TWI811748B

TWI811748B - 用於確定軟性接觸鏡片的幾何參數之方法

Info

Publication number: TWI811748B
Application number: TW110127942A
Authority: TW
Inventors: 湯馬士彤
Original assignee: 瑞士商愛爾康公司
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2023-08-11
Also published as: EP4189325A1; WO2022023979A1; TW202225638A; US20220034752A1; US11692906B2

Abstract

一種用於確定軟性接觸鏡片（CL）的幾何參數之方法包括以下步驟：- 提供包括OCT光源的OCT成像裝置；- 提供軟性接觸鏡片（CL）；- 相對於OCT成像裝置來佈置軟性接觸鏡片（CL），使得來自OCT光源的光撞擊在軟性接觸鏡片（CL）的後表面（BS）上；- 生成軟性接觸鏡片（CL）的三維OCT圖像；- 從該三維OCT圖像確定位於該軟性接觸鏡片（CL）的邊緣（E）上的多個邊緣點（E _i），- 藉由單獨的直線連接相鄰的邊緣點（E ₁，E ₂；E ₂，E ₃）；- 將所有單獨直線的長度（U _i）相加得到軟性接觸鏡片（CL）的近似圓周的長度U；- 從該長度U根據D = U/π確定該鏡片（CL）的直徑D。

Description

用於確定軟性接觸鏡片的幾何參數之方法

本發明關於一種用於確定軟性接觸鏡片的幾何參數之方法。

接觸鏡片、特別是軟性接觸鏡片的幾何參數（比如鏡片直徑、中心厚度、基彎半徑或基彎當量）之確定或測量通常是一項繁瑣的任務。為了執行該等確定或測量，已知的是將接觸鏡片佈置在容器中、例如佈置在填充有水性液體（比如水、鹽水或其混合物）的檢查比色皿或其他合適的容器中。將接觸鏡片浸入液體中，其中接觸鏡片的凸形前表面朝上。被佈置在比色皿/容器上方的相機拍攝容器中的接觸鏡片的圖像，並且從該圖像可以如下確定接觸鏡片的直徑。

在假設鏡片邊緣的形狀係圓形並且整個鏡片邊緣擱置在比色皿或容器中的支撐表面上的情況下，下文中描述的鏡片直徑的確定進行良好。進一步的假設係鏡片的輪廓沒有變形（例如，在軟性接觸鏡片的情況下，鏡片中心附近的區域不發生下垂）。

典型地，從第一步驟中的相機圖像來確定接觸鏡片的中心。此後，在多個方位角位置處、例如在以等距角增量分佈在360度全方位角上的100個不同方位角位置中的每一個處，從位於鏡片邊緣上的第一點經過接觸鏡片的中心到鏡片邊緣上的第二點繪製一條直線，該第二點相對於接觸鏡片的中心位於直徑上相反的位置。一條這種直線的長度代表接觸鏡片直徑的一個單獨值。在已經確定一個特定方位角位置處的直徑的一個這種單獨值之後，對於剩餘的不同增量方位角位置來重複此過程。將如此獲得的直徑的單獨值（在示例中為100個值）相加並除以值之數量（在本示例中除以100）以獲得平均值。然後確定此平均值代表接觸鏡片的直徑D。

鑒於上述假設（鏡片邊緣的形狀係圓形，鏡片沒有變形），在各種方位角位置處確定的直徑的該等單獨值典型地不會太偏離代表接觸鏡片的直徑D之平均值。出於這個原因，直徑的方差（即標準差的平方）也是從在各個方位角位置處的直徑的單獨值和代表接觸鏡片直徑D的平均值計算得到的。方差（標準差的平方）被認為指示了鏡片直徑確定的「品質」。也就是說，在較大方差的情況下，推定鏡片有缺陷，從而導致鏡片淘汰。顯而易見，每次鏡片淘汰都會對鏡片生產的產率有負面影響。

然而，例如具有複曲面前表面和用於將鏡片穩定在眼睛上的棱鏡壓載物的軟性接觸鏡片在當鏡片邊緣被佈置在比色皿或容器中的支撐表面上並且軟性接觸鏡片的凸形前表面朝上（如上所述）時，可以呈現蛋狀形狀（由於不均勻的質量分佈）。因此，鏡片直徑的方差可能會比較大，並且鏡片很可能會被淘汰。然而，當被放置在使用者的眼睛上時，這種軟性複曲面接觸鏡片仍然可以完美地適應角膜並且實際上可以提供期望的視覺矯正，因此基於高方差來淘汰軟性複曲面接觸鏡片可能是不合理的。

