JP6557237B2 - 眼球バイオメトリのための統合されたoct−屈折計システム - Google Patents
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Description
本願は、発明者がアレキサンダー N.アルシュクホヴィッヒ、Z.アラス アスラン、リングフェング ユウ及びミハイル ボウクニイである「眼球バイオメトリのための統合されたOCT−屈折計システム」と称する2013年9月19日付け米国特許出願番号14/031,799の優先権を主張するものであり、参照することにより、その全体が本明細書に完全に記載されていると同様に含まれる。
以下の説明中、具体的な詳細は、特定の実施形態を説明して説明する。しかし、当業者であれば、開示された実施形態は、これらの特定の詳細の一部または全てがなくとも実施できることは明らかである。提示の実施形態は、説明のためであり、限定するものではない。当業者であれば、本明細書に具体的に記載されていないとしても、本開示の範囲および精神に含まれる他の重要事項を実現することができる。
210.例えばOCTイメージングシステム120であるOCTイメージングシステムで、眼球の眼の撮像される領域のOCT画像を生成し、
220.例えば屈折計130である屈折計で眼の撮像される領域の屈折マッピングを生成し、
230.例えばアナライザ140であるアナライザで、OCT画像、屈折マッピング及び眼球モデルに基づいて眼球の統合されたバイオメトリック分析を実行し、
240.手術選択を知らせるために、バイオメトリック分析に基づいて、アナライザでバイオメトリック情報を生成し、更に、
250.ビデオディスプレイ、及び、例えばディスプレイ160であるヘッドアップディスプレイの一方を介してバイオメトリック情報を表示する、ことを含む。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様1〕
眼球内の撮像される領域の視像を提供するように構成された眼球視覚化システムと、
撮像される前記領域のOCT画像を生成するように構成された光コヒーレンストモグラフィイ(OCT)メージングシステムと、
撮像される前記領域の屈折マッピングを生成するように構成された屈折計と、
OCT画像及び屈折マッピングに基づいて前記眼球の屈折特性を測定するように構成されたアナライザと、を備え、
前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、前記眼球視覚化システムに統合される、
細隙灯または顕微鏡の統合されたOCT−屈曲計システム。
〔態様2〕
前記眼球視覚化システムは、顕微鏡及び細隙灯の少なくとも一方を備える、態様1に記載のシステム。
〔態様3〕
前記屈折計はシャック−ハートマンタイプであり、
前記眼球視覚化システムの光路を介して部分的に、撮像される前記領域に導かれるレーザビームを生成するように構成される屈折レーザ源、及び、屈折センサを備え、
前記屈折センサは、
小型レンズアレイを備え、前記小型レンズアレイは、
撮像される前期領域から戻るビームを受け、
戻ったビームをビームレットに分解させ、更に、
前記ビームレットを検出器アレイに焦点を合わせるように構成され、
前記検出器アレイは、
前記ビームレットを検出し、更に、
検出したビームレットに基づいて撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様4〕
前記屈折計はタルボット−モイアタイプであり、
前記眼球視覚化システムの光路を介して部分的に、撮像される前記領域に導かれるレーザビームを生成するように構成された屈折レーザ源、及び、
屈折センサを備え、前記屈折センサは、
相対角を可変の2つの交差した格子を備え、前記格子は、
撮像される前期領域から戻るビーム受け、更に、
受けたビームに対応するモイアパターンを生成するように構成され、
検出器を備え、前記検出器は、
前記モイルパターンを検出し、更に、
検出した前記モイアパターンに基づいて、撮像する前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様5〕
前記屈折計は、レーザ光追跡システムを備え、前記レーザ光追跡システムは、
屈折レーザマトリックス源を備え、前記屈折レーザマトリックス源は、
一連のレーザパルスを生成し、撮像される前記領域内でスキャニングパターンに沿って前記眼球視覚化システムの光路を部分的に通してレーザパルスを効果的にスキャンするように構成され、
検出器を備え、前記検出器は、
撮像される前期領域から戻るレーザビームを検出し、更に、
