本公開一般涉及用于確定眼科應(yīng)用的應(yīng)用區(qū)域的中心的技術(shù)。更具體地并且非限制性地，本公開涉及用于響應(yīng)于在眼科應(yīng)用期間基于瞳孔中心實(shí)時(shí)跟蹤的眼動(dòng)來(lái)相對(duì)于人眼角膜確定應(yīng)用區(qū)域的中心的裝置和方法。

背景技術(shù)：

眼科裝置或操作此類裝置的方法允許執(zhí)行關(guān)于患者眼睛的一個(gè)或多個(gè)過(guò)程(即眼科應(yīng)用)，諸如手術(shù)、治療或診斷過(guò)程，例如包括并且不限于LASIK(準(zhǔn)分子激光原位角膜磨鑲術(shù))、Epi-LASIK、PRK、微透鏡取出術(shù)或角膜移植術(shù)。

可以在眼科應(yīng)用(例如，激光消融)期間通過(guò)實(shí)時(shí)跟蹤眼動(dòng)(例如無(wú)意識(shí)掃視)來(lái)避免眼睛固定。在此情形下，應(yīng)用區(qū)域包括根據(jù)應(yīng)用區(qū)域應(yīng)用于角膜的消融輪廓。激光消融的應(yīng)用區(qū)域相對(duì)于消融激光橫向重新定位，使得應(yīng)用區(qū)域維持居中在角膜上的預(yù)限定的定心點(diǎn)處。

為控制消融激光，攝像頭觀察眼睛的瞳孔中心作為用于確定應(yīng)用區(qū)域的中心的參考點(diǎn)。用于屈光手術(shù)的現(xiàn)有系統(tǒng)將應(yīng)用區(qū)域的中心確定為當(dāng)前瞳孔中心，任選地與一個(gè)或多個(gè)另外的角膜點(diǎn)相結(jié)合。此類另外的角膜點(diǎn)可以取決于眼睛的屈光不正(例如，近視、遠(yuǎn)視或散光)而在形貌上限定。由于當(dāng)眼睛的虹膜收斂或擴(kuò)張時(shí)瞳孔中心可相對(duì)于角膜偏移，因而補(bǔ)償瞳孔中心偏移，如文件EP 1 985 269 A1所述。

一些已知的系統(tǒng)允許手動(dòng)偏置定心點(diǎn)遠(yuǎn)離瞳孔中心。如果眼睛的瞳孔中心從眼睛的光學(xué)中心或角膜表面的形貌中心高度偏離，那么偏置可以是重要的。然而，手動(dòng)偏置定心點(diǎn)常規(guī)地基于主觀目測(cè)估計(jì)并且由用于目測(cè)檢查(例如顯微鏡分辨率)的儀器限制。另外，手動(dòng)執(zhí)行偏置的僅這一事實(shí)可以引入不確定因素并且導(dǎo)致消融結(jié)果的不準(zhǔn)確性，例如在應(yīng)用藥物以及使用手術(shù)器械之后。此外，手動(dòng)偏置是耗時(shí)的并且要求外科醫(yī)師附加的努力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，存在對(duì)一種用于確定眼科應(yīng)用的應(yīng)用區(qū)域的中心的技術(shù)的需要，所述技術(shù)提供相當(dāng)于手動(dòng)偏置的自由度，從而避免與手動(dòng)執(zhí)行偏置相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)中的至少一些。

根據(jù)一方面，提供了一種用于為在眼角膜處進(jìn)行的眼科應(yīng)用確定應(yīng)用區(qū)域的中心的裝置。所述裝置包括：控制接口，所述控制接口被適配來(lái)在眼科應(yīng)用之前接收第一參數(shù)；成像裝置，所述成像裝置被適配來(lái)在眼科應(yīng)用期間捕捉眼睛瞳孔的圖像；確定單元，所述確定單元被適配來(lái)在眼科應(yīng)用期間基于成像裝置的圖像確定當(dāng)前瞳孔中心和當(dāng)前瞳孔大小，通過(guò)使用表示作為瞳孔大小的函數(shù)的偏移的瞳孔中心偏移特征補(bǔ)償當(dāng)前瞳孔中心的偏移來(lái)確定第一點(diǎn)(其中第一參數(shù)確定補(bǔ)償?shù)某潭?，并且確定在角膜表面上的第二點(diǎn)；以及控制單元，所述控制單元被適配來(lái)通過(guò)確定應(yīng)用區(qū)域的中心在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的定心點(diǎn)上來(lái)控制眼科應(yīng)用。

第二點(diǎn)可至少基本對(duì)應(yīng)于角膜表面的頂端或頂點(diǎn)，或?qū)?yīng)于眼睛的視軸和角膜的交叉點(diǎn)。

成像裝置可包括攝像頭、光學(xué)相干斷層成像(OCT)裝置和/或光學(xué)低相干反射(OLCR)裝置。

眼科應(yīng)用可包括例如通過(guò)還包括激光源的裝置來(lái)執(zhí)行的手術(shù)或治療過(guò)程。激光源可包括飛秒、微微秒或阿秒激光源、準(zhǔn)分子激光源、或其組合。激光源可被配置來(lái)消融或光離解眼睛的組織，例如角膜材料。

