CN100384367C - 蛛网Placido图样 - Google Patents
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Abstract
一种用于获得眼睛的地形图的Placido图样(10)，包括一系列以中心点(14)为中心的间隔开的弓形片断(12)和一系列从中心点(14)发出的间隔开的放射线(16)。每一对相邻的放射线(16)限定所述弓形片断(12)的一部分的边界。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型Placido图样。尤其是，本发明所述新型Placido图样相比目前在其它角膜地形图系统上使用的传统块光栅或同心环图样能够从角膜获得更多的地形图数据。
背景技术
19世纪Placido提出的同心环图样是在这样的前提下开发出的：从人类角膜反射出的同心环图样将基于角膜的前部形状而变形。在角膜曲率的彻底改变的情况下，比如更小的半径或更大的曲率，所述环将表现出更加地分离。对于更大半径的区域，所述环将表现出更加地靠近。对于完美的球形角膜，所述环将会保持同心并且均匀的间隔。Placido的手持式方法的难点在于由于照明条件以及没有捕获环图样的方法，所述环很难看见，没有对所述环作检查。
在过去的大约二十年中，发现了如果例如照相机的记录设备捕获这些图像，则所捕获的图像就能与由接近完美的球形所反射形成的图像进行对比。然后两幅图像之间的差别会显示正在测试的眼睛前表面的曲率从完美球形变化了多少。
另外，由曲率数据定义的隆起(elevation)的数学关系式已经被发展，允许比较曲率和隆起。这意味着如果已知半径球形的图像被捕获并且与未知半径图像进行比较，未知表面的隆起能基于曲率的变化进行计算，该曲率的变化正如如果表面是不规则的则由所述环离完美的圆形图样的偏差所标明的那样或者如果表面是球形时由间隔所标明的那样。
以上的方法论的缺点是对于不规则角膜上的一个点，反射光线可以来自于图样上的几个位置。因此，当唯一参考基准环绕时很难在点之间进行区分。当很难知道在圆形图样上光线的发源在哪里时这将变成问题。这一般作为扭转角被提及。解决这个问题的努力导致了设置在圆形图样中的交替的亮暗块的图样的发展，这在D’Souza等人的美国专利5,841,511和6,213,605中被公开。这个块图样允许检查要被定位并与已知的好的图像进行比较的捕获图像的顶点或每一个块的角。该顶点可以被系统地定位，使得可以确定哪些光线生成了照相机捕获的图像上哪些点。另外，当数据点可以定位在一组块中时，因为与简单圆形图样相比有更多的数据点可以被检验，所以一组暗亮块提供了比仅仅是同心圆更好的数据。
还共知可以使用栅格图样用于获取角膜的地形学数据，例如Turner等人的美国专利5,864,383中所公开的。使用简单栅格的一个问题是很难辨识哪一个栅格数据点与哪一个栅格交叉线相对应，因为本来方的图样被覆盖到球形物体上。典型的分析方法要求首先定位图像的中心。这变成中心参考轴。这通常与光轴相准直，取决于患者固定的方法。接着，定位图样的每一个同心环并映射在图像上。这种系统进程在同心图样上完成要比在简单的光栅图样上更简单。当仅使用光栅格模式，很难系统性地定位点以确保维持到中心轴和表面点的参考。
因此，具有可以适应扭角问题同时能很容易地被地形图系统的软件算法适应的图样会很有优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于获得眼睛的地形图的Placido图样和一种用于获得眼睛的地形图的地形图系统，它们能够克服上述现有技术中的缺陷。
根据本发明一方面，提供一种用于获得眼睛的地形图的Placido图样，包括：
一系列以中心点为中心的间隔开的弓形片断；以及
一系列从中心点发出的间隔开的放射线，以便每一对相邻的放射线限定所述弓形片断的一部分的边界；
其中，弓形片断和放射线组合形成多个块，使得形成蛛网形图样、并且所述多个块相对于弓形片断和放射线成暗色。