検出した前記レーザビームに基づいて、撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように要請される、態様1に記載のシステム。
〔態様6〕
前記屈折レーザマトリックス源は、面発光レーザ(VCSEL)を備え、更に、
前記検出器はCMOSカメラを備える、態様5に記載のシステム。
〔態様7〕
前記屈折計はレーザ光追跡システムを備え、前記レーザ光追跡システムは、
レーザビームを生成するように構成される屈折レーザ源と、
スキャナを備え、前記スキャナは、
レーザ源からレーザビームを受け、更に、
前記眼球視覚化システムの光路を通過した一部の前記レーザビームを、撮像される前記領域でスキャニングパターンに沿ってスキャンするように構成され、更に、
検出器を備え、前記検出器は、
撮像される前期領域から戻る前期レーザビームを検出し、更に、
検出した前記レーザビームに基づいて撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様8〕
前記検出器はCMOSカメラを備え、更に、
前記スキャナは、前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムによって共有される、態様7に記載のシステム。
〔態様9〕
前記屈折計は、光線追跡屈折計であり、前記屈折計は、
ループに沿って屈折レーザをスキャンし、
スキャンした前記屈折レーザを撮像される前記領域に導き、更に、
スキャニング中に撮像される前記領域内で前記屈折レーザが掃引する経路を記録するように構成され、更に、
前記アナライザは、
記録された前記経路のサイズから前記眼球の屈折力を測定し、更に、
記録された前記経路の位相から前記眼球の前記屈折力の符号を測定するように、構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様10〕
前記屈折計は、波面アナライザ、収差検出器、及び、誤差測定器の少なくとも1つを備える、態様1に記載のシステム。
〔態様11〕
前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、前記顕微鏡の最も先端のレンズの近部で、前記眼球視覚化システムの顕微鏡内に統合され、顕微鏡−眼球作動距離の減少を避ける、態様1に記載のシステム。
〔態様12〕
前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、前記手術用顕微鏡の少なくとも1のビームスプリッタポートを通して、前記手術用顕微鏡に統合される、態様1に記載のシステム。
〔態様13〕
前記アナライザは、前記OCT画像及び前記屈折マッピングを記録するように構成される態様1に記載のシステム。
〔態様14〕
前記アナライザは、プロセッサ及びメモリを備え、前記OCT画像及び前記屈折マッピングの双方に使用する眼球モデルのパラメータを測定するようにプログラムされる、態様1に記載のシステム。
〔態様15〕
前記眼球モデルは、エンスレイモデル、グレイベンカンプモデル、ガルストランドモデル、ヘルムホルツ−ローレンスモデル及びリウ−ブレナンモデルの1つであり、
前記アナライザは、光線追跡ソフトウェアの実行によりパラメータを測定するようにプログラムされ、更に、
前記眼球モデルのパラメータは、球パラメータ、円筒パラメータ及び前記眼球の乱視の配向角度の少なくとも1つを含む、態様14のシステム。
〔態様16〕
前記アナライザの前記プロセッサ及び前記メモリは、前記眼球モデルの決定したパラメータ、IOLの光学特性に基づいて、利用可能な眼内レンズ(IOL)のデータベースから選択し、選択したIOLが前記眼球内に挿入されたときに、前記眼球の所要の光学補正を達成するようにプログラムされる、態様14に記載のシステム。
〔態様17〕
所要の前記光学補正は、
球状屈折誤差、円筒屈折誤差、乱視値、乱視角、屈折力、高次収差、コマ収差、ゼルニケ係数、中心化、及び、傾き、の特性の少なくとも1に関係する、態様16に記載のシステム。
〔態様18〕
前記アナライザは、推奨されるIOL屈折力、円環状IOLの乱視の値及び配向、多焦点特性、及び、前記眼球のカプセル内の眼内レンズ(IOL)の位置の少なくとも1つを決定し、前記眼球の所要の前記光学補正を達成するように構成される、態様16に記載のシステム。
〔態様19〕
前記アナライザは、
自然のレンズが取り外された後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、
補正バイオメトリ情報を出力し、測定された前記眼球モデルパラメータが術前に測定した眼球モデルパラメータと相違するときに、表示するようにプログラムされる、態様14に記載のシステム。
〔態様20〕
前記アナライザは、
