CN115731229A - 三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及眼科医疗技术领域，尤其涉及一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质，方法包括：S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，重建出角膜前表面的校正地形图；S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出角膜后表面的校正地形图；S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。本申请具有提高三维角膜模型的精度的效果。

Description

三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及眼科医疗技术领域，尤其是涉及一种三维角膜模型构建方法和装置。

背景技术

在眼科医疗领域，角膜地形图仪是测量角膜形状的重要仪器之一，可精确测量角膜表面曲率参数，并将测量结果以数字化地形图的方式呈现出来，即将测量结果以角膜地形图的方式呈现，对角膜接触镜查验、角膜疾病诊断和角膜术后恢复评估有着重要的指导作用。

传统的角膜地形图仪通常由Placido盘、简单光路和采集图像的角膜相机组成，具有成本低、检查方便的特点，但也存在着一些缺点，例如角膜高度精度比较低，无法测量角膜后表面地形图，使得由二维图像重建为三维图像的精确度较低，限制了角膜地形图仪的广泛应用。

发明内容

为了提高三维角膜模型的精度，本申请提供一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质。

本申请提供的一种三维角膜模型构建方法、系统、电子设备和存储介质采用如下的技术方案：

第一方面，一种三维角膜模型构建方法和装置，包括以下步骤：

S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；

S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图；

S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图；以及，S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。

通过采用上述技术方案，利用角膜在法截面的OCT图像(眼前节OCT图像)可实现角膜顶点位置的精确定位，可对角膜前表面地形图进行校正，提高角膜前表面地形图的精度；在角膜前表面的校正地形图的基础上，结合眼前节OCT图像，可得到角膜后表面的校正地形图，便于识别早期圆锥角膜。利用眼前节OCT图像可以在微米级别测量整个角膜厚度，而不仅仅是中央角膜厚度，从而可构建出精确度较高的三维角膜模型。

可选的，步骤S2具体包括以下步骤：

S21角膜上未取法截面的区域为待校正区域，根据待重建的角膜前表面地形图，得到角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度；根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上前表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度；

S22角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；

S23根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率；

根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正切向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正切向曲率；

根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正角膜高度、角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜高度；

S24重建出角膜前表面的校正地形图。

通过采用上述技术方案，由于构建出的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低，根据OCT成像技术得到的角膜法截面的OCT图像的精确度较高，因此，角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度直接选用OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，计算简便。当采用拟合关系无法很准确的对角膜前表面上待校正区域的轴向曲率进行校正时，对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正，可采用在角膜前表面且在法截面上的点的校正数据，对角膜前表面待校正区域该点的数据进行校正，从而可重建角膜前表面地形图，提高角膜前表面地形图的精确度。

可选的，步骤S23具体包括以下步骤：

S231取角膜前表面上待校正区域中的点A，取在角膜前表面中且在其中一法截面上、与点A距离最近的点B，根据点B的OCT轴向曲率和点A的待校正轴向曲率，得到点A的校正轴向曲率；根据点B的OCT切向曲率和点A的待校正切向曲率，得到点A的校正切向曲率；根据点B的OCT角膜高度和点A的待校正角膜高度，得到点A的校正角膜高度；

S232依据S231的步骤，对角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算。

通过采用上述技术方案，对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正时，在角膜前表面与该点距离最近的且在法截面上的点的数据更具有参考意义，同时该点的待校正数据也具有参考意义。对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正，可采用在角膜前表面与该点距离最近的且在法截面上的点的校正数据，对角膜前表面待校正区域该点的数据进行校正，计算简便。

可选的，步骤S231中，点A的校正轴向曲率的计算公式为：

Azj＝(1-wj)*Azp+wj*Bzo；

其中，Azj为点A的校正轴向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Azp为点A的待校正轴向曲率；Bzo为点B的OCT轴向曲率。

通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT轴向曲率具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正轴向曲率的权重，确定点B的OCT轴向曲率的权重，可提高点A的校正轴向曲率的校正精确度。

可选的，步骤S231中，点A的校正切向曲率的计算公式为：

Aqj＝(1-wj)*Aqp+wj*Bqo；

其中，Aqj为点A的校正切向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Aqp为点A的待校正切向曲率；Bqo为点B的OCT切向曲率。

通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT切向曲率具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正切向曲率的权重，确定点B的OCT切向曲率的权重，可提高点A的校正切向曲率的校正精确度。

可选的，步骤S231中，点A的校正角膜高度的计算公式为：

Agj＝(1-wj)*Agp+wj*Bgo；

其中，Aqj为点A的校正角膜高度；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Agp为点A的待校正角膜高度；Bgo为点B的OCT角膜高度。

通过采用上述技术方案，点A和点B之间的距离越小，点B的OCT角膜高度具有更大的参考意义，因此，根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正角膜高度的权重，确定点B的OCT角膜高度的权重，可提高点A的校正角膜高度的校正精确度。

可选的，步骤S3具体包括以下步骤：

S31根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上后表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，得到角膜在法截面上各个位置的OCT角膜厚度；

S32角膜在法截面上后表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；

S33根据点B的OCT角膜厚度，得到点A的校正角膜厚度；

S34取在角膜后表面且在过点A的法线上的点C，根据点A的校正角膜厚度、点A的校正轴向曲率，得到点C的校正轴向曲率；根据点A的校正角膜厚度、点A的校正切向曲率，得到点C的校正切向曲率；根据点A的校正轴向曲率、点A和角膜前表面中心之间的距离、点A的校正角膜高度、角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度、点A的校正角膜厚度，得到点C的校正角膜高度；

S35依据S34的步骤，对角膜后表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算；

S36构建出角膜后表面的校正地形图。

通过采用上述技术方案，由于构建出的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低，根据OCT成像技术得到的角膜法截面的OCT图像的精确度较高，因此，角膜在法截面上后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度直接选用OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，计算简便。

由于角膜各位置的角膜厚度是比较均匀的，因此点A的角膜厚度可近似为在其中一法截面上且与点A最近的一点的角膜厚度，即点A的校正角膜厚度等于点B的OCT角膜厚度，计算简便。

