眼部成像的制作方法

專利名稱：眼部成像的制作方法
眼部成像相關申請的交叉引用
本申請要求于2008年3月27日提交的美國臨時專利申請號61/072，199的優先 權，在此通過引用并入其全部公開內容。本申請是于2007年4月11日提交的美國申請序 列號11/786,514的部分繼續申請，該申請要求于2006年4月11日提交的美國臨時專利申 請號60/791，288的優先權，在此通過引用并入其全部公開內容。在此還通過引用并入美國 專利號7，107，092的全部公開內容。
背景技術：
總是期望可以在疾病發展的早期就檢測到疾病。早期檢測使得能夠進行早期治 療，這通常被證明為會產生治療各種疾病的較高成功率。最近，發現分析人眼(特別是眼睛 的晶狀體)可以獲得對各類疾病的指示。例如，已經發現，對眼內的光散射進行的測量可以 提供對檢測和監控疾病(諸如阿爾茨海默病(AD))發展有用的診斷信息。特別地，最近已 經證明，這種疾病會導致眼睛晶狀體的核上區域的變化。因為該區域僅具有不到一毫米的 厚度，所以對于該區域的測量(其將是有用的)而言，測量的位置信息需要非常準確。情況 確實如此，因為即使病人在注視照亮的目標時，人眼也幾乎在勻速運動。已經證明，與正常的控制值相比，測試哺乳動物眼睛的核上和/或皮層晶狀體區 域中存在凝集體(aggregate)或者凝集體數量的增加表明該測試哺乳動物正在遭受神經 退化疾病(諸如淀粉樣變失序)的發展或者具有這樣的危險。淀粉樣變失序包括AD、家族性 AD、突發AD、科羅伊茨費爾特-雅各布病、變體科羅伊茨費爾特_雅各布病、海綿狀腦病、朊 病毒病(包括瘙癢病、牛海綿狀腦病以及其他動物類朊病毒疾病)、帕金森病、神經性舞蹈 病(以及三核苷酸重復疾病)、肌萎縮性脊髓側索硬化癥、唐氏綜合癥(三染色體細胞21)、 皮克氏病(額顳癡呆)、雷威氏小體病、具有腦鐵積累的神經退化疾病(蛋白球色素退變綜 合征)、觸核蛋白病(包括帕金森病、多發性系統萎縮癥、路易體癡呆等)、神經元核內包涵 體疾病、滔蛋白病變(包括進行性核上性麻痹、皮克氏病、皮層基底節變性、遺傳性額顳癡 呆(具有或者不具有帕金森病)以及關島肌萎縮側索硬化/帕金森癡呆綜合癥)。這些失 序可能單獨發生或者可能結合發生。凝集體分析對于檢測傳染性海綿狀腦病(TSE)也是有 用的，這種病是朊病毒傳播的疾病，由腦中致命的海綿狀神經退化表征，并且與嚴重和致命 的海綿狀神經退化跡象和癥狀相關聯。TSE朊病毒疾病包括海綿狀腦病(CJD)；新變體海 綿狀腦病(nv-CJD)；杰茨曼-斯脫司勒-史茵克(Gertsmann-Straussler-Scheinker)綜 合癥；致命性家族性失眠癥；庫魯病；阿爾佩斯綜合癥；牛海綿狀腦病(BSE)；瘙癢病；以及 慢性消耗病(CWD)。

發明內容
總體上，在某些方面，本發明提供一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和 熒光配體掃描的系統。該系統可以包括光源，配置用于向主體的眼睛發光；透鏡，配置用 于聚焦從源發送并且被主體的眼睛散射的光；測量反射器，布置用于接收至少部分經聚焦的光，并且配置用于反射所接收光的第一部分；照相機，配置和布置用于接收所接收光的第一部分，并且配置用于提供與所接收光的第一部分對應的圖像的標記；以及處理器，其耦合 至照相機，并且配置用于分析圖像中光的強度以確定與眼睛的部分的分界面對應的參考點 的位置。參考點可以對應于眼睛的晶狀體囊的分界面；眼睛的晶狀體囊與前房 (anterior chamber)之間的分界面；后晶狀體囊分界面之一；空氣與角膜的分界面；角膜 與眼房水的分界面以及眼睛視網膜的分界面。而且，光源和處理器可以配置用于執行熒光 配體掃描。為此，系統可以這樣配置，使得僅收集和分析相對于光進入主體眼睛的路徑基本 上以90°散射的光。另外，本發明的實現還可以包括以下一個或多個特征·光源配置用于發射紅外光。 測量反射器包括配置用于反射所接收光的第一部分的鏡體，其中該鏡體定義開 口，所述開口配置用于允許所接收光的第二部分不由鏡體反射而通過。 耦合至反射器的相關器，用以接收所接收光的第二部分，其可以用于隨時間對 測量的散射光強度進行相關。 處理器配置用于致動測量反射器，以使得所接收光的第二部分對應于從眼睛相 對于參考點的選定部分散射的光。 處理器耦合至相關器，并且配置用于分析所接收光的第二部分的標記。 處理器配置用于基于所接收光的第二部分的標記以及所接收光的第二部分從 其散射的眼睛中的位置，來提供存在與主體的健康狀況相關聯的物質的指示。另外，本發明的實現可以包括以下一個或多個特征 處理器配置用于分析圖像中的光強度，以確定眼睛中的區域相對于參考點的位置。 處理器配置用于將圖像中的光強度與如下區域相關聯，與光強度相關聯的光從 該區域散射。·處理器配置用于確定眼睛的核上、核以及皮層的位置。根據某些實施方式，該系 統還可以包括耦合至處理器的顯示器，其中處理器配置用于使處理器在圖像中顯示橢圓； 以及配置用于發射筆形射束和/或扇形射束的光的光源。為此，處理器可以配置用于調節 橢圓相對于圖像的大小和位置；分析圖像中的光強度以確定眼睛虹膜的位置，并且調節橢 圓的大小以及將橢圓定位在圖像中的虹膜上；和/或配置用于響應于來自系統用戶的輸入 來調節橢圓的大小。總體上，在另一方面，本發明提供了一種診斷光散射方法，包括將筆形射束的光 發射到主體的眼睛中；獲取來自由主體的眼睛散射的筆形射束的光；以及分析所獲取的散 射光以確定與眼睛的部分的分界面相對應的參考點的位置。分析步驟可以包括將參考點確定為與眼睛的晶狀體囊的分界面相對應的點；以 及估計眼睛散射的光的強度，以確定沿筆形射束傳播路線的高強度的第一區域和第二區 域。為此，第一區域和第二區域可以由相對較大的第三區域隔開，該第三區域中基本上沒有 來自筆形射束的散射光，其中第二區域沿傳播路線距離筆形射束的源較遠，并且被確定為 與晶狀體囊相對應。分析可以包括將參考點確定為與以下分界面之一相對應的點眼睛的晶狀體囊與前室之間的分界面、后晶狀體囊分界面、空氣與角膜的分界面、角膜與眼房水 的分界面以及眼睛的視網膜的分界面。分析還可以包括確定眼睛的皮層、核上和/或核的位置。
