(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

Átírás

1 !HU T2! (19) HU (11) Lajstromszám: E (13) T2 MAGYAR KÖZTÁRSASÁG Magyar Szabadalmi Hivatal EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA (21) Magyar ügyszám: E (22) A bejelentés napja: (96) Az európai bejelentés bejelentési száma: EP (97) Az európai bejelentés közzétételi adatai: EP A (97) Az európai szabadalom megadásának meghirdetési adatai: EP B (51) ( ) A61B 3/10 ( ) (87) A nemzetközi közzétételi adatok: WO PCT/US 06/ (30) Elsõbbségi adatok: P US (72) Feltalálók: CAMPIN, John A., Orlando, Florida (US); BOWES, John J., Orlando, Florida (US) (73) Jogosult: Alcon RefractiveHorizons, Inc., Fort Worth, Texas (US) (74) Képviselõ: Szabó Zsolt, DANUBIA Szabadalmi és Jogi Iroda Kft., Budapest (54) Oftalmikus eszközök optimális pozicionálásának meghatározása képfeldolgozó és autofokuszáló módszerek használatával HU T2 A leírás terjedelme 20 oldal (ezen belül 13 lap ábra) Az európai szabadalom ellen, megadásának az Európai Szabadalmi Közlönyben való meghirdetésétõl számított kilenc hónapon belül, felszólalást lehet benyújtani az Európai Szabadalmi Hivatalnál. (Európai Szabadalmi Egyezmény 99. cikk (1)) A fordítást a szabadalmas az évi XXXIII. törvény 84/H. -a szerint nyújtotta be. A fordítás tartalmi helyességét a Magyar Szabadalmi Hivatal nem vizsgálta.

2 1 HU T2 2 A találmány mûszaki területe A jelen találmány általánosságban oftalmikus eszközökhöz, közelebbrõl pedig oftalmikus eszközök optimális pozicionálásának meghatározására szolgáló összeállításhoz kapcsolódik. A találmány háttere Egy oftalmikus eszköznek egy vizsgálat tárgyát képezõ szemtõl ismert távolságban történõ elhelyezése jellemzõen nagyon fontos. Ezen pontos elhelyezés egyik oka számos eszköz esetében az, hogy a szem jellegzetességei a képpel való, pozicionálást követõ, kezelõszemély vagy szoftver általi potenciális kölcsönhatás céljából tisztán fókuszban legyenek. A további okok egyike, hogy (például egy excimer lézer rendszer esetén) a lézernyaláb a szemhez képest megfelelõ síkban fokuszálódjék vagy a szem (például egy hullámfrontmérésnél) a szem rákövetkezõ méréséhez optimálisan helyezkedjék el. A szem-eszköz pozicionálás elõsegítésére számos technikát használnak. Ezek közé tartozik a (rendszerint infravörös) fénynyalábok szaruhártyacsúcs általi megtörése, valamint a több fénynyaláb szaruhártyára történõ rávetítése, amelyek ezt követõen a szem pozicionálása pontosságának megállapítása céljából akár automatizált formában, akár kezelõszemély útján elemzésnek vethetõk alá. Amennyiben úgy tûnik, hogy a szem nincsen optimális pozícióban, az eszköz és/vagy a fej/szem oly módon mozdítható el, hogy a szem optimális vagy adott elfogadható tûrésen belüli pozícióba kerüljön. A lézereknek, valamint az ehhez hasonló egyéb oftalmikus eszközöknek a szem állapotai diagnosztizálására való felhasználása új lehetõségeket teremtett a rövidlátás, a távollátás, az asztigmatizmus, továbbá a szem egyéb állapotai kezelésében. A lézertechnológia speciálisan lehetõvé tette olyan modern, lézert alkalmazó módszerek kifejlesztését, amelyek együttesen a lézeres látáskorrekcióként ismeretesek. A lézeres látáskorrigáló módszerek újraformázzák a 10 szem felületét vagy felület alatti részét, amint azt az 1. ábra mutatja. Ezen módszerek hûvös fénynyalábot (mint amilyen az excimer 12 lézernyaláb) használnak a szövet mikroszkopikus mennyiségeinek eltávolítására. Az élesebb képfókusz biztosítása, továbbá a páciens szemüvegtõl és/vagy kontaktlencsétõl való függésének mérséklése céljából a tekintett szövet eltávolítása