根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，可构建出角膜后表面的校正地形图。

可选的，步骤S34中，点C的校正轴向曲率的计算公式为：

其中，Czj为点C的校正轴向曲率，Azj为点A的校正轴向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度。

通过采用上述技术方案，在求出点A的校正角膜厚度的基础上，结合角膜前表面轴向曲率和后表面轴向曲率之间的关系，可以较准确的计算出角膜后表面待校正区域点C的校正轴向曲率，计算简便。

步骤S34中，点C的校正切向曲率的计算公式为：

其中，Cqj为点C的校正切向曲率，Aqj为点A的校正切向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度。

通过采用上述技术方案，在求出点A的校正角膜厚度的基础上，结合角膜前表面切向曲率和后表面切向曲率之间的关系，可以较准确的计算出角膜后表面待校正区域点C的校正切向曲率，计算简便。

步骤S34中，点C的校正角膜高度的计算公式为：

Cgj＝Agj+Ahj*cosα-ho；

α＝arcsin(m*Azj)；

其中，Cgj为点C的校正角膜高度，Agj为点A的校正角膜高度，Ahj为点A的校正角膜厚度，α为角膜中心轴和线段BC延伸线之间的夹角，Azj为点A的校正轴向曲率，m为点A和角膜前表面中心之间的距离，ho为角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度。

通过采用上述技术方案，在确定点A的校正角膜高度的基础上，结合角膜前表面和后表面之间的相对位置，可以较准确的计算出角膜后表面待校正区域点C的校正角膜高度，计算简便。

第二方面，一种三维角膜模型构建系统，包括模型构建装置，所述模型构建装置包括：

图像获取模块，用于获取待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像，各法截面均经过角膜前表面中心；

前表面地形图重构模块，用于基于待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像计算出角膜前表面校正后的数据，角膜前表面校正后的数据包括角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度，根据角膜前表面校正后的数据重构角膜前表面地形图；

后表面地形图重构模块，用于基于角膜前表面校正后的数据和多个法截面的OCT图像计算出角膜后表面校正后的数据，角膜后表面校正后的数据包括校正后的轴向曲率、校正后的切向曲率、校正后的角膜高度，根据角膜后表面校正后的数据重构角膜后表面地形图；

角膜厚度测定模块，用于根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；以及，三维角膜模型重建模块，用于基于角膜前表面地形图、角膜后表面地形图和角膜各个位置的校正角膜厚度，重建角膜的三维模型。

通过采用上述技术方案，利用眼前节OCT图像可实现角膜顶点位置的精确定位，同时结合不同扫描位置的角膜法截面图像，可对角膜前表面地形图进行校正，提高角膜前表面地形图的精度；在角膜前表面的校正地形图的基础上，结合眼前节OCT图像，可得到角膜后表面的校正地形图，便于识别早期圆锥角膜。利用眼前节OCT图像可以在微米级别测量整个角膜厚度，而不仅仅是中央角膜厚度，从而可构建出精确度较高的三维角膜模型。

可选的，还包括光学检查装置，光学检查装置包括：

待重建地形图构建模块，与图像获取模块通信传输，用于对被测眼的角膜投射测定图案，检测投射的测定图案的返回光，基于检测到的返回光的像构建待重建的角膜前表面地形图，将构建的待重建的角膜前表面地形图传输至图像获取模块；以及，

OCT成像组件，包括OCT成像模块和扫描模块；扫描模块包括转盘、驱动转盘绕轴线旋转的驱动机构、固定于转盘中心的振镜和角度测定件，角度测定件用于测定振镜旋转的角度；OCT成像模块与图像获取模块通信传输，将来自光源的光分为参照光和测定光，测定光通过振镜反射向被测眼投射，OCT成像模块检测被测眼返回的样品光和参照光汇合形成的干涉光，采集数据并处理成像，形成多个过角膜前表面中心的法截面的OCT图像，将构建的多个法截面的OCT图像传输至图像获取模块。

通过采用上述技术方案，待重建地形图构建模块可构建被测眼待重建的角膜前表面地形图；OCT成像组件中的驱动机构驱动转盘转动预设角度，振镜中的反射镜片做适应性转动，使第一光纤接头输出的光线经过振镜反射后能投射至被测眼，即可得到角膜另一法截面的OCT图像。转盘转动多次，可得到角膜在不同法截面的OCT图像。

可选的，OCT成像组件还包括后节固视模块；后节固视模块包括分束器、调焦模块、屈光补偿模块、调焦镜和屈光透镜；分束器连接于OCT成像模块中将测定光分为两束，其中一束测定光为眼前节探测光，另一束测定光为后节固视光；

调焦镜和屈光透镜布置在后节固视光路径上，调焦模块带动调焦镜沿后节固视光光路移动，实现对后节固视光光路的光程进行调节，以匹配眼前节探测光光路的光程；屈光补偿模块带动屈光透镜沿后节固视光光路移动，实现对被测眼进行屈光补偿；

OCT成像模块检测被测眼返回的后节固视光和参照光汇合形成的干涉光，采集并处理信号数据，获得视网膜位置信息。

通过采用上述技术方案，通过增加后节固视模块，可获得视网膜位置，可帮助黄斑水肿、黄斑变性和裂孔、糖尿病视网膜病变和高血压视网膜、病变视网膜静脉栓塞等疾病的诊断。

可选的，OCT成像组件还包括眼轴长度测定模块和分光镜，分光镜设置于后节固视光和眼前节探测光光路上，眼轴长度测定模块用于根据过角膜前表面中心的法截面的OCT图像、视网膜位置和调焦镜的调节量，得到眼轴长度。

通过采用上述技术方案，结合前节OCT图像和节后位置信号，可提高眼轴长度的精确度，可帮助判断眼睛屈光状况。

第三方面，一种电子设备，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求1-6任意一项所述的方法。

第四方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1、利用眼前节OCT图像可实现角膜顶点位置的精确定位，可对角膜前表面地形图进行校正，提高角膜前表面地形图的精度；在角膜前表面的校正地形图的基础上，结合眼前节OCT图像，可得到角膜后表面的校正地形图，便于识别早期圆锥角膜。利用眼前节OCT图像可以在微米级别测量整个角膜厚度，而不仅仅是中央角膜厚度，从而可构建出精确度较高的三维角膜模型。