本發明的方法方面還可以包括分析從眼睛相對于參考點的選定部分散射的光的 強度，以確定該選定部分處的物質的物理特性；以及提供選定部分處的物質的物理特性的 指示。提供指示的步驟可以包括提供眼睛的核上中存在凝集體的指示。本發明的方法方面還可以包括根據所獲取的光形成圖像；在獲取之前反射筆形 射束；相對于所獲取光的特定部分的期望位置來確定所獲取光在圖像中的特定部分的實際 位置；以及改變反射，以減小所獲取光的特定部分的實際位置與期望位置的間隔。獲取可以包括僅獲取相對于筆形射束的傳播方向近似呈90°的、由眼睛散射的 光。本發明的某些方法方面可以包括向主體的眼睛發射扇形射束的光；獲取來自由 主體的眼睛散射的扇形射束的光；根據所獲取的由主體的眼睛散射的扇形射束的光來形成 圖像；以及在圖像上疊加橢圓，其逼近圖像中的眼睛虹膜的大小和位置。疊加可以由計算機 自動完成，并且可以通過由計算機分析圖像中的光強度而由計算機形成。某些方法方面包括準彈性光散射，并且可以使用設備來執行。此類方法還可以包 括使用相同的設備來執行熒光配體掃描。執行熒光配體掃描的步驟可以包括照射主體的 眼睛；測量將顯像劑注入眼睛之前眼睛的熒光(fluorescence)的第一數據；將顯像劑注 入眼睛；測量將顯像劑注入眼睛之后眼睛的熒光的第二數據；以及比較第一數據和第二數 據。總體上，在另一方面，本發明提供一種用于主體眼睛的診斷成像的系統，該系統包 括光源，配置用于通過輻射受激發射來發射光；光學掃描設備，配置用于產生來自光源的 光的垂直扇形射束，并且從一側到另一側線性地掃掠垂直扇形射束；第一透鏡，配置用于聚 焦從光學掃描設備發送的光以創建虛像面，該虛像面與主體的視線共面，并且是通過主體 眼睛的部分的垂直剖面；第二透鏡，配置用于聚焦從光學掃描設備發送并且由主體的眼睛 散射的光，以創建與主體的眼睛的虛像面一致的銳聚焦面；第一測量反射器，布置用于接收 至少部分經聚焦的光，并且配置用于反射所接收光的第一部分；第一照相機，配置和布置用 于接收所接收光的第一部分，并且配置用于提供與所接收光的第一部分相對應的圖像的標 記；以及處理器，其耦合至照相機，并且配置用于分析圖像中的光強度，以確定與眼睛的部 分的分界面對應的參考點的位置，其中由光學掃描設備進行的從一側到另一側的垂直扇形 射束的線性掃掠沿主體的眼睛的虛像面穿入或者穿出垂直扇形射束的光。本發明的實現包括以下一個或多個特征。參考點對應于眼睛的晶狀體囊的分界 面。參考點對應于眼睛的晶狀體囊與前房之間的分界面。參考點對應于以下之一后晶狀 體囊分界面、空氣與角膜的分界面、角膜與眼房水的分界面以及眼睛的視網膜的分界面。光 源和處理器配置用于執行熒光配體掃描。光源配置用于發射紅外光。系統這樣 來配置，使 得僅收集和分析相對于進入主體的眼睛的光的路徑以90°散射的光。另外，本發明的實現可以包括以下一個或多個特征。測量反射器包括配置用于反 射所接收光的第一部分的鏡體，該鏡體定義開口，所述開口配置用于允許所接收光的第二 部分不由鏡反射而通過，該系統還包括耦合至反射器的相關器，用以接收所接收光的第二部分，并且隨時間對測量的散射光強度進行相關。處理器配置用于致動測量反射器，以使得 所接收光的第二部分對應于從眼睛中對應于參考點的選定部分散射的光，并且其中處理器 耦合至相關器，并且配置用于分析所接收光的第二部分的標記。處理器配置用于基于所接 收光的第二部分的標記以及眼睛中散射所接收光的第二部分的位置，來提供存在與主體的 健康狀況相關聯的物質的指示。系統還包括第二測量反射器，其布置用于接收至少部分經 聚焦的光，并且配置用于反射所接收光的第二部分。
總體上，在另一方面，本發明提供一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和 熒光配體掃描中至少一個的系統，包括顯示器屏幕，其示出眼睛的圖像，以允許操作者選擇 眼睛中要測量的位置。該系統可以包括耦合至處理器的光學單元，用于在眼睛的選定位置 上執行準彈性散射和熒光配體掃描中的至少一個，并且用于收集與所執行的準彈性光散射 和/或熒光配體掃描相關聯的數據。處理器還可以在顯示器屏幕上顯示數據以供操作者查 看。為此，與準彈性光散射和/或熒光配體掃描相關聯的數據可以在相同的顯示器屏幕上 被報告，和/或以不多于60msec的周期被收集。在某些實施方式中，處理器可以執行多至 十個連續的周期。而且，在顯示器屏幕上顯示的數據可以包括測試設置、眼睛的前視圖和剖 視圖、準彈性光散射和/或熒光配體掃描的平均強度值、準彈性光散射和/或熒光配體掃描 的自相關函數的圖形繪制以及基于對自相關數據的指數擬合的曲線擬合參數。數據可以用 于檢測感興趣的物質或者對象(包括但不限于，β “淀粉體蛋白質)的存在，和/或跟蹤疾 病的發展。在某些實施方式中，系統收集的數據可以包括與所執行的準彈性光散射相關聯的 散射光的平均強度和/或與所執行的熒光配體掃描相關聯的平均熒光強度。本發明的實現 可以從眼睛晶狀體的核和/或核上區域收集數據，以確定與眼睛晶狀體的核區域的熒光配 體掃描相關聯的平均熒光強度同眼睛晶狀體的核上區域的熒光配體掃描的平均熒光強度 之間的比率。可以針對眼睛晶狀體的核和核上區域的準彈性光散射來確定類似的比率。比 率可以與眼睛中的疾病狀態相關，使得比率的增加指示著眼睛中的物質和/或對象的數量 增加。某些實施方式還可以包含測量質量度量，該測量質量度量通過將這些比率相乘在一 起來計算，或者使用曲線y (t) = Ie_kt來計算，其中I是平均強度，k是衰減時間常數，而t 是時間。本發明的附加系統方面可以包括顯示器屏幕，用于顯示圖像以允許操作者選擇 要分析的眼睛區域；以及處理器，配置用于分析來自準彈性散射的散射光和/或來自熒光 配體掃描的熒光發射，以檢測位于眼睛的選定區域中的感興趣的物質或者對象。感興趣的 物質或者對象可以是淀粉體。在某些實施方式中，可以分析來自眼睛晶狀體的核上和 /或核區域的散射光和/或熒光發射的平均強度。此外，可以將來自眼睛晶狀體的核區域 的散射光或者熒光發射的平均強度與針對眼睛晶狀體的核上區域的散射光或者熒光的平 均強度進行比較，以提供相關因子用于估計眼睛中感興趣的物質或者對象的存在。在某些 實施方式中，處理器可以測量注入顯像劑之前和注入顯像劑之后來自眼睛的區域的熒光強 度，以確定兩個強度之間的差。在某些實施方式中，處理器可以測量將顯像劑注入眼睛中之 前眼睛的熒光的第一數據，以及在注入顯像劑之后眼睛的熒光的第二數據，繼而比較第一 數據和第二數據。例如，該比較可以包括從第二數據中減去第一數據，以確定所測量的熒光 之間的差。另外，處理器可以在顯示器屏幕上顯示來自準彈性光散射和/或熒光配體掃描的數據，以供操作者查看。數據可以包括與所執行的準彈性光散射和/或熒光配體掃描有 關的任何信息。
本發明的另一方面提供一種對主體的眼睛執行準彈性光散射和熒光配體掃描中 至少一個的方法。該方法可以包括選擇眼睛中的位置以收集數據；在選定的位置上執行 準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個；收集來自準彈性散射和/或熒光配體掃描的 數據并且呈現該數據。數據可以在顯示器屏幕上顯示和/或打印出來。為此，所收集的數 據可以包括與所執行的準彈性光散射相關聯的散射光以及與所執行的熒光配體掃描相關 聯的平均熒光強度中至少一個的平均強度。可以從眼睛晶狀體的核上和/或核區域中的位 置收集平均強度數據，并且可以確定來自眼睛晶狀體的核區域的散射光的平均強度與來自 眼睛晶狀體的核上區域的散射光的平均強度之間的比率。可以針對熒光配體掃描確定類似 的比率。本發明的方法方面還可以包括通過照射主體的眼睛來執行熒光配體掃描；測量 將顯像劑注入眼睛中之前眼睛的熒光的第一數據；將顯像劑注入到眼睛中；測量在將顯像 劑注入到眼睛中之后眼睛的熒光的第二數據；以及比較第一數據與第二數據。在某些實施 方式中，第一數據和第二數據可以包括來自眼睛的平均熒光強度，并且比較第一數據和第 二數據可以包括從第二數據中減去第一數據。在某些實施方式中，可以在將顯像劑注入到 眼睛中之后不超過24小時進行第二數據的測量。