módosítja a 14 szaruhártya alakját. A lézeres látáskorrigáló mûtétek közé tartoznak, a teljesség igénye nélkül, a lézer in situ keratomileusis (LASIK), a lézerasszisztált epitheliális keratotómia (LASEK), az epi-lasik, az automatizált lamelláris keratoplasztika (ALK), a fotoablációs eljárások, például a fotorefraktív keratektómia (PRK), valamint az ezekhez hasonló egyéb eljárások. Ezen eljárások esetében a lézeres látáskorrekció eredményeinek minõsége függhet a 12 lézer azon tulajdonságától, hogy milyen pontosan képes a 14 szaruhártya felületérõl vagy annak felülete alól a szövet eltávolítására. Ugyanakkor, a szövet 12 lézerrel való pontos eltávolítása legalább részben attól függhet, hogy az eljárásnak alávetett szemhez képest a lézer, valamint az egyéb képalkotó rendszerek milyen pontossággal központosíthatók és pozicionálhatók. A módszer legidõigényesebb szakaszainak egyike a lézer beállítása és pozicionálása. A létezõ módszerek a lézernek a lézeres látáskorrekciót megelõzõ központosítására manuális technikákat használhatnak. Emellett a lézeres látáskorrigáló eljárások gyakran megkövetelik, hogy a lézer az egyes pácienseken elvégzett folyamatok vagy a páciens egyes szemein végrehajtott beavatkozások között központosításra kerüljön. Az eszköz eljárás során felvett pozíciójának meghatározására ugyancsak szükség lehet. Az US2005/ számú USA-beli szabadalmi bejelentés olyan hullámfrontmérõ rendszert ismertet, amely például szemüveglencse és szem fázisaberrációinak a mérésére használható. A különféle kiviteli alakok magukban foglalják egy modulációs mintázatnak a szemüveglencsérõl vagy a szemrõl visszatérõ nyaláb útjában történõ elhelyezését, valamint egy önleképezési síknál a modulációs mintázathoz képest egy diffrakciós mintázat detektorral történõ rögzítését. Az US 6,532,298 számú USA-beli szabadalom olyan kompakt, kézi tartású képalkotó berendezést ismertet, amely személyazonosítás céljából kiváló minõségû íriszképek készítésére használható. A kézi tartású íriszfelvevõ roncsolás- és érintésmentes, továbbá kamerát, interferenciatükröt, lencsét, valamint megvilágítóeszközt foglal magában. A GB 2,359,375 számú brit szabadalom páciens szeme különbözõ tulajdonságainak mérésére mutat be többfunkciós oftalmoszkópos optikai rendszert. Az egyes funkciók optikai összetevõk mozgatásával és fényforrások fényerejének változtatásával kerülnek szabályozásra. Az EP 1,422,923 számú európai szabadalmi irat háttérkép fontos területének meghatározására szolgáló eljárást ismertet. A tekintett eljárás értelmében a háttérkép felvételére irányuló képrögzítõ folyamatban fix nézésiránnyal kapcsolatos információt magában foglaló, szemre vonatkozó információt nyernek. A háttérkép fontos területét a szemre vonatkozó információ alapján határozzák meg. A találmány összegzése Ennek megfelelõen egy, az 1. igénypont szerinti eszköz került megvalósításra. Az elõnyös példakénti kiviteli alakokat az aligénypontok határozzák meg. A szóban forgó, oftalmikus eszköz pozicionálására szolgáló rendszer képgyûjtõ rendszert, feldolgozórendszert, továbbá pozicionálórendszert foglal magában. A képgyûjtõ rendszer a szem képeinek egy olyan sorozatát rögzíti, miközben a képgyûjtõ rendszer és a szem egymástól mért távolsága változik. A feldolgozórendszer a képgyûjtõ rendszerhez kapcsolódik, és a felvett képek mindegyikén képélesség függvény végrehajtására alkalmasan van kialakítva. A képélesség függvények eredményei a legnagyobb képélesség függvény értékkel társított kép beazonosítása céljából összehasonlításra kerülnek. Az elõzõ állításokkal összhangban 2

