客观确定眼睛视轴和测量眼睛屈光度的方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本国际申请根据美国法典第35卷119条（e)款要求申请号No. 61/735, 412,申请 日2012, 12, 10,目前已撤回的美国临时申请的优先权，其文本通过引用被并入。
技术领域
[0003] 本发明主要涉及用于检查眼睛的眼科仪器领域。更具体地，本发明涉及通过高精 度定位测量和表征眼睛属性的眼科仪器。
【背景技术】
[0004] 眼睛不是一个理想的光学系统，因此，不同的参考轴可以被用来描述它在3D空间 的属性。这些属性不能够被比较，除非它们是相对于同一参考轴计算得到的。四个轴线被 使用：光轴、瞳孔轴、视线和视轴。类似于完美的光学系统，眼睛的光轴穿过两个主要光学元 件一角膜和晶状体的光学中心。
[0005] 在像差仪发展的第一阶段，美国光学学会（0SA)分委员会工作组推荐眼科团体使 用视线作为参考轴以计算和测量眼睛的光学像差（1)。其中一个理由为瞳孔中心是能很容 易指定的。同时，经常拿视轴作参考，尤其是在角膜地形图中，因为使用来源于角膜前表面 的普尔钦反射可以很容易辨认它。在角膜地形图、光学相干断层扫描、像差仪、屈光计检查 等中具有不同的参考轴导致试图整合不同仪器的数据时遇到困难。外科医生发现，在kappa 角越大即瞳孔轴与视轴之间的角距越大的患者中，视力矫正效果越差。
[0006] 该统计数据的原因在于手术时使用了错误的参考轴。通常，手术过程中眼睛是以 瞳孔为中心，同时，测量像差时的情况是眼睛中的成像通过节点形成。其主要原因是当前许 多激光公司和外科医生误认为切削集中于入瞳中心而非视轴。在大kappa角的眼睛中，将 切削集中于入瞳中心会导致形成新的顶点，然而如果切削集中于角膜顶点则生理顶点得以 保留⑵。
[0007] 美国专利公开说明书20100114076,公开了一种人眼激光屈光眼科手术方法，其中 切削模式是沿视轴为中心，而不是沿着视线。沿视线通过波前传感器生成眼、角膜或其组合 的波前。然后，确定研究瞳孔在角膜交点处是沿视轴为中心的。通过最小二乘法拟合所测 波前的一系列斜率和/或通过像差系数转换重建所测的波前。最后，根据重建的波前生成 由集中于视轴和角膜交点的屈光激光完成的切削模式或微透镜生成模式。然而，其并没有 公开如何确定新的研究瞳孔，也没有公开如何寻找角膜交点。
[0008] 在实践中，视轴是主观确定的。病人被要求标定他的视线以使定位在测量仪器光 轴上近处和远处的两个目标重合。通过这种眼睛的标定，用例如光迹追踪像差法进行眼睛 参数的测量（3)。同时，瞳孔的图像被记录下来。在该图像上，测量仪器光轴的位置被确定 为测量激光束的中心。该位置也被用作参考来确定眼睛的视轴。
[0009] 这种方法的缺点在于其主观过程的不确定性。其精确度取决于患者的主观评估， 而不是基于客观的测量。由于对病人来说将两个点聚焦是不可能的，因此难以主观判断。然 而，客观的测量使人可以通过视轴确定角膜交点，并且考虑各瞳孔的眼睛参数的相应变化， 并使用这些数据来测量眼睛的其它特征，或者纠正屈光图，以通过诸如角膜组织切削的方 法矫正视力。
[0010] 因此，在本领域公认需要一种改进的方法，以不依赖于患者评估而客观的确定视 轴轨迹。特别地，现有技术缺乏客观确定眼睛最佳视觉轴线的方法。本发明满足了本领域 这一长期的需求和期望。
【发明内容】
[0011] 本发明针对一种确定眼睛最佳视觉轴线的方法。所述方法包括围绕眼睛中的多个 轴扫描波前测量装置，以在眼睛中发射激光束；检查和测量该入射光束在眼睛视网膜上的 位置以生成一组投影；计算来自该组投影的最佳拟合曲线以确定具有最小像差的轴线，所 述具有最小像差的轴线包括眼睛的最佳视觉轴线。
