CN112236073A - 用于相对于眼睛进行基于反射的定位的系统和方法 - Google Patents

Abstract

披露了用于将眼科装置相对于患者的眼睛对准的系统和方法。在一个披露方案中，所述系统可以包括具有准轴和偏轴的眼科装置。所述系统可以包括准轴照明器，所述准轴照明器发射的光被所述患者的眼睛反射而形成具有中心的准轴反射。所述系统可以包括沿着所述准轴指向的准轴相机。所述系统可以包括偏轴照明器，所述偏轴照明器发射的光被所述眼睛反射而形成具有中心的偏轴反射。所述系统可以包括沿着所述偏轴指向的偏轴相机。所述眼科装置可以操作来在所述准轴基本上与所述准轴反射的中心正交并且所述偏轴基本上与所述偏轴反射的中心正交时，相对于所述患者的眼睛对准。

Description

用于相对于眼睛进行基于反射的定位的系统和方法

技术领域

本披露涉及用于将装置、比如诊断或外科手术装置相对于眼睛定位的系统和方法。

背景技术

在眼科学中，比如诊断或外科手术装置等装置相对于眼睛的精准定位通常对于获得准确结果至关重要。将装置的一部分在眼睛前方居中并将且将装置的一部分设定在距眼睛精确距离处可能是重要的。

可以使用许多技术来将装置对准。例如，可以使用基于反射的技术，其中各个光源在角膜上被反射并且被相机或眼睛成像。使用反射的大小和或位置来将装置定位。

还可以使用基于高度的技术。例如，可以通过使用Scheimpflug技术提供的距离信息或光学相干断层扫描(OCT)系统的体积信息来实现对准。

基于图像的技术可以使用眼睛图像的清晰度来确定例如在相机中被用来自动将场景聚焦在传感器上的距离。

基于立体的技术可以涉及距离的摄影测量以及在不同的参考点处检测相同的眼睛特征(例如瞳孔、角膜缘)。

发明内容

本文披露了用于将眼科装置相对于患者的眼睛对准的系统。所述系统可以包括眼科装置。所述眼科装置可以包括准轴(on-axis)照明器、准轴相机、偏轴(off-axis)照明器、以及偏轴相机。所述系统可以包括准轴和与所述准轴以偏轴锐角相交的偏轴。所述系统可以被配置成使得所述准轴照明器发射光，所述光入射到所述患者的眼睛上并被其反射而形成具有中心的准轴反射。所述系统可以被配置成使得所述准轴相机沿着所述准轴指向，使得所述准轴相机捕捉包括所述准轴反射的准轴图像、并且产生表示包括所述准轴反射的所述准轴图像的准轴图像数据。所述系统可以被配置成使得所述偏轴照明器沿着偏轴入射路径发射光，所述光入射在眼睛上并且被所述眼睛沿着偏轴反射路径反射而形成具有中心的偏轴反射。所述系统可以被配置成使得所述偏轴相机沿着所述偏轴指向，使得所述偏轴相机捕捉包括所述偏轴反射的偏轴图像、并且产生表示包括所述偏轴反射的所述偏轴图像的偏轴图像数据。所述系统可以被配置成使得所述眼科装置可操作来在所述准轴基本上与所述准轴反射的中心正交并且所述偏轴基本上与所述偏轴反射的中心正交时，相对于所述患者的眼睛对准。

所述系统可以具有以下附加特征，除非明显地相互排斥，否则所述附加特征可以进一步以任何可能的组合方式彼此组合：

所述系统可以被配置成使得准轴相机被包绕在所述准轴照明器内。

所述系统可以被配置成使得偏轴相机被包绕在所述偏轴照明器内。

所述系统可以被配置成使得所述准轴照明器的形状具有限定的中心。

所述系统可以被配置成使得，所述系统包括处理器。所述处理器可以被联接来接收所述准轴图像数据和所述偏轴图像数据、并且当所述眼科装置与所述患者的眼睛对准时产生通过信号。

所述系统可以包括在0°至90、或者15°至75°的范围内的偏轴角。例如，偏轴角可以被设定为45度。

所述系统可以包括：控制接口，所述控制接口被联接来接收来自使用者的输入并且产生控制信号。所述系统可以包括：马达，所述马达被联接来接收所述控制信号并且调整所述眼科装置相对于患者的眼睛的位置。

所述系统可以包括：处理器，所述处理器被联接来接收所述准轴图像数据和所述偏轴图像数据并且发送指令信号。所述系统可以包括：马达，所述马达被联接来接收所述指令信号并且调整所述眼科装置相对于所述眼睛的位置。

所述系统可以包括：屏幕，所述屏幕被联接来显示经处理的图像。所述经处理的图像可以包括由所述准轴相机接收到的准轴图像的至少一部分和由所述偏轴相机接收到的偏轴图像的至少一部分。

