(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の画像化される眼の一部の画像を生成するように構成された眼科用画像化装置と、
画像プロセッサであって、前記生成された画像を処理することにより、前記画像化される眼の光軸と前記画像化装置の光軸との誤整合を割り出し、該割り出された誤整合に従って誤整合低減ベクトルを割り出し、該割り出された誤整合低減ベクトルに従って固視光制御信号を生成するように構成された画像プロセッサと、
固視光源であって、前記固視光制御信号を受信し、該受信された固視光制御信号に応答して固視光を生成するように構成された固視光源と
を含む、眼科用システム。
【請求項２】
前記眼科用画像化装置は、
電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アレイ、画素アレイ、及び電子センサアレイのうちの少なくとも１つを含む、前記画像化される眼からの収集画像化光を検知する電子検知システムと、
前記検知された収集画像化光に関連して、前記画像化される眼の一部の画像を表示する電子ディスプレイ・システムであって、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブ・マトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、ビデオ・モジュール、ビデオ顕微鏡ディスプレイ、立体ビデオ顕微鏡ディスプレイ、高解像度（ＨＤ）ビデオ顕微鏡、プロセッサに基づく画像システム、電子タイプ又はデジタル・タイプの光学機械的プロジェクタ、及び電気機械的アクチュエータによって動作可能な光源のうちの少なくとも１つを含む電子ディスプレイ・システムと
を含む、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項３】
前記画像プロセッサは、
前記画像内の眼構造を識別し、
前記画像化装置の基準位置に対する前記眼構造の位置を割り出すことにより誤整合寸法を割り出すように構成されている、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項４】
前記画像プロセッサは、前記画像内の高グラジエント線を割り出し、実質的に異なる明るさ又は色を有する画像成分を分離することによって、前記眼構造を識別するように構成されている、請求項３に記載の眼科用システム。
【請求項５】
前記画像プロセッサは、
円及び楕円のうちの少なくとも一方を、前記高グラジエント線と前記円又は楕円との間の半径方向間隔を測定することにより前記高グラジエント線にフィットさせ、
前記半径方向間隔の寸法を最小化することにより、前記フィットされた円又は楕円の位置座標を割り出し、
該割り出された位置座標と前記基準位置の座標とを関連付けることにより、誤整合寸法を割り出すように構成されている、請求項４に記載の眼科用システム。
【請求項６】
前記画像プロセッサは、
前記画像内の高コントラスト線を割り出し、
前記高コントラスト線とターゲット・パターンとの間の誤整合間隔を割り出し、
前記誤整合間隔から誤整合寸法を割り出すように構成されている、請求項３に記載の眼科用システム。
【請求項７】
前記画像化装置の基準位置は、患者モジュール、ドッキング・チップ、インターフェイス、接触レンズ、瞳孔、観察フレーム、基準フレーム、及び当該眼科用システムの内部レンズのうちの少なくとも１つであり、
前記画像化装置は、前記画像プロセッサが前記画像化される眼と前記画像化装置との誤整合を割り出すのを支援するために、前記基準位置に関連付けられた基準パターンを生成するように構成されている、請求項３に記載の眼科用システム。
【請求項８】
前記認識された眼構造は、前記画像化される眼の角膜輪部である、請求項３に記載の眼科用システム。
【請求項９】
前記固視光源は、
前記患者の画像化されない眼のために前記固視光を生成し、
前記生成された固視光を、前記受信された固視光制御信号に従って動かすことにより、前記画像化される眼と前記眼科用システムの基準要素との間の誤整合の低減を支援するように構成されている、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項１０】
前記固視光源は、ＬＥＤアレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）アレイ、アクティブ・マトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）アレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、ＬＣＤスクリーン、ビデオ・モジュール、光学機械的プロジェクタ、ＣＲＴディスプレイ、スリット・ランプ、プロセッサに基づく画像システム、及び電気機械的アクチュエータによって動作可能な光源のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項１１】
前記固視光源は、角度方向誤整合を低減するべく前記患者を誘導するために前記固視光を生成するように構成されている、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項１２】
前記画像プロセッサは、前記画像の高コントラスト線に楕円をフィットさせ、該フィットされた楕円のアスペクト比及び面積のうちの少なくとも一方を分析することによって、前記角度方向誤整合を割り出すように構成されている、請求項１１に記載の眼科用システム。
【請求項１３】
前記固視光源は、横方向誤整合を低減するべく前記患者を誘導するように固視光を生成するためのコリメータを含む、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項１４】
前記画像プロセッサは、角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されており、
当該眼科用システムは、さらに、ガントリ、及びガントリ・コントローラを含む、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項１５】
前記画像プロセッサは、前記画像及び誤整合情報を処理することによって角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されている、請求項１４に記載の眼科用システム。
【請求項１６】
前記画像化システムは、前記画像化される眼上にロケータ光を投射するように構成されたロケータ光源を含み、
前記画像プロセッサは、前記画像化装置によって生成された前記画像内の頂部反射ロケータ光を識別し、前記頂部反射ロケータ光を分析することによって前記誤整合情報を割り出す
ように構成されている、請求項１５に記載の眼科用システム。
【請求項１７】
前記誤整合情報は、
前記頂部反射ロケータ光と、画像化される眼構造の位置との間の前記画像内のベクトルに関連付けられた角度方向誤整合情報、及び
前記画像化システムの基準位置と、前記頂部反射ロケータ光及び画像化される眼構造の位置のうちの少なくとも一方との間の前記画像内のベクトルに関連付けられた横方向誤整合情報のうちの少なくとも一方である、請求項１６に記載の眼科用システム。
【請求項１８】
前記固視光源を調整することによって前記角度方向誤整合を低減し、前記ガントリ・コントローラを操作することによって前記横方向誤整合を低減するように構成されている、請求項１７に記載の眼科用システム。
【請求項１９】
前記固視光は、該固視光を調整することにより前記ロケータ光と画像化される眼構造の位置とを整合させ得るように調整可能である、請求項１６に記載の眼科用システム。
【請求項２０】
前記ロケータ光は前記画像化される眼には不可視である、請求項１６に記載の眼科用システム。
【請求項２１】
前記患者の画像化される眼にドッキングするように構成された患者インターフェイスを含む、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項２２】
前記固視光源は、前記患者の画像化される眼のために固視光を生成し、該生成された固視光を前記受信された固視光制御信号に従って調整することにより、前記画像化される眼と当該眼科用システムの基準要素との間の誤整合の低減を支援するように構成されている、請求項１に記載の眼科用システム。
【請求項２３】
眼と眼科用システムとを整合させる方法であって、
患者の画像化される眼の一部の画像を眼科用画像化装置によって生成することと、
前記生成された画像を処理する画像プロセッサによって、前記画像化される眼の光軸と前記画像化装置の光軸との誤整合を割り出し、該割り出された誤整合に従って誤整合低減ベクトルを割り出し、該割り出された誤整合低減ベクトルに従って固視光制御信号を生成することと、
前記固視光制御信号を受信する固視光源によって、該受信された固視光制御信号に応答して固視光を生成することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法３５巻１１９条の下、２０１１年５月２日に出願された米国特許出願第１３／０９８５８６号に基づく優先権を主張する。この出願の内容全体は、参照することにより本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
本発明は眼の画像化のためのシステム及び技術に関する。より具体的には、本特許文献は、患者の眼に対する眼科用画像化システムの整合又はドッキング精度を改善するために、電子制御される固視光を提供するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
眼の画像化、診断、及び手術のために長年にわたって種々様々な改良型画像化装置が開発されてきた。いくつかの用途では、これらの画像化装置は、その光軸が画像化される眼の光軸と整合するときに最良に機能する。眼の光軸が画像化装置の光軸と整合すると、いくつかの画像化装置は、患者インターフェイス又は眼ドッキング・システムの助けによって、眼を整合位置に固定化することにより、画像化プロセス精度を高める。画像化装置精度が改善するのに伴って、より正確な整合を可能にする眼ドッキング・システムに対する需要も高まっている。
【０００４】
典型的な既存のシステムの場合、整合は手動で誘導される。オペレータは患者を言葉で誘導し、眼球を手動で配向し、又は、画像化装置の一部、例えばそのオブジェクティブ（objective）若しくはガントリ、又は上記の任意の組み合わせを調整することができる。これらの調整はドッキング・プロセス中に繰り返し行われる。しかし、これらの手動アプローチの不正確さは、ドッキング・プロセスを多大な時間のかかる、いらだたしいものにし、しかも未だに高品質の整合に及ばないことがある。手動誘導される整合の精度が限られているため、患者インターフェイスは多くの場合には結局のところ、中心から外れた位置で眼にドッキングさせられることになり、眼の光軸は傾斜し、そして眼は画像化システムの光軸に対して横方向に誤配置される。