該方法還能夠檢測眼睛中的淀粉體 蛋白質的存在，和/或允許通過測量眼睛中的熒光的測量水平來跟蹤疾病的發展。而且，本發明的實現可以包括以下一個或多個特征。系統還包括第二照相機，其配 置和布置用于接收所接收光的第二部分，并且配置用于提供與所接收光的第二部分對應的 圖像的標記。系統還包括二向色分束器，其配置和布置用于向第二測量反射器反射至少部 分經聚焦的光，并且向第一測量反射器發射至少部分經聚焦的光。處理器配置用于分析圖 像中的光強度，以確定眼睛中的區域相對于參考點的位置。處理器配置用于將圖像中的光 強度與如下區域相關聯，與該光強度相關聯的光從該區域散射。處理器配置用于確定眼睛 的核上、核和皮層的位置。系統還包括耦合至處理器的顯示器，其中處理器配置用于使處理 器在圖像中顯示橢圓。處理器配置用于調節橢圓相對于圖像的大小和位置。處理器配置用 于分析圖像中的光強度，以確定眼睛虹膜的位置，并且調節橢圓的大小并將其定位在在圖 像中的虹膜上。處理器配置用于響應于來自系統的用戶的輸入來調節橢圓的大小。總體上，在另一方面，本發明提供了一種用于在主體的眼睛上執行熒光配體掃描 的系統。該系統包括光源，配置用于向主體的眼睛發射光；第一顯微鏡物鏡，配置和布置 用于聚焦從源向主體的眼睛發送的光，以產生撞擊眼睛的聚焦光點；致動器，其耦合至可移 動第一透鏡，并且配置用于定位通過可移動第一透鏡的、從第一顯微鏡物鏡發送的光在主 體眼睛中的聚焦光點；透鏡，配置用于聚焦從源發送并且由主體的眼睛散射的光；光電倍 增管檢測器或者類似的檢測器，配置和布置用于接收所接收光的第一部分，并且配置用于 提供與所接收光的第一部分對應的圖像的標記；以及處理器，其耦合至光電倍增管檢測器 或者類似的檢測器，并且配置用于分析圖像中的光強度以確定與眼睛的部分的分界面對應 的參考點的位置。本發明的實現包括以下一個或多個特征。由主體的眼睛散射并且在光電倍增管檢 測器處接收的光沿著與從源發送的光基本相似的路徑傳播。移動第一顯微鏡物鏡以允許光源向主體的眼睛發射作為準直射束的光。另外，本發明的實現可以包括以下一個或多個特征。系統還包括第二透鏡，配 置用于聚焦從源發送并且由主體的眼睛散射的光；檢測器，配置和布置用于從第二透鏡接 收所接收光的第一部分，并且配置用于提供與所接收光的第一部分對應的圖像的標記；并 且處理器還耦合至檢測器，并且配置用于分析圖像中的光強度，以確定與眼睛的部分的分 界面對應的參考點的位置，其中由主體的眼睛散射并由第二透鏡聚焦的光沿著如下路徑傳 播，該路徑與主體的視線呈45度角，并且相對于來自源的光的路徑呈90度角。
而且，本發明的實現可以包括以下一個或多個特征。系統還包括布置在第二透鏡 接收的光的路徑中的第一二向色分束器以及布置在來自源的光的路徑中的至少第二二向 色分束器，第一二向色分束器和第二二向色分束器配置用于向檢測器反射至少部分的光。 系統還包括高速快門，其布置在光從光源向主體的眼睛傳播時的路徑中的點處。系統還包 括心率監測器，并且處理器配置用于將數據收集同步到心跳間的休止期。心率監測器被配 置為主體的前額支架的一部分。心率監測器被配置為主體的下頌支架的一部分。系統還包 括起搏器，配置用于調節主體的心跳；以及處理器，配置用于將數據收集同步到心跳間的 休止期。根據本發明的實現，可以提供以下一個或多個功能 適用的熒光強度測量系統(例如，FLS)，支持眼睛晶狀體中的局部測量。 適用的準彈性和/或光散射強度掃描系統，用于使用對眼睛的測量來檢測疾病。 可以使用單個設備由一個操作者進行眼睛的診斷測量。可以在不與眼睛物理接 觸的情況下獲得眼睛的診斷測量(例如與疾病有關的信息)。 可以在眼睛中執行可重復的、高精度的光散射強度的測量。 可以在單個平臺/設備上執行熒光配體掃描(FLS)和準彈性光散射(QLS)(也 稱為動態光散射、自拍光譜學、零差光譜學、激光羅利(Raleigh)散射以及其他名稱)。 可以在診斷測量期間補償主體眼睛的移動。 可以按照非侵害方式來確定針對眼內植入物的測量，例如，鐳射視力矯正手術。 可以獲得相對于眼內位置的熒光強度的紅外(IR)照片文檔。 可以精確地確定光散射測量的眼睛內的位置。 可以提供質量控制，以針對測量數據來驗證眼睛內的位置。 可以確定眼睛的生物形態度量，例如在透鏡方程、前部深度、角膜厚度和/或晶 狀體厚度的測量中使用的參數。 可以相關于白內障、分子年齡、糖尿病、輻射照射(例如，針對飛行員、輻射工作 人員、宇航員、癌癥患者)和/或眼睛毒性(例如長期暴露于系統激素和/或精神病治療藥 齊U)對眼睛中的凝集體進行測量。 可以診斷神經退化疾病和/或TSE以及提供預測。 可以在診斷測量期間補償由于心跳而引起的主體的眼睛的移動。 可以執行眼睛的連續分界面掃描。 可以充分地照射眼睛的測量區域，同時保持視網膜處的照射處于眼睛安全水平。
在查看以下附圖、詳細描述和權利要求之后，將更加全面地理解本發明的這些和 其他功能以及發明本身。


圖1是根據本發明某些實施方式的用于測量患者眼睛內的光散射的光散射系統 的透視圖。圖2是圖1所示的計算機的框圖。
圖3是筆形和扇形射束激光都被打開時圖1所示的系統提供的眼睛的剖面圖像。圖4是僅打開筆形射束激光時圖1所示的系統提供的眼睛的剖面圖像。圖5是使用圖1所示的系統來測量從主體的眼睛散射的光的過程的流程圖。圖6是根據本發明某些實施方式的執行熒光配體掃描的過程的流程圖。圖7是根據本發明某些實施方式的執行準彈性光散射和熒光配體掃描的過程的 流程圖。圖8是示出根據本發明某些實施方式的數據獲取的時序的示意圖。圖9是示出在執行準彈性光散射和熒光配體掃描之前根據本發明的某些實施方 式的測試設置信息和眼睛的前視圖和剖面圖的樣本顯示窗口。圖10是示出在執行準彈性光散射和熒光配體掃描之后根據本發明的某些實施方 式的測量的樣本顯示窗口。圖11是根據本發明某些實施方式的用于在患者的眼睛內進行測量的掃描沙伊姆 弗勒(Scheimpflug)照射和掃描沙伊姆弗勒成像系統的框圖。圖12是根據本發明某些實施方式的用于測量患者眼睛內的光散射的光散射系統 的部分的側視圖。圖13是根據本發明某些實施方式的用于測量患者的眼睛內的光散射的光散射系 統的透視圖。圖14是根據本發明某些實施方式的用于與患者的頭部相關地測量患者眼睛內的 光散射的光散射系統的透視圖。