眼科應(yīng)用可以是激光消融。應(yīng)用區(qū)域可以是消融輪廓。消融輪廓可在激光消融之前預(yù)限定。消融輪廓可例如以由控制單元執(zhí)行的控制程序的形式存儲(chǔ)在裝置中。消融輪廓可限定待消融的角膜材料的深度。消融輪廓可根據(jù)兩個(gè)橫向坐標(biāo)(例如，在激光源的光軸的橫向上)限定待消融的角膜材料的深度。

眼科應(yīng)用可包括診斷過(guò)程。眼科應(yīng)用可包括眼睛的測(cè)量，例如，像差、形貌或生物測(cè)量或其組合?？衫缤ㄟ^(guò)還包括用于像差、形貌或生物測(cè)量或其組合的構(gòu)件的裝置來(lái)執(zhí)行眼科應(yīng)用。

對(duì)于裝置的至少一些實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，第一點(diǎn)相對(duì)于角膜至少基本是固定的并且獨(dú)立于當(dāng)前瞳孔大小。通過(guò)補(bǔ)償偏移，第一點(diǎn)可以是在激光消融期間相對(duì)于角膜至少基本是固定的校正的瞳孔中心，同時(shí)當(dāng)前瞳孔中心可例如在瞳孔中心偏移特征的整個(gè)范圍上根據(jù)對(duì)眼睛的照明而變化。第一點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于瞳孔中心偏移特征范圍內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)。瞳孔中心偏移特征的范圍可從暗視瞳孔中心延伸到明視瞳孔中心。

在眼科應(yīng)用之前，用戶可以例如通過(guò)在控制接口處輸入第一參數(shù)來(lái)確定補(bǔ)償?shù)某潭?。瞳孔中心偏移的補(bǔ)償可以消除當(dāng)前瞳孔中心對(duì)照明條件和/或調(diào)節(jié)條件的依存關(guān)系，所述條件可統(tǒng)稱為“瞳孔條件”或簡(jiǎn)稱“條件”。第一參數(shù)可限定瞳孔中心的哪一個(gè)偏移位置待被確定為第一點(diǎn)。第一參數(shù)可允許將第一點(diǎn)固定到某個(gè)條件的瞳孔中心(所述條件也稱為參數(shù)條件)。參數(shù)條件可在眼科應(yīng)用(例如，激光消融)之前預(yù)限定。參數(shù)條件可在眼科應(yīng)用期間獨(dú)立于實(shí)際條件。

第一參數(shù)可限定參數(shù)瞳孔條件或?qū)?yīng)于參數(shù)瞳孔條件的參數(shù)瞳孔大小。參數(shù)瞳孔大小可確定瞳孔中心偏移的補(bǔ)償程度，例如通過(guò)根據(jù)針對(duì)參數(shù)瞳孔大小的瞳孔大小評(píng)估瞳孔中心偏移特征。第一點(diǎn)可以是基于瞳孔中心偏移特征計(jì)算的瞳孔中心的位置，使得假定參數(shù)瞳孔條件或參數(shù)瞳孔大小，第一點(diǎn)對(duì)應(yīng)于瞳孔中心。

對(duì)于至少一些實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，第二點(diǎn)可至少基本上對(duì)應(yīng)于作為角膜表面的形貌點(diǎn)的頂端，使得第二點(diǎn)在眼科應(yīng)用期間相對(duì)于角膜至少基本上是固定的?？商娲鼗虺酥?，第二點(diǎn)可至少基本上對(duì)應(yīng)于角膜表面上的頂點(diǎn)。

通過(guò)從相對(duì)于角膜至少基本上是固定的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)得到定心點(diǎn)，所述定心點(diǎn)可精確地跟隨眼睛(即角膜)的運(yùn)動(dòng)。因此，至少一些實(shí)施方案控制眼科應(yīng)用，使得應(yīng)用區(qū)域居中在作為相對(duì)于角膜的固定點(diǎn)的定心點(diǎn)上，即使具有改變強(qiáng)度的可見光照射在眼睛上并且導(dǎo)致瞳孔對(duì)光反射(例如浦肯野(Purkinje)反射)，或即使具有改變強(qiáng)度的可見光照射在眼睛上并且瞳孔根據(jù)調(diào)節(jié)模擬對(duì)光作出反應(yīng)?？稍诩す庀谥敖邮蘸?或計(jì)算瞳孔中心偏移特征。裝置接口可向確定單元提供眼睛的瞳孔中心偏移特征?？商娲鼗虺酥?，裝置接口可提供用于計(jì)算瞳孔中心偏移特征的測(cè)量數(shù)據(jù)。瞳孔中心偏移特征可指示眼睛的瞳孔中心相對(duì)于角膜的偏移，例如眼睛的角膜緣中心。

瞳孔的大小可包括瞳孔的線性橫向尺寸。瞳孔的大小可由一個(gè)或多個(gè)瞳孔直徑表示。瞳孔中心偏移特征可指示作為瞳孔直徑的函數(shù)的瞳孔中心的偏移。函數(shù)可關(guān)于瞳孔直徑離散。函數(shù)可在一組離散的測(cè)量瞳孔直徑之間進(jìn)行內(nèi)插。

