专利名称：用于矫正眼睛屈光误差的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于矫正眼睛屈光误差(屈光不正)的系统和 方法，尤其涉及计算用于屈光误差矫正的屈光处理过程的系统和方法。
背景技术：
多种矫正眼睛视力的技术已被提出。放射状角膜切开术可在角膜 中提供狭缝，以使角膜松弛和整形。这种技术包括光性屈光角膜切除
术("PRK")，层状角膜切除术("ALK")，激光原位角膜磨镶术 ("LASIK")，以及热学技术例如激光角膜热成形术("LTK")。所有这 些技术致力于提供相对快速且持久的视力矫正。
WO 01/28477 Al涉及一种方法和设备，用于多步矫正眼睛屈光误 差。在第一步骤，屈光误差的总体偏心被矫正，以使得后续步骤在它 们的处理模式中是相对对称的。在每个步骤之后，眼睛的屈光误差再 次被测量，并且为残留误差施加后续处理。利用这种已知方法，在初 始处理步骤后观测到的任何生物动力学响应都会被计入，以便计算矫 正残余屈光误差必需的处理模式(treatment profile)。
US 6,607,521 B2涉及一种角膜手术设备，用于利用激光束切除角 膜组织而矫正屈光误差。
根据这种已知方法，远视散光矫正步骤和近视散光矫正步骤被组 合实施以矫正散光。然后，可以实施球面矫正步骤。这些三个步骤之 后可以跟随着第四步骤，用于使激光照射表面平滑化。这种已知方法 方法存在的问题是需要获得散光矫正中的远视漂移度以作为经验值， 并且在切除区域的某些部分存在过矫正(over correction)或欠矫正 (under correction)。
发明内容
本发明的目的是提供系统和方法，用以计算用于矫正患者眼睛屈 光误差的屈光处理过程。
该目的可通过权利要求中的特征实现。
本发明基于这样的概念，即对预期矫正提供过矫正的至少一个第 一处理(在后文中称作主处理)与对所述过矫正进行矫正的至少一个 第二处理(在后文中称作补偿处理)相组合。更具体地讲，根据本发 明的优选实施方式，近视切除方案与远视切除方案相组合。本发明的 优点是，在屈光激光处理后的术后球面切除部被控制在特定的预定值， 优选地最小值。已有的系统和方法提供的近视切除方案通常包括负球 面度切除。另一方面，远视处理数据呈现出相反的效果，即包括正球 面度切除。具有增大球面切除部的眼睛的术后状态变化可能会引起视 觉问题，特别是在引起瞳孔扩张的条件，例如在暗光线条件下。患者 在这些条件下的视觉能力可能严重受限。例如，患者可能在夜间不能 驾车。根据本发明，球面切除部中的这种可观测到的变化可以显著减 小。与其它使用波阵面测量或眼睛地形图引导切除的球面切除的矫正 方法相比，不需要个体对象的额外信息。近视切除方案和远视切除方 案二者的组合可以被用于调节术后球面切除部。例如，对于屈光率为
4屈光度的患者，下面的处理可被提供。基于所述屈光诊断眼睛数据， 计算机系统计算第一处理模式，其提供略微的过矫正。举例来说，所 述处理模式对应于矫正-5屈光度的处理。所产生的过矫正通过第二处 理模式进行补偿，在这种情况下为+ 1屈光度的远视处理。优选地，远 视处理在近视切除处理之后立即进行。
或者，第一和第二处理的次序可以改变。因此，对于上述例子， 在+1屈光度的远视处理之后进行-5屈光度的近视处理。
作为进一步的替代方案，第一或主处理可以被划分为至少两个主 处理子方案。第二或补偿处理可以被划分为至少两个补偿处理子方案。 例如，主处理可以包括子方案ml、 m2…mx，补偿处理可以包括子方 案cl、 c2， ...cy。处理可以以下述子方案顺序进行实施ml， cl， m2，c2， …mx-l， cy， mx。
作为另一个替代方案，用于实施主方案和补偿方案所需的各次激 光射击被组合于单一的激光射击文件(shot file)中。因此过矫正和欠 矫正作为一个整体处理被实施。
