示，兩個成像器904和906與耦合器902相耦合，以獲得眼睛100的圖像。成像器904和906可以包括例如對照(placebo)成像器、超聲成像器、向普魯照相成像器或OCT成像器。在大多數(shù)實施例中，成像器904和906是使用不同成像技術的兩個成像器。成像器904和成像器906與處理器908耦合。處理器908可以是任意處理器，例如具有一個或多個處理器和內(nèi)部存儲器的計算機系統(tǒng)。處理器908可對由成像器904和906接收的圖像進行操控和存儲并且可以控制成像器904和906的操作。在一些實施例中，處理器908還可以耦合到顯示器914、用戶輸入設備912和外部數(shù)據(jù)存儲器910。
[0027]在一些實施例中，成像器904可以是對照環(huán)成像器，成像器906可以是OCT成像器。圖4示出了說明根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的獲得角膜基質(zhì)繪測的方法的框圖。所述方法可在處理器908上執(zhí)行并且可將結(jié)果顯示在顯示器914上。根據(jù)圖4，第一步是使用普拉西多環(huán)成像原理創(chuàng)建普拉西多環(huán)圖像410。然后，下一步驟420是生成一個或多個角膜前表面高度圖。同時，或在時間上實質(zhì)上很接近時，在步驟430中獲得一個或多個OCT圖像。然后，在步驟440中，使用來自步驟430的OCT圖像，生成上皮厚度圖。在下一步驟450中，然后可以從來自步驟420的表面高度信息中減去上皮厚度信息。然后，在步驟460中，可以生成基質(zhì)高度圖。此外，然后可以計算一個或多個基質(zhì)圖和基質(zhì)參數(shù)，以用于進一步的分析和評估(如步驟470中所述)。備選地，根據(jù)圖4，可以通過直接生成方法436，只是通過使用步驟430中的OCT圖像來直接生成步驟460中的基質(zhì)高度圖。下文中進一步描述圖4中的實施例的細節(jié)。
[0028]備選的直接方法
[0029]在一些實施例中，可以根據(jù)通過截面成像技術(比如光學相干斷層掃描(OCT)、高分辨率超聲或向普魯攝影)檢測到的特征直接確定角膜上皮210和角膜基質(zhì)220之間的交界面的形狀(比如曲率)。該步驟由路徑436示出，該路徑436將步驟430中生成的OCT圖像直接送至評估步驟460。正常的角膜上皮210的厚度約為50-70微米。因此，高分辨率成像技術可用來準確地描述上皮210和基質(zhì)220之間的邊界，該邊界由鮑曼氏膜/基質(zhì)-上皮交界面215限定。OCT理想地適于該目的，這是因為其提供的分辨率比超聲所提供的更高(由于使用了更小的光波長)。具有5微米的縱向分辨率的可商用的傅里葉域OCT系統(tǒng)可以準確地區(qū)分來自鮑曼氏膜215的前表面和后表面的反射。然后，可以通過在所獲取的截面圖像上使用各個圖像處理算法來確定該交界面/鮑曼氏膜215的位置。
[0030]圖5示出了直接使用OCT成像方法(如路徑436)的角膜上皮厚度圖的示例性地形圖500。所述地形圖500是使用公知的圖像處理技術(比如圖像分段和數(shù)據(jù)內(nèi)插)從僅僅多個OCT圖像直接構(gòu)造的。圖6是通過從步驟430中的OCT圖像測量上皮-基質(zhì)交界面215直接獲得的步驟470中的基質(zhì)角膜曲率的示例性地形圖600。
[0031]在本發(fā)明的一些實施例中，可采用對于熟悉解釋前角膜表面的標準的基于普拉西多的地形的臨床醫(yī)生來講直觀的方式，將角膜基質(zhì)-上皮交界面215的形狀(比如曲率半徑)顯示為三維或地形圖。如步驟470中所示，步驟460中的這些地形圖可以提供諸如以下參數(shù):軸向/徑向力或曲率半徑、切向/瞬時力或曲率半徑、平均曲率、高度和相對于參考表面(比如最佳擬合球面或最佳擬合復曲面橢球)的高度，這些參數(shù)對于評估角膜擴張疾病和角膜屈光外科手術相當重要，如圖4中的步驟470中指示的。
[0032]在本領域中公知的是，在圖像獲取期間主動和無意的患者運動都有可能引起運動假象。當在步驟436中僅使用OCT (尤其是在軸向)直接測量來自鮑曼氏膜215的反射時，相同的患者運動可能引起運動假象。
