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电子方法进行眼睛标记/对齐

阅读:72发布:2021-01-01

专利汇可以提供电子方法进行眼睛标记/对齐专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一个 实施例 是一种用于在屈光手术期间发现、计算和以 电子 方式标记患者眼睛的散光矫正/抵消的参考轴的方法。基于一个或多个眼睛性质测量连同同时记录的实况眼睛图像一起,可在术中确定散光矫正/抵消的参考轴。经确定的散光矫正/抵消的参考轴可被更新并且与所记录的眼睛图像(多个)的一个或多个界标对齐;并且被 叠加 到眼睛的实况图像上。另一实施例是在移除由于暂时的外科手术引起的因素所产生的屈光分量并且添加由于外科医生引起的因素所产生的屈光分量的情况下实时地计算和显示手术下的眼睛的经补偿的屈光误差的方法。,下面是电子方法进行眼睛标记/对齐专利的具体信息内容。

1.一种用于在白内障屈光手术期间测量患者眼睛的散光分量的装置,包括:
实时术中波前传感器,配置成在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第一组波前的波前测量数据;以及
数据处理器,耦合至所述实时术中波前传感器以接收所述波前测量数据,配置成从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算无晶状体的散光分量并且计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的散光变化的测量,并且其中所述数据处理器进一步被配置成输出所述单独的角膜散光分量。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
在所述屈光手术期间输出所述单独的角膜散光分量。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,进一步包括:
显示器,耦合至所述数据处理器,配置成显示所述单独的角膜散光分量。
4.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
在当所述眼睛处于所述无晶状体状态时的所述屈光手术期间输出所述单独的角膜散光分量。
5.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括:
术中角膜形状测量设备,配置成输出在所述第一术中时间间隔之前且在移除所述晶状体之前(有晶状体状态)所进行的所述患者眼睛的第一有晶状体的角膜形状测量并且输出在所述第一术中间隔期间所进行的所述患者眼睛的第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量;以及
其中所述数据处理器进一步被耦合至所述术中角膜形状测量设备以接收所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量并且进一步被配置成基于所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量来计算所述暂时的散光分量。
6.如权利要求5所述的装置,其特征在于,所述术中角膜形状测量设备是角膜散光计、角膜镜、角膜地形图仪系统、或光学相干地形图仪系统/断层扫描仪
7.如权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第二组和第三组波前,其中所述第二组波前是在所述第一术中时间间隔之前且在所述晶状体的移除之前(有晶状体状态)从所述患者眼睛返回的,并且其中所述第三组波前是在所述第一术中时间间隔期间且在所述患者眼睛处于所述有晶状体状态的情况下从所述患者眼睛返回的,并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第二组和第三组波前的波前测量数据;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第二组和第三组波前的波前数据中计算第一和第二有晶状体屈光分量并且被配置成计算所述第一和第二有晶状体屈光分量之间的差异以获得所述暂时的散光分量。
8.如权利要求1所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第四组波前,其中所述第四组波前是在所述第一术中时间间隔期间从所述患者眼睛返回的并且是在人工晶状体的植入之后(伪晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第四组波前的波前测量数据;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第四组波前的波前数据中计算伪晶状体散光分量并且进一步被配置成输出所述伪晶状体散光分量。
9.如权利要求1所述的装置,其特征在于,进一步包括:
外壳,配置成被附连至手术显微镜或者与所述手术显微镜集成,其中所述实时术中波前传感器和所述数据处理器被设置在所述外壳内。
10.如权利要求5所述的装置,其特征在于,进一步包括:
外壳,配置成被附连至手术显微镜或者与所述手术显微镜集成,其中所述实时术中波前传感器、所述数据处理器以及所述术中角膜形状测量设备被设置在所述外壳内。
11.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述数据处理器被配置成:
计算为所述单独的角膜散光分量和外科医生引起的散光分量之和的预期的术后散光分量并且在所述白内障屈光手术期间输出所述预期的术后散光分量。
12.一种用于在白内障屈光手术期间显示患者眼睛的术中测量的装置,所述装置包括:
实时术中波前传感器,配置成在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第一组波前的波前测量数据;
实时眼睛相机,配置成在白内障屈光手术程序期间输出所述患者眼睛的实时数字图像;以及
数据处理器,耦合至所述实时术中波前传感器以接收所述波前测量数据并且耦合至所述实时眼睛相机以接收所述实时数字图像,配置成从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算无晶状体的散光分量并且计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的角膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的散光变化的测量,并且其中所述数据处理器进一步被配置成在所述屈光手术期间输出数字图像,所述数字图像具有连同所述患者眼睛的所述实时数字图像一起显示的所述单独的角膜散光分量。
13.如权利要求12所述的装置,其特征在于,进一步包括:
显示器,被连接至所述数据处理器并且其中所述单独的角膜散光分量包括单独的角膜的散光的轴,其中所述显示器被配置成显示所述患者眼睛的实况眼睛图像以及被跟踪至所述实况眼睛图像的运动的所述单独的角膜的散光的轴。
14.如权利要求12所述的装置,其特征在于,进一步包括:
术中角膜形状测量设备,配置成输出在所述第一术中时间间隔之前且在移除所述晶状体之前(有晶状体状态)的所述患者眼睛的第一有晶状体状态的角膜形状测量并且输出在所述第一术中间隔期间的所述患者眼睛的第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量;以及其中所述数据处理器进一步被耦合至所述术中角膜形状测量设备以接收所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量并且进一步被配置成基于所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量来计算所述暂时的散光分量。
15.如权利要求14所述的装置,其特征在于,所述术中角膜形状测量设备是角膜散光计、角膜镜、角膜地形图仪系统、或光学相干地形图仪系统/断层扫描仪。
16.如权利要求12所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第二组和第三组波前,其中所述第二组波前是在所述第一术中时间间隔之前且在所述晶状体的移除之前(有晶状体状态)从所述患者眼睛返回的并且其中所述第三组波前是在所述第一术中时间间隔期间且在所述患者眼睛处于所述有晶状体状态的情况下从所述患者眼睛返回的,并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第二组和第三组波前的波前测量数据;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第二组和第三组波前的波前数据中计算第一和第二有晶状体散光分量并且被配置成计算所述第一和第二有晶状体散光分量之间的差异以获得所述暂时的散光分量。
17.如权利要求12所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第四组波前,其中所述第四组波前是在所述第一术中时间间隔期间从所述患者眼睛返回的并且是在人工晶状体的植入之后(伪晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第四组波前的波前测量数据;
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第四组波前的波前数据中计算伪晶状体散光分量并且进一步被配置成生成数字图像,所述数字图像具有连同所述眼睛的所述实时数字图像一起显示的所述单独的角膜散光分量和所述伪晶状体散光分量两者。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述单独的角膜散光分量包括单独的角膜的散光的轴并且其中所述伪晶状体散光分量包括伪晶状体的散光的轴并且其中数字处理器进一步被配置成:
输出数字图像,所述数字图像具有在所述白内障屈光手术期间实时地叠加所述眼睛的所述实时数字图像的单独的角膜和伪晶状体的散光的轴两者。
19.如权利要求17所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用户输入设备;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成:
基于来自外科医生或护士的用户输入来更新参考轴。
20.如权利要求19所述的装置,其特征在于,进一步包括:
记录设备,配置成记录所述数字图像,所述数字图像具有叠加所述眼睛的所述实时数字图像的所述单独的角膜的散光的轴;以及
其中所述处理器进一步被配置成:
基于当外科医生或护士正在观看叠加所述眼睛的所述实时数字图像的所述单独的角膜的散光的轴的记录时来自所述外科医生或护士的用户输入来更新参考轴。
21.如权利要求18所述的装置,其特征在于,进一步包括:
显示器,被连接至所述数据处理器并且其中所述显示器被配置成显示所述患者眼睛的实况眼睛图像、被跟踪至所述实况眼睛图像的运动的所述单独的角膜和所述伪晶状体的散光的轴。
22.如权利要求12所述的装置,其特征在于,进一步包括:
外壳,配置成被附连至手术显微镜或者与所述手术显微镜集成,其中所述实时术中波前传感器、所述实时眼睛相机和所述数据处理器被设置在所述外壳内。
