JP7378603B2 - 網膜カメラ用の外部位置合わせ表示／誘導システム - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年１０月２９日に出願された米国仮出願第６２／９２７，３５１号に基づいており、その内容が、その全体が参照により本明細書に組み込まれている。

本開示は、一般に眼科画像化技術に関し、特に、限定的ではないが、網膜画像化のための位置合わせ技法に関する。

網膜画像化は、多くの網膜疾患のスクリーニング、現場診断、および進行モニタリングのための、基本的な眼検査の一部である。高忠実度の網膜画像は、正確なスクリーニング、診断、およびモニタリングに重要である。瞳孔を通して眼の後部内面（すなわち網膜）を明るく照明すると、画像の忠実度が向上するが、網膜カメラと照明源が眼と十分に位置合わせされていない場合には、角膜反射、虹彩反射、または水晶体フレアなどの光学収差または画像アーチファクトが生成されることが多い。照明の明るさを増加させるだけではこれらの問題は克服されず、むしろ光学的アーチファクトがより顕著になり、画像の忠実度を向上させるという目標が損なわれる。

したがって、カメラの位置合わせは非常に重要であり、特に従来の網膜カメラでは、上記の有害な画像アーチファクトを遮断する必要があるため、典型的には、アイボックスが非常に限られたものとなる。網膜カメラのアイボックスは、典型的には、網膜カメラの接眼レンズに対して定義される空間内の３次元領域であり、網膜の許容可能な画像を取得するために、眼の瞳孔または角膜の中心がその中に存在する必要がある。従来のアイボックスのサイズが小さいため、網膜カメラの位置合わせが困難になり、位置合わせプロセス中の患者とのやりとりに負担がかかることがよくある。

位置合わせの問題を軽減するために、様々な解決策が提案されている。例えば、網膜とカメラの位置合わせを自動的に調整する移動／電動段階が提案されている。しかしながら、これらの段階は、機械的に複雑になる傾向があり、網膜画像化プラットフォームのコストを大幅に押し上げる。網膜カメラのアイボックスの位置合わせを効率的かつ簡単に達成するための効果的で低コストの解決策は、網膜カメラの操作と市場浸透率を改善することになる。

本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態を以下の図を参照して説明するが、ここで、特に指定されない限り、同様の参照番号は、様々な図全体を通して同様の部分を指す。必要に応じて、図面が煩雑にならないように、要素のすべての事例が必ずしも標識されているわけではない。図面は必ずしも縮尺通りではなく、説明されている原理を例解することに重点が置かれている。

網膜カメラの位置ずれによる実証的な画像アーチファクトを含む網膜画像を例解する。 本開示の一実施形態による、粗い位置合わせのための外部視覚誘導インジケータを備えた網膜画像化システムを例解する機能性構成要素図である。 本開示の一実施形態による、接眼レンズの周りのレンズチューブの遠位端に配置された視覚誘導インジケータの部分断面例解図である。 本開示の一実施形態による、接眼レンズの周りに配置された放出位置の単一のリングを含む視覚誘導インジケータの端面例解図である。 本開示の一実施形態による、接眼レンズの周りに配置された放出位置の同心リングを含む視覚誘導インジケータの端面例解図である。 本開示の一実施形態による、粗い位置合わせを支援するための外部に配置された視覚誘導インジケータを含む網膜カメラシステムの動作プロセスを例解するフローチャートである。

網膜カメラシステムの接眼レンズを眼に位置合わせするためのシステム、装置、および方法の実施形態が本明細書に記載されている。以下の説明では、多くの具体的な詳細は、実施形態の徹底的な理解を提供するために、記載されている。しかしながら、関連技術の当業者は、本明細書に記載された技術が、具体的な詳細のうちの１つ以上を用いることなく、または他の方法、構成要素、材料などを用いて実施することができることを認識するであろう。他の事例では、周知の構造、材料、または動作は、特定の態様を不明瞭にすることを回避するように、詳細には図示または記載されていない。

本明細書全体を通して「一実施形態」または「実施形態」への言及は、実施形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。このように、本明細書全体を通して、様々な場所での「一実施形態では」または「実施形態では」という句の出現は、必ずしもすべてが同じ実施形態を指しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、または特性は、１つ以上の実施形態において任意の好適な様式で組み合わされ得る。

高忠実度の網膜画像は、多くの網膜疾患のスクリーニング、診断、およびモニタリングに重要である。このために、網膜画像の部分を閉塞するか、または別様に害する画像アーチファクトの事例を低減または排除することが望ましい。図１は、複数の画像アーチファクト１０５を有する例示的な網膜画像１００を例解する。これらの画像アーチファクトは、網膜画像化システムと眼との間の位置ずれによって迷光と照明源からの有害な反射とが画像化経路に入ることが可能になり、最終的に網膜画像光で画像センサによって捕捉されるときに発生し得る。

