JP5379159B2

JP5379159B2 - 眼の特徴的構成要素の位置を検出および／または追跡する方法

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Description

本発明は、請求項１の前提部分に記載の眼の特徴的構成要素の位置を検出および／または追跡する方法および請求項１５の前提部分に記載の対応した装置に関する。

このような方法は、例えば眼科外科分野で知られている。

例えば、角膜の一部をレーザによって切除し、人間の眼の屈折異常を取り除く角膜外科（ＬＡＳＩＫ）では、どの点で患者の視軸が角膜を貫通するかが外科医にとって重要である。手術中においてもこの点を正確に決定することにより、角膜の中心を理論的に仮定または推定して選択した場合よりも正確に、この点からレーザ削除を行うことができる。

これに関する別の例は、人間の眼の天然水晶体が混濁した場合にこれを人工水晶体と置き換える白内障手術である。外科医は手術用顕微鏡を用いてこのような侵襲を行う。前方の被膜を円形に開放した後、一般に水晶体を破砕し、吸い取る。次いで空の被膜嚢に人工水晶体を挿入する。

ドイツ国特許出願公開第１０２００４０５５６８３号明細書（特許文献１）により、手術すべき眼にパターンを重ねる眼科外科のための手術用顕微鏡が既知である。このパターンは、切開位置の決定を支援し、さらに円環状の眼内レンズを挿入する場合の配向補助としての役割も果たすか、または角膜移植時の縫合を行う場合の支援をすることもできる。パターンを正確な場所に位置決めするためには、治療すべき眼における瞳孔または虹彩の位置を決定することが不可欠である。侵襲中に眼全体または瞳孔が動く場合があるので、理想的には、手術中にも位置を繰り返し新たに決定または追跡する。

眼科外科分野の別の用途においても、治療すべき眼の虹彩の位置または直径を決定することは基本的に重要である。例えば虹彩の直径は、白内障手術後に移植すべき眼内レンズの強度を計算するために不可欠である。これについて、および他の可能な用途ならびに眼部分内の位置および規模を決定するための方法がドイツ国特許出願公開第１０１０８７９７号明細書（特許文献２）にはより正確に記載されている。

手術用顕微鏡のカメラによって得られる手術すべき眼部分の実際の写真に基づいて瞳孔の位置を検出する幾つかの方法が既知である。特許文献１および特許文献２では、まず閾値形成に基づいて２値画像を生成し、画像の暗領域を決定する方法を提案している。次いで暗領域において瞳孔と同定される最大の関連領域を探し出す。瞳孔または虹彩の縁部をより詳細に決定するために、この方法では一般にエッジ検出を行う。これらの方法は幾つかの欠点を有する。一方では、瞳孔は必ずしも最大の関連暗領域ではなく、むしろ瞳孔が反射によって妨害され、全く異なる外観を有している場合がある。他方では、手術中にマイクロ手術器具を挿入する場合にエッジ検出が著しく妨げられる恐れがある。基本的に、閾値形成によって実施する全ての方法では、あまりに多くの情報を画像に負荷することなしに、重要な詳細を画像から除去することのない有意義な閾値を規定することは困難である。

検査または治療全体にわたる位置特定をいわゆる「視標追跡」として行うことが望ましい場合には、さらに検出方法を素早く実施し、位置特定の結果をできるだけ時間的ずれなしに常にすぐに再び写真に重ねることができることが不可欠である。

ドイツ国特許出願公開第１０２００４０５５６８３号ドイツ国特許出願公開第１０１０８７９７号

本発明の課題は、眼の特徴的構成要素の位置を検出および／または追跡する方法において、妨害作用に対して耐性があり、眼の個々の形状とは無関係に信頼性良く、素早く実施する方法を提案することである。

この課題は、本発明によれば、請求項１に記載の特徴を有する眼の特徴的構成要素の位置を検出および／または追跡する方法ならびに請求項１５に記載の特徴を有する対応した装置によって解決される。

本発明によれば、分析すべきデジタル画像写真と、有利には画像内容とは無関係のあらかじめ規定された大きさ、有利には所定の半径を有する環状の比較対象物とを相関させることにより、写真における適宜な大きさの環状の明暗遷移部を検出し、比較対象物と画像との一致に関する基準を得る。実際の画像の画像内容とは無関係に比較対象物をあらかじめ規定し、有利には記憶する。相関は、有利には場所を変化させて行い、したがって、相関関数は局所変数の関数である。この場合、画像の画素値と比較対象物の画素値とを相殺し、比較対象物を画像にわたって移動させる、すなわち、有利には比較対象物の中心は画像のそれぞれの画素に位置する。この場合、比較対象物の位置につき画像および比較対象物のそれぞれ１つの一致した値が生じる。比較対象物と探していた固有特性とが画像で重なった場合、すなわち、比較対象物と画像とが最大限に一致した場合に最大値が生じる。好ましい実施例では、有利には画素の３つの２次元視野が存在する。画像（ｘ，ｙ）の画素、好ましい実施例でフィルタＦ（ｘ，ｙ）を規定する比較対象物の画素、およびこの実施例における相関の結果、フィルタ処理Ｒ（ｘ，ｙ）である。相関時には、比較対象物またはフィルタを画像にわたってスライドさせ、比較対象物またはフィルタの中央のそれぞれの位置（ｘ０，ｙ０）、好ましくは比較対象物またはフィルタが画像縁部を超えない位置について、結果Ｒ（ｘ０，ｙ０）を計算する。