確定單元可通過(guò)從當(dāng)前瞳孔中心中減去由瞳孔中心偏移特征指示的針對(duì)當(dāng)前瞳孔大小的偏移來(lái)確定第一點(diǎn)。根據(jù)瞳孔中心偏移特征的針對(duì)參數(shù)瞳孔大小的瞳孔中心偏移可被加到相減的結(jié)果。

瞳孔中心偏移特征域可包括暗視瞳孔大小、間視瞳孔大小、明視瞳孔大小或其間任何大小?？刂平涌谶€可被適配來(lái)將第一參數(shù)的默認(rèn)值設(shè)定成暗視瞳孔大小、瞳孔中心偏移特征域中的最大瞳孔大小、暗視瞳孔條件或可對(duì)應(yīng)于瞳孔中心偏移特征域中的最大瞳孔直徑的瞳孔條件。

將消融輪廓的中心確定為或靠近暗視條件的瞳孔中心可以提供在整個(gè)照明條件范圍上的視覺校正，即使明視瞳孔中心從暗視瞳孔中心顯著地偏離。例如，消融輪廓可以在暗視條件下校正視覺，同時(shí)眼睛的光學(xué)分辨率可由明視條件下的衍射限制。例如，相對(duì)于明視瞳孔中心偏移的應(yīng)用區(qū)域與根據(jù)明視瞳孔中心的孔的微小的組合可以實(shí)現(xiàn)所有瞳孔條件的滿意分辨率。

瞳孔中心偏移特征域可從明視瞳孔大小延伸到暗視瞳孔大小?？苫跍y(cè)量的瞳孔中心以及測(cè)量的瞳孔大小來(lái)計(jì)算瞳孔中心偏移特征?？芍辽籴槍?duì)瞳孔的明視條件和暗視條件來(lái)測(cè)量瞳孔中心和瞳孔大小?？商娲鼗蚪M合地，可針對(duì)在瞳孔的明視條件與暗視條件之間的至少兩個(gè)瞳孔條件來(lái)測(cè)量瞳孔中心和瞳孔大小中的每一個(gè)，并且超出測(cè)量條件的瞳孔中心偏移特征通過(guò)外推法來(lái)計(jì)算。第三條件可以是間視條件。瞳瞳孔中心偏移特征域可包括暗視直徑(例如2mm)和/或明視直徑(例如6mm)。瞳孔中心偏移特征域可從2mm延伸到6mm。為在眼科應(yīng)用之前測(cè)量瞳孔大小和/或?yàn)樵谘劭茟?yīng)用期間確定瞳孔大小，圓可配合到在圖像中檢測(cè)到的虹膜與瞳孔之間的邊緣線。

確定單元可基于相對(duì)于參考瞳孔中心的偏置來(lái)確定第二點(diǎn)。偏置可指示在第二點(diǎn)(例如頂端)與參考瞳孔中心之間的橫向空間間隔。確定單元可通過(guò)向參考瞳孔中心加上偏置來(lái)確定第二點(diǎn)。確定單元可在眼科應(yīng)用之前接收偏置的坐標(biāo)。確定單元可通過(guò)從當(dāng)前瞳孔中心減去根據(jù)瞳孔中心偏移特征的針對(duì)當(dāng)前瞳孔大小的偏移來(lái)確定參考瞳孔中心。確定單元可在眼科應(yīng)用之前接收參考瞳孔大小。可基于參考瞳孔大小通過(guò)向相減結(jié)果加上根據(jù)瞳孔中心偏移特征的針對(duì)參考瞳孔大小的偏移來(lái)確定參考瞳孔中心?？商娲鼗虺酥?，可通過(guò)虹膜、角膜緣中的標(biāo)記點(diǎn)或鞏膜中的血管來(lái)確定第二點(diǎn)。

裝置還可包括形貌測(cè)量單元，例如OCT或沙伊姆弗勒(Scheimpflug)單元。形貌測(cè)量單元可基于角膜表面的形貌、參考瞳孔中心和/或參考瞳孔大小來(lái)測(cè)量第二點(diǎn)。對(duì)第二點(diǎn)、瞳孔中心和/或瞳孔大小的測(cè)量可至少基本上同時(shí)執(zhí)行，例如在20ms或更小的(時(shí)間)內(nèi)。測(cè)量可在眼科應(yīng)用之前執(zhí)行。測(cè)量單元可計(jì)算在第二點(diǎn)與參考中心(例如，參考瞳孔中心或參考角膜緣中心)之間的偏置。形貌測(cè)量單元可將普拉西多(Placido)環(huán)投射在角膜表面上用于測(cè)量形貌和/或頂端。

裝置還可包括瞳孔測(cè)量單元。瞳孔測(cè)量單元可測(cè)量瞳孔中心偏移以及瞳孔大小。測(cè)量可例如使用紅外光通過(guò)光學(xué)方式執(zhí)行。測(cè)量可在眼科應(yīng)用之前執(zhí)行。

