本发明涉及当扫描受检者的视网膜时使用的下巴和头部支撑系统和装置及其使用方法，扫描例如使用以下系统进行：激光扫描检眼镜(slo)系统、双向slo系统、跟踪激光扫描检眼镜系统(tslo)系统、双向tslo系统、自动验光仪、自动角膜曲率计、角膜测厚仪、裂隙灯和/或光学相干断层扫描(oct)系统。本发明还涉及与使用slo和/或tslo捕获的信号和/或图像(例如视网膜图像)一起使用的信号质量指示器和/或评估系统及其使用方法。本发明还涉及用于眼睛跟踪的系统和方法，更具体地，本发明涉及用于自动检测和/或分析视网膜的特性和/或视网膜随时间的移动的系统和方法，该系统和方法可以包括通过例如机器学习和/或使用深度神经网络来生成视网膜特征检测模型。
背景技术：
1、随着使用高分辨率视网膜成像系统(例如激光扫描检眼镜)的眼睛跟踪的出现，目前可以实现亚微米分辨率的精确实时眼睛跟踪。然而，对于使用条带式图像配准(strip-based image registration)方法来成功跟踪眼睛移动信息的应用来说，来自实时图像信号质量的限制可能导致移动提取的相对高的失败率。
技术实现思路
1、本文描述的装置使用例如激光扫描检眼镜(slo)系统中的低功率激光束，在眼睛的视网膜上进行一维或二维的光栅扫描或线扫描。检测反射(或返回)的光，并将该反射(或返回)的光用于生成数字图像和/或数字图像系列(例如，利用例如计算机或电子成像装置的视网膜视频，该计算机或电子成像装置可以利用视网膜眼睛跟踪来测量和报告例如视网膜的移动和/或指示扫视、注视和/或平滑追视响应的移动)。附加地或替代地，该系统可以配置用于记录、观察、测量和/或分析例如当受检者正在观察静态或动态视觉刺激时的扫视、平滑追视和/或注视反应的时间特性，并识别这些移动的度量和稳定性。slo系统可以是单目或双目的。
2、在图像生成之后，可以分析图像以测量眼睛/视网膜的移动，特别地，可以分析图像以测量注视视网膜的移动和/或测量扫视和/或微扫视、平滑追视和/或漂移的数量和/或特性。当测量注视眼睛移动时，该数据可以在受检者注视目标时收集，并且slo装置捕获一系列图像。可以分析这些图像以测量例如量化注视眼睛移动的度量，诸如随时间推移的平移视网膜移动、漂移以及扫视和/或微扫视的特性。此外，可以分析这些图像来测量视神经的平滑追视、眨眼率和自发静脉搏动。
3、此外，用于对视网膜成像并分析这些图像以便例如结合激光扫描检眼镜(slo)确定视网膜/眼睛移动特性的系统、装置和方法，其可用于捕捉用于训练(使用例如机器学习和/或深度神经网络)视网膜特征检测模型和/或算法的视网膜图像。然后，可以使用视网膜特征检测模型和/或算法来做出关于视觉图案的预测和/或推断，该视觉图案显示随后接收的视网膜图像的特征(例如，血管和/或毛细血管网络)，这可以对视网膜图像进行建模。视网膜特征检测模型和/或算法可以使用这些模型和/或模型中存在的预测模式来监控视网膜的特征，并且在一些情况下，跟踪随时间推移的自发和/或非自发的眼睛移动。
4、在一些实施例中，然后可以分析检测路径数据(例如，从受检者眼睛反射的光信号和/或响应于从受检者眼睛反射的光信号而产生的数字信号)，以确定其是否具有足够的强度和/或质量以用于进一步的分析，例如，以确定视网膜随时间的移动。足够的强度和/或质量的指示是信噪比(snr)或与信号强度相关的其他度量高于阈值。当图像和/或图像组的信号质量太低和/或不能被分解成具有可区分特征的图像时，表示图像和/或图像组的信号可以被拒绝，使得例如可以对受检者的眼睛进行另一次测量/成像，和/或可以对图像组进行筛选以移除不具有足够高分辨率(例如信噪比)的帧以用于进一步分析。当信号质量足够和/或足够强时，可以使用该信号绘制一个或多个视网膜图像，然后对其进行分析以测量例如眼睛/视网膜移动，特别是可以对其进行分析以测量注视视网膜移动和/或测量扫视和/或微扫视、平滑追视、眨眼率和/或漂移的数量和/或特性。当测量注视眼睛移动时，该数据可以在受检者注视目标时收集，或者由slo装置捕获一系列目标和一系列连续的视网膜图像。可以分析这些图像来测量例如量化注视、扫视和/或平滑追视眼睛移动的度量，例如视网膜随时间推移的平移移动、漂移以及扫视和/或微扫视的特性。附加地或替代地，可以分析这些图像以确定图像中所示的解剖特征之间的差异。