3 1 HU T2 2 a képfókusz a legnagyobb képélesség függvény értékkel rendelkezõ kép esetén optimalizálva van. Ily módon a legnagyobb képélesség függvény értékkel társított kép esetén azonosítható a képgyûjtõ rendszer és a szem egymáshoz viszonyított távolsága. A pozicionálórendszer egy oftalmikus eszköz és a szem közötti tényleges távolságot a legnagyobb képélesség függvény értékkel társított kép esetén a képgyûjtõ rendszer és szem egymáshoz viszonyított távolságával párosító mûködésre alkalmas. A rajz rövid ismertetése A jelen találmány és annak elõnyei teljesebb megértése céljából az alábbiakban a csatolt rajzra hivatkozással részleteiben ismertetjük a találmányt; a rajzon a hasonló hivatkozási jelek hasonló mûszaki jellemzõkre utalnak, ahol az 1. ábra egy lézeres látáskorrekciós mûtéti módszert mutat be nagy vonalakban, ahol páciens szaruhártyájának újraformázásához excimer lézernyalábot használnak; a 2. ábra egy oftalmikus eszköz pozicionálására szolgáló rendszert ábrázol összhangban a jelen találmány egyik példakénti kiviteli alakjával; a 3. ábra oftalmikus eszköz szemhez viszonyított elhelyezése eljárásának folyamatábráját mutatja a jelen találmány egyik példakénti kiviteli alakjának megfelelõen; a 4. ábra szem hullámfront-érzékelõn rögzített jellegzetes képét mutatja; az 5A., 6A., 7A., 8A. és 9A. ábrák annak defokuszáló hatását szemléltetik, hogy a szem nem megfelelõ pozícióban van; az 5B., 6B., 7B., 8B. és 9B. ábrák a megfelelõ gyors Fourier-transzformációt ( FFT ) ábrázolják; a 10. ábra a jelen találmány egyik változatának megfelelõ, FFT¹re való integrálással számított metrikákat ábrázol; a 11A., 11B. és 11C. ábrák mindegyike egy-egy szürkeárnyalatos képet ábrázol annak jobb illusztrálása érdekében, hogy milyen kicsi eltérés is mutatkozik az optimálisan fokuszált és a minimálisan elmosódott képek között; a 12. ábra a jelen találmány egyik kiviteli alakjával összhangban a pupillaközéppontnak az összes pupillahatárpontból történõ meghatározását szemlélteti; és a 13. ábra a jelen találmány egyik kiviteli alakjának megfelelõen a látótér közepén elhelyezkedõ pupillát mutatja be. A találmány ismertetése A jelen találmány elõnyös példakénti kiviteli alakjait az alábbi ábrák szemléltetik, melyeken a hasonló hivatkozási jelek a különbözõ rajzok hasonló és egymásnak megfelelõ részei jelölésére szolgálnak A 2. ábra egy oftalmikus eszköz pozicionálására szolgáló 200 rendszert biztosít. Az oftalmikus eszköz pozicionáló 200 rendszer 202 képgyûjtõ rendszert, 204 feldolgozórendszert, továbbá 206 pozicionálórendszert foglal magában. A 202 képgyûjtõ rendszert egy, szem képeinek sorozata rögzítésére alkalmasan mûködõ kamera vagy képfelvevõ eszköz képezheti. A 202 képgyûjtõ rendszer a 202 képgyûjtõ rendszer és a szem azon egymástól mért távolságának a feljegyzésére alkalmasan mûködik, amelynél a kép rögzítésre kerül. A 204 feldolgozórendszer amint az részleteiben ismertetésre kerül majd fogadja a felvett képeket és a felvett képek mindegyikén egy képélesség függvényt hajt végre. A 204 feldolgozórendszert képezheti egyetlen feldolgozóeszköz vagy feldolgozóeszközök sokasága. Ilyen feldolgozóeszköz lehet egy mikroprocesszor, egy mikrovezérlõ, egy digitális jelfeldolgozó egység, egy mikroszámítógép, egy központi feldolgozóegység, egy térprogramozott kapumátrix, egy programozott logikai eszköz, egy állapotgép, egy logikai áramkör, egy analóg áramkör, egy digitális áramkör és/vagy tetszõleges olyan eszköz, amely memóriában eltárolt mûveleti utasítások alapján (analóg és/vagy digitális) jeleket dolgoz fel. A memóriát egyetlen memóriaeszköz vagy memóriaeszközök sokasága képezheti. Ilyen memóriaeszköz lehet egy csak olvasható memória (ROM), egy véletlen hozzáférésû memória (RAM), egy felejtõ memória, egy nemfelejtõ memória, egy statikus memória, egy dinamikus memória, egy flash memória, egy cache memória és/vagy egy tetszõleges digitális információt tároló eszköz. Itt kívánjuk megjegyezni, hogy ha a rendszervezérlõ egy vagy több funkcióját állapotgép, analóg áramkör, digitális áramkör és/vagy logikai áramkör útján hajtja végre, akkor a megfelelõ mûveleti utasításokat tároló memória lehet az állapotgépet, analóg áramkört, digitális áramkört és/vagy logikai áramkört tartalmazó áramkörbe beágyazott vagy azon kívül elhelyezkedõ. A memória tárolja és a rendszervezérlõ hajtja végre azon mûveleti utasításokat, amelyek a jelen találmány példakénti kiviteli alakjaival összhangban álló 2., 4. és 5. ábrákon szemléltetett lépések és/vagy függvények közül legalább néhánynak megfelelnek. A képélesség függvény alkalmazását/végrehajtását követõen a képélesség függvény eredményeinek összevetése egy, a legnagyobb képélesség függvény értékhez társított képet azonosíthat be. Amint az a 4. ábrához és azt követõen kerül majd ismertetésre, a legnagyobb képélesség függvény értékkel rendelkezõ képen optimalizálható a képfókusz. A legnagyobb képélesség függvény értékkel társított kép azonosítását követõen azonosítható a szem és a képgyûjtõ rendszer egymáshoz viszonyított távolsága. Ezen távolság az eszköz olyan elhelyezésére kerül felhasználásra, amelyben az oftalmikus eszköz esetén optimált fókusz kerül elérésre. A pozicionáló 200 rendszer automatizált formában vagy egy manuálisan központosított rendszer kezelõinek adott felszólító jelek sorozatával segíti az oftalmikus eszköz szemhez viszonyított elhelyezését. Az oftalmikus eszköz szemhez viszonyított pozi- 3

