CN111432710B - 光学相干断层扫描中的虹膜边缘检测 - Google Patents

Abstract

从眼睛的OCT扫描中获得A线，一些A线穿过虹膜和晶状体，而一些A线穿过晶状体但未穿过虹膜。从A线来检测交界面；假设这个交界面的至少一些对应于虹膜的前部或后部。针对每个A线，从检测的第一交界面附近的像素得出第一度量，使得第一度量反映与交界面相关联的OCT信号强度，并且从离交界面更远的像素得出第二度量，使得第二度量反映在检测的交界面下方的OCT信号衰减。针对每个A线，基于第一度量和第二度量来计算衰减参数，并且通过基于衰减参数确定每个A线是否穿过虹膜来检测虹膜的边缘。

Description

光学相干断层扫描中的虹膜边缘检测

技术领域

本文中披露的实施例涉及用于使用光学相干断层扫描(OCT)系统来检测虹膜的特征的装置、系统和方法。

背景技术

当前的眼科屈光手术方法，比如白内障手术、角膜内镶嵌术、激光辅助原位角膜磨镶术(LASIK)和屈光性角膜切削术(PRK)，都依赖于眼生物测量数据来开立最佳屈光矫正处方。历史上，眼科手术程序使用超声波生物测量仪器对眼睛的部分进行成像。在一些情况下，这些生物测量仪器产生眼睛的所谓的A扫描：沿成像轴线(典型地与眼睛的光轴对准)从全部接口发出的声回波信号：与其平行，或只形成小角度。其他仪器产生所谓的B扫描，实质上是将当生物测量仪器的头部或端头沿着扫描线扫描时相继进行的A扫描的集合组装。这条扫描线典型地位于眼睛光轴的外侧。这些超声波A扫描或B扫描然后用于测量和确定生物测量数据，比如眼轴长度、眼睛的前段深度、或角膜曲率半径。

在一些手术程序中，使用单独的第二角膜曲率计来测量角膜的屈光特性和数据。然后将超声测量结果和屈光数据组合在半经验公式中以便计算在随后的白内障超声乳化手术中的处方和插入的最佳人工晶状体(IOL)的特征。

近年来，基于光学相干断层扫描(OCT)原理的光学成像和生物测量仪器已经迅速取代超声波生物测量仪器。OCT是一种能够实现对人类视网膜、角膜或白内障的微米级、高分辨率、截面成像的技术。OCT技术目前已广泛应用于临床实践，目前80％至90％的IOL处方病例使用这样的OCT仪器。除了其他原因，它们的成功是由于成像的非接触性质和比超声生物计更高的精度。

然而，即使有了这些最近的进步，生物测量和成像仪器的功能和性能还需要进一步的大幅度提高和发展。

发明内容

以前通过检查OCT图像数据中的OCT信号强度来完成虹膜检测，虹膜检测包括检测虹膜的边缘。在正常的眼睛中，虹膜的OCT信号通常比其周围的其他组织强。然而，在病态眼睛中，比如高密度白内障，晶状体的OCT信号也可能很强。因此，基于OCT信号强度的虹膜检测在临床环境中不够稳健，其中眼睛会发生各种白内障病状。本文披露的技术使用OCT测量结果来利用虹膜与晶状体之间的固有物理性质差异，并且因此可以在临床环境中提供虹膜边缘的稳健检测。

根据下文详细地描述的若干实施例，从眼睛的OCT扫描中获得A线，一些所述A线穿过虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过晶状体但未穿过虹膜。根据所述A线来检测交界面；假设这个交界面的至少一些对应于所述虹膜的前部或后部。针对每个A线，从检测的第一交界面附近的像素得出第一度量，使得所述第一度量反映与所述交界面相关联的OCT信号强度，并且从离所述交界面更远的像素得出第二度量，使得所述第二度量反映在所述检测的交界面下方的OCT信号衰减。针对每个A线，基于所述第一度量和所述第二度量来计算衰减参数，并且通过基于所述衰减参数确定每个A线是否穿过所述虹膜来检测所述虹膜的边缘。

