JP2016526966A - システムを位置合わせするための方法、及び眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステム - Google Patents

Abstract

眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムを位置合わせするための方法が開示され、前記システムは、少なくとも１つの第１のシステムコンポーネント及び第２のシステムコンポーネントを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムを位置合わせするための方法に関する。当該方法において、前記システムは少なくとも１つの第１のシステムコンポーネント及び第２のシステムコンポーネントを含む。さらに、本発明は、かかる位置データを検出するためのシステムに関する。

かかる方法及びかかるシステムは、特許文献１から公知である。眼の屈折矯正レーザー治療のための準備において、最初に眼の画像化に影響を与える物理的変数の現在のデータが収集され、続いて、補正すべき眼の欠陥が決定される。眼の画像プロセスでのこれらの補正は、その後、例えば、角膜が適切に改変された形状を形成するように、角膜組織の局所アブレーションに至る治療手順に変換されなければならない。適切な補正のためには、共有幾何学的基準点と診断データ及び治療データとを関連付けることは不可欠である。特許文献１によれば、角膜の頂点、つまり、角膜の表面の最大高さの部位が、有利な基準点であることが見出され、当該部位での確認されたデータセットが記録される。

一般的に複数のステップからなる継時的な一連の診断及び／又は治療プロセスによる眼の前方領域の検査又は治療時に、眼球運動が任意に又は不随意に、意識的に又は無意識に行われるように、前記プロセスの整合性と連続性が眼球運動システムにより損なわれる。診断データは、その後の修正及び／又は追跡が可能であるが、それらは、激しい運動の場合には、不均一な情報密度を含み、その結果、局所的な不正確さをもたらす。治療システムでは、その後の補正は実用的ではない。

ＤＥ １０ ２００９ ０３０ ４６６ Ａ１

よって、本発明の目的は、診断データセット及び／又は材料変更のためのデータセットを確実に得るために、眼の動きへの連続的な適合を確保する、システムを位置合わせするための方法及び眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムを提供することを目的とする。

この目的は、請求項１に記載の方法及び請求項１８に記載のシステムにより達成される。有利な実施態様は、前のこれら２つの請求項を引用する各従属請求項の主題である。

冒頭に記載した内容に従って、本発明による方法は、角膜上及び／又は角膜の後ろに位置する眼の領域上の少なくとも１つの明確な部位又は少なくとも１つの明確な構造を用いて、前記第１のシステムコンポーネントを位置合わせすることにより、前記角膜上及び／又は前記角膜の後ろに位置する眼の領域上の前記少なくとも１つの明確な部位及び／又は前記少なくとも１つの明確な構造の位置変化の連続的な検出を可能とし、さらに、前記第２のシステムコンポーネントを位置合わせすることにより、確定されるか、又は修正される前記角膜のトポグラフィー構造での電磁放射を管理することを含み、前記第２のシステムコンポーネントの配置に対する前記第１のシステムコンポーネントの配置が規定され、前記第２のシステムコンポーネントは、前記第１のシステムコンポーネントにより検出される前記位置変化に基づき、それらの各標的位置に連続的に案内されることを特徴とする。本発明によれば、検出された情報は、診断及び／又は治療システムの連続的な追跡を可能にする。

本発明の有利な実施態様によれば、明確な部位の１つは、角膜の頂点であるので、頂点の位置変化が検出される。算出される頂点位置は、例えば、頭部の不完全な固定により、生じるような、適用領域の眼球全体の並進運動についての情報を含む。また、眼のさらなる構造を評価する場合、以下に記載されるように、付加的な自由度を測定することができる。

前記頂点の位置を検出することは、特許文献１から既知である。しかし、本発明のさらに好ましい実施態様によれば、反射が角膜上に生じるように、少なくとも１つの光源を用いて角膜を照射することが、ここに記載され、前記頂点の現在位置が、その後、反射の位置から決定される。