網膜画像を捕捉するには、レンズチューブ（接眼レンズを含む）を被験者の眼と正確に位置合わせする必要がある（通常、許容誤差はわずか数ミリメートルである）。この正確な位置合わせを達成するために、ほとんどの網膜カメラは、接眼レンズ内を直接見たときに見える光路内に、ある種の固視標を含む。他の目的の中でも、固視標は、位置合わせ中にどこを見るべきかについてフィードバックを提供する。しかしながら、典型的なレンズチューブの光学的特性のために、固視標が見える空間の領域に眼を向けるだけでも、困難であることが多い。粗い位置合わせを容易にする視覚的フィードバックがない場合、大きく位置ずれしたユーザは、接眼レンズに対してどのように移動して固視標と視覚的に接触するか、どの時点で微細な、または正確な位置合わせが、固視標の使用を開始することができるかが分からないことが多い。

エンドユーザまたは患者が接眼レンズとの初期（粗い）位置合わせを達成するのを支援するために、本明細書に開示される実施形態は、接眼レンズの周囲のレンズチューブの遠位端の中または上に配置された視覚誘導インジケータを使用する。視覚誘導インジケータは、接眼レンズを介して画像化経路から外部に視覚キューを放出する（つまり、視覚キューは接眼レンズを通過しない）。視覚キューは、接眼レンズとの十分な粗い位置合わせに眼を誘導するように適合されており、そのため、ユーザは、固視標を見ることができ、これは、その後、高忠実度の網膜画像を得るための準備における、微細な位置合わせのために使用される。微細な位置合わせは、網膜画像センサ自体を使用して接眼レンズを介した高精度の網膜追跡によって達成され得る。

いくつかの実施形態では、接眼レンズに対する眼の相対位置を粗く追跡するために瞳孔または虹彩が使用される。次に、この粗い追跡システムが、視覚キューを動的に変化させ、ユーザの眼にリアルタイムの誘導フィードバックを提供するために使用され得る。動的変化には、視覚キューの明るさの変化、視覚キューの形状パターンの変化、視覚キューの時間パターンの変化、視覚キューの色の変化、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。これらの動的変化は、ユーザが最初の粗い／全体的な位置合わせを支援するための直感的な視覚的フィードバック誘導システムを提供し得る。本明細書に記載の実施形態は、熟練した技術者の介入なしに使用することができる完全に自動化された網膜カメラシステムを可能にし、それにより、様々な新しい使用事例および動作環境をもたらす。

最後に、視覚誘導インジケータが、外部位置合わせ追跡カメラ（瞳孔または虹彩追跡システムなど）と共に、さらに活用されて、追加の画面および診断試験を提供し得る。例えば、視覚誘導インジケータは、前眼部画像化のための外部照明、瞳孔サイズおよび瞳孔対光反射（ＰＬＲ）を測定するための瞳孔測定、および／または従来から（網膜カメラシステムではなく）ケラトメータによって実行されている３次元（３Ｄ）表面トポグラフィ（例えば、角膜の前面曲率の測定）を提供し得る。

図２は、本開示の一実施形態による、外部視覚誘導インジケータを備える網膜画像化システム２００を例解する。網膜画像化システム２００の例解された実施形態は、視覚誘導インジケータ２０１、照明器２０５、画像センサ２１０（網膜画像センサとも称される）、コントローラ２１５、ユーザインターフェース２２０、ディスプレイ２２５、位置合わせ追跡カメラ２３０、および光学リレーシステムを含む。光学リレーシステムの例解された実施形態は、レンズアセンブリ２３５、２４０、２４５、およびビームスプリッタ２５０を含む。照明器２０５の例解された実施形態は、照明器アレイ２６５および中央開口２５５を含む。視覚誘導インジケータ２０１の例解された実施形態は、放出位置２０９を含む。

光学リレーシステムは、照明器２０５から出力された照明光２８０を、眼２７０の瞳孔を通る照明経路に沿って、網膜２７５を照明するように方向付ける（例えば、通過または反射させる）一方で、網膜２７５の画像光２８５（すなわち、網膜画像）を画像化経路に沿って画像センサ２１０に方向付けるように機能する。画像光２８５は、網膜２７５からの照明光２８０の散乱反射によって形成される。例解された実施形態では、光学リレーシステムは、ビームスプリッタ２５０をさらに含み、ビームスプリッタ２５０は、画像光２８５の少なくとも一部を画像センサ２１０に通過させ、同時に、固視標２９１を接眼レンズアセンブリ２３５に光学的に結合し、ディスプレイ２２５から出力されるディスプレイ光２９０を眼２７０に方向付ける。ビームスプリッタ２５０は、偏光ビームスプリッタ、非偏光ビームスプリッタ（例えば、９０％透過および１０％反射、５０／５０ビームスプリッタなど）、ダイクロイックビームスプリッタ、または他のものとして実装され得る。光学リレーシステムは、レンズ２３５、２４０、および２４５などのいくつかのレンズを含み、必要に応じて様々な光路に焦点を合わせる。例えば、レンズ２３５は、レンズチューブ（図１には例解せず）内に収容される接眼レンズを集合的に形成する１つ以上のレンズ素子を含み得る。接眼レンズは、動作中にアイレリーフ２９５によって眼２７０の角膜から変位する。レンズ２４０は、画像光２８５を画像センサ２１０に焦点を合わせるための１つ以上のレンズ要素を含み得る。レンズ２４５は、ディスプレイ光２９０を集束させるための１つ以上のレンズ要素を含み得る。光学リレーシステムは、いくつかの様々な光学要素（例えば、屈折レンズ、反射面、回折面など）を用いて実装され得、図２に例解される構成とは異なり得ることを理解されたい。

