HK1237230B - 用於测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法和系统 - Google Patents

Description

用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法和系统

技术领域

在第一方面，本发明通常涉及一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法，更具体地，涉及将眼部的像差测量信息与患者的一个或两个眼球的视网膜平面的图像上的信息相组合的方法。

本发明的第二方面涉及一种适于实现第一方面的方法的系统。

本发明的第三方面涉及适于实现第一方面的方法的计算机程序。

背景技术

眼球中或眼部区域中的光漫射是人眼中视网膜的图像质量劣化的三个原因之一，其他两个原因是光学像差和衍射。

光学像差和眼内扩散的组合一起影响视网膜图像质量。双通技术(the double-pass technique)(J.antamaria,P.Artal,J.Bescos,"Determination of the point-spread function of human eyes using a hybrid optical-digital method",J.,Opt.Soc.Am.A,4,1109-1114(1987))基于将平行光束投影到患者的视网膜上，并且在光以双通通过眼部介质之后直接记录在其中反射的光，允许获得像差和眼内扩散对眼睛光学质量的贡献的客观测量(F.Diaz-Douton,A.Benito,J.Pujol,M.Arjona,JL Guell,P.Artal,"Comparison of the retinal image quality obtained with a Hartmann-Shack sensorand a double-pass instrument",Inv.Ophthal.Vis.Ciencia.,47,1710-1716(2006))。

在标题为“Comparison of the retinal image quality obtained with aHartmann-Shack sensor and a double-pass instrument”(F.Diaz-Douton,A.Benito,J.Pujol,M.Arjona,JL Guell,P.Artal,Inv.Ophthal.Vis.Ciencia.,47,1710-1716(2006))的文章中，描述了通过波前的传感器(特别是通过Hartmann-Shack传感器)单独使用双通技术和眼部像差测量技术，目的是比较通过两种技术获得的结果来确定在评估视网膜的图像的质量时何时一种优于另一个，得出对于具有低眼内扩散的眼睛，两种技术都提供类似的结果，相反，对于具有中等或高眼内扩散值的眼睛，双通技术是更好的，因为它产生与视觉质量最相关的光学质量的更精确描述，而像差测量技术可以产生对视网膜图像质量评估过高的结果。

所述文章没有提出结合通过使用所述两种技术中的每一种获得的结果以获得一组合的结果，或测量在眼球或眼部区域中的光漫射，或执行任何其他类型的测量。

此外，专利申请EP2147633A1提出了一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法和系统，其包括执行在本发明的权利要求1的前序部分中描述的步骤。

发明内容

有必要提供覆盖现有技术中的空缺的替代方案，该替代方案在眼球或眼部区域中提供比通过现有技术的提案获得的更精确的光漫射测量。

为此目的，本发明在第一方面涉及一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法，其包括执行以下步骤：

将点状光束投射到患者的至少一只眼睛的视网膜上；

校正所述眼睛的低阶眼部像差；和

一旦所述低阶像差被校正，捕捉和记录视网膜平面的至少一个图像,该图像在所述点状光束在视网膜上反射和两次穿过(double passage through，或称为双通穿过)所述眼睛的眼部介质之后形成。

与用于进行测量的已知方法不同，在已知方法中使用至多一个眼部像差测量，来验证通过处理视网膜平面的图像和在所述图像上的信息而获得的结果，本发明的第一方面提出的方法特征性地包括在所述捕捉视网膜平面的所述图像的同时，在所述眼睛的瞳孔的平面中进行高阶和低阶眼部像差测量并进行光漫射测量，将通过所述眼部像差测量获得的信息与在视网膜平面的所述图像上的信息结合。

捕捉视网膜平面的图像并同时进行高阶和低阶眼部像差测量对于获得关于光漫射测量的良好结果是必要的，因为如果它们不同时发生，则其中采取的两种测量(与捕捉视网膜平面的图像和眼部像差测量相关联的测量)的情况将不会相同或足够相似以彼此组合。

所述低阶像差优选地包括散光和散焦。

根据一个实施例，由本发明的第一方面提出的方法使用开场技术(open fieldtechniques)和/或以双目方式(binocular manner)在患者的双眼中实现。