本文披露了用于将眼科装置与患者的眼睛对准的方法。所述方法可以包括将所述眼科装置相对于所述患者的眼睛放在某个位置处，所述位置包括x位置、y位置、和z位置。所述方法可以包括用准轴照明器来照亮所述患者的眼睛的第一部分，以产生具有中心的准轴反射。所述方法可以包括用偏轴照明器来照亮所述患者的眼睛的第二部分，以产生具有中心的偏轴反射。所述方法可以包括用沿着准轴指向的准轴相机来接收包括所述准轴反射的准轴图像。所述方法可以包括用沿着偏轴指向的偏轴相机来接收包括所述偏轴反射的偏轴图像。所述方法可以包括确定所述准轴是否基本上与所述准轴反射的中心正交。所述方法可以包括确定所述偏轴是否基本上与所述偏轴反射的中心正交。所述方法可以包括当所述准轴不是基本上与所述准轴反射的中心正交时，调整所述眼科装置的x位置和y位置中的至少一者。所述方法可以包括当所述偏轴不是基本上与所述偏轴反射的中心正交时，调整所述眼科装置的z位置。

所述方法可以具有以下附加步骤和特征，除非明显地相互排斥，否则所述附加步骤和特征可以进一步以任何可能的组合方式彼此组合：

所述方法可以包括将所述准轴相机包绕在所述准轴照明器内。

所述方法可以包括将所述偏轴相机包绕在所述偏轴照明器内。

所述方法可以包括生成表示所述准轴图像的准轴图像数据。所述方法可以包括生成表示所述偏轴图像的偏轴图像数据。所述方法可以包括将所述准轴图像数据发送至处理器。所述方法可以包括将所述偏轴图像数据发送至所述处理器。所述方法可以包括通过所述处理器来生成指令信号。所述方法可以包括将指令信号发送至马达。

所述方法可以包括在屏幕上显示所述准轴图像的至少一部分与所述偏轴图像的至少一部分的叠加。

所述方法可以包括生成所述准轴图像的至少一部分的准轴图形表示。所述方法可以包括生成所述偏轴图像的至少一部分的偏轴图形表示。所述方法可以包括在屏幕上显示所述准轴图形表示的至少一部分。所述方法可以包括在所述屏幕上显示所述偏轴图形表示的至少一部分。

所述方法可以包括设定允许的误差裕度，所述误差裕度包括对应于从所述准轴到所述准轴反射的中心的距离的至少一个值。

本文披露了布置用于将眼科装置与患者的眼睛对准的系统的部件的方法。所述方法可以包括使准轴相机沿着准轴指向。所述方法可以包括通过使偏轴相机沿着偏轴指向来设定偏轴角，其中，所述偏轴与所述准轴在交点处相交，所述偏轴角是由所述准轴和所述偏轴的相交所形成的锐角。所述方法可以包括将准轴照明器置于准轴位置处，其中，所述准轴照明器可操作来朝向所述交点发射可见光和/或红外光。所述方法可以包括将所述偏轴照明器相对于准轴相机和准轴照明器置于偏轴位置处。放置偏轴照明器可以这样完成：使得通过被置于所述偏轴位置处，所述偏轴照明器可操作来：朝向所述交点沿着偏轴入射路径来发射光。眼睛的顶点在被置于所述交点处时反射由所述偏轴照明器发射的光，从而形成具有中心的偏轴反射，所述偏轴基本上在所述偏轴反射内居中。

所述方法可以具有以下附加步骤和特征，除非明显地相互排斥，否则所述附加步骤和特征可以进一步以任何可能的组合方式彼此组合：

所述方法可以包括将所述准轴相机包绕在所述准轴照明器内。

所述方法可以包括将所述偏轴相机包绕在所述偏轴照明器内。

所述方法可以包括设定允许的误差裕度。所述误差裕度可以包括第一值，所述第一值对应于从所述准轴到所述准轴反射的中心的距离。所述误差裕度可以包括第二值，所述第二值对应于从所述偏轴到所述偏轴反射的中心的距离。

上述系统可以操作来执行上述方法、或者可以由上述方法得到。上述方法可以与上述系统一起使用或者得到上述系统。此外，上述方法可以彼此一起使用以得到并操作一种眼科装置。上述披露进一步包括一种眼科装置或一种用于根据上述方法来将眼科装置对准的系统。