本発明による１つの可能な手段は、前記第２のシステムコンポーネントをそれらの各標的位置に案内するために直接使用される反射の位置変化を提供する。

しかし、他方では、また、複数の光源が、前記システムの主軸の周りに対称に配置される場合、利点を有する。さらに、前記頂点の少なくとも概略的な位置を決定するために、前記光源により眼上に発生する前記反射点の位置を使用することが可能である。これは、前記システムの前記主軸の周りの前記光源の対称配置が反射点の対称パターンを形成するからであり、ここで、前記反射点の前記配置の対称の原点は、前記頂点の位置に少なくとも概ね対応する。前記対称の原点は、コンボリューションを用いて決定することができる。このような方法は、非常に迅速に、目立った複雑さなしに実行することができる。

よって、前記頂点は、前記反射点により、十分な精度で決定することができる。しかし、前記頂点が前記光学的な主軸に位置していない場合、視差が生じる。角膜の曲率半径が既知である場合、この視差を補正することができる。ヒトの角膜は、曲率半径の点で大きなばらつきはない；ヒトの角膜の曲率半径は７ｍｍから９ｍｍの値を示し、直径８ｍｍの球体に対して測定された場合、視差補正は比較的良好である。

このような手順を実行するために、本発明の方法において、前記角膜上及び／又は前記角膜の後ろに位置する前記頂点に相対的な眼の領域上のさらなる１つの明確な部位又はさらなる１つの明確な構造の位置が、決定されることが有益的にさらに提供される。ここで、特に、前記さらなる明確な構造は、眼の瞳孔であることが提供される。

この目的のために、瞳孔のジオメトリーの決定時に、１箇所の前記反射の位置又は複数の前記反射の位置を含むことも可能である。

また、眼のサイクロトーションとも称される、回転位置変化が、前記頂点に対する、角膜上及び／又は角膜の後ろに位置する眼の領域上の前記さらなる明確な部位及び／又は前記さらなる明確な構造の位置変化から確認される場合がある。前記頂点位置に対する前記瞳孔位置を評価することにより、診断及び／又は治療プロセス中の眼球の傾き及び固視能が確認される。

これは、固視が眼の前記回転位置変化に基づいて観察される場合があり、任意に、固視の消失が確認されることを意味する。眼科学における固視は、眼の外側の領域にある対象の計画的な観察を指し、通常、最高の分解能を有する網膜点で起こり、これは、中心窩である。この点は、「直進の」方向感覚を伝達するので、眼の主な生理的な視線方向を表す。

本発明による１つの変形にしたがって、角膜表面の質及び／又は角膜の表面の前角膜の状態が前記反射点の質に基づいて確認されることが、本方法において提供される場合がある。本発明に従って前記方法が実施される場合、追跡は比較的正確であり、第一に堅牢であるが、例えば、前角膜が破壊されるとき、小さなジャンプが引き起こされる場合がある。これらの不正確さは、質の確認によって防止することができる。

前記第２のシステムコンポーネントが、１次元又は多次元の深部断面画像を記録するために使用される場合がある。これらは、前記頂点に対する既知の位置を有する。

前記頂点が、現在のカメラ画像に基づいて、それぞれの場合に、新たに決定される。スキャナー座標の計算で考慮されるように、前記カメラ画像での動きが、第１のカメラ画像に対する反射点に基づき、決定される場合がある。前記カメラ画像中の動きは、前記第１のカメラ画像に対して、１部分又は複数の部分で、全体画像の他の構造に基づいて決定され、前記スキャナー座標の計算に考慮される。

このように、ここで、ラスター又は経線などの任意のスキャンパターンを記録することができる。特に、経断面は頂点を通って延びることが保証され、屈折補正は一平面で行うことができる。トポグラフィーは、その後の横方向の動きを追跡することなく記録することができる。特に、経線のスキャンパターンの場合に、すべての深部断面図は共通点を有するので、軸方向の動きを算出することは容易である。

よって、前額面での眼のジオメトリーでの同一位置で記録される深部断面図間の差に基づき、軸方向の位置変化を決定することが記載される。前記頂点の位置は、この位置で記録される深部断面画像に基づいて、いつでも確認することができる。

