CN105072979A - 使系统对准的方法及检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用于检测眼睛的前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统对准的方法，其中，所述系统至少具有第一系统组件和第二系统组件。

Description

使系统对准的方法及检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统

技术领域

本发明涉及一种使用于检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统对准的方法，其中，该系统至少具有第一系统组件和第二系统组件。本发明还涉及一种用于检测这种位置数据的系统。

背景技术

DE102009030466A1公开了此类方法或此类系统。在该文献中，在准备对眼睛进行屈光激光治疗时，首先从眼睛图像中检测物理要素的当前数据，并然后确定对眼睛所要校正的误差。随后必须将用于眼睛图像处理的这些校正转换成治疗程序，从而例如局部地切除角膜组织，以产生相应适配的角膜形状。对于正确的校正不可少的是，诊断数据和治疗数据涉及共同的几何形状参考点。根据DE102009030466A1，将角膜的顶点(即，角膜表面的最高凸起点)识别为参考点被认为是有益的，上面记录着所获取的数据集合。

在通过通常由多个步骤组成的在时间上顺序进行的诊断和/或治疗过程来诊断或治疗前眼时，动眼神经的自觉或不自觉、有意识或无意识对过程的完整性和连续性产生不利影响。随后的校正和/或记录对于诊断数据来说虽然可能，但在强运动的情况下包含不均匀的信息密度，从而导致局部的不准确性。随后的校正对于治疗系统来说是不实用的。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种用于检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统以及一种用于使该系统对准的方法，该系统确保连续地配合眼睛运动以可靠地产生诊断数据集合和/或材料变化的数据集合。

上述目的通过根据权利要求1所述的方法或根据权利要求18所述的系统得以实现。各个从属权利要求的主题涵盖有益的实施方式。

在根据本发明的上述类型的方法中，通过使第一系统组件对准至眼睛的角膜上和/或角膜的后方区域上的至少一个标记位置和/或至少一个标记结构，连续地检测所述位置或所述结构的位置变化；通过第二系统组件的对准进一步将电磁辐射引导到角膜的将被测定或将被改变的形貌结构(topographystructure)上，其特征在于，第一系统组件的对准被定义成与第二系统组件的对准相关，且基于由第一系统组件检测的位置变化，第二系统组件被连续地引导到其各个期望位置。根据本发明，所检测的信息可以允许诊断和/或治疗系统的连续的跟踪或追踪。

按照本发明的有益的实施例，一个标记位置是角膜的顶点，并因此检测顶点的位置变化。所计算的顶点位置包含整个眼球在应用领域内的例如由于头的不完全固定而产生的平移的信息。如下文进一步说明，如果额外地评估眼睛的其它结构，则可以确定其它自由度。

DE102009466A1已公开顶点位置的检测。但在这里现在，根据本发明的另一优选实施例，利用至少一个光源照射角膜，从而在角膜上产生反射，其中，根据反射的位置确定顶点的当前位置。

根据本发明的可能的措施，通过使用反射的位置变化直接将第二系统组件引导到其各个期望位置。

另一方面，优点在于，多个光源关于系统的主轴对称地设置。然后，可以使用光源在眼睛上产生的反射点的位置来确定顶点的至少近似的位置。在光源关于系统的主轴对称地设置时，产生反射点的对称图案，其中，反射点的设置的对称原点至少近似地对应于顶点的位置。在此方面，可以利用卷积确定对称原点。这种方法能够非常迅速地实现，且无需大量的工作。

因此，可以通过反射点足够准确地确定顶点。然而，如果顶点没有处于光学主轴上，则会出现视差。如果角膜的曲率半径是已知的，则可以校正这种视差：人的角膜的曲率半径没有大的差异，它们表现出7mm到9mm之间的数值，从而如果针对直径8mm的球体确定视差，则视差校正相当好。

为实现这种方法，现在根据本发明的方法中，有利地进一步提出，确定眼睛的角膜上和/或角膜的后方区域上的另一标记位置和/或另一标记结构的与顶点相关的位置，其中，特别地，另一标记结构是眼睛的瞳孔。