可指向眼睛的光學(xué)接口可由瞳孔測(cè)量單元和形貌測(cè)量單元共用。偏移可表示在參考瞳孔中心與測(cè)量瞳孔中心之間的空間間隔。換言之，相同的參考瞳孔中心可用于瞳孔中心的偏移和第二點(diǎn)的偏置。

確定單元還可接收與測(cè)量大小相結(jié)合的偏移的坐標(biāo)。確定單元可基于測(cè)量的偏移和測(cè)量的瞳孔大小計(jì)算瞳孔中心偏移特征。瞳孔測(cè)量單元可在不同的瞳孔照明條件下測(cè)量偏移和大小。瞳孔測(cè)量單元可包括用于在暗視條件下照明眼睛的紅外光源，以及還有用于照明眼睛以便產(chǎn)生明視條件的可見光源。

瞳孔測(cè)量單元可包括用于可見光和/或紅外光的多個(gè)發(fā)光二極管、LED。LED可布置在一個(gè)或多個(gè)環(huán)中。環(huán)相對(duì)于眼科應(yīng)用的光軸(例如，OCT測(cè)量的光軸和/或激光消融的光軸)可以是同心的。

基于針對(duì)至少三個(gè)不同條件的測(cè)量，根據(jù)瞳孔中心偏移特征的針對(duì)在暗視條件與明視條件之間的瞳孔大小的偏移可在明視條件的瞳孔中心與暗視條件的瞳孔中心之間的曲線上。

根據(jù)瞳孔中心偏移特征的瞳孔中心的偏移可以是瞳孔直徑的非線性函數(shù)。隨著瞳孔直徑增大，偏移可從明視條件的瞳孔中心到暗視條件的瞳孔中心非線性變化作為瞳孔直徑的函數(shù)。在暗視條件下測(cè)量的瞳孔中心被稱為暗視瞳孔中心。瞳孔中心偏移可表示瞳孔中心相對(duì)于暗視瞳孔中心的偏移。

定心點(diǎn)可以是在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的直線上的一個(gè)點(diǎn)?？刂平涌谶€可接收第二參數(shù)。第二參數(shù)可限定定心點(diǎn)在直線上的位置。

與在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的線長(zhǎng)度成比例的在第二點(diǎn)與定心點(diǎn)之間的線段長(zhǎng)度可在消融之前預(yù)設(shè)定和/或在眼科應(yīng)用期間固定。比例可由百分比值表示。第二參數(shù)可以是比例。

第一參數(shù)和第二參數(shù)可將應(yīng)用區(qū)域的定心點(diǎn)限定在角膜表面上的三角形內(nèi)。三角形可例如在整個(gè)眼科應(yīng)用期間確定，無(wú)任何人為干涉。三角形可由第二點(diǎn)(例如，頂端或頂點(diǎn))、明視瞳孔中心、以及暗視瞳孔中心生成。

成像裝置、確定單元和控制單元可在眼科應(yīng)用期間操作。成像裝置可連續(xù)或周期性地捕捉圖像。確定單元可連續(xù)或周期性地確定至少第一點(diǎn)和第二點(diǎn)。

根據(jù)另一方面，提供了一種為在眼角膜處進(jìn)行的眼科應(yīng)用確定應(yīng)用區(qū)域的中心的方法。所述方法包括：在眼科應(yīng)用之前接收第一參數(shù)的步驟；在眼科應(yīng)用期間捕捉眼睛瞳孔的圖像；在眼科應(yīng)用期間基于所捕捉的圖像確定當(dāng)前瞳孔中心以及當(dāng)前瞳孔大小，通過(guò)使用表示作為瞳孔大小的函數(shù)的偏移的瞳孔中心偏移特征補(bǔ)償當(dāng)前瞳孔中心的偏移來(lái)確定第一點(diǎn)(其中第一參數(shù)確定補(bǔ)償?shù)某潭?，并且確定在角膜表面上的第二點(diǎn)的步驟；以及通過(guò)確定應(yīng)用區(qū)域的中心在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的定心點(diǎn)上來(lái)控制眼科應(yīng)用的步驟。

第二點(diǎn)可至少基本上對(duì)應(yīng)于角膜表面的頂端或頂點(diǎn)。所述方法還包括用于操作在裝置方面的上下文中描述的單元的特征、單元和步驟中的一個(gè)或多個(gè)。

確定步驟的一種執(zhí)行(即，一次執(zhí)行三個(gè)步驟)可花費(fèi)100ms、20ms或更少。

附圖說(shuō)明

在下文中，將參照?qǐng)D中所示的示例性實(shí)施方案更詳細(xì)地描述本公開，其中

圖1示意性示出人眼在平行于橫向平面的截面中的結(jié)構(gòu)；

圖2示意性示出用于確定應(yīng)用區(qū)域的中心的裝置的實(shí)施方案；

圖3示意性示出用于確定角膜上的應(yīng)用區(qū)域的定心點(diǎn)的自由度；并且

圖4示意性示出定心點(diǎn)的坐標(biāo)的計(jì)算。

具體實(shí)施方式

在以下描述中，出于解釋并且非限制性的目的，陳述了具體的細(xì)節(jié)(諸如具體的裝置配置和眼角膜上的具體點(diǎn))以便提供對(duì)本文公開的技術(shù)的透徹理解。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，本技術(shù)可以在偏離這些具體細(xì)節(jié)的其他實(shí)施方案中實(shí)踐。例如，盡管關(guān)于角膜頂端描述了以下實(shí)施方案，使用代替或結(jié)合頂端的視軸與角膜表面的交叉點(diǎn)或角膜表面的頂點(diǎn)容易實(shí)踐本技術(shù)。