眼組織に減張切開を形成した後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、更に、
補正バイオメトリ情報を出力し、測定された前記眼球モデルパラメータが術前に測定した眼球モデルパラメータと相違するときに、表示するようにプログラムされる、態様14に記載のシステム。
〔態様21〕
前記アナライザは、
IOLレンズを前記眼球のカプセル内に挿入開始した後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、更に、
補正バイオメトリ情報を出力し、挿入された前記IOLの中心化及び円環状の配向の少なくとも1つを調整する、ようにプログラムされる、態様14に記載のシステム。
〔態様22〕
前記OCTイメージングシステムは、時間領域、周波数領域、掃引周波数、及び、フーリエ領域モード同期OCTイメージングシステムの1つを備える、態様1に記載のシステム。
〔態様23〕
前記OCTイメージングシステムは、
500nm〜2,000nm、及び、900nm〜1,400nmの範囲の1つの作動波長、及び、
4〜10mm、10〜30mm、30〜50mm、及び、50mmより大きい範囲の1つのコヒーレンス長のレーザを備える、態様1に記載のシステム。
〔態様24〕
前記屈折計は、
700〜900nmの範囲の波長で作用し、更に、
700〜900nmの範囲の波長に対して50〜100%の範囲の反射率のミラーを介して、前記眼球視覚化システムの前記光路内に連結されるように構成され、
前記OCTイメージングシステムは、
900〜1,400nmの範囲の波長で作用し、更に、
900〜1,400nmの範囲の波長に対して50〜100%の範囲の反射率のミラーを介して、前記眼球視覚化システムの前記光路内に連結されるように構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様25〕
ヘッドアップディスプレイとマイクロディスプレイの少なくとも一方は、前記アナライザで測定された前記眼球のバイオメトリック情報と反射特性の少なくとも一方を、前記眼球視覚化システムの顕微鏡の光路に投影するように構成される、態様1に記載のシステム。
〔態様26〕
前記眼球視覚化システムの光路の外側に配置され、更に、
前記アナライザで測定された、前記眼球のバイオメトリック情報及び屈折特性の少なくとも一方を表示するように構成された、
ビデオディスプレイ及びコンピュータ化されたディスプレイの少なくとも一方を備える、態様1に記載のシステム。
〔態様27〕
眼球の撮像される領域の視覚画像を提供するように構成された手術用顕微鏡、
撮像される前記領域のOCT画像を生成するように構成された光コヒーレンストモグラフィ(OCT)イメージングシステム、
撮像される前記領域の屈折情報を測定するように構成された収差計、及び、
前記OCT画像及び前記屈折情報に基づいて前記眼球のバイオメトリック情報を測定するように構成されたアナライザ、及び、
前記手術用顕微鏡の光路内に、測定した前記バイオメトリック情報を表示するように構成されたヘッドアップディスプレイ、
を備える、術中作動可能なバイオメータ。
〔態様28〕
統合されたOCT−屈折計システムを操作する方法であって、
OCTイメージングシステムで、眼球の眼の撮像される領域のOCT画像を生成し、
屈折計で、前記眼の撮像される領域の屈折マッピングを生成し、
前記OCT画像、前記屈折マッピング及び眼球モデルに基づいて、アナライザで前記眼球の統合されたバイオメトリック分析を実行し、
手術の選択を知らせるため、前記バイオメトリック分析に基づいて、前記アナライザでバイオメトリック情報を生成し、更に、
ビデオディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの一方を介して前記バイオメトリック情報を表示することを有する、方法。
Claims (25)
- 眼球内の撮像される領域の視像を提供するように構成された眼球視覚化システムと、
撮像される前記領域のOCT画像データを生成するように構成されたOCT(光コヒーレンストモグラフィ)イメージングシステムと、
撮像される前記領域の屈折マッピングデータを生成するように構成された屈折計と、
プロセッサとメモリとを備えるアナライザであって、
前記OCTイメージングシステムからOCT画像データを受け、
前記屈折計から屈折マッピングデータを受け、
前記OCT画像データと前記屈折マッピングデータとを記録し、
前記OCT画像データと前記屈折マッピングデータとに基づいて前記眼球の屈折特性を測定すべく光線追跡ソフトウェアを実行するように構成されたプロセッサとメモリとを備えるアナライザと、を備え、
