用于光学相干层析成像的方法和设备的制作方法

用于光学相干层析成像的方法和设备的制作方法
【专利摘要】在一种用于光学相干层析成像的方法中，多个第一OCT切片图像(34)被记录，每个第一切片图像表示对象(12)的不同切片。随后，通过对所述第一切片图像(34)中的至少一个结构特征(36)进行特征识别来确定在给定三维坐标系x、y、z中表示所述对象(12)的所述至少一个结构特征(36)的三维轮廓的参考图(44)。然后，多个第二OCT切片图像(46)被记录，每个第二切片图像表示所述对象(12)的不同切片。所述第二切片图像(46)的至少一部分在所述坐标系x、y、z中被移动直到每个第二切片图像(46)与所述参考图(44)特征重叠。最后，至少按照所述特征重叠的第二切片图像(46)生成三维OCT图像数据组。
【专利说明】用于光学相干层析成像的方法和设备
【技术领域】
[0001 ] 本申请涉及一种用于光学相干层析成像技术，尤其用于生成与待检查对象有关的三维图像数据组的方法。本发明还涉及一种用于光学相干层析成像的设备。
【背景技术】
[0002]为了在光学相干层析成像技术(简称0CT)的辅助下创建待检查对象的三维(简称3D)层析图，通常要对待扫描对象体内的层中相对于彼此定向的大量OCT切片图像进行记录并随后相对于彼此对所述切片图像进行定向。在每次记录中通过将各个切片图像相对于彼此按照在记录时其被最初设置的方式设置在记录设备的坐标系中可以生成这种类型的3D记录。
[0003]然而，这种方法的问题在于在对表示3D层析图的切片图像进行记录的过程中，眼睛是运动的。在后续对所述各个切片图像进行3D记录的过程中，由于运动伪像，3D层析图中会出现成像误差。

【发明内容】

[0004]本发明的实施例的一个目的在于详细说明一种使得可通过光学相干层析成像技术来检查的对象能够被三维表示的方法。此外，本发明的实施例的一个目的在于详细说明根据这样类型的方法进行操作的设备。
[0005]提供了一种方法，用于记录多个第一 OCT切片图像，每个第一切片图像表示待检查的对象的不同切片。随后，通过对所述第一切片图像中的至少一个结构特征进行特征识别来确定参考图，所述参考图在给定三维坐标系中表示所述对象的所述至少一个结构特征的三维轮廓。然后，记录多个第二 OCT切片图像，每个第二切片图像表示所述对象的不同切片。在所述坐标系中移动所述第二切片图像的至少一部分直到每个第二切片图像与所述参考图特征重叠。最后，至少按照所述特征重叠的第二切片图像生成三维OCT图像数据组。
[0006]换句话说，多个第一切片图像被记录，所述第一切片图像表示所述对象的至少一个结构特征的各个纵向或横截面投影。然后，所述结构特征被识别，例如，通过对所述第一切片图像中的每个切片图像进行图像处理。据此，可确定表示坐标系中所述结构特征位置的插值坐标。表示所述结构特征的形状的参考图进而被适配于所述插值坐标。随后，多个第二切片图像被记录，所述第二切片图像也表示所述结构特征的各个纵向或横截面投影。在所述第二切片图像中的每个切片图像中，所述结构特征被识别，并确定所述坐标系中的所述结构特征的对应位置。另外，表示所述第二切片图像中的每个切片图像与所述参考图交点的位置的穿孔点可被确定。所述结构特征的位置可与所述穿孔点相比较。如果对于第二切片图像，不是所有的所述结构特征的位置都与所述穿孔点一致，则所述第二切片图像通过坐标变换在坐标系中进行移动、倾斜和/或旋转直到以下时刻为止，在该时刻所述第二切片图像以精确拟合的 方式相对于所述参考图进行定向并且所述结构特征的位置与所述穿孔点一致。为了创建所述对象的3D层析图，最终，第一切片图像和/或第二切片图像能够被组装以构成图像数据的全部集合。
[0007]因此，本发明使以下情况成为可能:在第一时段期间(例如，相对较短)，记录第一切片图像，以此开头可用来确定预定形状的参考图的位置、方向和/或尺寸。所述参考图可随后被用作3D记录支持，以便相对于彼此恰当地定向在第二时段(例如与所述第一时段相比更长的时段)期间记录的所述第二切片图像。因而可避免由所述对象的运动而在所述对象的3D层析图中引起的运动伪像。因此，3D记录有助于创建具有减小的误差的所述对象的3D投影。