フィルタによる畳み込みでは、フィルタのそれぞれの画素値とその下に位置する画像の画素値とを乗算し、乗算の結果を加算する。他の実施例、例えばテンプレート比較では、例えばテンプレートの画素に対応する全ての画素値を加算することができる。特に素早い位置決定が望ましい好ましい実施形態では、一致の最大値が生じる比較対象物の位置を固有の構成要素の位置として選択する。他の好ましい実施例では、一致した値は２０％未満、有利には１０％未満、理想的には５％だけ一致の最大値とは異なる位置を選択する。このために、他の基準、例えば眼の特徴的構成要素の色、濃度上昇勾配などを使用し、これにより、眼の特徴的構成要素の付加的特徴に基づいた決定を行うことが有利な場合もある。

本発明は、眼の治療の枠内で撮影する眼の画像は眼の特徴的構成要素、例えば角膜縁または瞳孔縁部は、濃度遷移の環状遷移対象物であり、これらの遷移対象物は、適宜な比較対象物との比較に基づいて、または特に差分生成下に適宜な環状フィルタによる畳み込みによって簡単に信頼性良く見つけることができるという認識に基づいている。環状遷移対象物の探索は、画像の主要な特徴として手術中に写真を歪曲する恐れのある妨害に対して耐性が高い。例えば器具が眼を部分的に覆っている場合、さらなる強度のエッジが生じ、これらのエッジは角膜縁または瞳孔エッジの代わりに検出されるので、それぞれのエッジ検出方法に著しい困難をもたらす場合もある。しかしながら、これら全ての妨害があっても、開放されているか、またはわずかに変形しているが有効な少なくとも平均的な環状の素子としてであっても、角膜縁または瞳孔縁が画像に存在し、探索時に適宜な環状の比較対象物によって信頼性良く発見されることに変わりはない。現在のエッジ検出方法において不可欠な絶対的な閾値形成、ひいては適宜な閾値の選択の問題は、この方法では不可欠ではなく、また回避すべきであることもここで強調すべきである。すなわち、それぞれの絶対的な閾値形成または２値化は画像を歪曲し、角膜縁または瞳孔縁の円形特性を損なう場合があり、環状対象物の引き続く探索時に場合によっては環状特性をもはや見つけることができなくなる。したがって、環状対象物、すなわち、角膜縁または瞳孔縁の探索を直接にグレースケール画像で実施することにより、環状特性は、たとえ妨害により損なわれたとしても確実に付与される。

好ましい実施形態では、初期化ステップで、分析すべき画像部分を様々な半径の環状比較対象物とそれぞれ相関させることにより比較対象物の半径を決定する。画像部分と様々な大きさの比較対象物とを相関させる場合に比較対象物のための最良の一致を検出し、最良に一致した値を対置させることにより、全ての絶対的に最良の一致、ひいては検査すべき対象物に最適な値を有する比較対象物を検出する。これは、画像部分との相関時に生じる相関関数のそれぞれ最大応答を比較対象物に関してその半径に対して割り当てることにより行い、この半径が検査すべき画像部分における対応する対象物の半径に良好に適合した場合に常に最大値を生成する関数が生じる。最大値に属する最大の半径で生じる極大値は、画像部分の最大の環状対象物の半径、ひいては角膜縁半径に対応する。このことはこの方法の過程で明らかとなった。このようにして検出した半径を、眼の検査または治療中に、すなわち、同じ対象物の後続写真の評価時に角膜縁、ひいては角膜縁中心を追跡するために適した比較対象物のための規定半径として選択する。このような初期化ステップは計算に多大な手間を必要とし、ひいては規定された大きさの比較対象物による既に既知の対象物の引き続く更新または追跡に時間因子を必要とする。しかしながら、この初期化ステップは検査または治療の初めに一度だけ行うので許容可能である。検査または治療の間に、有利には比較対象物の半径を保持することにより角膜縁中心の検出をある程度リアルタイムで行うことができ、また行う必要がある。比較対象物のためにあらかじめ決定した正確に適合する半径を使用した場合の的中率は、半径を任意に選択した場合よりも著しく高いので、いずれにせよ、半径を検出するためにこのような長い時間をかけることは正当化される。しかしながら、検出はそれぞれの撮影時に再び行うのではなく、比較対象物の適合した半径の決定を行った後に規定し、繰り返し使用できることが重要である。

