用于眼部治疗期间的眼部追踪的系统及方法技术方案

用于在眼部治疗期间追踪眼部运动的示例系统包括配置为捕获眼部的多个图像的图像捕获装置。系统包括控制器，所述控制器包括接收来自图像捕获装置的多个图像的处理器。处理器实现多个追踪器。每个追踪器配置为检测多个图像中的相应特征并基于该相应特征来提供与眼部运动相关的相应数据集。由多个追踪器检测的相应特征相对于彼此正交，并且由多个追踪器提供的相应数据集彼此独立。处理器合并来自多个追踪器的数据集，并基于合并的数据集确定眼部运动的指示元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于眼部治疗期间的眼部追踪的系统及方法相关申请的交叉引用本申请要求2018年9月19日提交的美国临时专利申请号62/733,620的权益及优先权，所述美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。背景领域本公开涉及用于眼部治疗的系统及方法，且更具体地涉及追踪眼部的移动来将治疗递送到期望的眼部区域的系统和方法。相关技术的描述交联治疗可用于治疗有诸如圆锥角膜之类的疾病的眼部。尤其，圆锥角膜是一种眼部退变性疾病，在该疾病中，角膜内的结构性改变导致角膜变弱并变成不正常的圆锥形。交联治疗可以加强并稳定因圆锥角膜而变弱的区域，并防止非期望的形状改变。交联治疗也可用在诸如激光辅助原位角膜磨镶术(LASIK)手术之类的手术过程后。例如，由于由LASIK手术导致的角膜变薄和变弱，会发生被称为LASIK术后扩张(post-LASIKectasia)的并发症。在LASIK术后扩张中，角膜经历进行性变陡(凸起)。相应地，交联治疗可以加强并稳定在LASIK手术后的角膜结构并防止LASIK术后扩张。交联治疗还可用于引起角膜屈光变化，从而矫正诸如近视、远视、散光、不规则散光、远视眼等的疾病。
技术实现思路
由于交联过程会需要使角膜暴露于光活化光至少若干分钟(比如，一到三十分钟)，因此在该过程期间很可能发生一些眼部移动。为了解决眼部移动的发生，系统和方法会采用眼部追踪系统，以确定角膜位置的任何改变且作为响应调节照射系统，从而将光活化光精确地施加到指定的角膜区域。用于在眼部治疗期间追踪眼部的运动的示例系统包括配置为捕获眼部的多个图像的图像捕获装置。系统包括一个或多个控制器，所述一个或多个控制器包括配置为执行存储在一个或多个计算机可读介质上的程序指令的一个或多个处理器。所述一个或多个处理器接收来自图像捕获装置的多个图像。一个或多个处理器实现多个追踪器。每个追踪器配置为检测多个图像中的相应特征并基于相应特征提供与眼部的运动相关的相应数据集。由多个追踪器检测的相应特征相对于彼此正交，并且由多个追踪器提供的相应数据集彼此独立。所述一个或多个处理器合并来自多个追踪器的数据集，并基于合并的数据集确定所述眼部的运动的指示元(indicator)。由于眼部追踪中的错误会导致无效的治疗和/或对患者的损伤/伤害，因此在诸如交联治疗之类的医学治疗中的眼部追踪应该是稳健且准确的。由于各追踪器就多个图像中的正交(不重叠)图像特征获取信息并提供对眼部运动的独立估计，因此示例系统和方法是高度稳健的。这些独立估计比照彼此被分析，这用于减少误差方差并允许以更高的准确度获取对眼部运动的平滑估计。在追踪器有时因图像中的反射及其它阻挡而失效时，系统和方法会虑及(accountfor)由此类失效所致的错误及缺失信息，由此允许追踪继续。附图说明图1图示根据本公开的方面的示例系统，所述系统递送交联剂和光活化光到眼部的角膜以从而生成角膜胶原的交联。图2图示根据本公开的方面的、带有眼部追踪系统的示例治疗系统。图3图示根据本公开的方面的、可在由示例眼部追踪系统捕获的眼部的像素化图像中进行检测的特征。图4图示根据本公开的方面的示例方法，所述方法采用集成追踪器(ensembletracker)来为眼部追踪系统追踪和处理所捕获的眼部图像中的多个特征。图5A-B图示根据本公开的方面的示例方法，所述方法采用高级元启发式算法(higher-levelmeta-heuristic)来合并来自三个追踪器的数据以产生与眼部运动相关的最终估计。图6图示根据本公开的方面的带有图像特征的示例帧，各图像特征被相应的追踪器采用，以基于图5A-B中图示的示例方法确定对于瞳孔中心位置的一致性/共识(consensus)。图7图示根据本公开的方面的示例眼部追踪过程，所述眼部追踪过程产生这样的追踪，即随着一个时间序列的帧(atimeseriesofframes)Fi被处理而进展通过不同状态的追踪。图8图示根据本公开的方面的、用于以如图7中所示的成熟追踪(MatureTrack)来处理一系列帧Fi的示例方法。图9A图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、不规则形状的瞳孔或瞳孔形状的改变。图9B图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、因患者进行治疗所佩戴的面罩而造成的或因眼部被眼睑部分地阻挡而造成的阴影和反射。图9C图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、供治疗使用的滴管和窥器。图9D图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、由眼内植入物导致的瞳孔的变灰。图9E图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、因植入式人工晶状体所致的不规则的反射图案。图9F图示一示例图像，该图像捕获作为可能引起误差的现象的、诸如手指或滴眼器之类的遮挡。尽管本公开易于有各种修改和替代形式，本公开的特定实施例已以示例的方式示出在附图中并将在本文中进行详细描述。然而，应理解的是，并不意图将本公开限于所公开的特定形式，而是相反，意图是涵盖落在本公开的精神内的所有的修改、等同物和替代物。具体实施方式图1图示出用于在眼部1的角膜2中生成胶原交联的示例治疗系统100。治疗系统100包括用于将交联剂130施加到角膜2的施加器132。在示例实施例中，施加器132可以是将光敏剂130作为滴剂施加到角膜2的滴眼器、注射器等等。在2017年4月13日提交且题为“SystemsandMethodsforDeliveringDrugstoanEye”的美国专利号10,342,697中描述了用于施加交联剂的示例系统和方法，所述美国专利的全部内容以引用的方式并入本文中。交联剂130可提供在允许交联剂130传递通过角膜上皮2a并到达角膜基质2b中的下层区域的制剂中。替代地，角膜上皮2a可被去除或以其它方式被切开，以允许交联剂130被更加直接地施加到所述下层组织。治疗系统100包括照射系统，所述照射系统具有光源110和用于将光引导到角膜2的光学元件112。光导致交联剂130光活化而在角膜2中生成交联活性。例如，交联剂可包括核黄素，并且光活化光可包括紫外线A(UVA)(例如，大约365nm)光。替代地，光活化光也可包括另外的波长，比如可见光波长(例如，大约452nm)。如以下进一步描述的，角膜交联通过按照光化学动力反应体系在角膜组织内创建化学键来改善角膜的强度。例如，核黄素和光活化光可被施加来稳定和/或加强角膜组织，以解决诸如圆锥角膜或LASIK术后扩张之类的疾病。治疗系统100包括一个或多个控制器120，所述一个或多个控制器控制系统100的包括光源110和/或光学元件112的方面。在实施方式中，角膜2可被更加宽泛地处理为带有交联剂130(例如，利用滴眼器、注射器等)，并且来自光源110的光活化光可被选择性地引导到经处理的角膜2的遵照特定图案的区域。光学元件112可包括一个或多个反射镜或透镜，所述一个或多个反射镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在眼部治疗期间追踪眼部的运动的系统，包括：/n图像捕获装置，所述图像捕获装置配置为捕获眼部的多个图像；以及/n一个或多个控制器，所述一个或多个控制包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器配置为执行存储在一个或多个计算机可读介质上的程序指令，所述程序指令促使所述一个或多个处理器：/n接收来自图像捕获装置的所述多个图像；/n实现多个追踪器，每个追踪器被配置为检测所述多个图像中的相应特征并基于所述相应特征提供与该眼部的运动相关的相应数据集，其中，由所述多个追踪器检测的相应特征相对于彼此正交，并且由所述多个追踪器提供的相应数据集彼此独立；/n合并来自多个追踪器的数据集；以及/n基于合并的数据集，确定所述眼部的运动的指示元。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180919 US 62/733,6201.一种用于在眼部治疗期间追踪眼部的运动的系统，包括：
图像捕获装置，所述图像捕获装置配置为捕获眼部的多个图像；以及
一个或多个控制器，所述一个或多个控制包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器配置为执行存储在一个或多个计算机可读介质上的程序指令，所述程序指令促使所述一个或多个处理器：
接收来自图像捕获装置的所述多个图像；
实现多个追踪器，每个追踪器被配置为检测所述多个图像中的相应特征并基于所述相应特征提供与该眼部的运动相关的相应数据集，其中，由所述多个追踪器检测的相应特征相对于彼此正交，并且由所述多个追踪器提供的相应数据集彼此独立；
合并来自多个追踪器的数据集；以及
基于合并的数据集，确定所述眼部的运动的指示元。