一実施形態では、ディスプレイ２２５から出力されるディスプレイ光２９０は、固視標を表す。固視標は、プラス記号、中心点、十字、標的、または他の形状（例えば、実証的な固視標画像２９１を参照）の画像であり得る。固視標は、患者に視覚的フィードバックを提供することによって接眼レンズ２３５と眼２７０との間の微細または正確な位置合わせを得るのを補助することができるだけでなく、患者に彼らの視力を適応および安定させるための固視標を与えることもできる。ディスプレイ２２５は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、様々な照明された形状（例えば、照明された十字または同心円）、または他のものを含む様々な技術で実装され得る。当然、固視標は、ディスプレイ上の虚像以外の方法で実装され得る。例えば、固視標は、物理的物体（例えば、十字線など）であり得る。

視覚誘導インジケータ２０１の例解された実施形態は、接眼レンズ２３５を取り囲むハウジングの中または上に配置される。このハウジングは、接眼レンズ２３５を組み込むレンズチューブであり得る。視覚誘導インジケータ２０１は、接眼レンズ３２５を介して画像化経路から外部に視覚キュー２１１を出力するための放出位置２０９を含む。換言すれば、視覚誘導インジケータ２０１は、接眼レンズ２３５に対して位置付けおよび配向されて、接眼レンズ２３５を通過しない眼２７０への光路に沿って、視覚キュー２１１を眼２７０に放出する。視覚誘導インジケータ２０１は、レンズチューブの遠位端に位置付けられ、接眼レンズ２３５を周辺で取り囲み、眼２７０をその視覚キュー２１１と共に直接的に、かつ外部的に提示する。

画像センサ２１０は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）画像センサ、電荷結合素子（ＣＣＤ）画像センサ、または他のものなどの様々な画像化技術を使用して実装され得る。一実施形態では、画像センサ２１０は、網膜画像を記憶／バッファリングするためのオンボードメモリバッファまたは付属のメモリを含む。

位置合わせ追跡カメラ２３０は、網膜画像化システム２００と眼２７０との間、特に接眼レンズアセンブリ２３５と眼２７０との間の横方向およびアイレリーフオフセット位置合わせ（または位置ずれ）を追跡するように動作する。位置合わせ追跡カメラ２３０は、瞳孔追跡、虹彩追跡、または他の方法を含む、網膜画像化システム２００に対する眼２７０の相対位置を追跡するための様々な異なる技術を使用して動作し得る。例解された実施形態では、位置合わせ追跡カメラ２３０は、三角測量を可能にし、瞳孔または虹彩に関するＸ、Ｙ、およびＺ位置情報を取得するために、接眼レンズアセンブリ２３５のいずれかの側に配置された２つのカメラを含む。一実施形態では、位置合わせ追跡カメラ２３０は、１つ以上の赤外線（ＩＲ）エミッタを含み、ＩＲ光を介して眼２７０を追跡し、一方で網膜画像は、可視スペクトル光で、また場合によってはＩＲ光でも取得される。

横方向の位置合わせおよび／またはアイレリーフオフセット位置合わせを含む眼の位置は、正確な位置合わせ追跡のために画像センサ２１０によって取得された網膜画像を使用して、または別個に／追加的に位置合わせ追跡カメラ２３０によって測定および追跡され得る。位置合わせ追跡カメラ２３０は、瞳孔または虹彩を介して粗い位置合わせ追跡を提供する。例解された実施形態では、位置合わせ追跡カメラ２３０は、接眼レンズアセンブリ２３５の外側から眼２７０を見るように外部に位置付けられている。他の実施形態では、位置合わせ追跡カメラ２３０は、光学リレー構成要素を介して光学的に結合されて、接眼レンズアセンブリ２３５を通して眼２７０を視認および追跡し得る。