[0012] 本发明还针对客观确定眼睛视轴的方法。所述方法包括用一条眼睛的明确确定的 轴线校直测量仪器的光轴，所述校直用于确定眼睛的视轴。
[0013]本发明针对一种客观确定眼睛视轴的相关方法。所述方法包括向眼睛发射一组窄 激光束，并且检查和测量在视网膜上的投影。计算视网膜背向散射光的波前倾斜，作为来自 该组投影的最佳拟合。根据穿过眼睛光学系统的节点并垂直于波前倾斜的眼睛出射的主光 线的轨迹重建视轴。
[0014] 根据下面为达到公开目的提供的现有优选实施例的描述，本发明其他和进一步的 内容、特征和优点将是显而易见的。
【附图说明】
[0015] 以便获得并能够详细理解本发明的上述特征、优点和目的以及其他方面，本发明 上述
【发明内容】
更具体的描述可参考具体实施例和【附图说明】。这些图构成本说明书的一部 分。但应注意的是，这些附图仅示出了本发明的优选实施例，因此不应视为对保护范围的限 制。
[0016] 图1显示了眼睛瞳孔轴和视轴的定义。
[0017] 图2描绘了在眼睛里投射一组平行于测量仪器光轴的窄激光束。
[0018] 图3描绘了该组激光束与角膜前表面的交点环绕中央瞳孔区。
[0019] 图4描绘了该组激光束和角膜前表面的交点填充中央瞳孔区，这对于屈光图的计 算是必要的。
[0020] 图5描绘了在眼睛里投射一组从不同角度穿过瞳孔中心的窄激光束。
[0021] 图6描绘了眼睛出射光的主光线从图5所示的光束投影点处产生。
[0022] 图7显示了角膜和瞳孔轴以及和视轴的交点的位置。
[0023] 图8A-8L描绘了扫描入瞳里一个很小的区域来定位最小像差点（图8A-8F)，并展 示了相应的视网膜扫描图像（图8G-8L)。
[0024] 图9描绘了一种对眼睛中成像的SC扫描模式。
[0025] 图10描绘了一种偏离瞳孔中心视轴的扫描模式。
【具体实施方式】
[0026] 如本说明书中所用，"a"或"an"可以指代一个或多个。如权利要求中所用，当和 单词"comprising"结合使用时，单词"a"或"an"可以指代一个或一个以上。
[0027] 如本文所用，"another"或"other"可以指代至少第二个或更多个相同或不同的 权利要求项或其结构组成部分。类似地，单词"or"包括"and"，除非上下文清楚的表明了存 在其他情况。"Comprise"指代"include"。
[0028] 如本文所用，"papillary axis"是指垂直于角膜前表面并穿过瞳孔中心。
[0029] 如本文所用，"视线（line of sight)"是标定眼睛的点目标和瞳孔中心之间的连 接线。
[0030] 如本文所用，"视轴（visual axis)"是指一条轴线，该轴线也指向点目标，穿过它， 但是是进入到眼内。所述视轴穿过第一个节点而不是瞳孔中心。
[0031] 如本文所用，"眼睛的普尔钦斑（Purkinje image of the eye) "是指被测量的眼 睛被妥善固定时，角膜表面的同轴光固定源外的一种虚拟映像。
[0032] 如本文所用，"实际视轴（true visual axis) "是指从眼睛的光学节点到注视点的 连线，借此通过了解眼睛所有元素的精确位置和光学特征以及它们之间的关系，眼睛的节 点被确定。
[0033] 在本发明的一个方面，提供了一种确定眼睛最佳视觉轴线的方法，包括围绕眼睛 中的多个轴扫描波前测量装置，以在眼睛中发射激光束；检查和测量该入射光束在眼睛视 网膜上的位置以生成一组投影；计算来自该组投影的最佳拟合曲线以确定具有最小像差的 轴线，所述的具有最小像差的轴线包括眼睛的最佳视觉轴线。
[0034] 在该实施例中，所述计算步骤可以包括通过一种基本类似于斯泰尔斯-克劳福德 效应的因子加权所述投影的斜率，只是使用到轴的距离而不是到眼睛瞳孔的距