采集、显示以及分析眼科诊断数据的改进的用户界面的制作方法
【专利说明】采集、显示以及分析眼科诊断数据的改进的用户界面
[0001]优先权
[0002]本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时申请序号61/785，347的优先权，该申请的内容并入本文中，以作参考。
技术领域
[0003]本发明涉及眼科诊断测试和成像，并且尤其涉及采集、显示以及分析眼科诊断数据的用户界面改进。
【背景技术】
[0004]眼科诊断的领域包括基于成像的技术或结构技术和功能方法，用于诊断和监控眼睛的各种病理。一种关注病理是青光眼，这是一种导致特征视野缺损的视神经病。这由对视神经(ON)和视网膜神经节细胞(RGC)及其轴突、视网膜神经纤维层的损害引起。调查在视野中的功能损害的发展与RNFL的结构青光眼变化之间的关系成为多个研究[1-5]的目的。
[0005]在青光眼中提供量化分析的诊断仪器评估疾病的结构或功能方面。光学相干断层扫描(OCT)是一种技术，能够使视网膜成像并且提供RNFL测量的量化分析，并且测量视神经头。OCT是一种非侵入式干涉仪技术，该技术提供各种视网膜层的横截面图像和厚度测量，包括具有高分辨率的RNFL (RNFLT) [6]和良好的重现性[7_9]。标准自动化白色视野检查(SAP)是通过检查视野来评估视觉功能的标准。参数测试能够提供在视野中的很多测试点位置处光敏感度差异的量化测量，并且市售统计分析包装帮助临床医生识别大量视野损耗[10]。已经调查了在青光眼内的OCT和SAP的诊断性能以及在SAP与OCT测量之间的相关性[11-14] ο
[0006]临床研究表明，这些诊断测试在分开使用时提供关于疾病的诊断和进展的有用信息，并且在相结合使用时，提供可以造成提高疾病检测和进展监控的精确的支持性和补充信息。然而，没有分开使用的单个诊断测试来提供跨患者群体和疾病动态范围的充分诊断精度和适用性。因此，可取地从多个眼科诊断装置中收集、显示以及分析数据，在FORUM(位于加州都柏林市的Carl Zeiss Meditec公司)软件包中可购买到这些装置，该包允许客户整合并且储存多个模式的数据并且分析这些模式，并且对组合的数据进行额外分析。还可以可取地在单个仪器上显示多个诊断模式的数据，以便仪器操作人员可以具有患者的最完整的图片，用于引导数据采集。虽然详细描述了青光眼的状况，但是在眼科领域停车普遍需要多个模式的信息，包括结构和功能测量，在一起查看时，这些模式可以彼此补充并且帮助诊断和治疗处理决策。
[0007]在市售的眼科诊断系统中，仪器操作人员通常根据可能与特定病理相关的眼睛的已知位置，从一系列扫描选项中选择。在由仪器制造商规定的标准格式中，显示和分析数据。由于OCT技术的改进允许收集更大量的数据，没有显著的患者运动伪影，要分析和解释越来越多的数据。可取地增大这些大量数据的显示和分析的自动化和解释，以提高和扩展技术的临床应用。
【发明内容】
[0008]本发明的一个目标在于，提高向用户显示分析以及呈现OCT和其他眼科诊断数据的方式。在本发明的一个方面，允许用户通过在用户图形界面上拖放不同的显示部件，来创建自定义视图或报告。在本发明的另一个方面，给用户提供根据特定病理的方案将扫描排序的选项。用户界面的进一步增强包括标记特定B扫描、访问参考库的信息以及直接从查看画面中将后续扫描排序的能力。本发明的进一步方面在于使用单个控制参数优化显示的B扫描的对比度和质量的能力。在本发明的进一步方面，描述了虚拟的实时z跟踪方法，其在相同的深度位置内保持显示的数据，无论是否运动。这个实施方式可以在外科系统中使用OCT时具有特定的应用。在本发明的最终方面，一种眼科诊断仪器，其中，用户具有使用关于其关注正态群体的数据的数据库，而非由仪器制造商提供的标准规范数据库，来收集并且进行分析的能力。
【附图说明】
[0009]图1示出了在本发明的各种实施方式中可以使用的眼科OCT装置的概览图。
[0010]图2示出了根据本发明的一个实施方式的用于驱动眼科诊断数据的采集、显示以及分析的用户可定制的界面画面的两个实例。图2a示出了青光眼随访临床图的显示器，其中，显示并且由用户选择与青光眼相关的各种显示部件，以产生一组或多组眼科诊断数据的视图。图2b示出了在选择湿性AMD随访的新临床图时的显示器。给用户提供了从显示器部件的已有模板中选择或者从scratch开始的选择。