コントローラ２１５は、画像センサ２１０、ディスプレイ２２５、照明器２０５、位置合わせ追跡カメラ２３０、および視覚誘導インジケータ２０１に結合されて、それらの動作を統制する。コントローラ２１５は、マイクロコントローラ上で実行されるソフトウェア／ファームウェアロジック、ハードウェアロジック（例えば、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイなど）、またはソフトウェアとハードウェアロジックとの組み合わせを含み得る。図２は、コントローラ２１５を異なる機能要素として例解するが、コントローラ２１５によって実行される論理的機能は、いくつかのハードウェア要素にわたって分散され得る。コントローラ１１５は、入力／出力（Ｉ／Ｏポート）、通信システム、または他のものをさらに含み得る。コントローラ２１５は、ユーザインターフェース２２０に結合されて、ユーザ入力を受信し、網膜画像化システム２００に対するユーザ制御を提供する。ユーザインターフェース２２０は、１つ以上のボタン、ダイヤル、フィードバックディスプレイ、インジケータライトなどを含み得る。

動作中、コントローラ１１５は、照明器２０５および網膜画像センサ２１０を動作させて、１つ以上の網膜画像を捕捉する。照明光２８０は、網膜２７５を照明するために、眼２７０の瞳孔を通るように方向付けられる。網膜２７５からの散乱反射は、開口２５５を通って画像経路に沿って画像センサ２１０に戻るように方向付けられる。眼２７０がシステム２００のアイボックス内に位置合わせされると、開口２５５は、画像光自体を通過させながら、本来ならば網膜画像に悪影響を及ぼし得る有害な反射および光散乱を遮断するように動作する。網膜画像を捕捉する前に、コントローラ２１５は、視覚誘導インジケータ２０１および位置合わせ追跡カメラ２３０を操作して、眼２７０にリアルタイムの視覚的フィードバック（すなわち、視覚キュー２１１）を提供して、粗い位置合わせを達成し、その点で、ユーザは、固視標を見ることができる。コントローラ２１５はさらに、ディスプレイ２２５を操作して、固視標画像２９１を出力し、患者の視線を微細または正確な位置合わせに誘導する。微細な位置合わせが達成されると、コントローラ２１５は、眼２７０が網膜画像化システム２００のアイボックス内にあるとみなし、それにより、画像センサ２１０を用いて網膜画像を取得する。

図３Ａおよび図３Ｂは、本開示の一実施形態による、例示的な視覚誘導インジケータ３００を例解する。図３Ａは、視覚誘導インジケータ３００の部分断面例解図であり、一方で、図３Ｂは、視覚誘導インジケータ３００の正面例解図である。視覚誘導インジケータ３００は、接眼レンズ２３５を収容するハウジング３０５の遠位端に配置されている。例解された実施形態では、ハウジング３０５は、画像光を集束または拡大するための１つ以上の追加のレンズ要素３１０と共に接眼レンズ２３５を保持するレンズチューブである。アイカップ３１５（図３Ａにのみ例解）はまた、ハウジング３０５の遠位端に取り付けられ得、接眼レンズ２３５に対して眼２７５を位置付け、周囲の迷光を遮断して周囲照明を制御し、患者が眼窩を押し付け得る柔らかく快適な表面を提供することを補助する。他の実施形態では、アイカップ３１５は、両眼の周りに適合するフェイスマスクで置き換えられ得る。例解された実施形態では、視覚誘導インジケータ３００は、視覚誘導インジケータ３００を取り囲むアイカップ３１５内に配置されている。

例解されるように、視覚誘導インジケータ３００は、ハウジング３０５の遠位外側端部に配置された、いくつかの放出位置３２０を含む。放出位置３２０は、眼２７０にそれらの視覚キューを直接提示するために外方に面している。放出位置３２０は、接眼レンズ２３５を周辺で取り囲む。例解された実施形態では、放出位置３２０は、接眼レンズ２３５の半径方向外側であるが、アイカップ３１５内にある。ハウジング３０５の遠位端は、位置合わせ追跡カメラ２３０およびＩＲ照明器３２５をさらに含む。

例解された実施形態では、各放出位置３２０は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、および青（Ｂ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）のセットなどの多色照明源を含む。当然ながら、多かれ少なかれカラーＬＥＤを備えた他の色の組み合わせが実装され得る。放出位置３２０は、眼の位置合わせを補助するために様々なパターン、形状、色、または強度を提供するように操作され得る。例えば、放出位置３２０は、接眼レンズ２３５を中心とするリングを形成し得る。リングは、ユーザが眼２７０を中心に置く視標を提供し得る。視覚誘導インジケータ３００は、放出位置３２０からの視覚キュー出力を動的に変化させ、眼２７０にリアルタイムのフィードバック誘導を提供し得る。視覚誘導インジケータ３００によって出力される視覚キューの明るさ、形状パターン、時間パターン、または色のうちの１つ以上は、直観的なフィードバックを提供するために動的に変化され得る。例えば、放出位置３２０は、ユーザに位置合わせ基準を提供するために、最初に第１の色（例えば、赤）を光らせ得る。ユーザの眼２７０が接眼レンズ２３５に近づくと、様々な放出位置３２０が点滅して、方向調整を示し得る。一例として、図３Ｂでは、放出位置３２０Ａは、ユーザが眼を上方かつ右方に調整する必要があることを示すために、点滅している。当然ながら、他の放出位置３２０は、他の方向指示を示すために、点滅、色変化、または強度変化し得る。一実施形態では、眼２７０が粗い位置合わせ（例えば、接眼レンズ２３５を通して固視標画像２９１を見るのに十分な位置合わせ）に近づくと、視覚誘導インジケータ３００から出力される視覚キューは、減光し始め得るか、またはさらには暗くなり得、それによって、眼２７０が、固視標画像２９１によって提供される正確な位置合わせ標的から逸れないようにし、網膜画像化と干渉しないようにする。眼２７０がその粗い位置合わせを失った場合、視覚誘導インジケータ３００は、粗い位置合わせフィードバックを再び提供するために照明を再開し得る。