更具体地，当前披露的技术的实施例包括一种用于在眼睛的光学相干断层扫描(OCT)成像中检测虹膜的边缘的方法，其中，所述方法包括获得从所述眼睛的扫描中获得的OCT数据，所述OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过所述眼睛的虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过所述晶状体但未穿过所述虹膜。所述方法进一步包括：检测延伸跨过相邻A线的第一交界面，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面或后表面；以及针对所述相邻A线中的每一个，确定从所检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素得出的第一度量，使得所述第一度量反映与所述第一交界面相关联的OCT信号强度；

所述方法又进一步包括：针对所述相邻A线中的每一个，确定从比用于得出所述第一度量的所述一个或多个A线像素离所检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得所述第二度量反映在所检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减；以及基于所述第一度量和所述第二度量来计算所述相邻A线中的每一个的衰减参数。最后，所述方法包括：针对所述相邻A线中的每一个，通过将所述衰减参数与阈值进行比较来确定所述A线是否穿过所述虹膜。在一些实施例中，基于针对每个A线确定所述A线是否穿过所述虹膜来显示所述OCT数据的视觉表示，所述视觉表示包括虹膜边缘的指示。

下文还详细地描述了被配置为执行上文概述的方法及其变型的OCT成像设备。

附图说明

图1是展示光学相干断层扫描(OCT)系统的图。

图2是眼睛的示意图。

图3是展示用于虹膜检测的示例方法的过程流程图。

图4展示了示例OCT图像。

图5示出了检测图4的OCT图像中的交界面(interface)的结果。

图6展示了基于图4的OCT图像的示例第一信号度量。

图7展示了基于图4的OCT图像的示例第二信号度量。

图8展示了基于图5和图6的第一信号度量和第二信号度量的衰减参数的示例曲线图。

图9展示了通过将图8的衰减参数与阈值进行比较来获得的示例虹膜位置掩模。

图10展示了叠加在来自图4的OCT图像数据上的分割结果。

图11展示了示例OCT扫描图案。

图12是展示用于虹膜检测的示例方法的另一过程流程图。

具体实施方式

在以下描述中，阐明具体细节以便描述特定的实施例。然而，本领域的技术人员应清楚的是可以在不具有这些具体细节中的一些或全部的情况下实施所披露的实施例。所呈现的具体实施例意在为说明性的，而非限制性的。本领域的技术人员可以认识到，虽然本文未明确描述，但其他材料也在本披露内容的范围和精神内。

在安装有显微镜和集成有显微镜的光学相干断层扫描(OCT)系统中都可以采用本披露的技术和设备的实施例。图1展示了集成有显微镜的OCT系统100的示例，并且被提出用于展示OCT的基本原理。应当理解，被配置为执行本文所描述的技术的OCT设备可以在行业内已知的各种方面不同于图1所展示的示例。

系统100包括：眼睛可视化系统110，其被配置为提供眼睛10的成像区域的视觉图像；光学相干断层扫描(OCT)成像系统120，其被配置为产生成像区域的OCT图像；屈光计130，其被配置为产生成像区域的屈光图；以及分析仪140，其被配置为基于OCT图像和屈光图来确定眼睛的屈光特征。应当理解，OCT成像系统120、屈光计130以及分析仪/控制器140可以被集成到眼睛可视化系统110中。

成像区域可以是眼睛10的一部分或区域，比如手术程序的靶。图2是比图1所示更详细地示出眼睛10的特征的截面图。在角膜手术中，成像区域可以是角膜12的一部分。在白内障手术中，成像区域可以是眼睛的眼囊(包围天然晶状体14的囊袋)和(晶状体)晶状体14。成像区域还可以包括眼睛的前房20、角膜12、晶状体14和虹膜18。替代性地，成像区域可以覆盖整个眼睛，包括角膜12、晶状体14、虹膜18和视网膜16。在视网膜手术中，成像区域可以是视网膜16的区域。上述成像区域的任何组合也可以是成像区域。

眼睛可视化系统110可以包括显微镜112。在一些实施例中，显微镜可以包括裂隙灯。显微镜112可以是光学显微镜、手术显微镜、视频显微镜、或其组合。在图1的实施例中，眼睛可视化系统110(用粗实线示出)包括手术显微镜112，该手术显微镜进而包括物镜113、光学器件115以及双目镜或目镜117。眼睛可视化系统110还可以包括视频显微镜的摄像头118。

