采集、顯示以及分析眼科診斷數(shù)據(jù)的改進(jìn)的用戶界面的制作方法
【專利說明】采集、顯示以及分析眼科診斷數(shù)據(jù)的改進(jìn)的用戶界面
[0001]優(yōu)先權(quán)
[0002]本申請要求于2013年3月14日提交的美國臨時(shí)申請序號61/785，347的優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容并入本文中，以作參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及眼科診斷測試和成像，并且尤其涉及采集、顯示以及分析眼科診斷數(shù)據(jù)的用戶界面改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0004]眼科診斷的領(lǐng)域包括基于成像的技術(shù)或結(jié)構(gòu)技術(shù)和功能方法，用于診斷和監(jiān)控眼睛的各種病理。一種關(guān)注病理是青光眼，這是一種導(dǎo)致特征視野缺損的視神經(jīng)病。這由對視神經(jīng)(ON)和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(RGC)及其軸突、視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層的損害引起。調(diào)查在視野中的功能損害的發(fā)展與RNFL的結(jié)構(gòu)青光眼變化之間的關(guān)系成為多個(gè)研究[1-5]的目的。
[0005]在青光眼中提供量化分析的診斷儀器評估疾病的結(jié)構(gòu)或功能方面。光學(xué)相干斷層掃描(OCT)是一種技術(shù)，能夠使視網(wǎng)膜成像并且提供RNFL測量的量化分析，并且測量視神經(jīng)頭。OCT是一種非侵入式干涉儀技術(shù)，該技術(shù)提供各種視網(wǎng)膜層的橫截面圖像和厚度測量，包括具有高分辨率的RNFL (RNFLT) [6]和良好的重現(xiàn)性[7_9]。標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化白色視野檢查(SAP)是通過檢查視野來評估視覺功能的標(biāo)準(zhǔn)。參數(shù)測試能夠提供在視野中的很多測試點(diǎn)位置處光敏感度差異的量化測量，并且市售統(tǒng)計(jì)分析包裝幫助臨床醫(yī)生識別大量視野損耗[10]。已經(jīng)調(diào)查了在青光眼內(nèi)的OCT和SAP的診斷性能以及在SAP與OCT測量之間的相關(guān)性[11-14] ο
[0006]臨床研究表明，這些診斷測試在分開使用時(shí)提供關(guān)于疾病的診斷和進(jìn)展的有用信息，并且在相結(jié)合使用時(shí)，提供可以造成提高疾病檢測和進(jìn)展監(jiān)控的精確的支持性和補(bǔ)充信息。然而，沒有分開使用的單個(gè)診斷測試來提供跨患者群體和疾病動(dòng)態(tài)范圍的充分診斷精度和適用性。因此，可取地從多個(gè)眼科診斷裝置中收集、顯示以及分析數(shù)據(jù)，在FORUM(位于加州都柏林市的Carl Zeiss Meditec公司)軟件包中可購買到這些裝置，該包允許客戶整合并且儲(chǔ)存多個(gè)模式的數(shù)據(jù)并且分析這些模式，并且對組合的數(shù)據(jù)進(jìn)行額外分析。還可以可取地在單個(gè)儀器上顯示多個(gè)診斷模式的數(shù)據(jù)，以便儀器操作人員可以具有患者的最完整的圖片，用于引導(dǎo)數(shù)據(jù)采集。雖然詳細(xì)描述了青光眼的狀況，但是在眼科領(lǐng)域停車普遍需要多個(gè)模式的信息，包括結(jié)構(gòu)和功能測量，在一起查看時(shí)，這些模式可以彼此補(bǔ)充并且?guī)椭\斷和治療處理決策。
