用于检测视网膜病的方法和设备的制作方法

专利名称：用于检测视网膜病的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于检测(screen)视网膜病(例如糖尿病视网 膜病)的方法和设备，尤其涉及用于使用瞍孔测量法和多个光刺激来严^性的客观指示的方法和设备。'、'、脊景技术糖尿病是本世纪的一种流行病。糖尿病视网膜病是对糖尿病患者 的一种主要健康威胁，这是一种由糖尿病引起的视网膜的病理异常。 据估计有80%以上的糖尿病患者将在某种程度上发生糖尿病视网膜 病，其中需要治疗的占一个大的百分数。糖尿病患者的视觉损失的最 共同的原因是未能识别和治疗糖尿病视网膜病。因而，对于糖尿病A 有效地进行糖尿病视网膜病的检测是重要的，以维持视觉功能和生活 质量。糖尿病视网膜病是由糖尿病引起的视网膜毛细血管破坏的结果。 视网膜毛细血管的逐渐的损失导致一些视网膜局部缺血的区域，这是 一种视网膜血液供应方面的疾病，主要在视网膜的中部周边的部分， 在中央部分的程度较轻。视网膜局部缺血促进血管生成，也叫新血管 形成，即在视网膜中生长新的血管。当不被控制时，血管生成可以引 起对正常视网膜组织的破坏，因为新的血管易碎，因而容易出血。此
外，局部缺血的改变促使视网膜血管的渗透性增加，这导致視网膜中 央部分膨胀并增厚，这是一种被称为斑点水肿的状态(斑点位于视网 膜的中央附近的区域内)，并降低视觉功能.中部周边枧网膜局部缺 血虽然主要在糖尿病视网膜病中见到，但也在许多其它情况下见到，其中包括镰状细胞疾病、色素性视网膜炎、视网膜静脉周围炎(Eales) 病以及放射性视网膜病.局部缺血的视网膜的一部分对光的敏感性降 低，这是糖尿病患者在疾病晚期通常夜盲并周边视力降低的原因。因而在糖尿病视网膜病的检测中，医师需要寻找斑点水肿和中部 周边视网膜局部缺血两种病征。在斑点(斑点水肿)中视网膜变厚的 程度可以利用现有的被称为光学相干层析成像(OCT)的技术被定量地 估计.OCT提供在视网膜的中心6毫米的视网膜厚度的实际尺寸，因 而可用于检查可能对视觉具有不利影响的斑点水肿。和斑点水肿不同，当前尚未知道视网膜局部缺血的定量的检测方 法。而是，当前视网膜局部缺血的检测方法涉及各种生理状态的主观 临床观察，包括神经纤维层梗塞、小动脉变窄、静脉出血以及实际的 新血管形成。研究表明，临床经验和通过临床检查识別严重的增殖期这部分地由于以下事实，即，视网膜的中部周边部分借助于例行的临 床检查和大多数视网膜照相系统难于被可视化。结果，基于临床检查 的检测程序具有高的不显示率，许多糖尿病视网膜病的病例不能被诊 断，直到发生广泛的增殖性视网膜改变。已经设计出了许多已知的用于把临床检查转换成图像结果的检 测系统。在这种系统中，视网膜的图像被传送到读取中心，在那里它 们被经过训练的医师检查，以便评估疾病的特征。这种系统具有若干 个缺点，包括在确定病人的状态时的延迟，因为图像必须被传输到 远方医师以便由其检查(这种延迟可能使得不能跟踪病人)；实现这 种系统所需的高的人力成本；由影响传输的图像的质量的媒体不透明 性施加的限制；以及这种系统仍然依赖于主观临床检查并因此存在如 上述的相同问题的事实。
用于检查视网膜局部缺血的最直接的方法是利用 一种被称为荧 光素血管造影的测试，不过，荧光素血管造影是一种侵入性过程，其 需要使眼睛扩张、在病人中注入染料以及高度专业化的摄影技术.结 果，荧光素血管造影可能使得非常复杂.此外，例如由视网膜局部缺血引起的视网膜光敏度的降低可以通过已知的技术(例如视野测试和 多焦点电生理学)来估计.这些技术具有许多和其相关的缺点.具体 地说，视野测试是主观的、费时的、并依赖于病人的积极而精确的参 与，多焦点电生理学成本高、费时、并需要扩张以及显著的病人协作。 因而，需要一种用于视网膜疾病与相关的特征(例如如同在视网 膜局部缺血的情况下引起视网膜部分的光敏性降低的视网膜疾病与特征)的检测方法，所迷方法是客观的、定量的、需要病人的最少的 协作、需要有限的技术技能并且可以提供立即的临床评价。发明内容本发明涉及一种用于检测病人的眼睛中的视网膜疾病的设备r包 祐光源，用于把第一光引导在视网膜的第一部分并把第二光引导在 视网膜的笫二部分；瞳孔测量装置，用于测量作为第一光的结果的眼 睛的第一瞳孔响应和作为第二光的结果的所述眼睛的第二曈孔响应； 和瞳孔测量装置以电子方式进行通信的处理器；以及和处理器以电子 方式进行通信的存储器。存储器存储可由处理器执行的一个或多个程 序，被配置成利用第一瞳孔响应和第二瞳孔响应产生视网膜疾病的严 重程度的指示。这种设备和方法的关键特征是这样确定疾病的严重 性比较来自视网膜的至少两个区域的光响应，并以下述方式进行比 较，其中该方法在检查视网膜响应的差异的同时可以内部地控制由于 媒体的透明度、固有的瞳孔响应和年龄而产生的个体间的变异性。在一个实施例中，光源包括用于产生第一光的第一光源和用于产 生第二光的第二光源。此外，所述第一部分可以是所述视网膜的中心 部分，所述第二部分可以是视网膜的中部周边部分，在这种情况下， 第二光源可以是环形光源，因而第二光是环形光。在特定的实施例中，视网膜的第一部分大约是视网膜的中心10度，视网膜的笫二部分是 视网膜的一个环带，其包括与眼睛的小凹(fovea)偏心的大约20到 50度.