具體實施例方式本發明的某些實施方式提供了出于診斷目的而測量主體的眼睛(例如，人眼)內 的光散射的技術。例如，光散射系統包括激光組件，其向主體的眼睛中發射激光。轉換透鏡 聚焦散射的激光，從而在測量鏡體上形成圖像。在轉換透鏡與測量鏡體之間，光從可操縱 鏡體反射，該可操縱鏡體可被調節為將圖像定位在測量鏡體上的期望位置。測量鏡體具有 針孔，其允許某些散射激光通過以及由單個光子檢測器檢測并且由硬件或者軟件相關器來 分析。沒有通過針孔的散射激光由測量鏡體向電荷耦合器件(CCD)照相機反射。照相機獲 得散射激光的圖像，并且向計算機提供該圖像。計算機從相關器獲得信息并且從照相機獲 得圖像。計算機可以分析相關器的與所測量的散射光和眼睛內的位置有關的輸出(相關函 數)，以確定眼睛是否具有異常(諸如疾病)的指示。計算機還可以處理來自照相機的圖像 信息，以提供來自眼睛的散射光的圖像，并且向操縱鏡體發送控制信息以針對主體眼睛的 移動進行調節，以及幫助確保來自眼睛的期望位置的光被定向到測量鏡體的針孔。然而，該光散射系統是示例性的，并不是本發明的限制，因為根據本公開的其他實現也是可行的。參考圖1，光散射系統10包括光源12、轉換透鏡14、操縱鏡體組件16、測量鏡體 18、(XD照相機20、相關器22和計算機24。光源12、轉換透鏡14、鏡組件16、測量鏡體18和 CXD照相機20的組合形成光學單元11。在將儀器與主體眼睛26進行對準時，光學單元11 可以作為一個單元來移動。系統10配置用于向主體的眼睛26中發送激光射 束。從眼睛26 散射的光被聚焦到測量鏡體18上的、由操縱鏡體組件16確定的位置。入射到鏡18上的某 些光通過小孔38去往光纖28，該光纖28將光引導至光子檢測器19。檢測器19可以向相 關器22輸出脈沖以用于分析，相關也可以通過軟件來完成而不需要特定的硬件相關器或 者軟件和硬件的組合。散射光的其他部分從鏡18被定向到CCD照相機20，并且散射光區域 的圖像被提供至計算機24。計算機24還可以接收相關函數和由相關器接收的光強度測量， 并且處理相關函數和強度測量以執行診斷測試，從而確定主體的疾病的可能性或者疾病的 類型，并且控制由操縱鏡體組件16進行的光的重定向，以控制光在眼睛26中被測量并被提 供給相關器22的位置。雖然沒有示出，但是系統10包括下頌支架和前額支架，用以幫助定 位主體的頭部，使得主體的眼睛26被定位以便由光源12照射，并且適當地微調光源的位置 和/或角度。光源12可以配置用于向眼睛26提供多個激光射束。例如，源12可以配置用于向 眼睛26發送激光筆形射束30，眼睛26將散射筆形射束30的部分。筆形射束30將沿直線 穿入眼睛26中，并且將被眼睛26內不同的物質散射到不同的角度。激光源12還可以配置 用于提供定向到眼睛26的扇形射束或者狹縫射束32。扇形射束32是非常薄的平面射束， 其也將穿入眼睛26中，并且被各種物質散射到不同的角度。扇形射束32用于輔助操作者 將儀器11與主體對準。在對準期間，眼睛照射從筆形射束30變為扇形射束32，并且一秒中 內反復若干次。在測量期間，優選地僅打開筆形射束30。優選地，激光射束30、32的光的波長對患者不可見或者僅略微可見，從而使向患 者的眼睛26中發射射束30、32不會引起患者不適(這將造成患者不期望的移動)。優選 地，射束30、32都具有約400nm-820nm之間的波長。轉換透鏡14布置為其縱軸垂直于筆形射束30和扇形射束32 (即，射束30、32的 傳播方向)。射束30、32與轉換透鏡14的軸之間的角度(優選為90° )有助于減小/最 小化從眼睛26接收的散射光的目標區域的尺寸。轉換透鏡14配置用于將從眼睛26散射 的光聚焦到測量鏡體18上。操縱鏡體組件16包括鏡體34和鏡體驅動器電機36。鏡體34 的配置以及操縱鏡體組件16的定位使得鏡體34從轉換透鏡14接收聚焦的散射光，并且將 與射束30、32對應的射束40、42中的該光重定向到測量鏡體18上的散射區域的聚焦圖像。 鏡體34連接至驅動器電機36，其配置用于根據從計算機24接收的控制信號而在兩個軸上 調節鏡體34的角度。電機36配置用于驅動鏡體34以定向來自轉換透鏡14的散射光，使 得光以期望的相對位置入射到鏡18上(例如，使得散射光的期望部分通過鏡18中的孔)。測量鏡體18配置和布置用于將來自操縱鏡體組件16的光反射至CXD照相機20。 鏡體18反射來自鏡體34的散射光，使得CCD照相機20可以接收來自射束40、42的反射 光，以用于對來自眼睛26的散射光成像。可以在鏡體18的中心提供孔38。該孔38優選 地是針孔(例如，直徑大約50 μ m)。該孔允許來自散射射束40的光通過并且由光纖28接 收。光纖28將通過針孔38的射束40的部分的標記傳送至檢測器19，檢測器19向相關器22提供電子標記。檢測器19通過纖維光纜28連接到測量鏡體18。檢測器19配置用于將從光纜28 接收的光轉換為電子脈沖，并且將該脈沖發送至相關器22。 相關器22配置用于從檢測器19接收電子脈沖，并且配置用于分析經由針孔38接 收的光的光強度隨時間的波動。相關器22配置用于使用接收的光強度的標記來執行自動 相關算法，以確定眼睛26的晶狀體中蛋白質凝集體的大小。相關器22還連接至計算機24， 并且配置用于向計算機24提供與眼睛26的晶狀體中的蛋白質凝集體的大小有關的信息。CXD照相機20布置和配置用于從測量鏡體18接收從光束40、42反射的光。照相 機20配置用于聚焦于針孔38，并且提供由眼睛26散射的反射光的圖像。照相機20配置用 于處理所接收的反射光，并且產生由于從扇形射束32和筆形射束30散射的光而顯示眼睛 26的晶狀體的剖面的圖像。照相機20還連接至計算機24，并且配置用于向計算機24提供 與眼睛26的圖像有關的信息，以供計算機24顯示。計算機24配置用于從相關器和照相機20接收信息，并相應地處理該信息，以收集 期望的信息并且執行診斷操作。計算機24可以處理來自相關器22的凝集體類型和大小的 指示，以確定疾病的指示。計算機24可以處理來自照相機20的眼睛26的圖像，并且向組 件16提供控制信號以調節鏡34的定位，從而控制射束40中的散射光的哪部分入射到針孔 38上。還參考圖2，計算機系統24包括處理器82、存儲器84、盤驅動器86、顯示器88、鍵 盤90和鼠標92。處理器82可以是個人計算機中央處理單元(CPU)，諸如Intel 公司制 造的。存儲器84包括隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)。盤驅動器86包括硬盤 驅動器，并且可以包括軟盤驅動器、CD-ROM驅動器和/或壓縮驅動器。顯示器88是陰極射 線管(CRT)顯示器，但是其他形式的顯示器也是可接受的，例如包括TFT顯示器的液晶顯示 器(LCD)。鍵盤90和鼠標92為用戶(未示出)提供數據輸入機制。組件82、84、86、88、90 和92通過總線94連接。計算機24例如可以在存儲器84中存儲包含計算機可讀、計算機 可執行指令的軟件代碼，用于控制處理器82執行以下描述的用于對由眼睛26散射的光進 行成像和分析的功能。還參考圖3-圖4，計算機24配置用于根據射束30、32的散射光產生眼睛26的圖 像50。如圖像50所示，具有顯著強度的光在角膜處散射，并且作為圖像50中的亮點52出 現。隨著筆形射束30進一步進入到眼睛26中，光沒有被眼睛26的玻璃體區域54顯著地 散射，并且由此表現為圖像50中的暗區域。移到圖像50中的左側，歸因于眼睛26的晶狀 體囊、核上區域58和核60中的IV類膠原，光被晶狀體囊56顯著地散射。由于照相機20 接收的散射光的增加的強度，顯著散射造成圖像50中所示的明亮部分。而且，從角膜反射 的光造成亮點53，即浦肯雅(purkinje)點。照相機20產生大約30個圖像/秒，但是本領域技術人員理解，也可以使用其他的 幀速率。在大約Imsec到1秒之間的時段中獲取相關函數。通常，利用關注眼睛中給定點 的測量11，在眼睛26中的每個位置處獲得5個相關函數。