專利名稱：用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心方法，通過測量不同光亮度下瞳孔直徑及瞳孔中心相對角膜頂點(diǎn)中心的移心量，建立水平偏移量和垂直偏移量模 型，并將所建立的模型數(shù)據(jù)輸入具有眼部追蹤系統(tǒng)的激光屈光手術(shù)機(jī)器的方法，從而實(shí)現(xiàn) 對激光角膜屈光手術(shù)中的瞳孔進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤。
背景技術(shù)：
瞳孔是虹膜的圍成的孔隙，是人眼光學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分。其主要功能是通過 改變大小維持不同照明環(huán)境下進(jìn)入眼底光線的穩(wěn)定。此外，瞳孔大小對眼睛成像的焦深及 全眼像差也有很大的影響。在激光屈光手術(shù)中，角膜切削中心的定位和保持是至關(guān)重要的，特別是在像差引 導(dǎo)的激光屈光手術(shù)。激光屈光手術(shù)中，為了便于操作，通常假定治療中心通過理論上的視軸 和角膜頂點(diǎn)。然而，眼球跟蹤系統(tǒng)通常跟蹤的是瞳孔(瞳孔中心)，而瞳孔中心與角膜頂點(diǎn) 是有差別的，在某些情況下，這種差別可以十分顯著。為了解決這個(gè)問題，當(dāng)前的方法是采 用引入一個(gè)固定的移心量來補(bǔ)償這個(gè)差別。即追蹤瞳孔中心，但治療區(qū)以靠近視軸的角膜 頂點(diǎn)為中心。然而，手術(shù)中間很多狀態(tài)會(huì)發(fā)生改變隨周圍照明不同瞳孔的大小會(huì)改變，注 視方向不同造成的眼內(nèi)光線差異也會(huì)影響瞳孔大小，還會(huì)由于緊張情緒導(dǎo)致交感神經(jīng)受刺 激擴(kuò)張瞳孔，而且調(diào)節(jié)狀態(tài)的改變也會(huì)明顯改變瞳孔大小。瞳孔大小的改變進(jìn)而會(huì)引起瞳 孔中心位置的變化。現(xiàn)有的研究顯示，激光手術(shù)中瞳孔中心位置會(huì)隨瞳孔大小變化而發(fā)生改變。Fay等 (1992)對散瞳過程中瞳孔中心的研究顯示其變量可達(dá)0. 7mm。Wilson等(1992)對5種不 同照明條件下人眼瞳孔大小及其中心位置的研究顯示，瞳孔中心的位置隨瞳孔大小發(fā)生改 變，最大的改變量為0. 6mm，約半數(shù)的被測者瞳孔中心位置的改變量與瞳孔大小具有線性關(guān) 系，且左右眼的改變具有對稱性。國人對Lasik術(shù)中瞳孔中心的研究M顯示203例394眼 中術(shù)中瞳孔中心位置均發(fā)生改變，右眼水平和垂直改變量為0. 18mm、0. 16mm，左眼水平和垂 直改變量為0.31、0. 11mm。提示Lasik手術(shù)過程中雙眼瞳孔中心發(fā)生顯著性的改變。Yang 等(2002)對暗視、昏暗、明視及散瞳條件下70例被測者瞳孔中心位置的研究顯示，平均偏 移改變量為0. 133mm，最大改變量為0. 6mm。Bara認(rèn)為[6]忽視瞳孔中心移位可能在波前像 差引導(dǎo)的屈光手術(shù)中導(dǎo)致不理想的結(jié)果Porter等(2006)對像差引導(dǎo)激光手術(shù)的研究顯 示，藥物性散瞳引起的瞳孔中心的改變可達(dá)0. 29士0. 14mm，進(jìn)而引起術(shù)眼高階像差的增加， 進(jìn)而影響視覺質(zhì)量。這些研究結(jié)果提示，使用固定移心補(bǔ)償量的激光系統(tǒng)會(huì)引起激光手術(shù)切削誤差， 有時(shí)這種誤差十分顯著。尤其角膜激光手術(shù)中，術(shù)眼照度大約在600至2000勒克斯左右， 和通常130至300勒克斯左右的室內(nèi)檢查的照明有很大差異，因而術(shù)中瞳孔大小及瞳孔中 心位置和自然狀態(tài)下有所不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種能實(shí)時(shí)精確確定角膜頂點(diǎn)中心的用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定位方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定 