Снижение нарушения выравнивания под управлением процессора изображений для офтальмологических систем

Снижение нарушения выравнивания под управлением процессора изображений для офтальмологических систем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

По настоящей заявке испрашивается приоритет согласно 35 U.S.C. §119 на основании заявки на патент США № 13/098,586, поданной 2 мая 2011 г., содержание которой в полном объеме включено в настоящий документ путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящий патентный документ относится к системам и техническим средствам для офтальмологического формирования изображения. В частности, настоящий патентный документ относится к системам и способам для обеспечения управляемого электронным способом света фиксации для повышения точности выравнивания или привязки офтальмологической системы формирования изображения с глазом/к глазу пациента.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В течение ряда лет были разработаны различные передовые устройства формирования изображения для формирования изображения, диагностики и хирургии в области офтальмологии. Для некоторых применений, эти устройства формирования изображения лучше всего работают, когда их оптическая ось выровнена с оптической осью изображаемого глаза. Когда оптическая ось глаза выровнена с оптической осью устройства формирования изображения, некоторые устройства формирования изображения повышают точность процесса формирования изображения за счет обездвиживания глаза в выровненной позиции с помощью интерфейса пациента или системы привязки глаза. С повышением точности устройств формирования изображения, также возрастает потребность в системах привязки глаза, которые обеспечивают более точное выравнивание.

В типичных существующих системах выравнивание регулируется вручную. Оператор может отдавать распоряжение пациенту вербально, вручную ориентировать глазное яблоко или регулировать участки устройства формирования изображения, например, его объектива или гентри, или комбинируя любые вышеупомянутые варианты. Эти регулировки осуществляются итерационно в ходе процесса привязки. Однако неточность этих ручных подходов может делать процесс привязки весьма затратным по времени и нецелесообразным и все же не позволяет добиться высококачественного выравнивания. Ввиду ограниченной точности регулируемого вручную выравнивания, интерфейс пациента часто оказывается привязанным к глазу в позиции, смещенной относительно центра, оптическая ось глаза наклоняется, и глаз неверно размещается в поперечном направлении относительно оптической оси системы формирования изображения.

В некоторых системах формирования изображения используются механизмы руководства, перспективные в плане усовершенствования процесса выравнивания. В некоторых системах, например в некоторых хирургических системах, где используются эксимерные лазеры, выравнивание осуществляется с помощью света фиксации. Свет фиксации можно центрировать с оптической осью системы формирования изображения. Пациент может получать инструкцию приучать свой глаз к свету фиксации. Эта фиксация может выравнивать глаз пациента с системой формирования изображения. Однако даже эти системы света фиксации имеют ограничения.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В настоящем патентном документе раскрыты системы управления светом фиксации с улучшенными функциональными возможностями. Глаз пациентов обычно имеет поперечное и угловое нарушение выравнивания относительно системы формирования изображения. Простое смотрение на фиксированный свет фиксации, центрированный с оптической осью устройства формирования изображения, не исключает оба типа нарушений выравнивания.

Таким образом, в некоторых системах, включающих в себя некоторые лазеры на АИГ и щелевые лампы, свет фиксации не фиксируется и может регулироваться вручную или механически. Однако поскольку регулировка является только механической/ручной, точность этих световых излучений фиксации значительно ниже точности систем формирования изображения. Кроме того, такие механические регулировки могут быть весьма затратными по времени и нецелесообразными вследствие их ограниченной точности.

Наконец, в некоторых системах светом фиксации можно управлять отчасти вручную и отчасти электронным способом. Ручные операции, выполняемые опытными хирургами, могут улучшить выравнивание, в других случаях такая система может страдать недостатком точности.