附图说明

为了更全面地理解本披露及其特征和优点，现在参考结合附图进行的以下说明，这些附图描绘了本披露的多个不同实施例。

图1A是具有多个相机和照明器的眼科系统相对于眼睛处于对准位置的示意图。

图1B是图1A的眼科系统的准轴相机所捕捉的准轴图像的示意图。

图1C是图1A的眼科系统的偏轴相机所捕捉的偏轴图像的示意图。

图2A是具有准轴相机和照明器的眼科系统在相机未处于对准位置时的示意图。

图2B是如图2A所描绘的未处于对准位置的准轴相机所捕捉的眼睛的准轴图像的示意图。

图2C是具有准轴相机和照明器的眼科系统在准轴相机处于对准位置时的示意图。

图2D是如图2C所描绘的处于对准位置的准轴相机所捕捉的准轴图像的示意图。

图3A是具有准轴相机、偏轴相机、和偏轴照明器的眼科系统相对于眼睛未处于对准位置的示意图。

图3B是如图3A所展示的相对于眼睛未处于对准位置的偏轴相机所捕捉的偏轴图像的示意图。

图3C是具有准轴相机、偏轴相机、和偏轴照明器的眼科系统相对于眼睛处于对准位置的示意图。

图3D是如图3C所展示的相对于眼睛处于对准位置的偏轴相机所捕捉的偏轴图像的示意图。

图4是眼科系统的示意图，其中相机被照明器包绕。

图5A是眼科系统的示意性前视图。

图5B是图5A的具有屏幕和控制接口的眼科系统的示意性后视图。

图6是具有控制接口和马达的眼科系统的一部分的示意性框图。

图7是具有处理器和马达的眼科系统的一部分的示意性框图。

图8是布置用于将眼科装置与眼睛对准的系统的部件的方法的流程图。

图9是用于将装置与眼睛对准的方法的流程图。

具体实施方式

在以下说明中，通过举例的方式阐述了细节以便于讨论所披露的主题。然而，本领域普通技术人员应清楚的是，所披露实施例是示例性的而不是所有可能实施例的穷举，并且此外，除非明显地相互排斥，否则所披露实施例的组成特征可以彼此组合，即使没有明确地描述每种组合。

如将进一步详细描述的，本披露的发明人已经开发了用于诊断应用和眼外科手术中的方法和系统。本文披露的眼科系统和方法可以用于改善与眼睛的对准。更好的对准允许进行更准确的诊断和外科手术程序。

本文披露的用于对准的系统和方法可以是快速的、有成本效益的、且实施起来简单的。这些系统和方法可以产生非常易于向使用者解释的信息。例如，使用者可以只需要调整系统来将明亮的反射集中在一个或两个图像(一个偏轴线图像和一个准轴图像)内。将反射集中将使系统相对于眼睛的角膜定位在所定义的x、y、和z位置。这些方法和系统允许在角膜形状和大小变化时仍获得准确的对准，这是因为这些方法和系统可以仅依赖于来自顶点的反射。

出于参考目的，本披露中的一些图和描述包括x-y-z取向。x轴、y轴、和z轴的名称是随意的并且可以重新排列。标记为圆中包绕点的轴线指示了三维系统，可以将其想象为从页面沿法线延伸。在图1至图4中，y轴垂直于准轴。调整或移动眼科装置或系统的位置是指移动该装置或系统的至少一部分。

本文披露的系统和方法可以用于将任何数量的眼科装置对准。例如，这些系统和方法可以用于将任何眼科诊断装置(比如角膜曲率计)、任何眼外科手术装置(比如，激光器、透镜)、或任何其他眼科装置进行对准。

图1A描绘了处于对准位置的、具有多个相机和照明器的眼科系统117。准轴相机100沿着准轴101指向患者的眼睛102。该准轴可以垂直于眼睛102的用于确定对准位置的一部分。例如，准轴101可以垂直于角膜的顶点116，或者准轴101可以经过并且平行于瞳孔的中心。偏轴相机103沿着偏轴104指向眼睛102。准轴101与偏轴104之间的相交形成偏轴角γ。偏轴角γ可以是锐角(在0°与90°之间、更特别地在15°与75°之间，如图1A所示。在一些实施例中，偏轴角γ为45度，同样如图1A所示。

准轴相机100和偏轴相机103可以连续地记录图像或者可以以预定的或用户输入的间隔来捕捉图像。虽然在图1A的实施例中仅示出了两个相机(准轴相机100和偏轴相机103)，但是可以使用额外的相机。特别地，可以以相同的偏轴角或不同的偏轴角使用额外的偏轴相机。偏轴相机103被示为被定位在x方向上离准轴相机100一定距离处，但是偏轴相机103也可以被定位在与准轴相机100相同的x位置处、并且也可以与准轴相机100例如在y方向上分隔一定距离。

准轴照明器107包绕且包围准轴相机100。准轴照明器107可以包括固视灯、单个或多个发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器或其他照明技术(比如投影或常规灯泡)、或其组合。准轴照明器107(虽然被示为圆形)可以采取容易定义中心的各种各样的形状，比如方形、菱形、或其他规则多边形、或卵形、或排列成这样的形状的点图案。准轴相机100沿着准轴101指向穿过准轴照明器107。虽然在所描绘的实施例中，准轴相机100被定位成在y方向上在准轴照明器107后方，但是准轴相机100可以被定位在与准轴照明器107相同的y位置处、或者在准轴照明器107前方。另外，准轴照明器107不必包绕准轴相机100。准轴照明器107可以例如通过使用一个LED而为单点的形状，或者形状为两条相交线或其他形状。准轴照明器107的大小和形状可以独立于角膜的形状和大小。

偏轴照明器108被定位成远离偏轴相机103。偏轴照明器108和偏轴相机103可以放在距准轴相机100相同或不同的距离处。偏轴照明器108可以包括固视灯、单个或多个发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示器(LCD)、等离子体显示器或其他照明技术(比如投影或常规灯泡)、或其组合。偏轴照明器108(虽然被示为点)可以采取可以采取容易定义中心的各种各样的形状，比如方形、菱形、或其他规则多边形、或卵形、或排列成这样的形状的点图案。偏轴照明器108可以包绕偏轴相机103。偏轴照明器108可以放在距准轴101为与偏轴相机103相等的距离处。