図３Ａおよび図３Ｂは、放出源３２０の単一のリングのみを含む視覚誘導インジケータ３００の実施形態を例解する。図４は、複数の照明リングを備えた視覚誘導インジケータ４００の端面例解図であり、視覚誘導インジケータ２０１の別の可能な実装を表す。視覚誘導インジケータ４００は、ハウジング３０５の遠位端に配置されており、接眼レンズ２３５の周囲に延在する、放出位置４０５および４１０の２つの同心リングを含む。放出位置４０５および４１０は、（例えば、ＲＧＢ ＬＥＤ、モノクロ光源、ライトパイプ、ライトリング、または他の方法で）放出位置３２０と同様に実装され得る。しかしながら、中心からの異なる半径方向オフセットを有する複数のリングを含めることで、より複雑な形状パターンと時間パターンを備えた視覚キューを生成することを可能にし、ユーザにさらに有益なフィードバックを提供する。

さらに、視覚誘導インジケータ４００（同様に３００または２０１）を使用して、網膜２７５だけでなく、眼２７０の他の態様を画像化するための一般的な外部周囲照明を提供し得る。例えば、これらの視覚誘導インジケータは、前眼部画像化（例えば、角膜、虹彩、強膜、まぶた、まつ毛、涙管などの画像化）、瞳孔測定試験、または角膜の３Ｄトポグラフィマッピングに外部照明を提供し得る。視覚誘導インジケータのこれらの追加的使用は、図３Ａおよび図３Ｂに例解さされる単一リングの実施形態で実装することができ、図４の複数リングの実施形態は、この画像化のより高い柔軟性を促進する。例えば、角膜のトポグラフィおよび／または角膜のフォトメトリックステレオ画像化は、異なる照明条件下で角膜を観察することによって、または異なる照明基準パターンを使用することによって、角膜の曲率をマッピングしようとする。これらの異なる光条件は、接眼レンズ２３５のアイレリーフ位置を単に調整することによって（例えば、網膜画像化システムを眼２７０に近づけることによって）視覚誘導インジケータ３００によって達成され得る。代替的に、視覚誘導インジケータ４００は、一定のアイレリーフ位置に保持され得、異なる照明リングを使用して照明の入射角が調整され得る。

図５は、本開示の一実施形態による、粗い位置合わせを支援するための外部に配置された視覚誘導システム２０１（同様に３００または４００）を含む、網膜画像化システム２００の動作のプロセス５００を例解するフローチャートである。プロセスブロックの一部または全部がプロセス５００に現れる順序は、限定的なものとみなされるべきではない。むしろ、本開示の利益を有する当業者は、プロセスブロックの一部が、例解されていない様々な順序で、または並列でも実行され得ることを理解するであろう。

プロセスブロック５０５において、画像化プロセスが開始される。始動は、患者の眼が接眼レンズ２３５の前に置かれたとき、および／または始動コマンド（例えば、スタートボタンまたは捕捉ボタン）が選択されると、開始し得る。プロセスブロック５１０において、コントローラ２１５は、患者の眼の位置合わせの監視を開始する。上述のように、粗い眼の位置合わせは、全体的な眼の位置合わせのために瞳孔または虹彩の追跡を実行し得る位置合わせ追跡カメラ２３０を介して判定され得る。

粗い位置合わせ手順の一部として、視覚誘導インジケータ２０１は、視覚キュー２１１を放出することが可能であり、これは、接眼鏡レンズ２３５への眼２７０の位置合わせを容易にするように適合されている。例えば、最初に、放出位置３２０のリングは、眼２７０に位置合わせするための基準を提供するために、初期色（例えば、赤）を光らせ得る。次に、コントローラ２１５は、位置合わせ追跡カメラ２３０を使用して、相対的な粗い位置合わせを追跡／監視し得る。粗い位置合わせがまだ達成されていない場合（決定ブロック５２０）、コントローラ２１５は、次いで視覚誘導インジケータ２０１を使用して、視覚的フィードバック誘導キューを提供し得（プロセスブロック５２５）。視覚キュー２１１は、リアルタイムで動的に変更されて、瞳孔または虹彩の追跡に基づいて動的なフィードバック誘導を提供し、粗い位置合わせを促進し得る。例えば、様々な放出位置３２０は、点滅、色変化、または強度変化（またはそれらの時間的／空間的組み合わせ）し、粗い位置合わせを達成するために必要とされる特定の横方向またはアイレリーフ方向に眼２７０を方向付け得る。眼２７０が粗い位置合わせを達成すると（決定ブロック５２０）、視覚キュー２１１は、色を変化（例えば、緑に変化）させ粗い位置合わせの視覚的確認を提供し得、視覚キューの明るさもまた、視覚誘導インジケータ２０１から固定標２９１への一種の位置合わせハンドオフとして、減光または無効化され得る（プロセスブロック５３０）。視覚キュー２１１はまた、有害な反射を導入しないように、網膜画像を取得する前に減光されるかまたは無効化され得る。

