用于眼生物統(tǒng)計(jì)的集成oct屈光計(jì)系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】用于眼生物統(tǒng)計(jì)的集成OCT屈光計(jì)系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2013年9月19日提交的發(fā)明人是Alexander N.Artsyukhovich、Z.ArasAslan、Lingfeng Yu和Mikhail Boukhny的標(biāo)題為 “Integrated OCT-RefractometerSystem for Ocular B1metry”的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容好像本文中充分又完整陳述般以引用的方式并入本文中。
[0003]背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本文中所公開的實(shí)施方案涉及集成OCT屈光計(jì)系統(tǒng)。更詳細(xì)地，實(shí)施方案涉及用來(lái)基于OCT圖像和屈光映射確定眼睛的屈光特性的眼睛可視化系統(tǒng)、光學(xué)相干斷層掃描(OCT)成像系統(tǒng)和屈光計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0005]當(dāng)前眼部屈光手術(shù)方法(諸如白內(nèi)障手術(shù)、角膜內(nèi)鑲嵌、激光原位角膜磨鑲術(shù)(LASIK)和屈光性角膜切削術(shù)(PRK))依賴于眼生物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)開具最佳屈光校正。在歷史上，眼部手術(shù)治療使用超聲波生物統(tǒng)計(jì)儀器來(lái)使眼睛的部分成像。在一些情況下，這些生物統(tǒng)計(jì)儀器生成眼睛的A型掃描:來(lái)自沿通常與眼睛的光學(xué)軸對(duì)齊的成像軸的所有接口的聲學(xué)回音信號(hào):平行或僅成小角度。其它儀器生成隨著沿掃描線掃描生物統(tǒng)計(jì)儀器的頭部或尖端連續(xù)進(jìn)行的B型掃描，其本質(zhì)上組成A型掃描的集合。這個(gè)掃描線通常在眼睛的光學(xué)軸的側(cè)面。然后，使用這些超聲波A型或B型掃描來(lái)測(cè)量和確定生物統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，諸如眼軸長(zhǎng)度、眼睛前房深度或角膜曲率半徑。這些超聲波眼生物統(tǒng)計(jì)裝置的實(shí)例包括Alcon UltraScan和Alcon OcuScan RxP0
[0006]在一些手術(shù)治療中，使用第二單獨(dú)角膜散光計(jì)來(lái)測(cè)量角膜的屈光性質(zhì)和數(shù)據(jù)。然后，按半經(jīng)驗(yàn)公式組合超聲波測(cè)量和屈光數(shù)據(jù)以計(jì)算在后續(xù)白內(nèi)障超聲乳化手術(shù)期間開具和插入的最優(yōu)眼內(nèi)晶狀體(1L)的特性。
[0007]最近，超聲波生物統(tǒng)計(jì)裝置已迅速讓位于在光學(xué)相干斷層掃描(OCT)原理上建置的光學(xué)成像和生物統(tǒng)計(jì)儀器。實(shí)例包括Zeiss 1L Master和Haag-Streit Lenstar。這些OCT儀器現(xiàn)已用于所有1L處方病例的80-90%中。此外，光學(xué)成像和生物統(tǒng)計(jì)儀器的成功歸因于成像的非接觸本質(zhì)和高于超聲生物計(jì)的精度。