В настоящем патентном документе раскрыты системы управления светом фиксации, которые обеспечивают решения вышеописанных проблем. В некоторых реализациях офтальмологическая система может включать в себя офтальмологическое устройство формирования изображения, выполненное с возможностью формирования изображения участка изображаемого глаза пациента, процессор изображений, выполненный с возможностью определения нарушения выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения посредством обработки формируемого изображения, и формирования сигнала управления согласно определенному нарушению выравнивания, и систему снижения нарушения выравнивания, выполненную с возможностью приема сигнала управления и формирования ответа снижения нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях офтальмологическое устройство формирования изображения может включать в себя электронную систему обнаружения, которая обнаруживает собранный свет формирования изображения из изображаемого глаза, включающую в себя по меньшей мере одну из матрицы приборов с зарядовой связью (ПЗС), матрицы комплементарных структур металл-оксид-полупроводник (КМОП), пиксельной матрицы и матрицы электронных датчиков, и электронную систему отображения, которая отображает изображение участка изображаемого глаза в связи с обнаруженным собранным светом формирования изображения, включающую в себя по меньшей мере один из светодиодного (СИД) дисплея, плазменного экрана, электронного дисплея, компьютерного дисплея, экрана жидкокристаллического дисплея (ЖКД), дисплея на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), видео-модуля, дисплея видеомикроскопа, стереоскопического дисплея видеомикроскопа, видеомикроскопа высокой четкости (HD), процессорной системы обработки изображений, оптомеханического проектора электронного или цифрового типа и источника света, приводимого в движение электромеханическим приводом.

В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью идентификации офтальмической структуры в изображении и для определения меры нарушения выравнивания путем определения положения офтальмической структуры относительно опорной точки устройства формирования изображения. В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью идентификации офтальмической структуры путем определения линии высокого градиента в изображении, разделяющей элементы изображения, существенно отличающиеся яркостью или цветом.

В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью подбора по меньшей мере одного из круга и эллипса к линии высокого градиента путем измерения радиальных расстояний между линией высокого градиента и кругом или эллипсом, определения координаты положения подобранного круга или эллипса путем минимизации меры радиальных расстояний, и определения меры нарушения выравнивания путем сравнения определенной координаты положения и координаты опорной точки. В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью определения линии высокой контрастности в изображении, для определения расстояний нарушения выравнивания между линией высокой контрастности и прицельным шаблоном, и определения меры нарушения выравнивания из расстояний нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях опорной точкой устройства формирования изображения является по меньшей мере один из объектива, модуля пациента, наконечника привязки, интерфейса, контактной линзы, зрачка, смотровой рамки, системы координат и внутренней линзы офтальмологической системы, и устройство формирования изображения выполнено с возможностью формирования опорного шаблона, связанного с опорной точкой, для помощи процессору изображений в определении нарушения выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения. В некоторых реализациях распознанной офтальмической структурой является лимб изображаемого глаза. В некоторых реализациях по меньшей мере часть изображения, обработанного процессором изображений, не отображается устройством формирования изображения.

В некоторых реализациях система снижения нарушения выравнивания может включать в себя источник света фиксации, и ответ снижения нарушения выравнивания содержит источник света фиксации, формирующий свет фиксации в ответ на принятый сигнал управления. В некоторых реализациях источник света фиксации выполнен с возможностью формирования света фиксации для не изображаемого глаза пациента, и перемещения формируемого света фиксации согласно принятому сигналу управления для способствования снижению нарушения выравнивания между изображаемым глазом и опорным компонентом офтальмологической системы. В некоторых реализациях источник света фиксации может включать в себя по меньшей мере один из матрицы СИД, плазменного экрана, электронного дисплея, компьютерного дисплея, экрана ЖКД, видео-модуля, оптомеханического проектора электронного или цифрового типа, ЭЛТ-дисплея, щелевой лампы, процессорной системы обработки изображений и источника света, приводимого в движение электромеханическим приводом. В некоторых реализациях источник света фиксации выполнен с возможностью формирования света фиксации для руководства пациентом в снижении углового нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью определения углового нарушения выравнивания путем подбора эллипса к линии высокой контрастности изображения и анализа по меньшей мере одного из аспектного отношения и площади подобранного эллипса. В некоторых реализациях источник света фиксации может включать в себя коллиматор для формирования света фиксации для руководства пациентом в снижении поперечного нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях система снижения нарушения выравнивания может включать в себя гентри, выполненное с возможностью перемещения подвижной части устройства формирования изображения, и контроллер гентри, выполненный с возможностью приема сигнала управления от процессора изображений, и перемещения гентри согласно принятому сигналу управления, и ответ снижения нарушения выравнивания может включать в себя контроллер гентри, перемещающий гентри и, таким образом, подвижную часть устройства формирования изображения для снижения поперечного нарушения выравнивания. В некоторых реализациях гентри также является частью офтальмологического устройства формирования изображения. В некоторых реализациях система снижения нарушения выравнивания может включать в себя гентри опоры, выполненное с возможностью перемещения опоры пациента относительно устройства формирования изображения, и контроллер гентри, выполненный с возможностью приема сигнала управления от процессора изображений, и перемещения гентри опоры согласно принятому сигналу управления, и ответ снижения нарушения выравнивания может включать в себя контроллер гентри, перемещающий гентри опоры и, таким образом, опору пациента для снижения поперечного нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью определения углового и поперечного нарушения выравнивания посредством обработки изображения, и система снижения нарушения выравнивания может включать в себя только один из источника света фиксации и контроллера гентри.