プロセスブロック５３５では、固視標は、接眼レンズ２３５を介して眼２７０に内部的に表示される。前述のように、固視標は、正確な、または微細な位置合わせ中にユーザの視線を安定させるための固定位置を提供するだけでなく、ユーザが視力を正しい焦点距離に適応させることも補助する。ユーザの視点が固視標に固定されて、眼２７０が粗く位置合わせされた状態で、コントローラ２１５は、画像センサ２１０を使用して網膜追跡（プロセスブロック５４０）を実行して、微細な位置合わせ（決定ブロック５４５）を判定することができる。網膜追跡は、位置合わせを判定するために、コントローラ２１５によって分析される接眼レンズ２３５を介して画像センサ２１０によって取得された網膜画像を使用する。位置合わせに使用される網膜画像は、事前位置合わせ画像であり、微細な位置合わせが達成されるまで（すなわち、眼２７０が網膜画像化システム２００のアイボックスに位置合わせされるまで）重大なアーチファクトを有し得る。閾値許容範囲内で、および／または閾値期間の間に微細な位置合わせが達成されると、１つ以上の網膜画像が取得される（プロセスブロック５５０）。

網膜画像化に加えて、視覚誘導インジケータ２０１を備えた網膜カメラシステム２００は、様々な他の眼科診断画像化／試験を実行するために使用され得る（決定ブロック５５５）。視覚誘導インジケータ２０１は、位置合わせ追跡カメラ２３０と共に、網膜画像を取得するだけでなく、追加の画像化／試験のために網膜カメラシステム２００が活用されることを可能にする。例えば、視覚誘導インジケータ２０１は、前眼部画像化（プロセスブロック５６０）、瞳孔測定試験（プロセスブロック５６５）、または角膜の３Ｄ表面トポグラフィのうちの１つ以上を実行するための周囲／外部照明源として使用され得る（プロセスブロック５７０）。言い換えれば、視覚誘導インジケータ２０１は、眼２７０を全体的な位置合わせに導くための視覚キューとしてだけでなく、追加の画像化／試験のための適切な露出レベルを達成するための周囲照明を提供するためにも使用され得る。図５は、網膜画像の取得後に発生するこの追加的画像化を例解しているが、追加の試験／画像化は、網膜画像化の前に、粗い位置合わせを取得しようとしている間に、粗い位置合わせを達成した直後であるが微細な位置合わせの前に、微細な位置合わせを求める間に、網膜画像化またはその他とは無関係に発生し得る。

前眼部画像化（プロセスブロック５６０）は、角膜、虹彩、強膜、まぶた、まつ毛、または涙管のうちの１つ以上の画像化を含む。前眼部画像化の間、視覚誘導インジケータ２０１は、視覚誘導インジケータ２０１が可視白色光照明を提供することを可能にし得る。一実施形態では、白色光照明は、Ｒ、Ｇ、およびＢのＬＥＤを各放出位置３２０で同時に点滅させることによって達成され得る。前眼部画像は、１つ以上の位置合わせ追跡カメラ２３０および／または画像センサ２１０によって取得され得る。さらに、視覚誘導インジケータ２０１が、眼２７０を前眼部画像化のための適切な側方および／または眼のレリーフ位置に誘導するために使用され得る。この位置は、網膜画像化のためのものと同じ位置ではあり得ない。

瞳孔測定試験（プロセスブロック５６５）は、瞳孔のサイズ、および瞳孔対光反射（ＰＬＲ）を測定することを含む。ＰＬＲは、光刺激に対する瞳孔反応である。網膜カメラシステム２００の外側遠位端の眼２７０に直接面する視覚誘導インジケータ２０１を有することにより、放出位置３２０から出力される光レベルまたは強度を変化させて、瞳孔応答を記録することが可能になる。画像センサ２１０または位置合わせ追跡カメラ２３０のいずれかを使用して、瞳孔反応を記録し得る。視覚誘導インジケータ２０１は、白色光照明（同時にＲＧＢ ＬＥＤを可能にする）または任意の選択された色を個別に放出して色固有のＰＬＲを測定するように操作され得る。