位方法，其特征在于包括以下步驟1)設(shè)定一照明亮度；2)使用儀器同時(shí)獲取Placido環(huán)、瞳孔的圖像；3)記錄瞳孔大小和瞳孔中心相對角膜地形圖頂點(diǎn)中心的位置；4)計(jì)算并記錄瞳孔中心相對角膜地形圖頂點(diǎn)中心的水平移心量OffsetX和垂直 移心量offsetY ；5)改變照明亮度，重復(fù)步驟2)至4) 2次以上；6)根據(jù)所得數(shù)據(jù)分別繪制水平移心量OfTsetX和垂直移心量offsetY相對于瞳孔 直徑的曲線；7)使用2階或3階多項(xiàng)式來分別水平移心模型和垂直移心模型；8)將水平移心模型和垂直移心模型輸入至激光機(jī)器；9)用激光機(jī)器的眼球追蹤系統(tǒng)檢測瞳孔大小及中心位置；10)根據(jù)眼球追蹤系統(tǒng)檢測所得的瞳孔大小及中心位置數(shù)據(jù)結(jié)合水平移心模型和 垂直移心模型得出角膜頂點(diǎn)中心的位置數(shù)據(jù)。所以，我們需要對不同照明環(huán)境下不同瞳孔大小時(shí)的瞳孔中心相對角膜頂點(diǎn)的位 置進(jìn)行研究，建立瞳孔大小和瞳孔中心位置關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，以期以后應(yīng)用到屈光手術(shù)臨 床，在對角膜切削時(shí)對其進(jìn)行補(bǔ)償校正。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是通過測量不同光亮度下瞳孔直徑及瞳孔 中心相對角膜頂點(diǎn)中心的移心量，建立水平偏移量和垂直偏移量模型、并將所建立的模型 數(shù)據(jù)輸入具有眼部追蹤系統(tǒng)的激光屈光手術(shù)機(jī)器的方法，實(shí)現(xiàn)對激光角膜屈光手術(shù)中的瞳 孔進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，從而減少追蹤系統(tǒng)誤差，顯著提高激光角膜屈光手術(shù)術(shù)后的視覺質(zhì)量。下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。


圖1為瞳孔、切削區(qū)、瞳孔中心、切削中心、移心量之間的關(guān)系示意圖；圖2為AstraMax同時(shí)獲取眼睛、Placido環(huán)、瞳孔的圖像示意圖(正面觀)；圖3為AstraMax采集的瞳孔圖像；圖4為AstraMax采集的瞳孔直徑及其中心相對角膜頂點(diǎn)中心移心量的疊加圖；圖5為高階多項(xiàng)式模型_水平移心量模型(水平移心量相對于瞳孔直徑曲線)示 意圖；圖6為線性模型_垂直移心量模型(垂直移心量相對于瞳孔直徑曲線)示意圖；
具體實(shí)施例方式在本具體實(shí)施例中，獲取圖像的儀器選用美國雷賽公司的AstraMax三維立體角 膜地形圖信息處理系統(tǒng)，AstraMax三維立體角膜地形圖信息處理系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是具有自定義獲取抓拍能力，可以同時(shí)獲取眼睛、Placido環(huán)及瞳孔的圖像，并且還可以改變照 明水平，刺激被測眼改變瞳孔大小，其照明設(shè)定值在O 255，非常適合在本方法中使用。 AstraMax三維立體角膜地形圖信息處理系統(tǒng)照明系統(tǒng)包括波長為660nm的Placido照明 視標(biāo)和波長為875nm的紅外波段照明。采用本方法要設(shè)置2個(gè)以上照明水平作為采樣點(diǎn)， 當(dāng)然，采樣點(diǎn)越多越精確，通常設(shè)置4 10個(gè)照明水平作為采樣點(diǎn)為宜，本具體實(shí)施例中 設(shè)置了 6個(gè)照明水平采樣點(diǎn)。根據(jù)Weber-Fechner法則當(dāng)外界刺激呈幾何級變化時(shí)，對應(yīng) 的生理反應(yīng)呈算術(shù)級改變。因此，本具體實(shí)施例中6個(gè)采樣點(diǎn)的照明水平劃分采用指數(shù)變 化的原則，在O 255劃分6個(gè)區(qū)間，即:255、92、67、56、48、44、0，分別對應(yīng)瞳孔的平面照 度為355、133、50、18. 8,7. 1,2. 66、Olux，用AstraMax三維立體角膜地形圖信息處理系統(tǒng) 分別在355、133、50、18. 8、7. 1、2. 