[0007]在市售的眼科診斷系統(tǒng)中，儀器操作人員通常根據(jù)可能與特定病理相關(guān)的眼睛的已知位置，從一系列掃描選項(xiàng)中選擇。在由儀器制造商規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)格式中，顯示和分析數(shù)據(jù)。由于OCT技術(shù)的改進(jìn)允許收集更大量的數(shù)據(jù)，沒有顯著的患者運(yùn)動(dòng)偽影，要分析和解釋越來越多的數(shù)據(jù)?？扇〉卦龃筮@些大量數(shù)據(jù)的顯示和分析的自動(dòng)化和解釋，以提高和擴(kuò)展技術(shù)的臨床應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于，提高向用戶顯示分析以及呈現(xiàn)OCT和其他眼科診斷數(shù)據(jù)的方式。在本發(fā)明的一個(gè)方面，允許用戶通過在用戶圖形界面上拖放不同的顯示部件，來創(chuàng)建自定義視圖或報(bào)告。在本發(fā)明的另一個(gè)方面，給用戶提供根據(jù)特定病理的方案將掃描排序的選項(xiàng)。用戶界面的進(jìn)一步增強(qiáng)包括標(biāo)記特定B掃描、訪問參考庫的信息以及直接從查看畫面中將后續(xù)掃描排序的能力。本發(fā)明的進(jìn)一步方面在于使用單個(gè)控制參數(shù)優(yōu)化顯示的B掃描的對比度和質(zhì)量的能力。在本發(fā)明的進(jìn)一步方面，描述了虛擬的實(shí)時(shí)z跟蹤方法，其在相同的深度位置內(nèi)保持顯示的數(shù)據(jù)，無論是否運(yùn)動(dòng)。這個(gè)實(shí)施方式可以在外科系統(tǒng)中使用OCT時(shí)具有特定的應(yīng)用。在本發(fā)明的最終方面，一種眼科診斷儀器，其中，用戶具有使用關(guān)于其關(guān)注正態(tài)群體的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，而非由儀器制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范數(shù)據(jù)庫，來收集并且進(jìn)行分析的能力。
【附圖說明】
[0009]圖1示出了在本發(fā)明的各種實(shí)施方式中可以使用的眼科OCT裝置的概覽圖。
[0010]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于驅(qū)動(dòng)眼科診斷數(shù)據(jù)的采集、顯示以及分析的用戶可定制的界面畫面的兩個(gè)實(shí)例。圖2a示出了青光眼隨訪臨床圖的顯示器，其中，顯示并且由用戶選擇與青光眼相關(guān)的各種顯示部件，以產(chǎn)生一組或多組眼科診斷數(shù)據(jù)的視圖。圖2b示出了在選擇濕性AMD隨訪的新臨床圖時(shí)的顯示器。給用戶提供了從顯示器部件的已有模板中選擇或者從scratch開始的選擇。
[0011]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于驅(qū)動(dòng)眼科診斷數(shù)據(jù)的采集、顯示以及分析的用戶可定制的報(bào)告畫面的兩個(gè)實(shí)例。圖3a示出了濕性AMD的檢查畫面，其中，可以由用戶選擇各種類型的分析，以生成關(guān)于特定患者的報(bào)告。用戶能夠從現(xiàn)有數(shù)據(jù)以及應(yīng)在下一次訪問中獲取的指示數(shù)據(jù)中進(jìn)行選擇。圖3b示出了根據(jù)從圖3a中顯示的顯示畫面中進(jìn)行的選擇生成的報(bào)告。顯示了先前收集的數(shù)據(jù)，同時(shí)使等待數(shù)據(jù)采集的位置保留空白。
[0012]圖4a示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的可用于方案驅(qū)動(dòng)的工作流的用戶界面畫面。圖4b示出了根據(jù)工作流請求收集的所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。
[0013]圖5示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的截圖，其中，可以標(biāo)記一塊OCT數(shù)據(jù)的特定B掃描，用于稍后參考。
[0014]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的在眼科診斷數(shù)據(jù)的采集、顯示或分析期間可以從參考庫中訪問的眼睛的模型。
