專利名稱：用于光學(xué)治療的虹膜識(shí)別和跟蹤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于眼屈光外科的系統(tǒng)，更準(zhǔn)確地說，涉及使用虹膜 識(shí)別和定位系統(tǒng)以將屈光診斷工具和折射激光系統(tǒng)與眼睛對(duì)準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
若干年以來，眼科領(lǐng)域在想要矯正眼睛視力的屈光治療上取得了 極大地進(jìn)展。這些技術(shù)從早期的徑向角膜切開術(shù)，其中角膜中的狹縫 允許角膜放松和恢復(fù)形狀，到包括光折射(photorefractive )角膜切除 術(shù)("PRK")、前層角膜切除術(shù)("ALK")，原位激光角膜切除 術(shù)(keratomileusis, "LASIK")和諸如激光熱角膜成形術(shù)("LTK") 在內(nèi)的現(xiàn)技術(shù)中發(fā)展而來。所有這些技術(shù)都試圖提供相當(dāng)迅速而持久 的視力矯正。隨著這些技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)，在屈光誤差矯正中可能實(shí)現(xiàn)更高的 精度。在早期的治療類型中，矯正的精度相當(dāng)不精確。為了提供所需 矯正的正或負(fù)一屈光度范圍內(nèi)的矯正，例如對(duì)于近視來說，認(rèn)為這種 矯正具有極好的效果。然而，治療類型已經(jīng)逐漸細(xì)化，允許對(duì)更加細(xì) 孩i的缺陷進(jìn)行矯正?，F(xiàn)在使用現(xiàn)有技術(shù)可以高精度地矯正近視和遠(yuǎn) 視，并且還可以使用準(zhǔn)分子激光器進(jìn)行更高階效果的矯正，如非球面 性和不規(guī)則散光。同時(shí)，判斷需要進(jìn)行何種矯正的診斷工具也取得了發(fā)展。采用外 形測(cè)量系統(tǒng)可以確定視力缺陷并不考慮它們的"規(guī)則性，，而進(jìn)行矯正。在1999年4月6日公布的名稱為"分布式準(zhǔn)分子激光外科系統(tǒng)"的 美國專利N0.5，891，132中描述了這種4支術(shù)，多種新型外形測(cè)量系統(tǒng)， 測(cè)厚系統(tǒng)，波前探測(cè)器和綜合的屈光誤差探測(cè)系統(tǒng)不僅能夠探測(cè)近 視、遠(yuǎn)視和散光量，而且還可以探測(cè)眼睛屈光特性的更高級(jí)次的像差。 在例如Liang等人的"對(duì)于Hartmann. Shack波前探測(cè)器的用 戶人目艮波像差的客觀量度"("Objective measurement .of wave aberrations of the human eye with the user of a Hartmann-Shack wave-front sensor", Journal of the Optical Society of America, Vol. 11， No.7， July, 1994， pp, 1-9)中披露了為了諸如眼內(nèi)外科和接觸透鏡以 及眼內(nèi)透鏡制造的目的人眼中波前像差的探測(cè)。在J. Liang和D.R. Williams的"正常人眼的像差和視網(wǎng)膜圖象質(zhì)量，，("Aberrations and retinal image quality of the normal human eye，，, Journal of the Optical Society of America, Vol.4 ， No.ll， November, 1997, pp. 2873-2883)和Williams等人("Williams'，)的美國專利No.5，777，719 中給出了 Liang等人的技術(shù)的改進(jìn)。Williams給出了探測(cè)像差，和將 所探測(cè)的像差用于眼睛外科，以及眼內(nèi)和接觸透鏡的制造的教導(dǎo)。 國際專利公布W099/27334(國際申請(qǐng)PCT/IJS97/21688)("Frey")給出了在探測(cè)器裝置中使用偏振光學(xué)裝置控制從晶狀體的 反向散射的進(jìn)一步變型的教導(dǎo)。與Williams相同，F(xiàn)rey建議使用來自波前探測(cè)器的數(shù)據(jù)對(duì)于所檢查的眼睛進(jìn)行光學(xué)矯正。更特別地，如 此確定的光學(xué)矯正受到探測(cè)器所測(cè)量的角膜的孔徑的限制，例如當(dāng)測(cè) 量眼睛時(shí)眼睛的瞳孔擴(kuò)大到6亳米的圓。在該區(qū)域以外，F(xiàn)rey建議使 用部分切除的錐形混合區(qū)域使角膜曲率中的劇烈變化最小化，從而減 小退化。這些診斷系統(tǒng)和技術(shù)有可能允許對(duì)基本和更高級(jí)次效果兩者進(jìn) 行矯正，特別是當(dāng)使用更加精確的屈光矯正技術(shù)時(shí)，在某一天將有可 能使優(yōu)于20/20的視力矯正成為標(biāo)準(zhǔn)。不過，需要用于將先進(jìn)的診斷 技術(shù)應(yīng)用于屈光外科的改進(jìn)的技術(shù)。發(fā)明概述眼屈光外科技術(shù)和眼屈光診斷技術(shù)已經(jīng)變得更加精密，而精密度 已導(dǎo)致對(duì)準(zhǔn)確度要求的不斷增長。根據(jù)本發(fā)明，在診斷和外科手術(shù)過 程中，通過利用虹膜(或虹膜的一部分或其它眼睛識(shí)別特征)的象進(jìn)行 調(diào)節(jié)，可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)外科手術(shù)和診斷技術(shù)精度的提高。在進(jìn)行屈光 處理之前，在診斷過程中所存儲(chǔ)的虹膜圖象的基礎(chǔ)上進(jìn)行外科手術(shù)系 統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)。例如，才艮據(jù)本發(fā)明，由角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)或波前探測(cè)器系統(tǒng) 獲取眼睛的屈光特性數(shù)據(jù)，而且還獲取相應(yīng)的眼睛的瞳孔和虹膜象。 然后共同保存相應(yīng)于該虹膜圖象的數(shù)據(jù)和來自該診斷系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。如 果還采用附加的診斷工具，則它們也可采用瞳孔或虹膜成像攝象機(jī)來 提供所有的數(shù)據(jù)和隨后的治療所參照的"標(biāo)準(zhǔn)化點(diǎn)"。當(dāng)進(jìn)行屈光治療時(shí)，如使用準(zhǔn)分子激光器的LASIK，由另一個(gè)攝 象機(jī)攝取虹膜的象，并且將由診斷信息擬定的治療標(biāo)準(zhǔn)化成該虹膜的 象。這種標(biāo)準(zhǔn)化可能包括平移、旋轉(zhuǎn)、定標(biāo)或其它變換技術(shù)。然后提 供已知可被施加在角膜上所需點(diǎn)處的治療。另外，可以將虹膜的象提供給眼睛跟蹤系統(tǒng)，使得可以相對(duì)虹膜位置在動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)準(zhǔn)分子^:光器的實(shí)際目標(biāo)。最好是由該虹膜系統(tǒng)檢測(cè)虹膜中的區(qū)別特征，并在那些特征的基 礎(chǔ)上確定平移功能。通常，沒有兩個(gè)虹膜是相同的，可以在區(qū)別特征 的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)、平移、定標(biāo)或其它變換技術(shù)。該虹膜系統(tǒng)可以存 儲(chǔ)虹膜的各種特征，包括虹膜本身的象，以及導(dǎo)出的虹膜特征、瞳孔 和眼睛其它部分的特征，或者有助于對(duì)準(zhǔn)隨后的數(shù)據(jù)或在激光治療之 前對(duì)準(zhǔn)外科系統(tǒng)的其它特征。根據(jù)本發(fā)明不同的特征，可以在診斷工具之間、診斷工具與諸如 激光器的屈光工具之間，或者在這些工具的組合之間進(jìn)行虹膜對(duì)準(zhǔn)。 另外，在不同工具間可以使用不同的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)。例如，可以使用該虹 膜數(shù)據(jù)將諸如外形測(cè)量工具的一診斷工具與諸如激光器的一屈光工具對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)利用虹膜輪廓和旋轉(zhuǎn)參照(a rotational reference)對(duì)準(zhǔn)外形測(cè)量工具和例如波前探測(cè)器之間的數(shù)據(jù)?？梢允褂闷渌鼘?duì)準(zhǔn)技術(shù)。 在這些不同的技術(shù)中，此對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與屈光分析數(shù)據(jù)或者屈光治療數(shù)據(jù) 一起被保存，以便隨后其它屈光分析或治療工具使用這些數(shù)據(jù)。
總之，此處所使用的術(shù)語"診斷工具"，是指用于進(jìn)行診斷測(cè)量 以獲得有關(guān)被測(cè)量眼睛屈光數(shù)據(jù)的診斷裝置或系統(tǒng)，如外形測(cè)量?jī)x， 測(cè)厚儀，波前探測(cè)器等。屈光數(shù)據(jù)一般指眼睛的導(dǎo)致視力不理想的特 性，包括眼睛組件形狀、厚度、光傳播和波前像差，以及本領(lǐng)域技術(shù) 人員公認(rèn)的其它屈光異常。同樣，術(shù)語"屈光工具"通常指一種可以 在眼睛上實(shí)施屈光治療的裝置或系統(tǒng)，如例如準(zhǔn)分子激光器一般用做
PRK， LASIK和其它折射外科中的光致燒蝕。從下面的描述中將理 解此處所使用的術(shù)語"標(biāo)準(zhǔn)化"，通常指將診斷測(cè)量的圖象或顯示匹 配，均衡，相關(guān)，擬合成第一虹膜圖象，使得每一方面在尺寸上都與 第一虹膜圖象參考坐標(biāo)幀一致。
作為附帶的優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合屈光診斷分析所保存的虹膜數(shù)據(jù)，可以提 供用于隨后的治療的安全保障機(jī)制。特別是，如果外科手術(shù)之前該虹 膜數(shù)據(jù)不與外科系統(tǒng)所獲得的實(shí)際的虹膜圖象匹配，可以停止或阻止 外科手術(shù)，這可以防止例如用特定數(shù)據(jù)在錯(cuò)誤的眼睛上進(jìn)行操作，或 者使用另一患者的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，本發(fā)明提出的用于對(duì)準(zhǔn)患者眼睛的屈光治 療的方法，包括對(duì)患者眼睛進(jìn)行診斷測(cè)量；獲取包括患者眼睛的虹 膜圖象的笫一個(gè)圖象；確定第 一個(gè)圖象與診斷測(cè)量之間的空間關(guān)系； 在該診斷測(cè)量的基礎(chǔ)上擬定對(duì)于患者眼睛的屈光治療；獲取患者眼睛 的第二個(gè)圖象；以及對(duì)準(zhǔn)該第二個(gè)圖象，包括確定與準(zhǔn)備進(jìn)行屈光治 療的第一個(gè)圖象之間的空間關(guān)系。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法在患者的眼睛、患者眼睛的圖象、診 斷工具、屈光工具、或者其任意組合之間進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，該診斷工具包括外形測(cè)量系統(tǒng)和波前測(cè)量系統(tǒng)其中至少 之一，并且該屈光工具包括一激光系統(tǒng)。
優(yōu)選地，該診斷工具和屈光工具分別包括一用于獲取眼睛的象的攝象機(jī)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中獲得第一個(gè)圖象的步驟包括使用 該診斷工具獲取眼睛的象。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中獲得第二個(gè)圖象的步驟包括使用 該屈光工具獲取眼睛的象。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該第二個(gè)圖象包括患者眼睛的虹 膜圖象。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中進(jìn)行診斷測(cè)量包括通過對(duì)波前像
差測(cè)量、外形測(cè)量、厚度測(cè)量、OCT測(cè)量、綜合屈光檢查儀測(cè)量和 超聲波測(cè)量其中至少之一 進(jìn)行測(cè)量而獲得有關(guān)患者眼睛的屈光數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中進(jìn)行診斷測(cè)量包括使用超聲波確 定患者眼睛的角膜厚度或其它不同分布。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該對(duì)準(zhǔn)步驟包括顯示所存儲(chǔ)的第 一個(gè)圖象的顯象；以與第一個(gè)圖象相比較的方式顯示第二個(gè)圖象；以 及手動(dòng)地瞄準(zhǔn)屈光工具使得第一和第二個(gè)圖象重疊并且對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該對(duì)準(zhǔn)步驟還包括識(shí)別第一個(gè) 圖象中患者眼睛的區(qū)別特征；并且將該區(qū)別特征與第二個(gè)圖象中患者 眼睛的相應(yīng)的區(qū)別特征對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述區(qū)別特征是天生的標(biāo)記和所 施加的標(biāo)記其中之一 。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括在獲取第一個(gè)圖象之前在患者 眼睛的所需的位置中產(chǎn)生一標(biāo)記。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中產(chǎn)生標(biāo)記的步驟包括按所需方式 施加一種染料或基于染料的標(biāo)記。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述染料在紅外光中是可見的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述染料對(duì)于進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)和屈光治 療的足夠長的時(shí)間來說是可探測(cè)的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中產(chǎn)生標(biāo)記包括一熱感應(yīng)標(biāo)記。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法包括^f吏用激光器熱標(biāo)記眼睛。優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該激光器為鈥(Holmium)激光器。 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中產(chǎn)生標(biāo)記包括^f吏標(biāo)記從患者眼睛
