過使用圖像處理器分析所述圖像確定眼被成像部分的位置和定向，以及基于確定的位置和定向使用引導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)眼科對接。
[0025]在某些實(shí)現(xiàn)中，一種眼科對接系統(tǒng)可以包括:具有圖像處理器的眼科成像系統(tǒng)，其中眼科成像系統(tǒng)被配置為成像患者眼的一部分，并且所述圖像處理器被配置為處理所述圖像以識別眼的眼科結(jié)構(gòu)，并確定眼被成像部分相對于基準(zhǔn)的未對準(zhǔn)；以及耦接至所述眼科成像系統(tǒng)的引導(dǎo)系統(tǒng)，其被配置為基于確定的未對準(zhǔn)引導(dǎo)眼科對接。
[0026]在某些實(shí)施例中，一種眼科引導(dǎo)系統(tǒng)可以包括:具有圖像處理器的眼科成像系統(tǒng)，其中眼科成像系統(tǒng)被配置為成像患者眼的一部分，并且所述圖像處理器被配置為處理所述圖像以識別眼的眼科結(jié)構(gòu)，并確定眼被成像部分相對于基準(zhǔn)的位置；以及耦接至所述眼科成像系統(tǒng)的引導(dǎo)系統(tǒng)，其被配置為基于確定的位置引導(dǎo)基于超聲的眼外科程序。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1A-圖1B例示了眼的各種未對準(zhǔn)。
[0028]圖1C例示了 “雙未處理圖像”系統(tǒng)的兩個(gè)顯示器。
[0029]圖2例示了成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)。
[0030] 圖3A-圖3B例示了完全對準(zhǔn)的晶狀體的掃描和OCT圖像。[0031 ]圖4A-圖4B例示了傾斜的晶狀體的掃描和OCT圖像。
[0032]圖5A-圖5B例示了移位的晶狀體的掃描和OCT圖像。
[0033]圖6例示了傾斜且移位的晶狀體的掃描OCT圖像。
[0034]圖7A-圖7B例示了移位和傾斜標(biāo)識符的視頻顯微鏡顯示。
[0035]圖8A-圖8B例示了具有臺架和固定光的引導(dǎo)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。
[0036]圖9A-圖9C例示了移位和傾斜未對準(zhǔn)的補(bǔ)償階段。
[0037]圖1OA-圖1OB例示了視頻顯微鏡顯示的兩個(gè)附加實(shí)現(xiàn)。
[0038]圖1lA-圖1lB例示了對接系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0039]圖12例示 了一種操作成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)的方法。
[0040]圖13例示了另一種操作成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0041]本專利文檔中的實(shí)現(xiàn)和實(shí)施例提供了一種包括能夠分離并標(biāo)識患者眼移位和傾斜的成像系統(tǒng)并且能夠以集成且適配的方式呈現(xiàn)該移位和傾斜信息以避免外科醫(yī)生負(fù)擔(dān)過重的眼科對接系統(tǒng)。這一對接系統(tǒng)可以幫助增加眼外科系統(tǒng)(諸如，激光白內(nèi)障手術(shù)系統(tǒng))的患者接口與眼對接的精確性和方便性。
[0042]圖1A-圖1B例示了患者接口(PI) 50與其PI接觸透鏡51相對于眼I的未對準(zhǔn)。眼I中的周知結(jié)構(gòu)包括角膜2、虹膜3以及由角膜緣5與虹膜3分開的鞏膜4。虹膜3的開口限定瞳孔6。晶狀體7是眼I的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由軟性睫狀肌8保持就位。
[0043]圖1A如上所述例示了晶狀體7出于各種原因偏離眼I的光軸10，以使得晶狀體7的晶狀體光軸11從眼光軸10偏移一橫向矢量Λ ’ = ( Λ ’ X，Λ ’ y)，并由此從PI50的PI光軸52偏離一橫向矢量Λ = (ΛΧ，Ay)。為了簡明，該橫向位移或移位矢量將被簡單表示為Λ’和Λ。
[0044]圖1A例示了使用傳統(tǒng)方法引導(dǎo)對接系統(tǒng)的挑戰(zhàn)之一。即使外科醫(yī)生相對于由眼I的可見結(jié)構(gòu)(諸如瞳孔6)定義的眼光軸10對準(zhǔn)和居中患者接口 50，難以看見的內(nèi)部晶狀體7的晶狀體光軸11仍然偏離患者接口 50的PI光軸52。
[0045]圖1B例示了晶狀體7和患者接口 50的另一未對準(zhǔn)形式。即使晶狀體7的中心位于眼光軸10上并且即使眼光軸10與PI光軸52相一致，晶狀體光軸11仍可能相對于PI光軸52傾斜。一般地，這一傾斜可由歐拉角Φ = (θ，φ)描述，其將被通稱為傾斜角Φ。
[0046]圖1C例示了未對準(zhǔn)或偏心的眼I在視頻顯微鏡60的視頻顯示65上看上去如何。這一視頻顯微鏡60通常顯示靶向圖案68以引導(dǎo)外科醫(yī)生將ΡΙ50對準(zhǔn)或居中于眼I。
[0047]一些“雙未處理圖像”系統(tǒng)可以提供第二圖像來引導(dǎo)外科醫(yī)生對接ΡΙ50:成像系統(tǒng)70能夠如分開的成像顯示75所示提供眼I的截面或掃描視圖。截面圖能夠示出由含水前房12分隔開的角膜2和晶狀體7。晶狀體7可由前囊層14和后囊層16包封。在眼科程序期間，通常施加肌肉弛緩劑以松弛虹膜3并由此擴(kuò)張瞳孔6。至少出于這一原因，擴(kuò)張的瞳孔6通常甚至不出現(xiàn)在截面或掃描圖像上。
[0048]如上所述，當(dāng)操作這類“雙未處理圖像”系統(tǒng)時(shí)，期望外科醫(yī)生在視頻顯微鏡60的顯示65上進(jìn)行監(jiān)視的同時(shí)，結(jié)合視頻顯示65的視頻圖像分析顯示75上的截面圖像，在頭腦中分離晶狀體7的傾斜和移位并執(zhí)行補(bǔ)償動(dòng)作。然而，在兩種不同類型的圖像之間重復(fù)地來回移動(dòng)并由此在沒有計(jì)算處理和引導(dǎo)的情況下翻譯圖像信息會(huì)導(dǎo)致外科醫(yī)生負(fù)擔(dān)過重并消耗過多時(shí)間。
[0049]圖2例示了可以促進(jìn)簡化的I且更有效的成像引導(dǎo)對接的圖像引導(dǎo)眼科對接系統(tǒng)100。對接系統(tǒng)100可以包括可含有圖像處理器120的眼科成像系統(tǒng)110，其中該眼科成像系統(tǒng)Iio能夠被配置為成像患者19的眼I的一部分。成像能夠以各種方式執(zhí)行。例如，成像束可由成像系統(tǒng)110生成，隨后經(jīng)分束器BSl耦接入對接系統(tǒng)100的光學(xué)器件130并導(dǎo)入眼I。從眼I返回的返回成像束則可由相同的分束器BSl重新引導(dǎo)或轉(zhuǎn)向進(jìn)入成像系統(tǒng)110以形成眼I的圖像。
[0050]圖像處理器120能夠被配置為通過分析由返回的成像束生成的圖像判定眼成像部的位置和定向。位置可由相對于諸如PI光軸52的基準(zhǔn)的移位△表示，而定向則可由相對于PI光軸52的傾斜Φ表不。
[0051]被成像的部分可以包括內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的部分及其前部或可見結(jié)構(gòu)的部分。例如，圖1C例示了眼的被成像部分包括角 膜2的一部分、前囊層14的一部分和后囊層16的一部分的情況。在其他實(shí)現(xiàn)中，眼的被成像部分尤其可以包括晶狀體囊層、晶狀體目標(biāo)區(qū)域、晶狀體
7、晶狀體7的硬化核、角膜緣5、虹膜3、瞳孔6、角膜內(nèi)皮、角膜上皮或眼I前段的眼結(jié)構(gòu)。
[0052]對接系統(tǒng)100還可以包括耦接至眼科成像系統(tǒng)110的引導(dǎo)系統(tǒng)140，其被配置為基于確定的位置和定向引導(dǎo)眼對接。引導(dǎo)系統(tǒng)140可以包括視頻顯微鏡的視頻顯微鏡或成像系統(tǒng)110的顯示。引導(dǎo)系統(tǒng)140可別配置為通過為眼外科醫(yī)生顯示圖像和引導(dǎo)信息來引導(dǎo)眼對接。
[0053]對接系統(tǒng)100可以是還能執(zhí)行其他功能的大型眼科系統(tǒng)的一部分。例如，對接系統(tǒng)100能夠并入外科激光器101，其中外科激光器101的外科激光束能夠在分束器BS2耦接到光學(xué)器件130內(nèi)以引入眼I。外科激光器101能夠執(zhí)行白內(nèi)障程序，諸如晶狀體7的分裂或晶狀體7的溶解。其還能夠執(zhí)行角膜內(nèi)程序，諸如創(chuàng)建緣釋放切口或創(chuàng)建用于超聲晶狀體切除尖端的進(jìn)入切口。外科激光器101還可以執(zhí)行LASIK相關(guān)程序，包括角膜2內(nèi)的合蓋切口。