23.如权利要求14所述的装置,其特征在于,进一步包括:
外壳,配置成被附连至手术显微镜或者与所述手术显微镜集成,其中所述实时术中波前传感器、所述术中角膜形状测量设备、所述实时眼睛相机以及所述数据处理器被设置在所述外壳内。
24.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器被配置成:
计算为所述单独的角膜散光分量和外科医生引起的散光分量之和的预期的术后散光分量并且实时地输出所述预期的术后散光分量。
25.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
处理所述患者眼睛的实时数字图像以判断所述眼睛相对于所述实时术中波前传感器的对准。
26.如权利要求25所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
基于所述眼睛的所述对准来计算测量数据质量判断标准。
27.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
电子方式分配散光矫正/抵消的参考轴的指示符(多个)以用于关联至数字眼睛图像上的特定参考并且将所述指示符(多个)显示到所述实况眼睛图像上,其中所述指示符(多个)以实况眼睛图像为基准;以及
基于较高质量眼睛性质测量数据或手术状态的过渡来更新所述指示符(多个)。
28.如权利要求27所述的装置,其特征在于,仅高质量眼睛性质测量数据的选择是基于一标准,所述标准将所述患者眼睛相对于被用于进行实时术中测量的测量设备的位置以及所述眼睛性质测量的信号强度范围考虑在内。
29.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
在所述白内障屈光手术期间分配散光矫正/抵消的指示符(多个),其中所述指示符(多个)表示参考轴或目标轴,其中参考轴是在不同手术状态下的所述患者眼睛的散光轴并且其中目标轴是已经将暂时的散光分量的移除和/或外科医生引起的散光分量的添加考虑在内的预期的术后伤口愈合的患者眼睛的散光轴。
30.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
输出信息以用于与在所治疗的眼睛已经完全愈合之后的术后眼睛性质测量进行比较。
31.如权利要求12所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
输出信息以用于与在所述屈光手术之前、期间和之后所收集的其它信息一起处理以建立用于计算散光矫正/抵消的目标轴的诺谟图,所述目标轴还将尤其与个体外科医生的实践习惯相关联的手术引起的残余散光考虑在内。
32.一种装置,包括:
手术显微镜,具有用于收集光的前端;
,耦合至所述手术显微镜的所述前端,其中所述模块包括:
实时术中波前传感器,配置成在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第一组波前的波前测量数据;
实时眼睛相机,配置成在白内障屈光手术程序期间输出所述患者眼睛的实时数字图像;以及
数据处理器,耦合至所述实时术中波前传感器以接收所述波前测量数据并且耦合至所述实时眼睛相机以接收所述实时数字图像,配置成从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算无晶状体的散光分量、计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的角膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的屈光变化的测量并且其中所述数据处理器进一步被配置成在所述白内障屈光手术期间实时地输出数字图像,所述数字图像具有连同所述患者眼睛的所述实时数字图像一起显示的所述单独的角膜散光分量。
33.如权利要求32所述的装置,其特征在于,所述手术显微镜具有光路并且进一步包括:
透明显示器,设置在所述光路中并且耦合至所述数据处理器,以用于在所述屈光手术期间实时地显示数字图像,所述数字图像由所述数据处理器输出、具有叠加所述患者眼睛的实时实况显微图像的所述单独的角膜散光分量。
34.如权利要求32所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第二组和第三组波前,其中所述第二组波前是在所述第一术中时间间隔之前且在所述晶状体的移除之前(有晶状体状态)从所述患者眼睛返回的并且其中所述第三组波前是在所述第一术中时间间隔期间且在所述患者眼睛处于所述有晶状体状态的情况下从所述患者眼睛返回的,并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第二组和第三组波前的波前测量数据;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第二组和第三组波前的波前数据中计算第一和第二有晶状体屈光分量并且被配置成计算所述第一和第二有晶状体屈光分量之间的差异以获得所述暂时的散光分量。
35.如权利要求32所述的装置,其特征在于:
所述实时术中波前传感器被配置成采样第四组波前,其中所述第四组波前是在所述第一术中时间间隔期间从所述患者眼睛返回的并且是在人工晶状体的植入之后(伪晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第四组波前的波前测量数据;以及
其中所述数据处理器进一步被配置成从表征所述第四组波前的波前数据中计算伪晶状体散光分量并且进一步被配置成输出所述伪晶状体散光分量。
36.一种用于在实时视矫正程序期间测量患者眼睛的散光分量的装置,包括:
实时术中波前传感器,配置成在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第一组波前的波前测量数据;以及
数据处理器,耦合至所述实时术中波前传感器以接收所述波前测量数据,配置成从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算无晶状体的散光分量并且计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的角膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的散光变化的测量,并且其中所述数据处理器进一步被配置成存储所述单独的角膜散光分量。
37.一种用于在白内障屈光手术期间测量患者眼睛的散光分量的装置,包括:
实时术中波前传感器,配置成在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的并且其中所述实时术中波前传感器被配置成输出表征所述第一组波前的波前测量数据;以及
数据处理器,耦合至所述实时术中波前传感器以接收所述波前测量数据,配置成从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算球面分量、无晶状体的散光分量并且计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的角膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的散光变化的测量,并且其中所述数据处理器进一步被配置成输出所述球面分量和所述单独的角膜散光分量。
38.如权利要求37所述的装置,其特征在于,所述数据处理器进一步被配置成:
在所述屈光手术期间输出所述球面分量和所述单独的角膜散光分量。
39.如权利要求37所述的装置,其特征在于,进一步包括:
显示器,耦合至所述数据处理器,配置成显示所述球面分量和所述单独的角膜散光分量。
40.一种用于在白内障屈光手术期间测量患者眼睛的散光分量的装置,包括:
用于在第一术中时间间隔期间连续地采样从患者眼睛返回的第一组波前并且用于输出表征所述第一组波前的波前测量数据的装置,其中对所述患者眼睛的术前测得的散光分量造成暂时改变的暂时的外科手术引起的因素在所述第一术中时间间隔期间发生,其中所述第一组波前是在晶状体的移除之后(无晶状体状态)进行采样的;以及耦合至用于连续地采样以接收所述波前测量数据的装置的装置,用于从表征所述第一组波前的样本的波前数据中计算无晶状体的散光分量、用于计算为所述无晶状体的散光分量和暂时的散光分量之差的单独的角膜散光分量、并且用于输出所述单独的角膜散光分量,其中所述暂时的散光分量是由所述暂时的外科手术引起的因素所造成的暂时的散光变化的测量。
41.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于在所述屈光手术期间输出所述单独的角膜散光分量的装置。
42.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于显示所述单独的角膜散光分量的装置。
43.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于在当所述眼睛处于所述无晶状体状态时的所述屈光手术期间输出所述单独的角膜散光分量的装置。
44.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于输出在所述第一术中时间间隔之前且在移除所述晶状体之前(有晶状体状态)所进行的所述患者眼睛的第一有晶状体的角膜形状测量并且用于输出在所述第一术中间隔期间所进行的所述患者眼睛的第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量的装置;以及用于接收所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量并且用于基于所述第一有晶状体的角膜形状测量和所述第二有晶状体或无晶状体的角膜形状测量来计算所述暂时的散光分量的装置。
45.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于采样第二组和第三组波前并且用于输出表征所述第二组和第三组波前的波前测量数据的装置,其中所述第二组波前是在所述第一术中时间间隔之前且在所述晶状体的移除之前(有晶状体状态)从所述患者眼睛返回的并且其中所述第三组波前是在所述第一术中时间间隔期间且在所述患者眼睛处于所述有晶状体状态的情况下从所述患者眼睛返回的;以及
用于从表征所述第二组和第三组波前的波前数据中计算第一和第二有晶状体屈光分量并且用于计算所述第一和第二有晶状体屈光分量之间的差异以获得所述暂时的散光分量的装置。
46.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于采样第四组波前并且用于输出表征所述第四组波前的波前测量数据的装置,其中所述第四组波前是在所述第一术中时间间隔期间从所述患者眼睛返回的并且是在人工晶状体的植入之后(伪晶状体状态)进行采样的;以及
用于从表征所述第四组波前的波前数据中计算伪晶状体散光分量并且用于输出所述伪晶状体散光分量的装置。
47.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于将权利要求1的所述装置与手术显微镜附连或集成的装置。