4 1 HU T cionálása egyaránt magában foglalhatja az oftalmikus eszköz újrapozicionálását vagy a páciens szemének újrapozicionálását. A 3. ábra a jelen találmány szerinti, oftalmikus eszköz szemhez viszonyított pozicionálására szolgáló eljárás egyik kiviteli alakjának logikai folyamatábráját mutatja. Ezen változat elõször szemhez tartozó képsorozat elõállítását foglalja magában, ahol az oftalmikus eszközt és a szemet minden egyes kép esetén más és más távolság választja el egymástól. Mindazonáltal mindegyik képen a szem ugyanazon tartományának kell elõfordulnia, lényegében hasonló tartománnyal körülvéve. A képek sorozatai a 302 lépésben kerülnek elõállításra. A 304 lépésben a 4. ábrához kapcsolódóan és azt követõen bemutatásra kerülõ képélesség függvény értéke határozható meg mindegyik kép esetén. A 306 lépésben a legnagyobb képélesség függvény értékkel rendelkezõ kép meghatározásához összehasonlításra kerülnek az egyes képekkel társított képélesség függvény értékek. A 308 lépésben történik meg a legnagyobb képélesség függvény értékkel rendelkezõ kép beazonosítása. A képsorozatot tekintve ezen kép a legjobb fókusszal rendelkezõ képnek felel meg. Végezetül, a jelen találmány szerinti változatok képesek meghatározni az oftalmikus eszköz és a legjobb fókusszal rendelkezõ szem közötti távolságot. A további változatok magukban foglalhatják az oftalmikus eszköz és a szem közötti távolság beállítását a 312 lépésbeli, legnagyobb képélesség függvény értékhez társított távolsággal való párosítás céljából. Az itt bemutatásra kerülõ találmány lehetséges példakénti kiviteli alakjai olyan létezõ rendszerekhez is hozzátelepíthetõk, amelyeknél már léteznek képgyûjtõ rendszerek és azok a szem felületét ábrázoló képek rögzítésére alkalmasan mûködtethetõk. Az ilyen képgyûjtõ rendszerek közé tartoznak, a teljesség igénye nélkül, a videokamera vagy a képkocka-digitalizáló. A szem egy jól fokuszált képe viszonylag éles élekkel rendelkezik. Például az ínhártya véredényei vagy az írisz mintázata akkor a legtisztábbak, ha a kép jól fokuszált. Ha a kép valamelyest fokuszálatlan, a kép lágyul és ezen mintázatok élei kevésbé élessé válnak. Amennyiben a kép tisztábban kijelölt élekkel rendelkezik, a képben a magas frekvenciás információ mennyisége vagy a képélesség nagyobb. Számos képélesség függvény létezik és írja le numerikusan ezt a jelenséget. Ezen függvények közé tartoznak, a teljesség igénye nélkül, a képek szürkeségi szintje fluktuációjára és amplitúdójára irányuló becslések, a szomszédos pixelek közötti intenzitáskülönbség számítása, a hisztogramalapú megközelítések, a szabványos éldetektáló maszkok, úgymint a Laplace, valamint a Fourier-transzformációkon alapuló függvények. Mindegyik technikának vannak elõnyei és hátrányai. Például a Fourier-transzformáción alapuló megközelítések nagy mennyiségû részletes adatot szolgáltatnak, továbbá egy adott probléma optimális kezeléséhez igen szofisztikált függvények definiálhatók és finomhangolhatók. Ugyanakkor a nagyméretû képek Fourier-transzformációi meglehetõsen számításigényesek, és az ilyen típusú feldolgozás végrehajtásához viszonylag jelentõs idõre van szükség. Ezzel szemben az egyszerû pixel intenzitáskülönbség függvények (F), mint például az alábbi (1) egyenlet formájában megadott függvény, viszonylag minimális számításigénnyel bírnak, azonban hiányzik belõlük a Fourier-alapú megközelítés rugalmassága. A végrehajtás speciális részleteitõl és követelményeitõl függõen eltérõ függvények lehetnek elõnyösek. A függvény megválasztását befolyásoló részletek közé tartoznak a kép sajátságai, az elvégzendõ számítások gyakorisága, továbbá a pontosságra irányuló követelmények. F= I(x,y) I(x,y 1)+ I(x,y) I(x,y+1)] (1) Bár jelen esetben egy Fourier-alapú végrehajtás kerül részletesen bemutatásra, a jelen találmány bármilyen ismert képélesség függvényt alkalmazhat. A kép kijelölt területe vagy területei [jellemzõen gyors Fourier-transzformáció (FFT) útján meghatározott] Fourier-transzformáltjának a kiszámítása megszabja a magasabb térbeli frekvenciákon jelen lévõ információmennyiségét. Az eszköz-szem távolság oly módon történõ beállításánál, hogy a magas térbeli frekvencián tekintett információtartalom maximalizálásra kerüljön, a képfókusz optimalizálható. Ennélfogva az oftalmikus eszköz és a szem egymástól mért távolsága optimalizálható. Azokban az esetekben, ahol az eszköz pozicionálása automatizált formában történik, ezen távolságinformáció az oftalmikus eszköz olyan automatizált pozicionálásának alapjául használható fel, amelynél az oftalmikus eszköz a szemtõl éppen optimális távolságban helyezkedik el. Amennyiben automatizált pozicionálásra nincs lehetõség, ezen információ egy felhasználói interfész vagy hangjelzések útján az oftalmikus eszköz pozicionálását elõsegítõ jelzések elõállítására használható fel. Bár az elsõdleges hasznot egy eszköz (mûtéti vagy más formában történõ) beavatkozást megelõzõ optimális pozicionálása jelentheti, a jelen találmány kiviteli alakjai a helyes beállítás ellenõrzésére, valamint a beavatkozásnak a rákövetkezõ folyamat során a speciális küszöbértékek eszköz általi meghaladásakor való leállítására ugyancsak felhasználhatók. Ugyanezen alapvetõ megközelítés felhasználható annak ellenõrzésére is, hogy a szem az eszköztõl megfelelõ távolságban marad¹e, továbbá az oftalmikus vagy a szemhez kapcsolódó egyéb hasonló eszköznek az eljárás során történõ optimális újrapozicionálására. Amint az köztudott, egy tárgy jó fókuszba állítására rendszerint speciális autofokuszáló mechanizmusokat használnak az autofokuszáló mechanizmust végrehajtó eszköz paramétereinek vagy jellemzõinek a beállítása mellett. Ezen speciális mechanizmusok esetén a kérdéses tárgytól való távolságot nem állítják. A jelen találmány ezektõl abban különbözik, hogy esetében ennek éppen az ellenkezõje teljesül. Az eszköztõl való optimális távolság eléréséhez a kérdéses tárgytól (jelen esetben ez a szem) mért távolságot állítani szükséges. Másodlagos megfontolás tárgya a szem helyzetének az eszköz látómezejében való beszabályozása. 4