【０００５】
いくつかの画像化システムは、整合プロセスの改善を期待させる誘導メカニズムを使用する。いくつかのシステム、例えばエキシマーレーザーを使用するいくつかの手術システムにおいて、整合は固視光によって補助される。固視光は、画像化システムの光軸にセンタリングされることができる。眼を固視光に向けるように患者に指示することができる。このような固視は患者の眼を画像化システムと整合させることができる。しかしながら、これらの固視光システムでさえ限界がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本特許文献は、機能性が改善された固視光コントローラ・システムを開示する。患者の眼は典型的には画像化システムに対して横方向誤整合及び角度方向誤整合の両方を有する。画像化装置の光軸にセンタリングされた固定型固視光を見るだけでは、両方のタイプの誤整合は排除されない。
【０００７】
従って、いくつかのＹＡＧレーザー及びスリット・ランプを含むいくつかのシステムにおいて、固視光は、固定されておらず、手動で又は機械的に調整されることができる。しかし、調整は機械的／手動のみで行われるため、これらの固視光の精度は、画像化システム精度よりもかなり低い。さらに、このような機械的調整は精度が制限されるので、多大な時間を費やし、いらだたしいものである場合がある。
【０００８】
最後に、いくつかのシステムにおいて、固視光は部分的に手動で、そして部分的に電子的に制御されることがある。専門手術医の手では手動操作が整合を改善することがあるが、他の事例においては、このようなシステムは所要精度を依然として欠くおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本特許文献は、上記問題点の解決手段を提供する固視光コントローラ・システムを開示する。いくつかの実施形において、眼科用システムが、患者の画像化される眼の一部の画像を生成するように構成された眼科用画像化装置と、画像プロセッサであって、生成された画像を処理することにより、画像化される眼と画像化装置との誤整合を割り出し、割り出された誤整合に従って制御信号を生成するように構成された画像プロセッサと、誤整合低減システムであって、制御信号を受信し、誤整合低減応答を生成するように構成された誤整合低減システムとを含むことができる。
【００１０】
いくつかの実施形の場合、眼科用画像化装置は、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アレイ、画素アレイ、及び電子センサアレイのうちの少なくとも１つを含む、画像化される眼からの収集画像化光を検知する電子検知システムと、検知された収集画像化光に関連して、前記画像化される眼の一部の画像を表示する電子ディスプレイ・システムであって、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、ビデオ・モジュール、ビデオ顕微鏡ディスプレイ、立体ビデオ顕微鏡ディスプレイ、高解像度（ＨＤ）ビデオ顕微鏡、プロセッサに基づく画像システム、電子タイプ又はデジタル・タイプの光学機械的プロジェクタ、及び電子機械的アクチュエータによって動作可能な光源、のうちの少なくとも１つを含む電子ディスプレイ・システムとを含むことができる。
【００１１】
いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像内の眼構造を識別し、画像化装置の基準に対する眼構造の位置を割り出すことにより誤整合寸法を割り出すように構成されている。いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像内の高グラジエント線を割り出し、実質的に異なる明るさ又は色を有する画像成分を分離することによって、眼構造を識別するように構成されている。
【００１２】
いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、円及び楕円のうちの少なくとも一方を、高グラジエント線と円又は楕円との間の半径方向間隔を測定することにより高グラジエント線にフィットさせ、半径方向間隔の寸法を最小化することにより、フィットされた円又は楕円の位置座標を割り出し、割り出された位置座標と基準の座標とを関連付けることにより、誤整合寸法を割り出すように構成されている。いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像内の高コントラスト線を割り出し、高コントラスト線とターゲット・パターンとの間の誤整合間隔を割り出し、誤整合間隔から誤整合寸法を割り出すように構成されている。
【００１３】
いくつかの実施形の場合、前記画像化装置の基準は、オブジェクティブ、患者モジュール、ドッキング・チップ、インターフェイス、接触レンズ、瞳孔、観察フレーム、基準フレーム、及び眼科用システムの内部レンズのうちの少なくとも１つであり、画像化装置は、画像プロセッサが画像化される眼と画像化装置との誤整合を割り出すのを支援するために、基準に関連付けられた基準パターンを生成するように構成されている。いくつかの実施形の場合、認識された眼構造は、画像化される眼の角膜輪部である。いくつかの実施形の場合、画像プロセッサによって処理された画像の少なくとも一部は画像化装置によって表示されない。
【００１４】
いくつかの実施形の場合、誤整合低減システムは固視光源を含むことができ、誤整合低減応答は、固視光源が、受信された制御信号に応答して固視光を生成することを含む。いくつかの実施形の場合、固視光源は、患者の画像化されない眼のために固視光を生成し、生成された固視光を、受信された制御信号に従って動かすことにより、画像化される眼と眼科用システムの基準要素との間の誤整合の低減を支援する。いくつかの実施形の場合、固視光源は、ＬＥＤアレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、ＬＣＤスクリーン、ビデオ・モジュール、電子タイプ又はデジタル・タイプの光学機械的プロジェクタ、ＣＲＴディスプレイ、スリット・ランプ、プロセッサに基づく画像システム、及び電子機械的アクチュエータによって動作可能な光源、のうちの少なくとも１つを含むことができる。いくつかの実施形の場合、固視光源は、角度方向誤整合を低減するべく患者を誘導するために固視光を生成するように構成されている。
【００１５】
いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像の高コントラスト線に楕円をフィットさせ、フィットされた楕円のアスペクト比及び面積のうちの少なくとも一方を分析することによって、角度方向誤整合を割り出すように構成されている。いくつかの実施形の場合、固視光源は、横方向誤整合を低減するべく患者を誘導するように固視光を生成するためのコリメータを含むことができる。
【００１６】
いくつかの実施形の場合、誤整合低減システムは、画像化装置の可動部分を動かすように構成されたガントリと、画像プロセッサから制御信号を受信し、受信された制御信号に従ってガントリを動かすように構成されたガントリ・コントローラとを含み、誤整合低減応答は、ガントリ・コントローラがガントリひいては画像化装置の可動部分を動かすことより横方向誤整合を低減することを含むことができる。いくつかの実施形の場合、ガントリは眼科用画像化装置の一部でもある。いくつかの実施形の場合、誤整合低減システムは、画像化装置に対して患者支持体を動かすように構成された支持体ガントリと、ガントリ・コントローラであって、画像プロセッサから制御信号を受信し、受信された制御信号に従って支持体ガントリを動かすように構成されたガントリ・コントローラとを含み、誤整合低減応答は、支持体ガントリひいては患者支持体を動かすことにより横方向誤整合を低減することを含むことができる。
【００１７】
いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像を処理することによって角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されており、誤整合低減システムは、固視光源及びガントリ・コントローラのうちの一方だけを含むことができる。
【００１８】
いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像を処理することによって角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されており、誤整合低減システムは、固視光源、ガントリ、及びガントリ・コントローラを含むことができる。いくつかの実施形の場合、画像プロセッサは、画像及び誤整合情報を処理することによって角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されている。
【００１９】
いくつかの実施形の場合、画像化システムは、画像化される眼上にロケータ光を投射するように構成されたロケータ光源を含むことができ、画像プロセッサは、画像化装置によって生成された画像内の頂部反射ロケータ光を識別し、頂部反射ロケータ光を分析することによって誤整合情報を割り出すように構成されている。いくつかの実施形の場合、誤整合情報は、頂部反射ロケータ光と、画像化される眼構造の位置との間の画像内のベクトルに関連付けられた角度方向誤整合情報、及び、画像化システムの基準と、頂部反射ロケータ光及び画像化される眼構造の位置のうちの少なくとも一方との間の画像内のベクトルに関連付けられた横方向誤整合情報のうちの少なくとも一方である。
【００２０】
いくつかの実施形の場合、眼科用システムは、固視光源を調整することによって角度方向誤整合を低減し、ガントリ・コントローラを操作することによって横方向誤整合を低減するように構成されている。いくつかの実施形の場合、固視光は、固視光を調整することによりロケータ光と画像化される眼構造の位置とを整合させ得るように調整可能である。いくつかの実施形の場合、固視光源及びロケータ光源は、異なる波長で動作することができる。いくつかの実施形の場合、ロケータ光は画像化される眼には不可視である。
【００２１】
いくつかの実施形の場合、患者インターフェイスであって、誤整合低減システムが誤整合低減応答を実行した後に患者の画像化される眼にドッキングするように構成された患者インターフェイスを含む。いくつかの実施形の場合、誤整合低減システムは固視光源を含むことができ、固視光源は、患者の画像化される眼のために固視光を生成し、生成された固視光を、受信された制御信号に従って調整することにより、画像化される眼と眼科用システムの基準要素との間の誤整合の低減を支援するように構成されている。いくつかの実施態様は、固視光の第１焦点とは異なる第２焦点に合焦可能なロケータ光を含む。