系统100进一步包括光学相干断层扫描(OCT)成像系统120。OCT成像系统120可以产生成像区域的OCT图像。OCT成像系统可以被配置为产生成像区域的A扫描或B扫描。OCT图像或图像信息可以以分析仪140可以使用的“OCT输出(OCT out)”信号输出，例如，与输出的“屈光输出(Refractive out)”信号组合以便确定眼睛的生物测量特征或屈光特征。

OCT成像系统120可以包括OCT激光器，其在500nm至2,000nm波长范围工作，在一些实施例中，在900nm至1,400nm范围工作。OCT成像系统120可以是时域、频域、谱域、扫频或傅里叶域OCT系统120。

在各种实施例中，OCT成像系统120的部分可以集成到显微镜中，并且其部分可以安装在独立控制台中。在一些实施例中，集成到显微镜中的OCT部分可以仅仅包括OCT光源，比如OCT激光器。从眼睛反射回来的OCT激光或成像光可以被供给到光纤中并且被驱动到OCT成像系统120的第二部分，在显微镜外的OCT干涉仪。在一些实施例中，OCT干涉仪可以位于独立控制台中，其中合适的电子器件也位于该控制台中以便处理OCT干涉信号。

OCT激光的相干长度可以比眼睛的前房的范围(比如角膜顶点与晶状体顶点之间的距离)长。在大多数患者中这个距离近似6mm，因此这样的实施例可以具有在4mm至10mm范围内的相干长度。其他实施例可以具有比如30mm至50mm的相干长度以便覆盖眼睛的整个轴向长度。而其他实施例可以具有比如在10mm至30mm范围内的中等相干长度，最后，一些实施例可以具有比50mm长的相干长度。一些扫频激光正在接近这些相干长度范围。一些傅立叶域锁模(FDML)激光器、基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)的、基于多边形的或基于MEMS的扫频激光器已经能够传送具有在这些范围内的相干长度的激光束。

展示为系统100的示例进一步包括用于产生成像区域的屈光图的屈光计130。屈光计130可以是广泛使用的类型中的任何类型，包括激光光线跟踪器、Shack-Hartmann波前传感器、Talbot-Moire、或另一种屈光计。屈光计130可以包括波前分析仪、像差检测器、或像差计。一些参考文献基本上互换或同义地使用这些术语。屈光计130的动态范围可以覆盖有晶状体眼和无晶状体眼两者，即有或没有天然晶状体的眼睛。

在一些系统中，OCT成像系统120和屈光计130可以通过显微镜接口150进行集成，该显微镜接口可以包括用于使光耦合进入到显微镜112或裂隙灯的主光路中的分束器152c。反射镜154-1可以将屈光计130的光耦合到该光路中，并且反射镜154-2可以将OCT120的光耦合到该光路中。显微镜接口150、其分束器152c以及反射镜154-1和154-2可以使OCT成像系统120和屈光计130与眼睛可视化系统110集成。

在一些实施例中，其中OCT成像系统120在900nm至1,400nm的近红外(IR)范围内工作，并且屈光计在700nm至900nm的范围内工作，分束器152c可以在400nm至700nm的可见范围内接近100％透明，并且在700nm至1,400nm的近红外范围内接近100％反射，以便高效率且低噪音地工作。同样地，在反射镜154-1将光改向到屈光计130中的系统中，反射镜154-1可以在700nm至900nm的近IR范围内接近100％反射，并且反射镜154-2可以在900nm至1,400nm的近IR范围内接近100％折射，从而改向到OCT成像系统120。在此，“接近100％”在一些实施例中可以指在50％至100％范围内的值，或在其他实施例中指在80％至100％范围内的值。在一些实施例中，分束器152c针对在700nm至1,400nm范围内的波长可以具有在50％至100％范围的反射比，针对在400nm至700nm范围的波长内可以具有在0％至50％范围的反射比。

图1示出了除分束器152c之外，系统100还可以包括第二分束器152b。分束器152c在物镜113与集成的OCT 120/屈光计130整体之间引导光。分束器152b可以在显示器160与双目镜117之间引导光。第三分束器152a可以将光引导到摄像头118。