5、当分析图像以测量扫视的数量和/或特性时，可以向受检者提供两个或更多个目标(例如，十字准线)来交替聚焦。在使用时，受检者可以自发地在目标之间来回移动他或她的眼睛(在目标的相同方向上(扫视)或在相等但相反的方向上(反扫视))，并且在自发地来回移动他或她的眼睛的同时，对受检者的视网膜图像(使用本文公开的系统拍摄的)的分析可以允许量化水平和垂直扫视。在许多情况下，两个目标可以沿着相同的水平轴和/或垂直轴分开例如0.5-8度的视角。此外，可以呈现单个移动目标，以引出当随着移动目标在屏幕上移动而跟随移动目标时产生的自发的平滑追视移动。
6、本发明的一些实施例可以包括激光扫描检眼镜(slo)成像系统，该激光扫描检眼镜(slo)成像系统具有单目和/或双目成像光学器件，其配置为对受检者的右眼和/或左眼的视网膜进行成像。在一些实施例中，该系统可以包括相机，其布置和配置成使得操作者能够观察受检者的眼睛和/或瞳孔和/或帮助操作者将受检者的眼睛和/或瞳孔与成像系统对准。单目成像光学器件可以包括扫描辐射源(例如，超发光二极管)，其可以布置和配置成向光纤准直器发射用于对受检者的视网膜成像的扫描辐射束。光纤准直器可以布置和配置成接收来自扫描辐射源的扫描辐射束，对扫描辐射束进行准直，从而产生准直的扫描辐射束，并且将准直的扫描辐射束引导至第一分束器。第一分束器可以布置和配置成将准直的扫描辐射束引导至扫描路径散焦校正组件。扫描路径散焦校正组件可以布置和配置成接收准直的扫描辐射束，对受检者单眼或双眼的准直的扫描辐射束应用散焦和/或球面等效校正，从而产生校正的扫描辐射束，并且将校正的扫描辐射束通过光圈引导至第一镜子。在一些实施例中，扫描路径散焦校正组件可以是由光学机械的方式控制。附加地或替代地，扫描路径散焦校正组件可以包括两个或更多个透镜。应用于准直的扫描辐射束的散焦和/或球面等效校正的程度或特征可以响应于受检者眼睛和/或晶状体的缺陷，使得例如这些缺陷不会影响受检者视网膜图像的分辨率和/或精度。附加地或替代地，由扫描路径散焦校正组件应用于准直的扫描辐射束的散焦或球面等效校正的程度、量和/或特征可以响应于视网膜图像质量的分析，并且可以应用于提高(例如，降低模糊度，以更好的清晰度解析成像的视网膜特征等)视网膜图像质量。有时，由扫描路径散焦校正组件对受检者单眼或双眼的准直的扫描辐射束应用的散焦或球面等效校正可以在-12屈光度到+12屈光度的范围内。
7、第一镜子可以布置和配置成将校正的扫描辐射束引导至快速扫描光学元件，该快速扫描光学元件可以布置和配置成接收校正的扫描辐射束并将校正的扫描辐射束引导至第二扫描镜子，该第二扫描镜子可以布置和配置成接收校正的扫描辐射束并将校正的扫描辐射束引导至光学元件。在一些实施例中，其中，附加地或替代地，快速扫描光学元件可以是镜子，其中快速扫描光学元件可以布置和配置成沿着第一扫描维度(例如，沿着x轴)将校正的扫描辐射束引导至慢速扫描光学元件。在一些实施例中，慢速扫描光学元件可以布置和配置成沿着第二扫描维度(例如，沿着y轴)将校正的扫描辐射束引导至光学元件。
8、光学元件可以布置和配置成接收校正的扫描辐射束，并将校正的扫描辐射束引导至第二分束器，该第二分束器可以布置和配置成将校正的扫描辐射束引导至中继元件，该中继元件可以布置和配置成将校正的扫描辐射束引导至受检者的瞳孔和/或视网膜上，从而对视网膜进行成像。然后，扫描辐射可以被受检者的视网膜反射，并被引导通过上述成像光学器件。然而，当反射的扫描辐射到达第一分束器时，第一分束器可以将反射的扫描辐射沿着检测路径引导至检测器组件。检测器组件可以包括聚焦透镜，该聚焦透镜可以布置和配置成接收经由第一分束器从受检者视网膜反射的扫描辐射，并将从受检者视网膜反射的辐射聚焦到成像系统上，该成像系统可以布置和配置成接收经由第一分束器从受检者视网膜反射的扫描辐射，并将从受检者视网膜反射的扫描辐射的指示传送到外部计算装置(例如处理器或云计算环境)。在一些实施例中，该系统还可以包括声光调制器(aom)，其配置为生成用于受检者的注视目标(例如，图像或图像系列)。注视目标可以配置成引导受检者的焦点位置和/或促进受检者眼睛的自发和/或注视移动，在一些实施例中，这可以产生受检者视网膜的可预测视野的扫描。