瞳孔测量装置可以是包括红外光源和红外检测器的睦孔计，例如 红外照相机，此外，可以使用反射镜来正确地引导红外光.
在一个特定实施例中， 一个或多个程序还被配置成接通第一光 源，并在多个第一强度等级上增加其强度等级，其中瞳孔测量装置以 每个第一强度等级进行笫一瞳孔测量，并接通第二光源，并在多个第 二强度等级上增加其强度等级，其中瞳孔测量装置以每个笫二强度等 级进行第二瞳孔测量。在这种情况下，第一瞳孔响应基于笫一睃孔测 量，笫二睃孔响应基于第二瞳孔测量.此外，严重程度的指示可以是 根据第一强度等级中的一个和笫二强度等级中的一个而产生的比率， 例如第二强度等级对第一强度等级的比。所使用的具体强度等级可以 是对应于第二瞳孔响应的特定等级的第二强度等级，例如最大值的50 以及对应于第一瞳孔响应的特定等级的第一强度等级，例如最大 值的50%。
在另 一个实施例中， 一个或多个程序还被配置成以第一预定时间 间隔接通和断开第一光源，同时增加强度等级，并被配置成以第二预 定时间间隔接通和断开第二光源，同时增加强度等级。第一光源可以 在第二光源被接通并增加其强度等级之前被增加到最大等级。此外， 一个或多个程序还被配置成在设定的强度等级下以预定时间间隔接 通和断开第一光源，同时增加第二光源的强度等级，其中使第一和第 二光源同步，使得当第二光源断开时接通第一光源，反之亦然。此外， 所述一个或多个程序可以被配置成当确定瞳孔不再改变时停止增加 第二光源的强度等级，其中第二光源处在最大等级，严重程度的指示 基于设定的强度等级和第二光源的最大等级。
光源可以包括多个发光二极管。例如，第一光源可以是一个或多 个第一发光二极管，第二光源可以是多个环形排列的第二发光二极 管。作为选择，光源可以包括计算机屏幕。例如，第一光源可以是计
算机屏幕的笫一部分，第二光源可以是计算机屏幕的环形的第二部 分.本发明还涉及一种检测病人的眼中的视网膜疾病的方法，包括以下步骤把第一光引导到枧网膜的第一部分，把笫二光引导到视网膜 的第二部分，当第一光被引导到所述视网膜的第一部分时测量眼晴的第一瞳孔响应，当第二光被引导到所述视网膜的笫二部分时测量眼睛 的第二瞳孔响应，以及使用所述第一瞳孔响应和第二瞳孔响应产生视网膜疾病严重程度的指示。笫一部分可以是视网膜的中心部分，第二部分可以是视网膜的中 部周边部分。此外，第二光可以是环形光.在一个特定实施例中，视 网膜的第一部分是视网膜的大约中心10度，视网膜的第二部分是包 括与眼睛的小凹偏心的大约20到50度的视网膜的环带。此外，引导笫一光的步骤还可以包括在多个第一强度等级上增加 第一光的强度等级，测量第一瞳孔响应的步骤还可以包括以每个第一 强度等级进行第一瞳孔测量，引导笫二光的步骤还可以包括在多个第 二强度等级上增加笫二光的强度等级，测量第二瞳孔响应的步骤还可 以包括以每个第二强度等级进行第二瞳孔测量。在这种情况下，第一 瞳孔响应可以基于第一瞳孔测量，笫二瞳孔响应可以基于笫二瞳孔测 量。严重性指示产生步骤可以包括根据第一强度等级中的一个和第 二强度等级中的一个产生一比率的步骤，例如第二强度等级对第一强 度等级的比。此外，所使用的强度等级可以是与第二瞳孔响应的第一 特定等级对应的第二强度等级中的一个和与第一瞳孔响应的第二特 定等级对应的第一强度等级中的一个，其中第一和第二特定等级彼此 相等。所述等级可以是最大瞳孔响应的50%。在该方法的一个特定实施例中，引导第一光的步骤还可以包括以 笫一预定时间间隔接通和断开第一光，同时增加第一光的强度等级， 引导第二光的步骤还可以包括以第二预定时间间隔接通和断开第二 光，同时增加第二光的强度等级。此外，增加第一光的强度等级的步
骤还可以包括在笫二光被接通以及笫二光的强度等级被增加之前增 加第一光的强度等级到笫一最大等级。引导第一光的步稞还可以包括 以第三预定时间间隔以设定的强度等级接通和断开笫 一光，同时增加 笫二光的强度等级，其中使笫一光和笫二光同步，使得当笫二光被断 开时接通第一光，反之亦然.该方法可以包括当确定所述眼晴的瞳孔 不再改变时不再增加第二光的强度等级，其中第二光将具有最大等 级，以及根据设定的强度等级和笫二光的最大等级产生比率。本发明的目的在于提供一种用于检测视网膜病的方法和设备，其 提供对视网膜疾病的严重程度的客观且定量的指示。本发明的另 一个目的在于提供一种用于非侵入性地检测视网膜 病的方法和设备，本发明的另 一个目的在于提供一种需要病人的最小协作的用于 检测视网膜病的方法和设备。本发明的另 一个目的在于提供一种需要有限的技师技能的用于 、检测视两膜病的方-法和设备。本发明的另一个目的在于提供一种可以产生立即临床评估的用于检测视网膜病的方法和i殳备。