３Ｄ表面トポグラフィ（プロセスブロック５７０）は、角膜の３Ｄ表面の測定および／またはマッピングを含む。従来から、３Ｄ表面トポグラフィは、ケラトメータなどの専用機を使用する必要があったが、本明細書で説明される実施形態は、この目的のために視覚誘導インジケータ２０１を活用する。３Ｄ表面トポグラフィは、様々な技法を使用して実行され得る。一実施形態では、フォトメトリックステレオ画像化技術は、異なる照明条件下で角膜反射を観察するために、様々な放出位置３２０を迅速かつ連続的に照明することによって実行される。反射を分析することによって、本技法は、複数の異なる光源位置からの光線追跡を介して角膜表面の法線を推定し、角膜の表面曲率を判定することを可能にする。さらに別の実施形態では、角膜トポグラフは、視覚誘導インジケータ２０１の様々な放出位置を使用して、角膜を１つ以上の既知の基準パターンで照射し、角膜反射を記録することによって取得され得る。次に、これらの反射が分析され（例えば、基準反射パターンと比較して）、表面曲率を判定し得る。この場合も、反射は、位置合わせ追跡カメラ２３０および／または画像センサ２１０を用いて捕捉され得る。

上記で説明したプロセスは、コンピュータソフトウェアおよびハードウェアの観点から説明されている。説明された技術は、機械によって実行されると、説明された動作を機械に実行させる、有形のまたは非一時的な機械（例えば、コンピュータ）可読記憶媒体内で具現化される機械実行可能命令を構成し得る。さらに、プロセスは、特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）または他のものなどのハードウェア内に具現化され得る。

有形の機械可読記憶媒体は、機械（例えば、コンピュータ、ネットワークデバイス、個人情報端末、製造ツール、１つ以上のプロセッサのセットを有する任意のデバイスなど）がアクセス可能な非一時的形態の情報を提供（すなわち、記憶）する任意のメカニズムを含む。例えば、機械可読記憶媒体は、記録可能／記録不可能な媒体（例えば、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスク記憶媒体、光学記憶媒体、フラッシュメモリデバイスなど）を含む。

要約中に記載されているものを含む、本発明の例解された実施形態の上記の説明は、網羅的であること、または本発明を開示された正確な形態に限定することを意図していない。本発明の特定の実施形態、およびその実施例は、例解目的のために本明細書に記載されているが、当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な修正が可能である。

これらの修正は、上記の詳細な説明に照らして、本発明に対して行うことができる。以下の特許請求の範囲で使用される用語は、本発明を本明細書に開示された特定の実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって完全に決定されるべきであり、それらは、特許請求項解釈の確立された原則に従って解釈されるべきである。

Claims (18)

