用于测量眼角膜的表面状况和厚度的一件设备以及为此所采用的测量方法_2

文档序号:8343697阅读:来源:国知局
眼角膜(4)上的光信息可以采取不同的形状,从而使得每一只眼睛
(2)的光发射器(8)发射光束(9),所述光束(9)将多条并行的或会聚的线或点群(pointcluster)逐点地引导到眼角膜(4)上。因此,可以在眼角膜(4)上物理地显示具有一个或更多会聚点的多条线,在瞳孔的中心点处或者在眼角膜抛物面的顶点处相交的多条线,或者多条平行线。还可以显示多个平行线集合,其中所有平行线集合会聚在同一点处,例如瞳孔的中心或者眼角膜抛物面的顶点,其中一些平行线集合会聚在一个单一点处,而其他集合则会聚在一个或更多会聚点处。
[0024]基于从物理地发射到眼角膜(4)上的点群获取的信息并且通过计算机(5)上的数值计算,可以在眼角膜(4)上虚拟地显示具有预定义形状的不同图案,比如Placido圆盘之类的同心圆盘。
[0025]为了防止潜在的干扰影响测量,跟踪系统(I)的漫射光发生器(7)和检查系统(3)的光发射器(8)在不同的光频率下进行发射,或者在相同的光频率下但是在交替的时间段中进行发射。
[0026]将光束(9)发射到眼角膜(4)上的光发射器(8)可以是红外光、准直光或激光发射器。在一种可能的配置中,其可以是发射细光束的发射器,从而使得朝向靠近眼角膜(4)的点发送的光束的剖面的最大尺寸小于将要测量的眼角膜(4)的分层剖面的峰与谷之间的最小高度。
[0027]在图1中所示的图中,有可能观察到接收由眼角膜(4)反射的光的接收器套件
(10)如何由两个接收器元件构成,其中每一个关联到患者的一只眼睛(2),从而使得每一个接收器元件光学对准到将要分析的其对应的眼睛(2)的注视方向(D)。
[0028]提供了接收由眼角膜(4)反射的光的接收器套件(10)通过两只眼睛(2)共用的单一接收器元件构成的可能性,在这种情况下,所述单一接收器元件不与将要分析的眼睛(2)的注视方向(D)对准,这意味着为了将其与每一个眼睛(2)光学对准,使用一个定向反射镜集合(12),其把由每一只眼睛(2)的眼角膜(4)反射的光导向所述单一接收器元件。图2中示出的说明性实例表示反射镜集合(12)的一个可能实施例,其中为了清楚起见,表示出单一眼睛(2)。同样地,所述反射镜集合(12)可以被用来把由光发射器(8)发送的光束(9)导向眼角膜(4)。
[0029]提供了将一个透镜集合(11)设置在接收器套件(10)与眼睛(2)之间的可能性。因此,在存在一个单一接收器元件的情况下,将一个或更多透镜设置在所述单一接收器元件与患者的眼睛(2)之间,并且如果对于每一只眼睛(2)有一个接收器元件,则将一个或更多透镜设置在每一个接收器元件与患者的对应眼睛(2)之间。
[0030]接收由眼角膜(4)反射的光的接收器套件(10)可以由C⑶或CMOS类型的电光摄影机构成,从而使得接收器套件(10)可以由两台CCD或CMOS类型的电光摄影机构成,每一台关联到患者的其中一只眼睛(2),或者可以由关联到患者的全部两只眼睛(2)的一台单一 C⑶或CMOS类型的电光摄影机构成。还被提供的是,接收器套件(10)可以由C⑶或CMOS类型的传感器阵列构成,从而使得在这种情况下,接收器套件(10)可以由关联到患者的全部两只眼睛(2)的单一 C⑶或CMOS类型传感器阵列构成,或者由每一个关联到患者的其中一只眼睛(2)的两个CXD或CMOS类型传感器阵列构成。
[0031]在一个实施例中,每一个传感器阵列在形状上是平坦的,并且被放置成与对应于其所关联的眼睛(2)的注视方向(D)的光轴垂直。根据另一个实施例,每一个传感器阵列由与对应于其所关联的眼睛(2)的注视方向(D)的光轴垂直的平坦表面以及设置为围绕眼睛
(2)并且与眼睛(2)相距一定距离的圆柱表面构成,所述圆柱表面的轴与眼睛(2)的注视方向(D)对准。在另一个实施例中,每一个传感器阵列被设置为围绕眼睛(2)并且与眼睛(2)相距一定距离,从而形成球形或抛物面穹顶。
[0032]本发明的一个可能的实施例提供了,检查系统(3)的光发射器(8)可以被移位和定向,以便在不同的方向上将光束(9)发射到眼角膜(4)上,并且因此能够绘制出光束落在眼角膜(4)上的点的几何图案(例如直线、圆周等等)。