5 1 HU T2 2 Egy oftalmikus eszköz szemhez viszonyított optimális központosítása céljából az oftalmikus eszközök beállítása szokás szerint bal-jobb és fel¹le irányokban zajlik. A szem képének szoftveres feldolgozásával a felhasználó automatizált formában határozhatja meg a szemben a pupilla vagy egy ehhez hasonló további jellemzõ helyét. Ezen jellemzõk beazonosítását követõen kerül kiszámításra az eszköz és a szem optimális egymáshoz állítása érdekében szükséges elmozdulás. Ezen elmozdulás magának az oftalmikus eszköz pozíciójának vagy, amennyiben a páciens székben vagy ágyon helyezkedik el, úgy a szék vagy az ágy pozíciójának az automatizált formában vagy manuálisan történõ beállításával hajtható végre. A szem látómezõbeli helyének megkeresésére számos módszer használható, ideértve a teljesség idénye nélkül az íriszhatár-detektálást, valamint a pupillahely detektálást. A következõkben példaként egy, a pupillahely azonosítására szolgáló eljárás kerül bemutatásra. Az alábbiakban ismertetésre kerülõ példában a kép oly módon kerül végigpásztázásra, hogy a pupilla körülbelüli közepének meghatározása céljából a képen megkeresésre kerül a legsötétebb tartomány, majd ezt követõen ezen közelítés finomítása céljából lényegesen szofisztikáltabb pupillahatár keresés kerül végrehajtásra. A 4. ábra 10 szem hullámfront-érzékelõvel rögzített jellegzetes képét mutatja. A tekintett szem jól fokuszált és a 402 ínhártya, valamint az írisz 404 jellegzetességei tisztán láthatók. Az 5A., 6A., 7A., 8A. és 9A. ábrák a nem megfelelõ pozícióban lévõ szem okozta defokuszáló hatást szemléltetik. A tekintett képek változó mértékben életlenek, amint az a kép fókuszból való kikerülésekor jelentkezik. Mindegyik 502 képen kiválasztásra kerül egy kijelölt tartomány. Az egyes képeken lényegében hasonló terület vagy tartomány használható. Jelen esetben minden egyes képrõl egy olyan téglalap alakú 504 területet emeltünk ki, amely sem szemhéjakat, sem szempillákat nem tartalmazott. Megjegyezzük, hogy több tartomány is használható, például az ínhártyán kijelölt különbözõ tartományok (például az ínhártyához képest balra és jobbra, valamint fent és lent elterülõ tartományok), az íriszbõl származó területek, vagy ezek kombinációi. Ugyancsak megjegyezzük, hogy a kijelölt terület(ek) kiválasztására használt szofisztikáltabb algoritmusok a képekrõl a mûtermékeket, például a fényforrások képeit, potenciálisan automatikusan kiküszöbölhetik. Az életlen képek mindegyikén kétdimenziós FFT algoritmus került végrehajtásra. Az FFT algoritmusok domináns jellemzõi az egyenkomponens érték, továbbá az egyenkomponenshez közeli értékek. A tekintett feldolgozásnál ezen jellemzõk érdektelenek (eltekintve az adatok normálására való potenciális felhasználást). Az 5A., 6A., 7A., 8A. és 9A. ábrák az egyes képek hamis színezésû diagramjai; a legélesebb képet az 5A. ábra mutatja, míg a 6A., 7A., 8A. és 9A. ábrák egyre életlenebbek. A megfelelõ FFT-ket rendre az 5B., 6B., 7B., 8B. és 9B. ábrák mutatják. Az alkalmazott FFT méret volt, bár ettõl