2、对角膜前表面上待校正区域上一点的数据进行校正，可采用在角膜前表面与该点距离最近的且在法截面上的点的校正数据，对角膜前表面待校正区域该点的数据进行校正，计算简便。

3、根据点A和点B之间的距离，确定点A的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度的权重，确定点B的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度的权重，可提高点A的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度的校正精确度。

4、在求出点A的校正角膜厚度的基础上，结合角膜前表面曲率和后表面曲率之间的关系，可以较准确的计算出角膜后表面待校正区域点C的校正轴向曲率和校正切向曲率。

5、在确定点A的校正角膜高度的基础上，结合角膜前表面和后表面之间的相对位置，可以较准确的计算出角膜后表面待校正区域点C的校正角膜高度。

附图说明

图1是本申请实施例1中光学检查装置的结构示意图；

图2是图1中OCT成像模块的结构示意图；

图3是图1中扫描模块的结构示意图；

图4是角膜子午线的结构示意图；

图5是本申请实施例1中模型构建装置的结构示意图；

图6是本申请实施例2中OCT成像模块的结构示意图；

图7是本申请实施例2中光学检查装置的结构示意图；

图8是图7中调焦镜和第二光纤接头之间的光路示意图；

图9是本申请实施例3中三维角膜模型构建方法的流程示意图；

图10-12是计算校正数据的原理图；

图13是本申请实施例3中电子设备的结构示意图。

附图标记说明：100、光学检查装置；110、待重建地形图构建模块；120、OCT成像组件；121、OCT成像模块；122、扫描模块；1、Placido盘；1a、第一聚焦透镜；2、二向色镜；3、远心光阑；4、成像镜；5、角膜相机；6、光源；7、2×2光纤耦合器；8、光谱仪相机；9、第二聚焦透镜；10、反射镜；11、偏振器；12、转盘；13、驱动机构；14、测量件；15、振镜；16、第一光纤接头；17、第一准直镜；18、光电开关；19、分束器；20、分光镜；21、调焦镜；22、屈光透镜；23、调焦模块；24、屈光补偿模块；25、第二光纤接头；26、第二准直镜；200、模型构建装置；201、图像获取模块；202、前表面地形图重构模块；203、后表面地形图重构模块；204、角膜厚度测定模块；205、三维角膜模型重建模块。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个法截面是指两个或两个以上的法截面。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，单独存在B，同时存在A和B这三种情况。

“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

以下结合附图1-13对本申请作进一步详细说明。

实施例1

本申请实施例公开一种三维角膜模型构建系统。三维角膜模型构建系统包括光学检查装置100和模型构建装置200。

参照图1，光学检查装置100用于对被测眼进行光学检查，光学检查装置100包括待重建地形图构建模块110和OCT成像组件120。

待重建地形图构建模块110只要是能构建角膜前表面地形图的系统即可，可以是原理为Placido环原理的角膜地形图仪，也可以是原理为裂隙扫描法、或干涉测量法、或立体三角光栅网格投影法等的角膜地形图仪。在一可选实施例中，待重建地形图构建模块110具体为Placido盘投影系统，Placido盘投影系统的原理为Placido环原理，是用于测定被测眼的角膜前表面形状的光学系统。

具体的，Placido盘投影系统包括在返回光光路上依次设置的Placido盘1、二向色镜2、远心光阑3、成像镜4和角膜相机5，成像镜4可以是一个透镜，也可以是由多个透镜组成的成像镜组，Placido盘1的中心处设置有第一聚焦透镜1a，Placido盘1向被测眼的角膜投射同心圆状的多个环状图案，也就是测定图案，角膜相机5获取Placido盘1在角膜上的投影，可构建被测眼待重建的角膜前表面地形图，而构建出的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低。

OCT成像组件120是用于对被测眼执行OCT(光学相干断层扫描)的光学组件，用于测定被测眼角膜前表面各法截面的OCT图像。

需要说明的是，角膜表面近似为球面，角膜球心为角膜表面所在球的球心，角膜前表面法截面是经过角膜子午线和角膜球心的截面，角膜子午线经过角膜前表面中心。

具体地，OCT成像组件120包括OCT成像模块121和扫描模块122。

OCT成像模块121可以使用扫频OCT或频域OCT或时域OCT。参照图2，OCT成像模块121包括光源6、2×2光纤耦合器7和光谱仪相机8，光源6连接2×2光纤耦合器7将光束一分为二，一路为参考臂，一路为样品臂。参考臂上依次设置有第二聚焦透镜9和反射镜10，参考臂一般是固定不动的，光束经第二聚焦透镜9聚焦后，经反射镜10反射，向后散射的部分光束作为参照光。样品臂上设置有偏振器11，二向色镜2位于样品臂光路上，样品臂上的光束通过二向色镜2照射至被测眼上，样品臂接收被测眼反射回来的后向散射光，作为样品光。参照光和样品光原路返回后在2×2光纤耦合器7汇合，并由于光程差产生干涉，2×2光纤耦合器7与光谱仪相机8连接，光谱仪相机8对参照光和样品光的干涉信号进行分析。

光谱仪相机8包括对光信号实现光电转换、模拟数字转换和A/D放大的光电转换模块。光谱仪相机8接收2×2光纤耦合器7提供的光信号，实现光电转换，模拟数字转换后，A/D放大，输出光谱信号，采集处理器实时收集，经计算机处理与分析，最终高精度、高分辨率成像，从而可以得到角膜在法截面上的OCT图像(即角膜的眼前节OCT图像)。

参照图3，扫描模块122包括转盘12、驱动转盘12绕轴线旋转的驱动机构13、角度测定件、固定于转盘12中心的振镜15、固定于转盘12上的第一光纤接头16和第一准直镜17，第一准直镜17位于第一光纤接头16和振镜15之间，第一准直镜17可以是一个透镜，也可以是由多个透镜组成的准直镜组，第一准直镜17和振镜15依次布置在第一光纤接头16的出射光路上。振镜15是现有技术，包括X轴光学扫描头，电子驱动放大器和光学反射镜片，光学反射镜片可沿X轴扫描，电子驱动放大器与控制器电连接，控制器提供的信号通过驱动放大电路驱动光学扫描头移动，控制光学反射镜片的反射角度，从而在转盘12的平面上控制光束的偏转，使光束的反射光路按所需的路线出射。