可以如下将眼科系统117或其部分在x方向和y方向上对准。准轴照明器107可以发射入射到眼睛102上的光。入射到眼睛102上的光可以被反射而形成具有中心的准轴反射112。准轴反射112可以到达准轴相机100和偏轴相机103。准轴相机100和偏轴相机103可以捕捉从眼睛102反射的光的图像。准轴相机100可以沿着准轴101指向。偏轴相机103可以沿着偏轴104指向。这些图像可以包含图像数据，包括表示图像的数字值或模拟值。使用者或计算机可以使用这些图像来确定眼科系统117或其部分是否与眼睛102对准。当准轴101与准轴反射112的中心正交时，眼科系统117或其部分在x方向和y方向上对准。

可以如下使眼科系统117或其部分在z方向上对准。偏轴照明器108可以发射沿着偏轴入射路径118行进的光，从而该光入射到眼睛102上。沿着偏轴入射路径118入射的光可以在眼睛102处沿着偏轴反射路径119反射，而形成具有中心的偏轴反射113。在图1A中，眼睛102的顶点116的中心位于偏轴反射路径119中。偏轴反射113可以到达准轴相机100和偏轴相机103。准轴相机100和偏轴相机103可以捕捉从眼睛102反射的光的图像。准轴相机100可以沿着准轴101指向。偏轴相机103可以沿着偏轴104指向。这些图像可以包含图像数据，包括表示图像的数字值或模拟值。使用者或处理器可以使用这些图像来确定眼科系统117或其部分是否与眼睛102对准。当偏轴104与偏轴反射113的中心正交时，如图所示，眼科系统117或其部分在z方向上对准。偏轴相机103可以被放置成使得偏轴104与偏轴反射113的中心正交。

图1B描绘了被图1A所示的眼科系统117中的准轴相机100接收到的准轴图像110。准轴图像110可以用包括数字值或模拟值的电子图像数据表示。准轴图像110可以显示在网格111上。准轴图像110可以描绘准轴照明器107被眼睛102的准轴反射112。在眼科系统117的这个位置处捕捉到的图像中，准轴相机100处于对准位置，因为准轴反射112处于准轴图像110的中心。准轴101与眼睛102的顶点116的中心和准轴反射112的中心正交。准轴反射112也处于网格111的中心。准轴图像110可以被发送至处理器、被显示在屏幕上、或进行这两者。使用者或处理器可以基于准轴图像110来确定准轴相机100是否居中。虽然在图1B中，准轴反射112在准轴图像110中精确地居中，但是也可以设定误差裕度，使得甚至在准轴相机100未完美居中时仍处于对准位置。准轴图像110中还捕捉到偏轴照明器108的来自患者眼睛102的偏轴反射113。使用者或处理器还可以基于准轴图像110中偏轴反射113的位置来收集关于眼科系统117的全部或一部分的相对位置的信息。

图1C描绘了被图1A的眼科系统117中的偏轴相机103接收到的偏轴图像114。偏轴图像114可以用包括数字值或模拟值的电子图像数据表示。偏轴图像114可以显示在网格115上。偏轴图像114可以描绘偏轴照明器108被眼睛102的偏轴反射113。偏轴相机103处于对准位置，如通过偏轴反射113的位置在偏轴图像114的中心所示。偏轴104处于偏轴角γ时与眼睛102的顶点116的中心正交。偏轴104与偏轴反射113的中心正交。偏轴反射113还处于网格115的中心。偏轴图像114可以被发送至处理器、被显示在屏幕上、或进行这两者。使用者或处理器可以基于偏轴图像114来确定偏轴相机103是否居中。虽然在图1C中，偏轴反射113在偏轴图像114中精确地居中，但是也可以设定误差裕度，使得甚至在偏轴相机103未完美居中时仍处于对准位置。偏轴图像114中还捕捉到准轴照明器107的来自患者眼睛102的准轴反射112。使用者或处理器还可以基于偏轴图像114中准轴反射112的位置来收集关于眼科系统117的全部或一部分的相对位置的信息。

图2A描绘了具有准轴相机100和准轴照明器107的眼科系统117，此时准轴相机100未相对于眼睛102处于对准位置。准轴相机100沿着准轴101总体上指向眼睛102。准轴101不与眼睛102的顶点116的中心正交。在图2A中，准轴101不与准轴反射112正交，因此准轴相机100不处于对准位置。

图2B描绘了当准轴相机100未处于对准位置时(如图2A所示)被准轴相机100捕捉到的准轴图像110。准轴相机100未处于对准位置，因为准轴反射112不在准轴图像110的中心。准轴反射112也未处于网格111的中心。为了到达对准位置，需要至少在x方向和y方向上调整眼科系统117的全部或一部分相对于眼睛102的位置。