[0015]圖7a示出了查看畫面，其中，在各種OCT薄片旁邊顯示了眼底圖像。圖7b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的可以從在圖7a中顯示的查看畫面中直接排序的高質(zhì)量斷層照片或B掃描。
[0016]圖8示出了在虛擬的實(shí)時(shí)z跟蹤之后的基本概念，其中，深度信息的減小子集用于隨著時(shí)間保持恒定的深度圖。
[0017]圖9a示出了 64個(gè)B掃描寄存并且平均化的OCT B掃描。圖9b示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的在圖9a中的對比度增強(qiáng)版本的圖像。
【具體實(shí)施方式】
[0018]光學(xué)相干斷層掃描(OCT)是一種技術(shù)，用于執(zhí)行可以在原地并且實(shí)時(shí)在微米尺度提供組織結(jié)構(gòu)的圖像的高分辨率橫截面成像[15]。OCT是一種干涉法，其確定樣品沿著OCT光束的散射剖面。每個(gè)散射剖面稱為軸向掃描或A掃描。橫截面圖像(B掃描)并且通過擴(kuò)充3D體積由很多A掃描組成，其中，OCT光束移動(dòng)到在樣品上的一組橫向位置。OCT提供一種用于微米分辨率測量的機(jī)構(gòu)。
[0019]在頻域OCT (FD-OCT)中，在參考光與樣品點(diǎn)的后向散射光之間的干涉信號記錄在頻域內(nèi)，而非時(shí)域內(nèi)。在波長校準(zhǔn)之后，采用一維傅里葉變換，以獲得對象散射勢皇的A線路空間分布。通常在譜域OCT(SD-OCT)的情況下在檢測臂部內(nèi)使用色散光譜儀，或者在掃頻光源OCT (SS-OCT)的情況下快速掃描掃頻激光源，實(shí)現(xiàn)在FD-OCT內(nèi)的光譜信息鑒別。
[0020]在20世紀(jì)90年代早期，第一次公開了使用OCT的生物材料的評估[16]。頻域OCT技術(shù)應(yīng)用于活體樣本中[17]。與時(shí)域OCT相比，頻域技術(shù)在速度和信噪比方面具有明顯的優(yōu)點(diǎn)[18]。現(xiàn)代OCT系統(tǒng)的更大速度允許采集更大的數(shù)據(jù)組，包括人體組織的3D體積圖像。人們發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)廣泛地用于眼科中。在圖1中顯示了適合于供本發(fā)明使用的用于收集3D圖像的概覽的FD-OCT系統(tǒng)。
[0021]FD-OCT系統(tǒng)包括光源101，典型的光源包括但不限于具有短時(shí)間相干性長度的寬帶光源或掃頻激光源[19-20]。通常由光纖105路由來自光源101的光，以照亮樣品110，典型的樣品是在人眼后面的組織。通常使用在光纖的輸出端與樣品之間的掃描儀107掃描光，以便在待成像的區(qū)域或體積之上掃描光束(虛線108)。從樣品中散射的光通常收集到同一光纖105內(nèi)，該光纖用于路由光以進(jìn)行照明。源自同一光源101的參考光傳播單獨(dú)的路徑，在這種情況下，涉及光纖103和回反射器104。本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識到，還可以使用透射參考路徑。收集的樣品光通常在光纖耦合器102內(nèi)與參考光相結(jié)合，以在檢測器120內(nèi)形成光干涉。將檢測器的輸出供應(yīng)給處理器130。結(jié)果可以儲(chǔ)存在處理器內(nèi)或者在顯示器140上顯示。處理和儲(chǔ)存功能可以位于OCT儀器內(nèi)，或者可以在外部處理單元上執(zhí)行功能，將收集的數(shù)據(jù)傳輸給該外部處理單元。這個(gè)單元可以專用于數(shù)據(jù)處理或者執(zhí)行相當(dāng)通用而不專用于OCT裝置的其他任務(wù)。
[0022]干擾促使干擾光的強(qiáng)度跨光譜變化。干擾光的傅里葉變換揭示了處于不同路徑長度的散射強(qiáng)度的剖面，因此，散射作為樣品中深度(z方向)的函數(shù)[21]。作為深度函數(shù)的散射剖面稱為軸向掃描(A掃描)。在樣品內(nèi)的相鄰位置測量的