專利名稱：使用角膜中心的眼內(nèi)透鏡對準的制作方法
使用角膜中心的眼內(nèi)透鏡對準相關(guān)申請本申請要求于2009年2月19日提交的、序列號為61/153，709的臨時申請和于 2009年2月沈日提交的、序列號為61/155，562的臨時申請的優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
眼內(nèi)透鏡(IOL)的旋轉(zhuǎn)定向?qū)τ诂F(xiàn)代白內(nèi)障手術(shù)而言正變得越來越重要。盡管已開發(fā)出了涉及自動眼跟蹤的復雜算法用以在激光視力校正手術(shù)期間監(jiān)測瞳孔中心和角膜緣，但是這些算法中的每一個都需要眼主動地注視目標的能力。該方法可能無法用于諸如白內(nèi)障手術(shù)的程序中，在所述程序中典型地使用麻醉劑，例如眼周麻醉劑注射，導致眼不能自主地聚焦或注視目標。即使當使用局部麻醉時，患者也會因為在IOL被插入并且旋轉(zhuǎn)就位時瞳孔必須保持擴大而難以保持注視并且無法使用生理瞳孔。激光視力校正治療可以被定位為居中于生理瞳孔上。然而對于居中于晶狀體(其已被去除)囊袋或睫狀溝的內(nèi)部的眼內(nèi)透鏡，IOL的中心點與角膜頂點比與瞳孔中心更緊密地相關(guān)，這是因為囊袋和睫狀溝的解剖結(jié)構(gòu)更緊密地對應于角膜頂點。如果IOL的旋轉(zhuǎn)軸基于瞳孔中心，則對準必須參考擴大瞳孔進行確定，這是因為在正常眼中相對于光或調(diào)節(jié)刺激的收縮或擴大，未擴大瞳孔的中心(瞳孔形心)將變化多達1mm。與之相比，擴大瞳孔的中心保持更為恒定。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的某些實施例中，一種用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У姆椒òㄊ占g(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置。所述方法隨后包括在眼被擴大之后定位該眼的已擴大瞳孔中心。所述方法還包括確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移并且基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在眼的圖像上。在特定實施例中，具體化為計算機可讀介質(zhì)的軟件可由處理器執(zhí)行以實現(xiàn)這類方法的各步驟。在其他實施例中，一種用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У南到y(tǒng)包括存儲器、處理器和顯示器。所述存儲器可操作以存儲術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置。所述處理器可操作以在眼被擴大之后定位該眼的已擴大瞳孔中心并且確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移。所述顯示器可操作以基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。


可以參考以下附圖理解本發(fā)明，在附圖中圖1示出了具有輻射狀網(wǎng)格覆蓋的眼的圖像。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的外科手術(shù)系統(tǒng)的框圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明特定實施例的生成外科顯示的示例性方法。
具體實施例方式在本文中公開了用于在仰臥位置確定眼的角膜頂點的定位和眼球旋轉(zhuǎn)位置的技術(shù)，因為其與在未麻醉眼在垂直坐位注視目標期間確定的眼位置相關(guān)。一旦角膜頂點的位置被確定，隨后可以連同該角膜頂點使用虹膜、鞏膜或眼球的結(jié)膜或鞏膜外組織上的解剖學標志來創(chuàng)建兩個或以上參考點，因此允許眼表面上的特定子午線的角(以度計)的可再現(xiàn)定位，這又可以準確確定眼內(nèi)透鏡在眼內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)位置，從而校正散光或其他不對稱光學像差。如上所述，眼內(nèi)透鏡(IOL)在囊袋或睫狀溝中的解剖學放置更接近地對準角膜頂點。而且，IOL經(jīng)常被設(shè)計為校正主要由角膜形狀產(chǎn)生的折射誤差，例如像差。角膜形狀又例如在患者注視的情況下使用角膜地形圖測量器相對于角膜頂點被確定。對于多數(shù)患者， 視軸將與角膜頂點對準，使得由此得到的測量值將關(guān)于角膜頂點測量角膜地形圖，包括角膜的任何折射像差。