图2C描绘了具有准轴相机100和准轴照明器107的眼科系统117，此时准轴相机100相对于眼睛102处于对准位置。图2C中眼科系统117的全部或一部分的位置在x方向和y方向上与图2A相比不同。准轴101与眼睛102的顶点116的中心正交。在图2C中，准轴101与准轴反射112正交，因此准轴相机100处于对准位置。

图2D描绘了当准轴相机100处于对准位置时(如图2C所示)被准轴相机100捕捉到的准轴图像110。准轴相机100处于对准位置，因为准轴反射112处于准轴图像110的中心。准轴反射112也处于网格111的中心。

图3A描绘了具有准轴相机100、偏轴相机103、和偏轴照明器108的眼科系统117。眼科系统117被示为偏轴相机103未相对于眼睛102处于对准位置。偏轴相机103沿着偏轴104总体上指向眼睛102。偏轴104与准轴101以偏轴角γ相交。偏轴照明器108朝向眼睛102发射光。沿着偏轴入射路径118行进的光在眼睛102处沿着偏轴反射路径119反射而形成偏轴反射113。在图3A中，偏轴104不与眼睛102的顶点116的中心或偏轴反射113的中心正交，因此偏轴相机103未处于对准位置。为了到达对准位置，需要至少在y方向上调整眼科系统117的全部或一部分相对于眼睛102的位置。

图3B描绘了当偏轴相机103未处于对准位置时(如图3A所示)被偏轴相机103捕捉到的偏轴图像114。偏轴相机103未处于对准位置，因为偏轴反射113不在偏轴图像114的中心。偏轴反射113也未处于网格115的中心。为了到达对准位置，需要至少在y方向上调整眼科系统117的全部或一部分相对于眼睛102的位置。

图3C描绘了具有准轴相机100、偏轴相机103、和偏轴照明器108的眼科系统117。眼科系统117被示为偏轴相机103相对于眼睛102处于对准位置。偏轴104与眼睛102的顶点116的中心正交。在图3C中，偏轴104与偏轴反射113正交，因此其处于对准位置。由于反射点121处的法线120与准轴301对准，因此眼科系统117是对准的。反射点121由从偏轴照明器108发射的光决定。光沿着偏轴入射路径118行进、并且被反射至偏轴反射路径119。相对于图3A，已经在y方向了调整了眼科装置的位置。

图3D描绘了当偏轴相机103未处于对准位置时(如图3C所示)被偏轴相机103捕捉到的偏轴图像114。偏轴相机103处于对准位置，因为偏轴反射113处于偏轴图像114的中心。偏轴反射113处于网格115的中心。

图4描绘了眼科系统117，其中准轴相机100被准轴照明器107包绕。准轴相机100沿着准轴101指向。无论准轴相机100沿着y方向在准轴照明器107的前方、与之对准、还是在其内居中，准轴照明器107始终可以包绕准轴相机100。另外，准轴照明器107的形状可以采取容易定义中心的各种各样的形状，比如方形、菱形、或其他规则多边形、或卵形、或排列成这样的形状的点图案。如果准轴照明器107的形状不形成具有限定的内部区域的外边界，准轴照明器仍可以包绕准轴相机100。例如，如果准轴相机100与被形成为一行LED的准轴照明器107串联放置而其中在相机的一侧有LED并且在另一侧也有LED，则这行LED可以包绕准轴相机100。准轴相机100不必在准轴照明器107内沿任何方向都居中。

图5A是眼科系统117的前视图。眼科系统117可以包括眼科装置105。眼科装置105可以包括角膜曲率计，如图5A和图5B所示。眼科装置105可以包括任何眼科诊断装置(比如角膜曲率计)、任何眼外科手术装置(比如，激光器、透镜)、或任何其他眼科装置。可从眼科系统117的前方看到沿着准轴101指向的准轴相机100、沿着偏轴104指向的偏轴相机103、准轴照明器107、以及偏轴照明器108的示例。

图5B是图5A所示的眼科系统117的后视图。眼科系统117包括屏幕518和控制接口519。屏幕518被示为显示经处理的图像510，该图像描绘了准轴反射112和偏轴反射113。屏幕518可以是任何种类的显示器，例如LED、OLED、LCD、等离子体等。屏幕518可以是触摸屏。屏幕518不必附接至与图5B和图5A所示的任何物理部件相同的物理结构上。

虽然在所描绘的实施例中，经处理的图像510仅示出了一个视图，但是它可以示出多个视图——比如除了来自准轴相机100的视图之外，还有来自偏轴相机103的视图。另外，屏幕518可以显示经处理的图像510，该经处理的图像将从多个相机获取的图像叠加。例如，屏幕518可以显示由准轴相机100捕捉的图像、并且叠加由偏轴照明器发射的光被偏轴相机103接收到的偏轴反射。