[0008]第一切片图像和/或第二切片图像例如组成所谓的B扫描。这些扫描表示所述对象的平面、二维的(简称2D)的OCT投影。B扫描可在多行扫描，所谓A扫描的基础上获得。A扫描组成测得的OCT干涉图并表示直线的、一维(简称1D)的在所述对象的轴向距离上的OCT投影。B扫描可以由几个位于一平面中并彼此平行行进的等长度的A扫描组成。所有的切片图像和图象数据组还可以存储在适当的存储介质中。
[0009]待检查的对象可以是，例如一只眼睛。所述对象可以是任何其他适当的可被成像的物理实体，例如具有内部结构性特征的工件。
[0010]所述结构特征的位置和方向可以以置换的方式重现坐标系中的所述对象的位置和方向。为此，所述结构特征例如在所述对象上或所述对象中的延伸区域上延伸。当所述对象是眼睛时，所 述结构特征可以是，例如所述眼睛的内部虹膜边缘和/或外部虹膜边缘和/或所述眼睛的角膜缘。可替换地，所述结构特征可以是人眼晶状体的表面或内部结构面和
/或角膜。
[0011]所述参考图可示意性地模拟所述结构特征的几何结构。为此，所述参考图可表示基本重现坐标系中所述结构特征的位置和方向的所述结构特征的简化模型。因此，可以想到的是，所述参考图表示几何形状，例如椭圆、圆盘、具有同心内接圆孔的圆盘、球体、球形壳、圆柱、具有有限厚度的一圆周表面的空心圆柱等。当所述结构特征是例如虹膜的边缘时，所述参考图可呈现圆形和/或椭圆形。当所述结构特征是例如虹膜的内部边缘和外部边缘时，所述参考图可表示包括两个具有相对于彼此的某一空间位置和方向的圆形和/或椭圆形的几何形状。
[0012]术语“移动”是指以任何适当的方式来改变实体的位置和/或方向。例如，坐标变换可被施加到位置和/或方向上以分别改变所述位置和方向。坐标变换可包括至少一个平行或反平行于坐标系的X轴、y轴和/或Z轴的空间平移，和/或至少一个围绕沿X轴、y轴和/或Z轴的旋转轴的空间旋转，和/或在坐标系中将X轴、y轴和/或Z轴之间的旋转轴旋转一正角或负角的空间旋转。因此，术语“移动”可包括空间中的任意倾斜。坐标变换保留某些或所有在第二切片图像内投影的单独组成之间的相对间隔。同样地，仅改变了切片图像的位置和方向。这影响了所述第二切片图像的每个像素的空间坐标，而不是所述图像像素的色值或色调值。
[0013]在某些实施例中，用于记录所述多个第一切片图像所消耗的全部第一时段可以小于用于记录所述多个第二切片图像所消耗的全部第二时段。所述第一时段尤其由第一切片图像的数量、由每个切片图像所记录的干涉图的数量，以及由这些干涉图中的一个单独干涉图的记录时间来确定。所述单独干涉图的记录时间尤其由曝光时间、由接下来的返工时段(例如，用于干涉图的采样、用于可能的诸如傅里叶变换之类的图像处理步骤、图像识别处理等)以及由存储所需的时间来确定。类似的评论适用于所述第二时段。
[0014]在某些实施例中，所述第一切片图像的数量可以小于所述第二切片图像的数量。例如，所述第一切片图像的数量与所述第二切片图像的数量之比等于1:2、1:5、1:10或1:100。
[0015]此外，用于第一切片图像的记录时间可以小于用于第二切片图像的记录时间。例如，曝光时间、返工的时段和/或第一切片图像的存储时间小于针对第二切片图像的对应的时间间隔。特别地，针对每个切片图像，所述对象的多个A扫描被记录，所述A扫描的次数小于针对所述第二切片图像的A扫描的次数。因此，第一切片图像可包括200次A扫描，并且记录A扫描的频率可等于70kHz。第二切片图像可包括，例如500至2000次A扫描，这些A扫描在20kHz至70kHz的记录频率下被记录。
[0016]在某些实施例中，针对第一切片图像的记录时间可以足够短以便在所述第一切片图像的记录期间由所述对象的典型运动造成的运动伪像基本被避免。
[0017]所述第一切片图像通过在所述对象上以规则模式分布的B扫描进行记录。例如，所述第一切片图像可以通过以交叉网格模式分布的B扫描进行记录。例如，获得相对于彼此正交定向的第一切片图像，因此，在每次记录中，两个相邻的第一切片图像彼此之间呈现固定的间距。 [0018]作为替换例，所述第一切片图像可以相对于彼此定向在星形形状中使得所述第一切片图像彼此沿直线相交。所述直线可以符合所述对象的对称轴和/或可以穿过已被标记的所述对象的点。例如，所述直线以眼睛的瞳孔中心为中心并沿其光轴行进或穿过角膜的顶点。
[0019]所述第一切片图像可以如下分布模式被记录，所述分布模式使得在所述参考图已被适配于所述第一切片图像后，所述第一切片图像与所述参考图的交点沿所述参考图被基本等间距地设置和分布。