9、在一些实施例中，可以接收受检者视网膜的第一视野的第一图像和视网膜的第二视野的视网膜的第二图像。例如当第一视野和第二视野的部分重叠发生时，沿着第一图像的第一(例如，右侧)边缘和第二图像的第一(例如，左侧)边缘显示的视网膜的部分可以相同。第一图像的第一边缘和第二图像的第一边缘可以对准，使得第一图像的第一边缘与第二图像的第一边缘重叠，从而生成显示第一视野和第二视野的合成视网膜图像。可选地，合成视网膜图像的生成可以包括移除任何重复区域和/或填充可能存在于第一图像和第二图像之间的间隙(例如，空白空间或模糊区域)。第一和第二合成图像之间的间隙可以通过例如分析第一图像和第二图像的特征来确定跨越第一图像和第二图像的特征如何出现在第一第二和第二图像之间的空白空间中而形成。
10、可选地，可以接收视网膜的第三视野的第三图像，并且沿着第三图像的第一(例如，上)边缘和第一图像的第二(例如，下)边缘显示的视网膜的部分是相同的。第三图像的第一边缘和第一图像的第二边缘可以对准，使得第三图像的第一边缘与第一图像的第二边缘重叠，从而生成显示第一视野、第二视野和第三视野的第二合成视网膜图像。有时，可以接收视网膜的第四视野的第四图像，并且沿着第四图像的第一(例如，上)边缘和第二图像的第二(例如，下)边缘显示的视网膜的部分是相同的。第四图像的第一边缘和第二图像的第二边缘可以对准，使得第四图像的第一边缘与第二图像的第二边缘重叠，从而生成显示第一视野、第二视野、第三视野和第四视野的第三合成视网膜图像。可选地，当形成第三合成视网膜图像时，第四图像的第二(例如，左)边缘和第三图像的第二(例如，右)边缘对准，使得第四图像的第二边缘与第三图像的第二边缘重叠。
11、有时，合成视网膜图像可以用作参考帧，对照该参考帧可以分析受检者视网膜的其他图像。例如，可以接收受检者视网膜的第五图像并将其与第一合成视网膜图像、第二合成视网膜图像或第三合成视网膜图像进行比较，以例如基于第五图像与合成图像的比较来确定第五图像在第一视野、第二视野、第三视野和第四视野中的至少一个视野的位置。可选地，可以接收视网膜的第六图像并将其与合成图像进行比较，以基于第六图像与合成图像的比较来确定第六图像在第一视野、第二视野、第三视野和第四视野中的至少一个视野的位置。然后，可以确定第五图像和第六图像之间的位置变化，并且可以确定第五图像和第六图像之间的视网膜移动的特性，并将其提供给操作者和/或受检者。该特性可以是例如视网膜移动的速率、视网膜移动的方向、视网膜移动的幅度、视网膜移动的速度、漂移的幅度和漂移的速度。
12、在一些实施例中，可以从类似于本文公开的光学阵列的光学阵列接收成组的检测路径信号。检测路径信号可以对应于在一段时间间隔内对受检者视网膜进行的多次扫描，该检测路径信号的组可以进行处理以去卷积、滤波、降低噪声和/或以其他方式生成或呈现在一段时间(例如，3-300秒)或时间间隔内拍摄的受检者视网膜的多个图像。在一些情况下，检测路径信号和/或从其生成的视网膜图像可以在受检者在该时间间隔内自发地移动他或她的视网膜时收集。附加地或可选地，当受检者将他或她的视网膜注视在布置在不同位置的多个注视目标上时，可以收集检测路径信号和/或从其生成的视网膜图像，使得成像的视野随着时间间隔而变化。附加地或可选地，当受检者在一段时间间隔内将他或她的视网膜注视在注视目标上时，可以收集检测路径信号和/或由其生成的视网膜图像。在这些实施例中，可以捕获可用于推断受检者注视眼睛移动特性的视网膜图像