屏幕518可以显示所反射的照明器光的增强现实或图形表示，以更清晰地显示反射或更好地传达其中包含的位置信息。屏幕518可以显示准轴反射、偏轴反射、或这两者的图形表示。图形表示可以描绘反射的一部分或全部。屏幕518可以显示眼睛的图像或其反射或图形表示。屏幕518可以显示滤波后的图像，而不显示由一个或多个相机生成的某些数据。屏幕518还可以显示眼睛的图形表示。屏幕518可以显示数值信息，比如实现对准所需的方向调整。屏幕518可以进一步基于系统是否在任何或所有空间方向上都对准来显示关于通过或失败的指示。单独的光指示器、声音指示器、或物理指示器可以指示通过或失败指示。

图5B中还描绘了控制接口519。在所描绘的实施例中，控制接口519包括操纵杆，但是代替此可以包括例如模拟按钮、图形按钮、旋钮、脚踏板等。控制接口519可以具有在屏幕518上显示的虚拟部件。控制接口519不必附接至与图5B和图5A所示的任何物理部件相同的物理结构上。控制接口519可以接收来自使用者的输入(例如，呈操纵杆的机械移动或电输入的形式)并且可以生成对应的模拟或数字信号。控制接口519可以具有内部处理器或将所生成的信号导出至马达或处理器。接着，取决于所接收的信号，马达或机械结构(例如，杠杆)可以在一个或多个方向上调整眼科系统的全部或一部分的位置。

图6是图5A和图5B的具有控制接口519和马达605、606、和607的眼科系统117的实施例的一部分的框图。控制接口519接收用户输入601并且发送一个或多个控制信号602、603、和604至一个或多个马达605、606、和607。用户输入601可以例如是使用者对控制接口519的操纵杆的移动。控制接口519将用户输入601转化为数字或模拟信号、并且发送对应的控制信号602、603和604至相应的马达605、606、和607。

每个马达605、606、或607可以接收独特的信号、或者可以接收来自控制接口519的相同信号并且将其解码。接着，取决于所接收的信号，马达605、606、或607可以在一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)上、或者在表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的移动的方向上调整眼科系统117的全部或一部分的位置。使用者可以使用控制接口519来调整眼科系统117的全部或一部分的位置，直至它相对于眼睛102处于总体对准的位置。系统可以具有比图6描绘的更少或更多的部件，比如马达、控制信号、和用户输入。

图7是图5A、图5B、和图6的具有处理器700和马达605、606、和607的眼科系统117的实施例的一部分的框图。作为控制接口519的一部分，除了控制接口519之外或者代替该控制接口，眼科系统117可以具有处理器700。处理器700可以接收图像数据701并且发送一个或多个指令信号702、703、和704至一个或多个马达605、606、和607。图像数据701可以是从准轴相机、偏轴相机、这两者、或额外的相机获得的数据。图像数据701可以包括呈任何图像或视频格式的数据。图像数据还可以在早期阶段进行预处理。处理器700接收图像数据701、并且可以基于图像数据701来确定是否需要通过例如执行数字图像处理来进行校正动作。

处理器700可以将图像数据701中包含的信息与存储器708中存储的参考内容进行比较，以确定是否需要校正动作。用户输入610可以被处理器700读取并且此后被写入存储器708中或从中读取。存储器708和处理器700可以通过存储器信号709来传递信息。

如果需要校正动作，则处理器700可以发送一个或多个指令信号702、703、和704至一个或多个马达605、606、和607。一个或多个马达605、606、和607根据处理器700所生成的一个或多个指令信号702、703、和704被致动。马达605、606、或607在致动后可以在一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)上、或者在表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的移动的方向上调整眼科系统117的全部或一部分的位置。马达605、606、和607可以移动眼科系统的一部分或全部，最终移动至总体对准的位置。附加于或代替依赖于用户输入，可以在接收到图像数据后自动进行致动和处理。相应地，眼科系统的一部分或全部可以基于相机所接收到的图像数据被移动。

另外，误差裕度可以通过用户输入610来设定、可以存储在存储器708中、或进行这两者。误差裕度可以用于确定图像数据与参考图像之间的差异是否在可接受范围内。误差裕度可以包括包含在一个或多个方向上的允许距离的一个或多个数值。

误差裕度可以包括下文描述的距中心的距离和电子值的所有或任何组合。例如，误差裕度可以包括从准轴101的中心沿一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)、或沿表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的距离的方向到准轴反射112的中心的允许距离。误差裕度可以包括从偏轴104的中心沿一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)、或沿表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的距离的方向到偏轴反射113的中心的允许距离。误差裕度可以包括对应于以下的电子表示，比如数字值或模拟值：从准轴101的中心沿一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)、或沿表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的距离的方向到准轴反射112的中心的允许距离。误差裕度可以包括对应于以下的电子表示，比如数字值或模拟值：从偏轴104的中心沿一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)、或沿表示沿着x轴、y轴和z轴中的两个或三个的距离的方向到偏轴反射113的中心的允许距离。误差裕度可以经由用户输入610被输入、被处理器700处理、并且存储在存储器708中。处理器700可以使用误差裕度来确定是否需要校正动作。如果需要校正动作，则处理器700生成并发送一个或多个指令信号702、703、和704以致动一个或多个马达605、606、和607，从而将眼科系统的全部或一部分移动到总体对准的位置。与图7所示的相比，可以使用更多或更少的部件，比如马达、指令信号、图像数据路径、和用户输入。