偏振器11与第一光纤接头16连接(可以直接连接、也可以间接连接)，光束通过第一光纤接头16出射，第一准直镜17对光束进行准直后照射至振镜15的光学反射镜片上，通过振镜15反射后向被测眼投射，光束始终经过角膜前表面中心，并与角膜前表面垂直，实现对过角膜前表面中心的法截面的扫描。光谱仪相机8检测被测眼返回的样品光和参照光汇合形成的干涉光，采集数据并处理成像。驱动机构13驱动转盘12绕轴线旋转，可以调节光束投射在被测眼上的方向，从而可形成多个过角膜前表面中心的法截面的OCT图像。驱动机构13可以为步进电机，步进电机的旋转轴旋转带动转盘12旋转，转盘12可以直接与步进电机的旋转轴固定连接，转盘12也可以活动安装于基座上，步进电机的旋转轴与转盘12之间通过齿轮或传动带进行传动。

角度测定件用于测定转盘12旋转的角度，根据转盘12旋转的角度，可确定多个法截面的OCT图像之间的相对位置。例如，参照图4，在t1时刻，驱动机构13驱动转盘12转动到p1位置，OCT成像组件120的第一扫描线与0°子午线a重合，可得到角膜在0°子午线a的OCT图像，即第一法截面的OCT图像；在t2时刻，扫描模块122的步进电机驱动转盘12转动到p2位置，若角度测定件检测转盘12的转动角度为45°，OCT成像组件120的第二扫描线与45°子午线b重合，可得到角膜在45°子午线b的OCT图像，即第二法截面的OCT图像，可得到第二法截面和第一法截面之间的夹角为45°。依据上述方法，沿同一方向依次转动转盘12，可得到不同法截面的OCT图像。

具体的，角度测定件包括定位件和测量件14，定位件包括两个光电开关18，两个光电开关18设于转盘12周测且位于转盘12相对的两侧，转盘12中心位于两个光电开关18的连线上，转盘12上设有一用于被光电开关18检测的被检部，其中一光电开关18检测到被检部时，可判定转盘12位于初始位置，另一光电开关18检测到被检部时，可判定转盘12转动180°，位于最终位置。

在一可选实施例中，测量件14可以包括编码器，编码器安装于转盘12上，可以检测转盘12的转动角度。另一可选实施例中，测量件14可以包括多个光电开关18，将多个光电开关18间隔布设在转盘12周测，根据各光电开关18的位置，当某光电开关18检测到被检部时，可以确定转盘12转动的角度。驱动机构13的步进电机、光电开关18均和控制器连接，控制器通过控制驱动机构13中步进电机的转动，实现对转盘12转动角度的控制，光电开关18检测到转盘12的信号发送至控制器后，控制器控制转盘12停止转动。

光学检查装置100的工作原理是：

开启Placido盘投影系统，角膜相机5获取Placido盘1中心在角膜上的投影，一般的，角膜相机5的光学头与三维追踪系统连接，三维追踪系统上下、左右移动，对角膜相机5的光学头进行控制，使Placido盘1中心投影图像位于角膜相机5事先标定的位置，完成初步角膜中心对准。

开启OCT成像组件120，获取角膜前表面初始OCT图像，并对OCT图像中的角膜顶点位置进行识别，三维追踪系统进行前后移动，使得角膜顶点位置处于标定的位置，完成角膜相机5中的角膜图像聚焦，角膜相机5的图像变清晰时，三维追踪系统进行上下和左右移动，进一步完成角膜中心对准。Placido盘1向被测眼的角膜投射同心圆状的多个环状图案，角膜相机5获取Placido盘1在角膜上的投影，可构建被测眼待重建的角膜前表面地形图。

光源6发出的光经过2×2光纤耦合器7被一分为二，其中一光束经过反射镜10后，向后散射的部分光束作为参照光。另一光束通过偏振器11、第一光纤接头16和第一准直镜17照射至振镜15上，通过振镜15将光束反射至被测眼，样品臂接收被测眼反射回来的后向散射光，作为样品光。参照光和样品光原路返回后在2×2光纤耦合器7汇合，并由于光程差产生干涉，2×2光纤耦合器7与光谱仪相机8连接，光谱仪相机8对参照光和样品光的干涉信号进行分析，可以得到角膜其中一法截面的OCT图像，法截面经过角膜前表面中心。驱动机构13驱动转盘12转动预设角度，振镜15中的光学反射镜片做适应性转动，使第一光纤接头16输出的光线经过振镜15反射后能投射至被测眼，即可得到角膜另一法截面的OCT图像。转盘12转动多次，可得到角膜在不同法截面的OCT图像，根据转盘12转动角度，可得到每相邻两个法截面的OCT图像之间的夹角。

参照图5，模型构建装置200包括图像获取模块201、前表面地形图重构模块202、后表面地形图重构模块203、角膜厚度测定模块204和三维角膜模型重建模块205。

图像获取模块201获取待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像，各法截面均经过角膜前表面中心。待重建地形图构建模块110与图像获取模块201通信传输，将构建的待重建的角膜前表面地形图传输至图像获取模块201。OCT成像模块121与图像获取模块201通信传输，将构建的多个法截面的OCT图像传输至图像获取模块201。

前表面地形图重构模块202基于待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像计算出角膜前表面校正后的数据，角膜前表面校正后的数据包括角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度，根据角膜前表面校正后的数据重构角膜前表面地形图。

根据OCT成像技术得到的角膜法截面的OCT图像的精确度较高，利用Placido盘投影系统构建出的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低，利用角膜在不同法截面的OCT图像可对待重建的角膜前表面地形图进行校正，得到精确度较高的角膜前表面地形图。