48.如权利要求44所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于将权利要求5的所述装置与手术显微镜附连或集成的装置。
49.如权利要求40所述的装置,其特征在于,进一步包括:
用于计算为所述单独的角膜散光分量和外科医生引起的散光分量之和的预期的术后散光分量并且用于在所述白内障屈光手术期间输出预期的术后散光分量的装置。

说明书全文

电子方法进行眼睛标记/对齐

相关申请

[0001] 本申 请 要 求2012年11月 6日 提交 的 题 为“Electronic Eye Marking/Registration(用电子方法进行眼睛标记/对齐)”的美国临时申请No.61/723,254的优先权,该申请出于所有目的通过引用结合。发明的技术领域
[0002] 本发明的一个或多个实施例一般涉及视矫正程序(多个)中用电子方法(electronic)进行眼睛标记/对齐(registration)。尤其是,这些实施例涉及确定散光的参考轴、散光矫正和以电子方式标记/对齐/记录用于跟踪叠加眼睛的实况图像的自定义指示(多个)。

发明背景

[0003] 在传统的白内障屈光手术中,需要在手术前测量或确定膜前表面的屈光散光轴、角膜或者患者的眼睛。在下文中,术语“散光轴(astigmatic axis)”定义了散光眼的轴线或子午线(meridian)的位置。然后,通常在手术之前或者手术期间在巩膜上制作用于标识散光轴的标记(例如,使用乙烯蓝色标记),以引导外科医生矫正眼睛散光。例如,当执行角膜缘松解切开术(LRI)或角膜松解切开术(CRI)时,该标记能够引导外科医生判断在哪个地方做切口。如果植入复曲面人工晶状体(IOL),则该标记能够引导外科医生将复曲面IOL旋转到期望的取向。
[0004] 传统的手工使用外科标记笔来制作散光轴通常是不准确和/或不精确的,这是由于笔标记的厚度以及标记在较宽的区域上“渗出(bleed)”/渗吸出(wick out)会引起附加的子午线误差(此误差会覆盖几度到许多度的角度范围)这一事实。另外,通常基于角膜散光计/角膜镜或者角膜地形图的散光轴测量没有考虑角膜后表面对散光的贡献以及晶状体对散光的潜在贡献。此外,整个眼睛散光轴测量可具有来自散光晶状体的贡献。所有这些可导致术后的眼睛中的未被考虑的和未矫正的散光误差。
[0005] 鉴于上文,本领域需要一种较好的方法,用于在白内障屈光手术中更准确地确定散光矫正和抵消的目标轴,从而最优化地矫正任何没有被考虑在内的散光。

发明内容

[0006] 本发明的一个或多个实施例满足本领域中的以上所标识的需求中的一个或多个。具体地,本发明的一个实施例是在屈光手术期间以电子方式标记患者眼睛的参考散光矫正/抵消轴的方法,包括下列步骤:测量眼睛的性质;同时地捕捉并显示实况眼睛图像;基于眼睛性质测量和并行的(concurrent)实况眼睛图像来确定眼睛的散光矫正/抵消轴;将散光矫正/抵消轴与实况眼睛图像对齐;以及以电子方式标记/对齐跟踪并叠加眼睛的实况图像的散光矫正/抵消轴的自定义指示符(多个)。
[0007] 在另一实施例中,散光矫正/抵消轴叠加先前已经被记录的眼睛的图像。
[0008] 在另一实施例中,在没有使用将角测量刻度盘投射或注入到眼睛或者捕捉眼睛的图像的图像传感器上的任何硬件的情况下执行直接在散光矫正/抵消轴的实况眼睛图像上用电子方法进行标记。
[0009] 在另一实施例中,连同患者的眼睛的实况图像一起实时地显示眼睛光学性质的实时术中测量。术中测量的示例包括球面(sphere)或球面屈光误差、散光或柱面或柱面屈光误差以及散光的轴角度。这些术中测量可与术前测量数据进行比较并且被用于计算散光矫正/抵消的参考轴。例如,此散光矫正/抵消的参考轴可以是无晶状体眼(即,当移除了患者眼睛的自然晶状体时)的散光轴。此散光矫正/抵消轴还可以是最佳散光抵消/矫正的目标轴,该最佳散光抵消/矫正可能已经将眼睛的散光性质中的手术程序(或因素)引起的像差或甚至外科医生实践引起的变化考虑进来。
[0010] 可在白内障屈光手术期间的任何点处在术中确定此参考轴。例如,在做手术切口之前,可进行参考轴测量。可就在程序性步骤(诸如做切口)之后进行另一参考轴测量或者可在眼睛处于无晶状体状态的情况下进行该测量。还可在屈光手术期间实时更新参考轴。散光矫正/抵消轴理想地是用于可旋转的复曲面IOL的对准的目标轴。而且,散光矫正/抵消轴被LRI/CRI或飞秒激光手术参考以使得在术眼的所有手术伤口已经愈合之后,术后眼睛的残余散光被最小化或矫正以用于患者的目标屈光。
[0011] 在另一实施例中,取决于在屈光手术之前、期间(尤其当手术正在进行时)和之后是否存在对眼睛的散光的轴和大小的任何显著改变,在术中计算眼睛的散光矫正/抵消轴的步骤可被进一步分成更多的步骤。
[0012] 在另一示例实施例中,术前眼睛性质测量数据与实时术中眼睛性质测量数据进行比较并且测量数据被用于进一步改进散光矫正/抵消结果。在这方面,角膜散光计/角膜镜或角膜地形图或OCT(光学相干断层扫描)或波前或自动屈光的术前测量或这些测量中的两个或多个的组合可与角膜散光计/角膜镜或角膜地形图或OCT(光学相干断层扫描)或波前或自动屈光的术中测量或这些测量中的两个或多个的组合进行比较。可确定眼睛的光学性质的改变(诸如由手术因素造成的对球面或柱面屈光误差的改变)以使得能够计算真实的目标散光矫正/抵消轴。
[0013] 在又一示例实施例中,术前眼睛性质测量(多个)(包括生物测量)与术中眼睛性质测量(多个)的比较还被用于除了柱面屈光误差的矫正之外的球面屈光误差的进一步矫正以使得可选择并且还确认优化的人工晶状体(IOL),包括单焦点的IOL、双焦点或三焦点或多焦点IOL以及复曲面IOL。
[0014] 在又一示例实施例中,数据的比较不仅可包括术前眼睛性质测量(多个)和术中眼睛性质测量(多个)而且可包括在术眼已经完全愈合之后的术后测量(多个)并且这些数据可被用于启用和/或加强用于IOL的选择和确认的诺谟图(nomogram)(多个)。
[0015] 在又一示例实施例中,目标散光矫正/抵消轴与术后伤口愈合的眼睛相关联并且参考术后伤口愈合的眼睛。同样显示手术下但以术后伤口愈合的眼睛为基准的眼睛的实时目标屈光。换言之,代替手术下的眼睛的当前屈光的实时显示,呈现给外科医生的是在眼睛的伤口已经愈合时术后眼睛的目标散光矫正/抵消轴和目标屈光的虚拟的实时显示。
[0016] 鉴于下列详细描述和所附附图,附加特征和优势将会显而易见。附图简述
[0017] 图1示出了从处于松弛状态的正视眼出来的平面波前。
[0018] 图2示出了从近视眼出来的会聚球面波前。
[0019] 图3示出了从远视眼出来的发散球面波前。
[0020] 图4示出了从近视而且具有散光的眼睛中出来的波前。
[0021] 图5是适合于用在各示例实施例中的系统的示例实施例的框图
[0022] 图6示出了在没有使用任何角测量分划板图像注入或投射硬件的情况下以电子方式标记/对齐经历屈光手术的患者眼睛的一个示例方法。
[0023] 图7示出了使用双倍角矢量图来发现由窥器引起的散光分量以及单独的角膜的散光分量的示例。
[0024] 图8是描绘了所显示的眼睛图像和标记的示意图。
[0025] 图9示出了被集成或附连至手术显微镜并且以电子方式被链接至触摸屏的当前公开的装置的透视图,其中基于硬件的触摸按钮位于该装置的封围前壁和侧壁上以及相应的基于软件的触摸按钮在触摸屏上。
[0026] 图10示出了在屈光手术期间计算和标记/对齐患者眼睛的散光矫正/抵消轴的一个示例方法。
[0027] 图11示出了关于如何进一步包括切口密封和愈合影响以进一步改进手术结果的示例实施例。
[0028] 图12示出了在手术上植入复曲面IOL的改进的程序的示例流程图。详细描述
[0029] 在本发明的一个或多个实施例中,在眼科手术期间,将患者眼睛的图像以及经电子地标记的用于散光矫正/抵消的参考轴呈现给外科医生,不需要将任何额外的分划板(reticle)投影硬件与外科显微镜结合使用。在本发明的其它实施例中,通过考虑患者眼睛的散光性质在屈光手术之前、期间和之后的改变来更准确和/或更精确地确定散光矫正/抵消轴。此外,以电子方式生成的散光矫正/抵消轴的自定义指示(多个)被叠加到显示器上患者眼睛的实况图像上并且与该实况图像对齐。
[0030] 在下面的讨论中,将讨论各种类型的外科手术引起因素并描述各种用于补偿这些因素的方法。为了简化下面的讨论,大致将各种外科手术引起因素分为三类。
[0031] 第一类是暂时的外科手术引起因素,这些因素因手术期间所采取的步骤而产生,诸如,眼睛开窥器的插入会引起眼睛的屈光状态/测量在手术期间发生改变,但是在手术完成之后将会消失。例如,当窥器在适当的位置时,窥器的插入将使角膜变形,但是当移除窥器时,角膜将恢复到其正常形状并且没有或者非常少的屈光改变将存留。这种由暂时的外科手术引起因素所引起的外科手术引起的散光分量被称为暂时的外科手术引起的散光。
[0032] 第二类是非暂时的外科手术引起因素,这些因素因眼睛的屈光状态发生改变而导致,诸如在手术期间发生的角膜切口和其它的眼外伤。这些改变在刚完成手术时将会保留。这种由非暂时的外科手术引起因素所引起的外科手术引起的散光分量被称为非暂时的外科手术引起的散光。
[0033] 第三类是伤口愈合引起的因素,这些因素是由于眼睛在术后恢复过程中其屈光状态发生改变而导致的。这些改变将从刚完成手术的时刻到眼睛术后完全恢复的数周或数月内展示它们自己。这种由伤口愈合引起的因素所引起的伤口愈合引起的散光分量被称为伤口愈合引起的散光。
[0034] 第二类和第三类通常被一起认为是外科医生引起的因素或外科医生特定外科手术引起的因素,这些因素是由于特定外科医生独一无二的外科技术而导致的,诸如由特定外科医生所做的切口的习惯布置和特性。这种由外科医生引起的因素所引起的外科手术引起的散光分量被称为外科医生(或外科手术)引起的散光(SIA)。
[0035] 在本发明的其它实施例中,实时的眼睛屈光或波前测量结果被呈现给外科医生。实时测量可以是术中受当下手术因素影响的当前的眼睛。另一方面,实时测量也可以是在手术因素的影响已被数字化移除的情况下的虚拟的松弛且伤口愈合的眼睛。换言之,实时显示的屈光或波前结果已经矫正了暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素的影响,并因此以一眼睛为基准,好像该眼睛是松弛的,没有受到暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素的影响。在后一种情况中,已经以外科手术进行过程中没有受到暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素影响的完全愈合的眼睛为基准,在计算实时屈光时考虑了手术因素,包括外科医生引起的屈光误差。眼睛的实时显示的屈光是在告诉外科医生他/她的手术结果离患者眼睛痊愈后眼睛真正的作为目标的屈光(诸如正视)有多远。
[0036] 没有任何光学像差的眼睛被称为正视眼并且正常的无像差的视觉(vision)或视力(sight)被称为正视。在这种具有完美视力的眼睛中,当眼睛松弛时,来自远处物体的光线能够被带至视网膜上的准聚焦(sharp focus)中。这是人们想要使用激光或其它视力矫正程序达到的效果。因为对于远处物体,可以认为进入松弛的正视眼的波前是平面的,当光线的传播方向翻转时,即当从视网膜的中央凹的附近的点光源发出的光线向后传播通过眼睛光学系统并离开眼睛时,波前还是平面的。图1示出了从松弛的正视眼120返回的平面波前110。
