[發明專利]一種基于眼底成像技術的目標跟蹤控制系統及其方法

有效

• 申請號: 201910592902.1
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110200584B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張杰;張金蓮
• 申請（專利權）人: 南京博視醫療科技有限公司
• 主分類號: A61B3/12
• 分類號: A61B3/12;A61B3/14;A61B3/00;A61F9/008;G06T7/20
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產權代理有限公司 11810
• 代理人: 楊樂

本發明公開了一種基于眼底成像技術的目標跟蹤控制系統及其方法，該控制系統包括主系統和輔系統；所述主系統，用于以成像影像為依據計算眼底位置隨時間的變換關系，得到眼底運動信號；通過所述主系統建立并標定所述眼底運動信號與所述輔系統的激光控制臂的參數之間的空間坐標位置變換關系，將所述眼底運動信號的值轉換為所述輔系統的激光控制臂的參數。采用本發明，通過對主系統進行實時穩像，能夠動態補償隨機的眼底運動，從而在成像系統中呈現視覺上穩定的眼底動態影像，以便于為臨床操作選擇病理區和方便手術操作人員能夠精確定位輔系統欲打擊的眼底位置。

技術領域

本發明涉及醫學領域的眼底目標跟蹤及視網膜成像穩像技術，尤其涉及一種基于眼底成像技術的目標跟蹤控制系統及其方法。

背景技術

現有基于圖像系統的眼底激光束控制系統中，通常有一個用于眼底橫向成像的主成像系統(簡稱主系統)，比如傳統的眼底相機(Fundus Camera)、線掃描眼底相機(LineScan Ophthalmoscope，LSO)，共焦掃描眼底相機(Confocal Scanning LightOphthalmoscope，cSLO)，自適應光學眼底相機 (flood-illuminated adaptive opticsretinal imaging)，自適應光學LSO (AO-LSO)，或者自適應光學SLO(AO-SLO)。然后在主系統的導航下，集成一個輔成像系統(簡稱輔系統)。輔系統可用于將一個聚焦的激光束投射到眼底做眼底/視網膜激光治療，也可以將該聚焦激光束以掃描的工作方式在眼底縱向穿透(垂直于眼底的切面)成像，比如OCT成像，還也可以用于其他目的。

以上所述的主系統，通常包含至少三個重要功能：(1)通過記錄的眼底圖像為臨床工作者提供眼底病理區信息；(2)允許臨床工作者以主系統的圖像作為一個參考基準，在主系統的圖像上選擇輔系統欲操作的病理區； (3)以主系統作為導航，通過主系統動態圖像捕捉眼底運動信號，然后將主系統的眼底運動信號通過特定的空間變換關系轉化到輔系統的激光控制臂，使得輔系統能根據主系統的眼底運動信號動態調整激光控制臂的參數，將輔系統的聚焦激光束投遞到指定的眼底位置。但上述現有技術存在如下兩個明顯的缺陷：

1)由于眼球的隨機運動，主系統成像系統的眼底動態影像(圖像和視頻)往往也是隨時間在隨機漂移并且經常伴隨著旋轉。這種隨機漂移的動態影像給手術操作人員在主系統上選擇病理區帶來諸多不便。由于病理區的位置一樣飄忽不定，比如在眼底治療進行激光打擊的過程中，這種情況難以讓手術操作人員精確定位輔系統欲打擊的眼底位置。

2)上述現有主系統眼底橫向成像系統，圖像幀頻通常在25～30幀/秒。現有計算眼底運動信號的算法通常以幀為單位，比如每一幀圖像，應用互相關(Cross Correlation)算法可給出一組(x，y，θ)，其中(x，y)是平移量，θ是旋轉量。但是，眼球和頭部運動導致眼底圖像的運動頻譜往往覆蓋著相當大的范圍。基于現有普通以25～30Hz幀頻的主系統的圖像處理的現有算法，難以捕捉到較高頻率的眼底運動，從而無法足夠精確控制輔系統激光臂的空間位置，導致了輔系統激光束落到指定眼底位置的空間精度較差。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于眼底成像技術的目標跟蹤控制系統及其方法，通過對主系統進行實時穩像，動態補償隨機的眼底運動，從而在成像系統中呈現視覺上穩定的眼底動態影像，以便于為臨床操作選擇病理區和方便手術操作人員能夠精確定位輔系統欲打擊的眼底位置。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于眼底成像技術的目標跟蹤控制系統，包括主系統和輔系統；所述主系統，用于以成像影像為依據計算眼底位置隨時間的變換關系，得到眼底運動信號；通過所述主系統建立并標定所述眼底運動信號與所述輔系統的激光控制臂的參數之間的空間坐標變換關系，將所述眼底運動信號的值轉換為所述輔系統的激光控制臂的參數值。