后表面地形图重构模块203基于角膜前表面校正后的数据和多个法截面的OCT图像计算出角膜后表面校正后的数据，角膜后表面校正后的数据包括校正后的轴向曲率、校正后的切向曲率、校正后的角膜高度，根据角膜后表面校正后的数据重构角膜后表面地形图。

角膜厚度测定模块204根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度。三维角膜模型重建模块205基于角膜前表面地形图、角膜后表面地形图和角膜各个位置的校正角膜厚度，重建角膜的三维模型。

模型构建装置200的工作原理是：模型构建之前，利用光学检测装置对被测眼进行检测，待重建地形图构建模块110将构建的待重建的角膜前表面地形图传输至图像获取模块201，OCT成像模块121将构建的多个法截面的OCT图像传输至图像获取模块201。由于构建的待重建的角膜前表面地形图的精确度较低，根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图；根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图；根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，可构建出三维角膜模型。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于，OCT成像组件120还包括后节固视模块和眼轴长度测定模块。后节固视模块包括分束器19、分光镜20、调焦镜21、屈光透镜22、调焦模块23和屈光补偿模块24。

参照图6，分束器19设置于样品臂上，与第一光纤接头16和第二光纤接头25连接，将样品臂上的光束一分为二，其中一束为眼前节探测光，另一束为后节固视光，振镜15、分光镜20和二向色镜2设置在眼前节探测光光路上。眼前节探测光经过第一光纤接头16、第一准直镜17照射至振镜15，通过振镜15反射至分光镜20、二向色镜2、第一聚焦透镜1a上后向被测眼投射。OCT成像模块121检测被测眼返回的眼前节探测光和参照光汇合形成的干涉光，采集数据并处理成像，形成角膜在不同法截面的OCT图像。

参照图7，调焦镜21和屈光透镜22布置在后节固视光路径上，调焦模块23带动调焦镜21沿后节固视光光路移动，实现对后节固视光光路的光程进行调节，以匹配眼前节探测光光路的光程。屈光补偿模块24带动屈光透镜22沿后节固视光光路移动，实现对被测眼进行屈光补偿。后节固视光经过第二光纤接头25、调焦镜21、屈光透镜22、分光镜20、二向色镜2、第一聚焦透镜1a向被测眼投射，后节固视光清晰的投送到被测眼视网膜处。后节固视光用于在确定眼底位置时，并提供被测眼固视所用光。在一实施例中，参照图8，调焦镜21为直角棱镜。调焦镜21与第二光纤接头25之间设有第二准直镜26，第二准直镜26可以为一个透镜，也可以为多个透镜组成的准直镜组。OCT成像模块121检测被测眼返回的后节固视光和参照光汇合形成的干涉光，采集并处理信号数据，获得视网膜位置信息。根据过角膜前表面中心的法截面的OCT图像、视网膜位置和调焦镜21的调节量，可得到眼轴长度。

在一可选实施例中，调焦模块23包括步进电机和滚珠丝杆机构，调焦镜21与滚珠丝杆机构的螺母固定连接，步进电机驱动滚珠丝杆机构的丝杆旋转，带动滚珠丝杆机构的螺母和调焦镜21沿光路移动，实现对后节固视光光路的光程进行调节，以匹配眼前节探测光光路的光程。调焦模块23的步进电机可与控制器连接，控制器用于对眼底聚焦进行控制。

在一可选实施例中，屈光补偿模块24包括步进电机和滚珠丝杆机构，屈光透镜22与滚珠丝杆机构的螺母固定连接，步进电机驱动滚珠丝杆机构的丝杆旋转，带动滚珠丝杆机构的螺母和屈光透镜22沿光路移动，实现对被测眼进行屈光补偿。屈光补偿模块24的步进电机可与控制器连接，控制器用于对屈光补偿进行控制。

实施例3

参照图9，本申请实施例公开一种三维角膜模型构建方法，包括以下步骤：

S1、获得基础图像：获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面M(参照图10)，获取角膜在不同法截面的OCT图像。

待重建的角膜前表面地形图可以是事先已经检测到的，也可以是利用实施例1中Placido盘投影系统或其他待重建地形图构建模块110实时检测到的；角膜在不同法截面的OCT图像可以是事先已经检测到的，也可以是利用实施例1中OCT成像组件120实时检测到的。多个法截面可以是均匀间隔设置，也可以不是均匀间隔设置的。

S2、重建角膜前表面的校正地形图：根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图。

具体的，步骤S2包括以下步骤：

S21、根据基础图像直接得到准确的且用于后续处理的数据。

角膜上未取法截面的区域为待校正区域N，根据待重建的角膜前表面地形图，得到角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度。根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上前表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度。

S22、对角膜法截面上前表面各个位置的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行校正。

由于角膜法截面上OCT图像的精确度较高，角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率直接选用OCT轴向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率直接选用OCT切向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度直接选用OCT角膜高度。

S23、对角膜前表面待校正区域的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行校正，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度。

(1)根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率。

在一可选实施例中，将角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率作为y值，将角膜在法截面上前表面各个位置的待校正轴向曲率作为x值，y值和x值存在一一对应关系，对其进行拟合，可采用多项式拟合方法、线性拟合方法、对数拟合方法或指数拟合方法等，得到y＝f(x)的拟合公式，将角膜前表面上待校正区域的待校正轴向曲率带入拟合公式中，可得到角膜前表面上待校正区域的校正轴向曲率。

当角膜法截面的个数比较少时，y值和x值之间的拟合关系无法很准确的表示y值和x值之间的关系；当角膜法截面的个数比较多时，y值和x值之间的相关性较低，没有比较合适的拟合关系。这两种情况下，采用拟合关系无法很准确的对角膜前表面上待校正区域的轴向曲率进行校正。

本实施例中，取角膜前表面上待校正区域中的点A，取在角膜前表面中且在其中一法截面上、与点A距离最近的点B，也就是线段AB与点B所在的法截面相垂直，根据点B的OCT轴向曲率和点A的待校正轴向曲率，得到点A的校正轴向曲率。

具体的，点A的校正轴向曲率的计算公式为：

Azj＝(1-wj)*Azp+wj*Bzo。

其中，Azj为点A的校正轴向曲率；Bzo为点B的OCT轴向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Azp为点A的待校正轴向曲率。