別の実施形態では、環状対象物は中央に配置した２つの環状構成要素から構成されている。比較対象物が少なくとも２つの構成要素を有していることにより、それぞれ１つの構成要素を濃度遷移部外の眼領域、例えば強膜に適合させ、第２の構成要素を濃度遷移部内に位置する眼領域、例えば虹彩に適合させる可能性が生じる。したがって、これら２つの構成要素によって比較対象物との相関によって濃度遷移をある程度増強することができる。比較対象物との最適な一致は、比較対象物の内側リングが例えば虹彩に位置し、外側リングが例えば強膜に位置する場合に生じ、これにより、遷移領域、すなわちこの場合には角膜縁は２つの環状の構成要素に含まれる。この場合、胸膜中心は比較対象物の中心と重なる。比較対象物をこのように構成した場合、角膜縁／瞳孔の形状特性、すなわち環状または円形の外形のみならず、面特性、濃度遷移も遷移対象物の探索に使用する。有利には、比較対象物の２つの構成要素は２つの狭幅環状構成要素であり、これらの構成要素は、いずれの構成要素も濃度勾配の遷移領域に位置せず、それぞれ一方が濃度の低い領域に位置し、他方が濃度の高い領域に位置するように相互に離間されている。角膜縁半径をあらかじめ決定していない場合には、３つの環状の構成要素の間隔は、有利には外側リングが確実に遷移対象物縁部、すなわち、角膜縁または瞳孔縁の外部に位置し、内側リングが確実に遷移対象物縁部、すなわち、角膜縁または瞳孔縁の内部に位置するように選択すべきである。この実施形態では、適宜な間隔は、選択した多数の典型的な写真の検査によって、このような眼の検査または治療で行う検査によって経験的に見つけることができる。手術に必要な少なくとも１ｍｍの精度で角膜縁の中心を決定するために不可欠な少なくとも１００×１００画素の写真解像度では、１画素〜５画素、有利には２画素の間隔が適していることが検出された。

本発明の別の有利な実施形態では、比較対象物と写真との相関の枠内で比較対象物または比較対象物と相関する領域の環状構成要素の差分生成を行う。したがって、相関時に有利には比較対象物の一方の環状構成要素には正の符号を設け、他方の環状構成要素には負の符号を設けることができる。有利には、グレー面、すなわち、形成された濃度遷移部がない面との相関時にニュートラルな結果、例えば値ゼロが得られるように、比較対象物は構成されているか、あるいは相関関数は選択されている。比較対象物が位置する濃度遷移部が形成された場合にはじめて相関関数の高い値が生じる。

別の有利な実施形態では、比較対象物は画像を畳み込むフィルタにより実施される。環状フィルタは、環状フィルタが環状の濃度遷移部、例えば角膜縁または瞳孔縁に位置する場合には常に最大のフィルタ応答が生じるように構成されている。フィルタ応答のこのような最大値は、フィルタ半径と探索している対象物の半径との一致がより良好な場合により明確に形成される。したがって、有利には検査または治療に伴う眼の追跡を規定されたフィルタ半径によって行う前に上述の方法に従って初期化ステップでフィルタの半径を検出する。有利な環状フィルタとして、同心的に配置した２つの構成要素を有するフィルタを選択し、これにより、一方の構成要素が濃度の低い領域に完全に位置し、他方の構成要素が濃度の高い領域に完全に位置し、この場合に同定すべき遷移領域、例えば角膜縁が両方の構成要素によって取り囲まれる場合に最大のフィルタ応答を得ることができる。両方の環状構成要素の間隔は、いずれの構成要素も遷移領域に位置せず、一義的に１つの濃度領域に位置するように大きく選択され、同時にできるだけ正確な半径決定が可能となるように小さく選択される。

対象物半径の変更時に撮影条件、例えば顕微鏡倍率の変更に基づいてこのような初期化ステップを繰り返し実施する必要がないように、有利な実施形態では、撮影した眼部分の大きさに影響を及ぼす機器設定のそれぞれの変更を環状の比較対象物の大きさに含めるか、あるいはフィルタ半径に対応して適合させる。したがって、比較対象物の半径は撮影条件に自動的に適合させ、実際に一度だけあらかじめ決定すればよいことが保証される。このために、機器パラメータを変更する機器、例えば顕微鏡と、比較対象物との相関を行う装置との間にインターフェイスを設けることが不可欠である。

比較対象物の環状の構成は重要であるが、多角形またはこれに類するものを用いても方法において本質的なことは変わらないであろう。閉鎖したリングを用いることも不可欠ではない。比較対象物は、環状セグメントからも同様に良好に組み立てることができる。比較対象物の環状特性を全体として保持することのみが本方法にとって重要である。それどころか、特に画像の縁部領域ではリングセグメントだけをより信頼性良く使用することができる。これらのリングセグメントでは、好ましくは相関時に比較対象物、ひいては角膜縁が画像において接近する縁部に位置する領域を開放する。したがって相関時に比較対象物は発見すべき対象物により良好に対応し、この対象物は画像の縁部領域に達するとすぐに部分的に切り取られる。