eltérõ méretû FFT is használható. Ezen diagramokon az egyenkomponenshez közeli adatok eltávolításra kerültek, hogy a közepes és magasabb frekvenciás tartalom ezáltal jobban láthatóvá váljék. Az 506 diagramokon, ahol a legmagasabb frekvenciás 508 komponensek vannak középen, megfigyelhetõ, hogy a kép életlenebbé válásával az 506 diagramok az 510 sarkoktól ellaposodóvá válnak (vagyis közepes és magasabb frekvenciákon kevesebb információ lesz jelen). Ennélfogva a magasfrekvenciás tartalom összehasonlításával a leginkább fokuszált kép beazonosítható. A tekintett megközelítés finomítását jelenti harmonikus ablakozófüggvény (például egy Hamming-féle ablak) alkalmazása a kérdéses tartomány(ok)ra az FFT¹t megelõzõen. A harmonikus mûtermékek ilyen mûveletbõl fakadó csökkenésének jellegzetes hasznán túl az ablakozás mérsékelheti a tartomány(ok)nak a nem kompenzált szemmozgásból adódó kismértékû decentráltságára vagy eltolódottságára való érzékenységet. Ezen elõny abból fakad, hogy az ablakozófüggvény a tartomány(ok) szélének közelében lévõ adatokat maximálisan elnyomja. A 10. ábra az adatokon az FFT¹re egy bizonyos alsó frekvenciától a maximális frekvenciáig végrehajtott integrálással számított metrikákat ábrázol. Az alsó frekvenciaértékek oly módon kerültek variálásra, hogy az integrál kiszámításánál felhasznált adatok mennyisége növekedjék vagy csökkenjék. Ahhoz, hogy a bemutatott diagramon a metrikák 1,0 csúcsértéket vegyenek fel, a metrikák normálásra kerültek. Nyilvánvaló, hogy ha csupán a legnagyobb frekvenciás komponensek kerülnek felhasználásra, a metrika még a legkisebb mértékû képéletlenségre is szélsõségesen érzékeny lesz. Ez lehetõséget nyújt annak pontos meghatározására, hogy mikor legjobban fokuszált a tárgy (a szem). Mindazonáltal ezen metrika nem használható fel a különbözõ, de enyhe mértékû életlenséggel rendelkezõ képek közötti különbségtételre, mivel értéke már kismértékû életlenség esetén is lényegében állandóvá válik. Nagyobb mértékû életlenség mellett az alacsonyabb frekvenciákra kiterjedõ integrálok minden egyes kép esetén eltérést mutatnak, és így felhasználhatók az életlenebb képek közötti különbségtételre, azonban minimális életlenség esetén azok ismételten kevéssé érzékenyek. Ily módon az optimális metrikák az ilyen típusú változásról is számot adnak és a különbözõ frekvenciákról származó információkat oly módon egyesítik (a számos lehetséges megközelítés között a közvetlen integrálás csupán egyetlen megoldást jelent), hogy felhasználhatók az életlenség magas és alacsony szintjei közötti különbségtételre. A 11A., 11B. és 11C. ábrák három darab teljes 1102, 1104 és 1106 képet mutatnak szürkeskálán annak jobb illusztrálása érdekében, hogy milyen kicsi különbség mutatkozik az optimálisan fokuszált és a minimálisan életlen képek között. Ez jól mutatja a jelen megközelítés szélsõségesen érzékeny voltát olyan esetben, amikor éppen a magasabb frekvenciás információt tekintjük. Emellett a 11C. ábra a bemutatott példák közül a legnagyobb életlenséggel bíró képet ábrázolja. 5