分析仪或控制器140可以基于所接收到的OCT和屈光信息执行综合生物测量分析。该分析可以利用各种各样公知的光学软件系统和产品，包括光线跟踪软件和计算机辅助设计(CAD)软件。综合生物测量的结果可以是(1)眼睛部分的光焦度值和合适IOL的相应建议或处方屈光度；(2)角膜散光的值和取向以及用于补偿这种散光的复曲面IOL的建议或处方复曲面参数；以及(3)用于矫正这种散光的一个或多个松弛切口的建议或处方位置和长度，等等。

分析仪140可以向显示器160输出这种综合生物测量的结果，使得显示器160可以为外科医生显示这些结果。显示器160可以是与眼睛可视化系统110相关联的电子视频显示器或计算机化显示器。在其他实施例中，显示器160可以是紧邻显微镜112的显示器，比如附接到显微镜112的外侧。最后，在一些实施例中，显示器160可以是将显示光投射到显微镜112的光路中的微型显示器或抬头显示器。投射可以经由反射镜157被耦合到主光路中。在其他实施例中，整个抬头显示器160可以位于显微镜112内部，或与显微镜112的端口集成。

在解剖学上，虹膜18与晶状体或晶状体14和/或包围晶状体14的晶状体囊接触或紧密靠近，这在用户只对晶状体信息感兴趣时可能会造成困难。例如，当构建定制的眼睛模型时，重要的是包括前部晶状体的形状。然而，在虹膜18与晶状体表面紧密地接触的情况下，前部虹膜和前部晶状体的混合物可能会被误解为前部晶状体，从而可能会破坏眼睛模型的性能。因此，为了准确地提取晶状体信息，应当检测虹膜。

主要通过检查OCT信号强度来完成虹膜检测，虹膜检测包括检测虹膜18的边缘。在正常的眼睛中，虹膜18的OCT信号通常比其周围的其他组织强。然而，在病态眼睛中，比如高密度白内障，晶状体14的OCT信号也可能很强。因此，基于OCT信号强度的虹膜检测在临床环境中不够稳健，其中眼睛会出现各种白内障病状。虹膜18的厚度结合OCT信号强度也可以用于虹膜检测。然而，取决于瞳孔的大小，虹膜18的厚度也发生变化。而且，虹膜18的厚度基本上因人而异。

因此，用于虹膜检测的前述方法不能提供稳健的检测。本文披露的技术使用OCT测量结果来利用虹膜18与晶状体14之间的固有物理性质差异，并且因此可以在临床环境中提供虹膜边缘的稳健检测结果。

图3是展示了根据当前披露的技术的用于在眼睛10的OCT成像中检测虹膜的边缘的示例方法的流程图。首先，如在框310处所示，接收用于虹膜检测的OCT图像。这包括获得从眼睛10的扫描中获得的数据，OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过眼睛10的虹膜18和晶状体14，而一些所述A线穿过晶状体14但未穿过虹膜18。

然后，如在框320处所示，检测至少第一交界面，其中这个第一交界面延伸跨过相邻的A线。假设这个检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面或虹膜的后表面，但其一些部分反而可以对应于晶状体。如下面将进一步详细地讨论，在一些实施例中，在方法的这个阶段可以检测多个交界面。例如，可以检测两个交界面，其中第一交界面的至少一部分是虹膜18的前表面并且第二交界面的至少一部分是虹膜18的后表面。更一般地，可以检测多个交界面，其中多个交界面中的至少一个的至少一部分对应于虹膜的前表面或虹膜的后表面。

如在框330处所示，该方法继续针对若干相邻A线中的每一个确定第一信号，该第一信号对应于A线中的在通过眼组织衰减之前或期间的点。这可以包括例如根据检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素来确定第一度量，例如平均强度，使得第一度量反映与第一交界面相关联的OCT信号强度。

接下来，如在框340处所示，针对若干A线中的每一个确定第二信号，其中第二信号对应于第一信号的衰减结果。更具体地，这可以包括针对相邻A线中的每一个来确定根据比用于得出第一度量的一个或多个A线像素离检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得第二度量反映在检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减。

如在框350处所示，该方法继续针对若干A线中的每一个基于第一信号和第二信号来得出指示至少一个A线的衰减性质的至少一个指标。更具体地，这可以包括基于上文讨论的第一度量和第二度量来计算相邻A线中的每一个的衰减参数。