別の有利な実施形態では、比較対象物との相関のために写真の赤色の色分離を用いる。驚くべきことに、赤色の色分離は眼の治療中に最も妨害されにくいことがわかった。なぜならこの色分離では、出血および血管の赤色が胸膜の白色と共に均一な面を形成するからである。これにより、この色チャンネルでは他の色分離の場合よりも信頼性の良い結果が得られる。常に赤色の通路をグレースケール画像として使用することにより、高精度が得られ、多色画像の使用または常に選択が維持されるコントラストに満ちた色チャンネルの使用に比べて方法を加速することができる。

本方法をさらに最適化するために、このグレースケール画像を必要とされる精度を許容する限り縮小することは有利である。対応して高い演算容量ではこのステップを省略することもできる。画像を均一化し、結果を歪曲しかねない些細な小さいコントラスト遷移を除去することはさらに有利である。

好ましい実施形態では、瞳孔または角膜縁の位置から推定した外科医のための補助および検出した値の信頼性に関する情報は、外科医が観察した眼部分の表示に重ねられる。したがって、外科医には一方では手術のための補助が与えられ、他方では外科医は補助がどの程度信頼できるのかを直接に推定し、補助を使用するか、またはやはり自分の経験をむしろ頼りにするのかを自身で決定することができる。

本発明さらなる詳細および利点が、図面に基づき詳細に説明した実施例の記載に関連した従属請求項から明らかである。

本発明による方法を実施するための装置を示す概略図である。眼部分の写真に重ねた有利なリングフィルタの実施例を示す図である。フィルタ応答の実施例を示す図である。フィルタ応答の閾値画像の実施例を示す図である。眼断面およびこれに対応した、縁部領域が開放したリングフィルタの実施例を示す図である。

図１は、本発明による方法を特に有利に使用できる眼の治療で典型的な主要構成を示す概略図である。図示しない光源によって照明した患者の治療すべき眼１を、一方では接眼レンズ２によって、他方ではビデオカメラ３によって観察し、ビームスプリッタ４によって観察光路を観察器具のための２つの観察光路に分割する。ビデオカメラ３に表示されたデータを演算ユニット５に伝達し、そこにデータを記憶し、分析する。これらのデータに基づいて、パターン生成ユニット６により形成し、接眼レンズ２で視認可能な画像に重ねる補助パターンを算出し、外科医７は、パターン生成ユニット６で形成され、重ねられたパターンと共に治療すべき眼１を観察することができる。パターン生成ユニット６は、例えば環状のＬＥＤ表示器を有するプロジェクターとして構成し、プロジェクターによりビームスプリッタ４を介してパターンを眼に重ねてもよい。

例えば（重ねたリングフィルタを有する比較対象物を説明するための）図２に見ることができるように、白内障手術では、カメラ３によって極めて短い時系列で連続的に眼１をデジタル式に撮影するか、またはアナログ式に撮影したデータをデジタル変換し、眼部分の撮影のデジタルデータを演算ユニット５に伝達する。本発明による方法によれば、この演算ユニット５で眼中心を検出し、これにより、混濁した水晶体を取り出し、人工水晶体を挿入するための切開に最適な切開位置を検出することができる。角膜縁の中心、および角膜縁１１の半径がわかっている場合には切開位置を推定したらすぐに、外科医７の眼が接眼レンズを介して見る画像に、パターン生成ユニット６で生成した切断位置を示すパターンを重ねる。これにより、外科医７の眼には、治療中に切開を開始するために最適な所定の切開位置が常に見える。

方法が信頼性良く機能することを保証するために、極めて正確だが、比較的時間のかかる初期化方法で開始画像を用いて角膜縁の半径および中心を検出する。このような方法は、同じ出願人によって同時に提出された特許出願明細書「眼の特徴的構成要素の固有特性および／または位置を検出する方法」に詳細に記載されており、その開示内容全体は本明細書に組み込まれる。この方法について以下に簡潔に説明する。この明細書では、本明細書においても請求している方法で、図２に概略的に示すリングフィルタ８を眼の断面に重ね、眼部分の画像によって畳み込む。リングフィルタ８は、２つの環状の構成要素、すなわち、外側リング９と内側リング１０とを組み合わせたものであり、これらのリングは、リングフィルタ８の半径が角膜縁に適合している場合には、検査した角膜縁１１のまわりに対称的に載置されている。リングフィルタ８は、外側リング９がフィルタ応答にポジティブに寄与し、内側リング１０がネガティブに寄与するように規格化されている。さらにリングフィルタ８は、グレー面で畳み込んだ場合に値ゼロが生じるように規格化されている。すなわち、両方のリング９および１０は、フィルタ部分に対応して画像で重み付けされている。方法の原理を説明するために、以下では角膜縁の半径、ひいてはリングフィルタ８の大きさが以下に説明する初期化ステップで推定されており、したがってわかっていることを前提とする。その後に撮影した同じ眼部分の全ての画像には角膜縁１１が含まれ、少なくとも顕微鏡の撮影モードを変更しない限りは常に同じリングフィルタ８を使用することができる。このリングフィルタ８はいま画像部分によってのみ畳み込まれる。すなわち、フィルタ応答は画像のそれぞれの点で検出される。リングフィルタ８による畳み込みの結果を図３に例示的に示す。フィルタ半径と角膜縁１１が重なり合って位置する場所では最大フィルタ応答が生じ、この最大フィルタ応答はここでは明るい領域として見ることができる。この明るい領域の中心またはフィルタ応答の絶対最大値の位置は角膜縁の中心に対応し、この最大値はパターン生成ユニット６に伝達される。