關於具有球形後表面的接觸鏡片的基彎半徑的確定，基彎半徑r可以從矢狀高度PSAG（即，從比色皿或容器中、鏡片邊緣所擱置的支撐表面水平到後表面的中心水平的高度）以及已經確定的接觸鏡片直徑D根據r ≈（1/2 ∙ D） ²/[2 ∙ PSAG]來確定。

在接觸鏡片的後表面係非球面的情況下，由於後表面的非球面性，不能確定接觸鏡片的單一基彎半徑。在這種情況下，確定基彎當量BCE。基彎當量BCE代表最佳可能球體的半徑，該球體近似於接觸鏡片的非球面後表面，其直徑在距離接觸鏡片中心例如8 mm直徑（即4 mm半徑）範圍內。這個最佳可能球體的半徑必須從球體的中心延伸到非球面接觸鏡片的後表面和且延伸到鏡片邊緣。

為了能夠計算基彎當量BCE，確定在接觸鏡片的中心處的矢狀高度PSAG（即，從比色皿或容器的支撐表面水平到後表面的中心水平的高度）。從在接觸鏡片的中心處的此矢狀高度PSAG以及已經確定的接觸鏡片直徑D，根據BCE ≈（1/2 ∙ D） ²/[2 ∙ PSAG]計算基彎當量BCE。

關於接觸鏡片的中心厚度之確定，執行干涉儀測量。為了正確確定中心厚度，干涉儀的測量束必須在鏡片中心處完美正交地撞擊在接觸鏡片的前表面和後表面上。同樣在這裡，鏡片的輪廓必須不變形（例如，在軟性接觸鏡片的情況下，鏡片中心附近的區域不允許發生下垂）。

然而，由於干涉儀的測量束撞擊在接觸鏡片的前表面上，在確定後表面的任何幾何參數期間，測量束在接觸鏡片的前表面處的折射效應必須考慮在內，從而導致需要更複雜的計算（「去扭曲（dewarping）」）以正確確定接觸鏡片的後表面的幾何參數。

如已經提到的，具有複曲面前表面和棱鏡壓載物的軟性接觸鏡片當被佈置在鏡片邊緣上而凸形前表面朝上時，可以呈現蛋狀形狀（由於它們的不均勻質量分佈），從而可能無法準確確定接觸鏡片的直徑D。可能形狀完美的接觸鏡片可能會被淘汰。而且，直徑D的確定的準確度可能會顯著受損，因為這種接觸鏡片的邊緣可能沒有完全擱置在比色皿中的支撐表面上。此外，由於接觸鏡片材料的柔軟性，軟性接觸鏡片可能會在鏡片的中心區域發生下垂，從而可能顯著影響矢狀高度PSAG的確定或測量。因此可能不再能夠可靠地確定基彎當量BCE。

考慮到上述缺點，本發明之一個目的係提出一種用於確定軟性接觸鏡片的幾何參數之方法。

本發明現在提出一種用於確定軟性接觸鏡片的幾何參數之方法。該方法包括以下步驟： - 提供包括OCT光源的OCT成像裝置； - 提供具有後表面和前表面的軟性接觸鏡片； - 相對於該OCT成像裝置佈置該軟性接觸鏡片，使得來自該OCT光源的光撞擊在該軟性接觸鏡片的後表面上； - 用來自該OCT光源的光輻照該軟性接觸鏡片，並且使用該OCT成像裝置生成該軟性接觸鏡片的三維OCT圖像； - 從該軟性接觸鏡片的三維OCT圖像確定位於該軟性接觸鏡片的邊緣上的多個邊緣點； - 藉由單獨直線在圓周方向上連接相鄰的邊緣點，以形成該軟性接觸鏡片的近似圓周，該等單獨直線中的每一條具有一定長度； - 將所有單獨直線的長度相加，所有單獨直線的長度之和代表該軟性接觸鏡片的近似圓周的長度U； - 從如此確定的軟性接觸鏡片近似圓周的長度U根據等式D = U/π確定該軟性接觸鏡片的直徑D。

根據本發明之方法的一個方面，該方法進一步包括確定該軟性接觸鏡片的後表面的中心的步驟，該步驟係藉由從該三維OCT圖像提取該軟性接觸鏡片的後表面、並且將該後表面上的以下點確定為該後表面的中心：從該點沿後表面到所有邊緣點的所有最短距離之和最小。

根據根據本發明之方法的另一方面，該方法進一步包括以下步驟：確定從該多個邊緣點中的第一邊緣點經過中心到相對於該中心與該第一邊緣點相反的第二邊緣點沿後表面的長度L，並且進一步使用如下等式從該軟性接觸鏡片的長度L和直徑D確定該軟性接觸鏡片的基彎當量BCE：D = 2 ∙ BCE ∙ sin（L/[2 ∙ BCE]）。