[0054]對接系統(tǒng)100還可以是更大或更復(fù)雜成像系統(tǒng)的一部分，諸如不執(zhí)行外科程序的外科顯微鏡。作為替換，其可以執(zhí)行眼I前段部分的成像。最后，該對接系統(tǒng)100可以是各種診斷系統(tǒng)的一部分，諸如采取無需涉及與眼的直接物理接觸的對準(zhǔn)系統(tǒng)的形式。
[0055]眼科成像系統(tǒng)110可以包括各種成像系統(tǒng)，諸如時(shí)域光學(xué)相干斷層攝影術(shù)(OCT)系統(tǒng)、頻域OCT系統(tǒng)、基于分光計(jì)的OCT系統(tǒng)、基于超聲的系統(tǒng)、基于顯微鏡的系統(tǒng)、電子成像系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)、Purkinje成像系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)照明系統(tǒng)、裂隙燈系統(tǒng)或Scheimpflug成像系統(tǒng)。如下將討論這些成像系統(tǒng)之間可能實(shí)質(zhì)的差異。
[0056]眼科成像系統(tǒng)110可以包括通過將成像束引至弧、線、環(huán)、圓、橢圓、星形、具有重復(fù)特征部的線段、二維圖案和二維網(wǎng)格中的至少之一的點(diǎn)來執(zhí)行掃描的掃描成像系統(tǒng)。成像系統(tǒng)Iio可以在掃描點(diǎn)處的深度范圍內(nèi)成像眼的被成像部分。
[0057]業(yè)已在共同擁有的如下專利文獻(xiàn)中描述了能夠有利地結(jié)合在此描述的成像引導(dǎo)眼科對接系統(tǒng)100的圖像引導(dǎo)眼科對接系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)-X Juhasz和K.Vardin的美國專利申請“Image-Guided Docking for Ophthalmic Surgical Systems”,申請?zhí)?12/815，179，其通過引用全文結(jié)合在此。[0058]圖3A例示了成像系統(tǒng)110的實(shí)現(xiàn)。成像系統(tǒng)110例如可以包括將成像束引導(dǎo)至通常相對于PI光軸52橫向定向的掃描圓或環(huán)112的點(diǎn)(X，y)的基于分光計(jì)的OCT(SB-OCT)系統(tǒng)。在成像激光束從掃描圓112的特定點(diǎn)(X，y)返回時(shí)，其攜帶關(guān)于共享該相同U，y)橫向坐標(biāo)的、來自最小深度d(min)和最大深度d(max)之間的深度范圍的所有深度d的眼結(jié)構(gòu)的成像信息，這有時(shí)被稱為A掃描。注意到時(shí)域OCT系統(tǒng)順序獲取來自不同深度的A掃描成像信息，而基于分光計(jì)的OCT系統(tǒng)則同時(shí)獲取來自所有深度的A掃描成像信息。在此深度d可從不同的基準(zhǔn)點(diǎn)測得，基準(zhǔn)點(diǎn)包括SB-OCT系統(tǒng)的基準(zhǔn)鏡、光學(xué)器件130內(nèi)部的基準(zhǔn)點(diǎn)、與角膜2相接觸的PI接觸透鏡51的遠(yuǎn)中面、或者甚至是眼I內(nèi)的眼結(jié)構(gòu)或地標(biāo)。這些眼科成像系統(tǒng)能夠收集并返回來自最小深度d(min)和最大深度d(max)之間的成像范圍的成像信息，其中最小深度d(min)實(shí)質(zhì)上為O微米(O μ )，由PI接觸透鏡51測得，并捕捉角膜成像信息，而最大深度d (max)為5，000 μ、7，000 μ甚至10，000 μ，捕捉覆蓋直至后囊層16的眼前段大部分的成像信息。
[0059] 沿著掃描圓112在后續(xù)點(diǎn)(X，y)進(jìn)行的眼的A掃描能夠合成為眼的掃描圖像，這有時(shí)被此外B掃描。B掃描本質(zhì)上展開來自掃描圓112和d(min)-d(max)成像范圍定義的成像圓柱體113的眼圖像。這一展開的圖像可由掃描變量加標(biāo)簽或索引:以例如弧度定義的沿掃描圓112的長度或角度掃描變量α。
[0060]圖3Β例示了從成像圓柱體113展開的完全對準(zhǔn)且居中晶狀體7的B掃描的圖像?？梢姷?，掃描束在深度d(前)處沿著整個(gè)圓形掃描定位前囊層(ACL) 14，于是生成在此例中為約3，400 μ的深度d=d(前)處沿著角度掃描變量α的整個(gè)2 π弧度范圍的水平線的ACL掃描圖像114。類似地，成像圓柱體113的后囊層(PCL)掃描圖像116是約7，800μ的深度d=d(后)處的水平線。出于簡明的考慮，未示出接近d=0y深度處的角膜2的圖像。
[0061]如上所述，圖1所示的“雙未處理圖像”系統(tǒng)的一個(gè)挑戰(zhàn)在于它們向外科醫(yī)生提供視頻顯微鏡圖像和不同外觀的截面或掃描OCT圖像，并且提示外科醫(yī)生快速分析這些不一致的圖像以分離并判斷晶狀體7的移位和傾斜。這些任務(wù)難度相當(dāng)大，并且會(huì)潛在地是外科醫(yī)生負(fù)擔(dān)過重，特別是在手術(shù)的時(shí)間壓力的情況下。
[0062]成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)100的實(shí)施能夠通過使得眼科成像系統(tǒng)110不僅向外科醫(yī)生顯示用于分析的圖像，該成像系統(tǒng)110本身還對圖像執(zhí)行圖像識別處理來減輕這一問題。圖像識別處理可以具有在帶噪聲的原始圖像內(nèi)識別ACL和PCL并生成相應(yīng)的ACL掃描圖像114和PCL掃描圖像116的能力。一旦已由成像系統(tǒng)110生成ACL和PCL掃描圖像114和116，圖像處理器120就能夠分析生成的圖像以計(jì)算分離晶狀體7的移位和傾斜，并且引導(dǎo)系統(tǒng)140能夠以便于外科醫(yī)生的方式顯示確定的移位和傾斜，由此將外科醫(yī)生從迄今為止需要的頭腦分析中解放出來。
[0063]引導(dǎo)系統(tǒng)140的傳統(tǒng)顯示能夠例如將移位和傾斜信息并入同一視頻顯微鏡圖像。在其他情況下，第二圖像能夠獨(dú)立地但是以與視頻顯微鏡上的圖像相一致的方式顯示，其中第二圖像可以示出傾斜信息而視頻顯微鏡圖像則示出移位信息。該第二圖像可以與視頻圖像在同一顯示器上顯示，僅位于該顯示器的不同區(qū)域內(nèi)，或是位于分開第二顯示器上。
[0064]由圖像處理器120執(zhí)行的圖像識別處理可以起到相當(dāng)作用，這是因?yàn)樵谠糘CT圖像中，ACL/PCL114/116可以僅顯示為反射稍多于其相鄰區(qū)域的光的圖像點(diǎn)區(qū)域。雖然這些更多的反射區(qū)域的輪廓通常無法清楚限定，特別是在圖像噪聲可觀、存在系統(tǒng)噪聲、存在附加圖像線段、某些圖像線段交叉、或是圖像中存在偽像的情況下。
[0065]為了甚至是在有噪聲圖像中識別囊層并判定晶狀體的移位和傾斜，在某些實(shí)現(xiàn)中，圖像處理器120能被配置為通過使用晶狀體7的幾何模型確定晶狀體7的位置和定向來分析識別層的掃描圖像。例如，圖像處理器120能夠嘗試將球體、橢球體或橢圓曲線擬合至增強(qiáng)反射區(qū)域，并且如果這些區(qū)域能夠足夠良好地?cái)M合幾何模型的球體或橢球體，就把這些反射區(qū)域識別為囊層的掃描圖像。這些區(qū)域的邊緣例如能被確定作為圖像密度梯度呈現(xiàn)局部最大化的點(diǎn)。也可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的模擬圖像識別方法。將結(jié)合下圖的情境描述未對準(zhǔn)及其分析。
[0066]圖4A例示了當(dāng)晶狀體7的中心位于PI光軸52上但晶狀體光軸11相對于PI光軸52傾斜一傾斜角Φ時(shí)的“純傾斜”情況。
[0067]圖4B例示了在未對準(zhǔn)情況下，囊層的掃描圖像通常是角度掃描變量、角度或相位α的函數(shù)的正弦線。例如，在圖4Α的“純傾斜”情況下，ACL掃描圖像114和PCL掃描圖像116可以是從其沿掃描角α對準(zhǔn)的最大值看來作為角度掃描變量α的函數(shù)的“同相”正弦線。
[0068]圖5Α例示了當(dāng)晶狀體光軸11相對于PI光軸52對準(zhǔn)但晶狀體7的中心偏離PI光軸52—移位Λ時(shí)的“純移位”情況。
[0069]圖5Β例示了在該純移位情況下，ACL掃描圖像114和PCL掃描圖像116仍然可以是正弦的，但它們相對于彼此有S = Ji弧度的相移的“異相”。該相移δ使得ACL掃描圖像114的最大值與PCL掃描圖像116的最小值對準(zhǔn)。典型地，該相移δ可以相對于傾斜角Φ幾何相關(guān)。
[0070]還應(yīng)注意到ACL和PCL掃描圖像114和116的圖像幅度或最小和最大深度可以以幾何關(guān)系與相移δ和傾斜角Φ相關(guān)。