点A与点B之间的距离越小，说明点A的校正轴向曲率与点B的校正轴向曲率越接近，因此点B的OCT轴向曲率Bzo前的权重值wj越大。

进一步地，关于权重值wj的取值，在一可选实施例中，参照图10和图11，取点B所在的法截面(为了方便描述，将这个法截面命名为第一法截面P1)和相邻的一个法截面(为了方便描述，将这个法截面命名为第二法截面P2)，其中点A位于这两个法截面之间，点A与第一法截面P1的距离小于点A与第二法截面P2之间的距离，第三法截面P3位于第一法截面P1和第二法截面P2的正中间，点A与第三法截面P3之间的距离为A3，点A与第一法截面P1之间的距离为A1，则权重值wj的计算公式为wj＝A3/(A1+A3)，其中，A1和A3可以通过角膜前表面地形图求出。示例性的，若点A到第一法截面P1的距离是点A到第三法截面P3的距离的四倍，则权重值wj＝A3/(4A3+A3)＝0.2。在其他实施例中，权重值wj也可以根据操作人员的经验取值。

根据上述方法可以求出角膜前表面上待校正区域中点A的校正轴向曲率，重复上述步骤，可对角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率分别进行计算。

(2)根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正切向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正切向曲率。

在一可选实施例中，也可以采用上述拟合方法(计算校正轴向曲率中的拟合方法)计算校正切向曲率，在此不再赘述。

本实施例中，在上述利用权重值计算点A的校正轴向曲率的基础上，点A的校正切向曲率的计算方法类似，根据点B的OCT切向曲率和点A的待校正切向曲率，得到点A的校正切向曲率。

具体的，点A的校正切向曲率的计算公式为：

Aqj＝(1-wj)*Aqp+wj*Bqo。

其中，Aqj为点A的校正切向曲率；Bqo为点B的OCT切向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Aqp为点A的待校正切向曲率。校正切向曲率的权重值wj和校正轴向曲率的权重值wj数值相等，计算方法在此不再赘述。

根据上述方法可以求出角膜前表面上待校正区域中点A的校正切向曲率，重复上述步骤，可对角膜前表面待校正区域各个点的校正切向曲率分别进行计算。

(3)根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正角膜高度、角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜高度。

在一可选实施例中，也可以采用上述拟合方法(计算校正轴向曲率中的拟合方法)计算校正角膜高度，在此不再赘述。

本实施例中，在上述利用权重值计算点A的校正轴向曲率的基础上，点A的校正角膜高度的计算方法类似，根据点B的OCT角膜高度和点A的待校正角膜高度，得到点A的校正角膜高度。

具体的，点A的校正角膜高度的计算公式为：

Agj＝(1-wj)*Agp+wj*Bgo。

其中，Aqj为点A的校正角膜高度；Bgo为点B的OCT角膜高度；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Agp为点A的待校正角膜高度。校正角膜高度的权重值wj和校正轴向曲率的权重值wj数值相等，计算方法在此不再赘述。

根据上述方法可以求出角膜前表面上待校正区域中点A的校正角膜高度，重复上述步骤，可对角膜前表面待校正区域各个点的校正角膜高度分别进行计算。

可以理解的，对于角膜前表面上待校正区域各个点的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度可以采用相同的计算方法，也可以采用不同的计算方法。

S24、步骤S22中对角膜法截面上前表面各个位置的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行了校正，步骤S23中对角膜前表面待校正区域各个位置的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行了校正，从而可得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，可重建出角膜前表面的校正地形图。

S3、构建角膜后表面的校正地形图：根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图。

步骤S3具体包括以下步骤：

S31、根据基础图像直接得到准确的且用于后续处理的数据。

根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上后表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，得到角膜在法截面上各个位置的OCT角膜厚度。

S32、对角膜法截面上后表面各个位置的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行校正。

由于角膜法截面上OCT图像的精确度较高，角膜在法截面上后表面各个位置的校正轴向曲率直接选用OCT轴向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正切向曲率直接选用OCT切向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正角膜高度直接选用OCT角膜高度。

S33、根据角膜在法截面上各个位置的OCT角膜厚度，得到角膜各个位置的校正角膜厚度。

具体的，根据点B的OCT角膜厚度，得到点A的校正角膜厚度。

由于角膜各位置的角膜厚度是比较均匀的，因此点A的角膜厚度可近似为在其中一法截面上且与点A最近的一点的角膜厚度，即点A的校正角膜厚度等于点B的OCT角膜厚度。

根据上述方法可以求出角膜前表面上待校正区域中点A的校正角膜厚度，重复上述步骤，可对角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜厚度分别进行计算。

S34-S35、对角膜后表面待校正区域的轴向曲率、切向曲率和角膜高度进行校正，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度。

(1)取在角膜后表面且在过点A的法线上的点C，根据点A的校正角膜厚度、点A的校正轴向曲率，得到点C的校正轴向曲率。

具体的，根据曲率半径是曲率的倒数，1/Azj-1/Czj＝Ahj，可得到点C的校正轴向曲率的计算公式为：Czj＝1/(1/Azj-Ahj)。

其中，Czj为点C的校正轴向曲率，Azj为点A的校正轴向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度。

根据上述方法可以求出角膜后表面上点C的校正轴向曲率，由于角膜前表面上各个位置的校正轴向曲率均被计算出，重复上述步骤，可对角膜后表面各个位置的校正轴向曲率分别进行计算。

(2)根据点A的校正角膜厚度、点A的校正切向曲率，得到点C的校正切向曲率。

具体的，根据曲率半径是曲率的倒数，1/Aqj-1/Cqj＝Ahj，点C的校正切向曲率的计算公式为：Cqj＝1/(1/Aqj-Ahj)。

其中，Cqj为点C的校正切向曲率，Aqj为点A的校正切向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度。

根据上述方法可以求出角膜后表面上点C的校正切向曲率，由于角膜前表面上各个位置的校正切向曲率均被计算出，重复上述步骤，可对角膜后表面各个位置的校正切向曲率分别进行计算。