[0037] 眼睛像差通常被分类为低阶和高阶。低阶像差包括散焦(也称为球面屈光误差)和散光(也称为柱面屈光误差)。对于这两个不同类型的散焦的更为熟悉的名字是近视(近视(myopia))和远视(远视(hypermetropia or hyperopia))。可利用自动验光仪来测量这些屈光误差,并且它们构成了眼睛中所有像差的约85%。当从视网膜的中央凹的附近的点光源发出的光线向后传播通过具有散焦的眼睛光学系统并离开眼睛时,波前或者是球面会聚的或者是球面发散的。图2示出了从近视眼220出来的会聚球面波前210并且图3示出了从远视眼320出来的发散球面波前310。
[0038] 如果不存在由角膜引起的散光,眼睛的角膜的形状像是切成两半的棒球的截面。此半圆顶周围的曲率或者陡度一直是相同的。将此与类似于纵向对切(沿长轴方向,通过两个尖端)的橄榄球的角膜进行比较。该角膜沿长轴方向(沿着缝合线)的曲率不如沿短轴方向那么陡。这种角膜聚焦光时,不会聚焦在单个点处,而是聚焦在2个点处。具有未经矫正的散光的人可看到模糊且重影的图像。形状像纵切橄榄球的角膜具有散光。
[0039] 在具有散光的眼睛中,来自远处物体的光线沿两个垂直的取向方向或子午线会聚在两个不同的点处,例如,一个在视网膜上并且另一个在视网膜后。这可以是眼睛角膜具有散光的情况,不均匀的曲率像纵切的橄榄球。这两个不同的曲率导致两个不同的焦点。取决于焦点所处的位置,存在几种不同的散光组合。示例包括:
[0040] ·简单近视散光:一个点在视网膜前面,另一个在视网膜上;
[0041] ·复合近视散光:两个焦点均在视网膜前面;
[0042] ·简单远视散光:一个点在视网膜后面,另一个在视网膜上;
[0043] ·复合远视散光:两个焦点均在视网膜后面;
[0044] ·混合散光:一个点在视网膜前面,另一个在视网膜后面;
[0045] 通常,当散光在眼睛内以及在角膜处发生时,眼睛内的散光在量上与角膜散光正好相反。这两种形式的散光因此能够相互抵消并且使得眼睛不具有显著的散光量。
[0046] 散光的眼睛通常具有两种不同的子午线,彼此成90°取向,这使得图像聚焦在对于每一种子午线的不同平面内。每种子午线可以是近视、远视、或正视的。散光的矫正通常是在不同的特定取向方向上具有不同的光线聚焦能力的柱面或复曲面透镜。沿各子午线的屈光度能力的差是散光度。
[0047] 散光的子午线(多个)的角取向是以一个或两个180°半圆为基准。如果观察方向是来自观察者,那么对于上部半圆,角取向的0度标记位于患者眼睛的右侧并且度数沿着上部半圆逆时针方向增加。对于下部半圆,角取向的0度标记位于患者眼睛的左侧并且度数沿着下部半圆逆时针方向增加。眼睛的具有最小度的子午线或平面(flatter)主子午线的角朝向被定义为散光的轴。
[0048] 散光也被描述为“柱体(cylinder)”焦度,其中圆柱体具有垂直于圆截面的直径的高度轴以及垂直于第一轴的宽度轴。柱体的高度轴不计量曲率而柱体的宽度轴计量它的曲率。高度轴是散光的轴。
[0049] 散光使得无论什么距离下图像都位于焦点外。对于散光的眼睛,通过调节或者调焦以将“最小模糊圆”带至视网膜上来最小化模糊是可能的。
[0050] 为了矫正散光,当柱面透镜被置于眼睛之前或眼睛内时,必须规定柱面透镜的轴的位置。在指定轴的角度中,观察者面对患者且取向角度零位于观察者的左边。刻度在平线下面被读出,其中90°在底部且180°在右边。
[0051] 对于散光眼睛或柱面屈光不正的眼睛,从眼睛的视网膜的中央凹附近的点光源中出来的波前相对于光轴将不再是旋转对称的,而相反,波前将沿着两个不同的但相互垂直的方位角取向方向具有不同的球面发散或会聚。
[0052] 图4示出了从近视而且具有散光(复合近视散光)的眼睛420中出来的波前。注意,对于垂直(侧视图)和水平(顶视图)横截面,波前在离开眼睛之后的会聚程度是不同的。对于侧视图情况的垂直横截面波前410a在光线离开眼睛之后最初是比对于顶视图情况的水平横截面波前410b更加会聚的。相应地,光束形状也将不再是具有围绕光轴的旋转对称的纯圆锥形。如430的三维图示所示,遵循从右向左的光传播,光束截面形状(垂直于光束传播方向)将从较大的水平椭圆、变化至水平线、变化至具有较短长轴的较小的水平椭圆、变化至最小模糊圆、变化至具有较短长轴的较小的垂直椭圆、变化至垂直线、然后变化至较大的垂直椭圆。
[0053] 应该注意,视敏度和视觉性能与波前像差有关,但是用于描述视力的度量与可拿到眼镜店填写的眼镜片或隐形眼镜处方并不相同。视力一般以Snellen格式给出,例如,20/40。对于20/40视力,一患者在20英尺远处可清楚地看到的物体,可由具有20/20视力的某人从40英尺远清楚地看到。因此,具有20/400视力的某人具有甚至更糟的视力;分母或第二个数字越大,视力越差。极端情况,如果视力甚至更糟,以使不可看到视力检查表上最大的字母“E”,则可数清的手指的个数是测量视力的方法。如果某人具有“在3英尺处数手指”,则这意味着有问题的眼睛具有劣于20/400的视力并且仅可识别3英尺远处所保持的手指的数量。完美视力的黄金标准是20/20视力,尽管存在患者能够看到比“完美”更佳。尽管大多数患者一起使用双眼,但单独地在每一只眼睛中测试视力,就像个人的处方的测量一样。下表示出了视敏度(以英尺和米为单位)以及以屈光度为单位(这是透镜的光焦度的测量单位,等于以米为单位测得的焦距的倒数(即,1/米))的屈光误差之间的关系。
[0054] 在视力矫正的处方方面,如果眼睛仅是近视的,则将存在单个负的屈光度数字。减号指示近视或近视眼。在减号之后出现的数字告诉近视的量或“严重度”。例如,-1.00D意味着近视的一个(1.00D)屈光度,-5.25D意味着近视的5.25屈光度或者5又1/4屈光度。这比-1.00D更为近视,且因此需要更厚的负片眼镜。
[0055] 如果眼睛仅是远视的,则将存在单个正的屈光度数字。加号指示远视或远视眼。在加号之后出现的数字告诉远视的量或“严重度”。例如,+1.00D意味着远视的一个屈光度,+5.75D意味着远视的5.75或者5又3/4的屈光度。这比+1.00D更为远视,且因此需要更厚的正片眼镜。
[0056] 如果眼睛具有散光,则这些数字更难以遵从。实际上在具有散光的眼睛的处方中存在3个数字。一般形式为S+C×轴。S和C两者均可以是正数或负数。S指的是处方的所谓“球面”或球面部分。C指的是处方的散光的量或柱面部分。轴是0到180度之间的任意数字;此轴数字告诉角膜曲率的差别发生在何处或者如何取向或对准散光。指出存在多少散光还不够,还有必要通过给出坐标来了解曲率的差别发生在何处。因此,在某个种类和严重度的散光的处方中存在三个数字。第二个数字C越大,则存在越多的散光。存在若干类别的散光,并且通过分析该3个数字的处方,规定了散光的准确类型。例如,-2.00+1.50×180意味着负2屈光度的球面屈光误差以及在180度的轴处的正1.50屈光度的散光;+4.00+3.00×89意味着正4屈光度的球面屈光误差以及在89度的轴处的正3屈光度的散光。
[0057] 高阶像差指的是由穿过具有不规则屈光组件(泪膜、角膜、房水、晶状体和玻璃体)的眼睛的光的波前所获取的其它扭曲。角膜和晶状体的异常曲率可有助于高阶像差(HOA)。严重的高阶像差还可从角膜由于眼科手术、外伤或疾病所造成的伤疤中发生。使眼睛的自然晶状体浑浊的白内障也可引起高阶像差。当干燥的眼睛使眼睛的泪膜变小(帮助弯曲或屈光光线以实现聚焦)时,也可导致像差。高阶像差的一些名字是慧差、三叶形像差和球面像差。可使用波前传感器来测量高阶像差,并且这些高阶像差构成眼睛中的像差的总数的约15%。
[0058] 传统上,将使用角膜散光计/角膜镜或者角膜地形图仪系统来在术前测量或标识角膜前表面的散光轴;替代地,将使用自动验光仪或波前传感器来在术前测量或标识整个眼睛的散光轴。外科医生将在白内障手术之前或期间基于这些术前测量来标记角膜前表面或整个眼睛的散光轴。此标记随后在手术期间被固定并且不被更新。此常规实践具有有限的准确度和/或精度。此外,每个外科医生还可包括所谓的外科医生引起的散光。作为结果,术后的眼睛可能仍然具有残余散光。因此,需要最小化或更为理想地完全移除此残余散光。
[0059] 在一个示例实施例中,对患者眼睛的光学性质作出实况的连续测量并且基于测量数据的质量和手术阶段的过渡来在术中更新散光矫正/抵消的参考轴的标记。使用这些测量并部署用电子方法进行标记,实况/记录的眼睛图像/视频显示被创建有与该实况/记录的眼睛图像对齐并被叠加到该眼睛图像上的标记(多个)而没有使用任何附加的硬件来投射或注射角测量分划板或对准标记。
[0060] 图5是被用于实践各示例实施例的系统的框图。图5描绘了可被集成或附连到手术显微镜502的前端的模500。该模块包括波前传感器或自动验光仪504、眼睛相机(eye camera)508以及包括CPU和有形存储器(持有程序代码和数据)的数据处理器510、以及输入和输出端口。还可包括诸如角膜散光计/角膜镜或者角膜地形图仪系统或光学相干地形图仪系统/断层扫描仪(OCT)之类的角膜形状测量设备506.另外,显示器(在图5中未示出)也可被电子地耦合至数据处理器。
[0061] 在此示例中,波前传感器504是如在共同转让的美国专利7,445,335和美国专利申请20120026466中描述的顺序波前传感器,眼睛相机508是具有1.3兆像素分辨率(1280x1024像素)的极其紧凑的插件板级相机UI-1542LE-M,并且角膜形状测量设备(506)是Mastel照明手术角膜镜。通过示例而非限制的方式来描述这些特定设备,并且本领域技术人员将能够根据需要代替其它适当的设备。
[0062] 在此示例中,手术显微镜包括位于手术显微镜552的观察光路中的透明显示器550以使得各种类型的数据可在术中被显示至外科医生而无需外科医生必须将他的眼睛从手术显微镜的目镜中移开。此特征也被称为“抬头显示”。
[0063] 图6示出了以电子方式标记/对齐经历白内障屈光手术的患者眼睛的示例方法。在步骤602处,对患者的眼睛的光学性质进行连续的实况、实时术中测量。各类型的示例测量包括自动屈光、像差测量、波前、角膜散光计/角膜镜、角膜地形图或光学相干地形图/断层扫描或这些测量中的两个或多个的组合。
[0064] 在步骤604处,由眼睛相机508同时地且连续地捕捉和/或记录眼睛的实况图像。在一个示例实施例中,实况眼睛图像还被用于确定眼睛与被用于眼睛的光学性质的实时术中测量的仪器的光轴对准得多好。
[0065] 在步骤606处,实况眼睛图像与实况眼睛光学性质测量数据同步并且基于同步的眼睛图像数据或其它眼睛对准测量数据来确定眼睛光学性质测量结果的质量以仅选择高质量的眼睛光学性质测量数据。在示例实施例中,眼睛相机508和波前传感器504被耦合至数据处理器510并且使用标准的现成软件编译器、UI构建器、服务和驱动器(诸如,例如,Microsoft Visual Studio Professional和Microsoft DirectShow应用程序编程接口(API),其是用于微软视窗(Microsoft Windows)的媒体流架构)进行接合从而使得该软件从摄像机和波前传感器硬件两者中接收连续的数据流。在另一示例实施例中,眼睛相机508和角膜散光计/角膜镜506被耦合至数据处理器510并且使用标准的现成软件编译器进行接合。