[0011]图3示出了根据本发明的一个实施方式的用于驱动眼科诊断数据的采集、显示以及分析的用户可定制的报告画面的两个实例。图3a示出了湿性AMD的检查画面，其中，可以由用户选择各种类型的分析，以生成关于特定患者的报告。用户能够从现有数据以及应在下一次访问中获取的指示数据中进行选择。图3b示出了根据从图3a中显示的显示画面中进行的选择生成的报告。显示了先前收集的数据，同时使等待数据采集的位置保留空白。
[0012]图4a示出了根据本发明的一个方面的可用于方案驱动的工作流的用户界面画面。图4b示出了根据工作流请求收集的所产生的数据。
[0013]图5示出了本发明的一个实施方式的截图，其中，可以标记一块OCT数据的特定B扫描，用于稍后参考。
[0014]图6示出了根据本发明的一个方面的在眼科诊断数据的采集、显示或分析期间可以从参考库中访问的眼睛的模型。
[0015]图7a示出了查看画面，其中，在各种OCT薄片旁边显示了眼底图像。图7b示出了根据本发明的一个方面的可以从在图7a中显示的查看画面中直接排序的高质量断层照片或B扫描。
[0016]图8示出了在虚拟的实时z跟踪之后的基本概念，其中，深度信息的减小子集用于随着时间保持恒定的深度图。
[0017]图9a示出了 64个B扫描寄存并且平均化的OCT B扫描。图9b示出了根据本发明的一个方面的在图9a中的对比度增强版本的图像。
【具体实施方式】
[0018]光学相干断层扫描(OCT)是一种技术，用于执行可以在原地并且实时在微米尺度提供组织结构的图像的高分辨率横截面成像[15]。OCT是一种干涉法，其确定样品沿着OCT光束的散射剖面。每个散射剖面称为轴向扫描或A扫描。横截面图像(B扫描)并且通过扩充3D体积由很多A扫描组成，其中，OCT光束移动到在样品上的一组横向位置。OCT提供一种用于微米分辨率测量的机构。
[0019]在频域OCT (FD-OCT)中，在参考光与样品点的后向散射光之间的干涉信号记录在频域内，而非时域内。在波长校准之后，采用一维傅里叶变换，以获得对象散射势皇的A线路空间分布。通常在谱域OCT(SD-OCT)的情况下在检测臂部内使用色散光谱仪，或者在扫频光源OCT (SS-OCT)的情况下快速扫描扫频激光源，实现在FD-OCT内的光谱信息鉴别。
[0020]在20世纪90年代早期，第一次公开了使用OCT的生物材料的评估[16]。频域OCT技术应用于活体样本中[17]。与时域OCT相比，频域技术在速度和信噪比方面具有明显的优点[18]。现代OCT系统的更大速度允许采集更大的数据组，包括人体组织的3D体积图像。人们发现，该技术广泛地用于眼科中。在图1中显示了适合于供本发明使用的用于收集3D图像的概览的FD-OCT系统。
[0021]FD-OCT系统包括光源101，典型的光源包括但不限于具有短时间相干性长度的宽带光源或扫频激光源[19-20]。通常由光纤105路由来自光源101的光，以照亮样品110，典型的样品是在人眼后面的组织。通常使用在光纤的输出端与样品之间的扫描仪107扫描光，以便在待成像的区域或体积之上扫描光束(虚线108)。从样品中散射的光通常收集到同一光纤105内，该光纤用于路由光以进行照明。源自同一光源101的参考光传播单独的路径，在这种情况下，涉及光纤103和回反射器104。本领域技术人员认识到，还可以使用透射参考路径。收集的样品光通常在光纤耦合器102内与参考光相结合，以在检测器120内形成光干涉。将检测器的输出供应给处理器130。结果可以储存在处理器内或者在显示器140上显示。处理和储存功能可以位于OCT仪器内，或者可以在外部处理单元上执行功能，将收集的数据传输给该外部处理单元。这个单元可以专用于数据处理或者执行相当通用而不专用于OCT装置的其他任务。
[0022]干扰促使干扰光的强度跨光谱变化。干扰光的傅里叶变换揭示了处于不同路径长度的散射强度的剖面，因此，散射作为样品中深度(z方向)的函数[21]。作为深度函数的散射剖面称为轴向扫描(A扫描)。在样品内的相邻位置测量的