2.如权利要求1所述的系统，其中，由每个追踪器提供的相应数据集指示在对应于所述多个图像的一个时间序列的帧上的、所述相应特征的形状和/或位置的变化。


3.如权利要求1所述的系统，其中，所述眼部的运动的指示元指示眼部的瞳孔的运动。


4.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个图像是像素化的，并且每个追踪器基于局部像素信息来检测相应特征。


5.如权利要求1所述的系统，其中，所述图像捕获装置包括高速红外摄像机，并且所述多个图像是红外图像。


6.如权利要求1所述的系统，其中，在合并来自多个追踪器的数据集的同时，所述程序指令促使所述一个或多个处理器将来自多个追踪器的数据集比照彼此进行分析，以识别所述数据集之间的不一致并针对所述数据集的不一致进行修正。


7.如权利要求6所述的系统，其中，所述不一致至少因所述多个图像所捕获的照射反射和/或阻挡而导致。


8.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个追踪器包括：
第一追踪器，所述第一追踪器配置为在所述多个图像中检测第一特征并基于第一特征提供与所述眼部的运动相关的第一数据集，所述第一特征包括眼部的虹膜区域中的解剖结构；
第二追踪器，所述第二追踪器配置为在所述多个图像中检测第二特征并基于第二特征提供与所述眼部的运动相关的第二数据集，所述第二特征包括通过眼部的虹膜区域与瞳孔区域之间的对比度限定的形状；以及
第三追踪器，所述第三追踪器配置为在所述多个图像中检测第三特征并基于第三特征提供与所述眼部的运动相关的第三数据集，所述第三特征包括眼部的虹膜区域与瞳孔区域之间的边界。


9.如权利要求1所述的系统，其中，所述程序指令促使所述一个或多个处理器识别对于对应于所述多个图像的一个时间序列的帧中的阈值数目幅帧的时间一致性状态。


10.如权利要求1所述的系统，其中，为了确定所述眼部的运动的指示元，所述程序指令促使所述一个或多个处理器通过这样的方式处理对应于所述多个图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·慕克吉，V·鲁日茨基，D·亚瑟，
申请(专利权)人：艾维德洛公司，
类型：发明
国别省市：美国;US