(57)【要約】眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのプラチドーパターン（１０）は、中心点（１４）を中心として展開する、間隔を置いた一連の弓状セグメント（１２）、およびこの中心点（１４）から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線（１６）を備える。隣接する半径方向の線（１６）の各対は、この弓状セグメント（１２）の一部分の境界を規定する。この弓状セグメントおよび半径方向の線の各々は、このプラチドーパターンの他の領域と比較して明るく着色されている。
2006501025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのプラチドーパターンであって、以下：
中心点を中心として展開する、間隔を置いた一連の弓状セグメント；および
該中心点から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線であって、その結果、隣接する半径方向の線の各対は、該弓状セグメントの一部分の境界を規定する、線
を含む、プラチドーパターン。
【請求項２】
前記弓状セグメントおよび半径方向の線の各々が、前記プラチドーパターンの他の領域と比較して明るく着色されている、請求項１に記載のプラチドーパターン。
【請求項３】
前記弓状セグメントおよび半径方向の線の各々が、前記パターンの他の弓状セグメントおよび半径方向の線に対して均等に間隔を置かれている、請求項１に記載のプラチドーパターン。
【請求項４】
前記パターンが、単一曲率のプレート上に配置されている、請求項１に記載のプラチドーパターン。
【請求項５】
前記画像中の前記弓状セグメントおよび半径方向の線が、少なくとも３ピクセルの幅である、請求項１に記載のプラチドーパターン。
【請求項６】
眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのプラチドーパターンであって、以下：
中心点を中心として展開する、間隔を置いた一連の同心円状リング；および
該中心点から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線であって、その結果、複数の楔形が、各楔形内に、間隔を置いた複数の弓状セグメントを伴って形成される、線
を含む、プラチドーパターン。
【請求項７】
前記同心円状リングおよび半径方向の線の各々が、前記プラチドーパターンの他の領域と比較して明るく着色されている、請求項６に記載のプラチドーパターン。
【請求項８】
前記同心円状リングおよび半径方向の線の各々が、該パターンの他のリングおよび線に対して均等に間隔を置かれている、請求項６に記載のプラチドーパターン。
【請求項９】
前記パターンが、単一曲率のプレート上に配置されている、請求項６に記載のプラチドーパターン。
【請求項１０】
眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのプラチドーパターンであって、以下：
中心点を中心として展開する、間隔を置いた一連の同心円状リング；および
該中心点から出る、間隔を置いた一連の半径方向のスポーク様線であって、その結果、該リングおよび線は、蜘蛛の巣様パターンを形成する、線
を含む、プラチドーパターン。
【請求項１１】
前記同心円状リングおよび半径方向の線の各々が、前記プラチドーパターンの他の領域と比較して明るく着色されている、請求項１０に記載のプラチドーパターン。
【請求項１２】
前記同心円状リングおよび半径方向の線の各々が、前記パターンの他のリングおよび線に対して均等に間隔を置かれている、請求項１０に記載のプラチドーパターン。
【請求項１３】
前記パターンが、単一曲率のプレート上に配置されている、請求項１０に記載のプラチドーパターン。
【請求項１４】
眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのトポグラフィーシステムであって、以下：
角膜の表面トポグラフィーを測定するための機器；
該機器と関連した光源；および
該光源によって該角膜上に投影され、該角膜のトポグラフィーを得るための機器によって検出される、プラチドーパターンであって、該プラチドーパターンは、以下：
中心点を中心として展開する、間隔を置いた一連の同心円状リング；および
該中心点から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線であって、その結果、複数の楔形が、各楔形内に、間隔を置いた複数の弓状セグメントを伴って形成される、線