【００２２】
いくつかの実施形の場合、眼と眼科用システムとを整合させる方法が、患者の画像化される眼の一部の画像を眼科用画像化装置によって生成することと、生成された画像を処理する画像プロセッサによって、画像化される眼と画像化装置との誤整合を割り出すことと、割り出された誤整合に基づいて誤整合低減システムによって、誤整合低減応答を電子的に生成することとを含む。
【００２３】
いくつかの実施形の場合、誤整合を割り出すことが、画像内の眼構造を識別することと、画像化装置の基準に対する眼構造の位置を割り出すこととを含む。いくつかの実施形の場合、誤整合低減応答を生成することが、割り出された誤整合に従って固視光源によって固視光を生成することを含む。
【００２４】
いくつかの実施形の場合、固視光を生成することが、角度方向誤整合を低減するように患者を誘導するために固視光を生成することを含むことができる。いくつかの実施形の場合、固視光を生成することが、横方向誤整合を低減するように患者を誘導するために固視光を生成することを含むことができ、固視光源はコリメータを含むことができる。
【００２５】
いくつかの実施形の場合、固視光を生成することが、患者の画像化されない眼のために固視光を生成することを含むことができ、誤整合低減応答を生成することが、誤整合を低減するように患者を支援するために、割り出された誤整合に従って固視光を調整することを含むことができる。いくつかの実施形の場合、固視光を生成することが、患者の画像化される眼のために固視光を生成することを含むことができ、誤整合低減応答を生成することが、誤整合を低減するように患者を支援するために、割り出された誤整合に従って固視光を調整することを含むことができる。
【００２６】
いくつかの実施形の場合、誤整合低減応答を生成することが、横方向誤整合を低減するように、ガントリ・コントローラによって画像化システムのガントリを動かすことを含むことができる。
【００２７】
いくつかの実施形の場合、誤整合を割り出すことが、画像及び誤整合情報を処理する画像プロセッサによって角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すことを含むことができ、誤整合低減応答を生成することが、固視光システムの固視光及びガントリ・コントローラを調整することを含むことができる。いくつかの実施形の場合、誤整合を割り出すことが、ロケータ光システムによって画像化される眼上にロケータ光を投射することと、画像化装置によって生成された画像内の頂部反射ロケータ光を位置確認することと、位置確認された頂部反射ロケータ光を使用して誤整合情報を割り出すこととを含むことができる。いくつかの実施形の場合、前記誤整合情報を割り出すことが、頂部反射ロケータ光と、画像化される眼構造の位置との間の画像内のベクトルに関連付けられた角度方向誤整合情報を割り出すことと、画像化システムの基準と、頂部反射ロケータ光及び画像化される眼構造のうちの少なくとも一方との間の画像内のベクトルに関連付けられた横方向誤整合情報を割り出すこととを含むことができる。
【００２８】
いくつかの実施形の場合、誤整合低減応答を生成することが、固視光を調整することにより角度方向誤整合を低減することと、ガントリ・コントローラを操作することにより横方向誤整合を低減することとを含むことができる。いくつかの実施形の場合、角度方向誤整合を低減することと、横方向誤整合を低減することとが繰り返し行われる。いくつかの実施形の場合、誤整合低減応答を生成することが、固視光を画像化される眼内に投射することと、ロケータ光と固視光とを整合させるように患者の頭を横方向に動かすことにより、横方向誤整合及び角度方向誤整合を低減することとを含むことができる。
【００２９】
いくつかの実施形の場合、眼科用システムが、患者の画像化される眼の画像を生成する画像化装置と、生成された画像を処理することにより、画像化される眼と画像化装置との角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出す画像プロセッサと、角度方向誤整合の低減を支援するように患者の眼に固視光を投射する固視光システムと、横方向誤整合を低減するようにシステムの可動光学系を調整するガントリとを含むことができる。いくつかの実施形の場合、眼科用システムは、画像プロセッサに誤整合情報を提供するために、画像化される眼上に指標光を投射する指標光システムを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は眼を示す図である。
【図２】図２は眼科用画像化システムを示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは眼の誤整合を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは眼の誤整合を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは眼の誤整合を示す図である。
【図４】図４は、誤整合低減システムを有する眼科用システムを示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは画像処理システムを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは画像処理システムを示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは画像処理システムを示す図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは画像処理システムを示す図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは画像処理システムを示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは固視光システムを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは固視光システムを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは誤整合低減法を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは誤整合低減法を示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは誤整合低減法を示す図である。
【図８Ａ】図８は固視光を用いた誤整合低減を示す。
【図８Ｂ】図８Ｂは固視光を用いた誤整合低減を示す。
【図９Ａ】図９Ａは、角度方向誤整合を割り出すための画像処理法を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、角度方向誤整合を割り出すための画像処理法を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、コリメート型固視光システムを示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、コリメート型固視光システムを示す図である。
【図１１】図１１は、ガントリを有する誤整合低減システムを示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、ガントリ・システムの動作を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、ガントリ・システムの動作を示す図である。
【図１３】図１３は、ベッド・ガントリ・システムを示す図である。
【図１４】図１４は、固視光とガントリとを組み合わせたシステムを示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは固視光・ガントリ・システムの動作を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは固視光・ガントリ・システムの動作を示す図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、ロケータ光を有するシステムを示す図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、ロケータ光を有するシステムを示す図である。
【図１７Ａ】図１７Ａは、角度方向誤整合及び横方向誤整合を処理するロケータ光システムを示す図である。
【図１７Ｂ】図１７Ｂは、角度方向誤整合及び横方向誤整合を処理するロケータ光システムを示す図である。
【図１８】図１８は、角度方向誤整合及び横方向誤整合の低減を示す図である。
【図１９Ａ】図１９Ａは、固視光を患者の画像化される眼内に投射する固視光システムを示す図である。
【図１９Ｂ】図１９Ｂは、固視光を患者の画像化される眼内に投射する固視光システムを示す図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、２つの固視光を有するシステムを示す図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、２つの固視光を有するシステムを示す図である。
【図２１】図２１は、付加的なＯＣＴ画像化システムを有するシステムを示す図である。
【図２２】図２２は、誤整合低減システムを有する眼科システムを操作する方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本特許文献における実施形及び実施態様は、画像化される眼と画像化装置との整合精度を高める眼科用画像化装置のための固視光システムを提供する。
【００３２】
図１は、人間の眼１を詳細に示している。眼１は、入射光を受容して屈折させる角膜２と、虹彩３と、実質的に光が眼内部に入るための開口である瞳孔４と、網膜に光を集束させる水晶体５とを含んでいる。加えて、眼１は、有色の虹彩３と白い強膜７との境界の輪郭を形成する角膜輪部６を含む。
【００３３】