借助于考虑以下的详细说明和附图，可以清楚地看出本发明的这 些和其它的优点，其中图1是具有正常视力的人的瞳孔响应对中心和环形光强度的曲线图；图2是具有中度视网膜局部缺血的人的瞳孔响应对中心和环形光强度的曲线图；图3是具有严重的视网膜局部缺血的人的瞳孔响应对中心和环形光强度的曲线图；图4是按照本发明的用于检测视网膜病的设备的框图；图5A，5B和5C是表示不同的视网膜部分的眼睛的等距截面困5D是表示不同的視网膜部分的眼晴的側视截面困；困6是表示按照本发明使用困l或图8所示的设备进行视网膜病 的检测的方法的流程困；图7是表示按照本发明使用困l或图8所示的设备进行枧网膜病 的检测的另一种方法的流程图；以及困8是按照本发明用于检测视网膜病的设备的一个特定实施例 的框困。
具体实施方式
在具有正常视力的健康人中，视网膜的不同部分或区域(例如中心部分和中部周边部分)一般对光的敏感度是相同的.结果，独立地 入射到这些不同区域的每一个上的特定强度的光一般产生相同的瞳 孔响应，即瞳孔将收缩到相同的程度。与此相反，如本说明书的其它 部分所述的，某种眼病使得视网膜的特定区域和其它区域相比对光的 敏感度降低。。例如，在糖尿病视网膜病中，-视网膜的中心和中部周边 部分对光的敏感度降低，而中部周边部分的敏感度被降低的程度大得 多。如已知的，视网膜对光的敏感度可以通过测量视网膜对光的响应 来观察。图l是一个瞳孔响应曲线图，表示对于具有正常视力的人， 最大睃孔收缩对聚焦在视网膜的中心部分的中心光和聚焦在视网膜 的中部周边部分上的环形光的光强度的百分数。由图1可见，对于所 有的光强度，由每种光源引起的瞳孔响应基本上是相同的(两条曲线 重合)。因而，如图1所示，引起50%的瞳孔响应的环形光的强度和 引起50%的瞳孔响应的中心光的强度的比率是1比1。图2是具有带 有中度视网膜局部缺血的中度糖尿病状况的人的类似曲线图。由图2 可见，对于中心光和环形光的曲线都向右移动，这说明，视网膜的中 心部分和视网膜的中部周边部分的光敏感度降低了(在每种情况下都 需要较大的光强度才能产生和图l所示的相同的瞳孔响应)。不过， 由图2可见，对于环形光，曲线向右移动得更远，这意味着，视网膜 的中部周边部分比视网膜的中心部分的光敏感度比视网膜的中心部分的光敏感度降低得更多.因而，引起50%的睦孔响应的强度的比不 再是如是困1所示的1比1.而是，该比值比1大一些，例如图2所 示为比率1.5,图3是具有带有严重视网膜局部缺血的严重糖尿病状 况的人的类似曲线图，其中，中心光曲线和在更大的程度上环形光曲 线向右移动得更远。结果，引起50%的瞳孔响应的强度的比率更大， 例如图3所示的比1.8。本发明利用瞳孔测量方法，尤其是图1、图2和图3所示的不同 的瞳孔响应特性，以获得不同地影响视网膜的不同部分的疾病(例如 糖尿病视网膜病)的严重性的客观的定量的指示。更具体地说，本发 明测量瞳孔响应，以便比较视网膜的不同部分对光的相对敏感度，并 使该相对敏感度和特定疾病的严重程度相关联.图4是按照本发明的用于检测视网膜病的设备5的框图，该设备膜"部缺血)的严重性的客观的^定量的测量。设备5'包括:处理器10，其可以是但不限于微处理器;"及和所述处理器通信的存储器12。 存储器12可以是任何类型的内部或/与外部存储介质，例如但不限于 RAM ，ROM， EPROM， EEPROM等，其例如以计算机的内部存储区 的形式提供用于数据存储的存储寄存器，并可以是易失存储器或非易 失存储器。此外，处理器10和存储器12可以是单独的电子元件，或 者可以被组合在单一的电子元件中。存储器12还包括可以由处理器 IO执行的多个应用程序或程序，用于如这里描述的那样来处理数据。 所述应用程序或程序可以呈任何不同的形式，例如但不限于软件、固 件等。由图4可见，瞳孔计15和处理器IO进行电子通信(有线的或无 线的)。瞳孔计15是一种即使在眼睛的瞳孔的直径当瞳孔扩大与/或 收缩时发生改变时也能够自动地测量眼睛的瞳孔的直径的装置。许多 这种装置在本领域是公知的，它们一般使用被引向对象的瞳孔的红外 光源和红外检测器，例如红外照相机，其被设置用于接收由眼睛反射 的红外光，以进行曈孔直径的测量.这种装置使用复杂的已知的软件 应用程序，用于把红外检测器接收的红外光信号转换成睡孔直径测量信息.这种已知的装置的例子包括由Oasis Medical, Inc. of Glendora， California销售的OasisTM Colvard睹孔计、由Barenco of Clare, County KHdare， Ireland销售的MCJ Eye Check FC2000曈孔计、 由Becton， Dckinson and Company of Franklin Lakes, New Jersey销 售的NeurOpticsTM瞍孔计、以及由Procyon Instruments Ltd.制造并 由Keeler Instruments of Broomall， Pennsylvania销售的P20002A瞳 孔计。上面列出的这些瞳孔计是最常使用的瞳孔计，用于在屈光手术 之前在亮的和暗的条件下测量病人的曈孔尺寸，参见困4，包括多个光源的光源20也和处理器10进行电子通信. 