然后，针对若干A线中的每一个，可以将这个得出的指标与阈值进行比较，如在框360处所示，以确定是否检测到虹膜。换句话说，该方法可以包括针对相邻A线中的每一个，通过将上文讨论的衰减参数与阈值进行比较来确定A线是否穿过虹膜。应当理解，可以通过观察哪些A线穿过虹膜(和晶状体)以及哪些穿过晶状体而没有穿过虹膜来检测虹膜的边缘。

应当理解，可以选择得出的衰减指标，使得当至少一个指标大于阈值时，对应的A线被视为已经穿过虹膜。还可能选择至少一个指标，使得当至少一个指标小于或等于阈值时，指示虹膜。应当进一步理解，所使用的阈值不限于固定值。阈值可以在不同的A线或不同的OCT图像之间自适应。

图4至图10展示了图3中所展示且上文讨论的方法的示例使用。图4展示了包括从左到右编索引的许多A线的示例OCT图像，其中A线从图像的顶部延伸到底部。值得注意的是，本文所描述的技术是关于任何OCT扫描图案，比如线扫描、光栅扫描、圆形扫描、螺旋扫描、利萨如扫描、花形扫描等。图11展示了用于获得图4的OCT图像的扫描图案。扫描在扫描图案的一个点处开始并且继续通过图案的每个花瓣，直到回到同一点为止。

在图4中，可以在图像的顶部处看到来自角膜的高强度反射。在下面(后部)，可以看到对应于虹膜和晶状体的反射数据。如上文所讨论，挑战是确定虹膜的边缘在哪里，使得可以准确地确定晶状体的形状。

图5示出了基于图4中的示例OCT图像来检测交界面的结果。在这个具体示例中，检测两个交界面(在图中标识为交界面A和交界面B)。交界面A的部分对应于虹膜的前表面，而其他部分延伸跨过晶状体。同样地，交界面B的部分对应于虹膜的后表面，而其他部分延伸跨过晶状体，例如，沿着晶状体囊的内部延伸。如上文所讨论，关于图3的框330，在这个分析步骤中可以检测一个(例如，仅交界面A或仅交界面B)或多个交界面。

图6展示了图4和图5中的A线中的每一个的第一信号度量的曲线图。这个第一度量反映与第一交界面相关联的OCT信号强度。在这个示例中，第一信号度量是检测的第一交界面(交界面A)与第二交界面(交界面B)之间的平均OCT强度。在其他示例中，第一信号度量可以是在第一交界面下方的一定数量的像素(例如，两个像素、五个像素、十个像素)处的OCT强度。在又一示例中，第一信号度量可以是在第二交界面上方的一定数量的像素(例如，两个像素、五个像素、十个像素)处的OCT强度。在又一示例中，第一信号可以是第一交界面与第二交界面之间的最大OCT强度度量。

图7展示了表示第一信号的衰减结果的第二信号度量的曲线图。因此，这个第二度量反映在检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减。在这个具体示例中，第二信号是第二交界面(交界面B)下方的平均OCT强度。

基于确定的第一度量和第二度量，可以得出沿着感兴趣的每个A线的衰减性质。换句话说，可以基于第一度量和第二度量来计算相邻A线中的每一个的衰减参数。图8展示了每个A线的示例衰减参数的曲线图。在这个示例中，衰减参数被计算为第一信号度量与第二信号度量之间的比率。也可以使用其他参数来表示组织的衰减特征，比如第一信号度量与第二信号度量之间的差异。例如，也可以通过对第一信号度量和第二信号度量进行曲线拟合来确定A线中的每一个的衰减参数值。

一旦获得了衰减指标，就可以通过将得出的至少一个指标与阈值进行比较来检测虹膜位置。这个比较的结果可以用来产生虹膜位置掩模，如图9所示，该虹膜位置掩模精确地揭示虹膜的边缘。在这个具体示例中，使用阈值5来将虹膜与晶状体区分开。也可以使用恒定或自适应的其他适当阈值来检测虹膜。