図２は、眼科用画像化システム１０及びその動作を示している。患者８を支持ベッド上に横たわらせることができる。画像化光源１１は画像化される眼１ｉ上に画像化光を照らすことができる。画像化される眼１ｉによって反射された画像化光の一部をオブジェクティブ１２によって収集し、そして収集画像化光１３として光学系又は光学システム１４に導くことができる。光学系１４は収集画像化光１３を画像化モジュール１５に導くことができる。手術医又は医療専門家は画像化モジュール１５によって提供された画像を分析し、画像化される眼１ｉと画像化システム１０の光軸との整合を改善するために画像化される眼を動かすように患者に指示を与えることができる。他の事例では、手術医は整合を改善するために、画像化される眼１ｉを手動で操作することができる。これらのステップは、画像化される眼１ｉに患者インターフェイスをドッキングすべく画像化される眼を準備するために、又は単に眼を画像化システム１０とよりよく整合させるためだけに実施することができる。患者インターフェイスは、眼１ｉの画像化を支援するために、又は眼科手術処置を行うために使用されることができる。他のシステムでは、整合後に無接触画像化処置を行うことができる。さらに他のシステムでは、整合に続いて診断処置を行うことができる。上記システムのいずれにおいても、眼科用画像化システム１０は、眼との整合がおおよそのものに過ぎないので、精度が制限された画像しか手術医に提供しない。
【００３４】
図３Ａ〜Ｂは、このような制限された精度の眼科用画像化システム１０を使用した後に、眼１と眼科用画像化システム１０との間に残留誤整合が存続することを示している。詳細に述べると、眼科用システム１０の遠位端２０は、オブジェクティブ１２、又は接触モジュール、ドッキング・ユニット、遠位チップ、インターフェイス、又は圧平モジュールであり得る。これらの設計のいずれでも、遠位端２０は、遠位レンズを支持するハウジング２１を含むことができる。典型的には遠位レンズ２２の光軸と共有される眼科用画像化システム１０の光軸２８は、制限された精度のドッキング処置が実施された後でさえ、眼１の光軸９と誤整合されたままであり得る。
【００３５】
図３Ａは、誤整合が、眼の光軸９と画像化システム１０の光軸２８との間の、概して光軸２８に対して垂直の横方向平面内に位置するベクトル（Δｘ，Δｙ）によって特徴づけられる横方向誤整合であることを示す。
【００３６】
図３Ｂは、誤整合が角度方向誤整合でもあることを示す。一般に、角度方向誤整合は、眼の光軸９と画像化システム１０の光軸２８との間の、（θ，φ）オイラー角によって特徴づけられることができる。多くの場合、誤整合は横方向誤整合と角度方向誤整合との組み合わせであり得る。
【００３７】
図３Ｃが示しているように、画像化モジュール１５の画像化インターフェイス上には、いずれの誤整合も、ターゲット・パターン１７、例えばターゲット円に対する虹彩３及び瞳孔４の変位として現れ得る。手術医は、患者に言葉で指示を与えることにより画像化された眼１ｉを動かし、又はこの表示された変位に基づいて眼１ｉを手動で操作することができる。
【００３８】
しかし、言葉での指示は既に方向間隔を失った患者には不明確な場合があり、また眼の操作は厄介で不正確なことがある。また、患者は手術医又は技術者の行為を元に戻すか又はこれに抵抗しがちである。
【００３９】
いくつかの眼科用システムは、患者を誘導するために固視光を利用することができる。しかし、固視光装置は上述のような欠点を依然として有している。いくつかの装置は改善手段として、調整可能な固視光を提供している。しかしながら、このようなシステムにおいても、固視光の位置は典型的には手動で又は機械的に調整され、その結果、調整プロセスの精度は制限されたままである。
【００４０】
図４に示された眼科用画像化システム１００を使用して、画像化される眼１ｉと眼科用システム１００とを改善された精度で整合させることができる。眼科用システム１００は眼科用画像化装置１１０と、画像プロセッサ１２０と、誤整合低減システム１３０とを含むことができる。眼科用画像化装置１１０は、患者の画像化される眼の一部の画像を生成するように構成されることができる。誤整合低減システム１３０は、制御信号を受信し、誤整合低減応答を生成するように構成されることができる。
【００４１】
眼科用画像化装置１１０は、画像化される眼１ｉに画像化光を提供する画像化光源１１１を含むことができる。画像化光源１１１は、単一の光、又は例えば４，６又は８つの光から成るリング、又は連続リング形状の光源であってよい。オブジェクティブ１１２は、画像化される眼１ｉによって戻された画像光の一部を収集し、これを収集画像化光１１３として光学系１１４に導くことができる。光学系１１４は収集画像化光１１３を画像化モジュール１１５に向かって導くことができる。一般に、光学系１１４は、数多くのレンズ及びミラーを含んで極めて複雑であり得る。光学系１１４は、多機能性であってもよく、例えば手術用レーザービームを画像化される眼１ｉに導くように構成されることもできる。画像化モジュール１１５は、画像化インターフェイスを介して画像化システム１００のオペレータに画像を提供することができる。
【００４２】
いくつかの実施形では、眼科用画像化装置１１０は、顕微鏡、眼科用顕微鏡、又は立体顕微鏡を含むことができる。これらの顕微鏡の画像化インターフェイスはこれらの顕微鏡の接眼レンズを含むことができる。
【００４３】
いくつかの実施形では、眼科用画像化装置１１０は画像を少なくとも部分的に電子的に生成することができる。例えば、眼科用画像化装置１１０の画像化モジュール１１５は、収集画像化光１１３を検知する電子検知システムを含むことができる。電子検知システムは、収集画像化光１１３を検知するために、電荷結合素子（ＣＣＤ）アレイ、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）アレイ、画素アレイ、及び電子センサアレイを含むことができる。
【００４４】
これらの電子画像化システムにおいて、画像化モジュール１１５は、電子ディスプレイ・システムを画像化インターフェイスとして含むこともできる。この電子ディスプレイは、検知された光１１３に基づいて画像化される眼１ｉの一部の電子画像を表示することができる。この電子ディスプレイ又は画像化インターフェイスは、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、アクティブ・マトリックスＯＬＥＤ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイ、ビデオ・モジュール、ビデオ顕微鏡ディスプレイ、立体ビデオ顕微鏡ディスプレイ、高解像度（ＨＤ）ビデオ顕微鏡、プロセッサに基づく画像システム、電子タイプ又はデジタル・タイプの光学機械的プロジェクタ、又は電気機械的アクチュエータによって動作可能な光源であり得る。いくつかの実施形では、画像化システムの上記エレメントを組み合わせることができる。
【００４５】
いくつかの実施形の場合、眼科用画像化装置１１０は、図２１に関連して説明するように、光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）画像化システムを含むことができる。
【００４６】
いくつかの実施形の場合、誤整合低減システム１３０は、光学系１１４の他の部分にオブジェクティブ１１２を含んでもよい。
【００４７】
画像プロセッサ１２０は、画像化装置１１０によって生成された、画像内の眼構造を識別し、画像化装置の基準に対する眼構造の位置を割り出すように構成されている。画像化装置の基準は、オブジェクティブ１１２、患者モジュール、ドッキング・チップ、インターフェイス、接触レンズ、瞳孔、観察フレーム、基準フレーム、及び前記眼科用システムの内部レンズであってよい。画像化モジュール１１５は、画像プロセッサが画像化される眼と画像化装置との誤整合を割り出すのを支援するために、基準に関連付けられた基準パターンを生成するように構成されることができる。ターゲット・パターン１７と同様のターゲット円がこのような基準パターンであってよい。他の基準パターンは、十字線、多重円、及びこれらの組み合わせを含んでよい。
【００４８】
画像プロセッサ１２０は、角膜輪部６を眼構造として認識するように構成されてもよい。画像処理は瞳孔４に基づいていてもよいが、しかし多くの場合、角膜輪部６は、より規則的な円を形成し、ひいては画像処理により適している。
【００４９】
図５Ａ〜Ｅが示しているように、動作中、画像プロセッサ１２０は先ず、例えば画像の近接画素のコントラスト又はグラジエントを分析することにより、画像化される眼１ｉの１つ以上の眼構造を識別することができる。
【００５０】
図５Ａが示しているように、画像プロセッサ１２０は、画像のラジアル走査を実施し、画素の明るさ、色、又はその両方を走査軌道に沿って記録することができる。ラジアル走査の中心は種々異なる方法で選ぶことができる。また非ラジアル走査、例えばサーキュラ、リニア、矩形、メッシュ・タイプ、２Ｄ、及び他のタイプの走査を用いることもできる。
【００５１】
次いで、画像プロセッサ１２０は、記録された明るさ又は色が最も急速に変化する画素として、高グラジエント又は高コントラスト画素１２１を走査軌道に沿って識別することができる。近接走査軌道の高グラジエント又は高コントラスト画素を繋ぐことにより、高グラジエント又は高コントラスト線１２２を定義することができる。このような高グラジエント／コントラスト線は、著しく異なる明るさ又は色を有する眼領域を分離することができ、ひいては、眼構造、例えば角膜輪部６又は瞳孔４の有用な指標となることが可能である。上記高グラジエント／コントラスト法の代わりに利用することができる、構造及びその境界を割り出すための数多くの他のマシン−ビジョン法及び画像処理法が当該技術分野において知られている。
【００５２】
図５Ｂが示しているように、続いて画像プロセッサ１２０は、プローブ・ファンクション、例えばフィッティング円１２４又は楕円を、識別された高グラジエント／コントラスト線にフィットさせることによって、円形眼構造、例えば角膜輪部６又は瞳孔４を識別することができる。フィッティングはいくつかの形態を成すことができる。いくつかの事例において、フィッティング円が高グラジエント／コントラスト線に最高精度でオーバーレイするように、フィッティング円１２４の中心及び半径を動かすことができる。例えば、プリセットされた複数の光線、例えば４，６，又は８つの光線に沿った、フィッティング円１２４と高グラジエント／コントラスト線１２２との間の半径方向間隔の二乗の平均値の平方根として、平均半径方向間隔の程度Δを定義することによって、精度を定量化することができる。平均半径方向間隔のこのような程度Δを、探索アルゴリズムによって制御されてフィッティング円１２４の中心の座標（Ｃｘ，Ｃｙ）の周りで動くことにより変化させることができる。ここで、（ｘ，ｙ）座標系を、例えば画像化モジュール１１５のインターフェイスの基準系に固定することができる。図５Ｂは４光線の実施形を示している。ここでは、平均半径方向間隔は、
Δ＝[(Δ１2＋Δ２2＋Δ３2＋Δ４2)/４]1/2
として定義される。
【００５３】