この中心を決定するために、図３に示すフィルタ応答の画像を閾値形成によって図４に示すように２値画像に変換する。このために使用する閾値をあらかじめ規定するのではなく、画像内容自体から決定する。フィルタ応答最大値の少なくとも９０％の閾値が有意義であることがわかった。図４では９０％の値を閾値として使用している。図４に見ることができる小さい白い面から重心を決定する。重心は探していた角膜縁中心に相当し、この角膜縁中心をパターン生成ユニット６に伝達する。この方法により、眼部分の他のそれぞれの撮影に適したあらかじめ規定されたリングフィルタ８により、信頼性良く、ある程度リアルタイムで、実際の角膜縁中心を検出することができる。

しかしながら、既に述べたように、幾分手間のかかる方法で角膜縁１１の半径、ひいてはリングフィルタ８のための適宜な半径を決定することは不可欠である。このために、上記同時係属出願明細書に詳細に記載のように、眼部分の画像を種々異なる大きさ、ひいては異なった半径のリングフィルタ８によって畳み込む。リングフィルタ８によるそれぞれの畳み込みで最大フィルタ応答を検出する。使用したリングフィルタ８の半径にこの最大フィルタ応答を重ね、これにより、選択したリングフィルタ８の半径が画像部分の円形対象物の半径と一致した場合には常に最大値を示す曲線が生じる。画像部分のこれらの円形対象物のうち最大対象物の半径は角膜縁１１の半径に対応し、したがって、関連するリングフィルタ８の最大半径に属する曲線またはフィルタ半径の最大値が角膜縁１１の半径に相当することがわかった。この半径は、次いでリングフィルタ８の半径として基礎をなし、同じ眼部分の同じ検査または治療で撮影した他の全ての画像で使用する。したがって、全ての後続画像では、リングフィルタ８によって規定された半径によってこれらの画像を畳み込み、フィルタ応答を２値化し、重心を検出することのみが角膜縁中心を追跡するために不可欠である。これにより、極めて効率的で信頼できる方法が提案され、角膜縁１１の半径および角膜縁中心または瞳中心を、幾分長くかかる一回の詳細な分析ステップ後に、他の全ての画像で極めて迅速に推定し、ひいてはこの中心を眼の診断または治療全般にわたってそれぞれの画像のためにある程度リアルタイムで決定し、そこから位置を推定し、外科医のための補助として考えられたパターンまたはこれに類するものを重ねる。

眼の手術中に一度は起こることが多いように、眼の中心が画像部分の角膜縁領域に移動した場合にのみ、角膜縁の一部が画像縁部によって切り取られ、虹彩は環状対象物にはもはや対応しない。このことは、リングフィルタ８によって容易に信頼性良く発見することができる。この場合、この方法は明らかに信頼性がなくなる。これに対処するために、図５に示すように、画像縁部領域に開放したリングフィルタ８を使用することを提案する。この場合、画像縁部に位置するリング部分は切り取られる。これらの領域で有利に使用できるフィルタを図５に示し、対応関係をわかりやすくするために眼部分の縁部領域にも付したのとそれぞれ同じローマ数字を付す。したがって、例えばＩを付した左上角隅領域の眼部分の画像による畳み込みでは、その下に同様にＩを付したフィルタを、図面にＶを付した写真の中央領域で用いる完全なリングフィルタの代わりに使用する。したがってそれぞれ使用したフィルタは眼部分の縁部領域においてもこの領域で切り取られた角膜縁の円形に極めて良好に対応している。この措置は、この方法の確実性を決定的に高める。

それでもまさに縁部領域では１００％の的中率を達成することはできない。結局のところ外科医は依然として表示された補助に従うのか、または自身の感覚もしくは経験に頼って補助なしにさらに作業するのかを決断する必要がある。この決断ができるように、補助に加えて、表示された補助位置の信頼性に関する情報が外科医に与えられる場合、外科医にとっては最も助けとなる。ここに記載の方法では、方法の信頼性を特に簡単に推定することができる。例えば、角膜縁中心決定の確実性のための絶対的な基準としてフィルタ応答の画像における最大値を使用することができる。この値が高いほど、角膜縁１１の半径と、対応したリングフィルタ８との一致はより良好となり、ひいては結果がより確実となる。検出した中心のこのような確実性または信頼性は、例えば棒グラフの形態で、または重ねた補助位置のマークの形態で、例えば実線、破線または点線で示した物体として示される。