[0071]圖6例示了在一般情況下當(dāng)晶狀體7進(jìn)行移位和傾斜二者時(shí)，ACL/PCL掃描圖像114/116呈現(xiàn)為純傾斜和純移位圖像的結(jié)合。相應(yīng)地，ACL掃描圖像114和PCL掃描圖像116可由一般相移δ=αΑ(π?η)-αΡ(π?η)分隔開。相移δ還等于在圖6中經(jīng)過2π時(shí)測得的δ = a A (max) - α P (max) 0在此,α A(min)指代掃描角或相位α，其中ACL掃描圖像114具有其最小dA(min),由此具有其最低或最深深度。其他項(xiàng)aP(min)、a A (max) a P (max)則與ACL/PCL掃描圖像114/116的情境中類似定義。
[0072]更一般地，圖像處理器120可被配置為不僅確定ACL/PCL圖像114/116的極值，還在任何程序之后確定前囊層的掃描圖像114的前相和前幅度以及后囊層的掃描圖像116的后相和后幅度，并且從上述前相、前幅度、后相和后幅度確定晶狀體的位置和定向。
[0073]例如，圖像處理器120可以確定ACL掃描圖像114的諸如a A(min)或a A (max)的特征前相ct A,以及對應(yīng)于上述特征前相aA(min)或aA(max)的諸如深度dA(min)或dA(max)的相應(yīng)特征前幅度或圖像深度dA。此外，圖像處理器120還可以確定PCL掃描圖像116的諸如α P (min)或α P (max)的特征相位α P,以及對諸如對應(yīng)深度dP (min)或dP(max)的相應(yīng)特征圖像深度dP。
[0074] 使用這些相位和幅度，圖像處理器120能夠從分析如上確定的相位和深度或幅度的各種組合中進(jìn)行并確定移位矢量△的未知分量(Λχ，Ay)以及傾斜角Φ的未知?dú)W拉角(θ, Φ):[0075](Δχ, Δy, θ，φ) =Fl ( α A, dA, α P, dP) (I)
[0076]其中Fl是能夠作為與ACL/PCL掃描圖像114/116的深度最大值或最小值對應(yīng)確定的掃描角度和深度的各種組合或配對的其自變量的函數(shù)。
[0077]如前所述，分析可以涉及使用囊層的模型。例如，分析可以假設(shè)囊層14和16可被建模作為球形或橢球形的部分，并且通過將ACL/PCL圖像114/116擬合至該球形或橢球形行進(jìn)至對該球形或橢球形的參數(shù)的確定。
[0078]存在有多種替換方法來執(zhí)行這一分析。能夠有利地實(shí)現(xiàn)這一分析的某些技術(shù)已經(jīng)在共同擁有的專利文檔中描述:1.Goldshleger等人題為“Imaging Surgical TargetTissue by Nonlinear Scanning”的美國專利申請,專利申請?zhí)?2/619，606,其全文通過引用合并在此。
[0079]替換分析的例子包括圖像處理器120確定沿著掃描變量α的ACL掃描圖像114的前最大深度dA(max)和前最小深度dA(min) ,PCL掃描圖像116的后最大深度dP(max)和后最小深度dP(min),并且從這些極值中確定移位和傾斜:[0080]( Δ X, Δ y, θ，φ) =F2 (dA (min), dA (max), dP (min), dP (max)) (2)
[0081]其中F2是其自變量的另一函數(shù)。
[0082]掃描角度和深度能夠根據(jù)各種其他規(guī)則而被確定、選擇和分析。雖然相應(yīng)函數(shù)Fn(xl，…xm)(其中m可以是2，3，4或以上)以及分析的細(xì)節(jié)可以不同地行進(jìn)，但是提取移位Λ和傾斜φ的整體方案仍然相同。
[0083]在某些實(shí)現(xiàn)中，圖像處理器120可被配置為僅確定囊層掃描圖像中的一幅圖像的相位和幅度，并從中確定晶狀體7的位置或移位以及定向或傾斜。
[0084]圖7Α-圖7Β例示了可以包括諸如視頻顯微鏡顯示器142的顯示單元142的引導(dǎo)系統(tǒng)140。引導(dǎo)系統(tǒng)140能夠耦接至圖像處理器120以使得顯示單元142能夠基于確定的被成像眼部分的位置顯示位置或移位未對準(zhǔn)指示符，并且基于確定的被成像眼部分的定向顯示定向或傾斜未對準(zhǔn)指示符，上述兩者都是由圖像處理器120使用上述方法之一處理SB-OCT圖像而確定的。眼I本身僅僅是非常示意性地指示，其中僅清楚示出瞳孔6和虹膜3并且為了清楚消除了陰影。
[0085]一般地，位置未對準(zhǔn)指示符可以包括基于確定的被成像眼部分的位置的眼位置或移位指示符144以及位置或移位基準(zhǔn)或基準(zhǔn)圖案148-s。對接系統(tǒng)100的操作者能夠通過將眼位置或移位指示符144與位置基準(zhǔn)148-s對準(zhǔn)來減輕眼被成像部分的未對準(zhǔn)。在其中眼被成像部分包括晶狀體7的實(shí)施例中，眼位置和移位指示符144的實(shí)施例可以表示晶狀體位置或晶狀體移位，由此將被參考作為眼/晶狀體移位指示符144。
[0086]進(jìn)一步地，定向未對準(zhǔn)指示符可以包括基于眼被成像部分的確定定向的眼定向或傾斜指示符146以及定向或傾斜基準(zhǔn)148-t。對接系統(tǒng)100的操作者能夠通過將眼定向或傾斜指示符146與定向或傾斜基準(zhǔn)148-s對準(zhǔn)來減輕眼被成像部分的定向未對準(zhǔn)或傾斜。在其中眼被成像部分包括晶狀體7的實(shí)施例中，眼傾斜指示符146可以表示晶狀體傾斜，并由此將被參考作為眼/晶狀體傾斜指示符146。
[0087]圖7A例示了其中移位基準(zhǔn)148-s和傾斜基準(zhǔn)148_t被并入顯示單元142上的單個(gè)目標(biāo)、十字準(zhǔn)線或基準(zhǔn)圖案148的實(shí)施例。在其他實(shí)現(xiàn)中，基準(zhǔn)148-s和148-t可以是分開的，例如并排顯示的兩個(gè)目標(biāo)圖案，在分開的顯示屏上顯示的兩個(gè)基準(zhǔn)圖案，或是在相同顯示內(nèi)的分開區(qū)域內(nèi)。
[0088]圖7A-圖7B例示了眼移位指示符(或傾斜指示符)144和眼傾斜指示符(或傾斜指示符)146可以是顯示單元142上的標(biāo)記或圖標(biāo),諸如示出的X和O標(biāo)記。成像系統(tǒng)110能夠以在相應(yīng)移位和傾斜指示符144和146被操縱至集成基準(zhǔn)圖案148的中心時(shí)眼移位和眼傾斜被完全補(bǔ)償或消除的方式來被校準(zhǔn)。
[0089]圖8A例示了某些對接系統(tǒng)100能夠包括由臺架控制器152控制的臺架150，其能夠?qū)嵸|(zhì)上橫向與患者接口 50的PI光軸52和光學(xué)器件130移動(dòng)。臺架150可被配置為容納或接合患者接口 50可被固定至 的光學(xué)器件130的物鏡154。使用這一設(shè)計(jì)，對接系統(tǒng)100的操作者能夠操作臺架150以移動(dòng)或調(diào)節(jié)物鏡154、患者接口 50及其接觸透鏡51，藉此減小并最終消除眼的移位或位置未對準(zhǔn)。
[0090]引導(dǎo)系統(tǒng)140可以通過在顯示單元142上顯示晶狀體移位指示符標(biāo)記或圖標(biāo)144而在此程序中輔助外科醫(yī)生。外科醫(yī)生能夠?qū)嵸|(zhì)上使用基準(zhǔn)148作為十字準(zhǔn)線或目標(biāo)來移動(dòng)臺架150以移動(dòng)移位指示符144更靠近基準(zhǔn)148的中心或原點(diǎn)。到達(dá)十字準(zhǔn)線148中心的移位指示符144能夠指示外科醫(yī)生眼的位置未對準(zhǔn)或移位Λ已被消除。
[0091]類似地，引導(dǎo)系統(tǒng)140可以在顯示單元142上顯示傾斜指示符146以通過將傾斜指示符146移至基準(zhǔn)或十字準(zhǔn)線148的中心來輔助外科醫(yī)生減少并最終消除定向未對準(zhǔn)。
[0092]晶狀體傾斜無法通過傾斜激光系統(tǒng)光學(xué)軸來補(bǔ)償，因?yàn)榇蠖鄶?shù)激光系統(tǒng)或光學(xué)器件不允許這類傾斜。此外，移動(dòng)臺架150可能也無法補(bǔ)償晶狀體的傾斜未對準(zhǔn)。因此，在對接系統(tǒng)100的某些實(shí)施例中，外科醫(yī)生可以選擇口頭指令患者以使得患者旋轉(zhuǎn)被成像眼，由此減小其定向未對準(zhǔn)。外科醫(yī)生可以在患者旋轉(zhuǎn)眼時(shí)監(jiān)視傾斜圖標(biāo)或指示符146的移動(dòng)，并根據(jù)患者動(dòng)作給出新的指令。以迭代方式給出指令可以輔助外科醫(yī)生將傾斜圖標(biāo)146移至十字準(zhǔn)線148的中心，由此減小并最終消除傾斜未對準(zhǔn)。