图10展示了基于图9的掩模的与虹膜检测相结合的最终分割结果。由于准确地检测到虹膜，因此分割的交界面表示晶状体的后表面的真实几何形状，而不是如存在于交界面B中的虹膜的前表面与晶状体的前表面的混合物，如图5所示。

鉴于上文提供的详细解释和示例，应当理解，图12中展示的过程流程表示根据本文所披露的技术的用于在眼睛的OCT成像中检测虹膜的边缘的示例方法。这个方法一般对应于图3所展示的方法。

如在框1210处所示，所展示的方法包括获得从眼睛的扫描中获得的数据，OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过眼睛的虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过晶状体但未穿过虹膜。如在框1220处所示，该方法进一步包括检测延伸跨过相邻A线的第一交界面，其中假设该交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面或后表面。

如在框1230处所示，该方法进一步包括针对相邻A线中的每一个，确定从检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素得出的第一度量，使得第一度量反映与第一交界面相关联的OCT信号强度。在一些实施例或示例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且针对相邻A线中的每一个，通过选择在检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定第一度量。在其他实施例或示例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且针对相邻A线中的每一个，通过计算以在检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定第一度量。在另外的其他实施例或示例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面，并且针对相邻A线中的每一个，通过选择在检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定第一度量。在另外的其他实施例或示例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面，并且针对相邻A线中的每一个，通过计算以在检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定第一度量。在另外的其他实施例或示例中，基于检测的第一交界面与第二检测的交界面之间的一个或多个像素值来确定第一度量。用于确定反映与第一交界面相关联的OCT信号强度的第一度量的这些方法的其他变化是可能的。

如在框1240处所示，该方法进一步包括针对相邻A线中的每一个，确定从比用于得出第一度量的一个或多个A线像素离检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得第二度量反映在检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减。在一些实施例中，例如，针对相邻A线中的每一个，通过计算在检测的第一交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定第二度量。

在一些实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且该方法进一步包括检测延伸跨过相邻A线的第二交界面，其中假设检测的第二交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面。这在图12中的框1225处示出，该框用虚线轮廓展示以便指示其不需要存在于所展示方法的每个示例或实施例中。在这些实施例中的一些中，可以针对相邻A线中的每一个通过计算检测的第一交界面与第二交界面之间的A线像素的A线像素值的中值、平均值或最大值来确定第一度量(如在框1230处所展示)。在这些实施例中的一些中，可以针对相邻A线中的每一个通过计算在检测的第二交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定第二度量(如在框1240处所展示)。

如在框1250和1260处所示，所展示的方法进一步包括基于第一度量和第二度量来计算相邻A线中的每一个的衰减参数，以及针对相邻A线中的每一个通过将衰减参数与阈值进行比较来确定A线是否穿过虹膜。例如，计算相邻A线中的每一个的衰减参数可以包括计算第一度量与第二度量之间的差异，其中衰减参数是基于计算的差异，或者计算第一度量与第二度量的比率，其中衰减参数是基于计算的比率。在一些实施例中，计算衰减参数可以包括使这些计算的差异或计算的比率平滑化，使得衰减参数是基于平滑化的计算的差异或平滑化的计算的比率。在一些实施例中，可以通过将曲线拟合到计算的差异或计算的比率来获得衰减参数。

在一些实施例中，该方法进一步包括基于针对每个A线确定A线是否穿过虹膜来显示OCT数据的视觉表示，该视觉表示包括虹膜边缘的指示。这在图12中的框1270处示出。

本文所描述的技术可以使用从OCT成像设备(例如，从比如在图1中所展示的设备)获得的OCT图像来执行。这些技术可以集成到OCT成像设备本身中，以产生集成了OCT成像和本文所描述的虹膜检测技术的成像系统。

因此，本发明的一些实施例包括OCT图像处理设备，该OCT图像处理设备包括：通信接口，其用于获得从眼睛的扫描中获得的OCT数据；以及处理单元，其可操作地耦合到通信接口并被配置为输出本文所描述的技术中的一个或多个。在一些实施例中，这个OCT图像处理设备可以对应于图1中所描绘的分析仪/控制器140。