的中心區(qū)域向外圍區(qū)域徑向延伸。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述徑向延伸標(biāo)記具有不在一條
直線上的 一 近源段(a proximal segment)和 一 遠(yuǎn)源段(a distal
segment) o
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該對(duì)準(zhǔn)包括平移、旋轉(zhuǎn)、定標(biāo)、 對(duì)所擬定的屈光治療進(jìn)行相關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)化其中至少之一。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中獲取該第一和第二個(gè)圖象的步 驟，包括使用紅外攝象機(jī)獲取紅外眼睛的象和使用可見光攝象機(jī)獲取 可見圖象其中至少之一。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法還包括在獲取該第一和第二個(gè)圖象之 間放大患者的眼睛。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括在獲取該第一個(gè)圖象前在 患者眼睛的所需區(qū)域中產(chǎn)生一標(biāo)記。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中產(chǎn)生標(biāo)記的步驟包括按所需方式 施加一種染料。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中所述染料在紅外光中是可見的。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中在施加標(biāo)記之后至少大約15分 鐘到1小時(shí)時(shí)間內(nèi)所述染料是可探測(cè)的。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法進(jìn)一步包括使用另一診斷工具對(duì)患 者眼睛進(jìn)行另一診斷測(cè)量；獲取包括患者眼睛的虹膜圖象的第三個(gè)圖 象；確定該第三圖象與另一診斷測(cè)量之間的空間關(guān)系；以及在分別來 自第一和第三圖象的診斷測(cè)量和另一診斷測(cè)量的對(duì)準(zhǔn)和相關(guān)的基礎(chǔ) 上進(jìn)一步擬定屈光治療。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的方法中該診斷測(cè)量與另一診斷測(cè)量的分 辨率不同，使用其中一個(gè)內(nèi)插入另一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面，本發(fā)明提出的用于對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與 患者眼睛的系統(tǒng)，包括 一適合于提供關(guān)于患者眼睛的屈光數(shù)據(jù)的屈光診斷工具，其中該屈光診斷工具包括 一適合于獲取患者眼睛的第 一瞳孔和/或虹膜圖象的第一才聶象機(jī)，其中該屈光診斷工具適合于提 供屈光特性數(shù)據(jù)和相應(yīng)的空間相關(guān)的表示該笫 一虹膜圖象的虹膜數(shù) 據(jù)；以及一激光系統(tǒng)，適合于向患者眼睛施加一屈光治療過程，其中 該激光系統(tǒng)包括 一適合于獲取第二虹膜圖象的第二攝象機(jī)；一 適合于施加該屈光治療過程的激光器；以及一控制系統(tǒng)，適合于接收 從屈光特性數(shù)據(jù)和虹膜數(shù)據(jù)得出的數(shù)據(jù)，以在控制系統(tǒng)開始治療過程 之前將虹膜數(shù)據(jù)與第二虹膜圖象對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該控制系統(tǒng)被連接到第二攝象機(jī) 和該激光器。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該屈光診斷工具包括一波前探測(cè)器。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該屈光診斷工具包括一角膜外形 分析儀。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該屈光診斷工具適合于使用超聲 波確定角膜厚度或其它不同的型面。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該屈光診斷工具包括一手持式屈 光診斷工具。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該激光系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一與該 第二攝象機(jī)和控制系統(tǒng)連接的顯示器，適合于顯示重疊的第二虹膜圖 象和所接收的虹膜數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該控制系統(tǒng)適合于將所接收的虹 膜數(shù)據(jù)與該第二虹膜圖象進(jìn)行比較和對(duì)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一第二屈光診斷工具， 其包括 一適合于獲取第三虹膜圖象的第三攝象機(jī)，其中該第二屈光 it斷工具連接到該激光系統(tǒng)上，并且適合于提供患者眼睛的附加的屈 光數(shù)據(jù)，和附加的屈光特性數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的空間相關(guān)的表示來自第三 攝象機(jī)的第三虹膜圖象的附加的虹膜數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一連接到該屈光診斷工具、該第二屈光診斷工具和該激光系統(tǒng)上的計(jì)算系統(tǒng)，其中該計(jì)算系 統(tǒng)適合于接收屈光特性數(shù)據(jù)、附加的屈光特性數(shù)據(jù)、所接收的虹膜數(shù) 據(jù)和附加的虹膜數(shù)據(jù)，并且適合于通過對(duì)準(zhǔn)接收的虹膜數(shù)據(jù)與附加的 虹膜數(shù)據(jù)，將屈光特性數(shù)據(jù)空間標(biāo)準(zhǔn)化成第二屈光特性數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，在才艮據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該計(jì)算系統(tǒng)適合于在標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù) 據(jù)的基礎(chǔ)上擬定用于激光系統(tǒng)的屈光治療過程。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該激光系統(tǒng)包括該計(jì)算系統(tǒng)。 優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該激光器包括一準(zhǔn)分子激光器。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)進(jìn)一步包括 一連接到該屈光診斷工 具和該激光系統(tǒng)上的計(jì)算系統(tǒng)，該計(jì)算系統(tǒng)適合于接收屈光特性數(shù)據(jù) 和虹膜數(shù)據(jù)，以擬定屈光治療過程，并提供該空間標(biāo)準(zhǔn)化成虹膜數(shù)據(jù) 的屈光治療過程。
優(yōu)選地，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中該激光系統(tǒng)包括該計(jì)算系統(tǒng)。
才艮據(jù)本發(fā)明又一個(gè)方面，提出了用于向患者眼睛施加屈光治療過 程的激光系統(tǒng)，該激光系統(tǒng)接收與表示患者眼睛的虹膜圖象的虹膜數(shù) 據(jù)空間相關(guān)的屈光治療過程，該激光系統(tǒng)包括 一適合于獲取虹膜圖 象的攝象機(jī)； 一適合于施加屈光治療過程的激光器；以及一控制系統(tǒng)， 適合于接收屈光治療過程和虹膜數(shù)據(jù)，并在控制系統(tǒng)開始屈光治療過 程之前對(duì)準(zhǔn)該虹膜數(shù)據(jù)與虹膜圖象。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的激光系統(tǒng)進(jìn)一步包括一適合于根據(jù)來自屈 光診斷工具的屈光特性數(shù)據(jù)擬定屈光治療過程的計(jì)算系統(tǒng)，并且提供 與代表來自屈光診斷工具中附加攝象機(jī)的附加虹膜圖象的附加的虹 膜數(shù)據(jù)空間相關(guān)的屈光治療過程。
優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的激光系統(tǒng)中該控制系統(tǒng)和該計(jì)算系統(tǒng)包括
在同一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了 一種為患者眼睛提供屈光治療過程 的方法，該方法包括確定患者眼睛的屈光特性；在確定屈光特性的 同時(shí)獲取患者眼睛一表面的象；利用所確定的屈光特性擬定屈光治療 過程；以及通過將所獲取的表面象與屈光矯正儀器所接收的患者眼睛的另一個(gè)象對(duì)準(zhǔn)，而將屈光矯正儀器與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)。 優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括施加屈光治療過程。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了一種用于對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與患者
眼睛的系統(tǒng)，包括用于確定患者眼睛的屈光特性的裝置；在確定屈 光特性的同時(shí)用于獲取患者眼睛的一表面的象的裝置；利用所確定的 屈光特性擬定屈光治療過程的裝置；以及用于通過對(duì)準(zhǔn)所獲得的患者 眼睛的表面的象與屈光矯正儀器所接收的患者眼睛的另一個(gè)象，而使 屈光矯正儀器與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的裝置。
優(yōu)選地，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于施加屈光治療過程的裝置。 根據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了一種對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與患者眼睛 的方法，該方法包括確定患者眼睛的屈光特性；從患者眼睛的虹膜 獲取用于限定虹膜與所確定的屈光特性之間空間關(guān)系的第一圖象； 保存該笫一圖象的顯象；從患者眼睛的虹膜獲取用于擬定屈光治療過 程的第二圖象；以及對(duì)準(zhǔn)笫二虹膜圖象和所存儲(chǔ)的顯象，用于將屈光 治療過程標(biāo)準(zhǔn)化成第二虹膜圖象。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了一種對(duì)準(zhǔn)屈光工具的方法，該方法 包括使用第一屈光工具從患者眼睛獲取第一虹膜圖象數(shù)據(jù)；使用第 二屈光工具從患者眼睛獲取第二虹膜圖象數(shù)據(jù)；以及將該第二虹膜圖
象數(shù)據(jù)與該第一虹膜圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照(aligning)。
優(yōu)選地，該方法進(jìn)一步包括使用該第一屈光或診斷工具獲取眼 睛的第一可供選擇的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)使用第三屈光或診斷工具獲取眼睛的 笫二可供選擇的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)；以及將該第一可供選擇的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與該第 二可供選擇的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照。
根據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了一種用于對(duì)準(zhǔn)(aligning)屈光診 斷和治療數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括 一采用第一屈光數(shù)據(jù)的第一眼科診斷或 屈光工具，該第一眼科診斷或屈光工具適合于獲取第一眼科對(duì)準(zhǔn)數(shù) 據(jù)，并且保持該數(shù)據(jù)作為用于第一屈光數(shù)據(jù)的參考； 一采用第二屈光 數(shù)據(jù)的笫二眼科診斷或屈光工具，該第二眼科診斷或屈光工具適合于 獲得第二眼科對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，作為用于第二屈光數(shù)據(jù)的參考；以及用于通過對(duì)照第一對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與第二對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)使該第一屈光數(shù)據(jù)與第二屈光 數(shù)據(jù)相關(guān)的裝置。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該第一和第二眼科診斷和屈光工具從下面的一組中進(jìn)行選擇角膜外形測(cè)量工具；波前4象差工具；以及適用于屈光矯正的激光器。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該第一和第二對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)均為下面的一種虹膜數(shù)據(jù)；散光數(shù)據(jù)；或虹膜輪廓加上旋轉(zhuǎn)標(biāo)記數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該用于相關(guān)的裝置為一計(jì)算設(shè)備，適合于計(jì)算激光器屈光治療圖案。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該用于相關(guān)的裝置為激光器中一適合于對(duì)準(zhǔn)激光目標(biāo)的部件。