１眼
２接眼レンズ
３ビデオカメラ
４ビームスプリッタ
５演算ユニット
６パターン生成ユニット
７外科医の眼
８リングフィルタ
９外側フィルタリング
１０内側フィルタリング
１１角膜縁

Claims

患者の眼（１）の角膜縁（１１）の位置および／または半径および／または瞳孔の位置および／または半径を検出する方法において、
前記患者の眼（１）の画像と、半径および中心を有する異なる多数の環状の比較対象物とを相関させ、これにより、前記患者の目（１）の画像で環状の前記比較対象物と、同じ半径および同じ中心を有する環状の濃度飛躍部とが一致した場合に前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との局所的に最大の一致を生じさせ、前記画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物を検出し、前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物の中心位置を、前記角膜縁（１１）の中心位置および／または前記瞳孔の中心位置として選択することを特徴とする方法。
患者の眼（１）の角膜縁（１１）の位置および／または半径および／または瞳孔の位置および／または半径を検出する方法において、
前記患者の眼（１）の画像と、半径および中心を有する異なる多数の環状の比較対象物とを相関させ、これにより、前記患者の目（１）の画像で環状の前記比較対象物と、同じ半径および同じ中心を有する環状の濃度飛躍部とが一致した場合に前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との局所的に最大の一致を生じさせ、前記画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物を検出し、前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物の中心位置を、前記角膜縁（１１）の中心位置および／または前記瞳孔の中心位置として選択し、
環状の前記比較対象物を、閉鎖した、または部分的に開放したリングフィルタ（８）とし、前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物との相関を、前記患者の眼（１）の画像に対する前記リングフィルタ（８）のフィルタ応答の算出によって行い、
前記リングフィルタ（８）に対し、少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を検出し、該フィルタ応答の基礎をなすリングフィルタ（８）の中心位置および半径を、前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置および前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼（１）の瞳孔の中心位置および瞳孔の半径として選択することを特徴とする方法。
請求項１または２に記載の方法において、
環状の前記比較対象物（１８）の有利な半径を検出し、これにより、眼の治療中に時間的に連続して検出した前記患者の眼（１）のデジタル画像を、前記有利な半径を有するが異なった中心を有する環状の前記比較対象物（８）と相関させることによって、前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置および／または患者の眼の瞳孔の中心位置を検出する方法。
請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法において、
前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物（８）の半径を前記角膜縁（１１）の半径および／または前記瞳孔の半径として選択する方法。
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
前記比較対象物（８）の半径を様々に異なるようにする方法。
請求項５に記載の方法において、
前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の半径を、前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する比較対象物の半径を瞳孔の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の中心を前記角膜縁（１１）の中心位置として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する前記比較対象物の中心を前記瞳孔の中心位置として選択する方法。
請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法において、
環状の前記比較対象物（８）の半径を等しくする方法。
請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法において、
前記患者の眼（１）のデジタル画像からの赤色チャンネルに対応した赤色の抜出しを基礎として、環状の前記比較対象物（８）と前記患者の眼（１）の画像との相関を行う方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）に２つの同心的な環状構成要素（９，１０）を設ける方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を多角形として形成する方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）にセグメントを設ける方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）をリング（９，１０）として形成する方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を円板として形成する方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を、開放したリングとして形成する方法。
請求項１４に記載の方法において、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を縁部領域で、開放したリングとして形成した環状の比較対象物と相関させる方法。
請求項１、または請求項３から１３までのいずれか一項に記載の方法において、
環状の前記比較対象物を、閉鎖した、または部分的に開放したリングフィルタ（８）とし、前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物との相関を、前記患者の眼（１）の画像に対する前記リングフィルタ（８）のフィルタ応答の算出によって行う方法。
請求項２または１６に記載の方法において、
前記リングフィルタ（８）に、内側フィルタリング（９）と外側フィルタリング（１０）とを設ける方法。
請求項１７に記載の方法において、
前記リングフィルタ（８）の前記内側フィルタリング（９）と前記外側フィルタリング（１０）とを、それぞれ異なった符号でフィルタ応答に貢献させる方法。
請求項２、または請求項１６から１８までのいずれか一項に記載の方法において、
前記リングフィルタ（８）に対し、少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を検出し、該フィルタ応答の基礎をなすリングフィルタ（８）の中心位置および半径を、前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置および前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼（１）の瞳孔の中心位置および瞳孔の半径として選択する方法。
請求項２、または請求項１６または１９に記載の方法において、
前記内側フィルタリング（９）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径よりも小さくし、前記外側フィルタリング（１０）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径よりも大きくするか、または前記内側フィルタリング（９）の半径を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の半径よりも小さくし、前記外側フィルタリング（１０）の半径を前記患者の眼（１）の前記角膜縁（１１）の半径よりも大きくする方法。