図５Ｃが示しているように、フィッティング円１２４’の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）をシフトすることによって、探索アルゴリズムが平均半径方向間隔Δの最小値に達すると、シフト済みフィッティング円１２４’は、高グラジエント／コントラスト線１２２によって画定される眼構造と基本的に同心になる。このことは個々の半径方向間隔が対称である（Δ１＝Δ２＝Δ３＝Δ４）ことから明らかである。これに相応して、シフト済みフィッティング円１２４’の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）は、高グラジエント／コントラスト線１２２に対応する眼構造の中心の座標（Ｏｘ，Ｏｙ）と基本的に一致する。シフト済みフィッティング円１２４’が眼構造１２２と同心になるとこのアプローチは終了するが、２つの構造の半径は異なったままである。
【００５４】
図５Ｄ〜Ｅが示しているように、いくつかの実施形は、大域的最小値（global minimum）Δ(ｍｉｎ)が見いだされるまでシフト済みフィッティング円１２４’の半径を調整することによって同心状態に達した後に、探索を続けることによって眼構造の半径を割り出すこともできる。正確に円形の構造の場合、Δ(ｍｉｎ)＝０、絶対大域的最小値に達することが可能である。大域的最小値Δ(ｍｉｎ)に達すると、半径を調整されたフィッティング円１２４’’の半径は、眼構造、例えば角膜輪部６の半径に基本的に等しくなる。
【００５５】
典型的な事例において、画像プロセッサ１２０は、フィッティング円１２４を高グラジエント／コントラスト線１２２に、円の半径の調整を伴って又は伴わずにフィットさせることができ、ひいては、高コントラスト線１２２によって示された眼構造が円形であると結論づけることができる。次に、画像プロセッサ１２０は、画素の色が高グラジエント／コントラスト線１２２を横切って白色から白以外の色に変化することを割り出すことができる。これらの知見は、画像プロセッサ１２０が画像化される眼１ｉの円形角膜輪部６を識別したことを結論づけるのに十分である。
【００５６】
このフィッティング・プロセス中に、画像プロセッサ１２０は角膜輪部６の中心座標を割り出す。なぜならば、角膜輪部６がシフト済みフィッティング円１２４’と同心であり、従って角膜輪部６の中心はシフト済みフィッティング円１２４’の中心と同じ（Ｃｘ，Ｃｙ）座標に位置するからである。従って、画像プロセッサ１２０は誤整合ベクトル１４３を割り出すことができる。誤整合ベクトル１４３は、角膜輪部６の中心座標（Ｃｘ，Ｃｙ）をターゲット・パターン１１７の既知の中心座標に繋ぐ。誤整合ベクトル１４３は、画像化される眼１ｉと眼科用システム１００との誤整合を下記のように低減するために、誤整合低減システム１３０によって使用されることができる。
【００５７】
図６Ａ〜Ｂに示された眼科用画像化システム１００の実施形の場合、誤整合低減システム１３０は固視光源１４０を含む。固視光源１４０は、固視光１４５を、患者８の画像化されない対照眼１ｃ内に投射することができる。対照眼１ｃで固視光に焦点を合わせるか又は固視光を追うように患者８に指示することができる。誤整合低減システム１３０の誤整合低減応答は、固視光１４５の調整であり得る。
【００５８】
図７Ａが示しているように、画像化モジュール１１５は、画像化される眼１ｉの画像部分と、基準パターン又はターゲット・パターン１１７、例えばターゲット円とを、その画像化インターフェイスを介して同時に表示することによって、画像化される眼１ｉと眼科用画像化装置１１０の基準要素との誤整合の割り出しを支援することができる。
【００５９】
画像化装置１１０の基準要素は、オブジェクティブ１１２、患者モジュール、ドッキング・チップ、インターフェイス、接触レンズ、瞳孔、観察フレーム、基準フレーム、及び眼科用システムの内部レンズ、又は任意の同等のものであってよい。
【００６０】
ターゲット・パターン１１７の場所又は表示は、基準要素に固定されることができ、実質的に基準要素の位置を示す。従って、画像化モジュール１１５によって画像化される眼１ｉの画像部分とターゲット・パターン１１７とを同時に表示することによって、画像化される眼１ｉの誤整合の割り出しを効果的に支援することができる。
【００６１】
画像プロセッサ１２０は、同時に表示された、画像化される眼１ｉの画像部分とターゲット・パターン１１７とを分析して、誤整合を計算することができる。誤整合の計算の詳細は幅広く上述された。画像プロセッサ１２０は、誤整合ベクトル１４３を生成することにより、計算された方向及び誤整合程度をまとめる。この誤整合ベクトル１４３に基づいて、画像プロセッサ１２０は、計算された誤整合を低減又は排除するために誤整合低減システム１３０によって使用されるべき誤整合低減ベクトル１４４を計算することができる。一般に、誤整合低減ベクトル１４４は誤整合ベクトル１４３と同じであるか又はこれと正反対である必要はない。なぜならば、これは誤整合を低減又は排除するために誤整合低減システムがいかにして調整されるべきかを表すからである。このようなものとして、誤整合低減ベクトル１４４は、眼１から誤整合低減システム１３０までの距離、及び他のファクタにも依存し、ひいては種々様々な誤整合低減寸法を意味することができる。
【００６２】
次に、画像プロセッサ１２０は、割り出された誤整合低減ベクトル１４４に従って、固視光源１４０のための固視光制御信号を生成することができる。
【００６３】
いくつかの実施形の場合、眼部分の画像及びターゲット・パターン１１７は必ずしも表示されるわけではない。むしろこれらは、システム・オペレータ又は手術医には不可視の電子形態でのみ、画像化装置１１０によって画像プロセッサに提供されることができる。
【００６４】
いくつかの画像プロセッサ１２０は図５Ｂ〜Ｅのフィッティング円１２４を利用しない。その代わりにこれらの実施形は、（ａ）上述のようにｎ個の光線に沿った高コントラスト線１２２とターゲット・パターン１１７との間の誤整合間隔Δ*１... Δ*ｎ（ｎは整数である）を直接に割り出し、そして（ｂ）ターゲット・パターン１１７又は画像化システム１００の別の基準に対する高コントラスト線１２２に相当する眼科構造の誤整合を見いだすために探索アルゴリズムを実施することができる。前記方法との相違は、前記システムの場合には、中間ステップにおいてフィッティング円１２４が、眼構造と同心的になるようにシフトされ、次いでフィッティング円の誤整合がターゲット・パターン１１７に対して割り出されたのに対して、この方法の場合には、ターゲット・パターン１１７が画像化装置１１０に対してセンタリングされることである。
【００６５】
探索アルゴリズムは中でも、例えば上記平均誤整合Δのような誤整合寸法の最小化、又は誤整合寸法Δ*１... Δ*ｎを対向方向で対称化することに基づくことができる。探索後、誤整合を特徴づけるために誤整合ベクトル１４３を割り出すことができる。次いで画像プロセッサ１２０は、割り出された誤整合ベクトル１４３に基づいて誤整合低減ベクトル１４４を計算し、誤整合低減ベクトル１４４に対応して、固視光制御信号を固視光源１４０に向かって出力することができる。
【００６６】
図７Ｂが示しているように、固視光源１４０は、固視光制御信号を受信し、受信された固視光制御信号に従って固視光１４５を生成、投射、又は表示することができる。例えば、図７Ａの誤整合ベクトル１４３によって示されているように、画像化される眼１ｉの誤整合が画像化システム１１０の基準フレーム内の左上方向にある場合には、画像プロセッサ１２０は、固視光１４５を右下方向に調整し得る誤整合低減ベクトル１４４ｆを計算することができるので、対照眼１ｃが調整済み固視光１４５を追うと、画像化される眼１ｉの誤整合１４３は著しく低減され、又は最適には排除されることになる。
【００６７】
固視光源１４０は、先ず固視光１４５を生成して表示し、次いで、受信された固視光制御信号に従って、表示された固視光１４５を動かすことができる。表示された固視光１４５に従って対照眼１ｃが患者によって動かされるのに伴って、対照眼１ｃ及び画像化される眼１ｉの運動は互いに密接に追跡し合うので、画像化される眼１ｉは相関して動く。画像化される眼１ｉの運動と対照眼１ｃの運動との間のこの相関に基づいて、固視光システム１２０は、眼科用画像化システム１１０に対する画像化される眼１ｉの誤整合の低減を支援することができる。
【００６８】
他の実施態様は、固視光制御信号に従って適切に選ばれた位置で固視光１４５を固視光源１４０によって単に表示すればよい。これらの実施態様のいずれも、固視光１４５を対照眼１ｃで追うか、又は固視光１４５に焦点を合わせるように患者に指示することができる。
【００６９】
固視光源１４０は、ＬＥＤアレイ、プラズマ・スクリーン、電子ディスプレイ、コンピュータ・ディスプレイ、ＬＣＤスクリーン、ビデオ・モジュール、光学機械的プロジェクタ、スリット・ランプ、プロセッサに基づく画像システム、又は電子機械的アクチュエータによって動作可能な光源を含むことができる。
【００７０】
図７Ｃが示しているように、患者が対照眼１ｃで固視光１４５の調整を追った後、画像化される眼１ｉは、ターゲット・パターン１１７に基本的にセンタリングされ、ひいては画像化システム１００の光軸２８と整合するようになる。所定の実施形では、角膜輪部６の半径をフィットさせるためにターゲット・パターン１１７の半径を調整しないことがあり、従って、これらの円は同心的に見えるにすぎずオーバーレイしているようには見えないことがある。
【００７１】
図６Ｂは、いくつかの実施態様における患者８にとっての眼科用システム１００の見え方を示している。左パネルが示すように、画像化される眼１ｉは例えば６つの画像化光源１１１によって取り囲まれたオブジェクティブ１１２を見ることができる。右パネルが示すように、画像化されない／対照眼１ｃは、固視光源１４０上に表示された固視光１４５を見ることができる。この実施態様では、固視光源１４０はＬＣＤスクリーン又は同等のものであってよく、固視光１４５は、暗いＬＣＤスクリーン１４０上に表示された明るいスポットであってよい。
【００７２】
両眼に対する処置を容易にするために、いくつかの実施態様は、オブジェクティブ１１２のそれぞれの側に１つが位置する、２つの固視光源１４０を含んでよい。
【００７３】
いくつかの実施態様の場合、画像プロセッサ１２０は、例えば医療技術者又は手術医に情報提供するために、処理された画像を表示してよい。他の実施態様では、画像プロセッサ１２０によって処理された画像の少なくとも一部が、画像化システム１００によって表示されず、画像化装置１１０によって画像プロセッサ１２０に電子フォーマットでのみ提供されてもよい。
【００７４】
図８Ａ〜Ｂは、図３Ｂに関連して論じたように、眼の誤整合が純粋に角度方向誤整合である事例を示している。前記のように、画像化される眼１ｉの光軸９ｉは、画像化システム１００の光軸２８に対してオイラー角（θ，φ）だけ回転させられることがある。これに相応して、対照眼１ｃの光軸９ｃは、固視光１４５もそれに沿って伝搬する固視光源１４０の光軸に対して概して同じオイラー角（θ，φ）だけ回転させられることがある。