根據根據本發明之方法的另一方面，該方法進一步包括以下步驟： - 從三維OCT圖像生成該軟性接觸鏡片的多個二維OCT光截面，該軟性接觸鏡片的該多個二維OCT光截面中的每個單獨的二維OCT光截面包括該多個邊緣點中的兩個邊緣點； - 定義界定每個單獨的二維OCT光截面的邊界曲線； - 確定該二維OCT光截面的邊界曲線的二階導數；以及 - 確定該兩個邊緣點被定位在該二維OCT光截面的相反兩端處的以下位置：在該等位置處該二維OCT光截面的邊界曲線的二階導數具有最大值。

根據根據本發明之方法的又一方面，可以從該三維OCT圖像來確定該軟性接觸鏡片的中心厚度，這係藉由在該軟性接觸鏡片的後表面的中心處計算與該軟性接觸鏡片的後表面相切的平面。可以確定垂直於此相切平面延伸經過該軟性接觸鏡片的後表面的中心並且經過該軟性接觸鏡片的前表面的軸線，並且可以將該軟性接觸鏡片的中心厚度確定為該軟性接觸鏡片的後表面的中心與該軸線和該軟性接觸鏡片的前表面的交點之間的距離。

還根據根據本發明之方法的另一方面，在由於用來自該OCT光源的光輻照該軟性接觸鏡片而在三維OCT圖像中在該軟性接觸鏡的後表面的中心區域內發生（強）中心反射的情況下，藉由用來自該OCT光源的較低強度的光輻照該軟性接觸鏡，可以生成另外的三維OCT圖像。在該另外的三維OCT圖像中中心反射可以減弱，以允許確定軟性接觸鏡片的沿後表面的長度L或中心厚度。在軟性接觸鏡片的後表面的中心區域中，該另外的三維圖像可以用於確定軟性接觸鏡片的沿後表面的長度L或中心厚度，或用於確定沿後表面的長度L和中心厚度兩者。

根據根據本發明之方法的另一方面，該軟性接觸鏡片可以被佈置在填充有水性液體（比如水，包括去離子水；或緩衝溶液，比如緩衝鹽水溶液；或水與緩衝溶液的混合物）的容器中。軟性接觸鏡片可以被佈置成完全浸入該水性液體中。

特別地，提供OCT成像系統的步驟可以包括提供具有探頭的OCT成像系統，該探頭包括平面液體浸窗，來自OCT光源的光穿過該浸窗在預定輻照方向上輻照浸入該液體中的軟性接觸鏡片，其中該平面平坦液體浸窗上的法線相對於預定輻照方向傾斜佈置。

根據本發明之方法與先前技術方法相比具有許多優點，並且是基於如下假設：即使在軟性接觸鏡片變形的情況下，該鏡片的總體積和總表面也不改變。

該軟性接觸鏡片相對於該OCT成像裝置佈置成使得來自OCT光源的光撞擊在軟性接觸鏡片的後表面上。在先前技術方法中，鏡片被佈置為使得光撞擊在鏡片的前表面上，從而對於確定軟性接觸鏡片的後表面的任何幾何參數而言，由前曲線引起的折射效應必須加以考慮和消除（「去扭曲」）。這導致對後表面的幾何參數的計算變得複雜得多。在根據本發明之方法中不再需要去扭曲（可能有一個例外，即確定中心厚度，此時可能需要在單點處去扭曲）。同樣，不再要求軟性接觸鏡片不能變形，也不再要求光完美正交地撞擊在軟性接觸鏡片的後表面或前表面的中心上。

即使在要檢查的軟性接觸鏡片變形的情況下（例如，軟性接觸鏡片可能由於鏡片材料的柔軟性而在中心處下垂，或者在複曲面軟性接觸鏡片的情況下，由於棱鏡壓載物而可能會變形），可以可靠地從將相鄰邊緣點相連的單獨直線的長度之和來確定長度U（單獨直線的長度可以從鏡片的三維OCT圖像來確定）。邊緣點的數量典型地很高（例如大約100個或甚至更多），從而長度U係軟性接觸鏡片的圓周的非常準確的近似值。已經確定了長度U（代表圓周）後，可以容易地藉由等式D = U/π確定軟性接觸鏡片的直徑D。

根據本發明，甚至當要檢查的鏡片變形時，也可以確定接觸鏡片的後表面的中心。此確定係基於如下假設：即使軟性接觸鏡片變形，該軟性接觸鏡片的總體積和總表面也不改變。通常，任意形狀的表面的中心位於該中心與界定了表面的邊緣上的所有位置之間的所有距離之和最小的位置。對於任意形狀的表面，這係一個已知問題，可以借助合適的軟體來解決。舉例來說，它可以用可從美國麻塞諸塞州納蒂克MathWorks公司獲得的軟體MATLAB來解決。