[0093]圖8Α例示了在對接系統(tǒng)100的其他實(shí)現(xiàn)中引導(dǎo)系統(tǒng)140可以包括固定光系統(tǒng)160，其被配置為使得外科醫(yī)生和操作者能夠調(diào)整該固定光系統(tǒng)160的固定光165，由此引導(dǎo)患者執(zhí)行眼旋轉(zhuǎn)或側(cè)向移動(dòng)的至少一種。固定光165可被如圖所示投射到非對接或控制眼lc。
[0094]圖SB例示了固定光165還可通過固定光系統(tǒng)的替換實(shí)施例而被投射至對接眼Id。
[0095]固定光系統(tǒng)160可以有利地組合其他固定光系統(tǒng)，例如在如下共同擁有的專利文獻(xiàn)中描述的那樣:T.Juhasz 等人題為 “Electronically Controlled Fixation Light forOphthalmic Imaging Systems”的美國專利申請,專利申請?zhí)?2/885，193,其全文通過引用合并在此。
[0096]圖9A-圖9C例示了減小未對準(zhǔn)處理的步驟。圖9A例示了在晶狀體7甚至與眼I本身未對準(zhǔn)的情況下相對于PI光軸52 (也被稱為系統(tǒng)光軸28)具有傾斜Φ和移位Δ兩者的晶狀體光軸11。
[0097]圖9B例示了在外科醫(yī)生已通過向患者給出口頭指令、通過手動(dòng)移動(dòng)眼I或通過調(diào)節(jié)固定光165使得患者眼旋轉(zhuǎn)之后的處理階段。在此階段，傾斜未對準(zhǔn)Φ被減小或優(yōu)選被消除，使得晶狀體光軸11變得與PI光軸52對準(zhǔn)或平行，但仍具有殘余移位未對準(zhǔn)△’。傾斜未對準(zhǔn)Φ的減小或消除在視頻顯示器142上由眼/晶狀體傾斜指示符146已經(jīng)移至基準(zhǔn)圖案148中心來表示，而眼/晶狀體移位指示符144仍然偏離基準(zhǔn)圖案148的中心。[0098]圖9C例示了在外科醫(yī)生已經(jīng)移動(dòng)臺架150補(bǔ)償殘余移位Λ’之后的第二階段。在此階段，晶狀體光軸11和PI光軸52 (或系統(tǒng)光軸28)可被完全對準(zhǔn)，并可能整體重合。在該殘余移位Λ ’也被消除之后，眼/晶狀體傾斜指示符146和眼/晶狀體移位指示符144都被移至基準(zhǔn)圖案148的中心。
[0099] 圖1OA例示了在某些實(shí)現(xiàn)中，對接系統(tǒng)100可被配置為不僅基于已經(jīng)處理SB-OCT圖像的圖像處理器120顯示移位和傾斜圖標(biāo)/指示符144和146，還向外科醫(yī)生提供附加計(jì)算的對接引導(dǎo)。圖像處理器120不僅確定相對于基準(zhǔn)圖案148在哪里顯示眼/晶狀體傾斜指示符146和眼/晶狀體移位指示符144，還可被配置為計(jì)算未對準(zhǔn)減小響應(yīng)并且還將其顯示給系統(tǒng)的操作者。具體地，圖像處理器120可以基于所確定的眼被成像部分的位置和眼科對接系統(tǒng)的位置基準(zhǔn)的未對準(zhǔn)計(jì)算位置未對準(zhǔn)，并且基于算出的位置未對準(zhǔn)顯示包括移位校正指示符144的位置未對準(zhǔn)或移位指示符144的實(shí)施例。
[0100]在示出的實(shí)現(xiàn)中，移位校正指示符144是在視頻監(jiān)視器142上顯示的指示臺架的方向需要被移動(dòng)以減小移位未對準(zhǔn)的矢量。矢量的幅度可以指示臺架移動(dòng)的幅度。移位校正指示符矢量144可以通過顯示的數(shù)字校準(zhǔn)建議(諸如臺架應(yīng)該以什么精確方向移動(dòng)多少暈米)來補(bǔ)充。
[0101]圖1OA還例示了基于眼被成像部分的確定定向(諸如晶狀體光軸11)與眼科對接系統(tǒng)的定向基準(zhǔn)(諸如系統(tǒng)光軸28或PI光軸52)的未對準(zhǔn)計(jì)算的作為傾斜指示符146 —部分的類似的傾斜校準(zhǔn)指示符146。引導(dǎo)系統(tǒng)140可以基于算出的定向未對準(zhǔn)在視頻監(jiān)視器或顯示單元142上顯示定向未對準(zhǔn)或傾斜校正指示符146。傾斜校正指示符146可以包括其量值和方向(可由數(shù)字值補(bǔ)充)能夠指示固定光系統(tǒng)160的固定光165應(yīng)該移動(dòng)多少以及移動(dòng)方向以補(bǔ)償傾斜的傾斜校正矢量。
[0102]圖1lA示出了成像引導(dǎo)對接系統(tǒng)100的另一實(shí)施例。在該對接系統(tǒng)100中，引導(dǎo)系統(tǒng)140以及可能通過其的圖像處理器120可以電子耦接至未對準(zhǔn)減小系統(tǒng)177。未對準(zhǔn)減小系統(tǒng)177可以具有減小被成像眼相對于PI光軸52或一般地相對于光學(xué)器件130的一個(gè)或多個(gè)未對準(zhǔn)的能力。
[0103]未對準(zhǔn)減小系統(tǒng)177可以包括具有臺架控制器152的臺架150，或固定光源160，或兩者。在這些實(shí)現(xiàn)中，引導(dǎo)系統(tǒng)140可以不僅如圖1OA的實(shí)現(xiàn)所示計(jì)算移位和傾斜校正指示符144和146，還可以通過調(diào)節(jié)臺架150或固定光165將實(shí)際的控制信號通過電子耦接至發(fā)送至臺架控制器152和固定光系統(tǒng)160中的至少一個(gè)以實(shí)際執(zhí)行相應(yīng)的未對準(zhǔn)校準(zhǔn)，而無需等待外科醫(yī)生的分析或介入。在某些實(shí)現(xiàn)中，引導(dǎo)系統(tǒng)140可以包括基于圖像處理器120已經(jīng)相對應(yīng)PI光軸52確定傾斜Φ和移位Λ來執(zhí)行上述控制信號的計(jì)算和生成的未對準(zhǔn)校正器149。在其他實(shí)現(xiàn)中，圖像處理器120本身可以執(zhí)行這些功能。
[0104]已經(jīng)從引導(dǎo)系統(tǒng)140接收到控制信號的臺架控制器152能夠移動(dòng)臺架來調(diào)整物鏡154的位置，由此減小眼被成像部分的位置未對準(zhǔn)。在其他示例中，已經(jīng)從引導(dǎo)系統(tǒng)140接收到控制信號的固定光系統(tǒng)160生成或調(diào)整用于患者眼的固定光165，以使得或引導(dǎo)眼被成像部分的定向未對準(zhǔn)的減小。如前，固定光系統(tǒng)160可以將固定光165投射到控制眼Ic內(nèi)或?qū)友跧d內(nèi)。
[0105]在這類計(jì)算機(jī)化的實(shí)現(xiàn)中移位和傾斜未對準(zhǔn)可以主要在引導(dǎo)系統(tǒng)140的電子控制下減小或消除。這些實(shí)現(xiàn)可以將外科醫(yī)生從實(shí)際執(zhí)行全部或部分未對準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)娜蝿?wù)中解放出來:外科醫(yī)生的責(zé)任減輕為僅需監(jiān)督由計(jì)算機(jī)化對接系統(tǒng)100執(zhí)行的未對準(zhǔn)減輕。
[0106]圖1OB例示了成像系統(tǒng)140的另一實(shí)現(xiàn)。在此例中，位置未對準(zhǔn)指示符和定向未對準(zhǔn)指示符中的至少一個(gè)可以包括指示相應(yīng)未對準(zhǔn)的眼晶狀體部分的圖像。
[0107]在示出的例子中，引導(dǎo)系統(tǒng)140可以使用構(gòu)成集成移位傾斜指示符147的基準(zhǔn)圖案148和眼視頻圖像來覆蓋晶狀體7的OCT圖像。在某些實(shí)例中，OCT圖像可以僅作為象征，例如基于實(shí)際OCT圖像的模型形式的簡化圖像。作為相對于基準(zhǔn)148的移位傾斜指示符147的覆蓋晶狀體圖像的位置和定向可以是用于外科醫(yī)生的晶狀體7的未對準(zhǔn)的移位和傾斜的指示性顯示。在某些情況下，可以指令外科醫(yī)生針對基準(zhǔn)148的中心而將覆蓋晶狀體圖像147居中由此消除移位，并將橢球形晶狀體圖像147的主軸對準(zhǔn)基準(zhǔn)圖案148的軸以消除傾斜。
[0108]在移位傾斜指示符147中使用的晶狀體7的OCT圖像例如可以采取如下形式。首先，可以執(zhí)行圓形OCT掃描，得到正弦OCT圖像。能夠標(biāo)識與OCT的最大值和最小值相對應(yīng)的角度掃描角。隨后，可以在很可能跨晶狀體7的中心或至少相對接近中心的最大和最小角之間執(zhí)行跨晶狀體7的線性掃描。這一線性掃描的結(jié)果可以關(guān)于晶狀體7的移位和傾斜相當(dāng)有指示性。于是，在視頻顯微鏡顯示器142上顯示經(jīng)由線性掃描獲取的晶狀體的OCT圖像作為移位傾斜指示符147能夠輔助外科醫(yī)生有效減小或消除未對準(zhǔn)。
[0109]對接系統(tǒng)100的主要功能是輔助患者接口 50與眼I的對接。在對接之前生成眼被成像部分的圖像并結(jié)合目標(biāo)基準(zhǔn)圖案148提供移位和傾斜指示符144和146的上述實(shí)施例也執(zhí)行該功能。