【００７５】
図９Ａ〜Ｂは、図８Ａ〜Ｂの角度方向誤整合を分析するように構成された画像プロセッサ１２０の動作を示している。先ず、画像プロセッサ１２０は、上述のように、画像の高グラジエント／コントラスト線１２２を識別することにより、画像化される眼１ｉの種々の眼構造、例えば角膜輪部６ｉを識別することができる。
【００７６】
図９Ａは、整合された角膜輪部６ｉａは円として現れるのに対して、角度方向誤整合の場合には、回転した角膜輪部６ｉｒは画像プロセッサ１２０の始点からは楕円形に見える。従って、動作中、画像プロセッサ１２０は、フィッティング円１２４をプローブ・ファンクションとして高グラジエント／コントラスト線１２２にフィットさせることに成功しない。
【００７７】
図９Ｂが示しているように、画像プロセッサ１２０はフィッティング円１２４のフィットに失敗したら、フィッティング楕円１２４’を高グラジエント／コントラスト線１２２’にフィットさせることにより、回転させられた角膜輪部６ｉｒ又は回転させられた瞳孔４ｉｒを識別するように試みることができる。アスペクト比ａ／ｃ、すなわちフィッティング楕円１２４’の短軸及び長軸の長さの比を、画像化される眼１ｉの角度方向誤整合のオイラー角（θ，φ）を割り出すために用いることができる。
【００７８】
図８Ｂは、画像プロセッサ１２０が高グラジエント／コントラスト線１２２’にフィットされたフィッティング楕円１２４’のアスペクト比ａ／ｃから角度方向誤整合のオイラー角（θ，φ）を割り出すことに成功したら、画像プロセッサ１２０は、固視光１４５を固視光源１４０上で動かすようになる誤整合低減ベクトル１４４ｆａを計算することができることを示す。この誤整合低減ベクトル１４４ｆａは、対照眼１ｃが、黒の実線の矢印によって示された誤整合低減ベクトル１４４ｆａによって調整された固視光１４５を追う場合、角度方向誤整合を低減し又は場合によっては排除できるように構成されることができる。ここで誤整合低減ベクトル１４４ｆａの符号ｆは、誤整合低減システム１３０が固視光１４０タイプであることを示し、また符号ａは角度方向誤整合を意味する。
【００７９】
図１０Ａ〜Ｂは横方向誤整合Δの事例を示している。固視光源１４０はコリメータ１４２を含むことができる。コリメータ１４２は、横方向誤整合Δを効率的に低減するべく患者を誘導するために固視光１４５を生成するように構成されることができる。コリメータ１４２は、あたかも光源によって無限遠で生成されたかのように基本的に平行な光線を有する固視光１４５を生成することができる。従って、患者８は、固視光１４５の線に沿って真直ぐに見上げる場合にのみこのコリメート固視光１４５を見ることができる。従って、コリメート固視光１４５がシステムの光軸２８に沿って投射されるシステムの場合、患者がコリメート固視光１４５を見るように画像化される眼を何とか調整できたとき、画像化される眼の光軸９ｉはシステム光軸２８に対して平行となる。
【００８０】
動作中、画像プロセッサ１２０は、画像化される眼１ｉの画像の分析から画像化される眼の横方向誤整合Δを割り出し、対応する誤整合低減ベクトル１４４ｆｌを計算することができる。符号ｌは、符号ｆが付けられたこの固視光システムにおける横方向誤整合を意味する。画像プロセッサ１２０は次いで、固視光源１４０に送信されるべき、計算された誤整合低減ベクトル１４４ｆｌを表す固視光制御信号を生成することができる。固視光制御信号を受信したら、固視光源１４０は、実線の矢印によって示された誤整合低減ベクトル１４４ｆｌによってコリメート固視光１４５を動かし又は調整することができる。調整されたコリメート固視光１４５を見いだすために頭を動かすように患者８に指示することができる。コリメート固視光１４５を実際に見るためには、患者８は、横方向誤整合Δが基本的に排除されるまで頭を横方向に動かさなければならなくなる。
【００８１】
図１１に示された誤整合低減システム１３０の実施形の場合、誤整合低減システム１３０はガントリ・コントローラ１５０を含んでいる。ガントリ・コントローラ１５０は、画像プロセッサ１２０から固視光制御信号を受信し、これに従ってガントリ１５５を動かすように構成されている。ガントリ１５５は、画像化装置１１０の可動部分を動かすように構成されている。ガントリ１５５を動かすモータ又はアクチュエータは、ガントリ・コントローラ１５０又はガントリ１５５の一部であり得る。画像化装置１１０の可動部分は、オブジェクティブ１１２、又は光学系１１４の一部であり得る。この実施形では、誤整合低減応答は、横方向誤整合を低減するためにコントローラ１５０がガントリ１５５を動かすことを含む。いくつかの実施形では、ガントリ１５５は眼科用画像化装置１１０の一部であり得る。
【００８２】
図１２Ａ〜Ｂは、図１１のガントリに基づくシステムの動作を示している。画像化される眼１ｉの角度方向誤整合が最小であることがしばしばあり、従って調整プロセスの主要目的は、画像化装置１１０の光軸２８に対する光軸９ｉの横方向誤整合を低減することになる。この横方向誤整合又は変位は、図３Ａに関連して論じたように、誤整合ベクトル１４３（Δｘ，Δｙ）、又はこの誤整合ベクトル１４３の程度Δによって特徴づけられることができる。
【００８３】
図１２Ａが示しているように、画像プロセッサ１２０は、画像化される眼１ｉの画像を分析し、誤整合ベクトル（Δｘ，Δｙ）を割り出し、次いで、対応する誤整合低減ベクトル１４４ｇｌを割り出し、そして誤整合低減ベクトル１４４ｇｌを表す制御信号をガントリ・コントローラ１５０に出力することができる。ここでは符号ｇはガントリ・タイプの誤整合低減システム１３０を意味する。
【００８４】
これらガントリに基づくシステムのいくつかの特徴は、図６〜１０の固視光システムのそれとは異なっている。これらのガントリに基づくシステムの場合、画像化される眼１ｉを動かすように患者に頼むことは必ずしもない。なぜならば、ガントリ１５５は、横方向誤整合を低減又は排除するために画像化装置１１０の可動部分を動かすように構成されているからである。
【００８５】
図１２Ｂが示しているように、ガントリ・コントローラ１５０は制御信号に応答して、横方向誤整合低減ベクトル１４４ｇｌでガントリ１５５を動かすことにより、横方向誤整合Δを排除し、そして画像化される眼の光軸９ｉと画像化装置１１０の光軸２８とを整合させることができる。
【００８６】
実際には、眼科手術医はしばしば上記角度方向誤整合と横方向誤整合との組み合わせに直面する。誤整合低減システム１３０の改良型単一成分実施形は、次に述べるように、これらの誤整合双方を低減又は排除することができる。
【００８７】
例えば、固視光源１４０成分だけを有する誤整合低減システム１３０において、第１段階では画像プロセッサ１２０は、画像化される眼１ｉの角度方向誤整合を計算するために図９の方法に従うことができる。しかしながら、角度方向誤整合及び横方向誤整合の両方によって、角膜輪部６ｉの楕円形歪みがもたらされるおそれがあり、これら２つの効果は分離されることが必要である。
【００８８】
一実施形において、画像プロセッサ１２０は、好適な第１位置に固視光１４５を投射することができ、そしてこの一度調整された固視光１４５上に焦点を合わせるように患者に指示することができる。角膜輪部６ｉの楕円度の測定、第１位置の知識及び画像化インターフェイス１１５上の眼の位置から、画像プロセッサ１２０は横方向誤整合及び角度方向誤整合を割り出すことができる。割り出された横方向誤整合に基づいて、画像化される眼１ｉを画像化装置１１０の中心に動かすように患者に指示することができる。十分な精度に達するために、このプロセスを繰り返し実施してよい。固視光１４５を再調整して、楕円度を再測定することによりプロセスを支援し得ることがある。
【００８９】
眼を十分な精度でセンタリングした後、画像プロセッサ１２０は、二回目について、固視光１４５を、典型的には画像化装置１１０の中心に対応する第２位置に調整することができる。この二回調整された固視光１４５に焦点を当てた患者８は角度方向誤整合も排除することができる。
【００９０】
角膜輪部６ｉの見かけの楕円性も、２つのタイプの誤整合以外の第３の原因となり得る。すなわち、角膜輪部６ｉ自体が真円ではないことがしばしばある。いくつかの実施形では、画像プロセッサ１２０は、楕円であることの３つの原因を切り離すために、改良型画像処理アルゴリズムを実施する必要がある。改良型画像処理は、好適に選択されたメリット・ファンクションの追跡、又は画像の光学歪みの分析を含んでよい。メリット・ファンクションの一例は、フィットされた楕円の面積であり得る。
【００９１】
同様に、単一成分型のガントリ系誤整合低減システム１３０は、別個の段階で両タイプの誤整合を補正することもできる。
【００９２】
上記２段階法が２つの誤整合を低減するにすぎず、これらを排除しなかったならば、２つの段階を繰り返すことにより２つのタイプの誤整合を実質的に排除することができる。種々様々な最適化、及び他の探索アルゴリズムを用いて、このような反復アプローチを容易にすることができる。
【００９３】
図１３に示された誤整合低減システム１３０の実施形は、支持体／ベッド・ガントリ１６５によって動かされる可動の患者支持体、例えばベッド１６８を含む。支持体／ベッド・ガントリ１６５は、ベッド・ガントリ・コントローラ１６０によって制御されて動かされる。画像プロセッサ１２０から制御信号を受信したら、ガントリ・コントローラ１６０は、横方向誤整合低減ベクトル１４４ｂｌによって支持体／ベッド・ガントリ１６５を動かすことができる。支持体／ベッド・ガントリ１６５は患者支持体／ベッド１６８を動かす。ここで符号ｂはベッド１６８を表す。
【００９４】
この実施形の特徴は、画像化装置１１０内の光学エレメントの相対位置が通常の動作中に変えられることがなく、従って高レベルの整合及び光学系精度を維持し得ることを含む。同時に、患者支持体１６８の重量及び物理的大きさがオブジェクティブ１１２のそれよりもはるかに大きく、従って患者支持体１６８の高精度調整はそれ自体難題である。
【００９５】
図１４が示しているように、誤整合低減システム１３０のいくつかの実施形は、固視光システム１４０〜１４５とガントリ・システム１５０〜１５５との両方を含んでいてよい。このような一体型誤整合低減システム１３０は、手術医が両タイプの誤整合を効率的に低減して排除するのを可能にする。
【００９６】
図１５Ａ〜Ｂが示しているように、いくつかの実施態様において、画像プロセッサ１２０は、上記方法によって横方向誤整合及び角度方向誤整合を割り出し、誤整合を低減するために固視光源１４０及びガントリ・コントローラ１５０を導くことができる。
【００９７】