請求項２、または請求項１６から２０までのいずれか一項に記載の方法において、
演算ユニット（５）で前記患者の眼（１）のデジタル画像を前記リングフィルタ（８）のためのフィルタ関数によって折り畳むことによりフィルタ応答を算出し、前記演算ユニット（５）は、算出したフィルタ応答から、少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を有するフィルタ関数を検出する方法。
請求項２１に記載の方法において、
少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を有する前記リングフィルタ（８）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔または角膜縁（１１）の半径として選択し、前記リングフィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の瞳孔または前記角膜縁（１１）の中心位置として選択する方法。
請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法において、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出し、検出した患者の眼（１）の画像を、隣接するリング（９，１０）を有する種々異なった半径の環状の前記フィルタ（８）によって折り畳み、隣接する２つの異なった前記リング（９，１０）のフィルタ応答の差分をそれぞれ生成し、局所的に最大の差分およびこの差分を有するフィルタ（８）の半径を検出し、この場合に検出した半径のうち小さい方の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径として決定し、かつ／またはこの場合に検出した小さい方の半径を有する前記フィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の瞳孔の中心位置として決定する方法。
請求項１から８まで、または請求項２３のいずれか一項に記載の方法において、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出し、検出した患者の眼（１）の画像を、隣接するリング（９，１０）を有する種々異なった半径の環状の前記フィルタ（８）によって折り畳み、隣接する２つの異なった前記リング（９，１０）のフィルタ応答の差分をそれぞれ生成し、局所的に最大の差分およびこの差分を有するフィルタ（８）の半径を検出し、この場合に検出した半径のうち大きい方の半径を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の半径として決定し、かつ／またはこの場合に検出した大きい方の半径を有する前記フィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置として決定する方法。
請求項２３に記載の方法において、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出するカメラ（９）の撮影モードを変更する場合に、前記検出した有利な半径を自動的に適合させる方法。
請求項３または２５に記載の方法において、
前記検出した有利な半径を、前記患者の眼（１）の前記角膜縁（１１）の半径または瞳孔の半径として選択した前記比較対象物（８）の半径とする方法。
請求項１から２６までのいずれか一項に記載の患者の眼の角膜縁および／または瞳孔の位置を検出する方法に用いることを特徴とするコンピュータプログラム。
患者の眼の角膜縁および／または瞳孔の位置を検出するための装置において、
患者の眼の少なくとも一部のデジタル画像を撮影するためのビデオカメラ（３）と、
請求項２７に記載のコンピュータプログラムを含む演算ユニット（５）と
を有することを特徴とする装置。
患者の眼（１）の角膜縁（１１）の位置および／または半径および／または瞳孔の位置および／または半径を検出するための装置を有する眼の手術のための眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）の画像と、半径および中心を有する異なる多数の環状の比較対象物とを相関させ、これにより、前記患者の眼（１）の画像で環状の前記比較対象物と、同じ半径および同じ中心を有する環状の濃度飛躍部とが一致した場合に前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との局所的に最大の一致を生じさせ、前記画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物を検出し、前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物の中心位置を、前記角膜縁（１１）の中心位置および／または前記瞳孔の中心位置として選択することを特徴とする眼科用視覚化システム。
患者の眼（１）の角膜縁（１１）の位置および／または半径および／または瞳孔の位置および／または半径を検出するための装置を有する眼の手術のための眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）の画像と、半径および中心を有する異なる多数の環状の比較対象物とを相関させ、これにより、前記患者の眼（１）の画像で環状の前記比較対象物と、同じ半径および同じ中心を有する環状の濃度飛躍部とが一致した場合に前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との局所的に最大の一致を生じさせ、前記画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物を検出し、前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物の中心位置を、前記角膜縁（１１）の中心位置および／または前記瞳孔の中心位置として選択し、
前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の半径を、前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する比較対象物の半径を瞳孔の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の中心を前記角膜縁（１１）の中心位置として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する前記比較対象物の中心を前記瞳孔の中心位置として選択することを特徴とする眼科用視覚化システム。
請求項２９または３０に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
環状の前記比較対象物（１８）の有利な半径を検出し、これにより、眼の治療中に時間的に連続して検出した前記患者の眼（１）のデジタル画像を、前記有利な半径を有するが異なった中心を有する環状の前記比較対象物（８）と相関させることによって、前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置および／または患者の眼の瞳孔の中心位置を検出する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３１までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）の画像と少なくとも局所的に最大に一致した前記比較対象物（８）の半径を前記角膜縁（１１）の半径および／または前記瞳孔の半径として選択する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３２までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記比較対象物（８）の半径を異なったものとする方法。