根据本发明另一方面，提供一种用于获得眼睛的地形图的地形图系统，包括：
用于测量角膜的表面地形图的装置；
与所述装置相联的光源；以及
Placido图样，该图样通过光源投射到角膜上并且由所述装置探测用于获得角膜地形图，其中所述Placido图样包括：
一系列以中心点为中心的间隔开的同心环；以及
一系列从中心点发出的间隔开的放射线，以便形成多个楔形形状且每一个楔形形状中有多个间隔开的弓形片断；
其中，弓形片断和放射线组合形成多个块，使得形成蛛网形图样、并且所述多个块相对于弓形片断和放射线成暗色。
附图说明
图1是根据本发明要照亮在屏幕上的图样的平面主视图；
图2是图1的放大部分；
图3是现有技术图样的一部分；
图4是根据本发明要照亮在屏幕上的另一图样的平面主视图；以及
图5是依照本发明的角膜地形学系统的框图。
具体实施方式
用于获得眼睛的地形学图像的placido图样10在图1中示出。所述图样10包括一系列以中心点14为中心的间隔开的弓形片断12以及一系列由中心点14发出的间隔开的放射线16。每一对相邻的放射线16可以用来定义弓形片断12的一部分的边界。Placido图样10还优选地包括洞或孔18用于允许照明设备和照相机(未显示)获得正在被测量的眼睛的图像。中心部分或点14与片断12以及线16相比可以是亮或暗，取决于目标照明方法。
优选地，每一个弓形片断12和放射线16相对于Placido图样的其他区域20是亮色。这防止了当通过图像捕获设备进行观察时图像的较亮的部分压过了暗的部分。如果放射线是较暗的颜色，所述较亮色的块会使整个图像变亮，导致微弱的较暗区域的细节丢失以及图像动态范围的损失。同样，优选地如图1所示每一个弓形片断和放射线相对于所述图样10的其他弓形片断12和放射线16均匀间隔。另外，所述Placido图样10优选地设置在单一曲率的Placido板上，例如在Turner等人的美国专利5,864,383中所描述的，名称为“单一曲率Placido盘”，在此全部并入作为参考。
描述Placido图样10的另一种方式是一系列以中心点14为中心的间隔开的同心环和一系列从中心点14发源的放射线。这样，弓形片断12将会变为同心环，环围绕着中心点14形成完整的圆形，以便形成多个楔形形状且在每一个楔形形状中有多个间隔开的弓形片断12，其中每一个楔形形状由相邻的放射线16限定。
描述Placido图样10的另一方式是，它由一系列以中心点14为中心的间隔开的同心环和一系列从中心点14发出的间隔开的轮辐状放射线16组成，以便所述环和线形成类蜘蛛网一样的图样。
图1的Placido图样10与现有技术的不同在于所述新型图样10是由暗色块20组成，该暗色块被由线16形成的亮色栅格和呈圆形图样的弓形片断12分割。该栅格为一系列看起来从如汇聚点一样的图像的中心点14发出并像车轮的幅条一样以均匀间隔的角度放射离开中心点的线。所述栅格还有具有附加到放射图样的额外的圆形环。所述同心环也围绕着中心14排列。所述圆有规则地间隔，以便每一同心暗块显示为在长度与高度上相等。
优选地，将所述线16和弓形片断12的尺寸定为通过成像光学器件和例如CCD照相机的捕获设备很容易地进行观察。如果线16和片断12太细，所述线对于传感设备可能会难以解析。这个难点使暗块20的边缘表现的模糊并且难于用照相机和软件算法从周围信息中区分。优选地，弓形片断12和线16应该至少达到三像素宽。根据充分宽图像捕获弓形片断12和线16的图像的优势是捕获的图像更清晰并且捕获设备产生的信号比对太近的间隔的线所产生的信号要更好。基于捕获的图像在传感器表面被解析为像素的理解能最好地理解图像分辨率。如果栅格线的宽度的放大的捕获图像少于两个像素，那会很难确定线或片段的边缘位置，并且很难发现块20的角。
图2图示了本发明相对图3中的现有技术的优点。图2是图样10的放大部分22。与在图3的现有技术的亮暗平面交叉处获得的单个数据点26相比，弓形12和线16的交叉在较小的交叉面积内提供了四个数据点24。