図１５Ａは、画像化される眼が横方向誤整合Δ又は（Δｘ，Δｙ）、及び角度方向誤整合（θ，φ）の両方を有する典型的な状況を示している。このような状況を取り扱うために、画像プロセッサ１２０は、画像を分析して、横方向誤整合低減ベクトル１４４ｌ及び角度方向誤整合低減ベクトル１４４ａを計算するように構成されることができる。前記のように、数多くの異なる誤整合寸法が存在し、これらは、角度、線、パーセンテージ及び他の変数の観点から表現されることができる。「誤整合ベクトル」という用語はこれらの変数、寸法、及びこれらの組み合わせのうちのいずれかを意味することができる。
【００９８】
図１５Ｂが示しているように、角度方向誤整合を排除するために、角度方向誤整合低減ベクトル１４４ｆａによって調整される固視光１４５を追うように患者に指示することができる。次いで、横方向誤整合を排除するために、ガントリ・コントローラ１５０が横方向誤整合低減ベクトル１４４ｇｌでガントリ１５５を調整することができる。このようなガントリ１５５を有する一体型実施態様は、患者が画像化される眼を動かすことに依存しないので、横方向誤整合を高い精度で低減することができる。
【００９９】
２段階の誤整合低減は反対の順序で又は段階を交互に反復させて実施されることができる。図１３を参照すると、ガントリは、オブジェクティブ１１２又は光学系１１４の可動部分の代わりに、患者支持体１６８を動かす支持体ガントリ１６５であってもよい。
【０１００】
図１６Ａ〜Ｂが示しているように、いくつかの一体型システムにおいて、画像プロセッサ１２０は、画像及び付加的な誤整合情報を処理することによって、角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すように構成されてもよい。
【０１０１】
誤整合情報は、ロケータ光源１７０によってもたらされうる。ロケータ光源１７０はロケータ光１７５を生成することができる。ロケータ光１７５はビーム・スプリッタ１７１によって主要光路内にカップリングすることができる。光学系１１４、特にオブジェクティブ１１２は画像化される眼１ｉ上にロケータ光１７５を誘導又は投射することができる。
【０１０２】
画像化される眼１ｉを反射球体又は反射球体の少なくとも一部によって近似することができるならば、標準的な幾何学的考察が、光軸２８に対して平行に反射してオブジェクティブ１１２内に戻るロケータ光１７５の一部が、球形の眼１の頂点から反射された部分であることを明らかにする。この反射光を、頂部反射ロケータ光１７７と呼ぶことにする。他の光線は、反射してシステム光軸２８から離れることが示されている。
【０１０３】
図１６Ｂが示しているように、頂部反射ロケータ光１７７の画像１７７ｉは、白いスポットによって示されているように、画像化モジュール１１５上に画像化装置１１０によって生成された画像全体内で画像プロセッサ１２０によって検出されることができる。
【０１０４】
システム光軸２８に対して横方向誤整合Δを有する球形画像化される眼１ｉの場合、頂部反射ロケータ光１７７ｉの白スポット画像は、実線の十字によって示されたシステム光軸と一致しない。しかし念のため述べると、白スポットと黒十字との相対位置は画像眼の生じ得る角度方向誤整合から独立している。従って球形眼の場合、画像化される頂部反射ロケータ光１７７ｉとシステム光軸２８の十字マークとを繋ぐベクトルは、角度方向誤整合とは独立して横方向誤整合を割り出すのを可能にする付加的な整合情報を画像プロセッサ１２０に提供することができる。
【０１０５】
図１７Ａ〜Ｂが示しているように、画像化される眼は、角膜２に相当する、突出する二次球体を有する一次球体としてより適切にモデル化される。画像プロセッサ１２０のいくつかの実施形は、このようなより現実的なモデルに基づいて、画像化される頂部反射ロケータ光１７７ｉを分析することによって誤整合情報を割り出すように構成されることができる。この分析のためには、画像プロセッサ１２０は１つ以上のフィッティング・パラメータ又は前処置画像化測定の結果を用いることができる。
【０１０６】
図１７Ａ〜Ｂは角度方向誤整合（θ，φ）及び横方向誤整合Δを同時に有する一般的な事例を示している。画像化される眼１ｉが横方向誤整合Δだけを有する場合、頂部反射ロケータ光１７７ｉの画像スポットは、図１７Ｂの実線ｘによって示された、角膜輪部中心６ｉｃと一致する。この角膜輪部中心６ｉｃは、直接には検出されず、例えばフィッティング円１２４を角膜輪部６ｉの画像にフィットさせることにより計算されることができる。
【０１０７】
従って、頂部反射ロケータ光１７７ｉの画像スポットと角膜輪部中心６ｉｃとを繋ぐベクトル又は距離は、主として又は純粋に角度方向誤整合の情報の一例である。この情報を画像プロセッサ１２０によって使用して、この角度方向誤整合を補正するように、固視光源１４０のための誤整合低減ベクトル１４４ｆａを生成することができる。
【０１０８】
他方において眼の複雑な形状が考慮に入れられる時には、例えばシステム光軸２８と画像化される眼１ｉの中心１ｘとの間の横方向変位Δを割り出すことは、図１６Ａ〜Ｂにおける処置よりも大きな難題となる。従って、第１段階では、システム１００のオペレータは、固視光１４５を調整し、角膜輪部中心６ｉｃと頂部反射ロケータ光１７７ｉの画像スポットとがオーバーラップし又は一致し、ひいては角度方向誤整合を排除してシステム光軸２８と画像化される眼の光軸９ｉとを整合させるまで、調整された固視光１４５に焦点を合わせるように患者に指示してよい。
【０１０９】
続く第２段階において、実線の十字によって示されたシステム光軸２８と、オーバーラップする頂部反射ロケータ光１７７ｉの画像スポット及び角膜輪部中心６ｉｃ（実線ｘ）との間の距離又はベクトルは、横方向誤整合情報を提供することができる。画像プロセッサ１２０は、この横方向誤整合情報を使用して横方向誤整合低減ベクトル１４４ｇｌを計算し、相応の制御信号をガントリ・コントローラ１５０に送信してよい。これに応じて、ガントリ・コントローラ１５０は、横方向誤整合低減ベクトル１４４ｇｌによってガントリ１５５を調整することができる。
【０１１０】
上記原理の数多くの同等の実施形を実践することができ、例えば繰り返される反復ステップ又は逆の順序で第１段階及び第２段階を実施することができる。
【０１１１】
図１８が示しているように、誤整合低減システム１３０のいくつかの実施形が、上記動作によって角度方向誤整合及び横方向誤整合の両方を低減又は排除するように構成されている。図示のように、横方向誤整合は、画像化される眼１ｉだけの運動によって、又は画像化される眼１ｉ（Δｘ，Δｙ）及び画像化装置１１０（Δｘ’，Δｙ’）の相補的な横方向運動によって低減することができる。
【０１１２】
両タイプの誤整合が誤整合低減システム１３０によって低減又は排除されたら、眼科用システム１００のオペレータは、患者の画像化される眼１ｉにドッキングするように構成された患者インターフェイス１８０を降下させてよい。この患者インターフェイス１８０は、画像化される眼１ｉを動かなくすることにより、これを後続の処置のために固定しておくことができる。これらの処置は、診断処置、画像化処置、及び眼科手術処置を含んでもよい。
【０１１３】
詳細には、眼科用システム１００のオブジェクティブ１１２は、オブジェクティブ・ハウジング１１２−２内に含まれる遠位オブジェクティブ１１２−１を含むことができる。患者インターフェイス１８０は、インターフェイス・ハウジング１８０−２内に含まれる、圧平プレート１８０−１と呼ばれることもあるインターフェイス・レンズ、接触レンズを含むことができる。患者インターフェイス１８０はオブジェクティブ１１２、又は画像化システム１１０の遠位端に取り付けられてよい。他の実施態様では、患者インターフェイス１８０の一部は眼に取り付け可能であり、他の部分は画像化システム１１０の遠位端に取り付け可能であってもよい。患者インターフェイス１８０は吸引リング又は真空スカート１８０−３で眼に取り付け可能であってもよい。
【０１１４】
これらのアーキテクチャにおいて、画像化される眼１ｉと画像化装置１１０との整合が完了した後に、患者インターフェイス１８０を画像化される眼１ｉとドッキングさせることができる。他の実施態様では、患者インターフェイス１８０を画像化される眼１ｉと繰り返しドッキングさせることができる。先ず、画像化される眼１ｉを画像化装置１１０と整合させることができる。第２に、患者インターフェイスを画像化される眼１ｉ上に降下させることにより、接触させるが、まだ画像化される眼１ｉのある程度の運動を許す。しかし、第１段階中に画像化される眼１ｉが動いたかもしれず、又は画像プロセッサ１２０が整合を完全には割り出していないかもしれないので、第３段階において整合処置を繰り返すことができ、そして１つ以上の新しい誤整合低減ベクトルを画像プロセッサ１２０によって計算することができる。第４に、画像化される眼１ｉは、新たに計算された誤整合低減ベクトルを使用して再整合されることができる。これらの部分的な又はステップ様の段階に続いて、画像化される眼１ｉ上に患者インターフェイス１８０を最大限の強度でドッキングさせて、画像化装置１１０と画像化される眼１ｉとの更なる相対運動を防止することができる。
【０１１５】
図１９Ａ〜Ｂが示しているように、眼科用システム１００’のいくつかの実施態様において、固視光源１４０’は固視光１４５’を対照眼１ｃ上に投射するのではなく、ビーム・スプリッタＢＳで画像化装置１１０’の主要光路内に投射することができるので、固視光１４５’はその代わりに画像化される眼１ｉ上に投射される。
【０１１６】
図１９Ｂは、患者にとっての実施態様１００’の見え方を示している。固視光１４５’は、別個の固視光源１４０’の代わりに、オブジェクティブ１１２’自体内に現れる。これらの実施態様の場合、固視光を対照眼１ｃの代わりに画像化される眼１ｉによって追うように、患者に指示してよい。これらの実施態様１００’の他のエレメント、並びにこれらの動作の原理は、上記システムと同様又は同等であってよい。
【０１１７】
図２０Ａ〜Ｂは図１９Ａ〜Ｂの実施態様１００’の変更形を示している。これらの実施態様の場合、ロケータ光１７５’を第２固視光として使用することができる。例えばロケータ／第２固視光１７５’を、第１固視光１４５’の第１焦点１４６のｚ座標ｚ１とは異なるｚ座標ｚ２に位置する第２焦点１７６に合焦させることができる。この場合、固視光のｚ座標を光路に沿ってｚ０の基準レベルから測定することができる。第１固視光１４５’の第１焦点１４６のｚ座標ｚ１は、図示のオブジェクティブ１１２の遠位端にある必要はない。第１固視光１４５’と第２固視光１７５’とを整合させ、基本的に第１焦点１４６と第２焦点１７６とを整合させるために、画像化される眼１ｉを動かして回転させるように患者８に指示することができる。第１焦点１４６と第２焦点１７６とが両方ともシステム光軸２８上に位置する場合には、この処置は画像化される眼光軸９ｉとシステム光軸２８とを整合させるように患者を誘導する。この機能性はいくつかの異なる方法で実現されることができる。
【０１１８】