[0020]另外或可替换地，所述第一切片图像可以如下分布模式被记录，所述分布模式使得在每次记录中所述参考图以相对于对应的切片图像的曲面法线处于大于30°且小于60°范围内的角度与所述第一切片图像相交的交点个数η至少等于2 (Ν-2)，其中，N为所述第一切片图像的数量。换句话说，在所述参考图已被适配后，例如，垂直交叉模式的N个第一切片图像中的至少Ν-2个第一切片图像与所述参考图相交使得所述参考图包括在各个交点处的第一切片图像的对应曲面法线具有大于30°且小于60°的角度。在这种情况下，存在总共至少η = 2 (Ν-2)个这样的交点,其中，交点η彼此不同，即在这些交点中没有互相叠加的点。
[0021]另外或可替换地，所述第一切片图像可以如下分布模式被记录，所述分布模式使得在所述参考图已被适配于所述第一切片图像之后，所述参考图与所述第一切片图像相交的交点个数η足够用于描述所述参考图的几何结构。
[0022]所述第二切片图像也可以通过在所述对象上以某一模式分布的B扫描进行记录。所述模式可包括，例如交叉网格模式。在该情况下，所述第二切片图像可被彼此垂直和/或平行定向。另外或可替换地，所述模式包括两个以角度偏移方式彼此叠加放置的交叉网格模式。例如，所述角度大约等于45°。另外或可替换地，所述模式包括三个以角度偏移方式彼此叠加放置的交叉网格模式。例如，所述角度大约等于60°。[0023]所述第二切片图像的模式可以是不规则的。例如，在所述参考图中心区域中的网格线密度低于所述的所述参考图远离中心的区域中网格线密度。为此，与所述参考图远离中心的区域相交的彼此平行定向的两个相邻第二切片图像的间隔可以小于与所述参考图的中心区域相交的彼此平行定向的两个相邻第二切片图像的间隔。当所述第二切片图像还包括人眼的角膜的横截面投影时，在所述不规则模式的基础上，所述角膜的非球面区域可用高于在所述角膜的顶点附近区域分辨率的分辨率表示。因此，所述角膜的横截面投影的密度高于表示所述角膜的非球面区域中的投影。这些横截面投影的位置可用作用于分割检查对象中的结构特征的插值节点，或用于通过泽尼克多项式将预定的表面形状适配于所述角膜。
[0024]另外，所述方法可包括以下步骤:通过在第一切片图像和/或第二切片图像中的图像处理，在对应切片图像的记录期间发生的运动伪像的指示被识别。运动伪像的指示包括，例如不连续性、波动、表示所述结构特征的切片图像中轮廓内的收缩和/或拉长，和/或切片图像的相邻A扫描的低信噪比(简称SNR)。该步骤可在下一个切片图像根据分布模式被获取之前“在线”发生。当运动伪像在第一切片图像和/或第二切片图像内为可识别时，重复有缺陷的切片图像的获取，直到所述切片成像图像以完美的方式存在。但是单独的第一切片图像和/或第二切片图像的获取可以快速发生，以便所述获取所需的记录时间与眼球运动的典型时段相比是短的。
[0025]一种用于光学相干层析成像的设备包括OCT图像获取单元和计算机装置，所述计算机装置已被设置为控制所述OCT图像获取单元使得所述OCT图像获取单元记录多个第一OCT切片图像，每个第一切片图像表示对象的不同切片；通过对所述第一切片图像中的至少一个结构特征进行特征识别来确定在给定三维坐标系中表示所述对象的所述至少一个结构特征的三维轮廓的参考图；控制所述OCT图像获取单元使得所述OCT图像获取单元记录多个第二 OCT切片图像，每个第二切片图像表示所述对象的不同切片；在所述坐标系中移动所述第二切片图像的至少一部分直到每个第二切片图像与所述参考图特征重叠；以及至少按照所述特征重叠的第二切片图像生成三维OCT图像数据组。 [0026]所述设备可被设置为引起如上所述的用于光学相干层析成像的方法。
[0027]在本描述中所描述的一种用于光学相干层析成像的方法或方法的各个步骤的意义上，所述方法或所述方法的单各个步骤可被适当配置的设备执行。类似的评论适用于执行方法步骤的设备的操作模式的说明。就此而言，本描述的设备特征和方法特征是等价的。
【专利附图】

【附图说明】
[0028]将在附图的基础上对本发明进行进一步说明，其中:
[0029]图1以示意性框图的方式示出了根据一个实施例的用于光学相干层析成像的设备的元件，
[0030]图2以俯视图的方式示意性地示出了记录第一切片图像所依据的分布模式的示例，该示例画有参考图，
[0031]图3以三维视图的方式示意性地示出了根据图2的分布图，
[0032]图4a和4b示意性地示出了第一切片图像的示例，