(3)参照图12，根据点A的校正轴向曲率、点A和角膜前表面中心之间的距离、点A的校正角膜高度(即以角膜前表面顶点为基准点，点A相对于角膜前表面顶点的高度)、角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度、点A的校正角膜厚度，得到点C的校正角膜高度。

具体的，Cgj+ho＝Agj+Ahj*cosα，点C的校正角膜高度的计算公式为：Cgj＝Agj+Ahj*cosα-ho；

α＝arcsin(m*Azj)。

其中，Cgj为点C的校正角膜高度，Agj为点A的校正角膜高度，Ahj为点A的校正角膜厚度，α为角膜中心轴Z(即经过角膜前表面顶点的法线)和线段BC延伸线之间的夹角，Azj为点A的校正轴向曲率，m为点A和角膜前表面中心O之间的距离(参照图11)，ho为角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度。

可以理解的，点A和点C不在法截面上，根据角膜前表面校正地形图，可以得到点A和角膜前表面中心之间的距离m，根据点A的校正轴向曲率，可以得到点A的轴向曲率半径为1/Azj，根据sinα＝m/(1/Azj)，得到α＝arcsin(m*Azj)。

根据上述方法可以求出角膜后表面上点C的校正角膜高度，重复上述步骤，可对角膜后表面各个位置的校正角膜高度分别进行计算。

因此，步骤S3(2)-(4)可计算出角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，从而可构建出角膜前表面的校正地形图。

S4、构建三维角膜模型：步骤S2中重建出角膜前表面的校正地形图，步骤S3可计算出角膜各个位置的校正角膜厚度和构建出角膜前表面的校正地形图，根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，可构建出三维角膜模型。

可以理解的，角膜在不同法截面的OCT图像数量越多，多个法截面均匀间隔，角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度越准确，重建出的角膜前表面地形图越准确；角膜各个位置的校正角膜厚度越准确，在角膜前表面地形图的基础上，重建出的角膜后表面地形图越准确，进而使得三维角膜模型越准确。

本申请实施例一种三维角膜模型构建方法的实施原理为：

由于待重建的角膜前表面地形图精确度较低，角膜在不同法截面的OCT图像精确度较高，获取多个角膜在不同法截面的OCT图像，可对待重建的角膜前表面地形图进行校正，提高角膜前表面地形图的精确度。根据多个角膜在不同法截面的OCT图像，可对角膜各个位置的角膜厚度进行校正。根据多个角膜在不同法截面的OCT图像，可得到角膜前表面和后表面之间的相对位置关系，根据重建的角膜前表面地形图和角膜各个位置的校正角膜厚度，可构建角膜后表面地形图，从而构建出三维角膜模型。

请参见图13，为本申请实施例提供了一种电子设备的结构示意图。如图13所示，电子设备300可以包括：至少一个处理器301，至少一个网络接口302，用户接口303，存储器304，至少一个通信总线305。

其中，通信总线305用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口303可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口303还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口302可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

其中，处理器301可以包括一个或者多个处理核心。处理器301利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器304内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器304内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选的，处理器301可以采用数字信号处理(DigitalSignalProcessing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-ProgrammableGateArray，FPGA)、可编程逻辑阵列(ProgrammableLogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器301可集成中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)、图像处理器(GraphicsProcessingUnit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器301中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器304可以包括随机存储器(RandomAccessMemory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-OnlyMemory)。可选的，该存储器304包括非瞬时性计算机可读介质。存储器304可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器304可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器304可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器301的存储装置。如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器304中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及三维角膜模型构建方法的应用程序。

在图5所示的电子设备300中，用户接口303主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器301可以用于调用存储器304中存储三维角膜模型构建方法的应用程序，当由一个或多个处理器执行时，使得电子设备执行如上述实施例中一个或多个方法。

一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有指令。当由一个或多个处理器执行时，使得计算机执行如实上述施例中一个或多个方法。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术。

Claims (12)

1.一种三维角膜模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1获取待重建的角膜前表面地形图，在角膜上取多个过角膜前表面中心的法截面，获取角膜在不同法截面的OCT图像；

S2根据待重建的角膜前表面地形图和角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，重建出角膜前表面的校正地形图；

S3根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；根据角膜前表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，得到角膜后表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率和校正角膜高度，构建出角膜后表面的校正地形图；以及，

S4根据角膜前表面的校正地形图、角膜后表面的校正地形图、角膜各个位置的校正角膜厚度，构建出三维角膜模型。

2.根据权利要求1所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：

S21角膜上未取法截面的区域为待校正区域，根据待重建的角膜前表面地形图，得到角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、待校正切向曲率、待校正角膜高度；根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上前表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度；

S22角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；

S23根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正轴向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正轴向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率；

根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正切向曲率、角膜在法截面上前表面各个位置的校正切向曲率，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正切向曲率；

根据角膜前表面待校正区域各个位置的待校正角膜高度、角膜在法截面上前表面各个位置的校正角膜高度，得到角膜前表面待校正区域各个位置的校正角膜高度；

S24重建出角膜前表面的校正地形图。

3.根据权利要求2所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S23具体包括以下步骤：

S231取角膜前表面上待校正区域中的点A，取在角膜前表面中且在其中一法截面上、与点A距离最近的点B，根据点B的OCT轴向曲率和点A的待校正轴向曲率，得到点A的校正轴向曲率；根据点B的OCT切向曲率和点A的待校正切向曲率，得到点A的校正切向曲率；根据点B的OCT角膜高度和点A的待校正角膜高度，得到点A的校正角膜高度；

S232依据S231的步骤，对角膜前表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算。

4.根据权利要求3所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S231中，点A的校正轴向曲率的计算公式为：

Azj=(1-wj)*Azp+wj*Bzo；

其中，Azj为点A的校正轴向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Azp为点A的待校正轴向曲率；Bzo为点B的OCT轴向曲率；和/或，

步骤S231中，点A的校正切向曲率的计算公式为：

Aqj=(1-wj)*Aqp+wj*Bqo；

其中，Aqj为点A的校正切向曲率；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Aqp为点A的待校正切向曲率；Bqo为点B的OCT切向曲率；和/或，