さらに、本発明は、眼の前記前方領域における少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムに関する。

このシステムにおいて、前記第２のシステムコンポーネントを用いて、内在の材料及び／又は埋め込まれた材料、例えば、眼内レンズが変更される場合がある。

この目的のために、必要に応じて、第３のシステムコンポーネントが設けられる場合があり、ここで、前記第１及び第２のシステムコンポーネントの互いに対する配置と、前記第３のシステムコンポーネントに対する前記第１及び第２のシステムコンポーネントの配置とが規定され、第１及び第２のシステムコンポーネントにより検出される位置変化に基づき、前記第３のシステムコンポーネントの配置が、連続的に、各標的位置に調整される。

前記確定された位置情報を用いて、前記第２のシステムコンポーネントの作動及び非作動が調節される場合があり、必要に応じて、前記第３のシステムコンポーネントが調整される場合がある。また、測定値の記録及び放棄を制御することも可能である。

本発明は、以下に、添付の図面に基づいて、より詳細に説明される。図面において：
眼の概略図を示し、ここで、反射点は、外部光源により角膜上に発生している； 前記反射点の１次元の断面図を示す； 倒立図を用いた図２の図面のコンボリューションを示す。

図１はヒトの眼の前方領域の概略図を示し、図中、瞳孔２は虹彩１によって囲まれている。ｐは、瞳孔の中心を示す。本発明によるシステムでは、光源は、診断及び／又は治療システムの主軸の周りに対称に配置され、その結果、反射点３のパターンが得られる。反射点３の中心ｘは、前記眼の頂点にほぼ対応する。また、前記眼の頂点の位置は、固視及び固定軸に依存する。反射点３の中心ｘに対する、瞳孔２又は瞳孔中心ｐの位置が追跡される場合、固視をモニターすることができ、眼の位置ずれに至る固視の消失を検出することができる。

このような方法では、シークエンスでの眼の配置に関する情報が利用可能であるので、このモニターは、例えば、個々の深部断面図により、継時的な時間間隔中の眼の前方領域の幾何的な情報を確認するシステムに特に有用である。また、３Ｄのコンピュータグラフィックスの形成のために実施されているように、前記眼の前方領域の頂点位置は、ビームの追跡により、診断及び／又は治療システムでの反射点を発生する光源の複雑な幾何学的配置で決定することができる。内容は、Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｓｐｈｅｒｅｓ ａｎｄ Ｃｙｌｉｎｄｅｒｓ ｏｆ Ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，Ｇｅｏｒｇ Ｇｌａｅｓｅｒ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏｒ Ｇｅｏｍｅｔｒｙ ａｎｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ ３（１９９９），Ｎｏ．２，１２１−１３９に見出すことができる。

図２は、より具体的には、シグナルピークＡ及びＢの例に基づく、反射点の１次元の断面図を示す。言及するまでもなく、追加の反射点が同様のシグナルピークにより表される。倒立図を用いた図２の画像のコンボリューションの結果として、図３に図示されるように、眼の角膜の頂点にほぼ対応する、前記反射点３（図１）の中心ｘが確定される。

図面及び特許請求の範囲において、上記説明に開示された発明の特徴は、単独で、又は互いに任意の組み合わせのいずれかで、本発明の実施に必須である場合がある。

Claims (21)