在结合图4、图6和图7说明的特定的实施例中，光源20包括中心光 源25和环形光源30，该实施例可用于提供糖尿病视网膜病和视网膜 局部缺血的严重程度的指示。除了其它已知的装置，每个光源25、 30 还可以-包括多个发光二极管，它们以合适的方式排列，'或者以在例如 液晶显示器的计算机屏幕上形成合适尺寸的图像来排列。— 设备5被这 样配置，使得当病人注视特定位置时，中心光源25被引导到视网膜 的中心部分，环形光源30被引导到视网膜的中部周边部分。在优选 实施例中，中心光源25被配置成照射由大约视网膜的10度构成的中 心部分，环形光源30被配置成照射包括与小凹偏心大约20到50度 的视网膜的360度的中部周边环形部分。为了便于说明，这些优选的 区域被示于图5A,5B和5C，其中的每一个都是眼睛35的等距截面图。 图5A是示出视网膜40的眼晴35的示意图，图5B是示出具有加亮的 中心部分45的视网膜40的眼睛35的示意图，图5C是示出具有加亮 的中部周边环形部分50的视网膜40的眼睛35的示意图，此外，图 5D是表示眼睛35的截面侧视图，包括具有中心部分45和中部周边 环形部分50的视网膜40。图6是表示按照本发明的一个实施例用于检测视网膜病的方法 的流程图，该方法例如利用图4所示的设备5 (或者选择地，图8所
示的并将在下面说明的设备60)提供视网膜疾病的严重性的客观的、 定量的指示.如将被理解的，困6所示的方法可以利用以软件实施的 一个或多个程序来实现，其被存储在存储器12内，并可以由设备5 的处理器IO执行.该方法在步骤100开始，使病人的面部靠近设备5并使被检查的 眼晴("被测眼睛")凝视在一个特定的位置上，使得中心光源2$被 引导并照射到所需的视网膜的中心部分，并使得环形光源30被引导 并照射到所需的视网膜的中部周边部分。利用环境遮挡结构或眼革减 少或遮挡室内的环境光以不暴露于两只眼睛。最初，中心光源25和 环形光源30被关断。不被测试的眼睛被遮挡以不被测试光源照射。 在一个实施例中，只测量被测眼睛的瞍孔响应，而在另一个实施例中， 在光源为一只或另一只眼睛而被接通时，同时测量两只眼晴的瞳孔响 应。接着，在步骤105，中心光源25以初始的强度等级以规则的预 定的时间间隔被接通和断开.接着v使中心光源25的强度等级增加 一个预定量，并由瞳孔计—15测量被测眼睛的瞳孔的瞳孔响应(就瞳 孔的直径而言)。然后，在步骤115进行关于是否达到最大瞳孔响应 的确定，这意味着，当光强度增加时瞳孔响应不再改变(瞳孔不再继 续收缩)。如果在步骤115的回答是否定的，则方法返回步骤110， 其中增加强度等级并再次测量瞳孔响应。这样，如将被理解的，步稞 110和115将使得随着光强度被增加而以多个光强度等级测量瞳孔响 应，直到达到最大瞳孔响应。在这些步骤中获得的数据可用于构成类 似于图1、图2和图3的瞳孔响应对中心光源25的光强度的曲线图。不过，如果在步骤115的回答是肯定的(已经达到最大瞳孔响 应)，则在步骤120，中心光源25的强度被减小到一个预定等级，最 好是当达到最大瞳孔响应时(步骤115)的强度等级的大约50%，虽 然可以使用其它的等级例如75 % 。接着，在步骤125，中心光源25和环形光源30以同步的方式以 预定间隔被接通和断开，其中当环形光源30被断开时，接通中心光
源25,反之亦然.中心光源25的强度等级被保持在步骤120设置的 等级上，并把环形光源30的强度等级设置为初始值.然后，在步骤 130，使环形光源30的强度等级增加一个预定量，由睃孔计10测量 由环形光源300的光引起的被测眼晴的睃孔响应.在步骤135，进行 关于被测眼睛的睃孔是否仍然响应来自两个光源25和30的改变的光 (即直径在改变)的确定，如果在步骤135的回答是肯定的，则该方 法返回步骤130,增加环形光源30的光强度并再次测量瞳孔响应，如 将被理解的，步骤130和135将使得在多个光强度等级下测量由于环 形光源30的瞳孔响应，获得的数据可用于构成瞳孔响应对环形光源 30的光强度的曲线困，如果在步骤135的回答是否定的(意味着被测眼睛的瞳孔是静止 的并不再响应)，则在步猓140,获得环形光源300的当前强度等级 对在步稞130设置的中心光源的强度等级的比。或者，可以根据在选 择的瞳孔响应等级下的每个光源的强度等级，例如引起最大响应的50 y『的响应的每个光源的强度等级，由在步骤110和115以及130和135 收集的数据获得类似的比。这个比将作为和视网膜的中心部分相比，视网膜的中部周边部分 对光的敏感度降低的指示，因而作为例如糖尿病视网膜病的视网膜疾 病的严重程度的指示。通过实验，可以对于被认为是不需要进一步检 查或治疗的正常的健康视网膜来确定比值的范围。此外，可以确定阈 值比值，使得如果确定病人具有该值以上的比值，则该病人被认为具 有视网膜问题，因而应当进一步检查与/或治疗视网膜疾病。可以随时 跟踪病人的比值，从而监视表示特定的视网膜疾病状况的进展的比值 的改变。此外，可以确定超过阈值比的不同范围，以便表示视网膜疾 病的相对严重性等级，例如轻度、中度、严重的与/或晚期的疾病。此外，因为在本发明中使用视网膜的不同部分的光强度的比作为 严重性指示，能够理解，不利地影响眼内的光的透射的眼状况(例如 白内障)将不会不利地影响测量。这是因为不利的眼状况将同样影响视网膜的两个部分的光透射，使得计算的比将不受影响(较少的光到