在此方面，也可以包括反射的单个位置或反射的多个位置，以用于确定瞳孔的几何形状。

此外，根据眼睛的角膜上和/或角膜的后方区域上的另一标注位置和/或另一标注结构的位置变化，可以测定眼睛相对于顶点旋转(也称为眼球旋转)的位置变化。通过评估瞳孔的与顶点位置相关的位置，测定诊断和/或治疗过程期间眼球的倾斜和固定(fixation)的能力。

这意味着，可以基于眼睛的旋转位置变化来监测固定，从而根据需要确定固定损失(fixationloss)。利用对准地观察在眼科学中称为外部空间中的目标的固定，在正常情况下具有最高分辨率的视网膜点出现在视网膜中央窝。在这种情况下，方向感“直接”获得这个点，并因此体现眼睛的生理上的主视觉方向。

根据本发明的变形例，在该方法中，基于反射点的特质来测定角膜表面的特质和/或角膜表面上泪膜的特性。虽然根据本发明实施的跟踪从最初就相对地准确且稳定，但例如在泪膜中断时会导致较小的跃变。可以通过质检来防止这种不准确性。

现在，可以利用第二系统组件拍摄一维或多维的深度断面图像。这些图像具有与顶点相关的已知位置。

在此方面，基于当前相机图像各自重新确定顶点。可以根据与第一相机图像相关的反射点来确定相机图像中的运动，从而可以计入扫描仪坐标内。通过整个图像中的与第一相机图像的一个部分或多个部分相关的其他结构来确定相机图像中的运动，并计入扫描仪坐标内。

因此，现在，可以拍摄任意的扫描图案，如光栅或子午线。特别地，确保子午线剖面能够穿过顶点且屈光校正能够在平面上进行。可以在无需随后的侧向移动记录的情况下拍摄形貌。可以容易地计算轴向运动，这是因为特别是在子午线的扫描图案中，所有深度断面图像具有共同点。

因此，根据在额状面上在眼睛的几何形状中的同一位置拍摄的深度断面图像之间的差异来确定轴向位置变化。在任何时候，可以基于在该位置上拍摄的深度断面图像来检查顶点的位置。

本发明还涉及一种用于检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统。

在该系统中，可以利用第二系统组件来改变身体自身的变化和/或诸如眼内透镜之类的植入材料。

作为选择，为此目的可以具有第三系统组件，其中，确定第一系统组件和第二系统组件相对于彼此的对准以及相对于第三系统组件的对准，并且基于由第一系统组件和第二系统组件检测的位置变化连续将第三系统组件的定位调节到各个期望位置。

在使用测定的位置信息情况下，可以控制第二系统组件和根据需要第三系统组件的激活和去激活。也可以控制测量的接受或抛弃。

附图说明

下面将结合参照附图描述的实施例来详细说明本发明。在这些附图中：

图1是眼睛的示意图，其中，外部光源在角膜上产生反射点；

图2是剖面中的反射点的一维表示；以及

图3是图2的图像利用颠倒图像的卷积。

具体实施方式

图1示出了人眼前方区域的示意图，其中瞳孔2由虹膜1包围。使用p表示瞳孔中心。在根据本发明的系统中，光源关于诊断和/或治疗系统的主轴对称地设置，从而产生反射点3的图案。反射点3的中心x近似对应于眼睛的顶点。眼睛顶点的位置此外取决于固定及固定轴。如果跟踪瞳孔2或瞳孔中心p相对于反射点3的中心x的位置，那么可以监测固定并且探测导致眼睛未对准的固定损失。

特别地，对于顺序地以一定时间间隔例如通过单独的深度断面图像来识别几何形状信息的系统来说，这种监测是合理的，这是因为关于眼睛对准的信息顺序地存在。也可以针对在诊断和/或治疗系统上产生反射点的复杂几何形状的光源通过光线追踪进行前眼的顶点位置的确定，正如它们也实施成用于大规模产生3D计算机图形。说明请参见“ReflectionsonSpheresandCylindersofRevolution”，作者GeorgGlaeser，引自《JournalforGeometryandGraphics》,第3(1999)卷，第2,121-139号。