# 據(jù)本發(fā)明又一方面，提出了一種眼睛對(duì)準(zhǔn)和特征化的方法，包括在眼睛的一選定區(qū)域中提供一標(biāo)記；獲取具有未放大瞳孔的眼睛的第一圖象，包括虹膜圖象，其中該標(biāo)記構(gòu)成第一圖象的一部分；放大眼睛的瞳孔；獲取包括放大的瞳孔的眼睛的第二圖象；獲得具有放大的瞳孔的眼睛的診斷屈光測(cè)量；以及從該i貪斷測(cè)量擬定用于眼睛的屈光矯正的光折射治療(photorefractive treatment)-優(yōu)選地，上述方法中該診斷測(cè)量是來自眼睛的波前測(cè)量。 優(yōu)選地，上述方法中所述標(biāo)記為一種染料或基于染料的標(biāo)記。 優(yōu)選地，上述方法中所述染料在紅外光中是可見的。 優(yōu)選地，上述方法中在施加該標(biāo)記之后所述染料在至少大約15分鐘至一小時(shí)的時(shí)間內(nèi)是可見的。優(yōu)選地，上述方法中所述標(biāo)記具有從眼睛的中心區(qū)域徑向延伸的近源段。優(yōu)選地，上述方法中該標(biāo)記的一遠(yuǎn)源段橫過眼睛的邊緣區(qū)域。 優(yōu)選地，上述方法中該標(biāo)記的遠(yuǎn)源段與該標(biāo)記的近源段不在一條 直線上。優(yōu)選地，上述方法中所述標(biāo)記為一激光標(biāo)記。 優(yōu)選地，上述方法中所述激光標(biāo)記由鈥激光器構(gòu)成。優(yōu)選地，上述方法中所述治療包括LASIK，并且其中在角膜皮瓣 從角膜上收起之后所述標(biāo)記是可探測(cè)的。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括通過至少對(duì)各個(gè)圖象中的標(biāo)記進(jìn)行 比較而對(duì)準(zhǔn)第二圖象與第一圖象。優(yōu)選地，上述方法中擬定包括對(duì)準(zhǔn)診斷測(cè)量與標(biāo)記的光折射治療。優(yōu)選地，上述方法中所述對(duì)準(zhǔn)包括從所述第一圖象中識(shí)別虹膜圖案。優(yōu)選地，上述方法中所述虹膜圖案識(shí)別包括虹膜的灰度級(jí)(a gray scale)分析，用于產(chǎn)生虹膜的灰度級(jí)分布.優(yōu)選地，上述方法中所述標(biāo)記橫向跨過所述灰度級(jí)分布。 優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在獲取第一圖象時(shí)獲得診斷屈光測(cè)優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在波前測(cè)量和治療擬定之后未經(jīng)過 有計(jì)劃的時(shí)間延遲就施行所述光折射治療。優(yōu)選地，上述方法包括通過從第一和第二圖象對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記而對(duì)準(zhǔn)光 折射治療。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在波前測(cè)量與治療擬定之后一有計(jì) 劃的時(shí)間延遲之后施行所述光折射治療。優(yōu)選地，上述方法包括在治療時(shí)獲得虹膜圖象，并將所述虹膜圖 象與第一圖象中的虹膜圖象對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在施行所擬定的治療以前驗(yàn)證所擬 定的治療與第一圖象的對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在施行所擬定的治療以前提供所擬 定的治療與眼睛的對(duì)準(zhǔn)的顯示。優(yōu)選地，上述方法中如果對(duì)準(zhǔn)沒有證實(shí)，則進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)眼睛 位置和調(diào)節(jié)所擬定的治療其中至少之一，使得所擬定的治療最終與眼 睛對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在光折射治療過程中選定時(shí)間處驗(yàn)證對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述方法進(jìn)一步包括在光折射治療過程中實(shí)時(shí)地驗(yàn)證對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述方法中所述屈光診斷測(cè)量包括角膜外形測(cè)量和厚度 測(cè)量其中至少之一。優(yōu)選地，上述方法中所述標(biāo)記提供有關(guān)眼睛平移和旋轉(zhuǎn)的信息。 根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)方面，提出了 一種用于對(duì)準(zhǔn)和眼睛屈光治療的系統(tǒng)，包括 一第一攝象機(jī)，用于獲取包括眼睛的虹膜圖象在內(nèi)的第 一圖象； 一屈光診斷儀器，提供與該第一攝象機(jī)相聯(lián)系的波前、外形 和厚度測(cè)量其中至少之一； 一激光系統(tǒng)，能夠提供光折射治療，包括 用于獲取眼睛另一圖象的第二攝象機(jī)； 一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于擬定和對(duì) 準(zhǔn)與該激光系統(tǒng)、該第一攝象機(jī)和該診斷儀器相聯(lián)系的光折射治療； 以及一控制系統(tǒng)，用于施行與該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和該激光系統(tǒng)相聯(lián)系的光 折射治療。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該第一圖象包括眼睛選定區(qū)域中標(biāo)記的象。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該其它圖象包括該標(biāo)記的象。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中第一和第二攝象機(jī)其中至少之一為紅外攝象機(jī)，它們各自的象包括眼睛選定區(qū)域中標(biāo)記的象。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中所述標(biāo)記提供用于對(duì)準(zhǔn)該第一圖象和其它圖象的信息。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中在施加標(biāo)記之后在至少15分鐘內(nèi)所述標(biāo)記 在紅外光中是可見的。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中所述標(biāo)記為激光標(biāo)記。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中所述激光標(biāo)記為由適當(dāng)?shù)募す馄餍纬傻臒針?biāo)記。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該屈光診斷儀器為波前探測(cè)器，并且進(jìn)一步 包括一第二屈光診斷儀器，該第二屈光診斷儀器包括一第三攝象機(jī)， 用于獲取眼睛的另一圖象，該另一圖象包括虹膜象和眼睛選定區(qū)域中 的標(biāo)記的象。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該控制系統(tǒng)適合于相關(guān)和標(biāo)準(zhǔn)化所擬定的屈 光治療和所獲得的象。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一顯示器，其允許操作員看見所擬 定的治療與所獲得的圖象的對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一顯示器，其允許操作員看見所擬 定的治療與所獲得的圖象的對(duì)準(zhǔn)。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該屈光治療包括一 LASIK過程，并且當(dāng)角 膜皮瓣放下時(shí)該標(biāo)記是可見的。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該標(biāo)記橫過眼睛的虹膜識(shí)別圖案的灰度級(jí)分布。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中該標(biāo)記包括一具有一近源段和一遠(yuǎn)源段的記 號(hào)，所述近源段從對(duì)準(zhǔn)中心徑向延伸。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中所述遠(yuǎn)源段與所述近源段不在一條直線上。優(yōu)選地，上述系統(tǒng)中所述遠(yuǎn)源段橫向穿過眼睛的虹膜識(shí)別圖案的 灰度級(jí)分布。附圖筒述圖l為流程圖，說明虹膜圖象數(shù)據(jù)的獲取和將該數(shù)據(jù)用于隨后的 激光治療；圖2A， 2B和2C為方塊流程圖，說明虹膜數(shù)據(jù)和屈光特性數(shù)據(jù) 相結(jié)合的獲取，在該數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的治療，以及利用該治療數(shù)據(jù)和虹膜圖象相結(jié)合進(jìn)行激光外科手術(shù)；圖3為說明從波前數(shù)據(jù)和表面形狀測(cè)量數(shù)據(jù)得到的組合的燒蝕輪 廓曲線圖；圖4為眼睛的剖視表示，以及用于確定眼睛特有的屈光特性的相 關(guān)的診斷工具；圖5為說明可以被用做根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中的特征性虹膜 數(shù)據(jù)的眼睛的多種特性示意圖；圖5A為與圖5相似的眼睛示意圖，表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的 一種標(biāo)記；圖6為流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明利用所保存的虹膜數(shù)據(jù)和成像的虹膜數(shù)據(jù)將所需的治療轉(zhuǎn)變成實(shí)際的治療；圖7為流程圖，說明采用所保存的虹膜數(shù)據(jù)以對(duì)準(zhǔn)治療的另一種 可供選擇的技術(shù)；圖8A和8B為說明圖7技術(shù)的顯示圖象；圖9A和9B為說明根據(jù)本發(fā)明的激光照準(zhǔn)光束/成像系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn) 技術(shù)示意圖；

圖10為說明根據(jù)本發(fā)明的另一種對(duì)準(zhǔn)技術(shù)示意圖；圖11A和11B為根據(jù)本發(fā)明對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的進(jìn)一步的改進(jìn)；圖12為用于根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)中的波前探測(cè)器的方框圖；以及圖13為用于圖12的波前探測(cè)器中的示例性凝視圖象的示意圖.實(shí)施本發(fā)明的方式利用虹膜數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)激光治療圖1表示使用根據(jù)本發(fā)明 一 實(shí)施例所提供的系統(tǒng)的方法的通用流 程。在方塊IO對(duì)虹膜進(jìn)行成像，并與利用診斷工具獲得屈光數(shù)據(jù)相結(jié) 合?？梢杂枚喾N方式進(jìn)行這種成像以及使用診斷工具。例如，可以在 激光治療之前使用該診斷工具，如使用角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)來確定 角膜或屈光分布。或者可以在屈光外科之前立即使用該診斷工具.在 任何情形中，成像的虹膜或虹膜的某些顯象都被保存為該診斷工具所 得出的數(shù)據(jù)。進(jìn)行到方塊12，然后在該診斷工具所提供的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上擬定治 療。例如該治療可能是治療一定程度的近視和不規(guī)則的散光。例如這 種治療可能是利用名稱為"使用降低的熱效應(yīng)進(jìn)行視力矯正的準(zhǔn)分子 激光系統(tǒng)"的PCT/EP95/04028 (公開于1996年4月25曰)算法擬定 的治療，該文獻(xiàn)提供了用于改變角膜外形的抖動(dòng)(dither)算法，以及 與名稱為"分布式準(zhǔn)分子激光外科系統(tǒng)"的美國專利No.5，891，132(公 開于1999年4月6日)的分布式系統(tǒng)相結(jié)合。不過，將這種治療標(biāo)準(zhǔn) 化成所存儲(chǔ)的虹膜圖象的顯示。由此，隨后在附加診斷工具數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)治療的修改可以被標(biāo)準(zhǔn)化成隨后的虹膜固象.另外，治療本身最好對(duì)準(zhǔn)患者的虹膜.在方塊14實(shí)現(xiàn)這一過程， 其中將激光目標(biāo)和治療圖案標(biāo)準(zhǔn)化成接受治療的患者虹膜的圖象。這 種標(biāo)準(zhǔn)化可以采用非常普遍的形式，諸如將激光目標(biāo)轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)， 或者可以采取更加復(fù)雜的形式，如通過旋轉(zhuǎn)或者甚至改變治療的比例 和傾斜治療，以便與激光系統(tǒng)中存在的虹膜圖象相匹配。前進(jìn)到方塊16，然后進(jìn)行激光治療.值得注意的是，在激光治療 期間該系統(tǒng)可以周期性地或者甚至連續(xù)地使虹膜數(shù)據(jù)與所存儲(chǔ)的虹膜 數(shù)據(jù)的顯示相匹配，實(shí)質(zhì)上對(duì)患者的眼睛進(jìn)行跟蹤。參照?qǐng)D2A, 2B和2C，根據(jù)本發(fā)明在一系統(tǒng)中表示出確定屈光數(shù) 據(jù)、標(biāo)準(zhǔn)化成虹膜圖象、產(chǎn)生治療過程、然后實(shí)施該治療過程的通用 流程。通過角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)100和波前探測(cè)器102確定擬被治 療眼睛的屈光特性.這兩個(gè)裝置通常均可提供表示眼睛屈光特性的數(shù) 據(jù)。另外還表示出計(jì)算機(jī)工作站或計(jì)算設(shè)備104，用于在診斷工具提 供的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生定制的治療過程.雖然將其表示為獨(dú)立的工作 站104，如PCT/EP97/02821所披露的分布式系統(tǒng)中所使用的，但可以 將工作站104和/或其功能結(jié)合在圖2A, 2B和2C系統(tǒng)的眾多其他部 件內(nèi)。例如，在圖2C中表示出激光系統(tǒng)106，該系統(tǒng)接受工作站104 所產(chǎn)生的治療和相應(yīng)的虹膜數(shù)據(jù)。激光系統(tǒng)106可以包括工作站104 的功能，在該激光系統(tǒng)106本身中產(chǎn)生適當(dāng)?shù)募す庵委?。在圖2A中角膜外形測(cè)量系統(tǒng)IOO從患者眼睛E采集角膜外形數(shù) 據(jù)。