を含む、プラチドーパターン
を含む、トポグラフィーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、新規なプラチドーパターンに関する。より詳細には、本発明の新規なプラチドーパターンが、他の角膜のトポグラフィーシステムについて現在用いられている従来のブロックラスターまたは同心円状リングパターンよりもトポグラフィックなデータが角膜から集められることを可能にする。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連分野の説明）
１９世紀にプラチドーにより開発された同心円状リングパターンは、ヒトの角膜から反射される同心円状リングパターンが、その角膜の前面の形状に基づいてゆがむという仮定に基づいて開発された。角膜の曲率の半径方向変化（例えば、より小さな半径またはより大きな曲率）の場合、リングは、さらに離れるようである。半径がより大きな領域については、リングは、より密接に一緒になるようである。完全に球状の角膜については、リングは、同心円状リングのままであり、均等に間隔が開いている。プラチドーの手で支える方法に関する困難性は、照明条件に起因してリングを見ることが困難であることであり、そしてリングパターンを捕獲する方法がなければ、リングを見ることができない。
【０００３】
過去２０年ほどにおいて、記録デバイス（例えば、カメラ）がこれらの画像を捕獲すれば、捕獲された画像が、完全に近い球の反射による画像と比較され得ることが見出された。次いで、これらの２つの画像の間の相違は、試験されるべき眼の前表面の曲率が、完全な球からどれほど変化しているかを示す。
【０００４】
さらに、曲率データによって規定される高さの数学的関係が開発されて、高さに対する曲率の比較が可能になった。このことは、既知の半径の球の画像が捕獲されて、未知の半径の画像の画像と比較される場合、未知表面の高さが、表面が不規則であるならば完全に円形のパターンからのリングの偏差によって示されるか、または表面が球状であるならば空間によって示される、曲率変化に基づいて算出され得ることを意味する。
【０００５】
上記の方法論に対する欠点は、不規則な角膜上の点については、反射された光線が、このパターン上のいくつかの位置から来ることができるということである。それゆえ、唯一の参照が旋回する場合、点を区別することは困難である。これは、円形パターン上のどこから光線が出るかを知ることが困難である場合、問題となる。これは、通常、ねじれ角と呼ばれる。この問題を取り扱う１つの試みは、Ｄ’Ｓｏｕｚａらに対する米国特許５，８４１，５１１および同６，２１３，６０５に開示される、円形パターンに配置された明ブロックと暗ブロックとの交互のパターンの開発をもたらした。このブロックパターンは、捕獲された画像の頂点の観察または各ブロックの角が配置されて既知の良好な画像と比較されることを可能にする。これらの頂点は体系的に配置され得、このことにより、どの光線が、カメラによって細くされた画像上のどの点を作製するかを決定し得る。さらに、暗ブロックおよび明ブロックのアレイは、データ点がブロックのアレイに配置され得るので、唯一の同心円状円より良好なデータを提供する。なぜなら、１つの円形パターンよりも多くのデータ点が確認され得るからである。
【０００６】
例えば、Ｔｕｒｎｅｒらに対する米国特許５，８６４，３８３に開示されるように、角膜のトポグラフィーデータを得るための格子パターンを使用することもまた公知である。単純な格子を使用することに関連する１つの問題は、どの格子データ点が、どの格子交差線と一致するかを同定することが困難になり得る。なぜなら、本質的に正方形のパターンが、球状の対象に重ねられるからである。代表的な分析方法は、画像の中心が最初に配置されることを必要とする。これが、中心基準軸となる。これは通常、患者の固定化方法により、光学軸と整列される。次に、このパターンの各同心円状のリングが画像上に配置されてマッピングされる。この体系的進行は、同心円型パターンについて、単純なラスターパターンよりも容易に行われる。ラスター格子パターンのみが用いられる場合、点を体系的に配置して中心軸および表面の点に対する基準が維持されることを確実にすることは、より困難になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、トポグラフィーシステムのソフトフェアアルゴリズムによって容易に適合さながらもねじれ角問題に適応し得るパターンを有することが有利である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