[0008]然而，即使在這些最近進(jìn)展下，實(shí)質(zhì)的進(jìn)一步成長(zhǎng)和發(fā)展需要借助于生物統(tǒng)計(jì)和成像儀器的功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]1.本發(fā)明儀器的問(wèn)題中的一個(gè)是用來(lái)確定生物統(tǒng)計(jì)信息的方法嚴(yán)重依賴于進(jìn)入使用的眼睛模型的假設(shè)，諸如各種眼介質(zhì)中的超聲的速度和各種眼介質(zhì)的屈光率。所述方法還基于人眼的簡(jiǎn)化表示，諸如屈光率和超聲速度不隨眼內(nèi)位置和時(shí)間變化的假設(shè)，而事實(shí)上屈光率和超聲速度隨眼內(nèi)位置和時(shí)間變化。因此，使用測(cè)量的眼睛參數(shù)而非使用假設(shè)模型化眼睛的系統(tǒng)將提供更佳準(zhǔn)確度。
[0010]2.此外，應(yīng)用的模型使用對(duì)來(lái)自諸多手術(shù)和大患者群體的屈光結(jié)果求平均所得的平均值。因而，本發(fā)明方法基于平均信息且忽視或低估病人間變化。這些變化可包括年齡、性別、地區(qū)和其它因素的變化?？刹蹲讲∪碎g變化的系統(tǒng)將改進(jìn)手術(shù)治療方案。
[0011]3.通常在白內(nèi)障手術(shù)的幾周之前，于醫(yī)療或眼科室中執(zhí)行眼生物統(tǒng)計(jì)測(cè)量。然而，在準(zhǔn)備手術(shù)的幾周中，患者眼睛的生物統(tǒng)計(jì)可存在不可忽視的變化。這些變化可使手術(shù)自身的準(zhǔn)備復(fù)雜化，諸如弛緩藥和其它藥物的管理以及手術(shù)室與醫(yī)療室之間的差異。因此，可在更接近手術(shù)的時(shí)間提供生物統(tǒng)計(jì)信息的系統(tǒng)將是有幫助的。
[0012]4.此外，因?yàn)閷?duì)白內(nèi)障眼睛執(zhí)行生物統(tǒng)計(jì)測(cè)量，所以光學(xué)信號(hào)通常模糊或失真到一定程度。因此，基于眼睛模型化的處方有時(shí)偏離最優(yōu)處方。因此，基于未模糊測(cè)量提供生物統(tǒng)計(jì)信息的系統(tǒng)提高精度。
[0013]5.因?yàn)樵诒景l(fā)明治療中使用單獨(dú)生物統(tǒng)計(jì)和成像儀器，所以需要交叉引用和登記生物統(tǒng)計(jì)和成像數(shù)據(jù)，其帶來(lái)額外挑戰(zhàn)。具有集成測(cè)量能力的系統(tǒng)可提供更佳登記。
[0014]6.除可在特定時(shí)間傳遞特定患者的特定眼睛的次優(yōu)結(jié)果的預(yù)備生物統(tǒng)計(jì)和成像的所有上述問(wèn)題外，額外問(wèn)題是在手術(shù)期間不可使用生物統(tǒng)計(jì)，即使其可對(duì)外科醫(yī)生提供有用的額外反饋和控制信息。第一實(shí)例是在已基于術(shù)前生物統(tǒng)計(jì)執(zhí)行松解切割但尚未插入1L時(shí)的階段。因而，可實(shí)行額外測(cè)量以檢查執(zhí)行開具的切割是否確實(shí)實(shí)現(xiàn)通過(guò)術(shù)前模型化預(yù)測(cè)的屈光結(jié)果的系統(tǒng)可對(duì)提供額外校正或調(diào)整有用。
[0015]7.術(shù)中生物統(tǒng)計(jì)的另一功效可為在復(fù)曲面1L插入到散光眼睛中時(shí)，復(fù)曲面1L軸應(yīng)最優(yōu)地被定向成相對(duì)于眼睛散光。目前，外科醫(yī)生基于術(shù)前生物統(tǒng)計(jì)而受處方指導(dǎo)。然而，可有幫助的是，通過(guò)術(shù)中生物統(tǒng)計(jì)追蹤復(fù)曲面1L軸的定向以確保確實(shí)由外科醫(yī)生按處方定向1L軸。此外，這個(gè)系統(tǒng)可執(zhí)行額外術(shù)中生物統(tǒng)計(jì)以檢查術(shù)前處方是否保持對(duì)定向角來(lái)說(shuō)確實(shí)最優(yōu)。這個(gè)生物統(tǒng)計(jì)的結(jié)果可在手術(shù)顯微鏡內(nèi)的抬頭顯示器中轉(zhuǎn)發(fā)給外科醫(yī)生以有效地指導(dǎo)復(fù)曲面軸的定向。