請求項２９に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の半径を、前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する比較対象物の半径を瞳孔の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した最大半径を有する前記比較対象物の中心を前記角膜縁（１１）の中心位置として選択し、かつ／または前記患者の眼の画像と前記比較対象物（８）との間で少なくとも局所的に最大に一致した２番目に大きい半径を有する前記比較対象物の中心を前記瞳孔の中心位置として選択する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３２までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
環状の前記比較対象物（８）の半径を等しくする眼科用視覚化システム。
請求項２９から３５までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）のデジタル画像からの赤い色チャンネルに対応した赤色の抜出しを基礎として、環状の前記比較対象物（８）と前記患者の眼（１）の画像との相関を行う眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）に２つの同心的な環状構成要素（９，１０）を設ける眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を多角形として形成する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）にセグメントを設ける眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）をリング（９，１０）として形成する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を円板として形成する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
多数の環状の比較対象物からなる環状の前記比較対象物（８）を、開放したリングとして形成する眼科用視覚化システム。
請求項４２に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を縁部領域で、開放したリングとして形成した環状の比較対象物と相関させる眼科用視覚化システム。
請求項２９から４３までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
環状の前記比較対象物を、閉鎖した、または部分的に開放したリングフィルタ（８）とし、前記患者の眼（１）の画像と前記比較対象物との相関を、前記患者の眼（１）の画像に対する前記リングフィルタ（８）のフィルタ応答の算出によって行う眼科用視覚化システム。
請求項４４に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記リングフィルタ（８）に、内側フィルタリング（９）と外側フィルタリング（１０）とを設ける眼科用視覚化システム。
請求項４５に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記リングフィルタ（８）の前記内側フィルタリング（９）と前記外側フィルタリング（１０）とを、それぞれ異なった符号でフィルタ応答に貢献させる眼科用視覚化システム。
請求項４４から４６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記リングフィルタ（８）に対し、少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を検出し、該フィルタ応答の基礎をなすリングフィルタ（８）の中心位置および半径を、前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置および前記角膜縁（１１）の半径として選択し、かつ／または前記患者の眼（１）の瞳孔の中心位置および瞳孔の半径として選択する眼科用視覚化システム。
請求項４７に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記内側フィルタリング（９）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径よりも小さくし、前記外側フィルタリング（１０）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径よりも大きくするか、または前記内側フィルタリング（９）の半径を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の半径よりも小さくし、前記外側フィルタリング（１０）の半径を前記患者の眼（１）の前記角膜縁（１１）の半径よりも大きくする眼科用視覚化システム。
請求項４４から４８までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
演算ユニット（５）で前記患者の眼（１）のデジタル画像を前記リングフィルタ（８）のためのフィルタ関数によって折り畳むことによりフィルタ応答を算出し、前記演算ユニット（５）は、算出したフィルタ応答から、少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を有するフィルタ関数を検出する眼科用視覚化システム。
請求項４９に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
少なくとも局所的に最大のフィルタ応答を有する前記リングフィルタ（８）の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔または角膜縁（１１）の半径として選択し、前記リングフィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の瞳孔または前記角膜縁（１１）の中心位置として選択する眼科用視覚化システム。
請求項２９から３６までのいずれか一項に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出し、検出した患者の眼（１）の画像を、隣接するリング（９，１０）を有する種々異なった半径の環状の前記フィルタ（８）によって折り畳み、隣接する２つの異なった前記リング（９，１０）のフィルタ応答の差分をそれぞれ生成し、局所的に最大の差分およびこの差分を有するフィルタ（８）の半径を検出し、この場合に検出した半径のうち小さい方の半径を前記患者の眼（１）の瞳孔の半径として決定し、かつ／またはこの場合に検出した小さい方の半径を有する前記フィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の瞳孔の中心位置として決定する眼科用視覚化システム。
請求項５１に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出し、検出した患者の眼（１）の画像を、隣接するリング（９，１０）を有する種々異なった半径の環状の前記フィルタ（８）によって折り畳み、隣接する２つの異なった前記リング（９，１０）のフィルタ応答の差分をそれぞれ生成し、局所的に最大の差分およびこの差分を有するフィルタ（８）の半径を検出し、この場合に検出した半径のうち大きい方の半径を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の半径として決定し、かつ／またはこの場合に検出した大きい方の半径を有する前記フィルタ（８）の中心位置を前記患者の眼（１）の角膜縁（１１）の中心位置として決定する眼科用視覚化システム。
請求項３１に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記患者の眼（１）のデジタル画像を検出するカメラ（９）の撮影モードを変更する場合に、前記検出した有利な半径を自動的に適合させる眼科用視覚化システム。
請求項３１または５３に記載の眼科用視覚化システムにおいて、
前記検出した有利な半径を、前記患者の眼（１）の前記角膜縁（１１）の半径または瞳孔の半径として選択した前記比較対象物（８）の半径とする眼科用視覚化システム。