因為例如由于主體的心跳以及其 他因素造成的壓力波動，眼睛26的正常運動通常使眼睛26在獲得信息以產生相關函數這 一期間移動。這種移動可能降低所產生數據的有效性，并且由此降低所做測量的有效性，并 因此降低診斷結果的有效性。系統10 (具體地，計算機24)優選地配置用于通過補償眼睛26的運動來幫助穩定圖像50。在進行測量時，優選地，僅打開筆形射束30并且跟蹤機制是活躍的。參考圖4，計算機24可以適應眼睛26出于各種原因的移動。例如，可以使用計算機控制信號的跟蹤機 制和電機36來適應眼睛26的眼球跳動、眨眼、振動(例如由于心跳)或者自發移動。計算 機24可以確定激光射束30通過兩個已知區域之間的位置以確定參考點，以用于定位眼睛 26的特定部分以及調節鏡體34，以便通過針孔38收集針對眼睛26的期望位置的數據。例 如，計算機24可以確定與晶狀體囊56和玻璃體區域54之間的分界面對應的前晶狀體囊分 界面61、后晶狀體囊分界面63、空氣與角膜的分界面65、角膜與眼房水區域的分界面67、玻 璃體與視網膜的分界面等的位置。針對分界面61，計算機24可以確定當角膜52在圖像50 中從右向左移動之后散射強度在何處突然增加，由此來確定激光射束30從哪里通過眼房 水區域54去往前晶狀體囊56。上文提到的任何分界面都可以用作測量、映射和跟蹤的參考 點ο計算機24在捕獲的圖像50中接近前晶狀體囊分界面61的參考點的位置處放置 標志(例如“X”55)，以允許適當跟蹤操作的將來可視確認。對應于針孔38的拾取點66在 圖像50中保持在相同的像素地址處。在設置屏幕中，眼睛26中的期望拾取點64被設置為 從晶狀體囊56測量的指定數目的像素。已知晶狀體囊56、期望拾取點64和實際的拾取點 66的像素位置，計算機24可以計算期望拾取點64與實際拾取點66之間存在的誤差，并且 移動鏡體34以補償該差異。該操作每秒進行30次(例如)以便將實際拾取點66維持在眼 睛26中的期望位置64處。計算機24可以按照這種方式來確定晶狀體囊56的當前位置。 計算機24可以確定從晶狀體囊56的當前位置到晶狀體囊56在圖像50中的期望位置的像 素距離。所確定的距離是(例如)眼睛26的當前位置與其相對于照相機20以及由此相對 于圖像50的視場的期望位置的水平距離。計算機24可以向組件16發送控制信號以使電 機36移動鏡體34，使得眼睛26在圖像50中的實際水平位置是眼睛26在圖像50中的期 望水平位置。計算機24在眼睛26的測量期間繼續進行這些調節。計算機24還可以確定 眼睛26的當前位置與其期望位置之間的垂直距離，并且向電機36發送控制信號以使電機 36調節鏡體34，從而補償眼睛26的垂直運動。計算機24可以分析隨時間獲得的信息，并 且確定由于眼睛26的移動或者眨眼而應當丟棄什么信息。計算機24可以保存未受眼睛移 動或者眨眼破壞的信息(或者針對其對移動進行充分補償的信息)，并且丟棄受到眼睛移 動或者眨眼破壞的信息(以及針對其沒有對移動進行足夠補償的信息)。作為初始對準過程的一部分，計算機24還可以配置用于在圖像50上疊加橢圓68， 其中兩個激光射束30、32都是打開的。橢圓68優選地被設置大小和布置，以便與眼睛26的 瞳孔70對準。橢圓68可以由計算機24的用戶使用例如鍵盤90或者鼠標92來手動地設 置大小。用戶可以使用圖像50來選擇晶狀體的各區域(皮層57、核上58、核60)之間的邊 界，并且在每個區域中收集數據。用戶可以通過相對于主體移動光學單元11，來選擇插入或 者疊加橢圓68，以及移動眼睛26的圖像50。當光學單元11的定位使得橢圓68與眼睛26 的瞳孔70相匹配并且主體注視目標(未示出)時，激光射束30穿過眼睛26的晶狀體中的 唯一路徑，并且可以在從一次測量會話到另一次可再現的位置處進行測量。用戶可以例如 這樣來設置橢圓68的大小選擇橢圓68并且拖動光標以調節橢圓68在任一軸上的大小。 使用該對準過程，可以在各種過程(諸如在眼睛26上的操作或者用藥)之前和之后分析相同主體，以估計在主體上執行的過程或者對主體用藥的成功率。 計算機24還可以配置用于將眼睛圖像50分為區域。如圖3所示，計算機24可以 分析圖像50的強度，并且將圖像50分為眼睛26的皮層57、核上58和核60區域。計算機 24可以使用眼睛圖像50的劃分來控制組件16以確定測量區域64的位置。例如，計算機 24可以特別選擇測量核上58或者核60區域的光散射強度。特別地，計算機24可以例如在 眼睛26中相對于角膜52四個不同的深度處，利用測量區域64來進行測量。系統10可以用于在單個平臺/設備上執行準彈性光掃描(QLS)和其他形式的掃 描二者。例如，可以注入顯像劑，其將結合或者附于特定類型的項(例如，表示疾病的凝集 體)，并且將以可區別檢測的方式對光作出反應。優選地，顯像劑可以配置為響應于光而發 熒光，在這種情況下，掃描稱為熒光配體掃描(FLS)。可以按照多種方式將顯像劑注入到眼 睛中，例如，通過滴眼劑、眼藥膏、洗眼液、眼軟膏、內吸劑等。光源12具有適合特定顯像劑 的波長和極化特性。例如，如果顯像劑是熒光體，則波長優選地調節至顯影劑的吸收光譜的 峰值。可以將光源12調節到這樣的光波長，顯像劑將針對該光波長作出反應，并且穿過針 孔38的所得圖像部分將由計算機24分析從而可以確定凝集體的存在和量。顯像劑可以采 取多種形式，諸如發色團(其是比色的，在可見光譜中)、將響應于光而發熒光的熒光體(例 如熒光探針)或者將特有地以及可檢測地對可見或者不可見(例如紅外)光作出反應的 其他物質。特有的反應不必是唯一的，但應使其不同于(例如，波長和/或反應程度不同) 感興趣區域中除顯像劑以外的任何物質的反應(如果有的話)。優選地，熒光顯像劑所發 熒光的光波長不同于眼睛26中的物質，和/或在數量上大于(在熒光波長處)眼睛26中 的物質。示例性熒光體在美國專利號6，849，249中進行討論(在此通過引用將其整體并 入)，并且包括Chrysamine或者Chrysamine衍生化合物，諸如{(反式，反式)，溴基_2， 5-鄰-(3-羥基羰基-4-羥基)苯乙烯(BSB)}。系統10還可以使用相同的照相機20用于 QLS和FLS測量二者。系統10可以利用FLS和狹縫射束32來執行光學斷層(sectioning)， 以輔助映射眼睛26 (例如，對眼睛26進行斷層)。如所示，從兩個射束30、32散射的光可以 在圖像50上共同對準。另外，計算機24可以使用FLS測量來確認QLS測量，和/或可以使 用QLS測量來確認FLS測量以及診斷結論。由此，通過使哺乳動物(例如，人類主體)的眼部組織接觸與淀粉體蛋白質或者 前淀粉體蛋白質凝集體相結合的可檢測標記化合物，系統10可被用于診斷目的。與包含 蛋白質的其他β-折疊體相比，化合物優先與淀粉體蛋白質結合。優選地，可檢測標記化 合物包括熒光探針。例如，熒光探針或者熒光體是Chrysamine或者Chrysamine衍生化 合物，諸如K反式，反式)，-1-溴基_2，5-鄰-(3-羥基羰基-4-羥基)苯乙烯(BSB) }。 Chrysamine G及其衍生物是本領域已知的(例如，美國專利號6，133，259 ；6, 168，776 ； 6，114，175)。