在这些各种实施例中，由OCT图像处理设备获得的OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过眼睛的虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过晶状体但未穿过虹膜。处理电路可以包括一个或多个微处理器、微控制器等、以及存储程序代码的相关联存储器，该程序代码用于由微处理器、微控制器等执行，其中程序代码包括用于执行本文所描述的所有技术的计算机程序指令，并且该处理电路还可以或反而包括被配置为执行本文所描述的技术中的全部或任一个的部分的其他数字逻辑。由此，处理电路被配置为：检测延伸跨过相邻A线的第一交界面，其中假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面或后表面；以及针对相邻A线中的每一个，确定从检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素得出的第一度量，使得第一度量反映与第一交界面相关联的OCT信号强度。处理电路进一步被配置为：针对相邻A线中的每一个，确定从比用于得出第一度量的一个或多个A线像素离检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得第二度量反映在检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减；以及基于第一度量和第二度量来确定相邻A线中的每一个的衰减参数。处理电路还进一步被配置为针对相邻A线中的每一个，通过将衰减参数与阈值进行比较来确定A线是否穿过虹膜。

在一些实施例中，OCT图像处理设备进一步包括或与视频显示器(例如，图1中所展示的显示器160)相关联，并且处理电路进一步被配置为使用或致使显示器以基于针对每个A线确定A线是否穿过虹膜来显示OCT数据的视觉表示，该视觉表示包括虹膜边缘的指示。

在各种实施例中，上文所描述的OCT图像处理设备可以被配置为执行上文所描述的技术的变体中的一个或几个。因此，在OCT图像处理设备的一些实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过选择在检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定第一度量。在其他实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过计算以在检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定第一度量。在另外的其他实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面，并且处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过选择在检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定第一度量。在另外的其他实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面，并且处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过计算以在检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定第一度量。

在一些实施例中，处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过计算在检测的第一交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定第二度量。在一些实施例中，假设检测的第一交界面的至少一部分对应于虹膜的前表面，并且处理电路被配置为检测延伸跨过相邻A线的第二交界面，其中假设检测的第二交界面的至少一部分对应于虹膜的后表面。在这些实施例中的一些中，处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过计算在检测的第一交界面与第二交界面之间的A线像素的A线像素值的中值、平均值或最大值来确定第一度量。在这些后面的实施例中的一些中，处理电路被配置为针对相邻A线中的每一个通过计算在检测的第二交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定第二度量。

在上文所描述的实施例中的一些中，处理电路被配置为基于以下之一来计算相邻A线中的每一个的衰减参数：第一度量与第二度量之间的差异；以及第一度量与第二度量的比率。在一些实施例中，处理电路被配置为使计算的差异或计算的比率平滑化，并且基于平滑化的计算的差异或平滑化的计算的比率来计算衰减参数。在一些实施例中，通过将曲线拟合到计算的差异或计算的比率来获得衰减参数。

上述具体实施例展示但不限制本发明。如上所述和如下文要求保护的，还应理解的是，根据本发明的原理的许多修改和变化是可能的。

Claims (22)

1.一种用于在眼睛的光学相干断层扫描OCT成像中检测虹膜的边缘的方法，所述方法包括：

获得从所述眼睛的扫描中获得的OCT数据，所述OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过所述眼睛的虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过所述晶状体但未穿过所述虹膜；

检测延伸跨过相邻A线的第一交界面，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面或后表面；

针对所述相邻A线中的每一个，确定从所检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素得出的第一度量，使得所述第一度量反映与所述第一交界面相关联的OCT信号强度；

针对所述相邻A线中的每一个，确定从比用于得出所述第一度量的所述一个或多个A线像素离所检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得所述第二度量反映在所检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减；

基于所述第一度量和所述第二度量来计算所述相邻A线中的每一个的衰减参数；以及

针对所述相邻A线中的每一个，通过将所述衰减参数与阈值进行比较来确定所述A线是否穿过所述虹膜，

其中，计算所述相邻A线中的每一个的衰减参数包括以下之一：

计算所述第一度量与所述第二度量之间的差异，其中，所述衰减参数是基于所计算的差异；以及

计算所述第一度量与所述第二度量的比率，其中，所述衰减参数是基于所计算的比率。

2.如权利要求1所述的方法，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，并且其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过选择在所检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定所述第一度量。

3.如权利要求1所述的方法，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，并且其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过计算以在所检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定所述第一度量。

