輔助處理角膜的設備和方法
【專利摘要】一種輔助處理的設備。
【專利說明】輔助處理角膜的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及眼科學領域，更特別地涉及激光外科手術領域。
【背景技術】
[0002]通過激光外科進行近視和遠視校正的領域相對較新，并且知道在最近十年產生了許多發(fā)明和進步。
[0003]因此，該領域成為研究焦點領域，并且其中方法的成熟度是有限的。這尤其表現為至今為止不存在同時允許令人滿意地校正近視和遠視的外科手術。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明將要改進這種情況。
[0005]為此，本發(fā)明提出一種輔助處理角膜的設備，包括存儲器、接口以及處理單元，接口能夠接收和提供數據，處理單元用于計算用于處理角膜的眼科量值并將其提供給接口。
[0006]該設備還包括度器，該調度器被布置為在接口處接收到初始中央角膜測量指標的數據和初始非球面性的值的數據時，把這些數據存儲在存儲器中，使用初始中央角膜測量指標和初始非球面性的值的所述數據以及使用目標非球面性的值的數據來調用處理單元，以便計算外圍角膜測量指標、把對應的數據存儲在存儲器中并將其提供給接口。
[0007]本發(fā)明還涉及輔助處理角膜的計算方法，其特征在于該計算方法包括:
[0008]a.接收初始中央角膜測量指標的數據和初始非球面性的值的數據，
[0009]b.基于初始中央角膜測量指標和初始非球面性的值的數據以及基于目標非球面性的值的數據來計算外圍角膜測量指標，
[0010]c.存儲并提供對應的外圍角膜測量指標的數據。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]通過閱讀以下作為示例而非限定性地進行的描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將更加清楚。在附圖中:
[0012]-圖1示出眼睛的光學原理圖，
[0013]-圖2示出眼睛的三條角膜測量曲線，
[0014]-圖3示出現有技術的方法的示意圖，
[0015]-圖4示出根據本發(fā)明的設備的示意圖，
[0016]-圖5示出由圖4的設備進行的方法的實施例的流程圖，
[0017]-圖6至圖8示出圖5的功能的實施例，以及
[0018]-圖9示出由圖4的設備進行的方法的另一實施例的流程圖。
[0019]具體實施方法
[0020]本文的附圖和說明書實質上包含某些特征元素。因此其不僅可以更好用于理解本發(fā)明，還可以在適當時有助于本發(fā)明的限定。[0021]本說明書能夠構成版權和/或著作權的保護的元素。權利的持有人不反對任何人對本專利文獻或其說明書(如在官方案卷材料中)的相同復制。對于其他情況，完整保留權利。
[0022]此外，詳細描述的說明書還附加有附錄A，其給出了在本發(fā)明的范圍內實施的某些數學公式的表達式。該附錄是為了分類的目的并且為了便于附注。其是本說明書的不可分割的部分，并因此不僅用于更好理解本發(fā)明，還用于在適當時有助于本發(fā)明的限定。
[0023]圖1示出允許對眼睛中的視野進行建模的光學原理圖。眼睛12包括角膜14、虹膜
16、晶狀體(未示出)和視網膜18。
[0024]角膜14起到對發(fā)光光線匯聚的透鏡的作用，虹膜16起到光闌的作用，以及視網膜18起到光接收器的作用。理想狀態(tài)下，角膜14是長橢圓形，并與視網膜18具有間隔，以使得全部圖像聚焦形成在視網膜18上(零球面像差)。
[0025]這不是通常的情況。如在圖2上可見的，存在角膜輪廓的三個主要類型:
[0026]一長橢圓形輪廓，對于該輪廓而言角膜測量指標在眼睛中央比外圍略大，這導致非球面性Q〈0，具有圖2上的單線陰影，
[0027]—球面輪廓，對于該輪廓而言角膜測量指標在眼睛上是恒定的(Q = O)，以及
[0028]一扁圓輪廓，對于該輪廓而言角膜測量指標在眼睛中央比外圍略小，這導致非球面性Q>0，具有圖2上的雙線陰影。