這些化合物與Αβ肽相結合，但不是熒光的。診斷方法使用高親脂性的熒光 淀粉體結合Chrysamine G衍生物來檢測眼睛中的Aβ肽。還可以使用生物藥效率親脂性 熒光探針。此類熒光體和探針是例如從Molecular Probes, Inc. Eugene, OR.商購的。此 前，X-34或者{(反式，反式)，-l-溴基_2，5-鄰-(3-羥基羰基-4-羥基)苯乙烯(BSB)} (Styren et al.，2000，J. Histochem. 48 1223—1232 ；Link et al.,2001,Neurobiol. Aging 22:217-226 ；and Skrovonsky et al. ,2000,Proc. Natl. ,Acad. Sci. U. S. A. 97 7609-7614) 已經用于分析腦組織(但是不是眼部組織)。這些探針發射藍-綠范圍的光，因此與診斷相關的熒光水平超過人晶狀體自體熒光在藍-綠范圍中的量。其他有用的化合物包括可 檢測的含甲氧基的制劑，諸如Me-X04(l，4-鄰(4'-羥基)_2_甲氧苯)。其他含甲氧基 的制劑例如包括Chrysamine或者Chrysamine衍生化合物，諸如{(反式，反式)，溴 基-2，5-鄰-(3-羥基羰基-4-羥基)苯乙烯(BSB) }。此類化合物在Mathis et al,Curr. Pharm. Des. ,vol. 10(13) 1469-93 (2004)；美國專利號 6，417，178 ；6，168，776 ；6，133，259 ； 和6，114，175中進行了描述，在此通過引用將其中的每一個整體并入。還可以使用非特定 的親淀粉體探針，諸如硫黃素T、硫磺素S或者剛果紅染劑。
系統10 (具體地，計算機24)可以提供測量結果的照片文檔。針對獲得的每個FLS 編號，計算機24可以提供光來自圖像50中何處的指示，分析該指示以確定FLS數目。以此 方式，計算機24可以將各FLS指示來自哪個區域記錄在案。繼而可以使用FLS數目以及對 應的感興趣區域，來確定FLS數目是否對應于特定疾病或者其他原因。指示眼睛26 —個區 域中的凝集體的指示或者FLS數目可能代表疾病或者其他異常，而眼睛26的不同區域中的 相同FLS數目可能是良性的。因此，計算機24優選地將測量的FLS數目與眼睛26內的如 下對應區域相關聯，從該區域進行的測量到達了 FLS數目。計算機24還可以配置用于分析眼睛26的不同部分，以確定圖像50的強度峰值之 間的距離。例如，強度峰值可以用于確定眼睛26的深度，例如以用于選擇眼內植入物(例 如，選擇用于主體眼睛26中植入的人造眼內晶狀體(IOL)的大小)。由此，系統10可以用 于確定要以非侵害方式使用的適當眼內植入物。系統10還可以用于確定前房的深度、角膜 和晶狀體厚度等。參考圖5，并且還參考圖1-圖3，用于使用系統10來測量和分析主體的眼睛26中 的對象的過程Iio包括所示的步驟。過程110可以用于使用系統10來執行FLS和/或QLS。 然而，過程110僅是示例性的而不是限制性的。可以例如通過添加、移除或者重新布置步驟 來修改過程110。在步驟112，激光源12向主體的眼睛26中發出激光射束30、32。射束32提供激 光紅外光的平面，使得可以對眼睛的剖面進行成像。扇形射束32將允許形成剖面圖像50， 而筆形射束30提供聚焦的光以用于針對諸如凝集體之類的區別特征來分析眼睛的不同區 域。在步驟114，對由眼睛26從激光射束30、32散射的光進行成像。優選地在與相對 于入射射束傳播方向呈90°處收集由眼睛26散射的光。由眼睛26散射的光由透鏡14聚 焦在測量鏡體18上。測量鏡體18將散射光反射至照相機20，照相機20處理所接收的光以 形成眼睛26的剖面圖像50。剖面圖像50是眼睛26的剖面，其具有由于射束30而散射的 光的覆蓋。剖面圖像50優選地是眼睛26的前部，包括眼睛26的角膜、晶狀體以及核的部 分。照相機20向計算機24提供圖像信息，以便在計算機的監視器88上顯示。在步驟116，將橢圓68定位在眼睛26的圖像50上。儀器10的用戶可以手動定位 光學單元11以及設置橢圓68的大小。例如，設置橢圓68的大小并且移動光學單元11，使 得橢圓對應于眼睛26的瞳孔。可以在眼睛26上重復地定位橢圓68，以使得可以在同一眼 睛26上多次重復過程110，并且將允許對眼睛26的一致測量，從而可以針對眼睛26中的相 同區域可信地進行測量，以比較眼睛26隨時間的變化。在步驟118，標識眼睛26內的各個區域。這可以由操縱輸入設備(諸如鍵盤90和/或鼠標92)的計算機24的用戶手動完成，或者可以由計算機24自動完成。如果自動完 成，則給定已知的眼睛圖像的強度分布的特性，計算機24分析圖像50的強度圖樣，并且標 識眼睛26內的各個區域。計算機24通過沿著射束30的傳播方向移動并且找到圖像50中 較大的高強度區域來標識角膜52 ；并且通過向圖像50的內部移動并且找到在較大的低強 度區域之后圖像強度顯著的下一位置來標識晶狀體囊56。計算機24還通過沿著線62分析 射束32散射的絕對和/或相對強度水平來標識皮層57、核上58和核60區域，由此對圖像 50進行斷層。計算機24存儲角膜56與眼睛26內各個區域之間距離的指示，例如，存儲為 眼睛26的各個對象與區域之間的像素數目的指示。在步驟120，將來 自射束30的散射光引至測量鏡體18中的針孔38，以測量眼睛26 的期望區域。計算機24向電機36發送控制信號以驅動和操縱鏡體34，以便將從來自眼睛 26期望區域的射束30散射的光引至針孔38。計算機24確定期望測量的眼睛26的期望區 域。計算機24向電機36發送控制信號以在兩個軸上操縱鏡體34，使得對應于針孔38的測 量區域66被定位在期望的測量區域64。計算機24可以將測量區域64定位在眼睛26內的 期望區域集合處，例如與眼睛的不同區域(諸如皮層、核上中的兩次測量以及核中的一次 測量)對應的四個區域的集合。可以使用其他測量和/或區域的數量或者區域內的測量分 布。另外，計算機24可以將測量區域64定位在特定區域中或者特定位置處，以測量眼睛26 在眼睛26內的特定位置處的特征，例如用于診斷特定異常。例如，測量區域64可以放置在 核上58，以研究對應于阿爾茨海默病、其他神經退化疾病、TSE等的凝集體。從對應于針孔 38的測量區域接收的散射光被收集并通過光纖線纜28向檢測器19傳送，并且檢測的信號 被發送至相關器22。相關器22計算相關函數以便隨時間分析所接收光的強度，并且向計算 機24提供該分析的指示以例如用于確定眼睛26內的異常。在步驟120期間執行的步驟122，系統10適應眼睛26的運動。計算機24分析圖 像50以確定眼睛26的特定部分(例如，晶狀體囊)相對于晶狀體囊56的期望位置的位置， 并且向電機36發送控制信號以調節鏡體34的角度以便適應眼睛26的運動。由此，系統10 可以提供眼睛26的相對穩定的圖像，并且可以根據眼睛26內相對穩定的位置來進行測量， 從而使所測量的光強度精確地反映眼睛26的期望測試位置內存在或者不存在凝集體以及 凝集體的類型。在步驟124，計算機24出于診斷目的分析來自相關器22的測量結果。計算機24 結合所測量的眼睛26內的區域64的位置的知識來分析來自相關器22的數據。使用該信 息，計算機24可以確定眼睛26內的凝集體或者其他對象的存在和類型，并且例如通過計算 機的顯示器88向用戶提供眼睛26內的對象存在、不存在和/或類型的指示。參考圖6，并且還參考圖1-圖3，用于在主體的眼睛26上執行FLS的過程150包 括所示的步驟。然而，過程150僅是示例性的而不是限制性的。可以例如通過添加、移除或 者重新布置步驟來修改過程150。例如，可以移除步驟152并且修改步驟156，以消除測量 強度與先前測量強度的比較。另外，雖然下文描述了測量響應于光的熒光，但是過程150可 被修改以使用其他形式的能量和/或測量其他特征，如上所述。在步驟152，照射眼睛26并且測量熒光。利用光源照射眼睛26，并且測量和記錄 響應于照射而從眼睛26發射的熒光。對所發射熒光的量級和這些量級的位置進行相關和 記錄。