达视网膜的每个部分，结果，在视网膜的每个部分，睃孔响应被同样 地减少).在由于某种原因而影响睃孔响应的情况下，例如服用降《氐 曈孔响应的药物的人，结果可以说是相同的.当两个视网膜的区域被 刺激时，将出现同样降低的睃孔响应，因而计算的比将不会受到不利 影响.图7是用于说明按照本发明的另一个实施例的用于检测视网膜 病的方法的流程图，其利用图4所示的设备5提供视网膜疾病的严重 程度的客观的、定量的指示。如将理解的那样，图7所示的方法可以 用以软件实施的一个或多个程序来实现，软件被存储在存储器12中， 并可由设备5的处理器10执行。这种可选的方法在步猓150开始，其中使病人的面部靠近设备5， 被测眼睛凝视特定位置，使得中心光源25被引导并照射到视网膜的 所需的中心部分，并使得环形光源30被引导并照射到视网膜的所需 的中部周边部分。接着，在步骤155，以初始强度等级接通中心光源 25 (邻形光源30被断斧)。在步骤160，使中心光源'25的弦度增加 一个预定量，由瞳孔计15测量被测眼睛的瞳孔的曈孔响应然后在 步骤165，进行关于是否达到最大瞳孔响应的确定。如果在步骤165 的回答是否定的，则该方法返回步骤110,其中增加强度等级，再次 测量瞳孔响应。这样，如将理解的，步骤160和165将使得随着光强 度增加而以多个光强度等级测量瞳孔响应。在这些步骤中获得的数据 可用于构成瞳孔响应对中心光源25的光强度的曲线图，其类似于图1、 2和图3所示的曲线图。不过，如果在步骤165的回答是肯定的，则在步骤170,断开中 心光源25,并在初始强度等级下接通环形光源30。接着，在步骤175， 使环形光源300的强度增加一个预定量，然后由瞳孔计10测量被测 眼睛对于来自环形光源30的光的瞳孔响应。在步骤180，然后进行关 于是否达到最大瞳孔响应的确定。如果在步骤180的回答是否定的， 则该方法返回步骤175,其中增加环形光源30的光强度，并再次测量 瞳孔响应。如将理解的，步骤175和180将使得在多个光强度等级下 测量对于环形光源30的曈孔响应，以及获得的数据可用于构成瞳孔 响应对环形光源300的光强度的曲线困.如果在步錄180的回答是肯 定的，则在步骤140,根据在选择的睃孔响应等级下的每个光源25、 30的强度等级，例如引起最大曈孔响应的50%的睃孔响应的每个光 源25、 30的强度等级，由在步骤160和165以及175和180收集的 数据获得一个比值.如同图6的情况，这个比值将作为和视网膜的中心部分相比较， 视网膜的中部周边部分对光的视网膜敏感度降低的指示，因而作为例 如糖尿病视网膜病的视网膜疾病的严重程度的指示。应当理解，虽然 图7表示在测量对环形光源30的曈孔响应之前测量对中心光源25的 睃孔响应，但是这种测量顺序可被颠倒而不脱离本发明的范围.此外， 作为另一个替代方案，在步骤155和160，在测量瞳孔响应时，中心 光源25可以用预定时间间隔被接通和断开。类似地，在步骤170和 175，在测量瞳孔响应时，环形光源300可以用预定时间间隔被接通 和断开。图8是按瓶本发明的二个特定实施例的用于检测视网膜病的设 备60的框图，其提供视网膜疾病和相关的疾病特征(例如糖尿病视 网膜病和视网膜局部缺血)的严重程度的客观的定量的测量。设备60 包括计算机控制系统65，其包括用于存储和执行用于实现如这里所述 的本发明的一个或多个程序的存储器和处理器。具体地说，计算机控 制系统65被配置成存储和执行一个或多个轮廓(outline)，用于控 制下述的设备60的各个元件，以便按照本发明测量瞳孔响应并提供 视网膜疾病的指示，例如结合图6和图7所述的。红外光源70以及 红外照相机75和计算机控制系统65进行电子通信。红外光源70以 及红外照相机75连同存储在计算机控制系统65中的合适的软件一起 能够用作瞳孔计，用于测量眼睛35的瞳孔响应。显示器80也与计算 机控制系统65进行电子通信。显示器80被配置成在计算机控制系统 65的控制下产生并显示包括中心光源和环形光源的图像。在显示器 80上显示的图像被这样配置，使得当病人凝视特定位置时，其中心光