13、图像质量(例如，信噪比、分辨率、亮度水平、对比度等)可以确定受检者视网膜的多个图像中的每个视网膜图像，并且如果多个图像中的特定视网膜图像的图像质量低于阈值(例如，噪声太大、对比度差、太暗而不能识别或分辨视网膜图像中的视网膜特征和/或太模糊)，则可以从多个视网膜图像中移除该特定视网膜图像，从而生成受检者视网膜的经编辑的图像的组，该图像的组可以仅包括例如质量足以能够进一步分析和/或观察受检者视网膜的视网膜图像。在某些情况下，不具有足够图像质量的视网膜图像对应于扫描间隔期间受检者眨眼的时间段。与受检者视网膜的原始图像的组相比，从该视网膜图像的组中移除质量差的图像，受检者视网膜的经编辑的图像的组得到更快和更准确的处理和分析。
14、在一些实施例中，确定图像质量包括对每个视网膜图像进行频谱分析。附加地或替代地，确定图像质量可以包括确定受检者视网膜的多个图像中的每个视网膜图像的频率和强度之间的关系。
15、在一些实施例中，可以接收具有优选的亮度水平范围和/或对比度的视网膜图像，并且可以确定受检者视网膜的经编辑的图像的组的每个视网膜图像的亮度水平和/或对比度是否处于优选亮度水平和/或对比度范围内，如果不是，可以调整包括在受检者视网膜的经编辑的图像的组中的不处于视网膜图像的优选亮度水平和/或对比度范围内的每个视网膜图像的亮度水平和/或对比度，以使其落入优选范围内。
16、在一些实施例中，可以分析包括在受检者视网膜的经编辑的图像的组中的每个视网膜图像，以确定每个视网膜图像之间的差异，并且可以向操作者提供任何确定的差异的指示。例如，包括在受检者视网膜的经编辑的图像的组中的每个视网膜图像可以被分析以确定每个视网膜图像的特性，并且至少两个视网膜图像的确定的特性可以进行相互比较。然后，可以向操作者提供比较的指示。在一些情况下，所确定的特性可以是在至少两个视网膜图像中显示的特征的位置，并且可以使用在至少两个视网膜图像中显示的特征的位置，从而确定在捕获至少两个图像之间的时间间隔内视网膜移动的速度、方向和/或速率。示例性的确定特征包括但不限于：视网膜移动的方向、视网膜移动的幅度、视网膜移动的速度、漂移的幅度和漂移的速率。
17、在一些实施例中，可以接收并分析视网膜图像的组，以自动检测特征(例如，血管、视网膜中央凹、翻转e等)，并确定该组视网膜图像中每个特征的特性(例如，大小、形状、方向、位置等)。在某些情况下，该视网膜图像的组可以是在一段时间间隔内拍摄的一系列图像的一部分，例如视频
18、然后，在一些情况下，可以使用例如每个自动检测到的特征来生成可能近似和/或类似于检测到的特征的视觉图案的组，其中该视觉图案的组中的每个视觉图案对应于该视网膜图像的组中的对应视网膜图像。在一些实施例中，生成该视觉图案的组中的视觉图案包括生成包括对应视觉图案的图像的组。
19、在一些实施例中，可以分析该视觉图案的组中的每个视觉图案，以确定该视觉图案的组中一个或多个特性。在某些情况下，该特性可以是基于时间的特性，例如速度或速率。附加地或替代地，可以分析视觉图案以确定视网膜移动的特性。
1.一种包括激光扫描检眼镜(slo)的系统，所述激光扫描检眼镜(slo)包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中，扫描路径散焦校正组件(895)由光学机械的方式控制。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，扫描路径散焦校正组件(895)包括两个透镜。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，由扫描路径散焦校正组件(895)对受检者单眼或双眼的准直的扫描辐射束应用的散焦或球面等效校正在-12屈光度到+12屈光度的范围内。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，由扫描路径散焦校正组件(895)应用于准直的扫描辐射束的散焦或球面等效校正响应于视网膜图像质量的分析。