图3的多样化的栅格图样只沿着每个块的边缘具有可用的点以及限定了用于确定扭转角误差的每个块的交叉角。由于每个交叉点占据交叉的一个地方并产生易于定位和计算的四个不同数据点，因此用白色栅格线(由弓形片断20和放射线16形成)将块20分开是有用的。因此，除了正常的扭转角点以外，在除了每个块20的边缘的其他地方有四个彼此接近的可用于计算角度变化的扭转角数据点。与图3的现有技术的多样化的栅格图样相比，边缘的接近和块的宽度变化提供了更多用于计算角膜前表面隆起的信息。
在美国专利5,864,383中，图10所示的图像展示了简单的光栅栅格图样。与之前的技术相比，该新型设计的优点在于易于恰当地确定图像的中心并将图像记录到眼角膜。由放射线和圆形片断组成的本设计提高了眼睛的分度比例并且可以通过使用传统的图像检查和分析方法在图像的每一个可能的射线位置更好的系统地检查每个顶点。另外，如果片断的顶点在每个角相遇，那么线间隔造成的每个顶点处的图像信息的缺失使得可以使用四个顶点而不是一个。此外，如前所述，当从角膜反射来时等方形片断在图像中是不规则的多边形，并且难于系统地检查。
图4公开了Placido图样28，它与图样10相似之处在于具有一系列同心环30和放射线32。图样28和图样10的一个主要区别在于放射线32始于距中心点34的不同距离上，因此产生了不同尺寸的暗色块36。这有助于防止图像的计算的区域太小，并且还有助于为图像的每个片断系统地定位顶点和边缘以及相关射线。
图5公开了用于测定眼睛40的地形图的系统38的框图。系统38包括具有依据本发明的Placido图样的Placido板42、用于将Placido图样投射到角膜40的光源44。所述Placido图像由地形图装置46捕获并显示在显示器48上。优选地，所述地形图装置为Bausch & LombIncorporated提供的OrbscanTM装置或其它已知的角膜地形图装置。
因此，已经描述了用于获得眼睛地形图的Placido图样。
Claims (10)
1.一种用于获得眼睛的地形图的Placido图样，包括：
一系列以中心点为中心的间隔开的弓形片断；以及
一系列从中心点发出的间隔开的放射线，以便每一对相邻的放射线限定所述弓形片断的一部分的边界；
其中，弓形片断和放射线组合形成多个块，使得形成蛛网形图样、并且所述多个块相对于弓形片断和放射线成暗色。
2.根据权利要求1所述的Placido图样，其特征在于，弓形片断和放射线中的每个相对于Placido图样的其他区域是亮颜色。
3.根据权利要求1所述的Placido图样，其特征在于，弓形片断和放射线中的每个相对于图样的其他弓形片断和放射线是均匀间隔的。
4.根据权利要求1所述的Placido图样，其特征在于，所述图样设置在单一曲率板上。
5.根据权利要求1所述的Placido图样，其特征在于，图像中的弓形片断和放射线为至少三个像素宽。
6.根据权利要求1所述的Placido图样，其特征在于，还包括一系列以中心点为中心的间隔开的同心环，多个楔形形状形成在同心环与放射线之间，且每一个楔形形状中有多个间隔开的弓形片断。
7.根据权利要求6所述的Placido图样，其特征在于，同心环和放射线中的每个相对于Placido图样的其他区域是亮颜色。
8.根据权利要求6所述的Placido图样，其特征在于，同心环和放射线中的每个相对于图样的其他环和线是均匀间隔的。
9.根据权利要求6所述的Placido图样，其特征在于，所述图样设置在单一曲率板上。
10.一种用于获得眼睛的地形图的地形图系统，包括：
用于测量角膜的表面地形图的装置；
与所述装置相联的光源；以及
Placido图样，该图样通过光源投射到角膜上并且由所述装置探测用于获得角膜地形图，其中所述Placido图样包括：
一系列以中心点为中心的间隔开的同心环；以及
一系列从中心点发出的间隔开的放射线，以便形成多个楔形形状且每一个楔形形状中有多个间隔开的弓形片断；
其中，弓形片断和放射线组合形成多个块，使得形成蛛网形图样、并且所述多个块相对于弓形片断和放射线成暗色。
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