1. 網膜カメラシステムであって、
   ハウジングと、
   前記ハウジング内に配置された接眼レンズと、
   前記接眼レンズを介して、眼の網膜画像を取得するように、前記接眼レンズに光学的に結合されている、網膜画像センサと、
   前記接眼レンズの周囲で前記ハウジング内に、または前記ハウジング上に配置されている、視覚誘導インジケータであって、前記視覚誘導インジケータが、前記接眼レンズを通過しない光学経路に沿った視覚キューを放出するように、前記接眼レンズに対して位置付けおよび配向されており、前記視覚キューが、前記眼の前記接眼レンズに対する粗い位置合わせを補助する、視覚誘導インジケータと、を備える、網膜カメラシステム。
2. 前記視覚誘導インジケータが、前記接眼レンズの周りに配置された複数の放出位置を備え、そこから前記眼が、前記接眼レンズとの位置合わせを基準にすることができる、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
3. 前記複数の放出位置が、前記接眼レンズの周りに延在する２つの同心リングを形成する、請求項２に記載の網膜カメラシステム。
4. 前記ハウジングが、前記接眼レンズを含むレンズチューブを備え、前記視覚誘導インジケータが、前記レンズチューブの遠位外部端部に配置され、前記眼に視覚キューを提示するために外方に面している、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
5. 前記視覚誘導インジケータおよび前記網膜画像センサに通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、ロジックを含み、前記ロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
   前記視覚キューの明るさ、前記視覚キューの形状パターン、前記視覚キューの時間パターン、または前記視覚キューの色、のうちの１つ以上を動的に変化させて、前記接眼レンズへの前記眼の位置合わせを補助することを含む動作を実行させる、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
6. 前記視覚誘導インジケータおよび前記網膜画像センサに通信可能に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
   前記眼の前記網膜画像を取得する前に、前記視覚キューを暗くするか、または無効化することと、を含む、追加の動作を実行させる、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
7. 前記視覚誘導インジケータおよび前記網膜画像センサに通信可能に結合されたコントローラと、前記コントローラに通信可能に結合されたディスプレイとをさらに備え、前記ディスプレイが、前記接眼レンズを介して前記眼に固視標を放出するように、前記接眼レンズに光学的に結合されており、前記視覚誘導インジケータが、前記眼と前記接眼レンズとの間の粗い位置合わせを容易にして、前記眼を前記固視標を見るための十分な位置合わせに誘導するように適合されており、次に、前記固視標が、前記網膜画像センサでの網膜画像化のために、前記眼と前記接眼レンズとの間の微細な位置合わせを容易にするように適合されている、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
8. 前記視覚誘導インジケータおよび前記網膜画像センサに通信可能に結合されたコントローラと、前記コントローラに通信可能に結合されており、前記接眼レンズの周囲に配置されており、かつ前記眼の瞳孔または虹彩の追跡を提供するために位置付けられている、位置合わせ追跡カメラとをさらに備え、
   前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
   前記接眼レンズに対する前記眼の相対位置を追跡することと、
   前記追跡に基づいて、前記視覚キューを動的に変化させて、前記粗い位置合わせを達成するために、前記眼にフィードバック誘導を提供することと、を含む、追加の動作を実行させ、前記フィードバック誘導が、前記眼を、前記接眼レンズに対して、横方向またはアイレリーフ方向において動かすように、ユーザに視覚的に指示するキューを含む、請求項１に記載の網膜カメラシステム。
9. 前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
   前記眼を前記視覚誘導インジケータで照明することと、
   前記視覚誘導インジケータを用いて前眼部画像のための照明を提供すると同時に、前記眼の前記前眼部画像を前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで取得することと、を含む追加の動作を実行させる、請求項８に記載の網膜カメラシステム。
10. 前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
    前記眼を前記視覚誘導インジケータで照明することと、
    前記照明の強度を変化させることと、
    前記強度の前記変化に対する瞳孔反応を前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで測定して、前記眼の瞳孔の瞳孔測定試験を実行することと、を含む追加の動作を実行させる、請求項８に記載の網膜カメラシステム。
11. 前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
    前記接眼レンズの周りの前記視覚誘導インジケータの異なる角度位置を連続的に起動して、前記異なる位置から前記眼を照明することと、
    前記眼の角膜からの反射を前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで観察することと、
    前記反射に基づいて前記角膜の表面曲率を判定することと、を含む追加の動作を実行させる、請求項８に記載の網膜カメラシステム。
12. 前記コントローラが、さらなるロジックを含み、前記さらなるロジックが、前記コントローラによって実行されると、前記網膜カメラシステムに、
    前記視覚誘導インジケータを起動して基準パターンで前記眼を照明することと、
    前記眼の角膜からの前記基準パターンの反射を、前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで捕捉することと、
    前記反射を分析して前記角膜の表面曲率を判定することと、を含む追加の操作を実行させる、請求項８に記載の網膜カメラシステム。
13. 眼を画像化するための方法であって、
    接眼レンズを介して前記眼に向けて固視標を放出することであって、前記固視標が前記眼と前記接眼レンズとの間の微細な位置合わせを容易にすることと、
    前記接眼レンズの外側を包囲する視覚誘導インジケータから視覚キューを放出することであって、前記視覚キューが、前記接眼レンズを通過せず、前記眼を接眼レンズとの粗い位置合わせに誘導して前記固視標を観察するための視覚基準を提供することと、
    前記眼の網膜画像を網膜画像センサで前記接眼レンズを介して捕捉することと、を含む、方法。
14. 前記眼を前記粗い位置合わせに誘導するために、前記視覚キューの明るさ、前記視覚キ
    ューの形状パターン、前記視覚キューの時間パターン、または前記視覚キューの色のうちの１つ以上を動的に変化させることをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記眼が前記粗い位置合わせを達成した後に、かつ、前記網膜画像を捕捉する前に、前記視覚キューを減光または無効化することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記眼の瞳孔または虹彩を位置合わせ追跡カメラで追跡することと、
    前記追跡に基づいて前記眼の前記接眼レンズに対する相対位置を判定することと、
    前記相対位置に基づいて前記視覚キューを動的に変化させて、粗い位置合わせを達成するために前記眼にフィードバック誘導を提供して、前記フィードバック誘導が、ユーザが前記眼を前記接眼レンズに対して横方向、またはアイレリーフ方向において動かすように視覚的に指示するキューを含むことと、をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. 前記眼を前記視覚誘導インジケータで照明することと、
    前記照明の強度を変化させることと、
    前記強度の前記変化に対する瞳孔反応を前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで測定して、前記眼の瞳孔の瞳孔測定試験を実行することと、を含む追加の動作を実行させる、請求項１６に記載の方法。
18. 前記接眼レンズの周りの前記視覚誘導インジケータの異なる角度位置を連続的に起動して、前記異なる位置から前記眼を照明することと、
    前記眼の角膜からの反射を前記位置合わせ追跡カメラまたは前記網膜画像センサのうちの少なくとも１つで観察することと、
    前記反射に基づいて、前記角膜の表面曲率を判定することと、を含む、追加の動作を実行させる、請求項１６に記載の方法。

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