眼のトポグラフィー画像を得る際に使用するためのプラチドーパターン１０を、図１に示す。このパターン１０は、中心点１４のまわりを中心とした、間隔を置いた一連の弓状セグメント１２、およびこの中心点１４から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線１６を備える。隣接する半径方向の線１６の各対は、この弓状セグメント１２の一部分の境界を規定すると言われ得る。プラチドーパターン１０はまた、好ましくは、照射デバイスおよびカメラ（示さず）が、測定される眼の画像を得るのを可能にする、穴または開口部１８を供える。中心部分または点１４は、対象照射方法に依存して、セグメント１２および線１６と比較して、明るくてもよくまたは暗くてもよい。
【０００９】
好ましくは、弓状セグメント１２および半径方向の線１６の各々は、プラチドーパターンの他の領域２０と比較して、明るく着色されている。このことにより、画像のより明るい部分が、画像細くデバイスにより見られる場合に、暗い部分を圧倒（ｏｖｅｒｐｏｗｅｒｉｎｇ）することが防止される。線がより暗く着色されたならば、より明るく着色されたブロックが、画像全体を明るくして、わずかに暗い領域における細部の欠損および画像のダイナミックレンジの喪失を引き起こす。また、好ましくは、弓状セグメントおよび半径方向の線の各々は、図１に示す通り、このパターン１０の他の弓状セグメント１２および半径方向の線１６に対して均等に間隔が置かれている。さらに、このプラチドーパターン１０は、好ましくは、例えば、Ｔｕｒｎｅｒらに対する、「Ｓｉｎｇｌｅ−Ｃｕｒｖａｔｕｒｅ  Ｐｌａｃｉｄｏ  Ｐｌａｔｅ」との表題の米国特許５，８６４，３８３に記載される、単一曲率のプラチドープレート上に配置される。米国特許５，８６４，３８３は、その全体が、本明細書中に参考として援用される。
【００１０】
プラチドーパターン１０を記載する別の方法は、中心点１４を中心として展開する、間隔を置いた一連の同心円状リング、およびこの中心点１４から出る、間隔を置いた一連の半径方向の線についてである。この様式では、弓状セグメント１２は、中心点１４の周囲に完全な円を形成するリングを伴う同心円状リングとなり、その結果、各楔形内に、間隔を置いた複数の弓状セグメント１２を有する複数の楔形が形成され、ここで、各楔形は、隣接する半径方向の線１６によって規定される。
【００１１】
パターン１０を記載するなお別の方法は、このパターンが、中心点１４を中心として展開する、間隔を置いた一連の同心円状リング、およびこの中心点１４から出る、間隔を置いた一連の半径方向のスポーク様線１６からなり、その結果、これらのリングおよび線が、蜘蛛の巣様パターンを形成することである。
【００１２】
図１のプラチドーパターン１０は、新規なパターン１０が、円形のパターンにおいて線１６および弓状セグメント１２によって形成された明るく着色された格子によって隔てられた暗く着色されたブロック２０の組み合わせであるという点で先行技術とは異なる。この格子は、集束する点としてのこの画像の中心１４から生じ、そして均等に間隔を置いた角（例えば、ホイールのスポーク）としてその中心点１４から放射されるように見える一連の線である。次いで、この格子は、放射パターンに取り付けられたさらなる円形のリングを有する。この同心円状リングはまた、このアレイの中心１４を中心として展開する。円は、規則的に間隔が置かれ、その結果、各一連の同心円状の暗いブロックは、長さおよび高さが同じであるようにみえる。
【００１３】
好ましくは、線１６および弓状セグメント１２は、画像化光学機器および捕獲デバイス（例えば、ＣＣＤカメラ）を用いて、容易にみられるように、サイズ合わせされる。線１６およびセグメント１２が細すぎる場合、線は、検知デバイスによって解像されることが困難であり得る。この困難性により、暗いブロック２０の縁部がぼやけてみえて、カメラおよびソフトウェアアルゴリズムによって周囲の情報から区別されることが困難になる。好ましくは、この弓状セグメント１２および線１６は、少なくとも３ピクセルの幅であるべきである。適切な幅の画像に基づいてこのセグメント１２および線１６の画像を捕獲することの利点は、間隔が狭すぎる線を用いた場合よりも、捕獲された画像がより鮮明であり、そして捕獲デバイスにより作製されるシグナルが良好であることである。画像の解像度は、捕獲された画像が、センサ表面上のピクセルへと解像されることを理解する状況において最良に理解され得る。格子線の幅の拡大捕獲画像が、２ピクセル未満である場合、線またはセグメントの縁部の位置を決定することは困難であり、そしてブロック２０の角を見つけることは困難である。