图2示出剖面中的反射点的一维表示，其中以信号峰值A和B为例。不言而喻，其它反射点通过类似的信号峰值来描绘。如图3所示，通过图2的图像利用颠倒图像的卷积来识别反射点3(图1)的中心x，该中心近似地对应于角膜或眼睛的顶点。

本发明在前面说明书中、附图中以及权利要求书中所公开的特征无论是单独还是以任意的组合，对于实现本发明来说均是重要的。

Claims (21)

1.一种使用于检测眼睛的前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统对准的方法，其中，所述系统至少具有第一系统组件和第二系统组件，所述方法包括以下步骤：

-通过将所述第一系统组件对准至所述眼睛的角膜和/或所述角膜的后方区域上的至少一个标记位置和/或至少一个标记结构，连续地检测所述位置或所述结构的位置变化；

-通过所述第二系统组件的对准将电磁辐射引导至所述角膜的将被测定的或将被改变的形貌结构上，

其特征在于，将所述第一系统组件的对准定义为与所述第二系统组件的对准相关，且基于由所述第一系统组件检测的所述位置变化将所述第二系统组件连续地引导到其各个期望位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，一个所述标记位置是所述角膜的顶点，并且检测所述顶点的位置变化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

-利用至少一个光源来照射所述角膜，从而在所述角膜上产生反射，并且

-根据反射位置来确定所述顶点的当前位置。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用所述反射的位置变化，以直接将所述第二系统组件引导到其各个期望位置。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，多个光源关于所述系统的主轴对称地设置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用由所述光源在所述眼睛上产生的反射点的位置来确定所述顶点的至少近似的位置。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述反射点的设置的原点至少近似地对应于所述顶点的位置。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，利用卷积来确定所述原点。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，确定所述眼睛的所述角膜上和/或所述角膜的后方区域上的另一标记位置和/或另一标记结构的相对于所述顶点的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述另一标记结构是所述眼睛的瞳孔。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，根据一个反射位置或多个反射位置获得所述瞳孔的几何形状。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述眼睛的所述角膜上和/或所述角膜的后方区域上的另一标注位置和/或另一标注结构的位置变化，测定所述眼睛相对于所述顶点的旋转位置变化。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，基于所述眼睛的所述旋转位置变化来监测固定以及根据需要监测固定损失。

14.根据权利要求3-13中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述反射点的特质，测定角膜表面的特质和/或角膜表面上的泪膜的特性。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述第二系统组件来拍摄一维或多维的深度断面图像。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，根据在额状面上在所述眼睛的的几何形状中的同一位置拍摄的所述深度断面图像之间的差异，确定轴向位置变化。

17.根据权利要求1-11中任一项所述的方法，其特征在于，通过使用在所述位置上拍摄的所述深度断面图像，检查所述顶点的位置。

18.一种用于检测眼睛前方区域内的至少一个要素的位置数据的系统，所述系统至少包括第一系统组件和第二系统组件，其中，

-所述第一系统组件用于连续检测所述眼睛的角膜上和/或所述角膜的后方区域上的至少一个标记位置和/或至少一个标记结构的位置变化；

-所述第二系统组件将电磁辐射引导至所述角膜的将被测定或将被改变的形貌结构上；以及

-具有处理器和存储器的控制设备；

其特征在于，所述第一系统组件的对准被定义为与所述第二系统组件的对准相关，且所述控制设备基于由所述第一系统组件检测的位置变化将所述第二系统组件引导到其各个期望位置。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，一个所述标记位置是所述角膜的顶点，且所述第一系统组件检测所述顶点的位置变化。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，

-具有至少一个光源，所述光源照射所述角膜，从而在所述角膜上产生反射，以及

-所述处理器根据反射位置来确定所述顶点的当前位置。

21.根据权利要求18-20中任一项所述的系统，其特征在于，包括第三系统组件，确定所述第三系统组件相对于所述第一系统组件和所述第二系统组件的对准，并且所述控制设备基于所检测的位置变化将所述第三系统组件引导至其各个期望位置，以用于改变身体本身和/或植入材料。