图8是布置用于将眼科装置与患者眼睛对准的系统的部件的方法的流程图。该眼科系统可以是如图1至图7描述的眼科系统117。在步骤800中开始布置之后，该方法包括在步骤801中使准轴相机沿着准轴指向。步骤801中的定向可以设定用于将其他部件定位的参考。步骤801中的定向可以包括将相机放在或安装在系统上。

该方法可以包括在步骤802中设定偏轴角。该偏轴角可以参考准轴来设定，其中偏轴角是在准轴与偏轴的交点处形成的锐角。该方法可以包括在步骤803中使偏轴相机沿着偏轴指向。

该方法可以包括在步骤806中将一个或多个照明器置于某个位置。可以将准轴照明器置于准轴位置处，在此该照明器能够沿准轴相机可以捕捉的方向发射光。可以将偏轴照明器置于偏轴位置处，在此该照明器能够沿偏轴相机可以捕捉的方向发射光。在步骤806中放置照明器可以包括将照明器安装在系统上。将照明器放在相对于相机的某个相对位置处。在步骤806中放置照明器可以包括将准轴相机包绕在照明器内。在步骤806中放置照明器可以包括将偏轴相机包绕在照明器内。

该方法还可以包括在步骤807中设定误差裕度。在步骤807中设定误差裕度可以包括调整存储器中的值或控制用户输入。

该方法还可以包括在步骤808中结束布置。该方法可以包括在本披露的其他地方使用所描述的部件或系统。

图9是用于将眼科系统与眼睛对准的方法的流程图。该眼科系统可以是如关于图1至图7描述的或者使用图8的方法对准的眼科系统117。在步骤901中开始对准之后，该方法可以包括在步骤902中将眼科系统设定在初始位置。

该方法可以包括在步骤903中照亮眼睛的第一和第二部分。该第一和第二部分可以重叠。该第一和第二部分可以由两个不同的照明器照亮。该方法可以包括在步骤904中用一个或多个相机接收图像。

该方法可以包括在步骤905中确定是否需要调整。步骤905中的确定可以由使用者手动完成，或者由处理器、或使用者与处理器输入的组合来完成。步骤905中的确定决定了是否需要在一个或多个方向(可以与上文关于眼睛102描述的x轴、y轴和z轴关联)上或在x轴、y轴和z轴中的两个或三个的方向上调整系统的全部或一部分相对于眼睛的位置。步骤905中的确定可以包括将对应于一个或多个图像的图像数据发送至处理器、并且生成指令信号。

如果需要调整，则该方法可以包括在步骤906中确定需要的调整量。在步骤906中确定量可以包括确定使系统的全部或一部分(比如准轴相机)相对于眼睛在x方向、y方向、和/或z方向上居中的调整量。在步骤906中确定量可以由使用者手动完成，或者由处理器、或使用者与处理器输入的组合来完成。在步骤906中确定量可以包括将一个或多个图像的图像数据发送至处理器、并且生成指令信号。该方法可以包括在步骤907中调整系统的全部或一部分相对于眼睛的位置。步骤907中的调整可以包括经由指令信号或控制信号来致动马达、或者机械地移动该系统的全部或一部分。

当不再需要调整时，或者当准轴相机100和偏轴相机103如上所述在误差裕度内基本上居中时，该方法可以包括在步骤908中结束对准。该方法可以包括在本披露的其他地方使用所描述的部件或系统。

以上披露的主题应认为是说明性而非限制性的，并且所附权利要求旨在覆盖所有此类修改、增强、以及落入本披露的真实精神和范围内的其他实施例。因此，在法律允许的最大程度上，本披露的范围将由对以下权利要求及其等效物的最宽允许解释来确定并且不应受限于或局限于上述详细说明。

Claims (20)