在步驟154，將顯像劑注入到眼睛26中。顯像劑配置用于與眼睛26中可能存在的 感興趣的物質/對象結合，并且配置用于響應于來自源的光而發熒光。可以通過多種方式 來注入顯像劑，例如，通過向眼睛26應用滴眼液、靜脈注射等。在步驟156，利用來自源的光照射眼睛26，并且測量來自眼睛26的熒光。對強度量 級和位置進行相關和存儲，將其與在步驟152處記錄的量級進行比較，并且比較在步驟152 和156中從相似位置測量的量級。比較包括分析量級的差，并且確定感興趣物質/對象的 存在，如果眼睛26中確實存在的話，確定該物質/對象的量。可以確定關于感興趣物質/ 對象的存在和/或量的含義的結論，諸如主體的健康狀況，例如疾病(諸如阿爾茨海默病) 的存在和/或階段。
系統10的某些實施方式可以集成QLS和FLS技術二者，以允許對眼睛中的預定生 物物質(例如，一個或多個蛋白質)進行非侵害式定量測量，以檢查和測量晶狀體的特定區 域中的沉積，以用于疾病(例如，阿爾茨海默病)的早期檢測。例如，通過量化晶狀體的核 上區域中的淀粉體凝集體，系統可以用來輔助對阿爾茨海默病的診斷(例如，篩選)。 為此，QLS提供眼睛中的物質和/或對象的相對量的定量測量，而FLS提供此類物質和/或 對象位于眼睛中的位置的可視標識。根據某些實施方式，可以在眼睛的相同解剖學區域上進行QLS和FLS測量。通過 在剖面圖像視圖上選擇參考點，可以針對780nm激光定位檢流計(例如，通過軟件)，并且可 以針對405nm激光定位步進式電機，以收集操作者指定的解剖學位置處的數據。該位置可 以定位為包圍選定參考點的200微米的區域。參考圖7，并且還參考圖8-圖10，用于使用系統10來測量和分析主體的眼睛26 中的對象的過程151包括所示的步驟。利用系統10使用QLS和FLS技術來執行過程151。 然而，過程151僅是示例性的而不是限制性的。例如可以通過添加、移除或者重新布置步驟 來修改過程151。在步驟153處，操作者可以從顯示器屏幕上顯示的前視圖和/或剖面圖中，選擇眼 睛26中要測量的解剖學區域(例如，使用鍵盤90或者鼠標92在剖面圖像上點擊)，如圖 9所示。可以指定解剖學區域。在步驟155，數據收集和測量分析開始。可以記錄解剖學 區域的位置(例如，經由軟件處理)，以便在選定的解剖學位置處在所有剖面圖像上做標記 (例如，通過疊加標記)。對于前視圖，可以疊加圓(例如經由軟件控制)，其大小類似于圖 像中心的瞳孔。對于每個測量周期，系統的某些實施方式可以收集QLS和FLS中至少一個 的60msec的數據，如圖8所示。在不需要重新對準主體的情況下，可以快速連續地自動進 行直至十次測量。這允許收集多個數據集合，而無需在一個或多個數據集合由于主體運動 而被破壞的情況下重新測試主體。對可接受測試的選擇可以在接受數據集合之前由操作者 手動地進行，或者由計算機自動地進行。在步驟157，系統10提供QLS和FLS測量結果的報告。參考圖10，某些實施方式可 以包括提供每次測量的一系列屏幕上的和/或可打印的報告以供操作者查看。報告可以包 括一個或多個測試設置；與每次測量相關聯的圖像，其用以定義和表征數據收集的位置； 每個數據集合的平均QLS強度(ID_as)和平均FLS強度(IDiS)；針對QLS和FLS 二者以圖 形形式提供的自相關函數，其用以估計數據集合的接受或者拒絕；以及基于對自相關數據 的指數擬合的曲線擬合參數，在某些實施方式中，其可能不在數據分析中使用。
對于QLS，光強度的測試可以這樣來進行在例如60msec或者更小的小時間增量 中收集來自檢測器19的光子的光強度。通過以小時間間隔收集來自檢測器19的光強度， 可以計算(例如，使用軟件)強度隨時間的自相關函數。繼而可以使用自相關函數來計算 流體基質(fluid matrix)中存在的顆粒的相對大小。在某些實施方式中，自相關函數可以 用于估計QLS測量的質量，因為自相關函數對于測量缺陷(諸如主體運動)是靈敏的。可以報告(例如，經由軟件)測量時間上的平均強度，以每秒計數為單位。在某些 實施方式中，可以按照電子表格格式來單獨地分析這些測量。在某些實施方式中，用于分析 的主QLS測量是與照射源(例如，光源12)呈特定角度放置的檢測器19所捕獲的光的波長 的平均強度(ID_QLS)，以每秒的光子數為單位。光的波長可以是例如785nm，并且檢測器19 的入射光到照射源的傳播線的角度可以是90度。可以在眼睛26的晶狀體的核上和核區域 二者中進行測量。晶狀體的核區域不表現淀粉體，并且由此充當內部控制測量。用于 統計分析的測量是眼睛的核上區域中的散射光的平均強度(IDiS_SN)與眼睛的核區域中的 散射光的平均強度(ID-as_N)之間的比率(QLStom)
權利要求
1.一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個的系統， 所述系統包括顯示器屏幕，其顯示眼睛的圖像以允許操作者選擇眼睛中要測量的位置；以及光學單元，其耦合至處理器，用于在眼睛的選擇的位置上執行準彈性光散射和熒光配 體掃描中的至少一個，并且用于收集與所述執行的準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少 一個相關聯的數據，其中所述處理器在所述顯示器屏幕上顯示所述數據，以供操作者查看。
2.根據權利要求1的系統，其中在相同的所述顯示器屏幕上顯示來自準彈性光散射和 熒光配體掃描中的至少一個的數據。
3.根據權利要求1的系統，其中在不多于60msec的周期中收集所述數據。
4.根據權利要求3的系統，其中所述系統執行直至十個連續周期。
5.根據權利要求1的系統，其中所述數據在所述顯示器屏幕上被顯示為測試設置，眼 睛的前視圖和剖面圖，準彈性光散射和熒光配體掃描中至少一個的平均強度值，準彈性光 散射和熒光配體掃描中至少一個的自相關函數的圖形描繪，以及基于對自相關數據的指數 擬合的曲線擬合參數。
6.根據權利要求1的系統，其中所述收集的數據包括以下至少一個與所述執行的準 彈性光散射相關聯的散射光的平均強度，以及與所述執行的熒光配體掃描相關聯的平均熒 光強度。