源部分被引导到视网膜的中心部分，其环形光源部分被引导到视网膜的中部周边部分.此外，设备60包括反射镜85、半反射镜卯和校正 透镜95,它们协同操作以便把来自显示器80的困像聚焦在眼晴35上， 并使得红外光源70和红外照相机75发射和接收红外光，以便从不妨 碍来自显示器80的困像的路径的位置测量曈孔响应。如上所述，i更 备60可用于实现本发明的方法，该方法的实施例示于围6和困7。在 另一个实施例中，用于监视的红外照相机可以置于用于两个可以是任 何形式的光源的固定点的后面。此外，在上述的实施例中，设想使用单个瞳孔计和单个光源独立 地进行每只眼睛的测量， 一个在另一个的后面地进行测量，其中病人 进行移动或调整其位置以允许进行所述测量.不过应当理解，可以提 供一种具有两个瞳孔计和/或两个光源的i殳备，使得一个瞍孔计和一个 光源朝向一只眼睛，而另一个瞳孔计和光源同时朝向另一只眼睛。利用这种配置，可以独立地对每只眼睛进行测量而不需要病人移动或改 变位-置。此外，已知在具有健康的视神经的健康人中，X在一只跟睛 上进行的光刺激应当在两只眼睛冲产生相同的瞳孔响应，即使另 一只 眼睛未受类似的刺激。如果在病人中不是这样，则这一般是病人的一 只眼睛具有视神经破坏的征兆。因而，如上所述的具有两个瞳孔计(每 个瞳孔计聚焦在一只眼睛上)的设备可用作用于检测视神经问题的装 置。具体地说，当被测眼睛如这里所述地被刺激以确定被测眼睛中的 视网膜病的严重性的指示时，可以同时测量另一只非被测眼睛的瞳孔 响应。如果在非被测眼睛中的视神经是健康的，则在非被测眼睛中应 当观察到和被测眼睛中观察到的相同的瞳孔响应，在观察的瞳孔响应 中的任何差别将指示非被测眼睛中的视神经破坏。利用单个瞳孔计以 快速交替的方式快速地测量两只眼睛的曈孔响应可以获得相同的效 果。因而，本发明提供一种用于检测视网膜疾病和相关的特征(例如 视网膜局部缺血的情况中那^)的方法和设备,'其提供视网膜疾病的严重程度的客观、定量的指示.和现有技术不同，本发明的方法和设 备是非侵入性的，需要最小的病人协作，需要有限的技师技能，并能 够产生立即临床评估(每只眼睛的临床评估大约需要1分钟或更短的 时间).本发明还可以用于检测和视神经有关的问題.虽然详细说明了本发明的特定实施例，但本领域技术人员应当理 解，根据>*^>开内容的全部教导，可以对那些细节作出许多改变和替 换.例如，虽然本发明的主要应用是检测糖尿病视网膜病，但本发明 可用于检测影响视网膜的不同部分的任何视网膜疾病，尤其是不同地 影响视网膜的不同部分的光敏感度的视网膜病，例如镰状细胞疾病、色素性视网膜炎、Eales疾病以及放射性视网膜病.此外，对于这里 说明的各种光敏感度等级、光脉冲间隔以及强度等级增加的速率等的 最有效的或合适的值目前还是未知的。对于具体的有关应用，这些值 可以根据实验容易地被确定。因而，这里说明的特定布置仅仅是说明 性的，并不限制本发明的范围，所附权利要求的整个范围及其任何的 和所有的等同物用于给出本发明的范围.
权利要求
l.一种用于检测病人的眼睛中的枧网膜疾病的设备，所迷眼睛具有视网膜，所述设备包括光源，用于把第一光引导在所迷视网膜的第一部分并把第二光引 导在所述视网膜的笫二部分；瞳孔测量装置，用于当所述笫一光被引导在所述视网膜的所迷第 一部分时测量所述眼睛的第一瞳孔响应和当所述第二光被引导在所 述视网膜的所述第二部分时测量所迷眼睛的第二瞳孔响应；和所述瞳孔测量装置以电子方式进行通信的处理器；以及和所述处理器以电子方式进行通信的存储器，所述存储器存储可 由所述处理器执行的一个或多个程序，所述一个或多个程序被配置成 利用所述第一瞳孔响应和所述第二瞳孔响应产生所述视网膜疾病的 严重程度的指示。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述光源包括用于产生所述第 一it的第一光源和用于产生所述第二光的第二光源。
3. 如权利要求1所述的设备，其中所述第一部分是所述视网膜的 中心部分，所述第二部分是所述视网膜的中部周边部分，
4. 如权利要求3所述的设备，其中所述光源包括用于产生所述第 一光的第一光源和用于产生所述第二光的第二光源。
5. 如权利要求4所述的设备，其中所述第二光源是环形光源，所 述第二光是环形光。
6. 如权利要求3所述的设备，其中所述视网膜的所述第一部分是 所述视网膜的大约中心10度，所迷视网膜的所述第二部分是包括与 所述眼睛的小凹偏心的大约20到50度的所述视网膜的环带。
7. 如权利要求1所述的设备，其中所述瞳孔测量装置包括红外光 源和红外检测器。
8. 如权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个程序还被配置成 接通所述笫一光源，并在多个笫一强度等级上增加所迷第一光的 强度等级，所述睃孔测量装置以每个所述笫一强度等级进行第一睃孔测量，所述笫一瞳孔响应基于所述笫一睃孔测量；以及接通所述第二光源，并在多个第二强度等级上增加所述第二光源 的强度等级，所述睹孔测量装置以每个第二强度等级进行第二瞳孔测 量，所述第二瞳孔响应基于所述第二睹孔测量.