所說明的外形測(cè)量系統(tǒng)包括一 Placido盤形硬件108以及一瞳孔或 虹膜攝象機(jī)110。這些部件是本領(lǐng)域公知的，并且已知有多種產(chǎn)生角 膜外形數(shù)據(jù)的技術(shù)。例如，EyeSys的System2000產(chǎn)生角膜外形數(shù)據(jù)， 鹽湖城Bausch & Lomb/Orbtek公司的ORBSCAN 11@外形測(cè)量系統(tǒng)不 僅能產(chǎn)生表面角膜外形測(cè)量，而且還產(chǎn)生眼睛多個(gè)部分的全部外形測(cè) 量。前一系統(tǒng)是基于Placido盤的系統(tǒng)；后者是一種自動(dòng)裂隙燈系統(tǒng)。 ORBSCAN 11③系統(tǒng)使用表面高度和光線跟蹤來確定眼睛的屈光誤差. 外形測(cè)量系統(tǒng)100通常能夠產(chǎn)生多種格式的數(shù)據(jù)輸出112,并使用多種技術(shù)進(jìn)行采集，如在多個(gè)點(diǎn)處的絕對(duì)角膜高度，在多個(gè)點(diǎn)處的角膜 曲率等.除了角膜數(shù)據(jù)112以外，角膜外形測(cè)量系統(tǒng)100還取得眼睛E可 見表面的相應(yīng)的"快照"，提供代表虹膜(和瞳孔)圖象120的第一 虹膜(和瞳孔)圖象數(shù)據(jù)114.許多角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)具有能夠 獲得這種圖象的攝象機(jī).如下面將要進(jìn)一步討論的，攝象機(jī)UO可以 以多種格式提供虹膜圖象數(shù)據(jù)114，如標(biāo)準(zhǔn)圖象格式，或者作為其中 識(shí)別各種虹膜或瞳孔人為現(xiàn)象的經(jīng)壓縮的格式，這種人為現(xiàn)象可能包 括那些沿瞳孔和虹膜的界面邊緣的可識(shí)別的現(xiàn)象.該虹膜數(shù)據(jù)114可 以是圖象和虹膜的可識(shí)別的人為現(xiàn)象、瞳孔、它們的界面或者其他眼 睛結(jié)構(gòu)的某些組合，攝象機(jī)110可以是多種攝象機(jī)類型，如可見光，紅外光，或適合 于獲得虹膜圖象120的其他攝象機(jī)。最好在外形測(cè)量部件(Placido盤 式硬件)108采集外形數(shù)據(jù)112的同時(shí)獲得圖象，盡管在之前或之后 獲得圖象也是可以接受的。如圖2A所示，外形測(cè)量數(shù)據(jù)112和虹膜圖象數(shù)據(jù)114最好關(guān)于 某種坐標(biāo)系是相關(guān)的，如重疊的圖象116所示。在該數(shù)據(jù)中保存有所 確定的外形118和虹膜圖象120之間的關(guān)系。如下面所討論的，用于虹膜圖象120的虹膜圖象數(shù)據(jù)114對(duì)于對(duì) 準(zhǔn)外科工具(此處為激光系統(tǒng)106)是有用的。不過數(shù)據(jù)114對(duì)于來 自多種其他眼科診斷儀器的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化也是有用的。特別是，波 前探測(cè)器102也分析眼睛E中的屈光不規(guī)則性或像差。在波前探測(cè)器 102中，攝象機(jī)122最好在某種"可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)"光學(xué)裝置124之 前聚焦在眼睛E上。使用可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)光學(xué)裝置124 (例如焦點(diǎn)或 光路調(diào)諧裝置或光學(xué)裝置)改變光路長度和將激光器126聚焦在眼睛 E視網(wǎng)膜上'使用可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)光學(xué)裝置124確定并補(bǔ)償眼睛E的 低級(jí)像差，如散焦，在一個(gè)實(shí)施例中，波前探測(cè)器102通過微透鏡攝 象機(jī)128采集數(shù)據(jù)，用于確定眼睛E中的光學(xué)像差。如上所述，可以 采用多種其他的波前探測(cè)器或其他類型的系統(tǒng)來確定屈光眼科波前像差，與角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)100相同，波前探測(cè)器102最好提供像 差數(shù)據(jù)130和來自瞳孔攝象機(jī)122的虹膜(和瞳孔)圖象數(shù)據(jù)132. 這些數(shù)據(jù)建立了像差分布134—例如，如在Williams中那樣，波前探 測(cè)器光點(diǎn)分布，從此光點(diǎn)分布確定光點(diǎn)的質(zhì)心，確定眼晴的波前像差 和虹膜(和瞳孔)圖象136.虹膜圖象數(shù)據(jù)132可能與虹膜圖象數(shù)據(jù) 114相同.波前探測(cè)器數(shù)據(jù)130和虹膜圖象數(shù)據(jù)132也被相互標(biāo)準(zhǔn)化， 如圖2A中由重疊的參考幀138所示。當(dāng)獲得像差數(shù)據(jù)130和圖象數(shù) 據(jù)時(shí)，可以放大瞳孔，或者可以不放大瞳孔.可以確定多種類型的屈光數(shù)據(jù)，并且應(yīng)用該屈光數(shù)據(jù)擬定用于諸 如LASIK屈光外科的治療過程.這些數(shù)據(jù)可以包括角膜外形數(shù)據(jù)、波 前探測(cè)數(shù)據(jù)、角膜厚度數(shù)據(jù)或眼睛組成部分的其他不同分布(例如使 用超聲波)，和從多種來源形成的其他類型的屈光數(shù)據(jù)，如來自狹縫 掃描或光學(xué)相干層析X射線攝影技術(shù).例如，使用超聲波不僅可以測(cè) 量角膜厚度，而且還可以測(cè)量上皮和其他眼睛表面，微角膜刀切割皮 瓣(flap)中的葉綠體基質(zhì)組成部分(對(duì)于LASIK),皮瓣下殘余的 葉緣體基質(zhì)等。通常在眼睛E上逐點(diǎn)的基礎(chǔ)上以改變的分辨率提供這 些數(shù)據(jù)，例如，來自角膜外形測(cè)量系統(tǒng)100的角膜外形數(shù)據(jù)112通常 具有比波前探測(cè)器數(shù)據(jù)130更高的分辨率.類似地，某種類型的數(shù)據(jù) 針對(duì)眼睛E的一個(gè)方面，如角膜表面外形數(shù)據(jù)112映射眼睛E的表面 外形，而其他數(shù)據(jù)可能反應(yīng)眼睛E的其他方面，如在波前探測(cè)器102 的波前探測(cè)數(shù)據(jù)130中可以得到總的屈光誤差。另外，屈光診斷工具可以為多種結(jié)構(gòu)，如固定的，臺(tái)式系統(tǒng)，手 持式或集成在單一工具中的多個(gè)系統(tǒng).本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到 可以在多種實(shí)際的實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)。在本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例中，彼此標(biāo)準(zhǔn)化這些組數(shù)據(jù)以便形成更加 精確的屈光治療。此處，外形數(shù)據(jù)112和其相應(yīng)的虹膜圖象數(shù)據(jù)114 被標(biāo)準(zhǔn)化成波前探測(cè)器數(shù)據(jù)130和其虹膜圖象數(shù)據(jù)132。例如，在虹 膜圖象120和虹膜圖象136的相似性的基礎(chǔ)上(由虹膜圖象142所說200710170082.4說明書第18/37頁明)對(duì)這兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行相互標(biāo)準(zhǔn)化(由圖表140所示)。如上所述， 這種標(biāo)準(zhǔn)化可能來自于這些虹膜圖象本身的重疊，或者來自于這些虹 膜(和瞳孔)圖象的特征要素的調(diào)節(jié)，如下面參照?qǐng)D5所討論的.在圖2B所示的特殊實(shí)施例中，處理像差分布134 (例如通過擬 合Zernike多項(xiàng)式，如Williams和此處所討論的)以形成表示為瞳孔 波前像差曲線(plot) 160 (例如等值線)的波前像差數(shù)據(jù).還對(duì)波前 探測(cè)器數(shù)據(jù)130和虹膜圖象數(shù)據(jù)132 (圖2A)相互進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，如圖 2B中由重疊的參考幀162所示.如上所述，在獲取像差數(shù)據(jù)130和圖 象數(shù)據(jù)時(shí)，瞳孔最好是放大的，并且為了產(chǎn)生更加精確的屈光治療， 對(duì)這些組數(shù)據(jù)相互進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。外形數(shù)據(jù)112和其相應(yīng)的虹膜圖象數(shù) 據(jù)114被標(biāo)準(zhǔn)化成波前探測(cè)數(shù)據(jù)130和其虹膜圖象數(shù)據(jù)132。例如， 通過在與前面圖2A的討論類似的虹膜圖象120和虹膜圖象136的相 似性的基礎(chǔ)上(由虹膜圖象142所表示)得到的(重疊的)圖164而 ^L明這些數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。外形數(shù)據(jù)118覆蓋眼睛的大部分，如遍布大 部分或全部角膜，而波前像差曲線(或數(shù)據(jù))160通常只覆蓋瞳孔或 部分瞳孔。當(dāng)重疊成圖164或類似于圖164時(shí)，瞳孔波前像差等高曲 線160與外形118之間可能存在某種相關(guān)性，正如本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員所理解的那樣，即使沒有虹膜圖象數(shù)據(jù)被用于對(duì)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)化也是如 此。為了標(biāo)準(zhǔn)化或疊加外形與波前像差數(shù)據(jù)(例如，外形數(shù)據(jù)118和 瞳孔波前像差曲線160)，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解的，可以適 當(dāng)?shù)乜紤]改變光路長度(例如從波前像差數(shù)據(jù))或跟睛的屈光度(例 如通過平均屈光度)，以便使這些數(shù)據(jù)相關(guān)。無論根據(jù)圖2A中的流程草圖，還是根據(jù)圖2B中的流程草圖產(chǎn) 生數(shù)據(jù)，如圖2C所示，由計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)生治療輪廓(a treatment profile) 144。例如可以通過單獨(dú)的計(jì)算機(jī)104，與Internet或其他網(wǎng) 絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)，或者作為激光系統(tǒng)106、外形測(cè)量系統(tǒng)IOO、波前探 測(cè)器102或其他系統(tǒng)一部分的計(jì)算系統(tǒng)來完成。所產(chǎn)生的治療可以是 多種治療。例如，可以執(zhí)行如前面提到的美國專利No.5，891，132所討 論的不規(guī)則治療圖案，或者可以執(zhí)行多種其他類型的治療，包括但不限于可變光點(diǎn)尺寸，掃描狹縫，或固定的掃描光點(diǎn)尺寸激光治療.無論執(zhí)行何種治療，都相對(duì)于來自各種診斷工具的數(shù)據(jù)140或164而產(chǎn) 生，并且可以保持標(biāo)準(zhǔn)化為所存儲(chǔ)的虹膜圖象142.可以按多種方法使用來自各種診斷工具的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生治療.例 如，可以單獨(dú)使用來自波前探測(cè)器102的數(shù)據(jù)130來產(chǎn)生治療，或者 可以使用來自角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)112。同樣地，可以 單獨(dú)使用其他可選擇類型的屈光診斷工具的數(shù)據(jù)來產(chǎn)生治療.可以組 合來自各種工具的數(shù)據(jù)的有利方面，以產(chǎn)生更好的綜合屈光治療.例 如，無論瞳孔放大到什么程度，角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)100都返回表 面外形數(shù)據(jù)，但是波前探測(cè)器102可能會(huì)受到當(dāng)前瞳孔放大程度的限 制(即波前探測(cè)器102通常僅測(cè)量光路中光學(xué)元件的折射效果).因 而，如圖2B中圖164所示，在比放大的瞳孔更大的表面區(qū)域上采用來 自角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)100的數(shù)據(jù)112，而將來自波前探測(cè)器102 的數(shù)據(jù)130用于瞳孔區(qū)域內(nèi)的中央部分.在兩種情形中，使用它們各 自的虹膜圖象120和136通過第一空間標(biāo)準(zhǔn)化可以使數(shù)據(jù)130和數(shù)據(jù) 112相一致。在圖3中說明了該技術(shù)，其中將基于波前數(shù)據(jù)和表面外形數(shù)據(jù)的 切除輪廓進(jìn)行組合。在圖3中首先說明了從表面外形數(shù)據(jù)得到的基于 表面外形的切除輪廓162。甚至于在瞳孔外部該數(shù)據(jù)也是有效的，如 瞳孔直徑160所示。比較而言，從波前數(shù)據(jù)得到的基于波前的切除輪 廓164通常僅在瞳孔直徑160區(qū)域之內(nèi)有效。因此，通過使用瞳孔直 徑160內(nèi)的基于波前的切除輪廓164和使用瞳孔直徑160外的基于表 面外形的切除輪廓162得到了組合的切除輪廓166。在該例中，在對(duì)這些4&廓進(jìn)行組合之前首先從相應(yīng)的數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)切除輪廓。另外， 其他技術(shù)也可能在計(jì)算切除輪廓本身之前組合所獲得的數(shù)據(jù)。當(dāng)使用 波前探測(cè)器時(shí)，基于高度圖(elevation )的外形測(cè)量系統(tǒng)，如可從Bausch & Lomb/Orbtek公司購得的ORBSCAN H③外形測(cè)量系統(tǒng)是尤為有益 的。不過，其他外形測(cè)量系統(tǒng)，如基于曲率的系統(tǒng)也可用于本發(fā)明實(shí) 踐中。其他類型的可使用的系統(tǒng)包括雙攝象機(jī)系統(tǒng)，如美國專利No.5，159，361和No.4，995，716中所描述的.ORBSCAN 11@外形測(cè)量系統(tǒng)是一種基于狹縫掃描高度的外形測(cè) 量系統(tǒng)，同時(shí)測(cè)量角膜的兩個(gè)表面以及晶狀體和虹膜的前面.可以將 每個(gè)被測(cè)量表面顯示為高度、傾斜、曲率或厚度的圖形.還可以從角 膜的被測(cè)量表面得到測(cè)厚儀的全角膜圖.