В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью определения углового и поперечного нарушения выравнивания посредством обработки изображения, и система снижения нарушения выравнивания может включать в себя источник света фиксации, гентри и контроллер гентри. В некоторых реализациях процессор изображений выполнен с возможностью определения углового и поперечного нарушения выравнивания посредством обработки изображения и информации нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях система формирования изображения может включать в себя источник света локатора, выполненный с возможностью проецирования света локатора на изображаемый глаз, и процессор изображений выполнен с возможностью идентификации апикального отраженного света локатора в изображении, формируемом устройством формирования изображения, и определения информации нарушения выравнивания посредством анализа апикального отраженного света локатора. В некоторых реализациях информация нарушения выравнивания является по меньшей мере одной из информации углового нарушения выравнивания, связанной с вектором в изображении между апикальным отраженным светом локатора и положением изображаемой офтальмической структуры, и информации поперечного нарушения выравнивания, связанной с вектором в изображении между опорной точкой системы формирования изображения и по меньшей мере одним из апикального отраженного света локатора и положения изображаемой офтальмической структуры.

В некоторых реализациях офтальмологическая система выполнена с возможностью снижения углового нарушения выравнивания путем регулировки источника света фиксации, и снижения поперечного нарушения выравнивания с помощью контроллера гентри. В некоторых реализациях свет фиксации можно регулировать так, чтобы свет локатора и положение изображаемой офтальмической структуры можно было выравнивать путем регулировки света фиксации. В некоторых реализациях источник света фиксации и источник света локатора способны работать на разных длинах волны. В некоторых реализациях свет локатора невидим для изображаемого глаза.

В некоторых реализациях интерфейс пациента выполнен с возможностью привязки к изображаемому глазу пациента после того, как система снижения нарушения выравнивания выполнит ответ снижения нарушения выравнивания. В некоторых реализациях система снижения нарушения выравнивания может включать в себя источник света фиксации, выполненный с возможностью формирования света фиксации для изображаемого глаза пациента, и регулировки формируемого света фиксации согласно принятому сигналу управления для способствования снижению нарушения выравнивания между изображаемым глазом и опорным компонентом офтальмологической системы. Некоторые реализации включают в себя свет локатора, фокусируемый во вторую фокальную точку, отличную от первой фокальной точки света фиксации.

В некоторых реализациях способ выравнивания глаза с офтальмологической системой может включать в себя этапы, на которых формируют изображение участка изображаемого глаза пациента с помощью офтальмологического устройства формирования изображения, определяют нарушение выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения с помощью процессора изображений, обрабатывающего формируемое изображение, и формируют ответ снижения нарушения выравнивания электронным способом с помощью системы снижения нарушения выравнивания на основании определенного нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях определение нарушения выравнивания может включать в себя этапы, на которых идентифицируют офтальмическую структуру в изображении, и определяют положение офтальмической структуры относительно опорной точки устройства формирования изображения. В некоторых реализациях формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором формируют свет фиксации с помощью источника света фиксации согласно определенному нарушению выравнивания.

В некоторых реализациях формирование света фиксации может включать в себя этап, на котором формируют свет фиксации для руководства пациентом в снижении углового нарушения выравнивания. В некоторых реализациях формирование света фиксации может включать в себя этап, на котором формируют свет фиксации для руководства пациентом в снижении поперечного нарушения выравнивания, причем источник света фиксации может включать в себя коллиматор.