9. 如权利要求8所述的设备，其中所述指示是根据所述第一强度 等级中的一个和所述第二强度等级中的一个而产生的比率。
10. 如权利要求9所述的设备，其中所述比率是所述第二强度等 级中的所述一个对所述第一强度等级中的所述一个的比率。
11. 如权利要求10所述的设备，其中所述第二强度等级中的所述 一个对应于所迷第二曈孔响应的第一特定等级，所迷第一强度等级中 的所述一个对应于所述第一瞳孔响应的第二特定等级，所述第一和第 二特定等级彼此相等。
12. 如权利要求11所述的设备，其i中所述第一和第二特定等级各 自是最大瞳孔响应的50%。
13. 如权利要求1所述的设备，其中所述第一瞳孔响应和所述第 二瞳孔响应各自基于由所述瞳孔测量装置测量的所述眼睛的瞳孔的 直径。
14. 如权利要求1所述的设备，其中所述光源包括多个发光二极管。
15. 如权利要求1所述的设备，其中所述光源包括计算机屏幕。
16. 如权利要求5所述的设备，其中所述第一光源包括一个或多 个第一发光二极管，所述第二光源包括多个环形排列的第二发光二极 管。
17. 如权利要求5所述的设备，其中所述第一光源包括计算机屏 幕的第一部分，所述第二光源包括所述计算机屏幕的第二、环形的部 分。
18. 如权利要求8所述的设备，其中所述一个或多个程序还被配 置成当所述第一光源的所述强度等级正在被增加时以第一预定间隔 接通和断开所述笫一光源；以及当所述第二光源的所述强度等级正在被增加时以笫二预定间隔接通和断开所迷笫二光源.
19. 如权利要求18所述的设备，其中所述一个或多个程序还被配 置成在所述第二光源被接通并且所述笫二光源的所述强度等级被增 加之前增加所述第 一光源到第 一最大等级。
20. 如权利要求19所述的设备，其中所述一个或多个程序还被配 置成当所迷第二光源的所述强度等级被增加时以第三预定间隔以该: 置的强度等级接通和断开所述第一光源，其中当所述第二光源的所述 强度等级被增加时，所述第一和第二光源被同步，使得当所述第二光 源被断开时所述第一光源被接通，反之亦然。
21. 如权利要求20所述的设备，其中所述第三预定间隔和所述第 一预定间隔相等。
22. 如权利要求19所述的设备，其中所述—个或多个程序被配置 成当确定所述眼睛的瞳孔不再改变时，停止增加所述第二光源的所述 强度等级，
23. 如权利要求22所述的设备，当所述强度等级不再被增加时， 所述第二光源具有第二最大等级，所述指示基于所述第一最大等级和 所述第二最大等级。
24. 如权利要求23所述的设备，其中所述指示是所述第二最大等 级对所述第一最大等级的比率。
25. 如权利要求20所述的设备，其中所述一个或多个程序被配置 成当确定所述眼睛的瞳孔不再改变时，停止增加所述第二光源的所述 强度等级。
26. 如权利要求25所述的设备，当所述强度等级不再被增加时， 所述第二光源具有第二最大等级，所述指示基于所述设置的强度等级 和所述第二最大等级。
27. 如权利要求26所述的设备，其中所述指示是所述笫二最大等 级对所迷设置的强度等级的比率.
28. —种检测病人的眼中的视网膜疾病的方法，所述眼睛具有视 网膜，包括以下步骤把笫一光引导到所述視网膜的第一部分； 把笫二光引导到所述视网膜的第二部分；当所述第一光被引导到所述视网膜的所述第一部分时测量所述 眼睛的第一瞳孔响应；当所述第二光被引导到所述视网膜的所述第二部分时测量所述 眼睛的第二瞳孔响应；以及使用所述第一瞳孔响应和所述第二睹孔响应产生所述视网膜疾 病的严重程度的指示。
29. 如权利要求28所述的方法，其中所述第一部分是所述视网膜 的中心部分，所述第二部分是所述视网膜的中部周边部分。
30.如权利要求29所述的方法，其中所述第二光是环形光。
31. 如权利要求29所述的方法，其中所述视网膜的所述第一部分— 是所述视网膜的大约中心10度，所述视网膜的所述第二部分是包括 与所述眼睛的小凹偏心的大约20到50度的所述视网膜的环带。
32. 如权利要求28所述的方法，其中引导所述第一光的所述步骤还包括在多个第一强度等级上增加 所述第一光的强度等级；测量所述第一瞳孔响应的所述步骤还包括以每个所述第一强度 等级进行第一瞳孔测量，所述第一瞳孔响应基于所述第一瞳孔测量；引导所述第二光的所述步骤还包括在多个第二强度等级上增加 所述第二光的强度等级；以及测量所述第二曈孔响应的所述步骤还包括以每个所述第二强度 等级进行第二瞳孔测量，所述第二瞳孔响应基于所述第二瞳孔测量.
