[发明专利]一种基于眼底成像技术的目标跟踪控制系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于眼底成像技术的目标跟踪控制系统及其方法，该控制系统包括主系统和辅系统；所述主系统，用于以成像影像为依据计算眼底位置随时间的变换关系，得到眼底运动信号；通过所述主系统建立并标定所述眼底运动信号与所述辅系统的激光控制臂的参数之间的空间坐标位置变换关系，将所述眼底运动信号的值转换为所述辅系统的激光控制臂的参数。采用本发明，通过对主系统进行实时稳像，能够动态补偿随机的眼底运动，从而在成像系统中呈现视觉上稳定的眼底动态影像，以便于为临床操作选择病理区和方便手术操作人员能够精确定位辅系统欲打击的眼底位置。

技术领域

本发明涉及医学领域的眼底目标跟踪及视网膜成像稳像技术，尤其涉及一种基于眼底成像技术的目标跟踪控制系统及其方法。

背景技术

现有基于图像系统的眼底激光束控制系统中，通常有一个用于眼底横向成像的主成像系统(简称主系统)，比如传统的眼底相机(Fundus Camera)、线扫描眼底相机(LineScan Ophthalmoscope，LSO)，共焦扫描眼底相机(Confocal Scanning LightOphthalmoscope，cSLO)，自适应光学眼底相机 (flood-illuminated adaptive opticsretinal imaging)，自适应光学LSO (AO-LSO)，或者自适应光学SLO(AO-SLO)。然后在主系统的导航下，集成一个辅成像系统(简称辅系统)。辅系统可用于将一个聚焦的激光束投射到眼底做眼底/视网膜激光治疗，也可以将该聚焦激光束以扫描的工作方式在眼底纵向穿透(垂直于眼底的切面)成像，比如OCT成像，还也可以用于其他目的。

以上所述的主系统，通常包含至少三个重要功能：(1)通过记录的眼底图像为临床工作者提供眼底病理区信息；(2)允许临床工作者以主系统的图像作为一个参考基准，在主系统的图像上选择辅系统欲操作的病理区； (3)以主系统作为导航，通过主系统动态图像捕捉眼底运动信号，然后将主系统的眼底运动信号通过特定的空间变换关系转化到辅系统的激光控制臂，使得辅系统能根据主系统的眼底运动信号动态调整激光控制臂的参数，将辅系统的聚焦激光束投递到指定的眼底位置。但上述现有技术存在如下两个明显的缺陷：

1)由于眼球的随机运动，主系统成像系统的眼底动态影像(图像和视频)往往也是随时间在随机漂移并且经常伴随着旋转。这种随机漂移的动态影像给手术操作人员在主系统上选择病理区带来诸多不便。由于病理区的位置一样飘忽不定，比如在眼底治疗进行激光打击的过程中，这种情况难以让手术操作人员精确定位辅系统欲打击的眼底位置。

2)上述现有主系统眼底横向成像系统，图像帧频通常在25～30帧/秒。现有计算眼底运动信号的算法通常以帧为单位，比如每一帧图像，应用互相关(Cross Correlation)算法可给出一组(x，y，θ)，其中(x，y)是平移量，θ是旋转量。但是，眼球和头部运动导致眼底图像的运动频谱往往覆盖着相当大的范围。基于现有普通以25～30Hz帧频的主系统的图像处理的现有算法，难以捕捉到较高频率的眼底运动，从而无法足够精确控制辅系统激光臂的空间位置，导致了辅系统激光束落到指定眼底位置的空间精度较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于眼底成像技术的目标跟踪控制系统及其方法，通过对主系统进行实时稳像，动态补偿随机的眼底运动，从而在成像系统中呈现视觉上稳定的眼底动态影像，以便于为临床操作选择病理区和方便手术操作人员能够精确定位辅系统欲打击的眼底位置。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于眼底成像技术的目标跟踪控制系统，包括主系统和辅系统；所述主系统，用于以成像影像为依据计算眼底位置随时间的变换关系，得到眼底运动信号；通过所述主系统建立并标定所述眼底运动信号与所述辅系统的激光控制臂的参数之间的空间坐标变换关系，将所述眼底运动信号的值转换为所述辅系统的激光控制臂的参数值。