1.一种用于将眼科装置相对于患者的眼睛对准的系统，所述系统包括：

准轴和与所述准轴以偏轴锐角相交的偏轴；以及

眼科装置，所述眼科装置包括：

可操作来发射光的准轴照明器，该光入射到所述患者的眼睛上并被其反射而形成具有中心的准轴反射；

准轴相机，所述准轴相机可操作来沿着所述准轴指向，使得所述准轴相机捕捉包括所述准轴反射的准轴图像、并且产生表示包括所述准轴反射的所述准轴图像的准轴图像数据；

可操作来沿着偏轴入射路径发射光的偏轴照明器，该光入射在眼睛上并且被所述眼睛沿着偏轴反射路径反射而形成具有中心的偏轴反射；以及

偏轴相机，所述偏轴相机可操作来沿着所述偏轴指向，使得所述偏轴相机捕捉包括所述偏轴反射的偏轴图像、并且产生表示包括所述偏轴反射的所述偏轴图像的偏轴图像数据；

所述眼科装置可操作来在所述准轴基本上与所述准轴反射的中心正交并且所述偏轴基本上与所述偏轴反射的中心正交时，相对于所述患者的眼睛对准。

2.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，其中，所述准轴照明器包绕所述准轴相机。

3.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，其中，所述偏轴照明器包绕所述偏轴相机。

4.如权利要求2所述的用于将眼科装置对准的系统，其中，所述准轴照明器的形状具有限定的中心。

5.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，其中：

所述系统进一步包括处理器，所述处理器可操作来接收所述准轴图像数据和所述偏轴图像数据、并且当所述眼科装置相对于所述患者的眼睛对准时产生通过信号。

6.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，其中，所述偏轴角在0°与90°之间。

7.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，进一步包括：

控制接口，所述控制接口被联接来接收来自使用者的输入并且产生控制信号；以及

马达，所述马达被联接来接收所述控制信号并且调整所述眼科装置相对于患者的眼睛的位置。

8.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，进一步包括：

处理器，所述处理器可操作来接收所述准轴图像数据和所述偏轴图像数据并且发送指令信号；以及

马达，所述马达被联接来接收所述指令信号并且调整所述眼科装置相对于所述眼睛的位置。

9.如权利要求1所述的用于将眼科装置对准的系统，进一步包括屏幕，所述屏幕被联接来显示经处理的图像，所述经处理的图像包括由所述准轴相机接收到的准轴图像的至少一部分和由所述偏轴相机接收到的偏轴图像的至少一部分。

10.一种用于将眼科装置与患者的眼睛对准的方法，所述方法包括：

将所述眼科装置相对于所述患者的眼睛放在某个位置处，所述位置包括x位置、y位置、和z位置；

用准轴照明器来照亮所述患者的眼睛的第一部分，以产生具有中心的准轴反射；

用偏轴照明器来照亮所述患者的眼睛的第二部分，以产生具有中心的偏轴反射；

用沿着准轴指向的准轴相机来接收包括所述准轴反射的准轴图像；

用沿着偏轴指向的偏轴相机来接收包括所述偏轴反射的偏轴图像；

确定所述准轴是否基本上与所述准轴反射的中心正交；

确定所述偏轴是否基本上与所述偏轴反射的中心正交；

当所述准轴不是基本上与所述准轴反射的中心正交时，调整所述眼科装置的x位置和y位置中的至少一者；以及

当所述偏轴不是基本上与所述偏轴反射的中心正交时，调整所述眼科装置的z位置。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述准轴相机包绕在所述准轴照明器内。

12.如权利要求10所述的方法，进一步包括将所述偏轴相机包绕在所述偏轴照明器内。

13.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

生成表示所述准轴图像的准轴图像数据；

生成表示所述偏轴图像的偏轴图像数据；

将所述准轴图像数据发送至处理器；

将所述偏轴图像数据发送至所述处理器；

通过所述处理器来生成指令信号；以及

将指令信号发送至马达。

14.如权利要求10所述的方法，进一步包括在屏幕上显示所述准轴图像的至少一部分与所述偏轴图像的至少一部分的叠加。

15.如权利要求10所述的方法，进一步包括：

生成所述准轴图像的至少一部分的准轴图形表示；

生成所述偏轴图像的至少一部分的偏轴图形表示；

在屏幕上显示所述准轴图形表示的至少一部分；以及

在所述屏幕上显示所述偏轴图形表示的至少一部分。

16.如权利要求10所述的方法，进一步包括设定可允许的误差裕度，所述可允许的误差裕度包括对应于从所述准轴到所述准轴反射的中心的距离的至少一个值。

17.一种布置用于将眼科装置与患者的眼睛对准的系统的部件的方法，所述方法包括：

使准轴相机沿着准轴指向；

通过使偏轴相机沿着偏轴指向来设定偏轴角，其中，所述偏轴与所述准轴在交点处相交，所述偏轴角是由所述准轴和所述偏轴的相交所形成的锐角；

将准轴照明器置于准轴位置处，其中，所述准轴照明器可操作来朝向所述交点发射可见光和/或红外光；以及

将偏轴照明器相对于所述准轴相机和所述准轴照明器置于偏轴位置处，其中，通过被置于所述偏轴位置处，所述偏轴照明器可操作来：

朝向所述交点沿着偏轴入射路径来发射光，其中，眼睛的顶点在被置于所述交点处时反射由所述偏轴照明器发射的光，从而形成具有中心的偏轴反射，所述偏轴基本上在所述偏轴反射内居中。

18.如权利要求17所述的方法，其中，将所述准轴照明器置于所述准轴位置进一步包括：将所述准轴相机包绕在所述准轴照明器内。

19.如权利要求17所述的方法，其中，将所述偏轴相机相对于所述准轴相机和所述准轴照明器置于所述偏轴位置进一步包括：将所述偏轴相机包绕在所述偏轴照明器内。

20.如权利要求17所述的方法，进一步包括设定可允许的误差裕度，所述可允许的误差裕度包括：

第一值，所述第一值对应于从所述准轴到所述准轴反射的中心的距离；以及

第二值，所述第二值对应于从所述偏轴到所述偏轴反射的中心的距离。

Images