根据一个实施例，高阶和低阶眼部像差测量是第二测量，其中该方法包括预先进行患者的眼睛的第一眼部像差测量，并且使用所获得的结果用于该眼睛的所述低阶眼部像差校正。

低阶眼部像差可以使用任何已知技术来校正，包括从与标准方法相关联的技术到本专利申请人的专利申请EP2147633A1中公开的技术。

有利地，本发明的第一方面的方法包括使用用于测量像差的同一个系统(通常为像差仪)来进行第一和第二眼部像差测量。对于另一个较不优选的实施例，使用用于测量像差的两个系统，每个用于第一和第二测量中的一个。

所述方法包括当波前通过瞳孔的平面时，执行在波前(wavefront)上的所提及的高阶和低阶眼部像差测量，所述波前来自所述点状光束穿过瞳孔平面时在视网膜上的反射。

根据一个实施例，本发明的方法包括在瞳孔的平面分析视网膜平面的图像的光分布和在所述波前的对应所述眼部像差测量的图像的光分布，并且通过比较光的两种分布进行光漫射测量，有利地对应两个图像的每个光斑。

对于一个实施例，该方法包括使用在视网膜平面的图像的信息计算在专利申请EP2147633A1中描述的客观散射指数(OSI)，并且将获得的结果与通过应用任何已知的方法获得的结果组合到眼部像差测量信息，用于获得最终的光漫射测量。

对于另一个实施例，该方法包括将相应的光学传递函数(或称为OTF)应用于眼部像差测量信息和在视网膜平面的图像的信息，并进行光漫射测量，结合由所述OTF功能提供的结果。

根据所述实施例的变形，由本发明的第一方面提出的方法包括执行光漫射测量，结合由所述OTF功能提供的结果并且还比较两种所述光分布。

关于OTF函数，所述函数至少包括相应调制传递函数(modulation transferfunctions)(或称为MTF)中的绝对值，其中所述方法包括执行与用所述绝对值生成的轮廓(profiles)(例如径向轮廓或单向轮廓)相关联的光漫射测量分割值(dividing values)，例如计算所述轮廓的曲线下的现有区域，用为所述区域计算的值执行所述分割。

根据一个实施例，所述OTF函数包括相应的相位传递函数(或称为PTF)中的复数参数值。

本发明的第二方面涉及一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的系统，包括：

用于将点状光束投射到患者的至少一只眼睛的视网膜上的装置；

用于捕捉和记录视网膜平面的图像的装置，所述图像在所述点状光束在视网膜上反射和两次穿过所述眼睛的眼部介质之后形成；和

用于在所述捕捉和记录之前校正所述眼睛的低阶眼部像差的装置。

与已知系统不同，由本发明的第二方面提出的系统包括

用于在所述眼睛的瞳孔的平面中进行高阶和低阶眼部像差测量的装置；

控制装置，其至少控制用于捕捉和记录视网膜平面的图像的所述装置和用于进行眼部像差测量的所述装置，使得它们同时操作；和

处理装置，其以结合的方式将通过所述眼部像差测量获得的信息与在视网膜平面的所述图像的信息一起进行处理，并且作为所述处理的结果，提供所述光漫射测量的一个或多个值。

提供由本发明的第二方面提出的系统，用于实现根据第一方面的方法。

优选地，用于将点状光束投射到患者眼睛的视网膜上的所述装置以及用于捕捉和记录视网膜平面的图像的装置是双通检眼镜检查系统(ophthalmoscopic system)的一部分。

有利地，由本发明的第二方面提出的系统被配置和布置为使用开场技术(openfield techniques)。

对于优选的实施例，通过本发明的第二方面提出的系统被配置和布置为用于实现应用于患者的两只眼睛的双目系统。

对于另一较不优选的实施例，通过本发明的第二方面提出的系统被配置和布置为用于实现单眼系统。

根据优选的实施例，用于校正低阶眼部像差的装置包括或与用于进行眼部像差测量的装置相关联，以根据利用用于进行眼部像差测量的装置进行的测量来校正眼部像差。

对于另一较不优选的实施例，用于校正低阶眼部像差的装置和用于进行眼部像差测量的装置彼此独立。

本发明的第三方面涉及一种包括代码指令的计算机程序，当所述计算机程序在计算机中运行时，根据第一方面的方法在眼球或眼部区域中进行光漫射测量，以结合的方式，处理通过眼部像差测量获得的信息对应的数据以及视网膜平面的图像上的信息对应的数据。

