[发明专利]用于改善眼科成像的系统和方法

说明书

优先权

本申请要求于2011年4月27日提交的美国临时专利申请序列号US61/479,788和于2011年9月20日提交的美国临时专利申请序列号US61/536,776的优先权，将其二者通过引用结合于此。

技术领域

本发明的一个或多个实施方式一般涉及改善眼科诊断系统中数据采集的质量。具体而言，本发明的目的在于无需用户干预并在间质浑浊体（media opacities）存在下使寻找拍摄光学相干断层扫描测量结果（optical coherence tomography measurement）的最佳位置以及随着采集时间保持该位置以确保获得和维持用于特别类型的测量的最佳信号的过程自动化，使得能够自动地进行测量。本发明也考虑了涉及使用角度依赖性反射率的成像组织的实施方式。

背景技术

在光学相干断层扫描（OCT）成像中，人们致力于获得高图像质量以使得能够可再现并清晰可视化结构和病状以及定量测量眼内的特征和层。通常地使用在瞳孔平面内聚焦光束并使光束通过瞳孔的中心进入而完成眼后部的OCT测量。在理论上，这允许最大可能进入和退出瞳孔，允许最佳收集所述OCT信号以及任何用于对准目的另外的信号。所得到的视网膜图像显示与已在组织学上确定的层相关联的不同反射率信号的条带。通常基于观察到的层间反射率差异进行视网膜组织的分割（segmentation），尽管也可以使用与这些层的预期结构相关的信息。最近已经认识到，眼睛中某些结构的反射率可能依赖于视网膜相对于OCT光束的局部倾斜度。

尽管中央进入点是名义上最优的，但是还存在使用不是中央的进入点的许多原因。在具有间质浑浊体如白内障的受试者中，测量光束不可能充分通过浑浊体。在这种情况下，有时有可能引导测量光束通过不同的进入位置以便避开浑浊体。在其他受试者中，眼睛的形状可能使视网膜组织的图像出现倾斜。瞳孔中不同进入点可能会产生更平坦的图像。由于通常沿A-扫描完成层的测量，较平坦的视网膜可能获得几何误差较少的测量结果。此外，因为许多OCT系统由零延迟进一步降低信号质量，较平坦的视网膜可能具有更好的横跨B-扫描的强度均匀性。最后，眼睛中的一些组织具有依赖于光的入射角的反射率。确保每次访问的平坦视网膜降低越过多次访问的入射角的变化，其降低定向反射率对图像上做出的测定结果可变性的影响。可替代地，具有强定向反射率的组织最佳成像可能需要特定的入射角，其根据几何学需要不同的瞳孔进入位置，或可能在层检测之前甚至需要使用多个入射角（而因此需要多个瞳孔进入位置）进行组合。

在当前的系统中，用户必须手动调整瞳孔进入位置并通过试错法（trial and error method）为特定受试者和成像应用找到“最佳”进入位置。这是一个主观过程，其中操作员不得不检查OCT扫描、眼底图像和虹膜图像以确定产生在OCT信号质量、B-扫描倾斜度和眼底图像质量之间的最佳折衷的对准。虽然这不是目前的实践惯例，但未来的用户可能也希望基于给定层的具体反射率分布曲线进行优化。

当识别出最佳位置时，由于眼睛运动或视线变化，仍然难以维持用于持续扫描的进入位置。在其中扫描通常需要花费几秒钟并且采集致密多维数据集的OCT系统中这种影响是特别重要的。

已做出了各种尝试以增加向操作员和数据采集的自动化方面的反馈以实现尽可能高质量图像。已经描述视网膜跟踪系统（参见例如美国专利公开号US2005/0024586、美国专利号US7480396和US7805009以及2012年3月28日提交的美国专利申请序列号US13/433127，通过引用结合于此）而补偿视网膜成像期间所述视网膜的运动。然而，视网膜跟踪方法通常通过分析主要通过也依赖于通过瞳孔的光学路径的点扫描或线扫描设备获得的眼睛的后面的图像而进行工作。如果所述扫描进入位置不是最佳的，则用于跟踪所述视网膜的图像也会受到影响，如果眼底图像质量明显降低则导致差的跟踪质量或完全跟踪失败。

因此，本发明的一个目的在于解决如上所述的一些限制。具体而言，本发明的目的在于使寻找获取OCT测量结果的最佳位置以及在采集时间内维持该位置的方法自动化以确保获得和保持最佳信号，使得自动地进行测量而无需用户干预。本发明进一步使得可能具有一组对眼中不同结构进行优化的扫描模式并允许所述系统自动将所述光束置于每个扫描模式的最佳角度。也能够组合来自通过瞳孔的多重位置进行的扫描的信息以产生眼睛的全面视图。本发明进一步使得可能确保在未来访问上采集的扫描是使用相同的瞳孔进入位置采集的，降低瞳孔进入位置的可变性对图像质量的可变性或定量测量结果可变性的任何影响。

发明内容