即使在視軸相對于角膜頂點成角(通常標記有被稱為“kappa”的角) 使得患者注視產(chǎn)生測量值和角膜頂點之間的微小未對準的情況下，對準仍然將大體相對接近。因此，角膜頂點是為成功折射校正確定IOL的正確對準(例如為了校正散光而確定正確旋轉(zhuǎn)對準)的更合適的參考點。本發(fā)明的各種實施例通過使用角膜頂點作為參考而有利地允許IOL的更精確定位?，F(xiàn)在將更詳細地論述本發(fā)明的特定實施例的各種方面。根據(jù)本發(fā)明特定實施例的一個方法示例可以作為一系列步驟被描述。在第一步驟中，可以使用局部用藥實現(xiàn)瞳孔的完全藥物性擴大。在第二步驟中，受試者可以垂直坐位，頭和下巴位于裂隙燈顯微鏡或類似裝置中。 在該位置，可以拍攝眼前段的角膜地形圖像和照片并且使用軟件進行分析。在一實施例中， 照片可以具有足以允許識別作為眼解剖結(jié)構(gòu)的一部分或者由外科醫(yī)生或其他衛(wèi)生保健提供者放置的結(jié)膜、鞏膜外或鞏膜標志的品質(zhì)和清晰度。在第三步驟中，可以使用商業(yè)上可獲得的地形圖測量器軟件來分析角膜地形圖像，并且可以確定角膜頂點相對于已擴大瞳孔的中心的位置。適當?shù)腦，y偏移然后可以被應用于成像軟件，以便使用角膜頂點作為網(wǎng)格的中心點在眼或它的圖像上創(chuàng)建輻射狀網(wǎng)格覆蓋(例如，360度)。在第四步驟中，當在外科手術(shù)期間眼被擴大并且患者處于仰臥位置時可以例如通過手術(shù)顯微鏡從解剖學標志和重疊在眼視圖上的網(wǎng)格的位置確定眼內(nèi)透鏡旋轉(zhuǎn)放置的適當軸。在特定實施例中，可以在每個步驟(或若干步驟，或步驟之間，或以某些其他重復方式)測量瞳孔直徑以保證它在整個程序期間保持相對恒定，因此始終提供更精確的測量值。通常，當瞳孔被擴大時利用地形圖測量器或類似軟件獲得的眼地形圖和瞳孔中心之間的關(guān)系可能變化。因此，例如在一患者體內(nèi)當瞳孔未擴大時在瞳孔和角膜中心之間可能有0. 55mm的水平距離和0. Ilmm的垂直距離。在一類似患者體內(nèi)，當眼擴大時在瞳孔和角膜中心之間可能有大約0. 57mm的水平距離的偏移，但是幾乎沒有垂直偏移。因此，即使使用瞳孔定心，也可能必須使測得的地形圖再對準瞳孔以便將地形圖精確地映射到瞳孔的中心。
通常，分析幾何學基本原理表明如果我們希望將極坐標系的極點從(0，0)移動到 (r0, θ J，并且保持新極軸平行于舊極軸，則我們得到使新坐標(r'，θ ‘)與舊坐標相關(guān)的以下方程r ‘ = sqrt (r2+r02+2rr0cos ( θ - θ 0)，θ ‘ = arctan ([rsin ( θ ) +r0sin ( θ 0) ] / [rcos ( θ ) +r0cos ( θ 0)]),χ = rcos ( θ )，y = rsin( θ ),r = 士 sqrt (x2+y2)，θ = arctan (y/x)。在該情況下，我們可以假設(shè)(r，θ)是根據(jù)原點在瞳孔中心的極坐標系的患者眼上的標志點的坐標?？梢允褂酶鞣N圖像分析技術(shù)對瞳孔中心進行定位，包括但不限于在 Gray等人的美國專利No. 5，740，803中所述的技術(shù)，上述專利通過引用被合并于本文中。有序?qū)v θ0)是由地形圖測量器計算的角膜中心相對于瞳孔中心的坐標并且(r'，θ ‘) 是根據(jù)原點在角膜中心上的坐標系的標志點的新坐標。在一個例子中，當與角膜中心相對參考瞳孔中心測量標志點時誤差計算表征為角度值誤差。具體地，瞳孔中心和角膜中心之間大約0. 5mm的水平距離導致標志點的角度值的大約9°誤差?？紤]到在校正下每1°的誤差引起3%的散光，校正散光或光學像差的IOL 與不對稱光學器件的旋轉(zhuǎn)對準的該量值的誤差對IOL植入物的校正效果是有害的。圖1示出了具有輻射狀網(wǎng)格覆蓋的眼圖像。覆蓋可以居中于例如瞳孔或角膜頂點。上述過程可以用于一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)自動定位瞳孔的中心以根據(jù)地形圖測量器讀數(shù)再分配新的坐標系原點并且然后使用角膜頂點(如上所述)作為網(wǎng)格的定心點將360度網(wǎng)格覆蓋在眼圖像上。換句話說，可以使用本文中所述的技術(shù)捕捉從瞳孔中心到角膜頂點的偏移來改善自動瞳孔定心系統(tǒng)，這可以被應用于基于位于眼的圖像內(nèi)的瞳孔中心將輻射狀網(wǎng)格覆蓋居中于角膜頂點上。該系統(tǒng)例如可以有用地用于提供復曲面眼內(nèi)透鏡或其他定向敏感光學植入物的外科手術(shù)向?qū)Щ蚍胖煤?或定向。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易領(lǐng)會使這樣的系統(tǒng)合適地適應從瞳孔中心到角膜頂點的偏移，并且所有這樣的變型或修改應當屬于本公開的范圍內(nèi)。