通过选择初始过矫正量和相应的二次矫正量以及相应光学区域尺 寸，本发明在术后球面切除部方面的效果可以被调节或最优化。
根据本发明，针对第一处理的激光射击文件被参照相应的第一光 学区域而计算，针对第二处理的激光射击文件被参照相应的第二光学 区域而计算。优选地，第一光学区域的尺寸不同于第二光学区域的尺 寸。最优选地，用于实施远视处理的光学区域尺寸小于用于近视处理 的光学区域尺寸。
根据本发明的系统和方法可被用于远视和近视矫正，其中可以包 含也可以不包含柱面度矫正。
下面将通过实施例和附图描述本发明，在附图中 图1示意性示出了患者眼睛的剖视图2示出了用于实施根据本发明技术的系统的一个实施例。
具体实施例方式
图1示出了患者眼睛1的剖视图，眼睛具有瞳孔2和角膜3。如 显示于图1，名义光学区域4的直径Dn被选择为大于患者眼睛1的瞳 孔2在暗光线条件下的直径Dp。更确切地讲，常态圆形名义光学区域 4的直径Dn大于患者眼睛1的瞳孔2在暗光线条件下的直径Dp至少 0.2至0.5mm。在激光处理过程中，角膜3在具有直径Dt的处理区域 5中进行处理，其中处理区域包括光学区域4和围绕光学区域的圆环 状过渡区域6。因此，光学完全矫正区域大于暗光线条件下的患者瞳 孔尺寸或者患者在夜间驾车时的典型尺寸。
图2示意性示出了实施根据本发明技术的系统的一个实施例。其包括准分子激光器IO，其输出激光束，所述激光束借助于光学系统而 被引导至患者眼睛1。光学系统在本例中包括第一偏光镜(deviation mirror) 11，光束均匀化(beam homogenising)系统12，第二偏光镜13， 光孔14，透镜15和扫描镜16。系统还包括瞄准光束激光二极管17， 其通过第二偏光镜13输出瞄准光束至与输入到患者眼睛1的准分子激 光束相同的光学路径。系统附加包括注视激光器(fixation laser),其通 过扫描镜提供优选为红色的闪烁注视激光束(fixation laser beam) 18至 患者眼睛1。系统还包括优选为绿色的聚焦激光束19，其被相对于准 分子激光束的光学路径以一角度引导至患者眼睛1。在这个系统中， 带有相应红外照射系统21的眼睛跟踪器20被提供。计算机系统30通 过数据通信线路(见虚线)连接着准分子激光器10、扫描镜16和眼 睛跟踪器20。图2还示意性地示出了操作显微镜40，其相对于患者眼 睛布置在扫描镜16后面。处理区域示意性地以点划线表示。
用以提供用于屈光误差特别是球面误差矫正的屈光处理过程的系 统大体上包括计算机系统，其由屈光仪接收眼睛屈光数据。该屈光仪 可以是综合屈光检查仪(未示出)，用于确定患者眼睛的屈光特性。计 算机系统计算至少一个第一和第二处理模式，其与矫正屈光误差的屈 光手术矫正系统组合使用。这样的屈光手术矫正系统优选为准分子激 光眼睛手术系统，其用于利用激光束切除角膜组织，该激光束由激光 源发出并且利用光传输光学系统被传输到患者眼睛的角膜。计算机系 统C通常为与国际商用机器公司的IBM PC兼容的个人计算机，优选 包括大功率处理器。激光系统E可以是各式各样的系统，包括德国 Dornach的Technolas GmbH生产的Keracor 217。 一般而言，计算机系 统C运行软件，以基于医师提供的参数以及屈光数据产生处理过程。 可以采用各式各样的算法，通常取决于准分子激光系统E的类型。准 分子激光系统E优选地采用相对大的固定光斑尺寸，例如，描述于 WO 96/11655的算法可被使用，以便基于用于过矫正的第一处理模式 和用于矫正过矫正的第二处理模式产生处理过程。
屈光诊断眼睛数据可以以下述方式表述
S/C/A其中s表示屈光度中的球面度，c表示屈光度中的柱面度，并且