33. 如权利要求32所述的方法，其中所述产生步骤包括根据所述 第一强度等级中的一个和所述第二强度等级中的一个产生比率，所述 指示是所述比率，
34. 如权利要求33所述的方法，其中所述比率是所述第二强度等 级的所述一个对所迷笫一强度等级的所迷一个的比率.
35. 如权利要求34所迷的方法，其中所迷第二强度等级的所迷一 个对应于所述第二瞳孔响应的笫一特定等级，所述第一强度等级的所 述一个对应于所述第一瞳孔响应的笫二特定等级，所述第一和笫二特 定等级彼此相等。
36. 如权利要求35所述的方法，其中所述第一和第二特定等级各 自是最大瞳孔响应的50%。
37. 如权利要求28所述的方法，其中测量所述第一曈孔响应的所 述步骤和测量所述第二瞳孔响应的所述步骤各自包括测量所述眼睛 的瞳孔的直径。
38. 如权利要求32所述的方法，其中所述引导所述第一光的步骤 还包括当所述第一光的所述强度等级被增加时以第一预定间隔接通 和断开所述第一光，以及所述引导,/^第二光的步骤还包括当所述第 二光的所述强度等级被增加时以笫二预定间隔接通和断开所述笫二 光.
39. 如权利要求38所述的方法，其中增加所述第一光的所述强度 等级的所述步骤还包括在所述第二光被接通并且所述第二光的所述 强度等级被增加之前增加所述第一光的所述强度等级到第一最大等 级。
40. 如权利要求39所述的方法，其中引导所述第 一光的所述步骤 还包括当所述第二光的所述强度等级被增加时以第三预定间隔以设 置的强度等级接通和断开所述第一光，其中当所述第二光的所述强度 等级被增加时，所述第一和第二光被同步，使得当所述第二光被断开 时所述第一光被接通，反之亦然。
41. 如权利要求39所述的方法，其中引导所述第二光的所述步骤 还包括当确定所述眼睛的瞳孔不再改变时，不再增加所述笫二光的所 述强度等级。
42.如权利要求41所迷的方法，其中当所述强度等级不再被增加 时，所迷笫二光具有笫二最大等级，并且所述产生步稞包括基于所述 笫一最大等级和所迷笫二最大等级产生比率，所迷指示是所迷比率，
43. 如权利要求42所迷的方法，其中所述比率是所述笫二最大等 级对所述笫一最大等级的比率.
44. 如权利要求40所述的方法，其中引导所迷第二光的所述步骤 还包括当确定所述眼睛的瞳孔不再改变时，不再增加所述第二光的所 述强度等级。
45. 如权利要求44所述的方法，其中当所述强度等级不再被增加 时，所述第二光具有笫二最大等级，所述产生步骤包括基于所述^:置 的强度等级和所述第二最大等级产生比率，所述指示是所述比率.
46. 如权利要求45所述的方法，其中所述比率是所述第二最大等 级对所述设置的强度等级的比率，
47. 如权利要求1所述的设备，其中所述病人具有第二眼睛，该 第二眼睛具有视神经，所述设备还包括第二瞳孔测量装置，-用于当所述笫一光被引导到所述眼睛的所述视河膜的所迷第一部分时测量所 述笫二眼睛的第三瞳孔响应，以及当所述第二光被引导到所述眼睛的所述视网膜的所述第二部分时测量所述笫二眼睛的第四瞳孔响应，所 述一个或多个程序还被配置成进行下述比较中的一个或两个所述第 一瞳孔响应和所述第三瞳孔响应的比较，以及所述第二瞳孔响应和所 述第四瞳孔响应的比较，以便确定所述视神经是否被破坏。
48. 如权利要求28所述的方法，其中所述病人具有第二眼睛，该 第二眼睛具有视神经，所述方法还包括当所述第一光被引导到所述眼 睛的所述视网膜的所述第一部分时测量所述笫二眼睛的第三瞳孔响 应，当所述第二光被引导到所述眼睛的所述视网膜的所述笫二部分时 测量所述第二眼睛的第四瞳孔响应，并进行下述比较中的一个或两 个所述第一瞳孔响应和所述第三瞳孔响应的比较，以及所述第二瞳 孔响应和所述第四瞳孔响应的比较，以便确定所述视神经是否被破 坏。
全文摘要
一种检测视网膜疾病的方法，包括把第一光引导到视网膜的第一部分，把第二光引导到视网膜的第二部分；测量由第一光引起的眼睛的第一瞳孔响应和由第二光引起的第二瞳孔响应；并使用第一瞳孔响应和第二瞳孔响应产生视网膜疾病的严重程度的指示。此外，一种用于实现这种方法的设备包括光源，用于把第一光引导到第一视网膜部分，并把第二光引导到第二视网膜部分；瞳孔测量装置，用于测量由第一光和第二光引起的眼睛的瞳孔响应；和瞳孔测量装置进行电子通信的处理器；以及和处理器进行电子通信的存储器。
文档编号A61B3/14GK101123910SQ200580040062
公开日2008年2月13日 申请日期2005年9月21日 优先权日2004年10月5日
发明者迈克尔·B.·戈林 申请人:匹兹堡大学高等教育联邦体系