[0033]可以通過將測量角膜力F或曲率半徑r與角膜高度相關聯(lián)的等式來確定角膜交界面的曲率測量結(jié)果對于軸運動的靈敏度。在眼科實踐中，曲率半徑r通常轉(zhuǎn)換為以屈光度(D)為單位表示的力，其中力F由F = (n-1) /r給出，其中η是角膜散光測量指標，其通常為1.3375。角膜的平均曲率半徑大約為r = 7.6mm，產(chǎn)生的平均角膜力為F = 44.4D。可商用的基于普拉西多的地形測量系統(tǒng)能夠在大約+/-0.25D之內(nèi)測量角膜曲率半徑，從而可以將曲率半徑精確到大約Ar = - AF.(n-1)/F2= 43微米之內(nèi)。如果假定角膜的曲率半徑幾乎恒定，則角膜表面的角膜高度h從角膜頂點到角膜上的外圍位置大約變化h ~ X2/(2r),其中X表示從角膜頂點到外圍位置的徑向距離。圖7示出了曲率半徑r、角膜高度h和距角膜700的角膜頂點710的徑向距離X之間的關系。為了將角膜曲率半徑r確定到43um之內(nèi)(即Ar = 43um)，角膜高度h可以被測量到Δh = -Δr.x2/(2r2)之內(nèi)。針對臨床可接受的力精確度0.25D，在與具有曲率半徑r = 7.6mm的角膜700的中心/頂點710相距x=Imm處，高度h需要在0.37微米之內(nèi)；在x = 3mm處，高度需要在3.3um之內(nèi)；在與中心710相距X = 0.5mm處，高度精確度將小于約0.1微米。因此，任何角膜交界面層的曲率的精確絕對測量結(jié)果可能被小于I微米的患者或眼睛運動輕易地影響(尤其是在軸向)。
[0034]由于患者和眼睛移動對測量準確度的影響，可商用的OCT儀器如圖5所示只報告角膜上皮厚度，而不報告角膜基質(zhì)曲率或形狀(如下面的圖8所示)。上皮厚度的測量結(jié)果對患者或眼睛在軸向的運動并不那么敏感，這是因為這種運動將同時移動前上皮邊界和后上皮邊界。備選地，可以在受到患者和眼睛運動的有限影響的情況下快速地獲得單獨測量，然后可以從在不同位置處獲得的單獨厚度測量的序列構(gòu)建上皮厚度的相對準確的圖。
[0035]使用多種成像模式的方法
[0036]根據(jù)一些實施例，為了減少患者和眼睛運動的上述影響，可以使用來自一個或多個成像模式的信息來確定角膜上皮-基質(zhì)交界面215的形狀或曲率。如圖4中所述，可以在步驟410中執(zhí)行普拉西多圖像，以在步驟420中獲得角膜前表面的形狀。同時，可以在步驟430中執(zhí)行OCT圖像，以在步驟440中獲得上皮厚度圖。在步驟450中，可以從角膜前表面圖中減去上皮厚度圖，以在步驟460中生成基質(zhì)高度圖。然后，在步驟470中可以確定臨床有用的信息和醫(yī)療工作者常用的信息，比如角膜上皮-基質(zhì)交界面215的形狀。
[0037]按照圖4中所述的這一方式來確定上皮-基質(zhì)交界面215的位置對于軸向運動假象不那么敏感。用來限定前角膜210的形狀的普拉西多圖像是通過對來自空氣/淚膜交界面的普拉西多環(huán)的反射的幾乎瞬時的截屏來快速獲得的；因此，測量結(jié)果不太受小的軸向運動的影響。此外，軸向運動對使用如上所述的OCT方法獲得的上皮厚度測量的影響極小，這是因為響應于軸向移動，前上皮邊界和后上皮邊界同時移動。因此，在步驟450中將來自步驟420的普拉西多前高度與來自步驟440的對上皮厚度的OCT測量進行組合以產(chǎn)生對角膜基質(zhì)-上皮交界面215的測量結(jié)果以及其它臨床有用的信息(比如圖像圖和參數(shù))與直接測量(比如，在只使用OCT測量的圖4中的路徑436所示)相比對運動假象更為不敏感。使用來自多種模式的信息是有利的。
[0038]如圖4所述，使用OCT作為獲得測量(比如上皮厚度測量)的模式對于超聲和向普魯攝影都是有利的。與OCT或普拉西多成像不同，超聲成像需要成像探頭或針對眼睛的流體耦合之間的接觸。因此，超聲成像不能與普拉西多成像同時進行。向普魯成像和普拉西多成像可以同時進行；然而，與OCT不同的是，向普魯成像缺乏準確且持續(xù)地識別角膜基質(zhì)220和上皮210之間的邊界所需的高縱向分辨率。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的