4.如权利要求1所述的方法，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过选择在所检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定所述第一度量。

5.如权利要求1所述的方法，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过计算以在所检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定所述第一度量。

6.如权利要求1所述的方法，其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过计算在所检测的第一交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定所述第二度量。

7.如权利要求1所述的方法，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，所述方法进一步包括检测延伸跨过所述相邻A线的第二交界面，其中，假设所检测的第二交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过计算所检测的第一交界面与所检测的第二交界面之间的A线像素的A线像素值的中值、平均值或最大值来确定所述第一度量。

8.如权利要求7所述的方法，其中，针对所述相邻A线中的每一个，通过计算在所检测的第二交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定所述第二度量。

9.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述衰减参数包括使所计算的差异或所计算的比率平滑化，其中，所述衰减参数是基于经平滑化的计算的差异或经平滑化的计算的比率。

10.如权利要求1所述的方法，其中，通过将曲线拟合到所计算的差异或所计算的比率来获得所述衰减参数。

11.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于针对每个A线确定所述A线是否穿过所述虹膜来显示所述OCT数据的视觉表示，所述视觉表示包括虹膜边缘的指示。

12.一种光学相干断层扫描OCT成像设备，包括：

通信接口，所述通信接口被配置为获得从眼睛的扫描中获得的OCT数据，所述OCT数据包括多个A线，一些所述A线穿过所述眼睛的虹膜和晶状体，而一些所述A线穿过所述晶状体但未穿过所述虹膜；以及

处理电路，所述处理电路可操作地耦合到所述通信接口并且被配置为：

检测延伸跨过相邻A线的第一交界面，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面或后表面；

针对所述相邻A线中的每一个，确定从所检测的第一交界面附近的一个或多个A线像素得出的第一度量，使得所述第一度量反映与所述第一交界面相关联的OCT信号强度；

针对所述相邻A线中的每一个，确定从比用于得出所述第一度量的所述一个或多个A线像素离所检测的第一交界面更远的一个或多个A线像素得出的第二度量，使得所述第二度量反映在所检测的第一交界面后部的一个或多个点处的OCT信号衰减；

基于所述第一度量和所述第二度量来计算所述相邻A线中的每一个的衰减参数；以及

针对所述相邻A线中的每一个，通过将所述衰减参数与阈值进行比较来确定所述A线是否穿过所述虹膜，

其中，所述处理电路被配置为基于以下之一来计算所述相邻A线中的每一个的衰减参数：

所述第一度量与所述第二度量之间的差异；以及

所述第一度量与所述第二度量的比率。

13.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，并且其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过选择在所检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定所述第一度量。

14.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，并且其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过计算以在所检测的第一交界面下方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定所述第一度量。

15.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过选择在所检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素处的A线像素值来确定所述第一度量。

16.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过计算以在所检测的第一交界面上方的预定数量的A线像素开始的一系列A线像素的平均A线像素值来确定所述第一度量。

17.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过计算在所检测的第一交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定所述第二度量。

18.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，假设所检测的第一交界面的至少一部分对应于所述虹膜的前表面，并且其中，所述处理电路进一步被配置为检测延伸跨过所述相邻A线的第二交界面，其中，假设所检测的第二交界面的至少一部分对应于所述虹膜的后表面，并且其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过计算在所检测的第一交界面与所检测的第二交界面之间的A线像素的A线像素值的中值、平均值或最大值来确定所述第一度量。

19.如权利要求18所述的OCT成像设备，其中，所述处理电路被配置为针对所述相邻A线中的每一个，通过计算在所检测的第二交界面后部的一系列A线像素的A线像素中值或平均值来确定所述第二度量。

20.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，所述处理电路被配置为使所计算的差异或所计算的比率平滑化，并且基于经平滑化的计算的差异或经平滑化的计算的比率来计算所述衰减参数。

21.如权利要求12所述的OCT成像设备，其中，所述处理电路被配置为通过将曲线拟合到所计算的差异或所计算的比率来获得所述衰减参数。

22.如权利要求12所述的OCT成像设备，进一步包括显示器，其中，所述处理电路被配置为基于针对每个A线确定所述A线是否穿过所述虹膜来显示所述OCT数据的视觉表示，所述视觉表示包括虹膜边缘的指示。

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