可以利用光線跟蹤光學(xué)計(jì)算 來確定眼睛前面部分內(nèi)多種光學(xué)部件的視覺效果.ORBSCANlP外形 測(cè)量是基于漫反射而不是鏡面反射，以便更精確地檢測(cè)表面高度而不 是表面曲率，應(yīng)用來自placido或其他反射目標(biāo)的鏡面反射圖象測(cè)量表 面斜度，可以用來與漫反射測(cè)量相結(jié)合，如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知 的。對(duì)于基于高度的ORBSCANI戶外形測(cè)量系統(tǒng)的說明性描述，參見 Richard K. Snook的美國專利No.5，512，965和5,512,966.來自 ORBSCAN 11@系統(tǒng)的數(shù)據(jù)可以被精確地并且無痕跡地轉(zhuǎn)換成來自波 前探測(cè)器的綜合屈光數(shù)據(jù)。在外形測(cè)量系統(tǒng)中還可能將來自波前探測(cè)器的數(shù)據(jù)用于"標(biāo)定" 數(shù)據(jù).因?yàn)椴ㄇ疤綔y(cè)器描述了眼睛中的全部屈光誤差，故它允許用于 外形測(cè)量系統(tǒng)的軟件使任意特定點(diǎn)處的表面外形和同那些點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的 全部屈光誤差(由波前探測(cè)器確定)相關(guān).如此標(biāo)定后，可以使用外 形測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)來產(chǎn)生總體屈光誤差分布.作為另一個(gè)例子，可以組合來自多種診斷工具的數(shù)據(jù)，以提供眼 睛中光學(xué)單元的綜合模型.例如，角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)可以提供表 面數(shù)振，超聲波系統(tǒng)可以提供角膜厚度數(shù)據(jù)，波前探測(cè)器可以提供綜 合屈光誤差數(shù)據(jù)。通過"去除"表面數(shù)據(jù)和厚度數(shù)據(jù)的影響，從而可 以使用不同組的數(shù)據(jù)模擬角膜后的光學(xué)單元。參見圖4，表示出眼睛E的剖面圖，眼睛E包括角膜450、晶狀 體456和視網(wǎng)膜458。角膜450包括若干層，如上皮452和基質(zhì)454. 這些多種組成部分，尤其是角膜450和晶狀體456相結(jié)合，形成眼睛 E總的屈光度和屈光特性。若干因素可對(duì)屈光誤差(例如波前像差) 產(chǎn)生影響，包括但不限于角膜450或晶狀體456中的不規(guī)則性，以及 從角膜450和晶狀體456到視網(wǎng)膜458的距離(例如在散焦像差的意義上).圖4中還說明了表示特別適于分析眼睛E特定部分的屈光特性和 其他特性的多種診斷工具的符號(hào)。這些工具對(duì)于眼睛E的不同部分或 單元可以提供不同類型的數(shù)據(jù).例如，超聲波技術(shù)460通常可以確定 上皮452和基質(zhì)454的厚度，從而提供角膜450的總厚度.可以采用 多種超聲波技術(shù)，包括測(cè)厚儀以及名稱為"超聲確定角膜層厚和形狀 的系統(tǒng)"(公開于1994年3月15日)的美國專利No.5，293，871中所 描述的技術(shù)，角膜表面外形測(cè)量系統(tǒng)462通常提供并分析角膜表面外形.外形 測(cè)量系統(tǒng)，如Orbtek的ORBSHOTTM和EyeSys的System 2000 —般 表現(xiàn)出非常高的分辨率，不過限于測(cè)量角膜450上皮452的表面。組合式屈光診斷工具464，如Orbtek的ORBSCAN 11@外形測(cè)量 系統(tǒng)一般確定和分析眼睛內(nèi)多個(gè)厚度和表面。這可以包括角膜450的 厚度，角膜450的表面外形，晶狀體456的表面，從晶狀體456到角 膜450的距離，以及從眼睛的這些前部的光學(xué)系統(tǒng)到視網(wǎng)膜458的距 離，最后，在圖4中，由466表示的波前探測(cè)器，如前面所描述的波 前探測(cè)器102或Williams的波前探測(cè)器，提供有關(guān)眼睛的總體屈光像 差的數(shù)據(jù)，如表示為畸變的波前分布(數(shù)據(jù))468.波前探測(cè)器技術(shù)本 質(zhì)上是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的一涉及從視網(wǎng)膜458反射的眼睛外邊的光波前 特性，而不是眼睛E的任何特有光學(xué)單元的物理性質(zhì)。再次參見圖2C，在所產(chǎn)生的治療144的基礎(chǔ)上， 一般對(duì)于特有 類型的激光系統(tǒng)106提供一種治療過程，如一系列發(fā)射(shot), — 系列不同孔徑尺寸的掃描狹縫，或者多種其他類型的治療。由分布146 表示的治療過程本身在空間上是指表示虹膜圖象的數(shù)據(jù)148。數(shù)據(jù)148 可以為虹膜自身的圖象、虹膜的黑白高對(duì)比度顯象、虹膜或角膜的多 種自然或人造特性的位置顯象，或者虹膜的多種其他顯象。通常，當(dāng) 用激光系統(tǒng)106治療眼睛E時(shí)，虹膜的數(shù)據(jù)148顯象應(yīng)該適合于允許 治療過程146對(duì)準(zhǔn)眼睛E的實(shí)際虹膜。然后，將包括治療過程146和虹膜數(shù)據(jù)148在內(nèi)的治療輪廓加栽 到激光系統(tǒng)106。參見圖2C，激光系統(tǒng)106可以為多種類型，如193 納米準(zhǔn)分子激光器，并且通常包括一激光器150, —瞄準(zhǔn)系統(tǒng)152(例 如用于將來自激光器150的光朝向眼睛E引導(dǎo)的一組光學(xué)元件)，一 攝象機(jī)154和一控制系統(tǒng)156。通常結(jié)合激光器150使用一低功率瞄 準(zhǔn)或參考光束(圖中沒有示出)。例如，可以由攝象機(jī)154監(jiān)控瞄準(zhǔn) 光束，攝象機(jī)一般為紅外攝象機(jī)，并用于瞄準(zhǔn)激光器150,如于1997 年4月15日公開的名稱為"在眼睛上形成精確定位點(diǎn)的方法和裝置" (PCT/EP95/01287， 1995年10月19日出版)中所描迷的.在操作過程中，攝象機(jī)154將眼睛E的虹膜I(參考圖2C)的圖 象提供給控制系統(tǒng)156，以控制瞄準(zhǔn)系統(tǒng)152。將實(shí)際提供給準(zhǔn)分子激 光系統(tǒng)106的虹膜I的圖象與和治療過程146相關(guān)的虹膜數(shù)據(jù)148進(jìn) 行比較.然后調(diào)節(jié)激光頭150的目標(biāo)，使虹膜數(shù)據(jù)148與攝象機(jī)154 提供的虹膜I的圖象實(shí)質(zhì)上對(duì)準(zhǔn)。這可能需要平移、旋轉(zhuǎn)、改變比例、 傾斜或多種其他變形功能。對(duì)于治療過程146同樣執(zhí)行施加給必須與 虹膜I對(duì)準(zhǔn)的虹膜圖象數(shù)據(jù)148的變換(translation) , 4吏得當(dāng)施加變 換時(shí)，最終的治療過程相當(dāng)于必須減少治療過禾呈144中預(yù)計(jì)的光學(xué)影 響的治療過程。治療過程146的數(shù)據(jù)本身是可以改變的，或者可以改變激光系統(tǒng) 106的目標(biāo)或者患者的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)。不管采用何種方法，在施行治療146 以前，使用虹膜數(shù)據(jù)148對(duì)準(zhǔn)虹膜I。所披露的技術(shù)對(duì)多種類型的眼外科有益?？梢詫RK施加給眼 睛的外表面，或者首先通過角膜的部分切除，然后在下面施加激光治 療而執(zhí)行LASIK過程。另外，該技術(shù)可以適用于其他非角膜切除術(shù)類 型的治療，如準(zhǔn)分子角膜切開術(shù)，或者用于屈光矯正的多種熱學(xué)方法。 這些治療過程可以與眼睛的虹膜精確的對(duì)準(zhǔn)，^t得可提供更加接近于 理論上最佳位置的計(jì)算而得的治療圖案。使用與診斷和治療數(shù)據(jù)兩者都有關(guān)的虹膜數(shù)據(jù)帶來了其他優(yōu)點(diǎn)。 例如，當(dāng)患者進(jìn)行診斷測(cè)定時(shí)處于直立位置，有時(shí)與患者處于斜靠位置相比，眼睛可能會(huì)在眼窩內(nèi)輕微地轉(zhuǎn)動(dòng)。類似地，即使身體處于相 同位置，患者頭部的垂直性可以影響眼睛轉(zhuǎn)動(dòng).雖然患者的大腦能夠 補(bǔ)償少量這種轉(zhuǎn)動(dòng)，在對(duì)于更高級(jí)缺陷的高精度矯正治療圖案中，旋 轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)中的改變完全可能將眼晴旋轉(zhuǎn)到有關(guān)治療以外的位置，導(dǎo)致向 眼睛施加了錯(cuò)誤的治療。對(duì)于相當(dāng)基本的治療過程，如近視和遠(yuǎn)視， 即使對(duì)于較小的散光治療， 一般不宣告這種不對(duì)準(zhǔn)的結(jié)果。不過對(duì)于 更高級(jí)的缺陷，如不規(guī)則散光，閃光，光暈等，除非能夠獲得并保持 與最佳空間治療位置對(duì)準(zhǔn)，否則將會(huì)失去高精度治療的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于角膜匹配和對(duì)準(zhǔn)本身，可以采用多種技術(shù)，采用虹膜的實(shí)際 圖象或者虹膜多種特征的數(shù)字表示.在基于虹膜獨(dú)特特性的識(shí)別系統(tǒng)中，已經(jīng)采用了這些技術(shù)，如WHdes等人于1996年11月5日公開的 名稱為"自動(dòng)、非侵入虹膜識(shí)別系統(tǒng)和方法"、受讓給新澤西Princeton 的David Sarnoff Research Center公司的美國專利No.5,572,596和 Flom等人于1987年2月3日公開的名稱為"虹膜識(shí)別系統(tǒng)"的美國 專利No.4，641，349，這兩個(gè)專利在此作為整體引做參考.前一專利披 露了調(diào)節(jié)比例，旋轉(zhuǎn)和平移；后者討論了可用于極好地匹配和識(shí)別虹 膜的多種特征，并且還討論了可用于相對(duì)攝象機(jī)調(diào)節(jié)虹膜位置的控制 機(jī)制。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以使用另一種相似的技術(shù)瞄準(zhǔn)激 光系統(tǒng)106。類似地，Daugman于1994年3月1日公開的、受讓給新 澤西Mount Laurel的Iri Scan公司，名稱為"基于虹膜分析的生物 測(cè)量學(xué)的人識(shí)別系統(tǒng)"的美國專利No.5，291，560 (在此作為整體引做 參考)中，進(jìn)一步討論了虹膜所提供的"光學(xué)印記"。為了對(duì)準(zhǔn)而不 是嚴(yán)格識(shí)別的目的，采用了這些專利和其他本領(lǐng)域公知的固象匹配和 特征匹配技術(shù)?；蛘吡硗?，激光系統(tǒng)106的攝象機(jī)154可以接收虹膜I的圖象， 然后將該圖象顯示在屏幕上。然后可以對(duì)虹膜圖象數(shù)據(jù)148進(jìn)行重疊， 允許內(nèi)科醫(yī)生、技師或其他保健員手動(dòng)地瞄準(zhǔn)或調(diào)節(jié)激光系統(tǒng)106， 或者驗(yàn)證系統(tǒng)106的目標(biāo)。參見圖5，更詳細(xì)地說明了眼睛E的虹膜I，表示出如何采用特定特征使被治療患者的眼睛E與他的(或她的)先前所存儲(chǔ)的虹膜國 象相匹配.例如，可以采用用于定義諸如collarattes的圓形特征的一 組點(diǎn)200作為描述符，還可以采用同心溝槽202或徑向溝槽204。在 前面參考的Flom的美國專利No.4，641,349中描述了可以使用的其他 特征，這些特征包括色素點(diǎn)、小嚢、萎縮區(qū)域、腫瘤和先天性細(xì)絲. 相似地，也可以將瞳孔用于虹膜匹配，例如作為中心參考點(diǎn)，從而虹 膜特性定義眼睛的旋轉(zhuǎn)位置.例如取決于所施加治療的復(fù)雜度可以采 用更少或更多的特征.如果治療是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，如對(duì)于純粹近視或遠(yuǎn) 視的治療，旋轉(zhuǎn)位移是沒有意義的，因此可以相對(duì)瞳孔設(shè)置中心點(diǎn). 不過對(duì)于更大復(fù)雜度的治療來說，可以采用更加詳細(xì)的特征在治療之 前更加精確地對(duì)準(zhǔn)眼睛E.或者，可以將人造特征施加在眼睛E上， 用于定位，標(biāo)記包括在虹膜區(qū)域中。例如，如果在該激光標(biāo)記愈合之 前進(jìn)行治療，可以在眼睛E上產(chǎn)生三個(gè)激光標(biāo)記。例如，由鈥 (Holmium)激光器產(chǎn)生的熱標(biāo)記形式的標(biāo)記將在外科手術(shù)之前或外 科手術(shù)期間提供有關(guān)眼睛轉(zhuǎn)動(dòng)和平移的信息.還預(yù)計(jì)了多種標(biāo)記形狀. 如圖所示，例如在圖5A中，徑向延伸的標(biāo)記201可以提供眼睛運(yùn)動(dòng) 和對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù).如圖所示，參數(shù)203表示例如鞏膜邊界或者由諸如感覺 儀器(Sensomotoric Instruments) ， Telto、v (德國)提供的虹膜識(shí)別 禾呈序確定的灰標(biāo)分布。標(biāo)記201具有一環(huán)繞在眼睛E近似中心附近的 近源段201'，和遠(yuǎn)離近源段并與近源段201'在同一直線上的遠(yuǎn)源段 201"?？梢钥闯?，徑向標(biāo)記201橫向跨過邊界203。還將理解到，在 折射過程中即當(dāng)在LASIK過程中升起擋板時(shí)，標(biāo)記將具有可以被看到 的足夠的大小?；蛘?，該標(biāo)記可能包括適當(dāng)?shù)娜玖希?尤其是在紅外光 中可以被紅外攝象機(jī)看到的可見或可探測(cè)的染料。通過在應(yīng)用之后凝 結(jié)該染料，或者凝結(jié)該染料并將其施加給縮水膠原蛋白，可以將該染 料進(jìn)一步用做刺花紋。另外，可以使用染料和特殊膠水的混合物。對(duì) 于折射過程期間，這種染料和基于染料的標(biāo)記將是可見的/可探測(cè)的. 如果瞳孔是放大的，在應(yīng)用之后該標(biāo)記應(yīng)該在至少15分鐘內(nèi)，最好是 高達(dá)一小時(shí)內(nèi)保持可見/可探測(cè)，這是由于發(fā)現(xiàn)放大導(dǎo)致眼睛像差，為了使放大導(dǎo)致的像差消除應(yīng)該經(jīng)過足夠的時(shí)間.然后，可以開始診斷 步驟，之后進(jìn)行治療。另外，除了虹膜I以外可以使用眼睛的可見表面的其他識(shí)別部分.在所有這些技術(shù)中，采用眼睛E可見部分的特征 于診斷系統(tǒng)所擬定的治療與施加給眼睛E的實(shí)際治療之間進(jìn)行對(duì)正.參見圖6，說明了在激光系統(tǒng)106所接收的實(shí)際虹膜I的圖象的 基礎(chǔ)上可以對(duì)所需的治療進(jìn)行多種調(diào)節(jié).再次參考圖2C，提供所形成 的治療144作為所需治療圖案146，用于控制激光系統(tǒng)106.