В некоторых реализациях формирование света фиксации может включать в себя этап, на котором формируют свет фиксации для не изображаемого глаза пациента, и формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором регулируют свет фиксации согласно определенному нарушению выравнивания для помощи пациенту в снижении нарушения выравнивания. В некоторых реализациях формирование света фиксации может включать в себя этап, на котором формируют свет фиксации для изображаемого глаза пациента, и формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором регулируют свет фиксации согласно определенному нарушению выравнивания для помощи пациенту в снижении нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором перемещают гентри системы формирования изображения с помощью контроллера гентри для снижения поперечного нарушения выравнивания.

В некоторых реализациях определение нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором определяют угловое и поперечное нарушение выравнивания с помощью процессора изображений, обрабатывающего изображение и информацию нарушения выравнивания, и формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этап, на котором регулируют свет фиксации системы света фиксации и контроллера гентри. В некоторых реализациях определение нарушения выравнивания может включать в себя этапы, на которых проецируют свет локатора на изображаемый глаз с помощью системы света локатора, определяют положение апикального отраженного света локатора в изображении, формируемом устройством формирования изображения, и определяют информацию нарушения выравнивания с использованием определенного положения апикального отраженного света локатора. В некоторых реализациях определение информации нарушения выравнивания может включать в себя этапы, на которых определяют информацию углового нарушения выравнивания, связанную с вектором в изображении между апикальным отраженным светом локатора и положением изображаемой офтальмической структуры, и определяют информацию поперечного нарушения выравнивания, связанную с вектором в изображении между опорной точкой системы формирования изображения и по меньшей мере одним из апикального отраженного света локатора и изображаемой офтальмической структурой.

В некоторых реализациях формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этапы, на которых снижают угловое нарушение выравнивания путем регулировки света фиксации, и снижают поперечное нарушение выравнивания с помощью контроллера гентри. В некоторых реализациях снижение углового нарушение выравнивания и снижение поперечного нарушения выравнивания повторяются итерационно. В некоторых реализациях формирование ответа снижения нарушения выравнивания может включать в себя этапы, на которых проецируют свет фиксации в изображаемый глаз, и снижают поперечное и угловое нарушение выравнивания, перемещая голову пациента в поперечном направлении для выравнивания света локатора и света фиксации.

В некоторых реализациях офтальмологическая система может включать в себя устройство формирования изображения, которое формирует изображение изображаемого глаза пациента, процессор изображений, который определяет угловое и поперечное нарушение выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения посредством обработки формируемого изображения, систему света фиксации, которая проецирует свет фиксации на глаз пациента для способствования снижению углового нарушения выравнивания, и гентри, которое регулирует подвижный оптический узел системы для снижения поперечного нарушения выравнивания. В некоторых реализациях офтальмологическая система может включать в себя систему света индикатора, которая проецирует свет индикатора на изображаемый глаз для обеспечения информации нарушения выравнивания для процессора изображений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 иллюстрирует глаз.

Фиг. 2 иллюстрирует офтальмологическую систему формирования изображения.

Фиг. 3A-C иллюстрируют нарушения выравнивания глаза.

Фиг. 4 иллюстрирует офтальмологическую систему с системой снижения нарушения выравнивания.

Фиг. 5A-E иллюстрируют систему обработки изображений.

Фиг. 6A-B иллюстрируют систему света фиксации.

Фиг. 7A-C иллюстрируют способ снижения нарушения выравнивания.

Фиг. 8A-B иллюстрируют снижение нарушения выравнивания с помощью света фиксации.

Фиг. 9A-B иллюстрирует способ обработки изображений для определения углового нарушения выравнивания.

Фиг. 10A-B иллюстрируют систему коллимированного света фиксации.

Фиг. 11 иллюстрирует систему снижения нарушения выравнивания с гентри.

Фиг. 12A-B иллюстрируют работу системы гентри.

Фиг. 13 иллюстрирует систему гентри ложа.

Фиг. 14 иллюстрирует систему, объединяющую свет фиксации и гентри.

Фиг. 15A-B иллюстрируют работу системы объединенных света фиксации и гентри.

Фиг. 16A-B иллюстрируют систему со светом локатора.

Фиг. 17A-B иллюстрируют систему света локатора, обрабатывающую угловое и поперечное нарушение выравнивания.

Фиг. 18 иллюстрирует снижение поперечного и углового нарушения выравнивания.

Фиг. 19A-B иллюстрируют систему света фиксации, проецирующий свет фиксации в изображаемый глаз пациента.

Фиг. 20A-B иллюстрируют систему с двумя световыми излучениями фиксации.