前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、前記眼球視覚化システムに統合される、細隙灯または顕微鏡の統合されたOCT−屈曲計システム。 - 前記眼球視覚化システムは、顕微鏡及び細隙灯の少なくとも一方を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記屈折計はシャック−ハートマンタイプであり、
前記眼球視覚化システムの光路を介して部分的に、撮像される前記領域に導かれるレーザビームを生成するように構成される屈折レーザ源、及び、屈折センサを備え、
前記屈折センサは、
小型レンズアレイを備え、前記小型レンズアレイは、
撮像される前記領域から戻るビームを受け、
戻ったビームをビームレットに分解させ、更に、
前記ビームレットを検出器アレイに焦点を合わせるように構成され、
前記検出器アレイは、
前記ビームレットを検出し、更に、
検出したビームレットに基づいて撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折計はタルボット−モイアタイプであり、
前記眼球視覚化システムの光路を介して部分的に、撮像される前記領域に導かれるレーザビームを生成するように構成された屈折レーザ源、及び、
屈折センサを備え、前記屈折センサは、
相対角を可変の2つの交差した格子を備え、前記格子は、
撮像される前記領域から戻るビーム受け、更に、
受けたビームに対応するモイアパターンを生成するように構成され、
検出器を備え、前記検出器は、
前記モイアパターンを検出し、更に、
検出した前記モイアパターンに基づいて、撮像する前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折計は、光線追跡屈折計であり、前記屈折計は、
ループに沿って屈折レーザをスキャンし、
スキャンした前記屈折レーザを撮像される前記領域に導き、更に、
スキャニング中に撮像される前記領域内で前記屈折レーザが掃引する経路を記録するように構成され、更に、
前記アナライザは、
記録された前記経路のサイズから前記眼球の屈折力を測定し、更に、
記録された前記経路の位相から前記眼球の前記屈折力の符号を測定するように、構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折計は、波面アナライザ、収差検出器、及び、誤差測定器の少なくとも1つを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、前記顕微鏡の最も先端のレンズの近部で、前記眼球視覚化システムの顕微鏡内に統合され、顕微鏡−眼球作動距離の減少を避ける、請求項1に記載のシステム。
- 前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムは、顕微鏡の少なくとも1つのビームスプリッタポートを通して、該顕微鏡に統合される、請求項1に記載のシステム。
- 前記OCTイメージングシステムは、時間領域、周波数領域、掃引周波数、及び、フーリエ領域モード同期OCTイメージングシステムの1つを備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記OCTイメージングシステムは、
500nm〜2,000nm、及び、900nm〜1,400nmの範囲の1つの作動波長、及び、
4〜10mm、10〜30mm、30〜50mm、及び、50mmより大きい範囲の1つのコヒーレンス長のレーザを備える、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折計は、
700〜900nmの範囲の波長で作用し、更に、
700〜900nmの範囲の波長に対して50〜100%の範囲の反射率のミラーを介して、前記眼球視覚化システムの光路内に連結されるように構成され、
前記OCTイメージングシステムは、
900〜1,400nmの範囲の波長で作用し、更に、
900〜1,400nmの範囲の波長に対して50〜100%の範囲の反射率のミラーを介して、前記眼球視覚化システムの光路内に連結されるように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記アナライザで測定された前記眼球のバイオメトリック情報と反射特性の少なくとも一方を、前記眼球視覚化システムの顕微鏡の光路に投影するように構成された、ヘッドアップディスプレイとマイクロディスプレイの少なくとも一方を備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記眼球視覚化システムの光路の外側に配置され、更に、