[0016]8.同樣地，在白內(nèi)障手術(shù)期間的1L定向性也是重要的。再者，術(shù)中生物統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)可對(duì)實(shí)行1L插入的外科醫(yī)生提供非常有用的指導(dǎo)。
[0017]至少出于這些理由1-8，需要在適于進(jìn)行和調(diào)整白內(nèi)障手術(shù)步驟、1L選擇和插入的時(shí)間傳遞關(guān)于個(gè)別患者的個(gè)別眼睛的集成成像和生物統(tǒng)計(jì)信息的儀器和方法。
[0018]值得注意的是，不管這些需要的功能是什么，屈光和成像儀器的集成尚處于起步階段。特定來(lái)說(shuō)，目前，尚未制成具有集成到其中的屈光生物統(tǒng)計(jì)裝置和OCT成像系統(tǒng)的術(shù)中顯微鏡。
[0019]為了解決這些需要，本發(fā)明的實(shí)施方案包括一種裂隙燈或顯微鏡集成OCT屈光計(jì)系統(tǒng)，其包括:眼睛可視化系統(tǒng)，其被配置來(lái)提供眼睛中的成像區(qū)的視覺(jué)圖像;光學(xué)相干斷層掃描(OCT)成像系統(tǒng)，其被配置來(lái)生成成像區(qū)的OCT圖像;屈光計(jì)，其被配置來(lái)生成成像區(qū)的屈光映射;和分析儀，其被配置來(lái)基于OCT圖像和屈光映射確定眼睛的屈光特性，其中屈光計(jì)和OCT成像系統(tǒng)集成到眼睛可視化系統(tǒng)中。
[0020]一些實(shí)施方案包括一種術(shù)中生物計(jì)，其包括:手術(shù)顯微鏡，其被配置來(lái)提供眼睛中的成像區(qū)的視覺(jué)圖像;光學(xué)相干斷層掃描(OCT)成像系統(tǒng)，其被配置來(lái)生成成像區(qū)的OCT圖像;屈光計(jì)，其被配置來(lái)確定成像區(qū)的屈光信息;分析儀，其被配置來(lái)基于OCT圖像和屈光信息確定眼睛的生物統(tǒng)計(jì)信息；和抬頭顯示器，其被配置來(lái)在手術(shù)顯微鏡的光學(xué)路徑中顯示確定的生物統(tǒng)計(jì)信息。
[0021]—些實(shí)施方案包括一種操作集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)的方法，所述方法包括：用0CT成像系統(tǒng)生成眼睛的眼部成像區(qū)的0CT圖像；用屈光計(jì)生成眼部成像區(qū)的屈光映射;基于0CT圖像、屈光映射和眼睛模型，用分析儀執(zhí)行眼睛的集成生物統(tǒng)計(jì)分析;基于生物統(tǒng)計(jì)分析，用分析儀生成生物統(tǒng)計(jì)信息以通知手術(shù)選擇;和經(jīng)由視頻顯示器和抬頭顯示器中的一個(gè)顯示生物統(tǒng)計(jì)信息。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1是示出裂隙燈或顯微鏡集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)的實(shí)施方案的圖。
[0023]圖2A-D是示出裂隙燈或顯微鏡集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)的實(shí)施方案的圖。
[0024]圖3A-C是示出具有集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)的顯微鏡的特定實(shí)施方案的圖。
[0025]圖4示出操作集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)的方法。