步骤S231中，点A的校正角膜高度的计算公式为：

Agj=(1-wj)*Agp+wj*Bgo；

其中，Aqj为点A的校正角膜高度；wj为权重值，0≤wj≤1，与点A和点B之间的距离呈反比；Agp为点A的待校正角膜高度；Bgo为点B的OCT角膜高度。

5.根据权利要求2所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：

S31根据法截面的OCT图像，得到角膜在法截面上后表面各个位置的OCT轴向曲率、OCT切向曲率、OCT角膜高度，得到角膜在法截面上各个位置的OCT角膜厚度；

S32角膜在法截面上后表面各个位置的校正轴向曲率为OCT轴向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正切向曲率为OCT切向曲率，角膜在法截面上后表面各个位置的校正角膜高度为OCT角膜高度；

S33根据点B的OCT角膜厚度，得到点A的校正角膜厚度；

S34取在角膜后表面且在过点A的法线上的点C，根据点A的校正角膜厚度、点A的校正轴向曲率，得到点C的校正轴向曲率；根据点A的校正角膜厚度、点A的校正切向曲率，得到点C的校正切向曲率；根据点A的校正轴向曲率、点A和角膜前表面中心之间的距离、点A的校正角膜高度、角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度、点A的校正角膜厚度，得到点C的校正角膜高度；

S35依据S34的步骤，对角膜后表面待校正区域各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度进行计算；

S36构建出角膜后表面的校正地形图。

6.根据权利要求5所述的三维角膜模型构建方法，其特征在于，步骤S34中，点C的校正轴向曲率的计算公式为：

Czj=1/(1/Azj-Ahj)；

其中，Czj为点C的校正轴向曲率，Azj为点A的校正轴向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度；

步骤S34中，点C的校正切向曲率的计算公式为：

Cqj=1/(1/Aqj-Ahj)；

其中，Cqj为点C的校正切向曲率，Aqj为点A的校正切向曲率，Ahj为点A的校正角膜厚度；

步骤S34中，点C的校正角膜高度的计算公式为：

Cgj=Agj+Ahj*cosα-ho；

α=arcsin（m*Azj）；

其中，Cgj为点C的校正角膜高度，Agj为点A的校正角膜高度，Ahj为点A的校正角膜厚度，α为角膜中心轴和线段BC延伸线之间的夹角，Azj为点A的校正轴向曲率，m为点A和角膜前表面中心之间的距离，ho为角膜前表面顶点处的OCT角膜厚度。

7.一种三维角膜模型构建系统，其特征在于，包括模型构建装置(200)，所述模型构建装置(200)包括：

图像获取模块(201)，用于获取待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像，各法截面均经过角膜前表面中心；

前表面地形图重构模块(202)，用于基于待重建的角膜前表面地形图和多个法截面的OCT图像计算出角膜前表面校正后的数据，角膜前表面校正后的数据包括角膜前表面各个位置的校正轴向曲率、校正切向曲率、校正角膜高度，根据角膜前表面校正后的数据重构角膜前表面地形图；

后表面地形图重构模块(203)，用于基于角膜前表面校正后的数据和多个法截面的OCT图像计算出角膜后表面校正后的数据，角膜后表面校正后的数据包括校正后的轴向曲率、校正后的切向曲率、校正后的角膜高度，根据角膜后表面校正后的数据重构角膜后表面地形图；

角膜厚度测定模块(204)，用于根据角膜在不同法截面的OCT图像，得到角膜各个位置的校正角膜厚度；以及，

三维角膜模型重建模块(205)，用于基于角膜前表面地形图、角膜后表面地形图和角膜各个位置的校正角膜厚度，重建角膜的三维模型。

8.根据权利要求7所述的三维角膜模型构建系统，其特征在于，还包括光学检查装置(100)，光学检查装置(100)包括：

待重建地形图构建模块(110)，与图像获取模块(201)通信传输，用于对被测眼的角膜投射测定图案，检测投射的测定图案的返回光，基于检测到的返回光的像构建待重建的角膜前表面地形图，将构建的待重建的角膜前表面地形图传输至图像获取模块(201)；以及，

OCT成像组件(120)，包括OCT成像模块(121)和扫描模块(122)；扫描模块(122)包括转盘(12)、驱动转盘(12)绕轴线旋转的驱动机构(13)、固定于转盘(12)中心的振镜(15)和角度测定件(14)，角度测定件(14)用于测定振镜(15)旋转的角度；OCT成像模块(121)与图像获取模块(201)通信传输，将来自光源(6)的光分为参照光和测定光，测定光通过振镜(15)反射向被测眼投射，OCT成像模块(121)检测被测眼返回的样品光和参照光汇合形成的干涉光，采集数据并处理成像，形成多个过角膜前表面中心的法截面的OCT图像，将构建的多个法截面的OCT图像传输至图像获取模块(201)。

9.根据权利要求8所述的三维角膜模型构建系统，其特征在于，OCT成像组件(120)还包括后节固视模块；后节固视模块包括分束器(19)、调焦模块(23)、屈光补偿模块(25)、调焦镜(21)和屈光透镜(22)；分束器(19)连接于OCT成像模块(121)中将测定光分为两束，其中一束测定光为眼前节探测光，另一束测定光为后节固视光；

调焦镜(21)和屈光透镜(22)布置在后节固视光路径上，调焦模块(23)带动调焦镜(21)沿后节固视光光路移动，实现对后节固视光光路的光程进行调节，以匹配眼前节探测光光路的光程；屈光补偿模块(25)带动屈光透镜(22)沿后节固视光光路移动，实现对被测眼进行屈光补偿；

OCT成像模块(121)检测被测眼返回的后节固视光和参照光汇合形成的干涉光，采集并处理信号数据，获得视网膜位置信息。

10.根据权利要求9所述的三维角膜模型构建系统，其特征在于，OCT成像组件(120)还包括眼轴长度测定模块和分光镜(20)，分光镜(20)设置于后节固视光和眼前节探测光光路上，眼轴长度测定模块用于根据过角膜前表面中心的法截面的OCT图像、视网膜位置和调焦镜(21)的调节量，得到眼轴长度。

11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求1-6任意一项所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的方法的步骤。

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