使用來自 診斷工具的相關(guān)的參考虹膜圖象數(shù)據(jù)148將治療圖案146與患者的眼 晴E對(duì)準(zhǔn).由激光系統(tǒng)106的瞳孔攝象機(jī)154提供虹膜圖象206,并 提供給控制系統(tǒng)156.控制系統(tǒng)156將圖象148或者從該圖象產(chǎn)生的 描述符，與虹膜圖象206進(jìn)行比較.在比較的基礎(chǔ)上，將多種定標(biāo)函 數(shù)施加給所需的治療146。例如，在實(shí)際虹膜圖象206總體尺寸的基 礎(chǔ)上，因?yàn)樵\斷工具IOO或102和激光系統(tǒng)106不同的焦距，可能確 定應(yīng)該按比例減小該治療.從而計(jì)算并施加按比例調(diào)節(jié)208,產(chǎn)生調(diào) 節(jié)的治療210'然后，可以確定新調(diào)節(jié)的所需的治療210必須被平移 和旋轉(zhuǎn)，如平移和旋轉(zhuǎn)函數(shù)212所示。這反過來施加給調(diào)節(jié)的所需治 療210，產(chǎn)生實(shí)際的治療214。然后激光系統(tǒng)106使用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí) 際的治療，另外，如果控制系統(tǒng)156具有足夠的計(jì)算功能，可能對(duì)每一次發(fā) 射(即激光脈沖)都進(jìn)行適當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)和平移.例如如果在治療過程中 眼睛E表現(xiàn)出很大程度的動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)和運(yùn)動(dòng)，這樣做是合乎需要的，然 后，可以跟蹤虹膜圖象206，將圖6所示的調(diào)節(jié)功能208和212動(dòng)態(tài) 地施加給所需的治療圖案146中每個(gè)特定的發(fā)射或連續(xù)的發(fā)射。用這 種方法，可以逐點(diǎn)地調(diào)節(jié)眼睛E的運(yùn)動(dòng)?？梢詫⑦@種技術(shù)與 PCT/EP95/01287的瞄準(zhǔn)激光技術(shù)相結(jié)合，使得在施加發(fā)射之前確定每 次發(fā)射或一系列發(fā)射相對(duì)虹膜圖象206的實(shí)際位置。因而，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以將任何一種診斷儀器與攝象機(jī) 或其他成像器安裝在一起，獲得瞳孔、虹膜的象或者眼睛外表其他特 性，并且輸出相當(dāng)于該圖象的數(shù)據(jù)。然后，當(dāng)進(jìn)行屈光治療時(shí)，例如在LAS1K中使用的準(zhǔn)分子激光治療，將所存儲(chǔ)的圖象(或其特有的成 分)與瞳孔、虹膜或眼睛的實(shí)際圖象進(jìn)行比較，對(duì)準(zhǔn)激光器，使得治 療將如所計(jì)算的那樣精確.在本發(fā)明的一示例中，如下所述描述了眼睛對(duì)準(zhǔn)和特征化的方法，在患者眼睛的選定區(qū)域中提供一標(biāo)記.在描述中說明了多種標(biāo)記 類型和形狀，包括但不限于熱致標(biāo)記、徑向標(biāo)記和染料標(biāo)記.瞳孔未 放大時(shí)獲得患者眼睛的第一個(gè)圖象，從而該圖象包括虹膜和該標(biāo)記的 圖象。最好是，該圖象是用紅外攝象機(jī)獲得的紅外圖象，不過可見光 圖象也是適合的。因此，該標(biāo)記將適于在紅外光中看見/或探測(cè)到，然 后通過光強(qiáng)度改變或者化學(xué)地使瞳孔放大，獲得眼睛的包括放大的瞳 孔和標(biāo)記在內(nèi)的第二個(gè)圖象.獲得了放大狀態(tài)的眼睛的診斷測(cè)量，診 斷測(cè)量最好為波前像差測(cè)量，或者可以是外形或其他屈光診斷測(cè)量。 然后使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)從該診斷測(cè)量形成光折射治療，用于患者眼睛的 屈光矯正.如果使用染料作為標(biāo)記，最好在施加染料后該染料在至少 15分鐘，最好是到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)保持可見和/或可探測(cè)，或者有足 夠長的時(shí)間消除放大所導(dǎo)致的像差。根據(jù)本發(fā)明，通過對(duì)準(zhǔn)第二個(gè)圖象與第一個(gè)所獲得的圖象，最好 是通過比較各個(gè)圖象中的標(biāo)記，或者通過比較各個(gè)圖象中其他相應(yīng)的 特性，該方法可以具有其他應(yīng)用。與此處所描迷的本發(fā)明的其他方面 相似，通過對(duì)準(zhǔn)診斷測(cè)量和患者眼睛上的標(biāo)記，實(shí)現(xiàn)了光折射治療的 發(fā)展。在本發(fā)明的一個(gè)方面，對(duì)準(zhǔn)過程可以采用通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供 的虹膜圖案識(shí)別。在本領(lǐng)域中已知并可購得多種虹膜圖案識(shí)別軟件。在獲得第二個(gè)圖象之后，醫(yī)生可以選擇實(shí)時(shí)地立即執(zhí)行所得到的 光折射治療.在該情形中，眼睛的象包括放大的瞳孔，從而在第二個(gè) 圖象中沒有可以與所獲得的第一個(gè)圖象進(jìn)行比較和對(duì)照的虹膜圖象。 因此，在各個(gè)圖象中使用標(biāo)記來相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)化或者對(duì)準(zhǔn)圖象和與那些 圖象有關(guān)的屈光或診斷工具?；蛘?，可以延遲數(shù)小時(shí)，數(shù)天等進(jìn)行眼 睛的光折射治療，并且在任意選擇的時(shí)候進(jìn)行治療.在該情形中，最好通過屈光工具獲得包括虹膜圖象在內(nèi)的患者眼睛的另一個(gè)圖象，用 于獲得圖象的屈光工具例如包括瞳孔或虹膜攝象機(jī)的光切除激光系 統(tǒng)，瞳孔或虹膜攝象機(jī)最好是紅外攝象機(jī).在治療之前，在診斷測(cè)量 的基礎(chǔ)上，將該圖象與所獲得的第一個(gè)虹膜圖象對(duì)準(zhǔn)，并結(jié)合所形成 的治療。當(dāng)然，通過圖象存儲(chǔ)，數(shù)字化等，可以驗(yàn)證所形成的診斷治 療，診斷工具，屈光工具或其任意組合的對(duì)準(zhǔn)，并且可以通過顯示系 統(tǒng)將該對(duì)準(zhǔn)方便地顯示給醫(yī)生.用于執(zhí)行前面所討論的對(duì)準(zhǔn)和光折射治療的系統(tǒng)包括最基本的 用于獲得包括眼睛的虹膜圖象在內(nèi)的第一個(gè)圖象的第一攝象機(jī)， 一本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員所了解的用于進(jìn)行波前，外形測(cè)量，厚度測(cè)量或其 他屈光診斷測(cè)量的屈光診斷儀器， 一能夠提供所形成的光折射治療、 最好包括一用于獲得眼睛另一圖象的第二攝象機(jī)的激光系統(tǒng)， 一用于 形成并對(duì)準(zhǔn)與該激光系統(tǒng)、第一攝象機(jī)和診斷工具相關(guān)的光折射治療 的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以及一與系統(tǒng)的其他部件適當(dāng)連接，用于執(zhí)行光折射 治療的控制系統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)方面，進(jìn)一步包括一用于獲得包括 虹膜圖象在內(nèi)的眼睛另一圖象的攝象機(jī)的第二屈光診斷儀器也可以構(gòu) 成整個(gè)系統(tǒng)的 一 個(gè)部件。顯示系統(tǒng)也連接到整個(gè)系統(tǒng)是比較有利的。參見圖7和8A-8B，表示采用先前所獲得的虹膜I的圖象，保證 激光治療與計(jì)算而得的治療分布適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)的一種可供逸擇的技術(shù)。一 般，圖8A說明圖2C中激光系統(tǒng)106的攝象機(jī)154所提供的顯示器 252。左側(cè)是使用屈光診斷工具確定眼睛E的屈光特性時(shí)所獲得的虹膜 I圖象數(shù)據(jù)250。從該數(shù)據(jù)已經(jīng)形成了與該虹膜I圖象數(shù)據(jù)250校直的 治療分布。在顯示器252的右側(cè)，為激光系統(tǒng)106的攝象機(jī)154返回 的實(shí)時(shí)虹膜I圖象254。如可以看出的那樣，與所獲得的圖象數(shù)據(jù)250 相比，實(shí)時(shí)圖象254輕微地旋轉(zhuǎn)非對(duì)準(zhǔn)，這就為醫(yī)生提供了一個(gè)重新 對(duì)準(zhǔn)患者眼睛E的機(jī)會(huì)，在圖8B中產(chǎn)生正確對(duì)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)虹膜I圖象 256。最好是，該顯示器包括參考軸，允許醫(yī)生很容易地確定旋轉(zhuǎn)非對(duì) 準(zhǔn)。例如，該系統(tǒng)還可以提供一光標(biāo)，醫(yī)生能夠?qū)⒐鈽?biāo)放在識(shí)別特征 上，以便精確地確定相對(duì)該軸的旋轉(zhuǎn)位置。圖7說明使用圖8A和8B的系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)虹膜的步驟，首先，奪步驟 260中顯示所獲得的虹膜I圖象數(shù)據(jù)250。同時(shí)，在步驟262中顯示虹 膜I的實(shí)時(shí)圖象254。當(dāng)準(zhǔn)分于激光系統(tǒng)106為采用眼睛跟蹤器的 Keracor217時(shí)，那么醫(yī)生在步驟264激勵(lì)該眼睛跟蹤器，對(duì)準(zhǔn)實(shí)時(shí)圖 象254的中心。Keracor 217上的眼睛跟蹤系統(tǒng)提供虹膜I中心對(duì)準(zhǔn)， 但是不提供虹膜的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn).前進(jìn)到步驟266，在所獲得的數(shù)據(jù)250和實(shí)時(shí)圖象254上均顯示 一個(gè)軸.然后醫(yī)生比較屏幕上的圖象，并確定對(duì)準(zhǔn)虹膜I的兩個(gè)圖象 所必須的旋轉(zhuǎn)量.然后醫(yī)生旋轉(zhuǎn)眼睛E，使實(shí)時(shí)虹膜I圖象256相對(duì) 所獲得的虹膜圖象數(shù)據(jù)250旋轉(zhuǎn)。醫(yī)生可以手動(dòng)地完成這種旋轉(zhuǎn)，如 1吏用吸取環(huán)(suction ring)或者通過重新定位患者的頭部.另外，通 過將治療分布旋轉(zhuǎn)平移由醫(yī)生所測(cè)定的量，該系統(tǒng)能提供患者眼睛E 的"虛擬"旋轉(zhuǎn).在任何情形中，眼睛跟蹤系統(tǒng)首先提供實(shí)時(shí)虹膜I 圖象254的中心，然后醫(yī)生實(shí)現(xiàn)與所測(cè)得的圖象數(shù)據(jù)250相比，虹膜 I圖象256的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn).參見圖9A和9B，表示出用于形成圖8A和8B中所示軸的技術(shù)。 特別地，如圖9A所示，相應(yīng)于激光系統(tǒng)中的軸表示出虹膜圖象270. 在這種情形中，通過用其他可見的瞄準(zhǔn)光束從左到右在X軸上快速地 掃描瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，快速地產(chǎn)生軸。因此，擋醫(yī)生觀察圖8A的圖象時(shí)， 通過激光器本身的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)在實(shí)時(shí)虹膜I圖象254上產(chǎn)生軸，該瞄準(zhǔn) 系統(tǒng)與用于瞄準(zhǔn)光束的系統(tǒng)是同一個(gè)瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。從而，將知道激光器 真正的X軸，因?yàn)槊闇?zhǔn)系統(tǒng)掃描的瞄準(zhǔn)光束產(chǎn)生了該X軸.參見圖9B,說明了將激光器的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)與顯示器或光學(xué)系統(tǒng)對(duì) 準(zhǔn)的另一種技術(shù)。假設(shè)在圖9B中，在激光器的光學(xué)系統(tǒng)中，或者在激 光器的眼睛跟蹤器攝象機(jī)上再次表示出瞳孔274,不過瞄準(zhǔn)光束在線 276上掃描，而線276與光學(xué)系統(tǒng)或眼睛跟蹤器的X軸沒有精確地呈 一條直線。技師可以使掃描的瞄準(zhǔn)光束276與光學(xué)系統(tǒng)和眼睛跟蹤系 統(tǒng)的X軸對(duì)準(zhǔn)，將掃描的瞄準(zhǔn)光束276對(duì)準(zhǔn)到光學(xué)系統(tǒng)和眼睛跟蹤系 統(tǒng)實(shí)際的X軸278。然后，可以將一條線疊加在眼睛跟蹤系統(tǒng)上，或者可以相應(yīng)于激光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的實(shí)際x軸，在光學(xué)系統(tǒng)中形成一條線. 另外，可通過在x軸上掃描該瞄準(zhǔn)光束而周期性地驗(yàn)證對(duì)準(zhǔn)，確保在 光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)或在眼睛跟蹤系統(tǒng)視頻顯示器上，該掃描的瞄準(zhǔn)光束與對(duì)準(zhǔn)軸匹配.可以類似地調(diào)節(jié)和驗(yàn)證平移X-Y對(duì)準(zhǔn).利用多種類型數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)多個(gè)診斷和治療系統(tǒng)參照?qǐng)DIO，說明另一種技術(shù)，其中不僅獲得虹膜I的圖象，還獲 得其他類型的數(shù)據(jù)，以便在多種系統(tǒng)中對(duì)準(zhǔn)所獲得的屈光數(shù)據(jù)或治療 分布。尤其在圖10中說明了由外形測(cè)量系統(tǒng)500、波前系統(tǒng)502和激 光系統(tǒng)504所獲得的對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。如果波前系統(tǒng)502在獲得虹膜I固象 數(shù)據(jù)方面存在困難，或者需要在獲得波前數(shù)據(jù)之前完全放大眼睛，所 披露的技術(shù)允許不使用這些數(shù)據(jù)而進(jìn)行對(duì)準(zhǔn).在該情形中，在一個(gè)實(shí) 施例中，醫(yī)生首先在眼睛上形成一參考標(biāo)記506，然后該標(biāo)記506作 為相對(duì)虹膜508的輪廓旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)的標(biāo)記。波前系統(tǒng)獲取波前像差數(shù)據(jù)， 以及瞳孔輪廓數(shù)據(jù)508和參考標(biāo)記506。