【００１４】
図２は、図３の先行技術を超える本発明の利点を図示する。図２は、パターン１０の拡大部分２２である。弓形部１２および線１５の交差点は、図３の先行技術の明るい正方形と暗い正方形との交差点において得られる１つのデータ点２６と比較して、比較的小さな断面積内に４つのデータ点２４を表す。
【００１５】
唯一の図３の格子縞の格子パターンは、各ブロックの縁部および各ブロックの交差点の角に沿って、利用可能な点を有し、これは、ねじれ角の誤りを決定するための方法が定義されるところである。（弓状セグメント１２および半径方向の線１６によって形成される）白色の格子線によるブロック２０の分離は、各交差点の点が、交差点の１つの位置をとり、位置決定および算出が容易な４つの異なるデータ点を作製するという事実に起因して有益である。それゆえ、通常のねじれ角点に加えて、角度の変化の算出のために用いられる角ブロック２０の縁部に加えて、互いに密接に位置する４つのねじれ角データ点が存在する。ブロックの縁部の近さおよび幅の変化により、図３の先行技術の格子縞パターンよりも多くの情報が提供され、これらの情報を用いて、前表面の高さが算出される。
【００１６】
米国特許５，８６４，３８３では、図１０に示される画像は、単純なラスター格子パターンを示す。先行技術を超える、新しいデザインの利点は、眼の角膜に適切に中心を合わせて、その画像を記録することが容易であることである。半径方向の線および円形のセグメントからなる本発明のデザインは、眼の中心合わせ（ｃｅｎｔ  ｒａｔｉｏｎ）を促進して、画像投影および分析のためのより伝統的なアプローチを用いて、画像上に各々可能な光線位置を有する各頂点をより良好に体系的に投影することを可能にする。さらに、線の間隔を開けることにより引き起こされる各頂点において画像情報がないことにより、セグメントの頂点が各角と一致する場合、４つの頂点が、１つの頂点と比較して用いられることを可能にする。さらに、上記で考察した通り、均等に正方形のセグメントは、角膜から反射された場合、画像において規則的な多角形ではなく、そして体系的に投影することがより困難である。
【００１７】
図４は、一連の同心円状リング３０および半径方向の線３２を有するという点でパターン１０と類似であるプラチドーパターン２８を開示する。パターン２８とパターン１０との間の主な相違の１つは、半径方向の線３２が、中心点３４から種々の距離で始まり、それゆえ、種々のサイズの暗いブロック３６を作製することである。このことにより、画像が非常に小さなセクションを有して算出されることが防止され、そしてまた、画像の各セグメントについて、頂点および縁部、ならびに関連する光線のその体系的位置決定を補助する。
【００１８】
図５は、眼４０のトポグラフィーを測定するためのシステム３８のブロック線図を開示する。このシステム３８は、本発明によるプラチドーパターンを有するプラチドープレート４２、このプラチドーパターンを角膜４０上に投影するための光源４４を備える。このプラチドー画像は、トポグラフィー機器４６によって捕獲され、そしてディスプレイ４８上に表示される。好ましくは、このトポグラフィー機器は、Ｂａｕｓｃｈ  ＆  Ｌｏｍｂ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手可能なＯｒｂｓｃａｎＴＭデバイスまたは他の既知の角膜トポグラフィーデバイスである。
【００１９】
従って、眼のトポグラフィーを得る際に使用するためのプラチドーパターンが記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に従ってスクリーン上に照射されるべきパターンの平坦にされた正面図である。
【図２】図２は、図１の拡大部分である。
【図３】図３は、先行技術のパターンの一部である。
【図４】図４は、本発明に従ってスクリーン上に照射される交互のパターンの平坦にされた正面図である。
【図５】図５は、本発明による角膜トポグラフィーシステムのブロック線図である。
【図１】
2006501025.tif 000003
【図２】
2006501025.tif 000004
【図３】
2006501025.tif 000005
【図４】
2006501025.tif 000006
【図５】
2006501025.tif 000007
【国際調査報告】
2006501025.tif 000008
2006501025.tif 000009
2006501025.tif 000010