[0066] 可建立测量数据质量判断标准以确保仅与良好对准的眼睛图像相关联的高质量眼睛光学性质测量数据被选择用于后续数据处理。眼睛光学性质测量数据的质量可以是基于一标准,该标准考虑到患者眼睛相对于被用于进行实时术中测量的测量设备的位置范围以及眼睛光学性质测量的信号强度范围。
[0067] 在步骤608处,处理来自眼睛的光学性质的测量中的选择的数据以计算散光矫正/抵消的参考轴的指示符(多个)(例如,线、箭头、闪烁的标识符)。在另一示例实施例中,还处理所选择的数据以计算手术因素引起的屈光误差,尤其包括暂时的和外科医生特定外科手术引起的散光。
[0068] 在步骤610处,以电子方式分配表示散光矫正/抵消的参考轴的指示符(多个)以用于关联至同步的眼睛图像上的特定参考。该特定参考可以是虹膜界标(多个)、窥器、眼角、外科手术放置基准(多个)或设备基准(多个)以及其它。同时,指示符(多个)还可被显示到手术显微镜的视场中的实况眼睛图像上,其中指示符(多个)以手术显微镜的实况眼睛图像为基准。换言之,指示符(多个)以记录的实况眼睛图像为基准并因此被跟踪至真实眼睛运动但叠加可在手术显微镜内的透明显示器上完成,该手术显微镜不需要在透明显示器上显示实况眼睛图像,因为实况眼睛图像已经通过显微镜被呈现给外科医生。
[0069] 在步骤612处,基于较高质量眼睛光学性质测量数据或手术阶段的过渡来相对于连续捕捉的实况眼睛图像更新以电子方式分配的指示符(多个)。例如,可基于根据在甚至更紧的范围内的眼睛的横向以及轴向位置,眼睛相对于眼睛光学性质测量设备(诸如实时波前传感器)是否是甚至更好对准的和/或根据如可由内置的数据处理算法(多个)作出判断的信号强度范围,来自测量(多个)的数据是否具有甚至更高的质量来更新以电子方式分配的指示符(多个)。
[0070] 更可能地,当手术阶段过渡发生时,能够且将由内置的算法或外科医生/护士在白内障手术的不同阶段下执行或影响更新。在下文中,术语“有晶状体阶段”指的是使得自然晶状体在适当位置的眼睛,术语“无晶状体阶段”指的是使得晶状体被移除的眼睛,并且术语“伪晶状体阶段”指的是使得自然晶状体被人工晶状体(IOL)代替的眼睛。可提供有价值的眼睛光学性质信息的不同手术阶段的示例包括:在应用眼睑开窥器之前的术前有晶状体阶段、在应用眼睑开窥器之前的术中有晶状体阶段、当移除自然晶状体并且用粘弹性液体填充/加压眼睛的前房时的术中无晶状体阶段以及当人工晶状体(IOL)被植入并且在手术期间正进行对准时的术中伪晶状体阶段。
[0071] 存储在有形存储器中并由处理器执行的内置的算法可被配置成自动地检测各个阶段之间的过渡并且执行必要的计算以更新向外科医生显示的轴线和屈光值。替代地,该算法可响应于指示眼睛阶段的改变或指示在治疗期间发生的其它事件的用户输入。
[0072] 作为示例,在应用眼睑开窥器之前,当很好地对准眼睛时,可进行整个眼睛的波前像差测量或自动屈光测量以确定在术前有晶状体阶段下的眼睛的光学性质。测得的散光将具有眼睛的散光轴,该散光轴可被最初标记为实况眼睛图像上的以电子方式分配的指示符(多个)并且被跟踪至任何进一步的眼运动。在暂时的外科手术引起的因素(诸如当很好地对准眼睛时,将一对眼睑开窥器应用至患者眼睛)发生之后,可数字地绘制以电子方式分配的指示符(多个)的更新或第二以电子方式分配的指示符(多个)。第二测得的散光可揭示由窥器的应用所引起的任何附加的散光分量。经更新的或第二以电子方式分配的指示符(多个)可以是在窥器的影响下的眼睛的散光轴或者由窥器所引起的添加的但暂时的散光分量(即,第二和第一测得的散光之差)的散光轴。如果在两个手术阶段之间的眼睛的散光和/或散光轴角度的差较小,则单个以电子方式分配的指示符将是足够的。另一方面,如果在两种情况之间的眼睛的散光和/或散光轴角度的差相对较大,则可使用两个不同的颜色或线条图形来显示两个指示符以通知外科医生窥器的应用已改变了角膜形状并且作为结果,存在暂时的外科手术引起的散光。
[0073] 替代地,可显示基于两个测量所计算/确定的暂时的外科手术引起的散光的单个指示符。类似地,当眼睛处于无晶状体状态时,可进行以电子方式分配的指示符(多个)的进一步更新以给外科医生提供关于单独的角膜但在暂时的和非暂时的外科手术引起的因素两者的影响下的散光轴(诸如在没有暂时的外科手术引起的因素影响下的单独的角膜的散光轴)的信息。再次,如果在该无晶状体状态和先前的一个或两个眼睛状态之间的眼睛的散光或散光轴角度的差较小,则相同的单个以电子方式分配的指示符将是足够的。另一方面,如果在该无晶状体阶段和先前的一个或两个眼睛阶段之间的眼睛的散光或散光轴角度的差较大,则基于两个或三个阶段的测量所计算/确定的更新的指示符可以电子方式被标记在实况眼睛图像上并且被跟踪至眼睛的任何进一步的运动。
[0074] 为了理解考虑暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素对手术下的眼睛的光学性质的贡献这一需要的重要性,让我们简略地回顾用于散光的良好建立的矢量分析方法并接着看一下简单的数值示例。
[0075] 在用于散光的矢量分析方法中,每一个散光贡献或分量被视为具有大小和方向的矢量。归因于散光的轴以180°重复它自己,而几何角度在360°后重复这一事实,通过在计算之前加倍散光的角度并且在计算之后减半该角度来解决此问题。矢量的长度表示散光分量的散光屈光值(屈光度),然而矢量的角度等于如通常理解的眼睛空间中的散光轴角度的两倍。例如,如果两个薄柱面透镜是层叠在彼此的顶部之上并且倾斜地交叉,则可通过相加表示两个柱面透镜的两个散光分量的两个矢量并接着发现所得的矢量的长度并减半所得的矢量的角度来使用双倍角矢量图来发现所得的散光。
[0076] 另一方面,也可使用矢量分析方法来发现外科手术引起的散光(SIA)。已普遍认为总的外科手术引起的散光(SIA)等于术后测得的散光减去术前测得的散光。换言之,使用双倍角矢量图,由矢量C前表示的术前测得的散光加上由矢量CSIA表示的外科手术引起的散光(SIA)等于由矢量C后表示的术后测得的散光。注意在术后测量中可能存在不同定义,因为该术后测量可以就在于移除眼睑开窥器之前或之后的完成手术之后或者在眼睛已经从手术中完全愈合之后的数周或数月之后完成,因此取决于术后测量的定义或解释,所测得的散光可以是不同的。由于不同的手术因素可引起不同的散光贡献或分量,因而所引起的分量因此可被进一步分成不同的类别和分量,包括暂时的、非暂时的和伤口愈合的。例如,眼睑开窥器的应用可引进暂时的散光分量(可将其标记为暂时的窥器引起的散光)、在患者眼睛的角膜上所做的切口可引进非暂时的散光分量(可将其标记为非暂时的角膜切口引起的散光)、并且从手术中的眼恢复可引进伤口愈合引起的散光等。
[0077] 现在可看一下更为详细的但简化的数值示例。假定眼睛处于眼睑开窥器应用之前的其有晶状体阶段并且角膜散光计/角膜镜或波前测量发现角膜或眼睛具有在相对于眼睛的水平轴的30°的子午线或散光轴角度处的1.00屈光度大小的第一测得的净散光。可最初以双箭头形成头部的线(以30°取向)为形式将第一参考轴标记为实况眼睛图像上的以电子方式分配的指示符以通知外科医生有晶状体眼睛具有在30°取向方向上的散光的轴。在双倍角矢量图中,此第一测得的散光分量可由如图7中所示的相对于x轴指向
60°(30°加倍为60°)的取向角的矢量C第一测得的表示。
[0078] 如果在眼睑开窥器的应用之后,来自窥器的在角膜上的压力使角膜沿着眼睛的垂直方向弯曲更多,则将存在具有特定取向角的特定屈光值的添加的暂时的窥器引起的散光分量以及暂时引起的球面或球面屈光分量。如果在窥器的影响下的同一眼睛的术中角膜散光计或波前测量显示角膜或眼睛的测得的净散光具有在相对于眼睛的60°的子午线或散光轴角度处的1.00屈光度的大小,则在双倍角矢量图中,此第二测得的散光可由如图7中所示的指向120°(60°加倍为120°)的取向角的矢量C第二测得的表示。在双倍角矢量图中,如由第二矢量C第二测得的所表示的净散光应当是第一矢量C第一测得的和窥器引起的矢量C窥器引起的的矢量和。
[0079] 如图7中所示,由于第一矢量C第一测得的和第二矢量C第二测得的具有相同的大小或矢量程度并且在这两个矢量之间的相对角度是60°,因而使用基于极坐标或笛卡尔坐标的矢量加法/减法绘制或三角法或计算,可发现窥器引起的矢量C窥器引起的是具有1.00屈光度的大小以及沿着负x轴方向的指向或者具有180°的取向角的矢量。当此窥器引起的散光分量被转换回到眼睛空间时,取向角需要被减半并且因此窥器引起的散光是沿着眼睛的垂直方向并具有1.00屈光度的大小。在实况眼睛图像显示器上,现在可以不同颜色的双箭头形成头部的垂直线(即,以90°取向)为形式将第二参考轴标记为以电子方式分配的第二指示符以通知外科医生窥器的应用已引起了沿着垂直方向的散光分量。替代地,示出在窥器的暂时影响下的眼睛的实时散光轴的实际取向方向的更新的指示符可被显示并跟踪至实况眼睛图像,该更新的指示符具有某种差别(诸如不同的颜色或线条图形)以通知外科医生该实时散光轴具有窥器的暂时影响。在从眼睛移除窥器之后,此暂时影响将会基本上消失。
[0080] 如果在眼睛的自然晶状体已经被移除并且粘弹性液体已经被置于囊袋中之后同时眼睛是无晶状体的时候使用波前传感器来进行第三术中测量,并且发现在窥器的暂时影响以及角膜切口(多个)的非暂时影响但没有自然晶状体的贡献下的无晶状体眼睛具有一净散光,该净散光具有0.50屈光度的大小以及120°的子午线或散光轴角度,则在双倍角矢量图中,此第三测得的净散光矢量C第三测得的可被绘制为如图7中所示的具有0.50屈光度的大小以及240°(120°加倍为240°)的指向角的矢量。考虑到一旦从眼睛中移除窥器,窥器引起的暂时的散光分量就将会消失,为了发现纯粹地由单独的角膜在该角膜恢复其原始形状但仍然处于非暂时的手术因素(诸如角膜切口(多个))的当前影响下所引起的散光,因此有必要从第三测得的净散光中减去暂时的窥器引起的散光分量。
[0081] 在如图7中所示的双倍角矢量图中,纯粹地由单独的角膜所引起的散光由矢量C单独的角膜表示,该矢量C单独的角膜是矢量C第三测得的和矢量C窥器引起的之间的矢量差。换言之,暂时的窥器引起的散光矢量C窥器引起的加上单独的角膜散光矢量C单独的角膜应当导致第三测得的散光矢量C第三测得的。使用基于极坐标或笛卡尔坐标的矢量加法/减法绘制或三角法或矢量分2 2
析,可发现单独的角膜散光具有sqrt(1–0.5)=0.866屈光度的大小以及240°+90°=
330°的指向角。当此单独的角膜散光矢量被转换至真实的眼睛空间时,该角度需要被减半以使单独的角膜散光的真实散光轴角度在眼睛空间中是165°。在实况眼睛显示器上,现在可以指向165°的双箭头形成头部的线为形式以电子形式将不同颜色或线条图形的参考轴标记或者绘制为以电子形式分配的指示符以通知外科医生单独的角膜的真正散光(包括角膜的前表面和后表面两者的影响以及非暂时的角膜切口影响,但排除了在手术之后将不存在的暂时的窥器引起的散光分量)具有165°的散光轴。
[0082] 因此,如果要植入复曲面IOL,则可基于此计算出的单独的角膜散光的大小来选择其散光大小以完全取消单独的角膜的散光分量并且其轴相对于眼睛应当被旋转并对准在165°处。同时,还可基于单独的角膜的测得的球面屈光值来选择IOL的球面屈光值。因此,在此示例实施例中,所选择的复曲面IOL的散光大小补偿单独的角膜的真实测得的总的散光贡献并且因此将导致优于仅测量角膜的散光贡献的一部分的现有技术(诸如角膜散光计或角膜地形图或OCT)的手术结果。一旦确定了IOL(包括S+C×轴)的屈光处方,单独的角膜贡献的轴就可被呈现给外科医生,尤其是当眼睛处于如将在图8中进一步讨论的伪晶状体阶段时。