A表示散光轴线。在这里，负柱面法贝U (minus cylinder convention) 被使用。更具体地讲，S/C/A代表用以计算用于患者眼睛屈光误差矫 正的处理模式的各个输入值。
根据本发明的系统提供了屈光处理过程，其包括计算机系统，用 于接收眼睛屈光数据，所述屈光数据代表眼睛的屈光误差，优选为球 面误差。计算机系统计算用于实施主处理的至少一个第一处理模式， 其为预期矫正提供过矫正。例如，预期矫正定义为S/0/0，而第一处理 模式提供过矫正S+F1'S/0/0。值F1为常数，在0.05至0.3的范围内， 优选在0.05至0.15的范围内。在计算所述第一处理模式时，具有直径 Dl的第一光学区域被考虑。计算机系统进一步计算适于对所述过矫正 进行矫正的至少一个第二处理模式，其在本例中可被描述为-Fl S/0/0。 所述第二处理模式参照具有直径D2的第二光学区域OZ2被计算，直 径D2小于第一光学区域0Z1的直径D1。
因此，下面的两个步骤应被组合。
1) S+F1,S/0/0 OZl-OZ名义
2) -F1.S/0/0 OZ2<OZl
根据本发明的优选实施方式，计算机系统包括第一处理模式，其 代表可被描述为s/o/o的预期矫正。计算机系统进一步计算第二处理模 式，其适于对过矫正进行矫正，即-FLS/O/O，以及进一步计算第三处 理模式，其提供所述过矫正，即F1'S/0/0。第一处理模式参照第一光学 区域0Z1被计算，第二处理模式参照第二光学区域OZ2被计算，第三 处理模式参照第三光学区域OZ3被计算。在这里，第一光学区域0Z1 的直径D1大于第二和第三光学区域OZ2和OZ3的直径。优选地，第 二光学区域OZ2的直径D2大于第三光学区域OZ3的直径D3。对于 这个优选实施方式，下面的三个步骤被计算。
1) S/0/0 OZ1-OZ
2) -F1.S/0/0 0Z2OZ1
3) F1.S/0/0 0Z3OZ2Fl=0.05 0,3 实施例在本例中，用于矫正患者球面误差的预期处理基于下面的数据
屈光率-6/0/0 光学区域-7mm
该预期处理可以被划分为下面的步骤。
1) -6/0/0 光学区域-7mm
2) +0.5/0/0 光学区域-6mm
3) -0.5/0/0 光学区域-5mm 在本例中，Fl=0.083。
参照第一、第二和第三光学区域计算处理方式。第一光学区域OZ1 对应于所述名义光学区域。
参照所述第一光学区域的直径Dl，第二光学区域OZ2的直径D2 被从Dl-0.5 mm至Dl-1.5 mm的范围中选择。参照所述第一光学区域 的直径Dl，第三光学区域0Z3的直径D3被从Dl至Dl-2.5 mm的范 围中选择。对各个光学区域尺寸的选择所带来的优点是，在暗光线条 件下的视觉能力被提高。
前面的公开内容以及对优选实施方式所做描述仅仅是代表性和解 释性的，在本发明的范围内可对所示构造和操作方法做出各种改变。
权利要求
1. 一种提供用于屈光误差矫正的屈光处理过程的系统，包括计算机系统，其接收代表眼睛屈光误差的眼睛屈光数据，计算至少一个第一处理模式，其基于眼睛屈光数据而提供过矫正，以及计算至少一个第二处理模式，其适于对所述过矫正进行矫正。
2. 如权利要求l所述的系统，其中，屈光误差表示为S/C/A，其 中S表示球面度，C表示柱面度，并且A表示散光，第一处理模式提 供矫正S+F1*S/C/A，第二处理模式提供矫正-FhS/0/0，其中Fl在0.05 至0.3的范围内，优选在0.05至0.15的范围内。
3. 如权利要求1或2所述的系统，其中，第一处理模式被提供， 用于对近视误差进行过矫正，以产生远视误差，以及第二处理模式被 提供，用于矫正所产生的远视误差。
4. 如权利要求1或2所述的系统，其中，第一处理模式被提供， 用于对远视误差进行过矫正，以产生近视误差，以及第二处理模式被 提供，用于矫正所产生的近视误差。