附图说明

基于以下参考附图的几个实施例的详细描述，将更好地理解前述和其他优点以及特征，必须以非限制性说明的方式来理解附图，其中：

图1是通过本发明的第二方面提出的系统的实施例的示意图的透视图，其中该实施例实现了一开场双目系统。

具体实施方式

根据图1所示的实施例，用于测量由本发明的第二方面提出的眼球或眼部区域中的光漫射的系统是开场双目系统，该系统包括用于将点状(punctiform)光束投射到患者的两只眼睛O1、O2的视网膜上的装置，该装置包括点状光源SLD，点状光源SLD生成通过掩模或光瞳P1分布为两个相应发射子光束中的平行光束(collimated beam)(通常为激光)，所述两个相应发射子光束通过一系列常规光学元件被引导朝向两只眼睛O1、O2中的每一个，特别是用作反射镜的分束器BS1和BS2以及透镜L1和L2，并且在每个发射子光束被反射镜M1重定向到相应的眼睛O1、O2之后，两个发射子光束中的每一个通过各自的光学元件组中的一个单独地引导，光学元件组中的每个都特别地由一对柱形透镜C1-2和C3-4形成，之后布置另一透镜LL1和LL2、另一光瞳P2和P3、相应的反射镜M2和M4、另一透镜L3和L5、分色镜DM1和DM2以及最后的热镜HM1和HM2，之后发射子光束照射击中眼睛O1、O2的视网膜。

图1还示出了系统如何包括由两个相机CCD-DP1y、CCD-DP2组成的装置，提供每个相机用于捕捉和记录视网膜之一的平面的图像，该图像在两个点状光发射子光束在视网膜内的反射和以两次穿过两只眼睛O1、O2的眼部介质之后形成，沿着与发射子光束路径相反的路径产生相应的反射子光束，穿过光学元件到达分束器BS2，分束器BS2反射反射子光束的每个的一部分，穿过透镜L1和分束器BS1，之后每个反射子光束由反射镜M3引导向相机CCD-DP1和CCD-DP2中的一个。

成对的柱形透镜C1-2和C3-4是在捕捉和记录视网膜平面的图像之前校正眼睛O1、O2的低阶眼部像差的装置或装置一部分。

此外，图1还示出了系统还如何包括用于在两只眼睛O1、O2的瞳孔的平面中执行高阶和低阶眼部像差测量的装置，该装置特别地由Hartmann-Shack传感器HS组成，HS被穿过分束器BS2和透镜L4的两个反射子光束中的部分照射。

图1同样通过箭头示出了第一和第二通道中的光的方向，即，朝向视网膜的发射子光束以及相反方向的反射子光束。

图1还示出了与摄像机CCD-DP1、CCD-DP2和Hartmann-Shack传感器HS以双向方式通信的电子系统SE，并且包括至少控制CCD-DP1、CCD-DP2和HS的控制装置MC，使得它们同时操作，并且处理装置MP以结合的方式处理通过CCD-DP1、CCD-DP2和HS获得的信息，并且提供光漫射测量的一个或多个值，作为所述处理的结果。

对于未示出的一实施例，控制装置MC与成对的柱形透镜C1-2和C3-4(和/或与适于校正低阶眼部像差的任何其他类型的替代机构)连接以控制它们，为的是所提及的校正眼部像差的目的，这取决于用Hartmann-Shack传感器HS进行的眼部像差测量。

本领域技术人员可以在所描述的实施例中引入改变和修改而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围。

Claims (14)