本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員還將理解，本文解釋的方法、功能和部件可使用單獨(dú)的硬件電路、使用與微處理器或通用計(jì)算機(jī)結(jié)合運(yùn)行的軟件、或其組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖1示出人眼100平行于橫向平面的示意性截面，其包括眼睛100的光軸102。眼睛100包括限定角膜表面106的角膜104。

眼睛100還包括虹膜108，所述虹膜108的邊緣110形成瞳孔112的邊界。瞳孔112的幾何中心稱為瞳孔中心114。

角膜表面106包括頂端116。頂端116可以被限定為角膜表面106的最高前部點(diǎn)和/或被限定為角膜表面106內(nèi)的最大表面曲率點(diǎn)。頂端116未必與光軸102和角膜表面106的交叉點(diǎn)重合。總的來(lái)說(shuō)，頂端116同樣并不位于頂點(diǎn)118處，所述頂點(diǎn)118被限定為視同軸角膜反射和角膜表面106的穿過(guò)點(diǎn)、切口點(diǎn)或交叉點(diǎn)。眼睛還包括晶狀體120、角膜104的邊界處的角膜緣122、和鞏膜124。角膜緣122和瞳孔112可以是基于機(jī)器的圖像分析和跟蹤眼動(dòng)的對(duì)象。

在下文中，瞳孔中心114用于確定角膜104的眼科應(yīng)用的應(yīng)用區(qū)域的中心。技術(shù)人員可以容易地?cái)U(kuò)展定心技術(shù)，例如通過(guò)將另外的對(duì)象考慮在內(nèi)。在本文中，定心指相對(duì)于角膜104定位應(yīng)用區(qū)域。已知用于軸向聚焦激光的設(shè)備，因此以下描述集中于在與光軸橫向的二維中(例如，在角膜表面106中)定位應(yīng)用區(qū)域。

例如，瞳孔中心114應(yīng)被理解為在兩個(gè)橫向維度中的一個(gè)點(diǎn)，例如，瞳孔中心114在角膜104的角膜表面106上的投射。投射可以包括對(duì)橫向位置的線性校正，所述線性校正取決于眼睛100的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與瞳孔中心114之間的距離，其與眼睛100的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與角膜表面106之間的距離有關(guān)。

參考圖2描述針對(duì)第一實(shí)施方案的本技術(shù)，其中激光消融是眼科應(yīng)用并且消融輪廓是應(yīng)用區(qū)域。

此外，盡管參照角膜104處進(jìn)行的激光消融解釋了本技術(shù)，但是激光消融例如可以在切開皮瓣并且將皮瓣折疊起來(lái)后直接在角膜表面106上或在角膜104內(nèi)執(zhí)行。在這種情形下，所有點(diǎn)可投射到皮瓣的截面中。

圖2示意性示出系統(tǒng)200，其包括測(cè)量裝置210以及用于確定針對(duì)在眼睛100的角膜處的激光消融的消融輪廓的中心的裝置220的實(shí)施方案。盡管圖2所示的裝置220的實(shí)施方案包括用于將測(cè)量裝置210耦接到裝置220的裝置接口222，但是裝置220的替代性實(shí)施方案包括測(cè)量裝置210的一個(gè)或所有單元。將測(cè)量裝置210整合到定心裝置220中可以避免在測(cè)量后以及在激光消融前運(yùn)送患者，如圖2中的參考標(biāo)記240處所指示

裝置220包括控制接口224、成像裝置226、確定單元228和控制單元230?？刂平涌?24耦接到確定單元228和控制單元230，并且在激光消融之前向確定單元228提供第一參數(shù)。

成像裝置226使用紅外線捕捉眼睛100的瞳孔112的圖像。例如，成像裝置226包括紅外光源，所述紅外光源指向眼睛100以提供成像裝置226對(duì)其敏感的紅外光譜中的足夠的和恒定的光強(qiáng)。成像裝置226所捕捉的圖像的質(zhì)量因而不依賴于外科醫(yī)生在眼科應(yīng)用期間選擇的視覺照明。圖像提供到確定單元228。

確定單元228在激光消融期間基于成像裝置226的圖像來(lái)確定當(dāng)前瞳孔中心114和瞳孔112的當(dāng)前大小?？商娲?，由包括在成像裝置226中的子單元232實(shí)現(xiàn)用于確定當(dāng)前瞳孔中心114和瞳孔112的當(dāng)前大小的功能性，如示出圖2中的裝置220的實(shí)施方案。當(dāng)前瞳孔中心的坐標(biāo)和瞳孔的當(dāng)前大小由子單元232提供到確定單元228。