いくつかの事例において、第１焦点１４６はシステム光軸２８上に位置するように固定されることができる。これらの実施形の場合、（ｉ）画像プロセッサ１２０’は、眼１ｉの画像を処理することによって、画像化される眼１ｉの横方向誤整合及び角度方向誤整合を識別することができ；（ｉｉ）画像プロセッサ１２０’は、初期焦点１７６が好適に配置された第２固視光１７５’を提供又は投射することができ、そして（ｉｉｉ）画像プロセッサ１２０’は、第２固視光１７５’をシステム光軸２８に向かって動かすか又は調整することにより、画像化される眼光軸９ｉとシステム光軸２８とを整合させるように患者を誘導することができる。図２０Ａにおいて、第２焦点１７６の調整可能性は、実線の矢印で示されている。
【０１１９】
別の実施形において、第２固視光１７５’及びその焦点１７６はシステム光軸２８上に固定されることができ、第１焦点１４６は、画像プロセッサ１２０’によって調整されることにより、画像化される眼光軸９ｉとシステム光軸２８とを整合させるように患者８を誘導することができる。図２０Ａにおいて、第１固視光１４５’及びその焦点１４６の調整可能性は実線の矢印で示されている。
【０１２０】
図２０Ａが示しているように、さらに他の実施形では、第１焦点１４６及び第２焦点１７６の両方が調整可能であってよく、この調整可能性は２つの実線の矢印によって示されている。これらの実施形において、画像プロセッサ１２０’は、より複雑な又は最適化された誘導プロトコルを実施することによって、画像化される眼光軸９ｉとシステム光軸２８とを整合させるように患者８を誘導することができる。
【０１２１】
図２０Ｂは、上記設計原理に基づくさらに他の実施態様を示している。図１０Ａ〜Ｂのコリメータ実施形では、眼科用システム１００はコリメート固視光１４５を眼に投射する。しかし、コリメータ１４２は固視光１４５の光線を基本的に平行にするので、患者は典型的な誤整合初期位置からコリメート固視光１４５を見ることができない場合がある。このようなシステムでは、患者８は、画像化される眼とコリメート固視光１４５とを整合させるための指示には従うことができない場合があり、支援を必要とすることがある。
【０１２２】
いくつかの実施態様が、第２焦点１７６で合焦されるロケータ光１７５’を提供することにより、これらのコリメータ実施形において整合プロセスを支援することができる。ロケータ光１７５’がコリメートされないので、患者８は誤整合位置からでさえ第２焦点１７６を見ることができる。これらの実施態様では、患者８がロケータ光１７５’上を固視した後、画像プロセッサ１２０’は、続いてロケータ光１７５’を動かすか又は調整する（実線の矢印によって示されている）ことによって、患者がコリメート固視光１４５’を見るまで、患者が画像化される眼を回転させて動かすのを支援することができる。
【０１２３】
図２１が示しているように、いくつかの眼科用システム１００’’は処置レーザー１９０を含むこともできる。処理レーザー１９０は、誤整合低減システム１３０によって高精度の整合及びドッキングが可能になった後で、眼科用手術処置を実施するために使用することができる。手術処置は、白内障手術、屈折処置、網膜関連処置、及び種々多様な他の眼科処置を含むことができる。
【０１２４】
これらの眼科用システム１００’’のうちのいくつかは二次画像化システム１９５を含んでもよい。この二次画像化システム１９５は光コヒーレンス・トモグラフィ（ＯＣＴ）システムを含むことができる。ＯＣＴシステム、特に分光計に基づく周波数−ドメインタイプのシステムが三次元眼ターゲット領域を画像化するのに適している。なぜならば、これらはターゲット領域の全深から同時に画像データを取得することができるからである。処置レーザー１９０及び二次画像化システム１９５のビームは、それぞれビーム・スプリッタＢＳ１及びＢＳ２によって主光路内にカップリングすることができる。このようなシステムは、ＯＣＴ画像化システム１９５のｚ方向画像化機能性と、上記の画像処理に基づく整合処置とを組み合わせることにより、可視の眼構造との整合、並びに眼内部のターゲットとの整合の両方を達成することができる。
【０１２５】
図２２は、上記眼科用システム１００−１００’−１００’’の動作を示している。眼と眼科用システム１００−１００’−１００’’とを整合させる方法２００は次のような段階を含むことができる。（ａ）患者の画像化される眼１ｉの一部の画像を眼科用画像化装置１００−１００’−１００’’によって生成する、画像の生成２１０。（ｂ）生成された画像を処理する画像プロセッサ１２０によって、画像化される眼１ｉと画像化装置１１０との誤整合を割り出す、誤整合の割り出し２２０。（ｃ）割り出された誤整合に基づいて誤整合低減システムによって、誤整合低減応答を電子的に生成する、誤整合低減応答の生成２３０。
【０１２６】
画像の生成２１０は、画像化される眼１ｉの一部の画像を画像化装置１００−１００’−１００’’によって生成すること２１２を含むことができる。
【０１２７】
誤整合の割り出し２２０は、（１）画像２１２内の眼構造２２２を識別することを含むことができる。眼構造は、とりわけ瞳孔４、水晶体５、角膜輪部６であり得る。割り出し２２０は、（２）画像プロセッサ１２０によって画像化装置の基準に対する眼構造２２２の位置を割り出すことにより誤整合を割り出すことを含むこともできる。画像化装置の基準は、オブジェクティブ１１２、患者モジュール、ドッキング・チップ、インターフェイス、接触レンズ、瞳孔、観察フレーム、基準フレーム、眼科用システムの内部レンズ、又は画像化装置１００−１００’−１００’’によって生成された基準パターン１１７であってよい。誤整合は、ソフトウェア実行によって画像を分析することにより画像プロセッサ１２０によって割り出された、横方向誤整合又は角度方向誤整合であり得る。最後に、（３）画像プロセッサ１２０は、割り出された誤整合に従って制御信号を生成し、生成された制御信号を誤整合低減システム１３０に出力することができる。
【０１２８】
誤整合低減応答２３０の生成は、誤整合低減システム１３０によって誤整合低減応答を生成すること２３０を含み得る。いくつかの実施態様の場合、整合低減応答の生成２３０は、画像プロセッサ１２０からの制御信号に応じて、画像プロセッサ１２０によって割り出された誤整合に従って固視光源１４０によって固視光１４５を生成することを含み得る。固視光１４５は、角度方向誤整合又は横方向誤整合を低減するように患者８を誘導することができる。
【０１２９】
一実施形において、固視光源１４０は、横方向誤整合を低減するべく患者８を誘導するように固視光１４５を生成するためのコリメータ１４２を含んでよい。固視光１４５は、画像化されない眼、又は対照眼１ｃのために生成されることができ、割り出された誤整合に従って固視光１４５を調整することにより、誤整合を低減するように患者を支援することができる。他の実施形では、固視光１４５は画像化される眼１ｉのために生成されることができる。
【０１３０】
誤整合低減応答の生成２３０は、横方向誤整合を低減するために画像化装置１１０のガントリ１５５を動かすガントリ・コントローラ１５０を含むことができる。他の実施態様の場合、ガントリ・コントローラ１５０は、ベッド１６８、又はベッド１６８とガントリ１５５との組み合わせを動かすことができる。
【０１３１】
誤整合の割り出し２２０は、画像プロセッサ１２０が画像及び付加的な誤整合情報を処理することによって、角度方向誤整合及び横方向誤整合を割り出すことを含み得る。これに相応して、誤整合低減応答の生成２３０は、角度方向誤整合及び横方向誤整合を低減するように固視光システム１４０とガントリ・コントローラ１５０とを操作することを含み得る。
【０１３２】
誤整合の割り出し２２０は、（１）ロケータ光源１７０によって画像化される眼１ｉ上にロケータ光１７５を投射し、（２）画像化装置１１０によって生成された画像内の頂部反射ロケータ光１７７の画像１７７ｉを位置確認し、（３）位置確認された画像化済み頂部反射ロケータ光１７７ｉを使用して誤整合情報を割り出すことを含み得る。
【０１３３】
誤整合情報の割り出し２２０は、頂部反射ロケータ光１７７ｉの画像と、画像化される眼構造の位置との間の間隔又はベクトルに関連付けられた角度方向誤整合情報を割り出し、画像化される頂部反射ロケータ光１７７ｉ又は画像化される眼構造の位置と画像化システムの基準との間の間隔又はベクトルに関連付けられた横方向誤整合情報を割り出すことを含み得る。誤整合低減応答の生成２３０は、固視光１４０を調整することにより角度方向誤整合を低減し、ガントリ・コントローラ１５０を操作することにより横方向誤整合を低減することを含むことができる。誤整合を低減する第１段階は誤整合を低減するだけで排除しないことがあるので、いくつかの実施形では、角度方向誤整合低減段階と横方向誤整合低減段階とを、反復して交互に繰り返すことができる。
【０１３４】
いくつかの実施態様では、誤整合低減応答の生成２３０は、ロケータ光を第２固視光１７５’として使用することを含み得る。これらの実施態様では、横方向誤整合及び角度方向誤整合の低減は、第１固視光１４５’とロケータ／第２固視光１７５’とを整合するように患者８に指示することを含み得る。
【０１３５】
最後に、眼科用画像化システムのいくつかの実施形は、患者の画像化される眼の画像を生成する画像化装置と、生成された画像を処理することにより、画像化される眼と画像化装置との誤整合を割り出すプロセッサとを含んでよい。プロセッサは、角度方向誤整合を低減するように患者の眼に固視光を投射するために固視光システムを制御し、横方向誤整合を低減するようにシステムの可動光学系を調整するためにガントリを制御することができる。
【０１３６】
眼科用画像化システムのいくつかの実施形は、画像プロセッサに誤整合情報を提供するために、画像化される眼上に指標光を投射する指標光システムを含むことができる。
【０１３７】
本明細書は多くの詳細を含むが、これらは、発明の範囲及び特許請求の範囲を限定するものと解釈されるべきではなく、むしろ、具体的な実施態様に対して特定の特徴を記述したものと解釈されるべきである。別個の実施態様の関連において本明細書中に記載されている特徴は、単独の実施態様内で組み合わせて実施することもできる。反対に、単独の実施態様の関連において記述された種々の特徴は、複数の実施態様内で別々に、又は任意の好適な副次的組み合わせにおいて実施することができる。さらに、特定の組み合わせを成して作用するものとして特徴を上述し、そしてそのようなものとして最初に主張することさえあるが、主張された組み合わせに由来する１つ又は２つの特徴はいくつかの事例において、この組み合わせから切り取ることができ、また、主張された組み合わせを副次的組み合わせ、又は副次的組み合わせの変更形に導くことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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