前記アナライザで測定された、前記眼球のバイオメトリック情報及び屈折特性の少なくとも一方を表示するように構成された、
ビデオディスプレイ及びコンピュータ化されたディスプレイの少なくとも一方を備える、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折計は、レーザ光線追跡システムを備え、前記レーザ光線追跡システムは、
屈折レーザマトリックス源を備え、前記屈折レーザマトリックス源は、
一連のレーザパルスを生成し、撮像される前記領域内でスキャニングパターンに沿って前記眼球視覚化システムの光路を部分的に通してレーザパルスを効果的にスキャンするように構成され、
検出器を備え、前記検出器は、
撮像される前記領域から戻るレーザビームを検出し、更に、
検出した前記レーザビームに基づいて、撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記屈折レーザマトリックス源は、面発光レーザ(VCSEL)のアレイを備え、更に、前記検出器はCMOSカメラを備える、請求項14に記載のシステム。
- 前記屈折計はレーザ光線追跡システムを備え、前記レーザ光線追跡システムは、
レーザビームを生成するように構成される屈折レーザ源と、
スキャナを備え、前記スキャナは、
レーザ源からレーザビームを受け、更に、
前記眼球視覚化システムの光路を通過した一部の前記レーザビームを、撮像される前記領域でスキャニングパターンに沿ってスキャンするように構成され、更に、
検出器を備え、前記検出器は、
撮像される前記領域から戻る前記レーザビームを検出し、更に、
検出した前記レーザビームに基づいて撮像される前記領域の屈折マッピングを実行するように構成される、請求項1に記載のシステム。 - 前記検出器はCMOSカメラを備え、更に、
前記スキャナは、前記屈折計及び前記OCTイメージングシステムによって共有される、請求項16に記載のシステム。 - 前記アナライザは、プロセッサ及びメモリを備え、OCT画像及び屈折マッピングの双方に使用する眼球モデルのパラメータを測定するようにプログラムされる、請求項1に記載のシステム。
- 前記眼球モデルは、エンスレイモデル、グレイベンカンプモデル、ガルストランドモデル、ヘルムホルツ−ローレンスモデル及びリウ−ブレナンモデルの1つであり、
前記アナライザは、光線追跡ソフトウェアの実行によりパラメータを測定するようにプログラムされ、更に、
前記眼球モデルのパラメータは、球パラメータ、円筒パラメータ及び前記眼球の乱視の配向角度の少なくとも1つを含む、請求項18のシステム。 - 前記アナライザは、
自然のレンズが取り外された後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、
補正バイオメトリ情報を出力し、測定された前記眼球モデルパラメータが術前に測定した眼球モデルパラメータと相違するときに、表示するようにプログラムされる、請求項18に記載のシステム。 - 前記アナライザは、
眼組織に減張切開を形成した後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、更に、
補正バイオメトリ情報を出力し、測定された前記眼球モデルパラメータが術前に測定した眼球モデルパラメータと相違するときに、表示するようにプログラムされる、請求項18に記載のシステム。 - 前記アナライザは、
IOLレンズを前記眼球のカプセル内に挿入開始した後、前記OCT画像及び前記屈折マッピングから眼球モデルパラメータを測定し、更に、
バイオメトリ情報をディスプレイに出力し、挿入されたIOLの中心化及び円環状の配向の少なくとも1つを調整する、ようにプログラムされる、請求項18に記載のシステム。 - 前記アナライザの前記プロセッサ及び前記メモリは、前記眼球モデルの決定したパラメータ、IOLの光学特性に基づいて、利用可能な眼内レンズ(IOL)のデータベースから選択し、選択したIOLが前記眼球内に挿入されたときに、前記眼球の所要の光学補正を達成するようにプログラムされる、請求項18に記載のシステム。
- 所要の前記光学補正は、
球状屈折誤差、円筒屈折誤差、乱視値、乱視角、屈折力、高次収差、コマ収差、ゼルニケ係数、中心化、及び、傾き、の眼の特性の少なくとも1つに関係する、請求項23に記載のシステム。 - 前記アナライザは、推奨されるIOL屈折力、円環状IOLの乱視の値及び配向、多焦点特性、及び、前記眼球のカプセル内の眼内レンズ(IOL)の位置の少なくとも1つを決定し、前記眼球の所要の前記光学補正を達成するように構成される、請求項23に記載のシステム。
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