[0083] 重要的是,要注意,在复曲面IOL的植入之后,当复曲面IOL的轴与手术下的眼睛的实时测得的散光轴对准时,由于暂时的外科手术引起的因素以及已经将暂时的外科手术引起的因素的移除考虑进去的复曲面IOL的选择的影响,眼睛的当前测得的球面和柱面值将不为零。然而,在暂时的外科手术引起的因素在当前屈光的计算中被数字地移除的情况下,当复曲面IOL的轴与散光校正/抵消的目标轴对准时,当前的屈光测量将实时地显示为接近于零球面和柱面。
[0084] 在一个实施例中,在伪晶状体阶段下的手术下的眼睛的实时屈光结果可以是存在窥器影响的情况下的眼睛的实时屈光结果或者不存在窥器影响的情况下的眼睛的实时屈光结果,这取决于针对屈光计算,窥器影响是否被数字地移除。换言之,如果在伪晶状体阶段下的眼睛的实时屈光结果伴随有窥器影响的数字移除,则在没有物理移除窥器的情况下,当复曲面IOL被旋转并与标记的目标轴对准时,该实时屈光应接近正视(如果这是目标屈光的话)。另一方面,如果在伪晶状体阶段下的眼睛的实时屈光结果不具有窥器影响的数字移除,则在物理移除窥器之前,当复曲面IOL被旋转并与标记的目标轴对准时,该实时屈光将不会接近正视(如果这是目标屈光的话),但在从眼睛中物理地移除窥器之后,该实时屈光将接近正视。任一方法可由外科医生来实践并且该外科医生可选择这一选项以当在物理移除窥器之前对准复曲面IOL时,使得窥器影响被数字地移除,并且随后在窥器如果从眼睛中被物理地移除之后,在没有数字移除窥器影响的情况下切换至眼睛的实时真实屈光以进一步在实验上确认在手术完成时的眼睛(即,没有窥器的实际存在)是否是真正正视的。
[0085] 然而,应当注意,以上示例是用于说明原理的简化的示例。可以存在应当被监控和/或考虑以反映眼睛的光学屈光性质的变化以及需要的屈光矫正的更多的手术过渡和影响。例如,以上所提到的IOL的选择仅仅是基于以使得窥器从眼睛中被移除的无晶状体阶段下的眼睛为基准的屈光矫正。我们知道随着眼睛愈合,对于眼睛的屈光性质可存在进一步的改变。因此,影响患者眼睛的散光性质改变的外科医生特定外科手术引起的因素的作用或影响同样可被考虑进来以计算散光抵消/矫正的目标轴。这是因为特定外科医生在执行屈光手术(诸如切割角膜以及密封伤口)中的习惯可在伤口愈合过程期间引起对术后眼睛的特定残余散光。在这方面,就在手术之后对无晶状体眼睛和/或伪晶状体眼睛的角膜形状和/或屈光误差的测量可被收集并且与对在数周或数月的恢复之后已经完全愈合的术后眼睛的角膜形状和/或屈光误差的测量进行比较。可建立一数据库以找出在特定种族群的患者之中的角膜形状或眼睛性质改变的平均以及相关联的残余散光(以及球面)并且这种数据因此可被用于创建诺模图(nomagram)以及进一步改进散光抵消/矫正的目标轴的计算。因此可扩展相同的原理以同样考虑眼睛伤口愈合的影响以使得IOL的选择可以伤口愈合的眼睛为基准以更进一步改进伤口愈合的眼睛的任何球面和散光的矫正/抵消。这将导致甚至更优于现有技术的手术结果,如稍后将讨论的。
[0086] 在与图7相关联的示例中,除了以电子方式标记的指示符或参考轴线之外,可以数字、线、椭圆、圆圈或其它形状为形式定量地或定性地向外科医生显示测得的或计算出的散光分量的屈光值和眼睛空间散光轴取向角和/或单独的角膜的球面屈光值和/或应当被选择的IOL的处方。
[0087] 应当注意,参考轴的更新是与示例实施例相关联的重要特征。这是因为通过在手术因数的每个影响之前和之后测量眼睛光学性质并且将在不同手术阶段下的眼睛的散光性质的变化考虑在内,可大幅度改进用于术后散光矫正和抵消的目标轴的准确度和精度。
[0088] 注意到指示符(多个)可与连续地进行更新并被叠加在实况眼睛图像上的眼睛光学性质测量数据相关联。另外,指示符(多个)还可被叠加到在术前或在术中捕获的静态眼睛图像上。可选择眼睛的散光轴的实时波前测量导出的标识或者用于散光矫正/抵消的参考轴作为自定义参考点(多个)并且自动地“绘制”并放置标记(多个)以与此轴对准、毗邻于磁轴或者以此轴为基准。
[0089] 图8示出了具有一个以电子方式分配的标记或参考轴以及眼睛的实时屈光测量的结果的患者眼睛的示例图像。注意眼睫毛是在左边,因而在图8中眼睛的水平线是垂直的。双箭头的长虚直线802表示叠加实况眼睛图像812的参考轴(以电子方式分配的指示符)。同时,也定性地和定量地示出实时屈光测量结果。在一个实施例中,在显示器中心的完整的圆804示出了实时眼睛屈光测量的“球面”或球面屈光误差,其中该圆的直径表示“球面”屈光值并且颜色表示符号(正或负)。在显示器的中心的短的较粗直条806示出了实时眼睛屈光测量的“柱面”或柱面屈光误差,其中直条的长度表示“柱面”屈光值并且颜色表示符号(正或负)。沿着短的较厚直条806绘制的长的细实直线808示出了来自实时眼睛屈光测量的当前散光轴。同时,还以Rx:S+C×轴为形式在显示器的右上角周围定量地示出了眼睛的实时屈光810,其中S指的是“球面”屈光值、C指的是散光或柱面屈光值并且轴指的是在眼睛空间中的眼睛的散光轴角度。Rx指示用于抵消当前的实时屈光误差所需的处方或矫正。注意在此特定示例中,长的双箭头虚线802是对应于在没有暂时的手术因素的影响下的单独的角膜的散光的轴的以电子方式分配的标记。换言之,长的双箭头虚线802是根据无晶状体眼睛屈光测量但在由暂时的手术因素所引起的角膜的变形已经被数字地移除的情况下而计算出的。实的长细线808是在复曲面IOL被植入但尚未被旋转至正确取向的情况下的伪晶状体眼睛的实时散光轴。
[0090] 在另一实施例中,被显示在实况眼睛图像显示器上的参考轴和实时屈光不仅反映在暂时的外科手术引起的因素的影响下的眼睛的当前屈光状态,而且反映在移除了暂时的以及外科医生引起的因素(即,包括非暂时的和伤口愈合引起的因素)的影响的情况下的以伤口愈合眼睛为基准的当前眼睛的实时屈光状态。例如,被跟踪至实况眼睛运动的以电子方式标记的参考轴可以是在减去从直到无晶状体阶段的所有暂时的外科手术引起的因素以及从归因于个体外科医生的手术习惯(如可根据统计数据进行确定)的外科医生特定外科手术引起的因素(包括非暂时的和伤口愈合的)中引起的各散光分量的情况下的角膜的散光轴,然而被显示的实时屈光误差是在植入复曲面IOL但移除从知道无晶状体阶段的所有暂时的外科手术引起的因素以及从归因于个体外科医生的手术习惯的外科医生特定外科手术引起的因素(包括非暂时的和伤口愈合的)中引起的各屈光分量的情况下的伪晶状体阶段下的真眼的这些屈光误差。
[0091] 换言之,处理在手术下的眼睛的伪晶状体阶段下的实时波前测量结果以使得在实况眼睛图像显示器上实时地显示的是以同一眼睛的但是是术后的且伤口已经愈合的松弛状态为基准的实时屈光。以此方式,外科医生选择复曲面IOL(以及球面屈光值)的散光值并且旋转所植入的复曲面IOL以将其与以电子方式标记的参考轴对准。如果对中和特技用透镜(centration and effect lens)位置是正确的,则以虚拟的术后眼睛为基准的此实时屈光应当接近正视眼的屈光或者如由外科医生所确定的作为目标的屈光。因此,在此伪晶状体阶段,外科医生可将植入的复曲面IOL上的点线的轴标记与实况眼睛图像上的以电子方式标记的参考轴进行比较并且将其与该参考轴对准和/或观察实时眼睛屈光直到该值接近零或作为目标的屈光。
[0092] 在示例实施例中,记录由相机所捕获的眼睛图像以及叠加的对齐标记(多个)以用于未来回放和分析。在其它实施例中,对齐标记被叠加在先前记录的眼睛图像上。
[0093] 以上实施例允许外科医生创建贯穿整个手术过程的参考标记(多个)。例如,标记(多个)可被设置成提供描述在手术的开始的患者/眼睛的状态的参考/对齐。例如,柱面或散光轴可在有晶状体阶段下在手术的开始之前进行测量,并且随后可在无晶状体和伪晶状体阶段下在术中进行测量。这些不同的测量允许外科医生确定归因于具有和不具有透镜(晶状体和IOL)的情况下的患者的角膜的柱面贡献以及归因于角膜切口的影响和眼睑开窥器的使用的在整个手术过程中散光的大小和轴的进度/变化。此外,球面焦度、角膜形状、眼睛/轴向长度或者前房深度标记和/或值可随着它们在手术期间变化而实时地被参考/标记。外科医生可使用该信息来改进在执行手术时的手术结果。例如,如果在切口之前和之后作出参考标记,则外科医生接收关于所作的这种类型的决定或程序的屈光效应的直接反馈。如果期望减少屈光效应,则外科医生可决定使用不同的技术。
[0094] 例如,标记可通过关联至眼睛性质测量(诸如像差测量/自动屈光)的定性和/或定量数据的按钮的“触摸”进行影响;可通过用户(外科医生或护士)经由用户触摸屏幕的触摸屏或鼠标;或通过音频控制或自动地与患者的眼角对齐进行拖动和降低。
[0095] 图9是示出了被集成或附连至手术显微镜的示例实施例的透视图以及被电链接至目前公开的装置的触摸屏两者的图。存在位于装置封围的前壁和侧壁上的基于硬件的触摸按钮A、B、C和D(902)和/或同样在触摸屏监视器上的相应的基于软件的触摸按钮A、B、C和D(904)。可由外科医生在手术期间按压这些硬件按钮以使做标记或其它功能生效。例如,按钮A可被用于使手动做标记生效和/或禁用自动做标记;按钮B可被用于开关或关闭内部固定光;按钮C可被用作书签激活按钮以突出记录的眼睛图像中的特定帧(多帧);并且按钮D可被用于开关/关闭或循环近红外泛光(flood)照明的输出以更好地控制被捕捉并显示的实况眼睛图像的亮度对比度。可能存在可被分配给这些按钮的这里未列出的其它功能。
[0096] 尽管自动的用电子方法进行标记可受内置算法影响,然而外科医生可通过按压硬件按钮(多个)以选择他的/她的优选的测量结果以用于电子标记并且还禁用标记的实时更新(如果他/她喜欢的话)来超控算法。这有时是需要的,因为由外科医生所作出的主观判断可以是更好的和更可靠的,因为即使当很好地对准眼睛时,测量仍可受不容易被内置算法所识别的其它因素的影响,包括在患者眼睛的角膜上的冲洗液的剩余、在患者眼袋中的光学气泡或碎片的存在、以及可使眼睛的眼内压在正常范围外的利用粘弹性液体对眼袋的不充足填充。可由护士在手术期间按压基于软件的按钮(多个)以使做标记生效或执行其它功能。相同的功能还可由护士使用计算机鼠标来点击软件按钮(多个)或使用计算机键盘来执行。外科医生还可向护士给予语音指令以使用鼠标或键盘来使做标记生效。随着手术正在进行,可在不同阶段下实现多个标记。此外,外科医生和/或护士可打开或关闭被用于校正外科手术引起的像差、伤口愈合或使用的其它度量的算法。
[0097] 对散光的轴和焦度的角膜贡献的测量的技术是在术中对无晶状体眼睛采取波前测量以直接地测量角膜贡献。此测量也具有误差,因为归因于使角膜的自然的“橄榄球”形状扭曲成不同的扭曲的“橄榄球”形状的眼睛上的压力,可在手术期间使角膜变形。此扭曲可由暂时的手术因素(诸如在手术期间用于保持打开眼睑的窥器的应用或者冲洗液的应用)以及非暂时的手术因素(诸如角膜的切口和手术伤口的愈合)所引起。因此,术中无晶状体测量表征“扭曲的橄榄球”,当移除压力、眼睛松弛并且切口已愈合时,该“扭曲的橄榄球“将多半返回到其原始的术前状态。如果基于单独的无晶状体测量来旋转复曲面IOL而没有考虑所有的其它因素,则该复曲面IOL可能未被正确地定位以抵消松弛的且愈合的眼睛的散光。