7.根據權利要求1的系統，其中所述數據收集自以下至少一個眼睛的晶狀體的核區 域，以及眼睛的晶狀體的核上區域。
8.根據權利要求6的系統，其中與眼睛的晶狀體的核區域中位置的熒光配體掃描相關 聯的平均熒光強度(IFN)同與眼睛的晶狀體的核上區域中位置的熒光配體掃描相關聯的 平均熒光強度(IFLS-SN)之間的比率(FLSnot)可以根據公式FLSnot= IFLS-SN/IFLS-N來確定，并 且與眼睛的晶狀體的核區域中位置處的準彈性光散射相關聯的散射光的平均強度 (IQLS-N)同與眼睛的晶狀體的核上區域中位置處的準彈性光散射相關聯的散射光的平均強 度(Ias-J之間的比率(QLStom)可以根據公式QLSnot —Iqls-SN/IQLS-Ν 來確定，其中FLStom或者QLSnot的增加指示眼睛中的物質或者對象的存在的增加。
9.根據權利要求8的系統，其中測量質量度量(Nx)被計算為QLSnot和FLSnot的乘積。
10.根據權利要求1的系統，其中所述系統檢測眼睛中物質或者對象的存在。
11.根據權利要求10的系統，其中所述物質或者對象是β-淀粉體蛋白質。
12.根據權利要求1的系統，其中所述收集數據的至少部分被用于跟蹤疾病的發展。
13.根據權利要求1的系統，其中使用曲線y(t)=Ie_kt來分析準彈性光散射和熒光配 體掃描中的至少一個，其中I是平均強度，k是衰減時間常數，t是時間。
14.根據權利要求1的系統，其中所述處理器測量在將顯像劑注入到眼睛中之前眼睛 的熒光的第一數據以及在注入所述顯像劑之后眼睛的熒光的第二數據，并且比較所述第一 數據和所述第二數據。
15.根據權利要求14的系統，其中比較所述第一數據和所述第二數據包括從所述第二數據中減去所述第一數據。2＝
16.一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個的方 法，所述方法包括選擇眼睛中要分析的位置；在所述選擇的位置上執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個； 收集與準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個相關聯的數據；以及 呈現所述數據以供操作者查看。
17.根據權利要求16的方法，其中所述收集的數據包括以下至少一個與所述執行的 準彈性光散射相關聯的散射光的平均強度，以及與所述執行的熒光配體掃描相關聯的平均 熒光強度。
18.根據權利要求17的方法，其中從眼睛的晶狀體的核區域以及眼睛的晶狀體的核上 區域中的位置收集平均強度數據，并且確定來自眼睛的晶狀體的核區域的散射光的平均強 度與來自眼睛的晶狀體的核上區域的散射光的平均強度之間的比率。
19.根據權利要求17的方法，其中從眼睛的晶狀體的核區域以及眼睛的晶狀體的核上 區域中的位置收集平均強度數據，并且確定來自眼睛的晶狀體的核區域的平均熒光強度與 來自眼睛的晶狀體的核上區域的平均熒光強度之間的比率。
20.根據權利要求16的方法，其中執行熒光配體掃描包括 照射主體的眼睛；測量在將顯像劑注入到眼睛中之前眼睛的熒光的第一數據； 將所述顯像劑注入到眼睛中；測量在將所述顯像劑注入到眼睛之后眼睛的熒光的第二數據；以及 比較所述第一數據與所述第二數據。
21.根據權利要求20的方法，其中比較所述第一數據與所述第二數據包括 從所述第二數據中減去所述第一數據。
22.根據權利要求20的方法，其中所述數據是來自眼睛的平均熒光強度。
23.根據權利要求20的方法，其中在將所述顯像劑注入到眼睛中之后不超過24小時， 進行所述第二數據的測量。
24.根據權利要求16的方法，其中所述方法能夠檢測眼睛中的物質或者對象的存在。
25.根據權利要求24的方法，其中所述物質或者對象是淀粉體。
26.根據權利要求16的方法，其中可以通過測量眼睛中的熒光水平來跟蹤疾病的發展。
27.一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個的系 統，所述系統包括光源，配置用于向主體的眼睛發射光；透鏡，配置用于聚焦從所述源發送并且從所述主體的眼睛接收的光； 測量反射器，布置用于接收至少部分聚焦的光，并且配置用于反射接收的光的第一部分；照相機，配置和布置用于接收所述至少部分接收的光，并且配置用于提供與所述接收 的光的第一部分對應的圖像的標記；顯示器屏幕，用于顯示所述圖像，以允許操作者選擇眼睛的區域以便分析；以及處理器，其耦合至所述照相機，并且配置用于分析來自準彈性光散射的散射光和來自 熒光配體掃描的熒光中的至少一個，以檢測位于眼睛的選定區域中的感興趣物質或者對象。
28.根據權利要求27的系統，其中所述感興趣物質或者對象是淀粉體。
29.根據權利要求27的系統，其中針對眼睛的晶狀體的核上區域和眼睛的晶狀體的核 區域中的至少一個，分析散射光和熒光中的至少一個的平均強度。
30.根據權利要求29的系統，其中比較來自眼睛的晶狀體的核區域的散射光的平均強 度與針對眼睛的晶狀體的核上區域的散射光的平均強度提供用于估計眼睛中感興趣物質 或者對象的存在的相關因子。
31.根據權利要求29的系統，其中比較來自眼睛的晶狀體的核區域的平均熒光強度與 針對眼睛的晶狀體的核上區域的平均熒光強度提供用于估計眼睛中感興趣物質或者對象 的存在的相關因子。
32.根據權利要求27的系統，其中所述處理器測量在注入顯像劑之前以及注入顯像劑 之后來自眼睛的區域的熒光強度，以確定兩個強度之間的差。
33.根據權利要求27的系統，其中所述處理器在顯示器屏幕上顯示數據以供操作者查 看，所述數據包括與所執行的準彈性光散射和熒光配體掃描中至少一個有關的信息，包括 散射光和熒光中至少一個的平均強度。
34.根據權利要求27的系統，還包括包含計算機可讀、計算機可執行指令的計算機，所 述指令用于控制所述系統執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個，并且在所述顯 示器屏幕上顯示來自準彈性光散射和熒光配體掃描中至少一個的數據。
35.根據權利要求27的系統，其中當執行準彈性光散射和熒光配體掃描中的至少一個 時，所述處理器執行自相關函數，以估計數據是否受到主體的移動的影響。
全文摘要
一種用于在主體的眼睛上執行準彈性光散射和熒光配合及掃描中的至少一個的系統，包括光源，配置用于向主體的眼睛發射光；透鏡，配置用于聚焦從源發送并且從主體的眼睛接收的光；測量反射器，布置用于接收至少部分聚焦的光，并且配置用于反射所接收光的第一部分；照相機，配置和布置用于接收所接收光的第一部分，并且配置用于提供與所接收光的第一部分對應的圖像的標記；以及處理器，耦合至照相機，并且配置用于分析圖像中的光強度，以確定與眼睛的部分的分界面對應的參考點的位置。
文檔編號A61B3/117GK102006819SQ200980113126
公開日2011年4月6日 申請日期2009年3月27日 優先權日2008年3月27日
發明者D·J·尼蘭, P·哈滕, V·瓦爾沃 申請人:紐羅皮特克斯公司