在具有圓的（圓形）邊緣的接觸鏡片的邊緣的情況下，從後表面的中心沿接觸鏡片的後表面到所有邊緣點的距離具有相同的長度。為了找到後表面的所述中心，選擇軟性接觸鏡片的後表面的虛擬中心（即，可能的中心）。對於位於軟性接觸鏡片邊緣上的每個邊緣點，確定從該虛擬中心（可能不是接觸鏡片的後表面的真實中心）沿後表面到相應邊緣點的最短長度。此後，確定從虛擬中心沿軟性接觸鏡片的後表面到邊緣點的所有單獨最短長度是否具有相同的長度。如果它們都具有相同的長度，則此虛擬中心被確定為軟性接觸鏡片的後表面的中心。否則，選擇新的虛擬中心並再次確定從該新的虛擬中心到邊緣點的最短長度，直到它們都具有相同的長度。此過程典型地由在電腦上運行的軟體（迭代）執行。在實際的實施方式中，在這方面的術語「相同的長度」係指從軟性接觸鏡片的虛擬中心到邊緣點的最短長度中的最一個與最短一個之間的差小於預定的（小）閾值。滿足此閾值條件的虛擬中心被確定為軟性接觸鏡片的後表面的中心。否則，電腦可能會繼續無休止地運行（迭代）過程，以嘗試找到甚至更好地滿足「相同的長度」條件的虛擬中心。

確定軟性接觸鏡片的基彎當量BCE也是可能的。一旦已經確定了後表面的中心，就確定從第一邊緣點經過該中心到相對於中心與第一邊緣點相反的第二邊緣點沿軟性接觸鏡片的後表面的長度L。對於相對於軟性接觸鏡片的中心彼此相反佈置的所有邊緣點，此長度L係相同的。然後根據等式D = 2 ∙ BCE ∙ sin（L/[2 ∙ BCE]）確定基彎當量，其中直徑D和長度L已知（見上文）。基彎當量BCE可以由電腦根據此等式以數值方式確定。

雖然確定邊緣點（即，位於軟性接觸鏡片的邊緣上的那些點）的位置的其他方法也是可想到的，但第一和第二邊緣點的位置的一種確定包括從三維OCT圖像生成軟性接觸鏡片的多個二維OCT光截面。該等二維OCT光截面中的每一個包括軟性接觸鏡片的該多個邊緣點中的兩個邊緣點，然而，必須確定第一和第二邊緣點的確切位置。為此，定義了界定每個單獨的二維OCT光截面的邊界曲線，並且確定該邊界曲線的二階導數。然後確定該兩個邊緣點被定位在二維OCT光截面的相反兩端處的以下位置：在該等位置處二維OCT光截面的邊界曲線的二階導數具有最大值。顯然，這基於如下假設係可能的：軟性接觸鏡片的邊緣處於以下位置：在該位置處相應二維OCT光截面的邊界曲線的曲率（即一階導數的變化）在二維OCT光截面的相反兩端處具有最大值。因此，已經定義了界定相應二維OCT光截面的邊界曲線後，可以以這種方式容易地確定這兩個邊緣點的位置。

關於中心厚度的確定，應考慮軟性接觸鏡片可能已經變形。因此，有必要確定要確定中心厚度時的正確方向。為此，需要計算在後表面的中心處與接觸鏡片的後表面相切的平面（之前已經確定了後表面的中心）。要確定中心厚度時的方向係垂直於該相切平面延伸經過後表面的中心並且穿過軟性接觸鏡片的前表面的軸線的方向。然後中心厚度被確定為後表面的中心與此軸線和軟性接觸鏡片的前表面的交點之間的距離。因此該相切平面的目的係正確確定軸線的方向，將沿著該軸線來確定後表面的中心與該軸線和軟性接觸鏡片的前表面的交點之間的距離（即中心厚度）。

在一些情況下，由於來自OCT光源的光輻照軟性接觸鏡片而導致在三維OCT圖像中在後表面的中心區域內可能發生中心反射，該中心反射太強而不允許正確確定軟性接觸鏡片的沿後表面的長度L或中心厚度。在這種情況下，用較低強度的光生成另外的三維OCT圖像，使得在該另外的三維圖像中中心反射被減弱。例如，該中心區域可以具有距後表面的中心為1 mm的半徑。在這種情況下，在中心區域中，該另外的三維圖像接著可以用於確定軟性接觸鏡片的沿後表面的長度L或中心厚度、或沿後表面的長度L和中心厚度兩者。