6 1 HU T2 2 A fenti példák bemutatják, milyen formában tartalmazzák az FFT utáni adatok az optimális eszközszem pozicionálás megkönnyítéséhez szükséges információt. Az eszköz optimális kiindulási pozicionálása az élesség metrikák maximalizálásával érhetõ el. Amennyiben a pozicionálási hiba hosszegységekben történõ megjelenítését is szándékozzuk, az információt az eljárás során használjuk fel az eszköz-szem távolság beállítására vagy az eljárást potenciálisan szüneteltessük, ezután egy kalibrációs lépésre ugyancsak szükség lehet. Példának okáért, az eljárás megkezdését megelõzõen az eszköz-szem távolságnak az optimális körül egy kicsiny ismert értékkel való módosításával a spektrális (FFT elvégzésével nyert) információ kapcsolatba hozható a távolságban jelentkezõ hibákkal. A pupilla helyének érzékelésére szolgáló egyik eljárás néhány egyszerû lépés végrehajtásával kerül megvalósításra. A szoftveres algoritmus a legsötétebb tartomány helyének meghatározása céljából elõször végigpásztáz a képen a pixelértékek egy megfelelõ (például 1,5 mm 2 ) méretû 1202 téglalapon való összegzésével. Ezt követõen a tekintett téglalap alakú ablak a kép teljes egészén való végigpásztázás eléréséig minden egyes soron végighaladva végigcsúszik a képen. A legkisebb összeggel bíró ablak lesz a kép legsötétebb tartománya, és így az 1204 pupilla körülbelüli helye. Az algoritmus ezután a pupilla határának meghatározása céljából a téglalap középpontjából kifelé haladva pásztáz a pixelérték szintváltozása után kutatva n darab sugárirányú egyenes mentén. A pupilla középpontja amint azt a 12. ábra mutatja a pupillahatárpontok összességébõl kerül meghatározásra. A pupilla középpontjának elhelyezését követõen az oftalmikus eszköz és/vagy a páciens mindaddig újrapozicionálható, amíg az 1204 pupilla a látómezõ közepére nem esik, amint azt a 13. ábra szemlélteti. A jelen találmány egyes kiviteli alakjai alapjában véve kezelik a lézer, például egy excimer lézer felhasználásával végzett refraktív kezelésnél jelentkezõ téves beállításokat. Az oftalmikus eszközök pozicionálása, például a lézeres látáskorrekciónál alkalmazott lézernyaláb központosítása végrehajtható az egyes páciensek között vagy az egyetlen páciensen végrehajtott eljárások között. Ennélfogva a lézernyaláb központosítható a páciens egyik és másik szemén végrehajtásra kerülõ beavatkozások között. Egyéb olyan körülmények is felmerülhetnek, amelyek a lézeres látáskorrekciót szolgáló lézernyaláb újra-központosítását igényelhetik, például az impulzus lézer ismétlési sebességében bekövetkezõ változás esetén. Ez biztosítja, hogy a lézer azon frekvencián kerül központosításra, amellyel a lézeres látáskorrekciós eljárást végrehajtani szándékozzák. A jelen találmány egyes kiviteli alakjai oftalmikus eszköz szemhez viszonyított pozicionálására szolgáló olyan rendszert valósítanak meg, amely alapvetõen célozza a fentiekben bemutatott, valamint az egyéb igényeket. Elõször is, szemre vonatkozó képsorozattal szolgál. Ezen képsorozatoknál az oftalmikus eszköz és a szem távolsága változik, miközben a szem képének tartománya lényegében ugyanaz marad. Ezután a tekintett képek egy magasfrekvenciás tartalom vagy az egyes képekhez társuló képélesség függvény meghatározása céljából feldolgozásra kerülnek. Az egyes képekhez tartozó magasfrekvenciás tartalom összehasonlításával beazonosításra kerül azon kép, amely a legnagyobb mértékû magas frekvenciás tartalommal vagy a legmagasabb képélesség függvény értékkel rendelkezik. A magasfrekvenciás tartalom vagy a képélesség függvény értéke a kép fókusszal változik. Egy optimálisan fokuszált kép rendelkezik a legnagyobb mértékû magasfrekvenciás tartalommal vagy legmagasabb képélesség függvény értékkel. A képsorozatokból azon képet kiválasztva, amely a legnagyobb magasfrekvenciás tartalommal vagy a legmagasabb élességi függvény értékkel rendelkezik, a szem és az oftalmikus eszköz közötti, legnagyobb mértékû magasfrekvenciás tartalommal bíró (vagyis optimálisan fokuszált) relatív pozíció vagy távolság kerül azonosításra. Ezen távolság felhasználható az oftalmikus eszköznek a páciens szeméhez viszonyított pozicionálására. A jelen találmány egyes kiviteli alakjai elõnyösen egy pontos és ismételhetõ központosítási mechanizmust kínálnak. Az egyes páciensek között a manuális geometriabeállításhoz vagy egyéb hasonló kalibráláshoz szükséges idõtartam jelentõsen lecsökken vagy kiküszöbölésre kerül. A tekintett lecsökkent felállítási idõtartam bármilyen további idõtartam-növekedés nélkül teszi lehetõvé a kétoldali szemkezelések között végrehajtani szándékozott központosítást. A jelen találmány egyes kiviteli alakjai emellett anélkül használhatók fel a különbözõ okokból fellépõ téves rendszerbeállítások automatikus kompenzálására, hogy ehhez bármilyen külsõ mechanizmusra lenne szükség. A jelen találmány egyéb változatai a rendszer teljesítményében mutatkozó fluktuációk további mérséklése céljából elõsegíthetik a nyalábpásztázó mechanizmus stabil üzemi hõmérsékletének fenntartását. A jelen találmány oftalmikus eszköz és szem távolságának vagy az optimális fókusz beállításának hatékony elõsegítésére használható. Azokban az esetekben, ahol a szerkezet az eszköz és a szem távolságának beszabályozását lehetõvé tevõ motorizált kialakítással rendelkezik, a találmány kiviteli alakjai zárt hurkos vezérléssel a távolság automatizált módon, kívánt értékre történõ beállítására használhatók. Ha ilyen automatizált kialakítás nem áll rendelkezésre, a jelen találmány egyes kiviteli alakjai az operátor számára (például egy GUI útján) a manuális mûködtetés elõsegítése céljából jelzések létrehozására használhatók. Amint az a területen járatos szakember számára nyilvánvaló, az itt használatos lényegében vagy megközelítõleg kifejezések a velük együtt használt mennyiségek számára egy iparban elfogadott tûréshatárt adnak. Egy ilyen iparban elfogadott tûréshatár az 1%¹nál kisebb értéktõl a 20%¹ig terjed, és a teljesség igénye nélkül vonatkozik a komponensértékekre, az integrált áramköri folyamatingadozásokra, a hõmérséklet-ingadozásokra, a felfutási és ereszkedési idõtartamokra, 6