[0098] 在本公开的一个实施例中,电子标记是通过考虑这些手术因素的数据处理来计算的用于更好散光矫正/抵消的参考轴。例如,存在在没有任何显著的手术因素的影响下对眼睛的光学屈光性质所进行的至少第一测量以及存在同一眼睛的光学性质的至少第二测量,但是在至少一个手术因素(诸如眼睑开窥器的应用)的影响下。在此示例中,处理第一和第二测量以揭示眼睛的散光性质的变化,尤其是在手术阶段的过渡期间。测量可包括角膜散光计测量、角膜地形图测量、OCT测量、自动屈光测量、像差测量和/或波前测量。在此示例中,使用实时术中眼科用眼睛光学性质测量设备或者两个或多个设备的组合来进行具有手术因素(多个)的影响的第二测量并且这种设备的示例包括实时术中角膜散光计、角膜地形图仪系统、光学相干地形图仪系统/断层扫描仪(OCT)、自动验光仪、像差计和波前传感器。
[0099] 具有至少两个测量的目的是确定在有和没有一个或多个手术因素的影响下的眼睛的散光性质(以及球面屈光性质)中的任何显著的变化以使得可理解、观察和/或计算用于术后眼睛的目标散光抵消/矫正中的相关联的变化。
[0100] 这里应当再指出的是两个测量还可包括在患者直立坐着的情况下的一个术前测量。因此,一个示例实施例还使用术中测量(多个)来确认利用通常在患者直立情况下使用的不同的测量设备和技术所执行的术前测量或者标识眼睛的光学性质的改变。在患者直立坐着对仰卧躺着的情况下的此比较可进一步帮助外科医生改进患者结果。
[0101] 图10示出了用于在屈光手术期间以电子方式标记改进的散光矫正/抵消轴的一个示例方法。在步骤1002处,在没有任何显著的手术因素(多个)的影响下进行患者眼睛的性质的第一测量。该第一测量可以是角膜散光计、角膜地形图、OCT、自动屈光、像差测量或波前感测测量或者这些测量中的两个或多个的组合。第一测量可以是在患者直立坐着的情况下的术前测量或者在患者仰卧躺着的情况下的术中测量。
[0102] 进行第一测量的目的是在眼睛的相对自然或松弛状态下记录该眼睛的至少一个散光相关的性质。应当注意的是,此自然的或松弛的状态应当被宽泛地解释为具有对眼睛的术前散光性质相对非显著或可忽略的改变的眼睛。好的示例是其中患者仰卧躺着但在应用一对眼睑开窥器之前的患者眼睛。在此状态中,可能已经完成局部麻醉滴至眼睛的施加但此手术因素的影响可被视为可忽略的。在此状态下的眼睛的性质将相对类似于在患者处于直立位置时的自然日常生活的眼睛的性质并且预期在同一眼睛的这两个状态(直立对仰卧)之间的散光性质的不同是相对较小的。
[0103] 在步骤1004处,进行在手术因素(多个)的影响下的患者眼睛的性质的一个或多个第二测量。此一个或多个第二测量是在术中实时进行的并且可再次是角膜散光计、角膜地形图、OCT、自动屈光、像差测量或波前感测测量或者这些测量中的两个或多个的组合。第二测量的目的是记录至少散光性质的改变,但还可包括其它参数,诸如作为任何手术因数(多个)的影响的结果的眼睛的球面或前房深度。
[0104] 可在有晶状体或无晶状体或伪晶状体阶段下进行第二测量,这具有在一个阶段下进行更多测量对在一些或所有阶段下进行一个测量的可能性。在这些测量之间的差异在确定适当的散光和/或球面矫正以用于最佳屈光结果中也可是有用的。一个好的示例是其中患者仰卧躺着且在已经应用一对眼睑开窥器之后的患者眼睛。另一个好的示例是其中患者仰卧躺着且在自然晶状体被移除并且粘弹性液体被置于眼睛的囊袋中之后的无晶状体眼睛。注意其中患者仰卧躺着且在已经应用一对眼睑开窥器之后的有晶状体眼睛测量也可与其中患者仰卧躺着且在自然晶状体被移除并且粘弹性液体被置于眼睛的囊袋中之后的无晶状体眼睛测量结合。替代地,无晶状体的角膜散光计或角膜地形图测量可直接与无晶状体的屈光或波前测量结合。无晶状体的角膜散光计或角膜地形图测量将提供关于在手术因素的影响下的角膜形状的改变的信息并且无晶状体的屈光或波前测量将提供关于在没有来自晶状体的贡献但在直到此刻的手术因素的影响下的单独的角膜的散光(以及球面)的信息。在这些情况下,进行若干第二测量。当屈光手术正在进行时,可更新眼睛的散光性质中的任何实时改变。
[0105] 应当注意,角膜和/或眼睛的散光的轴和大小的改变可潜在地发生在屈光手术之前、期间和之后,因此散光性质改变可发生在很多阶段。示例包括:从当眼睛是晶状体的且患者是直立设置时到当患者以仰卧位躺下来时;从在将任何虹膜扩张滴和/或任何局部麻醉滴施加至眼睛之前到在此施加之后;从在应用眼睑窥器之前到在应用窥器以保持眼睛打开之后;从在对角膜做任何切口之前到在做出切口之后;从在代替前房房水或流体之前到在引进粘弹性液体之后;从在之后;从在移除自然晶状体之前同时粘弹性液体处于适当位置到在移除自然晶状体之后同时粘弹性液体被置于囊袋中;从在引进复曲面人工晶状体(IOL)之前到在引进IOL之后;从在旋转复曲面IOL之前到在旋转复曲面IOL期间或之后;从在利用在适当位置的复曲面IOL移除粘弹性液体之前到在移除粘弹性液体之后;从在实施LRI/CRI之前到正在完成LRI/CRI期间到在完成LRI/CRL之后;以及从在密封所有角膜切口之前到在密封之后;从就在完成屈光手术之后到在所有伤口已经完全愈合之后的数周或数月。因此,第一和第二眼睛光学性质测量可测量由任何以上提到的改变所引起的差异。
[0106] 在步骤1006处,眼睛的实况图像由眼睛相机508同时地且连续地捕捉以用于显示并且还可被记录。再次,实况眼睛图像还可被用于确定眼睛与被用于眼睛的光学性质的实时术中测量的仪器的光轴对准得多好。
[0107] 在步骤1008处,实况眼睛图像帧与实时眼睛性质测量数据同步并且基于同步的眼睛图像数据和/或眼睛光学性质测量数据来确定眼睛性质测量结果的质量。可建立测量数据质量判断标准以确保仅与良好对准的眼睛图像相关联的高质量眼睛性质测量数据被选择用于后续数据处理。可基于眼睛相对于眼睛性质测量设备的横向位置、眼睛相对于眼睛性质测量设备的轴向距离以及来自患者眼睛的光学信号强度来建立该标准。如果光路被手术工具或者外科医生的手阻挡或者从手术工具的闪亮的反射表面进入测量设备中的强的光反射发生,则信号强度将在期望的范围之外。
[0108] 在步骤1010处,处理第一测量数据和所选择的第二测量(多个)数据以将在手术因素(多个)的影响下的眼睛的散光(以及球面屈光)性质的变化作为因素计入并且计算散光抵消/矫正的轴。此计算使用眼睛的散光性质的改变的信息来确定散光抵消/矫正的轴,该散光抵消/矫正的轴可能不是在当前手术因素(多个)的影响下所测得的眼睛的明显的散光的轴。
[0109] 在步骤1012处,以电子方式标记散光抵消/矫正的轴。与计算出的散光抵消/矫正的轴相关联的指示符(多个)(线、箭头)被分配以用于关联至眼睛上的特定参考并且被显示并被叠加到实况眼睛图像上。该参考可以是虹膜、窥器、手术引起的基准(多个)、设备基准(多个)、眼角和其它上的任何界标。再次,指示符(多个)还可被显示到手术显微镜的视场中的实况眼睛图像上,其中指示符(多个)以手术显微镜的实况眼睛图像为基准。
[0110] 在步骤1014处,以电子方式分配的指示符(多个)被更新并且被叠加到连续地被捕捉和显示的实况眼睛图像上。再次,可基于眼睛是否甚至更好地与实时术中眼睛光学性质测量设备对准和/或来自测量(多个)的数据是否具有如可通过内置数据处理算法(多个)或者通过来自外科医生的主观确定所判断的甚至更好的质量来更新以电子方式分配的指示符(多个)。而且,此更新能够并且将可能在手术的不同阶段下执行,其中如前所提到的,一个或多个更新的以电子方式分配的指示符(多个)/标记(多个)被显示至实况眼睛图像并且以实况眼睛图像为基准/被跟踪至实况眼睛图像。
[0111] 为了进一步改进白内障屈光手术的手术结果,还可在散光抵消/矫正的轴的确定中以及在无晶状体阶段下的复曲面IOL的选择中将附加的非暂时的外科手术引起的影响(诸如伤口密封)和伤口愈合影响考虑进来。作为示例,可以假定从无晶状体阶段到眼睛完全康复阶段,除了暂时的外科手术引起的因素(尤其窥器应用和移除影响)的移除之外,角膜切口伤口密封和愈合影响是主要因素,该因素将继续对患者眼睛的散光性质(以及球面性质)造成进一步的改变。还可假定在无晶状体阶段下,如图7中所示,已经进行眼睛的屈光性质的测量并且已经确定在移除了暂时的外科手术引起的散光(以及球面)分量(多个)的情况下的单独的角膜散光(以及单独的角膜球面)。然而,图7中的单独的角膜矢量C单独的角膜包括至少一些非暂时的手术因素(诸如角膜中所做的切口)但不是切口的密封和愈合的影响。因此,单独的角膜散光(以及球面)的矫正(甚至在移除了暂时的外科手术引起的散光的情况下)将不足以完全抵消可在切口密封和愈合过程期间进一步引起的所有残余散光(以及球面)。
[0112] 图11示出了关于如何进一步包括切口密封和愈合影响以进一步改进手术结果的示例实施例。在此双倍角矢量图中,除了单独的角膜散光矢量C单独的角膜之外,还存在切口密封和愈合散光矢量C切口密封和愈合。可通过在统计上查找在来自可针对特定个体外科医生逐步地建立的数据库的相对较大数量的相似种族背景的患者之中的在单独的角膜散光分量矢量和完全康复的眼睛的伤口愈合的散光分量矢量之间的标称散光矢量差来获得该矢量C切口密封和愈合。
[0113] 如图11中所示,对于当前在外科手术下的患者的单独的角膜散光矢量C单独的角膜和统计标称切口密封和愈合散光矢量C切口密封和愈合的矢量累加可被认为是需要被完全补偿的最可能的最终残余散光矢量C最终残余。在此数值示例中,为了使数学简单以说明概念,已经假定在双倍角矢量图中,统计标称切口密封和愈合散光矢量C切口密封和愈合具有0.50屈光度的大小和60°的指向角(其意味着在眼睛空间中,此统计标称切口密封和愈合散光分量具有0.50屈光度的大小和30°的散光轴角度),而如图7中所示单独的角膜散光矢量C单独的角膜具有0.866屈光度的相同大小以及330°的指向角。由于0.866屈光度的C单独的角膜矢量和
0.50屈光度的C切口密封和愈合矢量之间的相对角度(在双倍角矢量图中)是90°,因而使用基于极坐标或笛卡尔坐标的矢量加法/减法绘制或三角法或矢量分析,可发现最可能的最终
2 2
残余散光矢量C最终残余是具有sqrt(0.866+0.5)=1.00屈光度的大小以及0°的指向角的矢量。当此最可能的最终残余散光被转换至眼睛空间时,其具有1.00屈光度的大小以及
0°(0°减半仍为0°)的散光轴。
[0114] 因此,为了充分补偿手术下的眼睛的此最可能的残余散光(和球面),在无晶状体阶段下要进行选择的复曲面IOL应当具有可消去或抵消1.00屈光度柱面且散光矫正/抵消的目标轴应当处于0°的散光或柱面分量,以及可以使用非矢量而是标量球面屈光度加法和减法方法的类似的方式进行确定的球面分量。换言之,在此示例实施例中,电子指示符/标记的目标轴802将以0°的角度取向或者沿着患者眼睛的水平方向并且IOL的S+C值将具有分别通过标量球面加法/减法方法以及通过矢量C最终残余所确定的大小。
[0115] 现在将描述在手术上植入复曲面IOL的改进的程序。复曲面IOL的目的是除了矫正球面屈光误差之外,补偿和/或矫正由角膜的非球面的“橄榄球形状”所引起的散光。现在将参照图12的流程图、图7和图11的矢量图以及图8的图像。典型地,在手术之前进行患者角膜的前表面形状的角膜散光计测量并且基于这些测量来计算角膜散光计散光的轴和焦度。复曲面IOL具有指示要与在眼睛上所标记的散光矫正/抵消的轴对准的散光矫正的轴的标记。