然后，采用外形測(cè)量系統(tǒng)500.不過，外形測(cè)量系統(tǒng)500確實(shí)獲 得了由虹膜圖象數(shù)據(jù)510所表示的虹膜圖象數(shù)據(jù)。它還獲得了虹膜512 的4侖廓以及前面所形成的相應(yīng)于參考標(biāo)記506的參考標(biāo)記514,如圖 象516所示，同時(shí)獲得這兩個(gè)圖象，從而該外形測(cè)量系統(tǒng)500在虹膜 圖象510，虹膜輪廓512和相關(guān)的參考標(biāo)記514之間保持可平移和旋 轉(zhuǎn)的參考，并且獲得外形數(shù)據(jù)本身。另外，外形測(cè)量系統(tǒng)500可以不 基于虹膜圖象510而是基于虹膜512的輪廓和旋轉(zhuǎn)參考標(biāo)記514將其 數(shù)據(jù)與波前系統(tǒng)502相結(jié)合，也就是，外形測(cè)量系統(tǒng)500和波前系統(tǒng) 502，當(dāng)組合它們的數(shù)據(jù)以形成屈光矯正過程時(shí)，在所獲得的虹膜輪廓 512和508，以及旋轉(zhuǎn)參考標(biāo)記514和506的基礎(chǔ)上對(duì)準(zhǔn)它們的數(shù)據(jù)，最好也保存虹膜圖象510，使得當(dāng)計(jì)算治療過程時(shí)，可以參考該 虹膜圖象510.然后，激光系統(tǒng)504使用該虹膜圖象510,對(duì)準(zhǔn)激光系 統(tǒng)504所獲取的實(shí)時(shí)虹膜圖象518。因此，激光系統(tǒng)504采用虹膜圖泉518本身，波前系統(tǒng)502采用具有參考標(biāo)記506的虹膜圖象508的輪廓，因?yàn)橥庑螠y(cè)量系統(tǒng)采用兩 者，外形測(cè)量系統(tǒng)500和波前系統(tǒng)502兩者之間的初始診斷數(shù)據(jù)可以 被對(duì)準(zhǔn)，當(dāng)激光系統(tǒng)504執(zhí)行切除時(shí)，在該數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上的治療分布也 被對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)初始時(shí)采用外形測(cè)量系統(tǒng)500和波前系統(tǒng)502獲得診斷數(shù)據(jù)， 并且在后來僅采用激光系統(tǒng)504時(shí)，這可能尤為有用.可以將被獲得 的作為參考標(biāo)記514和506的臨時(shí)參考標(biāo)記施加在眼睛上，如使用醫(yī) 用鋼筆.雖然在以后使用激光系統(tǒng)504時(shí)該標(biāo)記可能消失，由于在外 形測(cè)量系統(tǒng)500獲得參考標(biāo)記514的同時(shí)時(shí)獲得虹膜圖象510,激光 系統(tǒng)504可以采用其自己獲得的虹膜圖象518對(duì)準(zhǔn)治療.另外，有可能不需要參考標(biāo)記本身，如果同時(shí)采用波前系統(tǒng)502 和外形測(cè)量系統(tǒng)500,或者在患者的眼睛或頭不動(dòng)的條件下使用，那 么可以假設(shè)保持了正確的旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)。然后，波前系統(tǒng)502僅需要獲取 虹膜508的輪廓，同時(shí)用外形測(cè)量系統(tǒng)500獲取虹膜512的輪廓.這 可以通過固定患者的眼睛，或者固定患者的頭部并在患者頭部不動(dòng)的 條件下將兩個(gè)診斷系統(tǒng)移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢脕韺?shí)現(xiàn).如果使用該技術(shù)， 可能進(jìn)一步需要采用旋轉(zhuǎn)參考圖象，如下面圖13中所描述的帆船所 示，來進(jìn)一步保證使用波前系統(tǒng)502和外形測(cè)量系統(tǒng)500時(shí)眼睛之間 旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)。可能對(duì)這種設(shè)計(jì)進(jìn)行多種重新配置。參見圖11A，外形測(cè)量系統(tǒng) 520獲取虹膜數(shù)據(jù)522，并且作為其部分分析功能還獲取散光軸524。 然后，波前系統(tǒng)526也獲得波前數(shù)據(jù)，但是不獲取虹膜圖象，但是探 測(cè)由圓528所示虹膜輪廓。該波前系統(tǒng)還獲取散光軸530。然后，使 用那些散光軸使外形測(cè)量系統(tǒng)520和波前系統(tǒng)526所獲取的數(shù)據(jù)匹配. 作為該技術(shù)的另一種可能的情形，如圖11B所示，在波前系統(tǒng)502上 安裝一 圈照明二極管532。波前系統(tǒng)502的瞳孔攝象機(jī)獲取由圖象534 所表示的這些二極管的反射。在照明二極管圏532的那些照明位置的 畸變的基礎(chǔ)上，如圖象534所獲取的，再次獲取與外形探測(cè)系統(tǒng)520 所獲取的散光軸524相關(guān)的散光軸536:這就提供了使來自外形測(cè)量系統(tǒng)5M和波前系統(tǒng)526的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)的附加的基礎(chǔ).另外，在這種情 形中，散光軸均基于眼睛表面所產(chǎn)生的散光，而不是波前系統(tǒng)526波 前切除分布所獲得的眼睛的全部屈光誤差.其他可選擇的技術(shù)包括一系統(tǒng)，其中對(duì)兩個(gè)圖象進(jìn)行疊加.另外，工具可以協(xié)助醫(yī)生.另外，不需要連續(xù)地使用虹膜數(shù)據(jù)或其他對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù).可以將虹膜 數(shù)據(jù)用做初始的對(duì)準(zhǔn)工具，然后在診斷分析或屈光治療過程中可以使 用其他更簡(jiǎn)單的對(duì)準(zhǔn)技術(shù)，如單獨(dú)虹膜的位置.也就是，可以使用虹 膜數(shù)據(jù)建立旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)，然后可以使用虹膜的輪廓在治療期間保持平移 對(duì)準(zhǔn).另外，在屈光分析或治療過程中，取決于處理能力，可以周期 性地"抽查"旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)，即使在虹膜本身輪廓的基礎(chǔ)上保持平移對(duì)準(zhǔn) 時(shí)也是如此?；颊吆脱劬︱?yàn)證作為附加的附帶利益，當(dāng)患者躺下并探測(cè)虹膜I圖象時(shí)(圖2C 和5)，虹膜匹配算法不僅可以確定與實(shí)際的虹膜圖象206相匹配的 平移、定標(biāo)、旋轉(zhuǎn)和傾斜，而且可以驗(yàn)證正在進(jìn)行手術(shù)的眼睛E。從 而虹膜匹配算法起到故障保險(xiǎn)機(jī)制的作用，保證特定的激光治療對(duì)于 該患者而不是另一名患者來說是適當(dāng)?shù)闹委煛Ｍ瑯?，它起到故障保險(xiǎn) 機(jī)制的作用，即使單一患者的兩個(gè)虹膜具有不同的性質(zhì)，也確保正在 對(duì)特定的眼睛E進(jìn)行手術(shù)'在分布式系統(tǒng)中這些故障保險(xiǎn)機(jī)制尤為有 用，其中在第一位置獲得診斷信息，在第二位置形成治療，后來在第 三位置實(shí)施治療。如果不能匹配虹膜的特性，該系統(tǒng)能夠提供報(bào)警。與激光系統(tǒng)106的瞄準(zhǔn)相似，可以使用虹膜圖象數(shù)據(jù)148疊加在 來自攝象機(jī)154的虹膜圖象的顯示器自動(dòng)或手工地完成驗(yàn)證。波前探測(cè)器參見圖12,說明了最佳的波前探測(cè)器300的方塊圖。波前探測(cè)器300原理上與Williams的波前探測(cè)器相同，不過波前探測(cè)器300包括 某些特征使其對(duì)于接收虹膜數(shù)據(jù)和銳化探測(cè)器上用于確定眼睛波前像 差的光斑的焦點(diǎn)來說尤其有用.通常波前探測(cè)器300在眼睛的視網(wǎng)膜 上對(duì)光進(jìn)行聚焦或掃描(通常為激光)，然后分析通過晶狀體和眼睛 的角膜光學(xué)裝置返回(即從視網(wǎng)膜反向散射)并由微透鏡陣列成像的 光。在眼睛的光學(xué)裝置中光學(xué)像差^基礎(chǔ)上，該系統(tǒng)從返回光形成總 的波前像差。通常，為了進(jìn)行分析，此返回光成為由微透鏡攝象機(jī)在 微透鏡攝象機(jī)的探測(cè)器上所形成的空中圖象.從這些圖象，波前探測(cè) 器形成必須向眼睛的光學(xué)系統(tǒng)施加多少矯正的波前像差困，由其產(chǎn)生 正常的或非常接近于正常的視力-為了正確地對(duì)患者的眼睛E進(jìn)行定向，如圖12所示，兩個(gè)660 納米激光二極管302以某一角度對(duì)準(zhǔn)眼睛E,當(dāng)患者眼睛E上來自激 光二極管302的光斑合并成單一光斑時(shí)，通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)波前探測(cè)器 300 (或102)、激光二極管302 (或引導(dǎo)這些光束的光學(xué)裝置)的輸 出光束、患者或其它方面，眼睛E被定位在或者近似地處于波前探測(cè) 器300 (或102)的精確的焦距距離處.或者，.由醫(yī)生、技師或其它保 健人員通過可視地觀看眼睛E的虹膜圖象而恰當(dāng)?shù)匦D(zhuǎn)患者的眼睛 E，尋找到波前探測(cè)器300的正確的焦距，以便較少對(duì)眼睛E的總曝 光。在這種情形中，不需要激光二極管302。 一光源，眼睛照明304 提供了用于下面所討論的瞳孔攝象機(jī)328的光，一旦眼睛E被正確對(duì)準(zhǔn)，它沿著到眼睛E的光路接收光源306(例 如激光二極管，如780納米輸出激光二極管)發(fā)出的光。最好是，激 光二極管306具有不只一個(gè)輸出功率設(shè)置(即兩個(gè)或多個(gè)功率模式)， 至少一個(gè)處于用于對(duì)準(zhǔn)和初始化聚焦的較低功率，以及至少一個(gè)處于用于在下面所討論的探測(cè)器(例如微透鏡攝象機(jī))312中產(chǎn)生多個(gè)斑 點(diǎn)圖象的較高功率。例如，典型地較低和較高功率分別為0.5n\V和 30jiW。這些功率取決于若干因素，如激光二極管306在較高功率下保 持打開了多長時(shí)間。來自激光二極管306的一部分光束首先被分束器308反射(例如80%透射，20%反射)。所反射的光束穿過偏振分束器310，最終改 善了從眼睛的視網(wǎng)膜反向散射的最后被微透鏡攝象機(jī)312所探測(cè)的光 的信噪比(或信號(hào)強(qiáng)度)，如下面所討論.分束器310使接收自激光 二極管306的光偏振，通常透過沿一個(gè)方向的線偏振光，并反射在那 個(gè)方面沒有被偏振的光。然后該偏振光穿過一用于調(diào)節(jié)來自激光二極 管306的光在眼睛E的視網(wǎng)膜上的焦點(diǎn)的可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)棱鏡314,同時(shí)入射在視網(wǎng)膜上反向散射在微透鏡陣列上的光也將被正確地或近 似正確地聚焦。來自可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)棱鏡314的光被反射鏡316反射， 穿過分束器318 (例如20%反射，80%透射)，然后通過一A74波片 320.將該XV4波片320定向成可由線偏振光產(chǎn)生基本的圓偏振光.在 下面對(duì)從眼睛E返回到偏振分束器310的反向散射光的討論中將理解 到這一點(diǎn)的重要性.在通過一A74波片320之后，光被聚焦在眼睛E的視網(wǎng)膜上，該 光從視網(wǎng)膜反向散射或反射，然后在視網(wǎng)膜上反向散射的光斑向后穿 過眼睛E的光學(xué)部件，如晶狀體和角膜.在返回路徑上，波片320再 次對(duì)圓偏振圖象光進(jìn)行延遲，產(chǎn)生與如前面所討論的第一次通過波片 320的入射線偏振光垂直的線偏振光。然后一部分垂直的偏振光穿過 分束器318，從反射鏡316反射，向后穿過棱鏡314，然后返回到偏振 分束器310。此時(shí)，所有或大部分光是垂直偏振的，并且因此基本上 被偏振分束器310反射，然后被反射鏡322反射到微透鏡成像攝象機(jī) 312中。為了使部分返回光進(jìn)入調(diào)節(jié)攝象機(jī)323，下面進(jìn)一步討論，波 片320可以從其最佳取向傾斜和/或旋轉(zhuǎn)(例如旋轉(zhuǎn)大約5度)。在該 實(shí)施例中，調(diào)節(jié)攝象機(jī)323所接收的光將具有基本上垂直于返回光的 偏振態(tài)。除了從波片320的最佳取向傾斜或旋轉(zhuǎn)波片320,以便將返 回光束提供給調(diào)節(jié)掇象機(jī)323以外，可以想象出其它包括改變光路和 波前探測(cè)器300 (或102)的光學(xué)部件，并且包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)的 機(jī)制。例如，反射鏡322可以是一種具有可調(diào)整透射率和反射率的裝 置，如液晶裝置，并且可以設(shè)置調(diào)節(jié)攝象機(jī)和任何聚焦光學(xué)裝置來接 收返回光中透過可調(diào)整裝置的部分。在該實(shí)施例中，不必要使用分束器308,并且可調(diào)整裝置所接收的光將與返回光束具有基本上相同或 平行的偏振態(tài)。微透鏡攝象機(jī)312最好是一種電荷耦合器件(CCD)攝象機(jī)，如 Pulnix制造的TM-9701，該攝象機(jī)包括一微透鏡陣列324，不過可以 使用其它類型的攝象機(jī)和其它與微透鏡陣列324相似的取樣光學(xué)裝置 (包括與攝象機(jī)分離的光學(xué)裝置)。例如，可以使用索尼公司的 ICX039DLA攝象機(jī)作為微透鏡攝象機(jī)312和瞳孔攝象機(jī)328.微透鏡 陣列324根據(jù)反射鏡322所反射的返回光束在微透鏡攝象機(jī)312的光 敏元件(例如CCD陣列)上形成空中影象，波片320有助于減少所不 想要的反向散射或雜散光量，改善信號(hào)強(qiáng)度或空中影象的對(duì)比度.微 透鏡陣列324對(duì)最初穿過眼睛E的光學(xué)部件的部分光束進(jìn)行聚焦，使 得可以確定眼睛E的反射波前像差效果，與W川iams中所披露的相似， 關(guān)于這一點(diǎn)， 一旦已經(jīng)確定了眼睛E的波前像差，從而確定了相位誤 差，就可以將它們轉(zhuǎn)換成所需要的切除分布，用于去除角膜組織以便 通過適當(dāng)考慮眼睛E的參數(shù)(例如眼睛E部件的折射率，和/或其它參 數(shù))來矯正或改善視力。 一種用于確定適當(dāng)分布的技術(shù)是筒單定標(biāo)波 前數(shù)據(jù)，使得定標(biāo)的數(shù)據(jù)通常相當(dāng)于需要從患者的角膜去除的組織的 量。然后激光系統(tǒng)可以從角膜去除該組織分布?？梢圆捎醚劬上的 標(biāo)記，幫助在獲得波前探測(cè)數(shù)據(jù)過程中對(duì)準(zhǔn)眼睛E。最好是，徵透鏡陣列324是近似的25x25個(gè)微透鏡的陣列，每個(gè) 為600平方微米，如Adaptive Optics Associates有限公司制造的 0600-40-S,該微透鏡尺寸小于前面所提到的5，777，719專利和其它系 統(tǒng)中所描述的微透鏡的尺寸，因?yàn)橄旅鎸⒂懻摰牟ㄇ疤綔y(cè)器300的部 件提供給微透鏡攝象機(jī)312的增強(qiáng)的光強(qiáng)度，允許小尺寸微透鏡。