5. 如权利要求l至4中任一所述的系统，其中，至少一个第一和 /或第二处理模式中的任何一个被划分为至少两个具有相应光学区域 的处理子方案。
6. 如权利要求1至5中任一所述的系统，其中，计算机系统计算 用于具有第一尺寸的相应第一光学区域的第一处理模式，以及计算用 于具有第二尺寸的相应第二光学区域的第二处理模式，其中第二尺寸小于第一尺寸。
7. 如权利要求1至5中任一所述的系统，其中，计算机系统计算单一的激光射击文件，其包括用于具有第一尺寸的相应第一光学区域 的第一处理模式以及用于具有第二尺寸的相应第二光学区域的第二处 理模式，其中第二尺寸小于第一尺寸。
8. 如权利要求1至7中任一所述的系统，还包括 屈光仪，其提供所述眼睛屈光数据， 屈光手术矫正系统，其用于矫正屈光误差，所述计算系统从屈光仪接收眼睛屈光数据，并且提供控制数据至 屈光手术矫正系统，其中所述控制数据对应于所述至少一个第一处理 模式和至少一个第二处理模式。
9. 如权利要求8所述的系统，其中，至少一个第一和第二处理模 式针对预定的准分子激光眼睛手术系统被计算。
10. —种提供用于屈光误差矫正的屈光处理过程的方法，包括接收代表眼睛屈光误差的眼睛屈光数据，计算至少一个第一处理 模式，其基于眼睛屈光数据提供过矫正，以及计算至少一个第二处理 模式，其适于对所述过矫正进行矫正。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中，屈光误差表示为S/C/A， 其中S表示球面度，C表示柱面度，并且A表示散光，第一处理模式 提供矫正S+F1*S/C/A，第二处理模式提供矫正-F^S/O/O，其中Fl在 0.05至0.3的范围内，优选在0.05至0.15的范围内。
12. 如权利要求10或11所述的方法，其中，第一处理模式被提 供，用于对近视误差进行过矫正，以产生远视误差，并且第二处理模 式被提供，以矫正所产生的远视误差。
13. 如权利要求10至12中任一所述的方法，其中，第一处理模 式被提供，用于对远视误差进行过矫正，以产生近视误差，并且第二处理模式被提供，以矫正所产生的近视误差。
14. 如权利要求10至13中任一所述的方法，其中，至少一个第 一和/或第二处理模式中的任何一个被划分为至少两个具有相应光学 区域的处理子方案。
15. 如权利要求10至14中任一所述的方法，其中，计算第一处 理模式的步骤针对具有第一尺寸的相应第一光学区域被实施，计算第 二处理模式的步骤针对具有第二尺寸的相应第二光学区域被实施，其 中第二尺寸小于第一尺寸。
16. 如权利要求10至15中任一所述的方法，其中，单一的激光 射击文件被确定，以基于具有第一尺寸的相应第一光学区域确定第一 处理模式，以及基于具有第二尺寸的相应第二光学区域确定第二处理 模式，其中第二尺寸小于第一尺寸。
17. 如权利要求10至16中任一所述的方法，还包括下述步骤 利用屈光仪提供所述眼睛屈光数据， 利用屈光手术矫正系统矫正屈光误差， 向计算系统提供来自屈光仪的眼睛屈光数据，以及 提供控制数据至屈光手术矫正系统，其中所述控制数据对应于至少一个第一处理模式和至少一个第二处理模式。
18. 如权利要求17所述的方法，其中，计算至少一个第一和第二 处理模式是为预定的准分子激光眼睛手术系统实施的。
全文摘要
本发明涉及一种系统和方法，用以计算用于患者眼睛屈光误差矫正的屈光处理过程。其基于这样的概念，即组合为预期矫正提供过矫正的至少一个第一处理以及对所述过矫正进行矫正的至少一个第二处理。
文档编号A61F9/007GK101304710SQ200680041471
公开日2008年11月12日 申请日期2006年10月12日 优先权日2005年11月8日
发明者F·莫里茨, G·优素福 申请人:博士伦公司