1.一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的方法，其特征在于，所述方法包括执行以下步骤：

将点状光束投射到患者的至少一只眼睛的视网膜上；

执行所述至少一只眼睛的第一眼部像差测量并使用所获得的结果校正所述眼睛的低阶眼部像差；

一旦所述低阶像差被校正，捕捉和记录视网膜平面的至少一个图像，该图像在所述点状光束在视网膜上反射且两次穿过所述眼睛的眼部介质之后形成；

在所述捕捉和记录视网膜平面的所述图像的同时，在所述眼睛的瞳孔的平面中执行高阶和低阶的第二眼部像差测量；并且

执行光漫射测量，将通过所述高阶和低阶眼部像差测量获得的信息与在视网膜平面的所述图像的信息结合。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使用开场技术来实现所述方法。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中以双目方式在患者的双眼中实现所述方法。

4.根据权利要求1所述的方法，其中包括，当波前穿过瞳孔的平面时，在波前执行所述高阶和低阶眼部像差测量，其中所述波前来自所述点状光束在视网膜上的反射。

5.根据权利要求1所述的方法，其中包括使用同一个系统来测量像差，用于执行所述第一和第二眼部像差测量。

6.根据权利要求4所述的方法，其中包括在瞳孔的平面分析所述视网膜平面的图像的光分布和在所述波前上的对应所述眼部像差测量的图像的光分布，并且通过比较光的两种分布执行光漫射测量。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法包括为两个图像的每个光斑分析所述光分布。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中包括将相应的光学传递函数应用于眼部像差测量信息和在视网膜平面的图像的信息，并结合由所述光学传递函数提供的结果实施光漫射测量，其中

结合通过所述光学传递函数提供的结果和通过比较两种所述光分布而得的结果，执行所述光漫射测量。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述光学传递函数至少包括相应的调制传递函数中的绝对值，其中所述方法包括执行光漫射测量、分割与利用所述绝对值而生成的轮廓相关联的值，其中

通过计算所述轮廓的曲线下的现有区域获得与所述轮廓相关联的所述值、用对应所述区域所计算的值而执行所述分割。

10.根据权利要求8所述的方法，其中所述光学传递函数包括在相应的相位传递函数中的复数参数值。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述低阶像差包括散光和散焦。

12.一种用于测量眼球或眼部区域中的光漫射的系统，包括：

用于将点状光束投射到患者的至少一只眼睛(O1、O2)的视网膜上的装置；

用于捕捉和记录视网膜平面的图像的装置(CCD-DP1、CCD-DP2)，该图像在所述点状光束在视网膜上反射和两次穿过所述眼睛(O1、O2)的眼部介质之后形成；和

用于基于所述第一眼部像差测量的结果在所述捕捉和记录之前执行所述眼睛(O1、O2)的低阶眼部像差校正的装置(C1-2、C3-4)；

所述系统的特征在于其还包括：

用于执行至少一只眼睛(O1、O2)的第一眼部像差测量和用于在所述眼睛(O1、O2)的瞳孔的平面中执行高阶和低阶的第二眼部像差测量的装置(HS)，其中第一眼部像差测量的结果用于执行所述低阶像差的校正；

控制装置(MC)，其至少控制所述的用于捕捉和记录视网膜平面的图像的装置(CCD-DP1、CCD-DP2)和所述的用于执行所述第一眼部像差测量和第二眼部像差测量的装置(HS)，使得它们同时操作；和

处理装置(MP)，其以结合的方式将通过所述第二眼部像差测量获得的信息与在视网膜平面的所述图像的信息一起进行处理，并且作为所述处理的结果，提供所述光漫射测量的一个或多个值，

其中所述系统用于实施根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.根据权利要求12所述的系统，其中所述的用于将点状光束投射到患者眼睛的视网膜上的装置以及所述的用于捕捉和记录视网膜平面的图像的装置(CCD-DP1、CCD-DP2)是双通检眼镜检查系统的一部分，且其中所述系统

被配置和布置为使用开场技术

和/或被配置和布置为实现应用于所述患者的两只眼睛(O1、O2)的双目系统。

14.根据权利要求12或13所述的系统，其中用于执行低阶眼部像差校正的装置(C1-2、C3-4)包括用于执行所述第一眼部像差测量和第二眼部像差测量的装置(HS)或者与用于执行所述第一眼部像差测量和第二眼部像差测量的装置(HS)相关联，根据利用装置(HS)进行的测量，用于所述的眼部像差的校正。