圖 12中所示波前探測(cè)器300的光路還可能包括通常為照明、成像和聚焦 光學(xué)裝置的透鏡326組(例如四個(gè)透鏡)和光闌或光圈327 (允許改 變光束尺寸)，并且還可能存在其它為了清楚起見被省略的光學(xué)元件。 例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以關(guān)于可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)聚焦棱鏡 314而改變一個(gè)或兩個(gè)透鏡組326的焦距，可能縮短焦距以適應(yīng)進(jìn)入微透鏡陣列324的更小的光束寬度，在另一實(shí)施例中，可以改變用波 前探測(cè)器300(或102)進(jìn)行的可能的屈光測(cè)量范圍，例如通過適當(dāng)?shù)?選擇激光器306前面的透鏡326,全面調(diào)節(jié)不好視力的自然分布，或 者選擇患者人群。實(shí)現(xiàn)該功能的一種方法是將透鏡326 (例如一-5屈 光度透鏡)設(shè)置在激光二極管306前面，使得激光光束不再是平行的. 這就提供了可用于使用波前探測(cè)器300 (或102 )檢測(cè)患者眼睛的某種 屈光度偏離。在一非約束性例子中，可以改變曲光范圍，如本領(lǐng)域普 通技術(shù)人員所了解的，從具有對(duì)稱設(shè)計(jì)的對(duì)稱的-8至+8屈光度調(diào)節(jié)成 具有非對(duì)稱設(shè)計(jì)的非對(duì)稱的-13至+3屈光度.這可以在不改變可調(diào)U 形波導(dǎo)節(jié)聚焦棱鏡314 (或其它調(diào)諧裝置)和/或光學(xué)裝置的參數(shù)的條 件下實(shí)現(xiàn).代替透鏡326的位置，可以將透鏡338移動(dòng)到微透鏡攝象機(jī)312 的光路內(nèi)?？梢圆捎玫轿⑼哥R攝象機(jī)312的光路內(nèi)若干位置來調(diào)節(jié)所 獲得的波前探測(cè)器300的總范圍。將理解到，通過采用可移動(dòng)到適當(dāng) 位置和移動(dòng)到不正確位置的透鏡326或338，減小了可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié) 必須的"偏心距"長度.另外，激光二極管306通常其自身具有某些 固有的"象散"。可以將其與通常在患者眼睛E中發(fā)現(xiàn)的散光對(duì)準(zhǔn)， 再次增加波前探測(cè)器300的總范圍。特別地，發(fā)iE見.該象散與典型的患 者散光一致，并且微透鏡攝象機(jī)312和相應(yīng)的波前探測(cè)器300軟件可 以考慮這種內(nèi)在的象散，提供更大的可確定散光的范圍。所示的瞳孔攝象機(jī)328接收(例如20%)從分束器318反射的光。 瞳孔攝象機(jī)328最好通過與下面對(duì)準(zhǔn)技術(shù)的討論中所討論的控制系統(tǒng) 156相似或相同的控制系統(tǒng)(圖中沒有示出)提供用于虹膜圖象136 的虹膜圖象數(shù)據(jù)132。為了進(jìn)行比較，對(duì)來自微透鏡攝象機(jī)312的數(shù) 據(jù)進(jìn)行處理，并最終形成為像差數(shù)據(jù)。瞳孔攝象機(jī)328設(shè)置在眼睛E與可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)棱鏡314之間 的光路中，不管用于在視網(wǎng)膜上聚焦的系統(tǒng)的其佘部分焦距的改變， 都允許瞳孔攝象機(jī)328聚焦在眼睛E的瞳孔和虹膜上。從而，瞳孔攝 象機(jī)328能夠獨(dú)立于眼晴E的深度和相應(yīng)的從視網(wǎng)膜到虹膜的距離，而形成眼睛E的表面的清晰的圖象。 凝視目標(biāo)波前探測(cè)器300 (和102 )還采用用做凝視目標(biāo)334的圖象，如 圖IO所示。凝視目標(biāo)334被光源336照明，并且在調(diào)節(jié)攝象機(jī)323通 過棱鏡314聚焦在視網(wǎng)膜上時(shí)允許患者注視和聚焦.當(dāng)來自微透鏡陣 列324的空中影象通過可調(diào)U形波導(dǎo)節(jié)光學(xué)裝置314的調(diào)節(jié)而被聚焦 在微透鏡攝象機(jī)312的探測(cè)器上時(shí)凝視目標(biāo)334是比較有用的.該系 統(tǒng)有利地提供了凝視目標(biāo)334的圖象， 一個(gè)非限定性例子為圖10中所 示的水面上的帆船，并且不是簡(jiǎn)單的凝視點(diǎn).凝視目標(biāo)334呈現(xiàn)給眼 睛E和患者的大腦一個(gè)在其上聚焦的圖片狀或?qū)嶋H圖片圖象或者景物 一由眼睛E看到的實(shí)際物體或景物。通常用圖片狀的圖片聚焦眼睛E 比聚焦到一個(gè)點(diǎn)更易于實(shí)現(xiàn).凝視目標(biāo)的圖象允許眼睛E聚焦在無限 遠(yuǎn)處，好象圖象在遠(yuǎn)處一樣，有助于在聚焦空中影象或獲得波前探測(cè) 器數(shù)據(jù)時(shí)，消除或減小眼睛E調(diào)節(jié)和旋轉(zhuǎn)的影響。換句話說，凝視目 標(biāo)的圖象防止，或者有助于在某種程度上防止眼睛E從小于無限遠(yuǎn)處^^、 o凝視目標(biāo)圖象促使眼睛E旋轉(zhuǎn)到其"正常的"轉(zhuǎn)動(dòng)位置，從而 使診斷分析的旋轉(zhuǎn)誤差最小化。因此，通過凝視目標(biāo)334，可以相對(duì) 眼睛E限定一可旋轉(zhuǎn)的參考幀?？梢栽跓o限遠(yuǎn)眼睛E焦點(diǎn)處觀看的非 對(duì)稱圖象，如圖10中的帆船，豐交好是幫助眼睛E相對(duì)凝視目標(biāo)334 保持正常的或者預(yù)先確定的可旋轉(zhuǎn)位置，即使頭部輕微移動(dòng)也是如此。 結(jié)合前面所述的眼睛E的虹膜的識(shí)別，定位和對(duì)準(zhǔn)，凝視目標(biāo)334還 可用于調(diào)節(jié)眼睛E的可旋轉(zhuǎn)位置?？梢詫⑼瑯拥膱D象用于根據(jù)本發(fā)明 的其它部分中，可用于診斷和治療，消除或減少調(diào)節(jié)或旋轉(zhuǎn)問題。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到，可以使用多種類型的部件來代替 波前探測(cè)器300(或102)中所提供的裝置而具有所公開的優(yōu)點(diǎn)，并且 可能使用多種光學(xué)結(jié)構(gòu)來形成本發(fā)明的其它實(shí)施例。例如，高強(qiáng)度準(zhǔn) 直光源，或多個(gè)光源，例如一個(gè)^^功率和一個(gè)高功率的光源可以代替激光二極管306'調(diào)節(jié)攝象機(jī)323可以設(shè)置在反射鏡322的光路中， 微透鏡攝象機(jī)312的微透鏡陣列324依照需要或者按照設(shè)計(jì)可以具有 更多或更少的徵透鏡，另外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解到所有這些 部分通常受諸如微型計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)的控制，在本發(fā)明范圍和精神 內(nèi)還可能有多種其它的設(shè)計(jì).結(jié)論本發(fā)明前面的公開和說明是示意性和示例性的，并且在不偏離本 發(fā)明精神的條件下可以對(duì)所說明的裝置和結(jié)構(gòu)以及操作方法的細(xì)節(jié)進(jìn) 行多種改變.
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)準(zhǔn)患者眼睛的屈光治療的方法，包括對(duì)患者眼睛進(jìn)行診斷測(cè)量；獲取包括患者眼睛的虹膜圖象的第一個(gè)圖象；確定第一個(gè)圖象與診斷測(cè)量之間的空間關(guān)系；在該診斷測(cè)量的基礎(chǔ)上擬定對(duì)于患者眼睛的屈光治療；獲取患者眼睛的第二個(gè)圖象；以及對(duì)準(zhǔn)該第二個(gè)圖象，包括確定與準(zhǔn)備進(jìn)行屈光治療的第一個(gè)圖象之間的空間關(guān)系。
2. —種用于對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與患者眼睛的系統(tǒng)，包括 一適合于提供關(guān)于患者眼睛的屈光數(shù)據(jù)的屈光診斷工具，其中該屈光診斷工具包括一適合于獲取患者眼睛的第一瞳孔和/或虹膜圖象的第一攝象機(jī)，其中該屈光診斷工具適合于提供屈光特性數(shù)據(jù)和相應(yīng)的空間相 關(guān)的表示該第一虹膜圖象的虹膜數(shù)據(jù)；以及一激光系統(tǒng)，適合于向患者眼睛施加一屈光治療過程，其中該激 光系統(tǒng)包括一適合于獲取第二虹膜圖象的第二攝象機(jī)； 一適合于施加該屈光治療過程的激光器；以及 一控制系統(tǒng)，適合于接收從屈光特性數(shù)據(jù)和虹膜數(shù)據(jù)得出的數(shù) 據(jù)，以在控制系統(tǒng)開始治療過程之前將虹膜數(shù)據(jù)與第二虹膜圖象對(duì) 準(zhǔn)。
3. —種用于向患者眼睛施加屈光治療過程的激光系統(tǒng)，該激光 系統(tǒng)接收與表示患者眼睛的虹膜圖象的虹膜數(shù)據(jù)空間相關(guān)的屈光治 療過程，該激光系統(tǒng)包括一適合于獲取虹膜圖象的攝象機(jī)； 一適合于施加屈光治療過程的激光器；以及 一控制系統(tǒng)，適合于接收屈光治療過程和虹膜數(shù)據(jù)，并在控制系 統(tǒng)開始屈光治療過程之前對(duì)準(zhǔn)該虹膜數(shù)據(jù)與虹膜圖象。
4. 一種為患者眼睛提供屈光治療過程的方法，該方法包括 確定患者眼睛的屈光特性； 在確定屈光特性的同時(shí)獲取患者眼睛一表面的象； 利用所確定的屈光特性擬定屈光治療過程；以及 通過將所獲取的表面象與屈光矯正儀器所接收的患者眼睛的另 一個(gè)象對(duì)準(zhǔn)，而將屈光矯正儀器與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)。
5. —種用于對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與患者眼睛的系統(tǒng)，包括 用于確定患者眼睛的屈光特性的裝置； 在確定屈光特性的同時(shí)用于獲取患者眼睛的一表面的象的裝置； 利用所確定的屈光特性擬定屈光治療過程的裝置；以及 用于通過對(duì)準(zhǔn)所獲得的患者眼睛的表面的象與屈光矯正儀器所接收的患者眼睛的另一個(gè)象，而使屈光矯正儀器與患者眼睛對(duì)準(zhǔn)的裝置。
6. —種對(duì)準(zhǔn)屈光矯正儀器與患者眼睛的方法，該方法包括 確定患者眼睛的屈光特性；從患者眼睛的虹膜獲取用于限定虹膜與所確定的屈光特性之間 空間關(guān)系的第一圖象；保存該第一圖象的顯象；從患者眼睛的虹膜獲取用于準(zhǔn)備進(jìn)行屈光治療過程的第二圖象；以及對(duì)準(zhǔn)第二虹膜圖象和所存儲(chǔ)的顯象，用于將屈光治療過程標(biāo)準(zhǔn)化 成第二虹膜圖象。
7. —種對(duì)準(zhǔn)屈光工具的方法，該方法包括使用第 一屈光工具從患者眼睛獲取第 一虹膜圖象數(shù)據(jù)； 使用第二屈光工具從患者眼睛獲取第二虹膜圖象數(shù)據(jù)；以及 將該第二虹膜圖象數(shù)據(jù)與該第一虹膜圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照 (aligning).
8. —種用于對(duì)準(zhǔn)(aligning)屈光診斷和治療數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，包括 一采用第一屈光數(shù)據(jù)的第一眼科診斷或屈光工具，該笫一眼科診斷或屈光工具適合于獲取第 一眼科對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并且保持該數(shù)據(jù)作為用 于第一屈光數(shù)據(jù)的參考；一采用第二屈光數(shù)據(jù)的第二眼科診斷或屈光工具，該第二眼科診 斷或屈光工具適合于獲得第二眼科對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，作為用于第二屈光數(shù)據(jù) 的參考；以及用于通過對(duì)照第一對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)與第二對(duì)準(zhǔn)數(shù)據(jù)使該第一屈光數(shù)據(jù) 與第二屈光數(shù)據(jù)相關(guān)的裝置。
9. 一種眼睛對(duì)準(zhǔn)和特征化的方法，包括 在眼睛的一選定區(qū)域中提供一標(biāo)記；獲取具有未放大瞳孔的眼睛的第一圖象，包括虹膜圖象，其中該 標(biāo)記構(gòu)成第一圖象的一部分； 放大眼睛的瞳孔；獲取包括放大的瞳孔的眼睛的第二圖象；獲得具有放大的瞳孔的眼睛的診斷屈光測(cè)量；以及從該診斷測(cè)量擬定用于眼睛的屈光矯正的光折射治療(photorefractive treatment)。
10. —種用于對(duì)準(zhǔn)和眼睛屈光治療的系統(tǒng)，包括 一第一攝象機(jī)，用于獲取包括眼睛的虹膜圖象在內(nèi)的第一圖象；一屈光診斷儀器，提供與該第一攝象機(jī)相聯(lián)系的波前、外形和厚度測(cè)量其中至少之一；一激光系統(tǒng)，能夠提供光折射治療，包括用于獲取眼睛另一圖象 的第二攝象機(jī)；一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用于擬定和對(duì)準(zhǔn)與該激光系統(tǒng)、該第一攝象機(jī)和 該診斷儀器相聯(lián)系的光折射治療；以及一控制系統(tǒng)，用于施行與該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和該激光系統(tǒng)相聯(lián)系的光 折射治療.
全文摘要
提供了一種用于光學(xué)治療的虹膜識(shí)別和跟蹤的系統(tǒng)和方法，其中在屈光診斷分析過程中獲得虹膜或眼睛的象。采用該圖象使來自該分析的數(shù)據(jù)與來自其它屈光分析儀器的數(shù)據(jù)對(duì)準(zhǔn)，并且對(duì)準(zhǔn)屈光外科工具(如激光器)和被治療的眼睛。另外，在治療之前比較所存儲(chǔ)的虹膜圖象和患者的虹膜，驗(yàn)證待利用所擬定的治療圖案進(jìn)行治療的恰當(dāng)?shù)难劬Α？梢允褂枚喾N屈光儀器，如角膜外形測(cè)量系統(tǒng)和波前像差系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61B3/15GK101219077SQ20071017008
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2000年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者克里斯蒂安·霍拉, 托馬斯·紐漢, 格哈德·尤西非, 羅蘭·古恩特·諾伯特·托恩尼斯 申請(qǐng)人:泰思諾拉斯眼科系統(tǒng)公司