[0033]图5以俯视图的方式示意性地示出了记录第一切片图像所依据的分布模式的另一示例，
[0034]图6a和6b以俯视图的方式示意性地示出了记录第二切片图像所依据的分布模式的示例，
[0035]图7a_7c示意性地示出了与平行于x轴对第二切片图像进行移动直到第二切片图像与参考图特征重叠有关的示例，
[0036]图8a_8c示意性地示出了与反向平行于y轴对第二切片图像进行移动直到第二切片图像与参考图特征重叠有关的示例，
[0037]图9a_9c示意性地示出了与平行于z轴对第二切片图像进行移动直到第二切片图像与参考图特征重叠有关的示例，
[0038]图1Oa-1Oc示意性地示出了与围绕平行于X轴的旋转轴对第二切片图像进行旋转直到第二切片图像与参考图特征重叠有关的示例，以及
[0039]图1la-1le示意性地示出了与对第二切片图像进行移动直到第二切片图像与参考图特征重叠有关的示例。
【具体实施方式】
[0040]图1中用于光学相干层析成像的设备——通常在文中由10表示——用于创建在示例性情况中所示的对象(如人眼12)的3D层析图。光学相干层析成像技术基于，例如所谓的时域(简称TD) OCT 或所谓的频域(简称FD)0CT。
[0041]设备10包括用于发射相干光的光源14。例如，出于FD OCT的目的,光源14被设计为可调节的光源或发射频率空间内的宽频带的连续相干光。从光源14发出的光被引导至分束器16。分束器16是迈克尔逊干涉仪18的组成部分，并按照预定的分光比(例如50:50)来分割入射的光输出。光线20在参考臂内行进；另一光线22在米样臂内行进。不同于图1中所示的自由空间设置，迈克尔逊干涉仪18还可以在光纤光学部件的辅助下被部分或全部地实现。
[0042]被分支进参考臂的光入射到反射镜24上，其将所述光共线地反射回分束器16上。出于TD OCT的目的，反射镜24沿光线20的传播方向可以是可移动的。被分支进采样臂的光入射到待检查对象12上，对象12将所述光散射或反射回分束器16的方向上。
[0043]图1中，已经示意性地绘制了设备10的笛卡尔坐标系，该笛卡尔坐标系用作下文中的坐标系。在这点上，z轴表示在对象12的当前上游区域中的光线22的传播方向。
[0044]在采样臂内设置了其他光学元件26和调节部件28，所述光学元件26和调节部件28已被设置为聚焦从分束器16入射到对象12上的光线22，并调节焦点位置(例如，在横向x、y上或在空间三个方向x、y、z上)。计算机装置30控制调节部件28以获得1D、2D和/或3D层析图。
[0045]采样臂中从对象12背向散射的光与参考臂中从反射镜24反射回的光在分束器16处被共线地叠加，以形成干涉光束32。参考臂和采样臂中的光路长度基本上是等长的，以便干涉光束32显示分别来自参考臂与采样臂的组成光线20，22之间的干涉。探测器34’记录作为时间、波长和/或波数的函数的干涉光束32的强度。为此，探测器34’可采用光电二极管或光谱仪的形式。
[0046]由探测器34’记录的信号被发送到确定所述信号的2D OCT切片图像的控制设置30。在这点上，计算机装置30、光源14、探测器34’以及迈克尔逊干涉仪18，包括光学元件26和调节部件28在内可被理解为由计算机装置30控制的OCT图像获取单元33。
[0047]为了创建对象12的3D层析图，计算机装置30按照扫描模式对调节部件28进行控制使得已获得的切片图像的3D记录可在对象12的扫描体内相对于彼此进行。将参照图2至图11对该方法以更详细地方式进行描述。
[0048]首先，多个第一切片图像34 (每个切片图像表示对象12的不同切片)被记录并存储在计算机装置30的存储器中。第一切片图像34表示从大量OCT A扫描中获得的OCT B扫描。第一切片图像34包括,例如200个A扫描。此外,短的曝光时间被选择,在所述曝光时间内记录各个A扫描。A扫描的记录速率等于，例如70kHz。
[0049]如图2所示，在该示例性的情况下，在类似于棋盘的正交十字模式35中获取三个水平和三个垂直的第一切片图像34。在该示例中，水平和垂直的第一切片图像34被设置为彼此平行，相邻第一切片图像34的间隔d对于所有相邻的切片图像34都是固定的。图3中，再次三维地示出了第一切片图像34的图2中所示的分布模式以及眼睛12的部分。