[0116] 在此示例中,假定在手术之前已经进行角膜散光计测量。在无晶状体阶段之前相对波前测量优选角膜散光计测量,因为白内障晶状体通常是混浊的且可以不可预测的方式散射光,其可影响波前测量的结果。还假定在无晶状体阶段下,已经进行两个术中测量,一个是术中角膜散光计测量并且另一个是术中屈光或波前测量。还假定已经处理这两个术中测量和术前角膜散光计测量的数据以揭示单独的角膜散光/球面并且已经将统计标称切口密封和愈合引起的散光和球面作为因素计入以找出要进行选择的复曲面IOL的S+C×轴值。现在图8中的虚线轴802表示眼睛的最可能的最终残余散光的散光轴的取向。相应的单独的角膜散光矢量被描绘为图7和图11中的C单独的角膜并且相应的最可能的最终残余散光矢量被描绘为图11中的C最终残余。在图8中未显示单独的角膜S+C×轴值以及最可能的最终残余S+C×轴值,但如果需要的话,可显示一者或两者。
[0117] 在此示例实施例中,以复曲面IOL的S+C×轴值为形式的IOL处方未在图8中显示(但若需要可显示)并且在图8中的显示器的右上角处所显示的S+C×轴值是在数字移除由暂时的和外科医生特定手术因素(多个)两者所引起的散光和球面分量的情况下的手术下的眼睛的实时屈光测量结果,在眼睛在数周或数月后已经完全康复之后,暂时的和外科医生特定手术因素两者所引起的散光和球面分量将会消失。
[0118] 图12示出了在手术上植入复曲面IOL的改进的程序的示例流程图。在处理步骤1202中,外科医生植入具有被选择成抵消手术下的患者眼睛的最可能的最终残余散光和球面分量的散光和球面分量的复曲面IOL。通常,复曲面IOL被设计成在一个方向(在此示例中顺时针方向)上容易地进行旋转。外科医生通常以轴处于距目标轴逆时针方向上一些度的某一位置植入复曲面IOL以使得外科医生随后将复曲面IOL旋转至目标轴。
[0119] 在手术期间,在处理步骤1204中,外科医生旋转复曲面IOL以使得复曲面IOL轴接近标记的目标轴802并且与该标记的目标轴802对准。
[0120] 如果作为目标的术后眼睛是正视的,则当使两轴线对准时,如在图8的窗口中所显示的实时S+C值(810)将接近零。作为可选步骤,在处理步骤1206中,外科医生还查看手术下但以同一眼睛的在手术上完全康复的状态为基准的眼睛的实时屈光测量结果,并且精细调整或者用滴定法测量(titrate)复曲面IOL的位置和轴直到实时屈光接近正视眼的屈光或目标最终屈光。
[0121] 作为另一替代,在处理步骤1208中,外科医生还可在从患者眼睛中移除窥器之后在手术结束时检查实时屈光结果。在此情况中,外科医生可以选择将实时屈光测量结果从窥器存在显示格式(即,在从测量结果中移除暂时的外科手术引起的因素的情况下)切换到窥器不存在显示格式(即,在没有数字移除暂时的外科手术引起的因素的情况下(因为窥器已经被移除))。此切换将提供对暂时的手术因素的数字移除的准确度和精度的更好的实验确认。该实验确认还可用作数据点以用于增加建立的数据库以进一步改进相似眼睛的伤口愈合引起的屈光改变的统计。
[0122] 作为又一替代,在处理步骤1210中,外科医生可在同一眼睛已经完全康复之后的数周或数月再次检查眼睛屈光并且这次,应当从计算中数字地移除伤口愈合效应的影响以使得波前传感器正在准确地测量同一眼睛的实时屈光。这可用作最终的实验验证或确认并且该测量结果甚至可与主观的综合屈光检查仪测试结果进行比较以进一步改进所建立的数据库的终点数据准确度和精度。
[0123] 这些示例实施例的一个独特特征是在移除由暂时的手术因素引起的这些屈光误差(一旦移除这些手术因素,这些屈光误差就将不再存在)的情况下在无晶状体阶段下对单独的角膜的屈光误差的术中计算以及对在术眼康复时将会引起的外科医生引起的屈光误差的考虑。这样做时,优化的人工晶状体(IOL),尤其复曲面IOL可在无晶状体阶段下进行选择,而且稍后当IOL被适当地定位时、尤其当复曲面IOL被适当地旋转和对准时以及当窥器最终从眼睛中被移除时在伪晶状体阶段下在术中进行确认。
[0124] 这些示例实施例的另一独特特征是在手术下但以术后眼睛(即,在数字移除暂时的手术因素的情况下)以及同一眼睛的术后伤口愈合状态(即,在移除暂时的和外科医生引起的因素两者的情况下)为基准的眼睛的实时屈光的显示。利用此方法,可能已经引起对眼睛的额外屈光改变并且就在手术之后或者在手术之后的数周或数月将会消失的所有手术因素(包括个体外科医生引起的残余屈光误差)被移除以用于实时屈光的计算。因此,在伪晶状体阶段下,当外科医生旋转植入的复曲面IOL以精细调整其对准角度或者执行LRI或CRI时,如果“最后触摸”处于正确方向,则以虚拟的术后眼睛或同一眼睛的术后伤口愈合状态为基准的实时屈光应当接近正视眼的屈光或者如由外科医生所确定的作为目标的屈光。
[0125] 应当注意,能够存在以眼睛性质测量、实况眼睛图像捕捉/记录和显示、高质量测量数据选择、用于标识屈光手术下的眼睛的散光轴或散光矫正/抵消的轴的数据处理以及电子标记/对齐为形式的细节的不同变化。例如,眼睛性质测量设备不需要被限定或限制为自动验光仪或像差计或波前传感器或角膜散光计或角膜地形图仪系统或光学相干地形图仪系统/断层扫描仪。测量设备甚至可以是视网膜/眼底相机,该视网膜/眼底相机可直接捕捉点光源的视网膜图像并因此直接找出眼睛的点扩散函数,其随后可被用于表征眼睛的散光和/或屈光和/或像差性质。
[0126] 实况眼睛图像捕捉设备不需要被限定为近红外相机。其可以是在可见或其它波长范围内操作的相机。其可以是例如裂隙灯生物显微镜。其还可以是可被附连至手术显微镜的辅助观察口的目镜的单独的相机。图像不需要被限于眼睛的前面(anterior)。除了眼睛的虹膜之外,可使用包含参考界标的任何眼睛部分,因为实况图像被用于判断眼睛相对于眼睛光学性质测量设备的对准以及跟踪眼睛。在这方面,实况眼睛图像可以是眼白、眼睛的眼角、眼睫毛、外科手术/外科医生放置基准(多个)、眼睑开窥器或甚至患者的头。
[0127] 可使用任何数据处理器(包括专用的芯片处理器和计算机)来实现眼睛光学性质测量数据与实况眼睛图像帧的同步。可在没有或有附加对准检测装置(means)的情况下使用内置算法或程序来自动地实时实现相对高质量的眼睛性质测量数据的标识和选择。然而,还可使用单独的数据处理器非实时地或者甚至由外科医生或护士手动地完成标识和选择。当眼睛与眼睛性质测量设备很好地对准并且不存在其它干扰(诸如眼睛的冲洗)时,所捕捉的实况眼睛图像和眼睛光学性质测量结果可被数字地记录并且在OR(手术室)中进行回放从而使得外科医生可主观地选择他/她认为具有较高质量的那些测量数据。
[0128] 可在回放期间查看所收集和记录的同步数据以用于外科医生回顾手术病例步骤/过程、手术技术的因果关系和其它影响。这些记录可被外科医生用来改进外科医生的技术和程序、收集数据以用于改进外科医生的诺谟图或者用于训练目的等。
[0129] 可使用做高质量数据选择工作的同一数据处理器或者使用不同的处理器来执行眼睛的散光轴或者散光矫正/抵消的轴的计算。在其中不存在没有手术因素(多个)的影响下的参考眼睛光学性质测量的情况中,角膜的前表面(角膜散光计或角膜地形图)或者整个角膜(由自动验光仪或波前传感器测量的无晶状体眼睛屈光)或者整个眼睛(有晶状体眼自动屈光或波前测量)的散光轴可直接被用作散光矫正/抵消的参考轴。在其中存在没有任何显著的手术因素(多个)的影响下的第一参考眼睛光学性质测量的情况中,第一测量可与(一个)第二测量(多个)进行比较。第一参考测量可以是术前测量(诸如术前角膜散光计测量或术前波前测量)或者术中测量(诸如在应用眼睑开窥器之前的角膜散光计或波前测量)。第一参考测量和(一个)第二测量(多个)之间的比较可被用于找出是否存在作为手术因素(多个)(诸如窥器的应用)的影响的结果的在眼睛的散光(以及屈光)性质中的任何变化。如果不存在变化或者存在可忽略的变化,则第二测量(多个)的结果可直接被用于发现参考轴。如果存在显著的变化,则这指示如由第二测量(多个)所测得的散光轴不能直接被用作参考轴。但该变化可被用于找出散光矫正/抵消的目标轴的计算。注意可以存在多于一种类型的第二测量并且可结合该多于一种类型的第二测量。
[0130] 两个非常有用的第二测量是在应用一对眼睑开窥器之后的眼睛光学屈光性质测量以及无晶状体自动屈光或波前测量。在应用一对眼睑开窥器之后的第二测量可在有晶状体或无晶状体阶段下进行并且与在应用一对眼睑开窥器之前所进行的第一参考测量进行比较以找出作为窥器应用的结果的角膜形状或眼睛光学的变化。在手术因素的应用之前的角膜的测得的“橄榄球”形状和在手术因素的应用之后的测得的“橄榄球”形状之间的差异可被用于计算由于手术因素的应用造成的眼睛的散光(以及整体屈光)的轴和焦度中的所引起的变化。
[0131] 无晶状体自动屈光或波前测量可直接揭示无晶状体眼(有角膜但没有自然晶状体)的散光。然而,该测量的准确度可受由所应用的手术因素所引起的角膜的扭曲的影响。可通过将角膜形状的变化作为因素计入并假定角膜将重新获得其原始形状来改进参考轴的准确度和精度。可通过将在伤口愈合过程期间所引起的眼睛的屈光的变化作为因素计入来甚至进一步改进参考轴的准确度和精度。可将所引起的散光(以及在包括球面的屈光上)的变化作为因素计入到所测得的无晶状体散光中以计算散光矫正/抵消的目标轴以用于术中复曲面IOL旋转和复曲面IOL的选择以及其它手术程序,诸如实施LRI或CRI的位置。就抵消在角膜重新获得其原始形状之后并且在眼睛已经从手术中完全康复之后的眼睛散光而言,相比无晶状体散光轴,不同于所测得的无晶状体散光轴的此目标轴将给予外科医生更好的参考。
[0132] 还应当注意的是,第二测量(多个)不必限于并行测量,因为外科医生可随时暂停手术,并且手动地以及主观地选择一个或多个高质量第二测量以给予他/她参考轴并接着继续手术。主观选择高质量眼睛光学性质测量数据的一个原因是可能存在可影响眼睛的散光性质但不能被内置算法容易地检测出的手术因素。这样的因素的示例包括眼睛的冲洗、眼袋中的任何剩余的晶状体或皮质碎片的不完全移除或者眼睛中的光学气泡的存在。这些可由外科医生更好地标识,所以有时主观选择可导致更好的结果。还注意第二测量(多个)数据还可以是在一组患者上所获得并在统计上进行分析的那些。一个示例是特定于个体外科医生的外科医生引起的残余散光。
[0133] 可由同一数据处理器或不同处理器来执行散光矫正/抵消的散光轴或目标轴或预测轴的指示符(多个)的电子分配以及指示符(多个)与实况眼睛图像的对齐。显示器可以是手术显微镜的显示器或者单独的显示器/监视器或者抬头显示器或者手术显微镜的双目镜中的一者或两者内的内置半透明显示器。电子标记/对齐可以是具有角刻度的角测量刻度盘或分划板以及示出散光矫正/抵消的散光轴或目标轴的直线的格式。但标记/对齐还可以是其它格式,诸如示出散光轴的箭头的形式。散光矫正/抵消的散光轴或目标轴的标记/对齐还可以是在具有角刻度的刻度盘或分划板周围的突出的刻度线。
[0134] 还应当注意的是,尽管到目前为止我们针对大多数的讨论已使用屈光误差或屈光焦度。但该概念可被直接延伸到包括眼睛的低阶像差和高阶像差两者。换言之,眼睛光学性质测量的结果不仅可包括角膜前表面和/或整个的二阶像差而且可包括角膜前表面和/或整个眼睛的三阶、四阶和其它更高阶像差。此外,除了包括散焦和散光(即,球面和柱面)的二阶像差之外,这些讨论可被应用于所有其它阶像差分量。
[0135] 所描述的各实施例可被应用于除了屈光手术之外的任何实时视力矫正程序,诸如白内障手术、LASIK、PRK、LRI/CRI、飞秒。示例实施例还可被应用于还可具有影响实时波前的交互因素的任何实时波前矫正设备。
[0136] 尽管此处已经示出并描述了结合本发明教示的各种实施例,本领域技术人员可易于相处仍结合了这些启示的很多其他改变的实施例。
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