[0110]對接系統(tǒng)100的性能能夠通過實(shí)現(xiàn)能夠不僅在眼科對接之前并可在對接期間重復(fù)成像眼被成像部分的成像系統(tǒng)110而進(jìn)一步改善。
[0111]在對接程序期間顯示一幅或幾幅更新圖像的系統(tǒng)能夠提供有關(guān)外科醫(yī)生動(dòng)作的有價(jià)值的反饋，由此改進(jìn)對接系統(tǒng)100的精度和性能。
[0112]成像系統(tǒng)110的某些實(shí)施例能夠在此方面提供進(jìn)一步的定性改善。它們不僅能夠在對接期間提供幾幅更新圖像，而是能夠提供對接程序的基本實(shí)況的圖像?；緦?shí)況反饋能夠向外科醫(yī)生遞送即時(shí)信息，由此以改善的精度居中對接并以若干不同方式優(yōu)化處理。
[0113]通常使用的實(shí)況視頻圖像的刷新率典型地為24幀/秒。因此，能夠以20-25幀/秒或更高速率提供圖像的成像系統(tǒng)能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供看上去基本實(shí)況的圖像。而幀率或刷新率小于20-25幀/秒的系統(tǒng)則可能無法被感知為實(shí)況視頻成像，而是會(huì)卡住或跳動(dòng)的圖像，甚至?xí)膶映绦蛑蟹中摹?br> [0114]在此方面，本發(fā)明的成像系統(tǒng)110的實(shí)施例可被如下分類。時(shí)域OCT或TD-OCT系統(tǒng)執(zhí)行A掃描(B卩，對相續(xù)對應(yīng)于單個(gè)橫向(x，y)坐標(biāo)的深度范圍成像)。因此，TD-OCT A掃描耗時(shí)較長，并且TD-OCT系統(tǒng)每秒將僅能進(jìn)行幾百至幾千的A掃描。在某些實(shí)現(xiàn)中，其性能甚至?xí)?。為了獲取具有合理分辨率的OCT圖像，可能會(huì)要求將沿著點(diǎn)(x，y)的線獲取的幾百張A掃描合成為B掃描。因此，TD-OCT可以生成1-10幀/秒刷新率(通常每秒只有一幀或幾幀)的B掃描，這些圖像在外科醫(yī)生看來相當(dāng)卡頓并且為對接處理提供慢于實(shí)況的反饋。因此，TD-OCT系統(tǒng)無法在對接的實(shí)際速度下提供足夠快到確認(rèn)或勸阻外科醫(yī)生的未對準(zhǔn)調(diào)整的反饋。
[0115] 這一慢成像性能具有缺點(diǎn)。例如，眼科對接系統(tǒng)100被配置為在對接之前引導(dǎo)并輔助PI50與眼I的對準(zhǔn)。在此預(yù)對接階段，患者19仍然能夠移動(dòng)眼I。具體地，患者呼吸并上下移動(dòng)眼。在慢速成像中，TD-OCT成像系統(tǒng)無法跟上眼隨呼吸的上下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致該TD-OCT成像系統(tǒng)顯示運(yùn)動(dòng)偽像，諸如圖像中的跳動(dòng)和不連續(xù)的圖像線。
[0116]相反地，基于分光計(jì)的或SB-OCT系統(tǒng)同時(shí)收集點(diǎn)(x，y)處來自所有深度的圖像數(shù)據(jù)。這些圖像有時(shí)仍被稱為A掃描，即使不涉及順序掃描。由于從不同深度平行或同時(shí)收集圖像數(shù)據(jù)的特性，因此該SB-OCT系統(tǒng)每秒能夠進(jìn)行500，000次A掃描。因此，能夠以每秒20幀以上的刷新率(可能達(dá)到每秒1000幀)生成包含如上幾百A掃描的相同B掃描。
[0117]注意到在此實(shí)際顯示這些圖像也需要時(shí)間，并受到OCT顯示單元142的電子性能的限制。上述刷新率表征成像系統(tǒng)110的圖像獲取速度。取決于電子和數(shù)據(jù)傳輸限制因素，顯示器的速度可能更慢。
[0118]SB-OCT系統(tǒng)的性能可以通過使用專用處理器以及存儲在專用存儲器中的預(yù)計(jì)算掃描圖案以快速驅(qū)動(dòng)成像束掃描而進(jìn)一步加速，這在上述A.Juhasz和K.Vardin的美國專利申請 “ Image-G uided Docking for Ophthalmic Surgical Systems，，有所描述。
[0119]給出了位于20-25幀/秒實(shí)況視頻速率相對側(cè)的SB-OCT和TD-OCT成像系統(tǒng)的成像速度，由此使用SB-OCT成像系統(tǒng)的成像系統(tǒng)110的實(shí)施例能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供沒有運(yùn)動(dòng)偽像的及時(shí)、平滑的實(shí)況反饋信息，而典型的TD-OCT成像系統(tǒng)則無法為外科醫(yī)生提供平滑的實(shí)況反饋，并且趨向于顯示運(yùn)動(dòng)偽像。具有實(shí)況成像反饋的系統(tǒng)如上所述定性改善精度的對接程序。
[0120]進(jìn)一步地，優(yōu)質(zhì)的成像速度允許SB-OCT成像系統(tǒng)110創(chuàng)建復(fù)雜得多、銳利且細(xì)節(jié)豐富的圖像，并且仍然提供該圖像作為實(shí)況視頻。例子包括晶狀體7的二維圖像或沿著若干圓形掃描晶狀體7以映射出晶狀體7的實(shí)際形狀，而非使用模型并依賴于有關(guān)晶狀體7的幾何形狀的假設(shè)。
[0121]影響成像系統(tǒng)110各實(shí)施例長期性能的最后一個(gè)因素是SB-OCT系統(tǒng)不具有移動(dòng)部件，由此其可靠性和服務(wù)能力相當(dāng)令人滿意。相反地，TD-OCT系統(tǒng)具有快速移動(dòng)部件，這與OCT裝置基準(zhǔn)臂中的基準(zhǔn)鏡的移動(dòng)相關(guān)聯(lián)。顯然，TD-OCT系統(tǒng)中移動(dòng)部件的存在增加了故障和未對準(zhǔn)的可能性，于是可能降低其整體性能，需要更頻繁的現(xiàn)場服務(wù)，并且仍然面對長期性能劣化的可能性。
[0122]總之，TD-OCT系統(tǒng)至少出于如下原因而不會(huì)等效于SB-OCT系統(tǒng)。(i)TD_0CT不提供實(shí)況成像或是具有可用于高精度對接和外科處理的刷新率的反饋圖像。(ii)TD-OCT系統(tǒng)趨向于顯示運(yùn)動(dòng)偽像。(iii)TD-OCT系統(tǒng)還難以提供2D掃描圖像或高精度的細(xì)節(jié)豐富圖像。(iV)最后，TD-OCT成像系統(tǒng)需要比SB-OCT系統(tǒng)頻繁得多的現(xiàn)場服務(wù)和維護(hù)。由此可知TD-OCT系統(tǒng)和SB-OCT系統(tǒng)足夠不同，以致于對于許多應(yīng)用而言，它們并不是一般性O(shè)CT系統(tǒng)的等效實(shí)施例。相反，將逐情況分析用于特定應(yīng)用時(shí)它們性能之間的差異程度。
[0123]圖1lB例示了對接系統(tǒng)100的其他實(shí)現(xiàn)可以從由視頻成像系統(tǒng)180創(chuàng)建的視頻圖像中獲取一些未對準(zhǔn)信息。在這些對接系統(tǒng)100中，眼科成像系統(tǒng)110的實(shí)施例可以包括能夠生成眼I的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像的OCT或深度域成像系統(tǒng)110。圖像處理器120能夠包括可以從內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像中確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向的深度域圖像處理器120。
[0124]此外，對接系統(tǒng)100和更具體地引導(dǎo)系統(tǒng)140能夠包括可以包括視頻圖像處理器182以及可以類似于視頻顯微鏡顯示器142的視頻顯示器184的視頻成像系統(tǒng)180。視頻成像系統(tǒng)180可被配置為視頻成像眼的前眼結(jié)構(gòu)，并且視頻圖像處理器182可被配置為從前眼結(jié)構(gòu)的視頻圖像中確定前眼結(jié)構(gòu)的位置。如前所述，視頻成像系統(tǒng)180可被耦接至眼科成像系統(tǒng)110并且能夠配置為使用由圖像處理器120確定的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的確定定向在視頻顯示器184上顯示定向未對準(zhǔn)指示符，并且使用由視頻圖像處理器182確定的前眼結(jié)構(gòu)的確定位置在視頻顯示器184上顯示位置未對準(zhǔn)指示符。
[0125]在某些實(shí)現(xiàn)中，深度域圖像處理器120能夠執(zhí)行圖像識別處理以識別內(nèi)眼結(jié)構(gòu)(可以是晶狀體7或其囊袋或其硬化核)圖像中的ACL掃描圖像114的一部分和PCL掃描圖像116的一部分。