[0050]作为图2和图3中所示的分布模式的替换例，第一切片图像34的图5中所示的分布模式也是可能的。在该情况下，第一切片图像34已经相对于彼此被定向在星形形状中使得第一切片图像34彼此在直线G上相交。在图5所示的示例中，直线G以眼睛12的瞳孔中心为中心，并沿眼睛12的光轴方向行进，也就是说，基本平行于z轴。
[0051]图4a和4b示出了第一切片图像34。第一切片图像34表示对象12的至少一个结构特征36的横截面投影。图4a中，结构特征36是，例如眼睛12的虹膜38的外部边缘。图4b中，结构特征36是，例如虹膜38的内部边缘。除了虹膜38之外，角膜40也被成像在第一切片图像34中。
[0052]在已被制备的第一切片图像34中，计算机装置30现基于图像识别算法识别出结构特征36并确定其在设备10的坐标系中的位置42。在图2、图4a和图4b中，这些位置42通过填充黑色的小圆圈表示。
[0053]如图2所示，计算机装置30随后使表示结构特征36的三维轮廓的参考图44适配于预先确定作为插值节点的位置42。在图2中，参考图44表示模拟虹膜38边缘的圆形，所述圆形被中点M(即，3D空间坐标)以及另一限定半径的参数R预先确定。将参考图44适配于或拟合于插值节点是基于数学优化方法，以确定(估计)针对一系列插值节点42的参考图44的未知参数M和R。
[0054]切片图像34的间隔d被选择使得在参考图44已被适配于第一切片图像34后插值节点42在参考图44的外围上具有几乎等距的间隔。
[0055]另外或可替换地，第一切片图像34可以这样的分布模式35被记录使得在参考图44已经被适配于第一切片图像34后，在每次记录中所述参考图44以相对于各个切片图像34曲面法线处于大于30°且小于60°范围内的角度与第一切片图像34相交的交点的个数η至少等于2 (N-2)，其中，N为第一切片图像34的个数。这以示例性的方式被表示在图2中:在参考图44已被适配之后，垂直交叉模式35的六个第一图像(即N = 6)中的四个第一切片图像34以参考图44包括与各个交点处的第一切片图像34的对应曲面法线所呈的大于30°且小于60°的角的这种方式与参考图44相交(即，n = 2(N-2) =2(6-2)=8)。[0056]另外地或可替换地，第一切片图像34可以这样的分布模式35被记录使得在参考图44已经被适配于第一切片图像34后，第一切片图像34的相交处的交点个数η足够用于描述参考图的几何结构。这被再次表示在图2中:在参考图44已被适配之后，垂直交叉模式35的六个第一切片图像34与参考图44在十二个交点处相交。这些十二个交点中每个交点由三个参数(空间坐标X，y, ζ)描述在三维空间中，以便总计36个参数可用于拟合参考图44。例如，图2中所示的圆由三维空间(包括3个参数)中的中点和三维空间(同样包括三个参数)中的半径(矢量)进行描述。为了拟合参考图44，因此需要至少六个参数，以便参考图44与第一切片图像34之间的十二个交点的36个参数是足够的。
[0057]随后记录并存储多个第二切片图像46，每个第二切片图像表示不同的对象12的切片。第二切片图像46还表示从大量OCT A扫描中获得的OCT B扫描。第二切片图像46例如包括每B扫描一次2000次A扫描，所述A扫描例如在20kHz至70kHz的记录速率下被记录。因此，与第一切片图像相比，第二切片图像46提供了更高的统计和图像质量。从信噪比的意义上，这允许第二切片图像46所创建的更高质量。
[0058]如图6a和图6b所示，第二切片图像46在其获取过程中按照不规则模式45被分布在对象12上。另外，在图6a和图6b中，已绘制了预先确定的参考图44。所述不规则模式包括交叉网格模式，所述交叉网格模式在参考图44的中心区域47a中的网格线密度低于参考图44的远离中心的区域47b中的网格线密度。在图6a和图6b中，中心区域47a和远离中心的区域47b以虚线表示的示例性方式彼此分离。因此，参考图44的中心区域47a中彼此平行定向的两个相邻切片图像46a的间隔大于参考图44的远离中心的区域47b中彼此平行定向的两个相邻切片图像46b的间隔。
[0059]在图6a中，第二切片图像46被设置使得其被彼此垂直和/或彼此平行地定向。但是，可替换地，图 6b中所示的分布模式也是可能的，其中，第二切片图像46被设置使得其被彼此垂直和/或彼此平行和/或以45度角彼此相交地定向。因此，不规则模式包括两个以角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式。