[0029]一般而言，長橢圓或超長橢圓輪廓是優(yōu)選的，這是因為其允許更好的近視場。扁圓輪廓對于遠視場、尤其是夜視不利。
[0030]近視和遠視是兩種導致錯誤視場的眼科情形。在近視的情況下，眼睛太長了，視網膜18設置在角膜14的焦平面之后。因此，與遠處圖像對應的光線不能正確地聚焦并且遠視場不清楚。在遠視的情況下，情況相反:眼睛太短了。然而，在該情況下，人眼可以收縮以部分地補償該缺陷。另一種眼科情形是老花眼。
[0031]近視可以用激光通過修改角膜14的角膜測量曲線以補償眼睛缺陷來校正。這例如在圖3示出，其中通過把眼睛中央的角膜測量指標從43減小到37校正了具有-6.00屈光度的近視的眼睛。該處理的問題是產生扁圓輪廓。
[0032]該問題在年長的人中更凸顯。事實上，從40歲起，人眼逐漸失去收縮以使晶狀體變型的能力，該能力對于近場中的聚焦是必需的。
[0033]當眼睛具有扁圓輪廓時這將更嚴重。為了補償老花眼，可以添加放大鏡，但就不能遠視了。因此看起來目前為止不能外科手術同時處理近視和遠視，也不能獨立地處理二者之一而不損害遠視或近視。目前，存在的單獨處理包括為了遠視而處理一只眼睛，并且為了近視而處理另一只眼睛。這些處理實現了稱作單眼視力(monovision)的切換。然而，這并未給出令人滿意的結果。
[0034]本 申請人:的工作引導去研究澤爾尼克多項式(Zernicke polynomials),并且將其應用到前面說明的情形的處理。通常，認為僅多項式C4是有用的，并且所有更高階數的多項式是無效的。
[0035]本 申請人:發(fā)現這些多項式之一、準確而言是C12可以與多項式C4組合來同時處理遠視場和近視場。
[0036]更確切而言，本 申請人:發(fā)現角膜輪廓可以基于多項式C12而被計算，并且該輪廓允許處理與近視場有關的問題而不會影響遠視場。
[0037]簡化的解釋是該處理將對于略微長橢圓形的眼睛產生主要在外圍處理過的角膜輪廓。這樣導致的非球面性有利地被用于改進近視場，而遠視場不受影響，因此遠視場主要在眼睛中央。該方法稱作均勻視場(isovision)，并且允許每只眼睛具有良好的視場，既有遠視場又有近視場，這與單眼視力相反。
[0038]該發(fā)現與已有的所有先前判斷相反，這些判斷認為該處理或者不能足夠強大地工作，或者要付出損害遠視的代價。
[0039]圖4示出根據本發(fā)明的用于眼科處理的計算設備的簡化示意圖。
[0040]設備2包括存儲器4、處理單元6、接口 8和調度器10。
[0041]存儲器4在此處描述的示例中是:常規(guī)存儲介質，其可以是硬盤或閃速存儲器(SSD)盤、ROM或閃速存儲器；物理存儲介質，如壓縮盤(⑶)、DVD盤、藍光盤；或任何其它類型的物理存儲介質。存儲單元4還可以被移除，這是在網絡存儲介質(SAN)上、或互聯網上或一般以“云”的方式的情況。
[0042]處理單元6在此處描述的示例中是由計算機執(zhí)行的軟件元件(包含于計算機中)。然而，其可以在多個計算機上2分布式地執(zhí)行，或以印制電路(ASIC、FPGA等)形式實施，或以單核或多核專用微處理器(NoC或SoC)的形式實施。
[0043]接口 8允許實踐者輸入與期望進行眼科治療的病人相關的參數，并在適當時調整這些參數中的一些。接口 8可以是電子的，也就是說在設備2與允許實踐者與設備2進行互動的另一裝置之間的連接。接口 8還可以集成這樣的裝置，并包括例如顯示器和/或揚聲器，以便允許與實踐者通信。
[0044]調度器10選擇性地控制處理單元6和接口 8并訪問存儲器4以實施根據本發(fā)明的處理。
[0045]圖5示出由圖4的設備實施的計算角膜輪廓以處理近視場缺陷的第一示例的流程圖。
[0046]該處理在操作500處通過接收參數KC、QI和Age (年齡)開始。這些參數可以預先存儲在存儲器4中，例如當其來自事先的檢查時。這些參數還可以通過接口 8手動輸入，或通過該同一接口或另一接口從測量裝置接收到。
[0047]參數KC表示中央平均角膜測量指標。該指標例如可以通過在直徑為3mm的中央區(qū)域上沿著兩個軸線測量角膜的平均曲率半徑并且通過對這些值取平均而獲得。這類測量可以給出在圖2和圖3上示出的兩種類型的角膜測量曲線。