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，扫描辐射源包括超辐射发光二极管。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，快速扫描光学元件(867)布置和配置成沿着第一扫描维度将校正的扫描辐射束引导至慢速扫描光学元件。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，慢速扫描光学元件(866)布置和配置成沿着第二扫描维度将校正的扫描辐射束引导至光学元件(850)。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括声光调制器(aom)，所述声光调制器布置和配置成产生供受检者观察的注视目标。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，使用相机(888)帮助受检者与成像光学器件对准。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括检测器组件，所述检测器组件包括：
12.一种方法，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：
14.根据权利要求12或13所述的方法，进一步包括：
15.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，进一步包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述特性是以下项中的至少一个：视网膜移动的速率、视网膜移动的方向、视网膜移动的幅度、视网膜移动的速度、漂移的幅度和漂移的速度。
18.一种系统，包括：
19.一种方法，包括：
20.根据权利要求19所述的方法，其中，受检者在所述时间间隔内自发地移动他或她的视网膜。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，受检者在所述时间间隔内将他或她的视网膜注视在多个注视目标上。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，受检者在所述时间间隔内将他或她的视网膜注视在一注视目标上。
23.根据权利要求19-22中任一项所述的方法，进一步包括：
24.根据权利要求19-23中任一项所述的方法，进一步包括：
25.根据权利要求19-24中任一项所述的方法，进一步包括：
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所确定的特性是在至少两个视网膜图像中显示的特征的位置，所述方法还包括：
27.根据权利要求25所述的方法，其中，所确定的特性是视网膜移动的方向、视网膜移动的幅度、视网膜移动的速度、漂移的幅度和漂移的速度。
28.根据权利要求19-27中任一项所述的方法，其中确定信噪比包括对每个视网膜图像执行频谱分析。
29.根据权利要求28所述的方法，其中确定信噪比包括确定受检者视网膜的多个图像中的每个视网膜图像的频率和强度之间的关系。
30.一种系统，包括：
31.一种方法，包括：
32.根据权利要求31所述的方法，其中，视觉图案是对应检测特征的近似。
33.根据权利要求31或32所述的方法，其中，生成视觉图案的组包括生成包含视觉图案的图像。
34.根据权利要求31、32或33所述的方法，其中，视网膜图像的组是在一段时间间隔内拍摄的一系列图像的一部分。
35.根据权利要求34所述的方法，所述方法进一步包括：
36.根据权利要求34所述的方法，所述方法进一步包括：
37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述特性是视网膜移动的特性。
38.一种系统，包括：