[0060]第二切片图像46的示意性表示被显示在图7a至图1le中。第二切片图像46同样表示结构特征36的横截面投影。例如，角膜40也被成像在第二切片图像46中。正如第一切片图像34的情况，计算机装置30基于图像处理确定在第二切片图像46中的结构特征36，并确定其在设备10的坐标系中的位置48。这些位置48通过具有刻着黑色十字的小黑圆圈被标记在图7a至图1le中。
[0061]参考图44还可以从图7a至图1le中看出，其中，如果从观察者角度查看的参考图44在第二切片图像46之前空间地行进，则其边缘由实线表示，并且如果从观察者角度查看的参考图44在第二切片图像46之后空间地行进，则其边缘由虚线表示。
[0062]针对每个第二切片图像46，计算机装置30通过计算确定参考图44与第二切片图像46相交处的穿孔点50的位置。出于该目的所需的(原始的)第二切片图像46的位置和方向由分布模式45预先确定。类似于位置48，穿孔点50通过具有刻着黑色十字的小黑圆圈被标记在图7a至图lie中。穿孔点50位于从参考图44的实线边缘到虚线边缘的转变处。
[0063]当不是所有的位置48都与穿孔点50 —致时，计算机装置30将第二切片图像46放置在设备10的坐标系中，直到所有在第二切片图像46中的位置48都与穿孔点50 —致。为此，计算机装置30确定适当的针对第二切片图像46的坐标变换。在变换过程中，保留所有在第二切片图像46内单独的投影组成40、48之间的相对间隔。同样地，仅改变切片图像46的位置和方向。
[0064]示意性的移动、旋转或坐标变换被显示在图7a至图1le中，在此基础上，第二切片图像46相对于参考图44进行定向。其中所示的小箭头示出了对应的移动或旋转。
[0065]因此，图7a至图7c示出了平行与X轴的第二切片图像46的平移。在图7a中，由于两个位置48之间的间隔小于穿孔点50之间的间隔，计算机装置30识别出位置48与穿孔点50不一致。其原因是在参考图44的创建与第二切片图像46的记录之间的时段期间，眼睛12已被有效地反平行于X轴移动。为了补偿眼球运动，计算机装置30执行针对第二切片图像46的坐标变换，从而将第二切片图像46的每个像素的空间坐标以坐标变换之后位置48与穿孔点50 —致的方式进行校正。
[0066]以这种方式，第二切片图像46被一个接一个地相对于参考图44进行定向并存储。这种类型的3D记录使免于运动伪像的对象12的3D层析图的创建成为可能。以这种方式，运动伪像诸如，例如水平误差、垂直于光轴的旋转误差和/或横向运动可被补偿。因此，计算机装置30从特征重叠的第二切片图像46中生成三维OCT图像数据组，随后，所述三维OCT图像数据组被作为待检查对象12的3D层析图而显示在设备10的显示单元52上。
[0067]第二切片图像46的另一坐标变换被显示在图8a至图8c中，在该坐标变换个过程中，第二切片图像46被反平行于y轴移动。第二切片图像46的坐标变换被再次显示在图9a至图9c中。在这种情况下，实现了平行于设备10的坐标系的z轴的移动。 [0068]第二切片图像46的空间旋转被显示在图1Oa至图1Oc中。尽管在图1Oa中，一个位置48最初与穿孔点50 —致，但是第二位置48与第二穿孔点50不一致。因此，第二切片图像46围绕与X轴平行行进的旋转轴进行旋转，参见图10b。
[0069]第二切片图像46的稍微复杂的变换被显示在图1la至图1le中。在该示例中，参考图44表示眼睛12的虹膜38的内部边缘进而外部边缘。该参考图包括两个彼此平行设置的圆形，所述圆形的中点位于垂直于所述圆形表面的直线上。
[0070]在图1la中，可以认识到的是，在第二切片图像46中，对应于经过虹膜的内部边缘和外部边缘的横截面的四个位置48被计算机装置30识别出来，但是参考图44仅在两个穿孔点50处与第二切片图像46相交。在图1lb中，可以看到的是，第二切片图像46如何由此被首先平行于X轴放置，直到出现四个具有对应于位置48相对间隔的相对间隔的穿孔点50，参见图11c。在图1ld中，平行于z轴的第二切片图像46的空间平移被随后实现直到如图lie所示，发生特征全部重叠。
[0071]此外，计算机装置30被设置为通过第一切片图像或/和第二切片图像34、36的图像处理来识别在对应的切片图像34、46的记录期间已生成的运动伪像的指示。当运动伪像在切片图像34、46内为可识别时，计算机装置30控制以重复有缺陷的切片图像34、46的获取的方式来控制OCT图像获取单元33。但是切片图像34、46的获取可被快速实现以便独立的B扫描没有运动伪像。