[0048]QI參數表示眼睛的初始非球面性。通過實現角膜測量曲線，可以確定與介于中央角膜測量指標(例如值43)和測得的曲線之間的面積成比例的該參數。
[0049]最后，參數Age是人的年齡。該參數被用于用來確定目標非球面性QV的操作510中。為此，調用使用參數Age的函數f ()。值QV的確定可以例如從下表中取得。
[0050]
【權利要求】
1.一種輔助處理角膜的設備，包括存儲器(4)、接口(8)以及處理單元(6)，接口(8)能夠接收和提供數據，處理單元(6)用于計算用于處理角膜的眼科量并將其提供給接口(8)， 其特征在于該設備還包括調度器(10)，該調度器(10)被布置為在接口處接收到初始中央角膜測量指標(KC)的數據和初始非球面性(QI)的值的數據時，把這些數據存儲在存儲器⑷中，使用初始中央角膜測量指標(KC)和初始非球面性(QI)的值的所述數據以及使用目標非球面性(QV)的值的數據來調用處理單元(6)，以便計算外圍角膜測量指標(KP)、把對應的數據存儲在存儲器(4)中并將這些數據提供給接口(8)。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，處理單元(6)被配置為基于其中以初始中央角膜測量指標(KC)為變量的2階多項式來計算外圍角膜測量指標(KP)。
3.根據權利要求2所述的設備，其中，處理單元(6)被配置為基于以下的2階多項式來計算外圍角膜測量指標(KP):該2階多項式取決于初始非球面性(QI)的值的符號和/或在初始非球面性(QI)的值和目標非球面性(QV)的值之間的差的符號。
4.根據前述權利要求之一所述的設備，其中，處理單元(6)被配置為基于在接口處接收和/或存儲在存儲器⑷中的年齡(Age)數據來計算目標非球面性(QV)的值。
5.根據前述權利要求之一所述的設備，其中，調度器(10)還被布置為接收第一和第二中央角膜測量指標(KC1，KC2)的數據、球面和柱面(S，C)的數據，被布置為使用這些數據來調用處理單元(6)以計算修改的中央角膜測量指標(KC)和中間非球面性(QL)的值，并且被布置為使用修改的中央角膜測量指標(KC)和中間非球面性(QL)的值的數據以及使用目標非球面性(QV)值的數據通過調用處理單元(6)來計算外圍角膜測量指標(KP)。
6.一種輔助處理角膜的計算方法，其特征在于該計算方法包括: a.接收初始中央角膜測量指標(KC)的數據和初始非球面性(QI)的值的數據， b.基于初始中央角膜測量指標(KC)和初始非球面性(QI)的值的數據以及基于目標非球面性(QV)的值的數據來計算外圍角膜測量指標(KP)， c.存儲并提供對應的外圍角膜測量指標(KP)的數據。
7.根據權利要求6的方法，其中，步驟b.包括使用其中以初始中央角膜測量指標(KC)為變量的2階多項式。
8.根據權利要求7的方法，其中，2階多項式取決于初始非球面性(QI)的值的符號和/或在初始非球面性(QI)的值和目標非球面性(QV)的值之間的差的符號。
9.根據權利要求6至8之一所述的方法，其中，由處理單元(6)基于在步驟a.接收到的年齡(Age)數據來確定目標非球面性(QV)的值。
10.根據權利要求6至9之一所述的方法，其中，步驟a.包括接收第一和第二中央角膜測量指標(KC1，KC2)的數據以及球面和柱面(S，C)的數據，其中這些數據(KC1，KC2，S，C)被用于計算修改的中央角膜測量指標(KC)和中間非球面性(QL)的值，并且其中步驟b.使用修改的中央角膜測量指標(KC)和中間非球面性(QL)的值的數據以及目標非球面性(QV)值的數據來計算外圍角膜測量指標(KP)。
【文檔編號】A61B3/00GK103917152SQ201280053224
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2012年9月18日 優(yōu)先權日:2011年9月19日
【發(fā)明者】弗雷德里克·埃恩 申請人:弗雷德里克·埃恩