[發明專利]一種眼前節形態分析方法

有效

• 申請號: 201810376739.0
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108814544B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 趙鵬;王雪喬;孟慶賓;張雪峰;王元;張錕;李朋勃;齊岳
• 申請（專利權）人: 天津市索維電子技術有限公司
• 主分類號: A61B3/117
• 分類號: A61B3/117;A61B3/14
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 韓奎勇

1.一種眼前節形態分析方法，該方法采用的數據采集系統包括監視模塊，分光模塊，接目鏡，光學相干層析模塊及計算機，對人眼進行二維振鏡非接觸式光學掃描，采集眼前節三維數據塊，該方法包括步驟如下：

(1)選擇掃描模式，掃描模式采用旋轉式掃描，所使用的二維振鏡驅動信號為：兩方向均采用鋸齒波驅動，并且保證時序上的一一對應，通過改變驅動信號幅度，使振鏡掃描步長保持一定比例，即可實現以不同角度的直線掃描，計算旋轉式掃描的掃描線角度間隔對應的驅動信號比例，完成掃描；

(2)數據采集，光學相干斷層掃描在每個掃描點上一次得到深度方向的Z個數據點，二維掃描決定了掃描點數為X*Y個，最終得到的采樣數據點總數為X*Y*Z個，監視模塊同步采集幀同步圖像，使用閾值分割的方法提取虹膜邊緣和瞳孔邊緣，得到位置反饋信息以及瞳孔直徑和白對白直徑；

(3)邊緣提取，對深度方向Z個數據點進行梯度運算，使用最短路徑法，得到眼前節輪廓對應的數據點，在掃描方向上重復該步驟，數據重組后得到眼前節邊緣輪廓數據集及全眼前節邊緣輪廓圖像；

(4)粗略對準，活體數據采集無法避免微動帶來的圖像偏移，使用監視圖像提供位置反饋信號，用以矯正掃描方向上的位置偏移，根據眼前節的結構特性，在已經提取的眼前節邊緣輪廓數據集中選擇房角頂點和角膜頂點作為每個剖面的對準參考點，通過數據空間映射，將每個數據剖面中的對準參考點對齊到同一平面中，即消除空間上的位置偏差；

(5)精細對準，在數據集中引入Zernike多項式，其表達式為：

公式中各物理量的含義及單位為，C(r，θ)是角膜表面的數學表達式，P是多項式中序列索引，Zp(r，θ)代表Zernike多項式中第p項，α_p是該項的模型系數，ε是實驗模型誤差，r代表徑向位置，θ代表旋轉角度；

使用Zernike多項式分別對數據集中角膜前表面數據子集，角膜后表面數據子集，晶體前表面數據子集，晶體后表面數據子集進行曲面擬合，再進行等間隔重采樣，曲面上的任一點都對應計算出一個微分斜率，通過該微分斜率的集合得到對應曲面地形圖數據，即角膜前表面地形圖，角膜后表面地形圖，晶體前表面地形圖，晶體后表面地形圖；計算相鄰曲面位置差，得到角膜厚度分布及晶體厚度分布，同時，經過對準匹配的三維數據塊，用以提供三維空間內任意方向的眼前節斷層剖面圖像。

2.根據權利要求1所述的一種眼前節形態分析方法，其特征在于：所述步驟(1)中的旋轉式掃描由柵格式掃描代替，即一個維度上振鏡以等幅度鋸齒波驅動，其幅度決定了掃描線的范圍，另一個維度的驅動信號為階梯式波形，即將掃描線平移一定距離進行下一次掃描，階梯信號的幅值變化對應掃描線的間隔距離。

3.根據權利要求1所述的一種眼前節形態分析方法，其特征在于：所述步驟(5)中角膜前表面地形圖，角膜后表面地形圖，晶體前表面地形圖，晶體后表面地形圖，角膜厚度分布，晶體厚度分布作為從角膜前表面至晶體后表面全部眼前節形態基礎生物參數數據集，使用該全部眼前節形態基礎生物參數數據集集中一種或多種數據子集進行聯合分析，進一步計算角膜變形，晶體變形及前房變形的高級形態變化。