7 1 HU T2 2 és/vagy a termikus zajra. Amint az a területen járatos szakember számára ugyancsak nyilvánvaló, a mûködtetésre alkalmasan csatlakoztatott megjelölés alatt a jelen használat szerint közvetlen csatlakoztatást vagy egy olyan, további komponensen, elemen, áramkörön vagy modulon keresztüli csatlakoztatást értünk, ahol közvetlen csatlakoztatás esetén a közbeavatkozó komponens, elem, áramkör vagy modul jel által szállított információt nem módosít, azonban beállíthatja annak áramerõsségszintjét, feszültségszintjét és/vagy teljesítményszintjét. Amint az a területen járatos szakember számára szintén nyilvánvaló, a befoglaló csatlakoztatás (vagyis az olyan csatlakoztatás, ahol az egyik elem úgy kerül a másik elemhez csatlakoztatásra, hogy annak részét képezi) két elem közötti közvetlen és közvetett csatlakoztatást foglal magában a mûködésre alkalmasan csatlakoztatott megjelöléssel azonos módon. Amint az a területen járatos szakember számára ugyancsak nyilvánvaló, az itt használatos kedvezõen összevetett megjelölés arra utal, hogy két vagy több elem, cikk, jel stb. összevetése kívánt kapcsolatot tár fel. Amennyiben például a kívánt kapcsolatot az jelenti, hogy az elsõ számú jel nagyobb, mint a második számú jel, úgy kedvezõ összevetés érhetõ el, ha az elsõ számú jel abszolút értéke nagyobb, mint a második számú jel abszolút értéke vagy ha a második számú jel abszolút értéke kisebb, mint az elsõ számú jel abszolút értéke. Bár a jelen találmány részletesen ismertetésre került, nyilvánvaló, hogy annak különféle változtatásai, helyettesítései hajthatók végre és változatai létezhetnek az alábbiakban definiált oltalmi kör meghaladása nélkül. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Oftalmikus eszköz lézeres látáskorrekcióhoz, azzal jellemezve, hogy tartalmaz pozicionálórendszert (200), továbbá tartalmaz szem képeinek egy sorozata rögzítésére alkalmasan mûködtethetõ képgyûjtõ rendszert (202), ahol a képgyûjtõ rendszer és a szem egymáshoz viszonyított távolsága változik; a képgyûjtõ rendszerhez (202) mûködtetésre alkalmasan csatlakoztatott feldolgozórendszert (204), ahol a feldolgozórendszer (204) a felvett képek mindegyikén képélesség függvény végrehajtására (304); a képélesség függvény eredményeinek összevetésére (306); a legnagyobb képélesség függvény értékhez társított kép beazonosítására (308), ahol a legnagyobb képélesség függvény értékkel rendelkezõ kép esetén a képfókusz optimalizált; valamint a legnagyobb képélesség függvény értékkel társított képnél a képgyûjtõ rendszer és a szem egymáshoz viszonyított távolsága azonosítására (310) alkalmasan mûködtethetõ, továbbá ahol a pozicionálórendszer (200) az oftalmikus eszköz és a szem közötti tényleges távolságnak a legnagyobb képélesség függvény értékkel társított kép esetén a képgyûjtõ rendszer (202) és a szem egymáshoz viszonyított távolságával történõ párosítására (312) alkalmasan mûködtethetõ. 2. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a képélesség függvény a képekkel társított magasfrekvenciás tartalmat határoz meg, ahol a képfókusz a legnagyobb magasfrekvenciás tartalommal rendelkezõ kép esetén optimalizált. 3. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a képélesség függvény a képek szürkeségi szintje fluktuációjának és amplitúdójának becslése, a szomszédos pixelek intenzitáskülönbségének kiszámítása, a szabványos éldetektáló maszkok, valamint a Fourier-transzformációk alkotta csoportból választott legalább egy függvényt foglal magában. 4. A 3. igénypont szerinti eszköz, ahol a szomszédos pixelek közötti intenzitáskülönbség az F= l(x,y) I(x,y 1)+ l(x,y) I(x,y+1) (1) különbségfüggvény felhasználásával kerül kiszámításra. 5. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a pozicionálórendszer oftalmikus eszköz pozicionálására alkalmasan mûködtethetõ. 6. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a pozicionálórendszer szem pozicionálására alkalmasan mûködtethetõ. 7. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a pozicionálórendszer az oftalmikus eszközt a szemhez képest manuálisan pozicionáló kezelõszemély számára visszajelzés biztosítására alkalmasan mûködtethetõ. 8. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a pozicionálórendszer a szem oftalmikus eszköz látóterében való relatív pozíciójának a beállítására alkalmasan mûködtethetõ. 9. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a képek sorozata a szem egy tartományáról készül. 10. Az 1. igénypont szerinti eszköz, ahol a szem tartománya íriszhatárt foglal magában. 7

8 HU T2 8

9 HU T2 9

10 HU T2 10

11 HU T2 11

12 HU T2 12

13 HU T2 13

14 HU T2 14

15 HU T2 15

16 HU T2 16

17 HU T2 17

18 HU T2 18

19 HU T2 19

20 HU T2 Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest Felelõs vezetõ: Szabó Richárd osztályvezetõ Windor Bt., Budapest