確定單元228在激光消融期間確定角膜104的表面106上的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)。通過(guò)使用瞳孔中心偏移特征補(bǔ)償當(dāng)前瞳孔中心114的偏移來(lái)確定第一點(diǎn)。瞳孔中心偏移特征表示作為瞳孔112的大小(例如，瞳孔112的直徑)的函數(shù)的瞳孔中心的偏移。從控制接口224接收的第一參數(shù)確定補(bǔ)償程度。

在激光消融期間基于相對(duì)于參考點(diǎn)的偏置來(lái)確定在角膜104的表面106上的第二點(diǎn)。偏置在激光消融之前由測(cè)量裝置提供。在激光消融期間使用成像裝置226的圖像來(lái)確定參考點(diǎn)。取決于裝置220的實(shí)現(xiàn)，第二點(diǎn)至少基本上對(duì)應(yīng)于頂端116、頂點(diǎn)118、眼睛100的視線、或其組合。

控制單元230通過(guò)確定消融輪廓的中心在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的定心點(diǎn)上來(lái)控制激光消融。在圖2所示的裝置220的實(shí)施方案中，確定單元228和控制單元230通過(guò)用于有效地共享計(jì)算資源的計(jì)算模塊233來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述計(jì)算模塊233諸如處理器、耦接到處理器的存儲(chǔ)器、以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的操作系統(tǒng)。

在圖2所示的實(shí)施方案中，裝置220還包括消融單元234，所述消融單元234包括消融激光源236和光學(xué)器件238?？刂茊卧?30觸發(fā)激光源236產(chǎn)生激光脈沖。光學(xué)器件238根據(jù)消融輪廓和定心點(diǎn)來(lái)接收和橫向偏轉(zhuǎn)激光脈沖。

在裝置220的擴(kuò)展實(shí)施方案中，控制接口224還向確定單元228提供第二參數(shù)，所述第二參數(shù)確定定心點(diǎn)沿著第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的直線的位置。

測(cè)量裝置210包括形貌測(cè)量單元212和瞳孔測(cè)量單元214。形貌測(cè)量單元212測(cè)量角膜表面106的表面形貌，并且向確定單元228提供第二點(diǎn)(例如，頂端116和/或頂點(diǎn)118)的坐標(biāo)。使用波前分析例如通過(guò)將普拉西多(Placido)環(huán)投射到角膜表面106上來(lái)測(cè)量表面形貌或頂點(diǎn)。

由形貌測(cè)量單元212提供第二點(diǎn)相對(duì)于參考瞳孔中心的偏置坐標(biāo)。參考瞳孔中心在激光消融之前在形貌測(cè)量期間是瞳孔中心114。

瞳孔測(cè)量單元214檢測(cè)在瞳孔112對(duì)其敏感的可見光譜中的不同照明條件下的瞳孔112的邊緣110。照明條件包括暗視條件和明視條件。瞳孔測(cè)量單元214針對(duì)每個(gè)照明條件測(cè)量瞳孔中心114和瞳孔112的大小。使用紅外光源和包括在測(cè)量裝置210中的紅外成像裝置，并且在整個(gè)可見照明條件范圍上提供瞳孔112的圖像來(lái)執(zhí)行瞳孔測(cè)量。在包括瞳孔測(cè)量單元214的裝置220的替代性實(shí)施方案中，紅外光源和裝置220的紅外成像裝置226在消融之前也用于瞳孔測(cè)量。

通過(guò)將圓配合到瞳孔112的邊緣110來(lái)測(cè)量瞳孔大小。所配合的圓的直徑表示瞳孔大小。瞳孔測(cè)量單元向確定單元228提供與瞳孔中心114的偏移結(jié)合的所測(cè)量的瞳孔大小。確定單元228計(jì)算瞳孔中心偏移特征，即，基于針對(duì)瞳孔中心偏移和瞳孔直徑的測(cè)量值提供對(duì)于給定瞳孔直徑的瞳孔中心偏移的函數(shù)?？商娲兀诇y(cè)量單元214計(jì)算瞳孔中心偏移特征，并且向確定單元228提供瞳孔中心偏移特征。

瞳孔中心偏移特征被存儲(chǔ)例如作為偏移和直徑的表列值對(duì)，或作為多項(xiàng)式的系數(shù)。瞳孔中心偏移特征的計(jì)算包括配合針對(duì)兩個(gè)或更多個(gè)照明條件的測(cè)量值，從而產(chǎn)生瞳孔中心偏移作為瞳孔直徑的函數(shù)。所測(cè)量的瞳孔中心114優(yōu)選地配合到角膜表面106上的直線?？商娲兀鶞y(cè)量的瞳孔中心114之間的直線段表示瞳孔中心偏移特征。在裝置220的改進(jìn)實(shí)施方案中，使用三個(gè)或更多個(gè)照明條件的值對(duì)從非線性配合得到瞳孔中心偏移特征。

測(cè)量裝置210還向確定單元228提供表示在形貌測(cè)量時(shí)的瞳孔大小的參考直徑。基于參考直徑和瞳孔中心偏移特征，確定單元228確定參考瞳孔中心，所述參考瞳孔中心用于基于第二點(diǎn)相對(duì)于參考瞳孔中心的偏置坐標(biāo)來(lái)確定第二點(diǎn)。