Фиг. 21 иллюстрирует систему с дополнительной системой формирования изображения ОКТ.

Фиг. 22 иллюстрирует способ эксплуатации офтальмологической системы с системой снижения нарушения выравнивания.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Реализации и варианты осуществления в настоящем патентном документе обеспечивают систему света фиксации для офтальмологических устройств формирования изображения для повышения точности выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения.

Фиг. 1 подробно иллюстрирует человеческий глаз 1. Глаз 1 включает в себя роговицу 2, которая принимает и преломляет входящий свет, радужную оболочку 3, зрачок 4, в сущности, отверстие, через который свет поступает во внутренний глаз, и хрусталик 5, который фокусирует свет на сетчатке. Кроме того, глаз 1 включает в себя лимб 6, образующий границу между окрашенной радужной оболочкой 3 и белой склерой 7.

Фиг. 2 иллюстрирует офтальмологическую систему 10 формирования изображения и ее работу. Пациента 8 можно уложить на поддерживающее ложе. Источник 11 света формирования изображения может излучать свет формирования изображения на изображаемый глаз 1i. Часть света формирования изображения, отраженного изображаемым глазом 1i, может собираться объективом 12 и направляться в качестве собранного света 13 формирования изображения на оптический узел или оптическую систему 14. Оптический узел 14 может направлять собранный свет 13 формирования изображения на модуль 15 формирования изображения. Профессиональный хирург или медик может анализировать изображение, обеспеченное модулем 15 формирования изображения и давать инструкции пациенту для перемещения изображаемого глаза 1i для улучшения его выравнивания с оптической осью системы 10 формирования изображения. В других случаях, хирург может вручную манипулировать изображаемым глазом 1i для улучшения выравнивания. Эти этапы можно осуществлять на практике для подготовки изображаемого глаза 1i для привязки к нему интерфейса пациента или просто для лучшего выравнивания глаза с системой 10 формирования изображения. Интерфейсы пациента можно использовать либо для помощи в формировании изображения глаза 1i, либо для осуществления офтальмологической хирургической операции. В других системах, бесконтактная процедура формирования изображения может осуществляться после выравнивания. В прочих системах, выравнивание может сопровождаться диагностической процедурой. В любой из вышеописанных систем офтальмологическая система 10 формирования изображения предоставляет хирургу только изображение ограниченной точности, поскольку выравнивание с глазом является только приблизительным.

Фиг. 3A-B иллюстрируют, что после использования такой офтальмологической системы 10 формирования изображения ограниченной точности, может сохраняться остаточное нарушение выравнивания между глазом 1 и офтальмологической системой 10 формирования изображения. В частности, дальним концом 20 офтальмологической системы 10 может быть объектив 12 или контактный модуль, блок привязки, дальний наконечник, интерфейс, или модуль уплощения. В любой из этих конструкций, дальний конец 20 может включать в себя корпус 21, который поддерживает дальнюю линзу 22. Оптическая ось 28 офтальмологической системы 10 формирования изображения, обычно совмещенная с оптической осью дальней линзы 22, может оставаться невыровненной с оптической осью 9 глаза 1 даже после осуществления вышеописанной процедуры привязки ограниченной точности.

Фиг. 3A иллюстрирует, что нарушение выравнивания может быть поперечным нарушением выравнивания, характеризующимся вектором (∆x,∆y) между оптической осью 9 глаза и оптической осью 28 системы 10 формирования изображения, лежащей приблизительно в поперечной плоскости, перпендикулярной оптической оси 28.

Фиг. 3B иллюстрирует, что нарушение выравнивания также может быть угловым нарушением выравнивания. В общем случае, угловое нарушение выравнивания может характеризоваться углами Эйлера (θ,φ) между оптической осью 9 глаза и оптической осью 28 системы 10 формирования изображения. Во многих случаях, нарушение выравнивания может быть комбинацией поперечного и углового нарушения выравнивания.

Фиг. 3C иллюстрирует, что на интерфейсе формирования изображения модуля 15 формирования изображения любое нарушение выравнивания может возникать вследствие смещения радужной оболочки 3 и зрачка 4 относительно прицельного шаблона 17, например прицельного круга. Хирург может давать пациенту вербальные инструкции для перемещения изображаемого глаза 1i, или манипулировать глазом 1i вручную на основании его отображаемого смещения.