同樣，如果軟性接觸鏡片被放置在填充有水性液體的容器中，其中軟性接觸鏡片完全浸沒在該水性液體中，則可能是有利的。在這種環境中檢查軟性接觸鏡片的技術係眾所周知的，並且允許在自動化生產線中對軟性接觸鏡片進行高度可靠的自動檢查。

特別地，關於OCT成像系統，這種系統可以具有包括平面液體浸窗的探頭，其中該平坦液體浸窗上的法線相對於輻照方向（稍微）傾斜。這避免了來自該OCT光源的（輻照）光在該液體浸窗口處被反射回去。

最後，雖然通常可想到多種不同之方法來確定軟性接觸鏡片的後表面的中心，但是確定後表面的中心的一種有利方式係將三維空間OCT圖像的以下點確定為後表面的中心：從該點沿後表面到軟性接觸鏡片的邊緣上的邊緣點的距離之和最小。對於具有任意幾何形狀的表面，確定滿足此要求的那個點係已知的問題，它可以借助合適的軟體（如可從美國麻塞諸塞州納蒂克MathWorks公司獲得的MATLAB）來解決。

在圖 1中示出了可以用於執行根據本發明之方法的測量組件。測量組件1包括填充有水性液體11、例如緩衝鹽水之容器10。容器10包括支撐表面100，要檢查的軟性接觸鏡片CL擱置在該支撐表面上，該鏡片完全浸入水性液體11中。光學相干斷層掃描（OCT）成像裝置的探頭12包括掃描鏡（未示出），用於將來自OCT成像裝置的OCT光源（未示出）的光引導到要檢查的軟性接觸鏡片CL上。探頭12進一步包括平面液體浸窗120，該浸窗被佈置在水性液體11中並且來自OCT光源的光穿過該浸窗撞擊在要檢查的軟性接觸鏡片CL上。平面液體浸窗120的法線被佈置成相對於來自OCT光源的光的方向稍微傾斜，以避免來自OCT光源的光在平面液體浸窗120處反射回去。圖1中的雙頭箭頭指示OCT光撞擊在軟性接觸鏡片CL上並從其散射回去（用於生成OCT圖像）。

如圖1中可見，軟性接觸鏡片CL的凹形後表面BS被佈置成使得來自OCT光源的光撞擊在軟性接觸鏡片的後表面BS上，而在先前技術的測量組件中，光撞擊在鏡片的前表面FS上。如圖1中還可以看見，軟性接觸鏡片CL以相對於支撐表面100上的法線稍微傾斜的方式擱置在支撐表面100上（儘管在圖1中，軟性接觸鏡片CL沒有變形）。

圖 2示出了既不變形也不傾斜並因此具有完美圓形形狀的鏡片邊緣E的軟性接觸鏡片CL之邊緣。圖 3展示了圖2中所示的軟性接觸鏡片CL的圓周之近似方式。圖1中所示的軟性接觸鏡片CL的傾斜佈置未在圖2和圖3中示出，因為圖2和圖3僅用於說明如何確定軟性接觸鏡片CL的近似圓周的長度U之一般原理（圖3）。一般來說，一旦確定了近似圓周的長度U，就根據等式D = U/π確定軟性接觸鏡片的直徑D。

直徑的這種確定也藉由圖 6的前三個步驟600、601和602呈現。

借助位於軟性接觸鏡片的鏡片邊緣E上的多個邊緣點E _i（E ₁，E ₂，E ₃，……，E ₁₈）來確定近似圓周的長度U（見圖3）。相鄰佈置的邊緣點E _i（例如E ₁，E ₂；E ₂，E ₃；等）藉由（單獨的）直線連接，如圖3所示，並且該等（單獨的）直線的長度U _i（U ₁，U ₂，……）之和代表近似圓周的長度U。雖然為了更好地說明，在圖3中對於數量為十八個邊緣點示出了此原理，但邊緣點E _i的數量典型地遠高於十八個（並且可以達到一百個或更多）。顯然，邊緣點的數量越大，相鄰佈置的邊緣點E _i之間的距離越短，並且實際圓周與由該等單獨直線的長度U _i之和表示的近似圓周的長度U之間的差異越小。