[0033]所述用于跟踪(I)眼睛(2)的注视方向(D)的系统和检查系统(3)可以由相同的元件构成,从而可以有接收产生于眼角膜(4)上的光反射的一个单一元件,所述摄影机充当接收器套件(10),或者相反地,可以有将光发射到眼角膜(4)上的一个单一发射器元件,其在必要时发射漫射光、可见光、红外光或其他光。
[0034]因此,根据前面的全部内容,在功能上连接到光发射器(7、8)并且连接到接收器套件(10)的计算机(5)能够控制所发送的每一道光束(9)的方向,并且捕获每一只眼睛(2)的瞬时位置、每一道光束(9)在眼角膜(4)上的反射的瞬时位置和/或所反射的光点的形状,以这样的方式使得计算机(5)能够通过数值计算并且基于对所发射的光束(9)的入射和反射角度的迭代分析以及所捕获的反射来计算眼角膜(4)的表面状况,其外层和内层全部二者的表面状况,以及眼角膜(4)沿着其跨越的长度和宽度的厚度。
[0035]被用来确定眼角膜(4)的表面状况以及其沿着其长度和宽度的厚度的测量方法包括以下阶段(仅仅基于患者的一只眼睛(2)来进行描述):
首先,确定患者眼睛(2)的注视方向(D),从而计算眼球的旋转中心和瞳孔中心,注视方向(D)是将眼球的旋转中心与瞳孔中心相连的线。
[0036]利用跟踪系统(I)确定注视方向(D),从而通过漫射光发射器(7)照射眼睛(2)的眼角膜(4)的表面。摄影机(6)随后捕获由眼角膜(4)反射的光,并且计算机(5)借助于一件自动形状识别软件以便获得瞳孔的表观几何结构、眼球的表观几何结构(其对应于球体)和/或眼角膜的表观几何结构(其对应于抛物面)。一旦从眼睛(2)获得该信息,就计算眼球的旋转中心和瞳孔中心,并且基于该信息计算眼睛(2)的注视方向(D)。
[0037]通过被称作“眼睛跟踪”的技术来确定注视方向(D),这基于识别由漫射照明器产生的眼角膜反射的位置改变或者瞳孔的表观几何结构的改变。鉴于这方面并不落在本发明的范围之内,因此将不对其作详细描述。
[0038]其次,定义一个虚拟极坐标系,其坐标原点与在前一阶段中计算的瞳孔中心重合。为此,在所述虚拟极坐标系上表示由检查系统(3)捕获的眼角膜(4)表面的图像,以这样的方式使得可以测量眼角膜(4)的表面状况和厚度,而不管患者的注视固定在的区域,这是因为在其上显示所捕获图像的参照系不具有固定的坐标原点,而是相反地根据患者的注视方向的方向(D)是相对的。
[0039]第三,从检查系统(3 )的光发射器(8 )向眼角膜(4 )发送光束(9 ),以这样的方式使得在眼角膜(4)的表面上(在其外层或内层上)反射的光点和亮斑由检查系统(3)的接收器套件(10)捕获。
[0040]将每一个光点和亮斑与其被捕获的时间关联,以这样的方式使得在重建眼角膜的表面状况时,将瞳孔中心在其被捕获时的位置纳入考虑,该位置是由眼睛(2)在该时刻的注视方向(D)而确定的。
[0041]当在不同的光频率下产生发射时,跟踪系统(I)的漫射光发射器(7)和检查系统
(3)的光发射器(8)可以同时进行发射,在这种情况下,摄影机(6)和接收器套件(10)被适当地配置成区分必要光频率。如果全部两个光发射器(7、8)都在相同光频率下进行发射,则来自漫射光发射器(7)的漫射光发射被中断,并且从检查系统(3)的光发射器(8)向眼角膜(4)发送光束(9)。
[0042]在第四步骤中,由检查系统(3)的接收器套件(10)捕获的、从所述光点和亮斑获得的信息被定位(referenced)在先前定义的极坐标系上,其中取决于患者的注视方向(D)在眼角膜(4)上获得该信息。换句话说,所述信息相对于患者眼睛(2)的瞳孔中心被定位。
[0043]在第五步骤中,根据患者眼睛(2)的注视方向(D)的改变重复前面的各个阶段,直到获得足够的点时为止(例如每平方毫米的眼角膜所捕获的点)。眼睛移动和患者的注视方向(D)的后续改变使得有可能将眼角膜(4)的不同区域暴露于光束(9),将捕获该不同区域的反射。
[0044]因此,每当患者使其注视偏离时,就利用瞳孔中心的新位置重新定位所述虚拟极坐标系,并且再次通过检查系统(3)捕获来自眼角膜(4)的信息,重复这一迭代处理直到获得关于光点和亮斑的足够数据为止,这使得有可能获得眼角膜(4)的表面状况和厚度。
[0045]此外,在捕获来自眼角膜(4)的信息的同时可以显示
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