[0072]除非明确说明，否则附图中相同的参考符号表示相同的或相同作用的元件。在其他方面，结合各个实施例在附图中所说明的特征的任意组合是可以想到的。
【权利要求】
1.一种用于光学相干层析成像的方法，包括: -记录多个第一 OCT切片图像，每个第一切片图像表示对象的不同切片， -通过对所述第一切片图像中的至少一个结构特征进行特征识别来确定在给定三维坐标系中表示所述对象的所述至少一个结构特征的三维轮廓的参考图， -记录多个第二 OCT切片图像，每个第二切片图像表示所述对象的不同切片， -在所述坐标系中移动所述第二切片图像的至少一部分直到每个第二切片图像与所述参考图特征重叠，以及 -至少按照特征重叠的第二切片图像生成三维OCT图像数据组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一切片图像的数量小于所述第二切片图像的数量。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，记录所述第一切片图像所需的时段小于记录所述第二切片图像所需的时段。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，针对每个切片图像，所述对象的多个A扫描被记录，在每次记录中针对所述第一切片图像的A扫描的次数小于针对所述第二切片图像的A扫描的次数。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一切片图像通过在所述对象上以规则模式分布的B扫描进行记录。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一切片图像通过以交叉网格模式分布的B扫描进行记录。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一切片图像以如下的分布模式被记录，该分布模式使得: 所述第一切片图像与所述参考图的交点沿所述参考图被基本等间距地设置和分布，和/或 在每次记录中所述参考图以相对于对应的切片图像的曲面法线处于大于30°且小于60°范围内的角度与所述第一切片图像相交的交点个数η至少等于2 (Ν-2)，其中，N为所述第一切片图像的数量，和/或 在所述参考图已被适配于所述第一切片图像之后，所述参考图与所述第一切片图像相交的交点个数η足够用于描述所述参考图的几何结构。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第二切片图像通过在所述对象上以不规则模式分布的B扫描进行记录。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述不规则模式包括所述参考图中心区域中的网格线密度低于所述参考图远离中心的区域中的网格线密度的交叉网格模式。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，所述不规则模式包括至少两个以角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式，其中，具体地，所述模式包括两个以大约45°角的角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式或包括三个以大约60°角的角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式。
11.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述确定参考图包括将至少一个圆形图适配于所述第一切片图像中的至少一个结构特征的特征位置。
12.根据前述权利要求之一所述的方法，其中，所述对象为人眼，并且所述至少一个结构特征包括所述人眼的内部虹膜边缘和/或外部虹膜边缘和/或所述人眼的角膜缘。