通常，可以使用適合於此目的之任何方法從三維OCT圖像中確定邊緣點E _i（見圖3）在軟性接觸鏡片的邊緣上之位置。然而，根據特定方面，它們可以借助多個二維OCT光截面來確定，該等光截面可以從軟性接觸鏡片的三維OCT圖像來生成，每個這種單獨的二維OCT光截面包括兩個邊緣點E _i。即使不知道軟性接觸鏡片的中心，也不管軟性接觸鏡片的中心是否包含在這種單獨的二維OCT光截面中，這也是可能的，因為每個二維OCT光截面包括位於二維OCT光截面的相反兩端處的兩個邊緣點。為了簡單起見，讓我們假設這種二維OCT光截面包括相對於軟性接觸鏡片的中心（儘管該中心可能目前還不是已知的）相反佈置的邊緣點E ₁和邊緣點E ₁₀（見圖3）。然後定義界定此二維OCT光截面之邊界曲線。此邊界曲線的曲率（由邊界曲線的二階導數表示）具有兩個最大值，它們位於邊界曲線之相反兩端處。然後將邊界曲線的二階導數的這兩個最大值的位置（座標）確定為邊緣點E ₁和E ₁₀。這也適用於軟性接觸鏡片變形的情況。

一旦確定了邊緣點E _i和直徑D（D = U/π）（無論以哪種方式完成），就可以藉由從軟性接觸鏡片的三維OCT圖像中提取軟性接觸鏡片的後表面來確定後表面的中心C。如上進一步解釋的，後表面BS的中心C係軟性接觸鏡片的後表面BS上的這樣的點：從該點出發沿後表面BS到各個邊緣點E _i（見圖3）的所有最短距離之和最小。還已經提到，對於具有任意幾何形狀的表面，確定曲面上的這種點係已知的問題，並且可以借助合適的軟體（如可從美國麻塞諸塞州納蒂克MathWorks公司獲得的MATLAB）來解決。

在具有圓的（圓形）邊緣的接觸鏡片的邊緣E的情況下，從後表面的中心C沿接觸鏡片的後表面到所有邊緣點的距離具有相同的長度（見圖3）。為了找到後表面的所述中心，選擇軟性接觸鏡片的後表面的虛擬中心（即，可能的中心）。對於位於軟性接觸鏡片的邊緣E上的每個邊緣點E _i，確定從該虛擬中心（可能不是接觸鏡片的後表面的真實中心）沿後表面到相應邊緣點的最短長度。此後，確定從虛擬中心沿軟性接觸鏡片的後表面BS到邊緣點E _i的所有單獨最短長度是否具有相同的長度。如果它們都具有相同的長度，則此虛擬中心被確定為軟性接觸鏡片的後表面BS的中心C。否則，選擇新的虛擬中心並再次確定從新的虛擬中心到邊緣點E _i的最短長度，直到它們都具有相同的長度。此過程典型地由在電腦上運行的軟體（迭代）執行。在實際的實施方式中，在這方面的術語「相同的長度」係指從軟性接觸鏡片的虛擬中心沿後表面到邊緣點的最短長度中的最長一個與最短一個之間的差小於預定的（小）閾值。滿足此閾值條件的第一虛擬中心被確定為軟性接觸鏡片的後表面BS的中心C（以便最小化電腦計算時間）。否則，電腦可能會繼續無休止地運行（迭代）過程，以嘗試找到甚至更好地滿足「相同的長度」條件的虛擬中心。

相同的原理同樣適用於傾斜和/或變形的軟性接觸鏡片，從該軟性接觸鏡片生成三維OCT圖像。在這種情況下，連接相鄰邊緣點E _i的各條直線不是佈置在單一平面內（如圖3所示，出於說明的目的），而是在三維空間中延伸。從邊緣點在該三維空間中的座標可以計算出將相鄰邊緣點E _i連接的直線的單獨長度U _i。從該等單獨長度U _i，可以藉由將該等單獨直線的長度U _i相加來計算近似圓周的長度U，並且可以根據D = U/π如上所述來確定直徑D。這係可能的，因為假設軟性接觸鏡片的總體積和總表面在軟性接觸鏡片變形的情況下不改變。

圖 4示出了（傾斜的）且實質性變形的軟性接觸鏡片之二維OCT光截面（從三維OCT圖像生成），其中邊界曲線界定了二維OCT光截面。此二維OCT光截面包括軟性接觸鏡片的中心C以及第一邊緣點E ₁和相對於軟性接觸鏡片的後表面BS的中心C與第一邊緣點相反的第二邊緣點E ₁₀。為簡單起見，選擇了第一邊緣點E ₁和第二邊緣點E ₁₀，但可以選擇相對於後表面BS的中心C相反的其他邊緣點E _i。

下面描述了軟性接觸鏡片的基彎當量BCE的確定。如上文已經解釋的，軟性接觸鏡片的後表面BS的中心C係這樣的點：從該點到軟性接觸鏡片邊緣E上的各個邊緣點E _i（見圖3）的所有最短距離之和最小並且從該點出發的所有該等最短距離係相等的。