[0126]深度域圖像處理器120可以基于執(zhí)行結(jié)合圖6描述的任何方法并由此涉及掃描圖像的相位和幅度的圖像識別處理的結(jié)果來確定被成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向或傾斜未對準(zhǔn)。
[0127]視頻圖像處理器18 2可以執(zhí)行視頻圖像識別處理以識別視頻圖像中的前眼結(jié)構(gòu)的圖像，并且基于視頻圖像識別處理的結(jié)果確定前眼結(jié)構(gòu)的位置。被成像的前眼結(jié)構(gòu)例如可以是眼瞳孔6或角膜緣5。
[0128]如已經(jīng)關(guān)于圖4-圖6所描述的，由深度域圖像處理器120進(jìn)行的分析不僅可以確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的晶狀體7的定向，還可以確定其位置。因此，在某些實(shí)現(xiàn)中，對接系統(tǒng)100可以確定兩個(gè)位置:作為由深度域圖像處理器120確定的被成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的位置，以及作為由視頻成像系統(tǒng)180確定的前眼結(jié)構(gòu)的位置。由于內(nèi)眼結(jié)構(gòu)可能無法完全對準(zhǔn)眼，因此兩個(gè)位置可能不同。
[0129]使用前眼結(jié)構(gòu)的位置或使用由這兩個(gè)位置生成的中間或平均位置將患者接口 50與被成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)對準(zhǔn)對于諸多目的而言都可以是有利的。
[0130]圖7A-圖7B和圖1OA例示了在由深度域成像系統(tǒng)110和視頻成像系統(tǒng)180執(zhí)行的圖像識別步驟之后，視頻顯示器184能夠顯示與被成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的確定定向相關(guān)且包括眼定向指示符146和定向基準(zhǔn)148的眼定向未對準(zhǔn)指示符。在被成像內(nèi)眼結(jié)構(gòu)是晶狀體7的實(shí)施例中，外科醫(yī)生可以通過將晶狀體傾斜指示符146對準(zhǔn)定向基準(zhǔn)148來減小晶狀體傾斜未對準(zhǔn)。如參考圖7-圖10所述，外科醫(yī)生尤其可以通過指令患者19旋轉(zhuǎn)對接眼，通過手動(dòng)選擇眼1，或通過調(diào)節(jié)固定光源160來實(shí)現(xiàn)這一對準(zhǔn)。
[0131]視頻顯示器184還可以顯示包括與視頻成像前眼結(jié)構(gòu)的確定位置相關(guān)的眼位置指示符144以及眼科對接系統(tǒng)的位置基準(zhǔn)148的位置未對準(zhǔn)指示符。如前所述，眼科對接系統(tǒng)100的操作者能夠通過將晶狀體位置指示符對準(zhǔn)位置基準(zhǔn)148來減小晶狀體位置的未對準(zhǔn)。如參考圖7-圖10所述，外科醫(yī)生可以通過操作臺架150減小這一位置未對準(zhǔn)。
[0132]圖1lB的對接系統(tǒng)100可被用于與圖2、圖8A-圖8B和圖1lA在前描述的實(shí)施例中的任何塊或單元結(jié)合使用。例如，對接系統(tǒng)100可以包括固定光源160，其被配置為相對于位置未對準(zhǔn)指示符和定向未對準(zhǔn)指示符中的至少一個(gè)調(diào)節(jié)固定光165。
[0133]圖12例示了引導(dǎo)眼科對接的方法300的實(shí)施例，該方法可以包括:使用眼科成像系統(tǒng)110成像310患者19的眼I的一部分；通過使用圖像處理器120分析圖像來確定320眼I被成像部分的位置和定向；以及基于確定的位置和定向使用引導(dǎo)系統(tǒng)140引導(dǎo)330眼科對接。
[0134]成像310可以包括成像晶狀體囊、前囊層ACL14、后囊層PCL16、晶狀體目標(biāo)區(qū)、晶狀體7、晶狀體7的核、角膜2、虹膜3、角膜緣5、瞳孔6、角膜內(nèi)皮和角膜上皮中的至少一個(gè)。[0135]在成像310包括成像眼晶狀體7的一部分的實(shí)施例中，確定320可以包括執(zhí)行圖像識別處理以在圖像中識別前囊層ACL14的ACL掃描圖像114并識別后囊層PCL16的PCL掃描圖像116。
[0136]如參考圖6所述，一旦執(zhí)行圖像識別，確定320還可以包括確定ACL掃描圖像114的前相位和前幅度以及PCL掃描圖像116的后相位和后幅度，并且從上述前相位、前幅度、后相位和后幅度確定晶狀體7的位置和定向。
[0137]在其他實(shí)施例中，確定320可以包括確定沿掃描變量的前囊層的前最大深度和前最小深度以及后囊層的后最大深度和后最小深度；并且從上述如最大深度、如最小深度、后最大深度和后最小深度中確定晶狀體7的位置和定向。
[0138]在又一個(gè)實(shí)施例中，確定320可以包括在圖像中識別晶狀體的囊層部分的圖像；確定囊層的相位和幅度；以及使用所確定的相位和幅度確定晶狀體的位置和定向。
[0139]引導(dǎo)330可以包括基于所確定的眼的被成像部分的位置顯示位置未對準(zhǔn)指示符，并且基于所確定的眼的被成像部分的定向顯示定向未對準(zhǔn)指示符。
[0140]引導(dǎo)330還可以包括基于所確定的眼的被成像部分的位置和眼科對接系統(tǒng)的位置基準(zhǔn)148-s顯示作為位置未對準(zhǔn)指示符的一部分的眼或晶狀體位置指示符144，基于所確定的眼的被成像部分的定向和眼科對接系統(tǒng)的定向基準(zhǔn)148-t顯示作為定向未對準(zhǔn)指示符的一部分的眼或晶狀體定向指示符146。定向基準(zhǔn)148-t和位置基準(zhǔn)148-s可以是相同的目標(biāo)(target)或基準(zhǔn)圖案148。
[0141]引導(dǎo)330還可以包括顯示位置未對準(zhǔn)指示符以輔助眼科對接系統(tǒng)100的操作者操作臺架150，由此減小眼或晶狀體位置未對準(zhǔn)。進(jìn)一步地，引導(dǎo)330還可以包括顯示定向未對準(zhǔn)指示符146以輔助外科醫(yī)生指令患者19轉(zhuǎn)動(dòng)眼，或手動(dòng)旋轉(zhuǎn)眼，或調(diào)整固定光源160以減小眼定向未對準(zhǔn)。
[0142]方法300可以包括成像310、確定320和引導(dǎo)330的重復(fù)執(zhí)行。引導(dǎo)330可以包括根據(jù)眼科對接期間重復(fù)的成像310和確定320更新位置未對準(zhǔn)指示符和定向未對準(zhǔn)指示符的顯示。引導(dǎo)方法300的這一重復(fù)執(zhí)行可以為外科醫(yī)生提供有價(jià)值的反饋，從而改善對接處理的精度。進(jìn)一步的定性改善可以通過以諸如20-25幀/秒或更快的實(shí)況視頻刷新率更新圖像或重復(fù)成像來實(shí)現(xiàn)。以這一視頻率重復(fù)方法300能夠?yàn)橥饪漆t(yī)生提供實(shí)況視頻反饋。
[0143]圖13例示了引導(dǎo)眼科對接的替換方法400，該方法可以包括:使用深度域成像系統(tǒng)110成像410患者眼的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)；使用圖像處理器120從內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像中確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向420 ;使用視頻成像系統(tǒng)180視頻成像430眼的前眼結(jié)構(gòu)；使用視頻圖像處理器182從前眼結(jié)構(gòu)的視頻圖像中確定前眼結(jié)構(gòu)的位置440 ;以及使用引導(dǎo)系統(tǒng)140或視頻顯示單元184顯示450根據(jù)內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的確定定向的定向未對準(zhǔn)指示符，以及根據(jù)前眼結(jié)構(gòu)確定位置的位置未對準(zhǔn)指示符。
[0144] 對準(zhǔn)引導(dǎo)系統(tǒng)140的另一實(shí)施例可以包括為患者接口 50在眼科對接系統(tǒng)100的遠(yuǎn)端、其光學(xué)器件130或其物鏡154上的精確附接提供引導(dǎo)的系統(tǒng)。在LASIK程序中創(chuàng)建的角膜合蓋的精度對于哪怕是PI光軸52和系統(tǒng)光軸28的最小未對準(zhǔn)(即便是十微米量級)也非常敏感。因此，通過在將患者接口 50附接至系統(tǒng)100的遠(yuǎn)端之前和期間甚至在任何對接處理啟動(dòng)之前應(yīng)用基于成像的引導(dǎo)系統(tǒng)140成像患者接口 50并基于PI50和物鏡154的被成像的未對準(zhǔn)為外科醫(yī)生提供調(diào)整PI50的指導(dǎo)，能夠使性能得到大幅改善。