在第二實(shí)施方案中，眼科應(yīng)用是眼科測(cè)量并且應(yīng)用區(qū)域是測(cè)量區(qū)域。用于針對(duì)在眼角膜處的眼科測(cè)量確定測(cè)量區(qū)域的中心的裝置的第二實(shí)施方案包括對(duì)應(yīng)于以上在第一實(shí)施方案的上下文中所描述的部件224至230的部件。第二實(shí)施方案的不同點(diǎn)在于定心點(diǎn)限定測(cè)量位置而不是激光消融的位置。

激光源236和光學(xué)器件238對(duì)于第二實(shí)施方案來(lái)說(shuō)是任選特征件。第二實(shí)施方案包括OCT測(cè)量單元。OCT測(cè)量單元耦接到控制單元230?？刂茊卧?30控制OCT測(cè)量單元，使穿過(guò)角膜104的OCT深度測(cè)量的位置被橫向重新定位以便跟隨角膜104的移動(dòng)。

例如，在測(cè)量測(cè)量區(qū)域中的一系列點(diǎn)待測(cè)量。響應(yīng)于眼動(dòng)，確定單元228確定角膜表面106上的第一點(diǎn)和第二點(diǎn)并且向控制單元230提供定心點(diǎn)的坐標(biāo)。這些坐標(biāo)被限定為OCT測(cè)量單元的坐標(biāo)系。

參照?qǐng)D3和圖4描述了用于計(jì)算第一點(diǎn)、第二點(diǎn)和定心點(diǎn)的另外細(xì)節(jié)?？梢酝耆虿糠掷玑槍?duì)裝置的第一實(shí)施方案和/或第二實(shí)施方案或相應(yīng)方法實(shí)施方案來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算。

取決于實(shí)現(xiàn)方式，本技術(shù)允許用戶通過(guò)在控制接口224處設(shè)置第一參數(shù)和/或第二參數(shù)來(lái)改變應(yīng)用區(qū)域的定心點(diǎn)。圖3示意性示出瞳孔中心偏移特征300和眼科應(yīng)用的示例性定心點(diǎn)302。

在眼科應(yīng)用之前針對(duì)明視條件、間視條件和暗視條件測(cè)量瞳孔112，針對(duì)所述條件分別測(cè)量瞳孔112的邊緣110a、110b和110c。對(duì)應(yīng)于所測(cè)量的邊緣110a至110c的幾何中心分別是所測(cè)量的瞳孔中心114a、114b和114c。如圖3示意性示出的，不同照明條件的瞳孔中心114a至114c不重合(例如，當(dāng)投射到角膜表面106上時(shí))。瞳孔中心114a、114b和114c取決于照明條件偏移。偏移由作為對(duì)應(yīng)瞳孔直徑的函數(shù)的瞳孔中心偏移特征300表示。換言之，瞳孔中心偏移特征提供相對(duì)于參考瞳孔中心沿著參考標(biāo)記300處所示的線的作為給定瞳孔直徑的函數(shù)的偏移(例如，作為角膜表面106中的偏移向量)。在圖3所示的實(shí)施方案中，瞳孔中心偏移特征300的范圍是直線段。對(duì)于裝置220的改進(jìn)實(shí)施方案來(lái)說(shuō)，通過(guò)針對(duì)多個(gè)不同的照明條件測(cè)量偏移和直徑來(lái)計(jì)算非線性瞳孔中心偏移特征。

在參照?qǐng)D3描述的示例性實(shí)施方案中，間視瞳孔中心114b是參考瞳孔中心。測(cè)量裝置210通過(guò)向確定單元228提供瞳孔中心偏移特征和邊緣110b的參考直徑來(lái)指示參考瞳孔中心114b。

確定單元228通過(guò)確定當(dāng)前瞳孔中心114和當(dāng)前瞳孔直徑，并且根據(jù)瞳孔中心偏移特征減去當(dāng)前瞳孔直徑的偏移來(lái)確定在眼科應(yīng)用期間的任何照明條件下的參考瞳孔中心114b。

確定單元228通過(guò)根據(jù)形貌測(cè)量單元212提供的偏置坐標(biāo)向參考瞳孔中心114b加上偏置(在參考標(biāo)記304處示出)來(lái)確定第二點(diǎn)(例如，頂端116和/或頂點(diǎn)118)。在某些條件下，針對(duì)作為第二點(diǎn)的頂端116和/或頂點(diǎn)118的測(cè)量的位置可取決于瞳孔大小而稍微變化。

在眼科應(yīng)用期間，確定單元228確定第一點(diǎn)(在參考標(biāo)記114p處示出)。通過(guò)使用瞳孔中心偏移特征300補(bǔ)償瞳孔中心偏移，第一點(diǎn)114p至少基本上獨(dú)立于當(dāng)前瞳孔中心114。第一參數(shù)確定補(bǔ)償程度，例如，第一點(diǎn)114p沿明視瞳孔中心114a與暗視瞳孔中心114c之間的線300的位置。換言之，第一參數(shù)確定第一點(diǎn)114p在瞳孔中心偏移特征300的范圍內(nèi)的位置。第一點(diǎn)114p因此可以由用戶預(yù)定。第一點(diǎn)114p在形貌測(cè)量期間獨(dú)立于瞳孔中心114。形貌測(cè)量可替代地或除此之外通過(guò)角膜曲率測(cè)量或OCT測(cè)量來(lái)實(shí)現(xiàn)。