上述方法或過程及其步驟可以在適合于特定應用的硬件、軟件或它們的任何組合中實現(xiàn)。硬件可以包括通用計算機和/或?qū)Ｓ糜嬎銠C設(shè)備。圖2是根據(jù)本發(fā)明特定實施例的用于生成外科顯示的系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100包括具有處理器104的控制臺102。處理器104可以是一個或多個微處理器、微控制器、嵌入式微控制器、可編程數(shù)字信號處理器或其他可編程器件，連同有內(nèi)部和/或外部存儲器106。處理器104也可以或替代地具體化為專用集成電路、可編程門陣列、可編程陣列邏輯或可以被配置為處理電子信號的任何其他器件或器件的組合。存儲器106可以是任何合適形式的數(shù)據(jù)存儲裝置，包括易失性的或非易失性的電子、磁或光存儲器，所述存儲器包括代碼108，所述代碼包括由處理器104執(zhí)行的指令。還將領(lǐng)會可以使用可以被存儲、編譯或解釋以在以上器件以及處理器、處理器體系結(jié)構(gòu)的異構(gòu)組合或不同硬件和軟件的組合中的一個上運行的結(jié)構(gòu)化編程語言(例如C)、 面向?qū)ο缶幊陶Z言(例如C++)或任何其他高級或低級編程語言(包括匯編語言、硬件描述語言和數(shù)據(jù)庫編程語言和技術(shù))來創(chuàng)建計算機可執(zhí)行代碼108。
在圖2所示的實施例中，系統(tǒng)100還包括用于在外科手術(shù)期間觀察眼的顯示器108 和顯微鏡110。顯示器108可以包括用于生成針對眼的對準向?qū)У娜魏魏线m的輸出設(shè)備， 包括打印機、視頻顯示器或光投影儀。在特定實施例中，顯示器108可被耦接到顯微鏡110 使得圖像被投影到顯微鏡的視野中。顯微鏡110可以是用于視覺地檢查眼的任何合適的工具，其可以包括電子和/或光學視圖。圖3是例示了用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У氖纠苑椒ǖ牧鞒虉D200。在步驟202，收集術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置。在步驟204，在眼已擴大之后定位眼的已擴大瞳孔中心。在步驟206，確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移。在步驟208，基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。因此，在一個方面，上述每一種方法及其組合可以具體化為計算機可執(zhí)行代碼，當在一個或多個計算機設(shè)備上執(zhí)行時，所述計算機可執(zhí)行代碼實現(xiàn)所述方法的各步驟。在另一個方面，所述方法可以具體化為實現(xiàn)其各步驟的系統(tǒng)，并且可以以許多方式發(fā)布在設(shè)備上，或者所有功能性可以被整合到專用、獨立設(shè)備或其他硬件中。在另一個方面，用于執(zhí)行與上述過程相關(guān)的步驟的手段可以包括上述的硬件和/或軟件中的任何一個。所有這樣的排列和組合應當屬于本公開的范圍內(nèi)。盡管已結(jié)合詳細顯示和描述的優(yōu)選實施例公開了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯見對其進行的各種修改和改進。
權(quán)利要求
1.一種用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У姆椒?，包括收集術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)，所述術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置；在該眼被擴大之后定位該眼的已擴大瞳孔中心； 確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移；以及基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括顯示輻射狀網(wǎng)格。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括相對于該眼顯示至少一個子午線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括相對于所述子午線對準分度器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示對準數(shù)據(jù)還包括顯示輻射狀網(wǎng)格。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中定位瞳孔中心包括手動移動定點設(shè)備以定位眼的中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中定位瞳孔中心包括使用圖像分析軟件自動定位瞳孔中心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括顯示復曲面眼內(nèi)透鏡的圓柱軸ο