為了確定基彎當量BCE，確定從第一邊緣點E ₁沿軟性接觸鏡片的後表面BS到第二邊緣點E ₁₀的長度L。沿後表面從E ₁到E ₁₀的此長度L可以藉由用將佈置在軟性接觸鏡片的後表面上的相鄰點相連的多條直線之和進行近似來確定，如圖 5所示。將沿後表面的該等單獨直線的長度L _i（L ₁，L ₂，L ₃，……）相加，並且這個和代表沿後表面的長度L。同樣，沿後表面的單獨直線的數量越高，近似就越好。然後從等式D = BCE ∙ sin（L/[2 ∙ BCE]）以數值方式來確定基彎當量BCE，其中D代表軟性接觸鏡片的直徑並且L代表相應二維OCT光截面沿著後表面之長度。

這種確定基彎當量BCE的方式（結合上述鏡片直徑D的確定）在圖6之流程圖中示出。特別地，軟性接觸鏡片的後表面的中心C的確定、沿後表面的長度L的確定以及基彎當量BCE的後續數值確定在圖 6的步驟603、604和605中示出。

在二維OCT光截面延伸經過中心反射（當軟性接觸鏡片根本不傾斜或僅非常輕微地傾斜時，其可能特別發生在後表面的中心區域，使得來自OCT光源的光在後表面的中心區域中豎直地撞擊在後表面上）的情況下，由於中心反射的強度（亮度），可能無法正確確定長度L。在這種情況下，可以藉由用來自OCT光源的較低強度的光輻照軟性接觸鏡片來生成另外的三維OCT圖像，使得在該另外的三維OCT圖像中中心反射減弱。在中心區域（其可能具有距後表面的中心為1 mm的半徑）中，然後可以使用該另外的三維圖像（而不是正常強度下的三維OCT圖像）來確定長度L。

為了確定軟性接觸鏡片的中心厚度CT，必須考慮到軟性接觸鏡片可能會變形和/或傾斜，使得需要確定必須測量軟性接觸鏡片的中心厚度CT的正確方向，見圖4。為此，計算在後表面的中心C（已確定）處與後表面相切的平面TP，並且確定經過軟性接觸鏡片的後表面的中心C並垂直於（即，法向於）相切平面TP的中心軸線CA，並且該中心軸線進一步與軟性隱形眼鏡的前表面相交。由於來自OCT光源的光（由鏡片上方未標記的箭頭指示）可能不在與確定中心厚度時的相同方向上撞擊（即，鏡片可能傾斜），可能需要進行去扭曲計算，以便中心軸線CA與軟性接觸鏡前表面相交的這個單點能夠正確確定中心厚度CT（即，必須考慮OCT光波長下鏡片材料的折射率）。該等步驟如圖7所示，步驟700代表生成三維OCT圖像，步驟701代表確定後表面的中心C，步驟702代表計算相切平面TP，步驟703代表去扭曲計算，並且步驟704代表計算後表面的中心C與軸線CA和前表面的交點之間的距離來代表中心厚度CT。

雖然已經參考附圖中所示的特定實施方式描述了本發明，但是本發明並不旨在限於該等實施方式，而是可以在不脫離本發明之基本教導的情況下進行各種修改。因此，保護範圍由所附請求項來限定。