[0145]又一應(yīng)用可以是不使用引導(dǎo)系統(tǒng)140輔助對接程序，而是結(jié)合基于超聲的晶狀體乳化外科系統(tǒng)引導(dǎo)包括由眼外科醫(yī)生插入超聲乳化尖端的各外科步驟的精確靶向。
[0146]在另一實(shí)現(xiàn)中，眼科引導(dǎo)系統(tǒng)140可被耦接至包括基于分光計(jì)的OCT(SB-OCT)成像系統(tǒng)的眼科成像系統(tǒng)110。成像系統(tǒng)110可被配置為生成由外科程序修改的眼科區(qū)域的實(shí)況圖像。在某些實(shí)現(xiàn)中，圖像刷新率可以是20-25幀/秒或以上。
[0147]在以上的說明書中，多個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)可編程處理器，而多個(gè)方法步驟包括基于相應(yīng)存儲的程序起作用的處理器。在這些系統(tǒng)中，存在其中系統(tǒng)包括與處理器相關(guān)聯(lián)并且能夠存儲相應(yīng)程序的存儲器系統(tǒng)以及存儲在存儲器系統(tǒng)中的程序裝置的實(shí)施例。例如，圖像處理器120、引導(dǎo)系統(tǒng)140、臺架控制器152、未對準(zhǔn)減小系統(tǒng)177和視頻圖像處理器182都具有包括與這些處理器相對應(yīng)并且能夠存儲用于這些處理器的程序或程序裝置的(可能位于計(jì) 算機(jī)可讀介質(zhì)上的)存儲器或存儲器系統(tǒng)的實(shí)施例。
[0148]雖然本說明書包含各種特例，但是這些例子不應(yīng)被解釋為對本發(fā)明的范圍或其聲明范圍的限制，而只是對具體實(shí)施例的特定特征的描述。在本說明書中分開實(shí)施例的上下文中描述的某些特征也可以在單個(gè)實(shí)施例中組合實(shí)現(xiàn)。相反地，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各個(gè)特征可以在多個(gè)單獨(dú)的實(shí)施例中或在任何合適的子組合中實(shí)現(xiàn)。此外，雖然以上描述的各特征以特定組合其作用，并且最初是這么聲明的，但是所聲明組合中的一個(gè)或多個(gè)特征正在某些情況下可從該組合中去除，并且所聲明的組合可以得到子組合或子組合的變體。
【權(quán)利要求】
1.一種眼科對接系統(tǒng)，包括: 眼科成像系統(tǒng)，包括圖像處理器，其中 所述眼科成像系統(tǒng)被配置為成像患者的眼的一部分，以及 所述圖像處理器被配置為通過分析所述圖像確定眼的被成像部分的位置和定向；以及耦接至所述眼科成像系統(tǒng)的引導(dǎo)系統(tǒng)，其被配置為基于所確定的位置和定向引導(dǎo)眼科對接。
2.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，所述眼科成像系統(tǒng)包括: 時(shí)域光學(xué)相干斷層攝影術(shù)(OCT)系統(tǒng)、頻域OCT系統(tǒng)、基于分光計(jì)的OCT系統(tǒng)、基于超聲的系統(tǒng)、基于顯微鏡的系統(tǒng)、電子成像系統(tǒng)、數(shù)字成像系統(tǒng)、Purkinje成像系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)照明系統(tǒng)、裂隙燈系統(tǒng)和Scheimpflug成像系統(tǒng)中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，所述眼科成像系統(tǒng)包括: 掃描成像系統(tǒng)，其被配置為: 通過將成像束引至弧、線、環(huán)、圓、橢圓、星形、具有重復(fù)特征部的線段、二維圖案和二維網(wǎng)格中的至少之一的點(diǎn)來執(zhí)行掃描，以及 在所述掃描的各點(diǎn)處的深度范圍內(nèi)成像眼的被成像部分。
4.如權(quán)利要求1所述 的眼科對接系統(tǒng)， 所述眼的被成像部分包括晶狀體囊、前晶狀體囊層、后晶狀體囊層、晶狀體目標(biāo)區(qū)、晶狀體、核、角膜、虹膜、角膜緣、瞳孔、角膜內(nèi)皮和角膜上皮中的至少一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼的被成像部分包括眼晶狀體的被成像部分；以及 所述眼科成像系統(tǒng)被配置為執(zhí)行圖像識別處理以在所述圖像中識別所述晶狀體的前囊層的掃描圖像以及所述晶狀體的后囊層的掃描圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述圖像處理器被配置為通過使用所述晶狀體的幾何模型來分析被識別層的掃描圖像，以確定所述晶狀體的位置和定向。
7.如權(quán)利要求5所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述圖像處理器被配置為 確定所述前囊層的掃描圖像的前相位和前幅度以及所述后囊層的掃描圖像的后相位和后幅度，以及 從所述前相位、所述前幅度、所述后相位和所述后幅度確定所述晶狀體的位置和定向。
8.如權(quán)利要求5所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述圖像處理器被配置為 沿掃描變量確定前囊層的前最大深度和前最小深度以及后囊層的后最大深度和后最小深度，以及 從所述前最大深度、所述前最小深度、所述后最大深度和所述后最小深度中確定所述晶狀體的位置和定向。
9.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括顯示單元；以及 所述引導(dǎo)系統(tǒng)被配置為在所述顯示單元上顯示基于所確定的所述眼的被成像部分的位置的位置未對準(zhǔn)指示符，以及 基于所確定的所述眼的被成像部分的定向的定向未對準(zhǔn)指示符。
10.如權(quán)利要求9所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述位置未對準(zhǔn)指示符包括 基于所確定的所述眼的被成像部分的位置的眼位置指示符，以及 所述眼科對接系統(tǒng)的位置基準(zhǔn)，其中 所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員能夠通過將所述眼位置指示符對準(zhǔn)所述位置基準(zhǔn)來減小眼位置未對準(zhǔn)；以及 所述定向未對準(zhǔn)指示符包括 基于所確定的所述眼的被成像部分的定向的眼定向指示符，以及 所述眼科對接系統(tǒng)的定向基準(zhǔn)，其中 所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員能夠通過將所述眼定向指示符對準(zhǔn)所述定向基準(zhǔn)來減小眼定向未對準(zhǔn)。
11.如權(quán)利要求9所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科引導(dǎo)系統(tǒng)被配置為 顯示所述位置未對準(zhǔn)指示符以輔助所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員操作所述眼科對接系統(tǒng)的臺架以減小眼位置未對準(zhǔn)，以及 顯示所述定向未對準(zhǔn)指示符以輔助所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員讓所述患者旋轉(zhuǎn)眼以減小眼定向未對準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求11所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括固定光系統(tǒng)，該固定光系統(tǒng)被配置為使得操作人員能夠調(diào)節(jié)所述固定光系統(tǒng)的固定光以引導(dǎo)患者執(zhí)行眼旋轉(zhuǎn)和眼橫向運(yùn)動(dòng)中的至少一種。
13.如權(quán)利要求9所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述位置未對準(zhǔn)指示符和所述定向未對準(zhǔn)指示符中的至少一個(gè)包括指示相應(yīng)未對準(zhǔn)的眼晶狀體的一部分的圖像。
14.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科成像系統(tǒng)被配置為在所述眼科對接期間重復(fù)成像所述眼的被成像部分。