9.一種用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У南到y(tǒng)，包括存儲器，其可操作以存儲術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)，所述術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置；處理器，其可操作以在該眼被擴大之后定位眼的已擴大瞳孔中心并且確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移；以及顯示器，其可操作以基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中對準數(shù)據(jù)的顯示包括輻射狀網(wǎng)格。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中對準數(shù)據(jù)的顯示包括相對于該眼的至少一個子午線的顯示。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括被配置為相對于所述子午線對準的分度器。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中對準數(shù)據(jù)的顯示包括輻射狀網(wǎng)格。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，還包括手動可移動以向所述處理器指示瞳孔的中心的定點設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述處理器可操作以使用圖像分析軟件定位瞳孔中心。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中對準數(shù)據(jù)的顯示包括復曲面眼內(nèi)透鏡的圓柱軸。
17.具體化為計算機可讀介質(zhì)的軟件，所述軟件可由處理器執(zhí)行以實現(xiàn)以下步驟收集術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)，所述術(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置；在該眼被擴大之后定位該眼的已擴大瞳孔中心； 確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移；以及基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括顯示輻射狀網(wǎng)格。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括相對于該眼顯示至少一個子午線。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中顯示對準數(shù)據(jù)還包括顯示輻射狀網(wǎng)格。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中定位瞳孔中心包括從定點設(shè)備接收瞳孔的中心的指示。
22.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中定位瞳孔中心包括使用圖像分析軟件自動定位瞳孔中心。
23.根據(jù)權(quán)利要求17所述的軟件，其中顯示對準數(shù)據(jù)包括顯示復曲面眼內(nèi)透鏡的圓柱軸ο
全文摘要
一種用于生成針對眼的輻射狀對準向?qū)У姆椒òㄊ占g(shù)前角膜地形圖數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包括未擴大眼的角膜頂點位置和瞳孔中心位置。所述方法隨后包括在眼被擴大之后定位該眼的已擴大瞳孔中心。所述方法還包括確定角膜頂點和已擴大瞳孔中心之間的經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移并且基于所述經(jīng)調(diào)節(jié)的偏移將對準數(shù)據(jù)顯示在該眼的圖像上。
文檔編號A61B3/11GK102325490SQ201080008314
公開日2012年1月18日 申請日期2010年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月19日
發(fā)明者I·李維斯, J·H·塔拉默 申請人:愛爾康研究有限公司