定心點(diǎn)302是在第一點(diǎn)114p與第二點(diǎn)116或118之間的直線上的一個(gè)點(diǎn)。定心點(diǎn)302沿在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的線的位置由第二參數(shù)來(lái)確定。

圖4示意性示出由確定單元228執(zhí)行的計(jì)算步驟。如由成像裝置226在眼科應(yīng)用期間捕捉的當(dāng)前瞳孔中心由參考標(biāo)記400指示。從當(dāng)前瞳孔中心400減去根據(jù)瞳孔中心偏移特征300的針對(duì)當(dāng)前瞳孔直徑的偏移402，從而產(chǎn)生參考瞳孔中心114b。將由第一參數(shù)確定的針對(duì)照明條件(所述條件也稱為參數(shù)照明條件)的瞳孔中心偏移404添加到參考瞳孔中心114b，從而產(chǎn)生第一點(diǎn)114p。

第一參數(shù)因此限定第一點(diǎn)114p在明視瞳孔中心114a與暗視瞳孔中心114c之間的瞳孔中心偏移特征300的范圍內(nèi)的位置。第一參數(shù)允許在由箭頭406指示的方向上預(yù)選第一點(diǎn)114p，以及因此預(yù)選定心點(diǎn)302。

通過(guò)向參考瞳孔中心114b添加偏置304來(lái)計(jì)算第二點(diǎn)116或118。定心點(diǎn)302在第一點(diǎn)與第二點(diǎn)之間的直線上的位置由第二參數(shù)來(lái)確定。換言之，對(duì)于給定的第二參數(shù)，定心點(diǎn)302在平行于線300的線上，其在由明視瞳孔中心114a、暗視瞳孔中心114c和第二點(diǎn)116或118限定的一種三角形內(nèi)。隨著第二參數(shù)增大，定心點(diǎn)302遠(yuǎn)離瞳孔中心的線300朝第二點(diǎn)116或118偏置，如由箭頭408指示的。

第一參數(shù)在控制接口224處被設(shè)置為指示照明條件的百分比值。例如，當(dāng)?shù)谝粎?shù)等于0％時(shí)，對(duì)應(yīng)的參數(shù)照明條件可以是暗視條件。定心點(diǎn)302接著在暗視瞳孔中心114c與第二點(diǎn)116或118之間的線410上。將第一參數(shù)設(shè)置成100％對(duì)應(yīng)于作為參數(shù)照明條件的明視照明條件。定心點(diǎn)302接著在明視瞳孔中心114a與第二點(diǎn)116或118之間的線412上。

第二參數(shù)在控制接口224處作為百分比值輸入，優(yōu)選地離散成10％的倍數(shù)。對(duì)于0％的第二參數(shù)，定心點(diǎn)302在線300上。對(duì)于100％的第二參數(shù)，定心點(diǎn)302與第二點(diǎn)116或118重合。

第一參數(shù)和第二參數(shù)提供用于限定定心點(diǎn)302的兩個(gè)獨(dú)立的自由度。定心點(diǎn)可以被自由限定在三角形內(nèi)，所述三角形由在角膜表面106上的點(diǎn)114a、114c和116(或118)限定。本技術(shù)允許在控制接口224處用數(shù)字限定定心點(diǎn)302并且因此提供相同的自由度，如同手動(dòng)執(zhí)行偏置而沒有手動(dòng)偏置的不確定性和耗時(shí)。

在控制接口224處不存在關(guān)于第一參數(shù)的用戶輸入的情況下，控制接口提供第一參數(shù)的默認(rèn)值，所述默認(rèn)值對(duì)應(yīng)于瞳孔中心偏移特征300中的最大瞳孔大小，使得定心點(diǎn)302在線410上。

另外，可以實(shí)現(xiàn)消融中心302與所測(cè)量的第二點(diǎn)116或118的非線性依賴關(guān)系。此外，可以使用第一參數(shù)和/或第二參數(shù)將定心點(diǎn)302居中到人工晶狀體(IOL)的光軸上。

如基于以上示例性實(shí)施方案已變得明顯的，本技術(shù)提供一種裝置以及操作裝置的方法，使得用戶可以在眼科應(yīng)用之前，通過(guò)指定例如參數(shù)瞳孔大小或參數(shù)照明條件和/或瞳孔中心與頂端或頂點(diǎn)的比例來(lái)自由確定消融中心，從而避免眼科應(yīng)用中由手動(dòng)偏置導(dǎo)致的不確定性。

在上文中，已示例性地描述實(shí)現(xiàn)本文公開的技術(shù)的原理、實(shí)施方案和各種模式。然而，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)被解釋為限制于以上討論的特定原理、實(shí)施方案和模式。相反，明顯的是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不背離由權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的情況下做出變型和修改。