15.如權(quán)利要求14所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科成像系統(tǒng)包括基于分光計(jì)的OCT成像系統(tǒng)，該基于分光計(jì)的OCT成像系統(tǒng)被配置為使用至少20幀/秒的刷新率成像所述眼的被成像部分。
16.如權(quán)利要求1所述的眼科對接系統(tǒng)，所述眼科成像系統(tǒng)包括: 深度域成像系統(tǒng)，其被配置為產(chǎn)生患者的眼的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像；以及 被配置為生成眼的前眼結(jié)構(gòu)的視頻圖像的視頻成像系統(tǒng)，其中 所述眼的被成像部分包括內(nèi)眼結(jié)構(gòu)和所述前眼結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求16所述的眼科對接系統(tǒng)，所述圖像處理器包括: 深度域圖像處理器，其被配置為從所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向；以及 視頻圖像處理器，其被配置為從所述前眼結(jié)構(gòu)的視頻圖像中確定所述前眼結(jié)構(gòu)的位置。
18.如權(quán)利要求17所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述深度域圖像處理器被配置為 執(zhí)行圖像識別處理以在所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的深度域圖像中識別所述眼晶狀體前囊層的一部分的圖像以及所述眼晶狀體后囊層的一部分的圖像，以及基于所述圖像識別處理的結(jié)果確定所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向。
19.如權(quán)利要求17所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述視頻圖像處理器被配置為 執(zhí)行視頻圖像識別處理以在所述視頻圖像中識別所述前眼結(jié)構(gòu)的圖像，以及 基于所述視頻圖像識別處理的結(jié)果確定所述前眼結(jié)構(gòu)的定向。
20.如權(quán)利要求17所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述深度域圖像處理器被配置為確定被成像的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的位置；以及所述眼科對接系統(tǒng)被配置為使用所確定的所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的位置和所確定的所述前眼結(jié)構(gòu)的位置判定所述眼的被成像部分的位置。
21.如權(quán)利要求16所述的眼科對接系統(tǒng)，所述引導(dǎo)系統(tǒng)包括: 視頻顯示單元，其被配置為顯示 與所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向相關(guān)的定向未對準(zhǔn)指示符，以及 與所述前眼結(jié)構(gòu)的位置相關(guān)的位置未對準(zhǔn)指示符。
22.—種引導(dǎo)眼科對接的方法，所述方法包括: 使用眼科成像系統(tǒng)成像患者的眼的一部分； 通過使用圖像處理器分析所述圖像確定眼的被成像部分的位置和定向；以及 基于所確定的位置和定向使用引導(dǎo)系統(tǒng)引導(dǎo)眼科對接。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，所述成像包括: 成像晶狀體囊、前晶狀體囊層、后晶狀體囊層、晶狀體目標(biāo)區(qū)、晶狀體、核、角膜、虹膜、角膜緣、瞳孔、角膜內(nèi)皮和角膜上皮中的至少一個(gè)。
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其中: 所述成像包括成像眼的晶狀體的一部分； 所述確定包括執(zhí)行圖像識別處理以由所述圖像處理器在所述圖像中識別所述前囊層的掃描圖像以及所述后囊層的掃描圖像。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，所述確定包括: 確定所述前囊層的掃描圖像的前相位和前幅度以及所述后囊層的掃描圖像的后相位和后幅度，以及 從所述前相位、所述前幅度、所述后相位和所述后幅度確定所述晶狀體的位置和定向。
26.如權(quán)利要求22所述的方法，所述引導(dǎo)包括: 顯示基于所確定的所述眼的被成像部分的位置的位置未對準(zhǔn)指示符，以及 顯示基于所確定的所述眼的被成像部分的定向的定向未對準(zhǔn)指示符。
27.如權(quán)利要求22所述的方法，所述引導(dǎo)包括: 顯示所述位置未對準(zhǔn)指示符以輔助所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員操作所述眼科對接系統(tǒng)的臺架以減小眼位置未對準(zhǔn)，以及 顯示所述定向未對準(zhǔn)指示符以輔助所述眼科對接系統(tǒng)的操作人員讓所述患者旋轉(zhuǎn)眼以減小眼定向未對準(zhǔn)。
28.如權(quán)利要求22所述的方法，所述成像包括: 利用深度域成像系統(tǒng)成像患者的眼的內(nèi)眼結(jié)構(gòu)；以及 利用視頻成像系統(tǒng)視頻成像眼的前眼結(jié)構(gòu)，其中 所述眼的被成像部分包括內(nèi)眼結(jié)構(gòu)和所述前眼結(jié)構(gòu)。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，所述確定包括: 利用深度域圖像處理器從所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的圖像確定內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向；以及 利用視頻圖像處理器從所述前眼結(jié)構(gòu)的圖像中確定所述前眼結(jié)構(gòu)的位置。
30.如權(quán)利要求22所述的方法，所述引導(dǎo)包括: 在視頻顯示單元上顯示: 與所述內(nèi)眼結(jié)構(gòu)的定向相關(guān)的定向未對準(zhǔn)指示符，以及 與所述前眼結(jié)構(gòu)的位置相關(guān)的位置未對準(zhǔn)指示符。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，所述方法包括: 在所述眼科對接期間重復(fù)成像眼的所述部分、確定所述眼的被成像部分的位置和定向、顯示所述位置未對準(zhǔn)指示符以及顯示定向未對準(zhǔn)指示符。
32.一種眼科對接系統(tǒng)，包括: 眼科成像系統(tǒng)，包括圖像處理器，其中 所述眼科成像系統(tǒng)被配置為成像患者的眼的一部分，以及 所述圖像處理器被配置為 處理所述圖像以識別眼的眼科結(jié)構(gòu)，以及 確定眼的被成像部分相對于基準(zhǔn)的未對準(zhǔn)；以及 引導(dǎo)系統(tǒng)，其耦合到所述眼科成像系統(tǒng)，被配置為基于所確定的未對準(zhǔn)來引導(dǎo)眼科接□。
33.如權(quán)利要求32所述的眼科對接系統(tǒng)，所述未對準(zhǔn)包括: 位置未對準(zhǔn)和定向未對準(zhǔn)。
34.如權(quán)利要求32所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述圖像處理器被配置為計(jì)算未對準(zhǔn)減小補(bǔ)償。
35.如權(quán)利要求34所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科對接系統(tǒng)被配置為基于所述未對準(zhǔn)減小補(bǔ)償來執(zhí)行未對準(zhǔn)減小響應(yīng)。
36.如權(quán)利要求35所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科對接系統(tǒng)包括臺架；并且 所述未對準(zhǔn)減小響應(yīng)包括所述臺架被操作來減小位置未對準(zhǔn)。
37.如權(quán)利要求35所述的眼科對接系統(tǒng)，其中: 所述眼科對接系統(tǒng)包括固定光系統(tǒng)；并且 所述未對準(zhǔn)減小響應(yīng)包括所述固定光系統(tǒng)被操作來減小定向未對準(zhǔn)。
【文檔編號】A61B3/14GK103957774SQ201280041549
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月26日
【發(fā)明者】A·朱阿茲, I·戈德史利格 申請人:愛爾康手術(shù)激光股份有限公司