[0026]在附圖中，具有相同標(biāo)示的元件具有相同或相似功能。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下述中，陳述描述某些實(shí)施方案的特定細(xì)節(jié)。然而，將對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些特定細(xì)節(jié)中的一些或所有的情況下實(shí)行所公開實(shí)施方案。所提出的特定實(shí)施方案意在說(shuō)明性，但非限制性。盡管本文中所具體描述，但所屬技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員將意識(shí)到在本公開的范圍和精神內(nèi)的其它材料。
[0028]本發(fā)明的實(shí)施方案解決上文所概述的需求1-8。特定來(lái)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的儀器和方法包括解決所述需求的用于眼生物統(tǒng)計(jì)的集成0CT屈光計(jì)系統(tǒng)。因?yàn)檫@個(gè)集成系統(tǒng)可安裝在顯微鏡或裂隙燈上，所以其將稱為裂隙燈或顯微鏡集成0CT屈光系統(tǒng)或SMI0RS。裂隙燈集成系統(tǒng)可對(duì)其中執(zhí)行手術(shù)規(guī)劃的以眼科室為基礎(chǔ)的系統(tǒng)有用?？稍谘劭剖中g(shù)室中使用顯微鏡集成系統(tǒng)。SMI0RS的實(shí)施方案如下般解決上述需求。
[0029]1.SMI0RS的實(shí)施方案可被配置來(lái)確定個(gè)別患者的個(gè)別眼睛的屈光率和特性以及生物統(tǒng)計(jì)信息。SMI0RS可被配置來(lái)利用光學(xué)射線追蹤軟件來(lái)建置自定義眼睛生物統(tǒng)計(jì)模型。
[0030]這個(gè)自定義模型可用來(lái)開具提供自定義屈光校正的白內(nèi)障屈光手術(shù)。最優(yōu)化白內(nèi)障手術(shù)的實(shí)例包括擬定插入的I0L的類型、位置和定向以及規(guī)劃緣松解切口的大小、形狀和位置。
[0031]此外，如果患者眼睛展現(xiàn)例如屈光率的空間變化，那么SMIORs可能夠在某種程度上捕捉這個(gè)變化且因此執(zhí)行生物統(tǒng)計(jì)分析。
[0032]2.同樣地，SMIORs的實(shí)施方案可形成自定義眼睛生物統(tǒng)計(jì)模型而非使用總體平均值。在一些其它實(shí)施方案中，SMIORs可使用標(biāo)準(zhǔn)眼睛模型，但具有自定義參數(shù)。這是其中SMIORS可提供精確于本發(fā)明的總體平均手術(shù)規(guī)劃者的手術(shù)規(guī)劃的另一方面。
[0033]3. SMIORS的實(shí)施方案還可能夠在非常接近實(shí)際手術(shù)的時(shí)間確定上述生物統(tǒng)計(jì)信息，諸如手術(shù)預(yù)備步驟。因此，SMIORS可避免起因于手術(shù)規(guī)劃尋醫(yī)就診與后續(xù)白內(nèi)障手術(shù)之間的實(shí)質(zhì)時(shí)間差和兩者之間的狀況的變化的問(wèn)題。
[0034]4.SM1RS可在無(wú)晶狀體眼睛中執(zhí)行生物統(tǒng)計(jì)測(cè)量，S卩，在已移除白內(nèi)障晶狀體之后。這允許SM1RS提供不因白內(nèi)障變模糊的光學(xué)信息。比較無(wú)晶狀體眼睛的生物統(tǒng)計(jì)與術(shù)前模型化有助于外科醫(yī)生重新運(yùn)行模型化模擬且根據(jù)需要修改處方。
[0035]5.還可集成SM1RS的實(shí)施方案:OCT成像系統(tǒng)和屈光系統(tǒng)可安裝在相同顯微鏡上而非單獨(dú)使用將需要后續(xù)登記和引用的裝置。在集成SM1RS中，可更可靠又精確地登記屈光和OCT成像信息。
[0036]6.SM1Rs的一些實(shí)施方案可被配置來(lái)在術(shù)中執(zhí)行生物統(tǒng)計(jì)和屈光測(cè)量。這個(gè)SM1RS提供多