66、Olux的照明水平下進(jìn)行多次測試，獲取相應(yīng)的眼睛、 Placido環(huán)及瞳孔的圖像，計(jì)算并記錄瞳孔中心相對角膜地形圖頂點(diǎn)中心的水平移心量 OffsetX和垂直移心量offsetY，然后根據(jù)所得數(shù)據(jù)分別繪制水平移心量offsetX和垂直移 心量OffsetY相對于瞳孔直徑的曲線，并使用2階或3階多項(xiàng)式來建立模型，即水平移心模型<formula>formula see original document page 5</formula>. (1)垂直移心模型<formula>formula see original document page 5</formula>. (2)然后將水平移心模型和垂直移心模型輸入至激光機(jī)器，再用激光機(jī)器的眼球追蹤 系統(tǒng)檢測患者眼睛瞳孔大小及中心位置，最后根據(jù)眼球追蹤系統(tǒng)檢測所得的瞳孔大小及中 心位置數(shù)據(jù)結(jié)合水平移心模型和垂直移心模型得出角膜頂點(diǎn)中心的精確位置數(shù)據(jù)。在手術(shù)和眼睛追蹤時(shí)，瞳孔直徑和位置的數(shù)據(jù)被獲取。即時(shí)的瞳孔直徑數(shù)據(jù)用水 平移心量和垂直移心量模型分別計(jì)算出動(dòng)態(tài)可變的水平移心量和垂直移心量。上述動(dòng)態(tài)可 變的水平和垂直移心量將被用于補(bǔ)償瞳孔中心相對角膜頂點(diǎn)中心的改變，即動(dòng)態(tài)可變地追 蹤瞳孔位置并且精確地保持切削中心位于角膜頂點(diǎn)中心(視軸)。本發(fā)明通過測量不同光亮度下瞳孔直徑及瞳孔中心相對角膜頂點(diǎn)中心的移心量， 建立水平偏移量和垂直偏移量模型、并將所建立的模型數(shù)據(jù)輸入具有眼部追蹤系統(tǒng)的激光 屈光手術(shù)機(jī)器的方法，可以實(shí)現(xiàn)對激光角膜屈光手術(shù)中的瞳孔進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，從而減少追 蹤系統(tǒng)誤差，顯著提高激光角膜屈光手術(shù)術(shù)后的視覺質(zhì)量。
權(quán)利要求
一種用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定位方法，其特征在于包括以下步驟1)設(shè)定一照明亮度；2)使用儀器同時(shí)獲取Placido環(huán)、瞳孔的圖像；3)記錄瞳孔大小和瞳孔中心相對角膜地形圖頂點(diǎn)中心的位置；4)計(jì)算并記錄瞳孔中心相對角膜地形圖頂點(diǎn)中心的水平移心量offsetX和垂直移心量offsetY；5)改變照明亮度，重復(fù)步驟2)至4)2次以上；6)根據(jù)所得數(shù)據(jù)分別繪制水平移心量offsetX和垂直移心量offsetY相對于瞳孔直徑的曲線；7)使用2階或3階多項(xiàng)式來分別水平移心模型和垂直移心模型；8)將水平移心模型和垂直移心模型輸入至激光機(jī)器；9)用激光機(jī)器的眼球追蹤系統(tǒng)檢測瞳孔大小及中心位置；10)根據(jù)眼球追蹤系統(tǒng)檢測所得的瞳孔大小及中心位置數(shù)據(jù)結(jié)合水平移心模型和垂直移心模型得出角膜頂點(diǎn)中心的位置數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定位方法，其特征 在于所述照明亮度值為0、44、48、56、255。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于準(zhǔn)分子激光角膜屈光手術(shù)的角膜中心定位方法。通過測量不同光亮度下瞳孔直徑及瞳孔中心相對角膜頂點(diǎn)中心的移心量，建立水平偏移量和垂直偏移量模型、并將所建立的模型數(shù)據(jù)輸入具有眼部追蹤系統(tǒng)的激光屈光手術(shù)機(jī)器的方法，實(shí)現(xiàn)對激光角膜屈光手術(shù)中的瞳孔進(jìn)行動(dòng)態(tài)追蹤，從而減少追蹤系統(tǒng)誤差，顯著提高激光角膜屈光手術(shù)術(shù)后的視覺質(zhì)量。
文檔編號A61F9/01GK101810528SQ201010102098
公開日2010年8月25日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者劉黨會(huì), 唐兆凱, 瞿佳, 陳世豪, 陳浩 申請人:溫州醫(yī)學(xué)院;浙江溫醫(yī)雷賽醫(yī)用激光科技有限公司