13.一种用于光学相干层析成像的设备，包括OCT图像获取单元和计算机装置，所述计算机装置已被设置为: -控制所述OCT图像获取单元使得所述OCT图像获取单元记录多个第一 OCT切片图像，每个第一切片图像表示对象的不同切片， -通过对所述第一切片图像中的至少一个结构特征进行特征识别来确定在给定三维坐标系中表示所述对象的所述至少一个结构特征的三维轮廓的参考图， -控制所述OCT图像获取单元使得所述OCT图像获取单元记录多个第二 OCT切片图像，每个第二切片图像表示所述对象的不同切片， -在所述坐标系中移动所述第二切片图像的至少一部分直到每个第二切片图像与所述参考图特征重叠，以及 -至少按照所述特征重叠的第二切片图像生成三维OCT图像数据组。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为记录第一切片图像的数量和第二切片图像的数量，所述第一切片图像的数量小于所述第二切片图像的数量。
15.根据权 利要求13或14所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为在第一时段期间记录第一切片图像并在第二时段期间记录第二切片图像，所述第一时段小于所述第二时段。
16.根据权利要求13至15之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为针对每个切片图像记录所述对象的多个A扫描，在每次记录中针对所述第一切片图像的A扫描的次数小于针对所述第二切片图像的A扫描的次数。
17.根据权利要求13至16之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为通过在所述对象上以规则模式分布的B扫描来记录所述第一切片图像。
18.根据权利要求13至17之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为通过以交叉网格模式分布的B扫描来记录所述第一切片图像。
19.根据权利要求13至18之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为以如下的分布模式来记录所述第一切片图像，该分布模式使得: 所述第一切片图像与所述参考图的交点沿所述参考图被基本等间距地设置和分布，和/或 在每次记录中所述参考图以相对于对应的切片图像的曲面法线处于大于30°且小于60°范围内的角度与所述第一切片图像相交的交点个数η至少等于2 (Ν-2)，其中，N为所述第一切片图像的数量，和/或 在所述参考图已被适配于所述第一切片图像之后，所述参考图与所述第一切片图像相交的交点个数η足够用于描述所述参考图的几何结构。
20.根据权利要求13至19之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为通过在所述对象上以不规则模式分布的B扫描来记录所述第二切片图像。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为按照所述不规则模式记录所述第二切片图像，所述不规则模式包括所述参考图中心区域中的网格线密度低于所述参考图远离中心的区域中的网格线密度的交叉网格模式。
22.根据权利要求20或21所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为按照所述不规则模式记录所述第二切片图像，所述不规则模式包括至少两个以角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式，其中，具体地，所述模式包括两个以大约45°角的角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式或包括三个以大约60°角的角度偏移方式彼此叠加设置的交叉网格模式。
23.根据权利要求13至22之一所述的设备，其中，所述OCT图像获取单元已被设置为通过将至少一个圆形图适配于所述第一切片图像中的至少一个结构特征的特征位置来确定所述参考图。
24.根据权利要求13至23之一所述的设备，其中，所述对象为人眼，并且所述至少一个结构特征包括所述人眼的 内部虹膜边缘和/或外部虹膜边缘和/或所述人眼的角膜缘。
【文档编号】G06T7/00GK104039215SQ201180076114
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2011年12月28日 优先权日:2011年12月28日
【发明者】奥勒·马索, 亨宁·威斯维, 托比亚斯·热格洛茨 申请人:威孚莱有限公司