1:測量組件 10:容器 11:水性液體 100:支撐表面 12:探頭 120:平面液體浸窗

借助示意圖，藉由以下對本發明實施方式的描述，本發明之其他有利方面將變得清楚，其中：

[圖1] 示出了可以用於執行根據本發明之方法之測量組件；

[圖2] 示出了具有圓形邊緣之接觸鏡片；

[圖3] 示出了如何藉由將位於接觸鏡片邊緣上的相鄰邊緣點相連的直線來近似圖2的接觸鏡片之圓周；

[圖4] 示出了穿過軟性接觸鏡片之二維OCT光截面，該軟性接觸鏡片已經基本上變形，其中邊界曲線界定二維OCT光截面；

[圖5] 示出了圖4之軟性接觸鏡片，其中藉由直線來近似界定該二維OCT光截面的邊界曲線；

[圖6] 示出了用於確定軟性接觸鏡片之直徑D和基彎當量之流程圖；以及

[圖7] 示出了用於確定軟性接觸鏡片的中心厚度之流程圖。

無

Claims

一種用於確定軟性接觸鏡片(CL)的幾何參數之方法，該方法包括以下步驟：- 提供包括OCT光源的OCT成像裝置；- 提供具有後表面(BS)和前表面(FS)的軟性接觸鏡片(CL)；- 相對於該OCT成像裝置佈置該軟性接觸鏡片(CL)，使得來自該OCT光源的光撞擊在該軟性接觸鏡片(CL)的後表面(BS)上；- 用來自該OCT光源的光輻照該軟性接觸鏡片(CL)，並且使用該OCT成像裝置生成該軟性接觸鏡片(CL)的三維OCT圖像；- 從該三維OCT圖像確定位於該軟性接觸鏡片(CL)的邊緣(E)上的多個邊緣點(E_i)；- 藉由單獨直線在圓周方向上連接該等邊緣點(E₁，E₂；E₂，E₃)中的相鄰邊緣點，以形成該軟性接觸鏡片(CL)的近似圓周，該單獨直線中的每條直線具有一定長度(U_i)；- 將所有單獨直線的長度(U_i)相加，所有單獨直線的長度之和代表該軟性接觸鏡片(CL)的近似圓周的長度U；- 從如此確定的該軟性接觸鏡片(CL)的近似圓周的長度U根據等式D=U/π確定該軟性接觸鏡片(CL)的直徑D，且其中該方法進一步包括確定該軟性接觸鏡片的後表面(BS)的中心(C)的步驟，該步驟係藉由從該三維OCT圖像提取該軟性接觸鏡片(CL)的後表面(BS)並且將該後表面(BS)上的以下點確定為該後表面(BS)的中心(C)：從該點沿該後表面(BS)到所有邊緣點(E_i)的所有最短距離之和最小。
如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：確定從該多個邊緣點(E_i)中的第一邊緣點(E₁)經過中心(C)到相對於該中心(C)與該第一邊緣點(E₁)相反的第二邊緣點(E₁₀)沿該後表面(BS)的長度L，並且進一步使用如下等式從該軟性接觸鏡片的長度L和直徑D確定該軟性接觸鏡片的基彎當量BCE：D=2．BCE．sin(L/[2．BCE])。
如請求項1所述之方法，進一步包括以下步驟：- 從該三維OCT圖像生成該軟性接觸鏡片(CL)的多個二維OCT光截面，該軟性接觸鏡片(CL)的該多個二維OCT光截面中的每個單獨的二維OCT光截面包括該多個邊緣點(E_i)中的兩個邊緣點(E₁，E₁₀)；- 定義界定每個單獨的二維OCT光截面的邊界曲線；- 確定該二維OCT光截面的邊界曲線的二階導數；以及- 確定該兩個邊緣點(E₁，E₁₀)被定位在該二維OCT光截面的相反兩端處的以下位置處：在該位置處該二維OCT光截面的邊界曲線的二階導數具有最大值。
如請求項1所述之方法，其中，進一步從該三維OCT圖像確定該軟性接觸鏡片(CL)的中心厚度(CT)，這係藉由在該軟性接觸鏡片(CL)的後表面(BS)的中心(C)處計算與該軟性接觸鏡片(CL)的後表面(BS)相切的平面(TP)、確定垂直於該相切平面(TP)延伸經過該軟性接觸鏡片(CL)的後表面(BS)的中心(C)並且穿過該軟性接觸鏡片(CL)的前表面(FS)的軸線(CA)、並且將該軟性接觸鏡片(CL)的中心厚度(CT)確定為該軟性接觸鏡片(CL)後表面(BS)的中心(C)與該軸線(CA)和該軟性接觸鏡片(CL)的前表面(FS)的交點之間的距離。
如請求項2所述之方法，其中，在由於用來自該OCT光源的光輻照該軟性接觸鏡片而在該三維OCT圖像中在該軟性接觸鏡片(CL)的後表面 (BS)的中心區域內發生中心反射的情況下，藉由用來自該OCT光源的較低強度的光輻照該軟性接觸鏡片(CL)來生成另外的三維OCT圖像，其中在該另外的三維OCT圖像中該中心反射減弱，以允許確定該軟性接觸鏡片的沿該後表面(BS)的長度L或中心厚度(CT)，並且其中在該軟性接觸鏡片(CL)的後表面的中心區域中，該另外的三維圖像用於確定該軟性接觸鏡片(CL)的沿該後表面(BS)的長度L或中心厚度(CT)，或用於確定沿該後表面(BS)的長度L和該中心厚度(CT)兩者。
如請求項1所述之方法，其中，該軟性接觸鏡片(CL)被佈置在填充有水性液體(11)的容器(10)中，該水性液體係比如水，包括去離子水，或緩衝溶液，比如緩衝鹽水溶液，或水與緩衝溶液的混合物，其中該軟性接觸鏡片(CL)完全浸入該水性液體(11)中。
如請求項6所述之方法，其中，提供OCT成像系統的步驟包括提供具有探頭(12)的OCT成像系統，該探頭包括平面液體浸窗(120)，來自該OCT光源的光穿過該浸窗在預定輻照方向上輻照浸入該水性液體(11)中的該軟性接觸鏡片(CL)，其中該平面液體浸窗(120)上的法線相對於該預定輻照方向傾斜佈置。