Однако словесные инструкции могут быть непонятны уже дезориентированному пациенту, и манипулирование глазом может быть утомительным и неточным. Также пациент с большой степенью вероятности может сопротивляться действиям хирурга или специалиста или отменить их.

Некоторые офтальмологические системы могут использовать свет фиксации для обеспечения руководства для пациента. Однако устройства света фиксации все же имеют рассмотренные выше недостатки. Некоторые устройства обеспечивают регулируемые световые излучения фиксации в порядке усовершенствования. Однако, даже в таких системах, положение света фиксации обычно регулируется вручную или механически, по-прежнему приводя к ограниченной точности процесса регулировки.

Фиг. 4 иллюстрирует офтальмологическую систему 100 формирования изображения, которую можно использовать для выравнивания изображаемого глаза 1i и офтальмологической системы 100 с повышенной точностью. Офтальмологическая система 100 может включать в себя офтальмологическое устройство 110 формирования изображения, процессор 120 изображений и систему 130 снижения нарушения выравнивания. Офтальмологическое устройство 110 формирования изображения может быть выполнено с возможностью формирования изображения участка изображаемого глаза пациента. Процессор 120 изображений может быть выполнен с возможностью определения нарушения выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения посредством обработки формируемого изображения, и формирования сигнала управления согласно определенному нарушению выравнивания. Система 130 снижения нарушения выравнивания может быть выполнена с возможностью приема сигнала управления и формирования ответа снижения нарушения выравнивания.

Офтальмологическое устройство 110 формирования изображения может включать в себя источник 111 света формирования изображения, который обеспечивает свет формирования изображения для изображаемого глаза 1i. Источник 111 света формирования изображения может быть единичным источником света, кольцом из, например, 4, 6 или 8 источников света, или источником света в форме непрерывного кольца. Объектив 112 может собирать часть света формирования изображения, возвращаемого изображаемым глазом 1i, и направлять его в качестве собранного света 113 формирования изображения на оптический узел 114. Оптический узел 114 может направлять собранный свет 113 формирования изображения на модуль 115 формирования изображения. В общем случае, оптический узел 114 может быть весьма сложным, включая в себя большое количество линз и зеркал. Оптический узел 114 также может многофункциональным, например, также выполненным с возможностью направления пучка хирургического лазера на изображаемый глаз 1i. Модуль 115 формирования изображения может обеспечивать изображение для оператора системы 100 формирования изображения через интерфейс формирования изображения.

В некоторых реализациях офтальмологическое устройство 110 формирования изображения может включать в себя микроскоп, офтальмологический микроскоп или стереомикроскоп. Интерфейс формирования изображения этих микроскопов может включать в себя окуляр этих микроскопов.

В некоторых реализациях офтальмологическое устройство 110 формирования изображения может формировать изображение по меньшей мере частично, электронными средствами. Например, модуль 115 формирования изображения офтальмологического устройства 110 формирования изображения может включать в себя электронную систему обнаружения, которая обнаруживает собранный свет 113 формирования изображения. Электронная система обнаружения может включать в себя матрицу приборов с зарядовой связью (ПЗС), матрицу комплементарных структур металл-оксид-полупроводник (КМОП), пиксельную матрицу или матрицу электронных датчиков для обнаружения собранного света 113 формирования изображения.

В этих электронных системах формирования изображения модуль 115 формирования изображения также может включать в себя электронную систему отображения в качестве интерфейса формирования изображения. Этот электронный дисплей может отображать электронное изображение участка изображаемого глаза 1i на основании обнаруживаемого света 113. Этот электронный дисплей или интерфейс формирования изображения может представлять собой, например, светодиодный (СИД) дисплей, дисплей на органических СИД (ОСИД), дисплей на активно-матричных ОСИД (АМОСИД), плазменный экран, электронный дисплей, компьютерный дисплей, экран жидкокристаллического дисплея (ЖКД), дисплей на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), видео-модуль, дисплей видеомикроскопа, стереоскопический дисплей видеомикроскопа, видеомикроскоп высокой четкости (HD), процессорную систему обработки изображений, оптомеханический проектор электронного или цифрового типа, или источник света, приводимый в движение электромеханическим приводом. В некоторых реализациях вышеупомянутые элементы систем формирования изображения можно комбинировать.