1. 眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムを位置合わせするための方法であって、前記システムは、少なくとも１つの第１のシステムコンポーネント及び第２のシステムコンポーネントを含み、
   −角膜上及び／又は角膜の後ろに位置する眼の領域上の少なくとも１つの明確な部位又は少なくとも１つの明確な構造を用いて、前記第１のシステムコンポーネントを位置合わせすることにより、前記角膜上及び／又は前記角膜の後ろに位置する眼の領域上の前記少なくとも１つの明確な部位及び／又は前記少なくとも１つの明確な構造の位置変化を連続的に検出するステップと；
   −前記第２のシステムコンポーネントを位置合わせすることにより、確定されるか、又は修正される前記角膜のトポグラフィー構造での電磁放射を管理するステップとを含み、
   前記第２のシステムコンポーネントの配置に対する前記第１のシステムコンポーネントの配置が規定され、前記第２のシステムコンポーネントは、前記第１のシステムコンポーネントにより検出される前記位置変化に基づき、それらの各標的位置に連続的に案内されることを特徴とする方法。
2. 前記明確な部位の１つが前記角膜の頂点であり、当該頂点の位置変化を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. −前記角膜上で反射が生じるように、前記角膜が、少なくとも１つの光源を用いて照射され；
   −前記頂点の現在位置が、反射の位置から決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記反射の位置変化が、それらの各標的位置に、前記第２のシステムコンポーネントを案内するために直接使用されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 複数の光源が、前記システムの主軸の周りに、対称に配置されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 眼に、前記光源により生じる反射点の位置が、前記頂点の少なくとも概略位置を決定するために使用されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記反射点の配置の原点は、前記頂点の位置に少なくともほぼ対応することを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記原点は、コンボリューションを用いて決定されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記頂点に対する前記角膜上及び／又は前記角膜の後ろに位置する眼の領域上のさらに１つの明確な部位の位置及び／又はさらに１つの明確な構造の位置が、決定されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記さらなる明確な構造は、眼の瞳孔であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記瞳孔のジオメトリーは、１箇所の反射の位置又は複数の反射の位置から導かれることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記頂点に対する前記角膜上及び／又は前記角膜の後ろに位置する眼の領域上の前記さらなる明確な部位の位置変化及び／又は前記さらなる明確な構造の位置変化が、眼の回転位置変化を確定するために用いられることを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 眼の前記回転位置変化に基づいて固視が観察され、任意に、固視の消失が確認されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 角膜表面の質及び／又は角膜の表面上の前角膜の状態が、前記反射点の質に基づいて確定されることを特徴とする請求項３〜１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記第２のシステムコンポーネントが、１次元又は多次元の深部断面画像を記録するために使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 軸方向の位置変化が、前額面における眼のジオメトリーの同一位置で記録される深部断面図の差から決定されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記頂点の位置が、この位置で記録される深部断面像に基づいて確認されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
18. 眼の前方領域の少なくとも１つの要素の位置データを検出するためのシステムであって、前記システムは、少なくとも１つの第１のシステムコンポーネント及び第２のシステムコンポーネントを含み、ここで、
    −前記第１のシステムコンポーネントは、角膜上及び／又は角膜の後ろに位置する眼の領域上の少なくとも１つの明確な部位及び／又は少なくとも１つの明確な構造の位置変化を連続的に検出するように設計され；
    −前記第２のシステムコンポーネントは、確定されるか、又は修正される前記角膜のトポグラフィー構造での電磁放射を管理し；
    −制御ユニットは、プロセッサ及びメモリーを含み；
    前記第２のシステムコンポーネントの配置に対する前記第１のシステムコンポーネントの配置が規定され、前記第２のシステムコンポーネントは、前記第１のシステムコンポーネントにより検出される位置変化に基づき、前記制御ユニットにより、それらの各標的位置に連続的に案内されることを特徴とするシステム。
19. 前記明確な部位の１つが角膜の頂点であり、前記第１のシステムコンポーネントが当該頂点の位置変化を検出することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
20. −少なくとも１つの光源が設けられ、該光源は、角膜上で反射が生じるように、角膜を照射し；
    −前記プロセッサが、反射の位置から前記頂点の現在位置を決定することを特徴とする請求項１９に記載のシステム。
21. 第３のシステムコンポーネントが存在し、前記第１及び第２のシステムコンポーネントに対する前記第３のシステムコンポーネントの配置が規定され、前記第３のシステムコンポーネントは、内在の材料及び／又は埋め込まれた材料を変更するために、検出された位置変化に基づき、それらの各標的位置に、前記制御ユニットにより、案内されることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれか１項に記載のシステム。
    

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