В некоторых реализациях офтальмологическое устройство 110 формирования изображения может включать в себя систему формирования изображения на основе оптической когерентной томографии (ОКТ), как описано в связи с фиг. 21.

В некоторых реализациях система 130 снижения нарушения выравнивания может включать в себя объектив 112, на других участках оптического узла 114.

Процессор 120 изображений может быть выполнен с возможностью идентификации офтальмической структуры в изображении, формируемый устройством 110 формирования изображения, и определения положения офтальмической структуры относительно опорной точки устройства формирования изображения. Опорной точкой устройства формирования изображения может быть объектив 112, модуль пациента, наконечник привязки, интерфейс, контактная линза, зрачок, смотровая рамка, система координат и внутренняя линза офтальмологической системы. Модуль 115 формирования изображения может быть выполнен с возможностью формирования опорного шаблона, связанного с опорной точкой, для помощи процессору изображений в определении нарушения выравнивания изображаемого глаза и устройства формирования изображения. Таким опорным шаблоном может быть прицельный круг, аналогичный прицельному шаблону 17. Другие опорные шаблоны могут включать в себя перекрестия, множественные круги и их комбинации.

Процессор 120 изображений может быть выполнен с возможностью распознавания лимба 6 как офтальмической структуры. Обработка изображений также могут базироваться на зрачке 4, но часто лимб 6 образует более правильный круг и, таким образом, хорошо подходит для обработки изображений.

Фиг. 5A-E иллюстрируют, что в ходе эксплуатации, процессор 120 изображений может сначала идентифицировать одну или более офтальмических структур изображаемого глаза 1i например анализируя контрастность или градиент близлежащих пикселей изображения.

Фиг. 5A иллюстрирует, что процессор 120 изображений может осуществлять радиальное сканирование изображения и записывать яркость, цвет или оба эти параметра пикселей в направлении сканирования. Центр радиального сканирования можно выбирать по-разному. Также можно использовать нерадиальные операции сканирования, например, круговое, линейное, прямоугольное, сетчатое, 2D и многие другие типы операций сканирования.

Затем процессор 120 изображений может идентифицировать пиксель 121 высокого градиента или высокой контрастности в направлении сканирования как пиксель, где записанная/ый яркость или цвет изменяется быстрее всего. Линию 122 высокой контрастности или высокого градиента можно задать, соединив пиксели высокого градиента/высокой контрастности близлежащих операций сканирования. Такая линия высокого градиента/высокой контрастности может разделять офтальмические области, сильно отличающиеся яркостью или цветом, и таким образом может быть полезным индикатором офтальмических структур, например, лимба 6 или зрачка 4. В технике известны многочисленные другие способы машинного зрения и обработки изображений для определения структур и их границ, которые можно использовать вместо вышеописанного способа высокого градиента/высокой контрастности.

Фиг. 5B иллюстрирует, что затем процессор 120 изображений может подбирать пробные функции, например, круги 124 или эллипсы подбора к идентифицированным линиям высокого градиента/высокой контрастности для идентификации круглых офтальмических структур, например, лимба 6 или зрачка 4. Подбор может принимать разнообразные формы. В ряде случаев, центр и радиус круга 124 подбора можно перемещать так, чтобы круг подбора накладывался на линию высокого градиента/высокой контрастности с наивысшей точностью. Точность можно количественно выразить, например, задав величину среднего радиального расстояния ∆ как квадратный корень из средней величины квадратов радиальных расстояний между кругом 124 подбора и линией 122 высокого градиента/высокой контрастности вдоль заранее установленного количества лучей, например, 4, 6 или 8 лучей. Эта величина среднего радиального расстояния Δ может изменяться при перемещении в окрестности координат (Cx, Cy) центра круга 124 подбора под управлением поискового алгоритма. В данном случае, система координат (x, y) может быть привязана, например, к системе отсчета интерфейса модуля 115 формирования изображения. Фиг. 5B иллюстрирует 4-лучевую реализацию, где среднее радиальное расстояние определяется как

Δ=[(Δ1²+Δ2²+Δ3²+Δ4²)/4]^1/2

Фиг. 5C иллюстрирует, что когда поисковый алгоритм достигает минимум среднего радиального расстояния Δ при сдвиге координат (Cx, Cy) центра круга 124' подбора, сдвинутый круг 124' подбора становится по существу концентрическим с офтальмической структурой, образова