用于眼生物统计的集成oct屈光计系统的制作方法
【专利说明】用于眼生物统计的集成OCT屈光计系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年9月19日提交的发明人是Alexander N.Artsyukhovich、Z.ArasAslan、Lingfeng Yu和Mikhail Boukhny的标题为 “Integrated OCT-RefractometerSystem for Ocular B1metry”的优先权权益，所述申请的全部内容好像本文中充分又完整陈述般以引用的方式并入本文中。
[0003]背景
技术领域
[0004]本文中所公开的实施方案涉及集成OCT屈光计系统。更详细地，实施方案涉及用来基于OCT图像和屈光映射确定眼睛的屈光特性的眼睛可视化系统、光学相干断层扫描(OCT)成像系统和屈光计。
【背景技术】
[0005]当前眼部屈光手术方法(诸如白内障手术、角膜内镶嵌、激光原位角膜磨镶术(LASIK)和屈光性角膜切削术(PRK))依赖于眼生物统计数据来开具最佳屈光校正。在历史上，眼部手术治疗使用超声波生物统计仪器来使眼睛的部分成像。在一些情况下，这些生物统计仪器生成眼睛的A型扫描:来自沿通常与眼睛的光学轴对齐的成像轴的所有接口的声学回音信号:平行或仅成小角度。其它仪器生成随着沿扫描线扫描生物统计仪器的头部或尖端连续进行的B型扫描，其本质上组成A型扫描的集合。这个扫描线通常在眼睛的光学轴的侧面。然后，使用这些超声波A型或B型扫描来测量和确定生物统计数据，诸如眼轴长度、眼睛前房深度或角膜曲率半径。这些超声波眼生物统计装置的实例包括Alcon UltraScan和Alcon OcuScan RxP0
[0006]在一些手术治疗中，使用第二单独角膜散光计来测量角膜的屈光性质和数据。然后，按半经验公式组合超声波测量和屈光数据以计算在后续白内障超声乳化手术期间开具和插入的最优眼内晶状体(1L)的特性。
[0007]最近，超声波生物统计装置已迅速让位于在光学相干断层扫描(OCT)原理上建置的光学成像和生物统计仪器。实例包括Zeiss 1L Master和Haag-Streit Lenstar。这些OCT仪器现已用于所有1L处方病例的80-90%中。此外，光学成像和生物统计仪器的成功归因于成像的非接触本质和高于超声生物计的精度。
[0008]然而，即使在这些最近进展下，实质的进一步成长和发展需要借助于生物统计和成像仪器的功能。
【发明内容】
[0009]1.本发明仪器的问题中的一个是用来确定生物统计信息的方法严重依赖于进入使用的眼睛模型的假设，诸如各种眼介质中的超声的速度和各种眼介质的屈光率。所述方法还基于人眼的简化表示，诸如屈光率和超声速度不随眼内位置和时间变化的假设，而事实上屈光率和超声速度随眼内位置和时间变化。因此，使用测量的眼睛参数而非使用假设模型化眼睛的系统将提供更佳准确度。
[0010]2.此外，应用的模型使用对来自诸多手术和大患者群体的屈光结果求平均所得的平均值。因而，本发明方法基于平均信息且忽视或低估病人间变化。这些变化可包括年龄、性别、地区和其它因素的变化。可捕捉病人间变化的系统将改进手术治疗方案。
[0011]3.通常在白内障手术的几周之前，于医疗或眼科室中执行眼生物统计测量。然而，在准备手术的几周中，患者眼睛的生物统计可存在不可忽视的变化。这些变化可使手术自身的准备复杂化，诸如弛缓药和其它药物的管理以及手术室与医疗室之间的差异。因此，可在更接近手术的时间提供生物统计信息的系统将是有帮助的。
[0012]4.此外，因为对白内障眼睛执行生物统计测量，所以光学信号通常模糊或失真到一定程度。因此，基于眼睛模型化的处方有时偏离最优处方。因此，基于未模糊测量提供生物统计信息的系统提高精度。
[0013]5.因为在本发明治疗中使用单独生物统计和成像仪器，所以需要交叉引用和登记生物统计和成像数据，其带来额外挑战。具有集成测量能力的系统可提供更佳登记。
[0014]6.除可在特定时间传递特定患者的特定眼睛的次优结果的预备生物统计和成像的所有上述问题外，额外问题是在手术期间不可使用生物统计，即使其可对外科医生提供有用的额外反馈和控制信息。第一实例是在已基于术前生物统计执行松解切割但尚未插入1L时的阶段。因而，可实行额外测量以检查执行开具的切割是否确实实现通过术前模型化预测的屈光结果的系统可对提供额外校正或调整有用。
[0015]7.术中生物统计的另一功效可为在复曲面1L插入到散光眼睛中时，复曲面1L轴应最优地被定向成相对于眼睛散光。目前，外科医生基于术前生物统计而受处方指导。然而，可有帮助的是，通过术中生物统计追踪复曲面1L轴的定向以确保确实由外科医生按处方定向1L轴。此外，这个系统可执行额外术中生物统计以检查术前处方是否保持对定向角来说确实最优。这个生物统计的结果可在手术显微镜内的抬头显示器中转发给外科医生以有效地指导复曲面轴的定向。
[0016]8.同样地，在白内障手术期间的1L定向性也是重要的。再者，术中生物统计系统可对实行1L插入的外科医生提供非常有用的指导。
[0017]至少出于这些理由1-8，需要在适于进行和调整白内障手术步骤、1L选择和插入的时间传递关于个别患者的个别眼睛的集成成像和生物统计信息的仪器和方法。
[0018]值得注意的是，不管这些需要的功能是什么，屈光和成像仪器的集成尚处于起步阶段。特定来说，目前，尚未制成具有集成到其中的屈光生物统计装置和OCT成像系统的术中显微镜。
[0019]为了解决这些需要，本发明的实施方案包括一种裂隙灯或显微镜集成OCT屈光计系统，其包括:眼睛可视化系统，其被配置来提供眼睛中的成像区的视觉图像;光学相干断层扫描(OCT)成像系统，其被配置来生成成像区的OCT图像;屈光计，其被配置来生成成像区的屈光映射;和分析仪，其被配置来基于OCT图像和屈光映射确定眼睛的屈光特性，其中屈光计和OCT成像系统集成到眼睛可视化系统中。
[0020]一些实施方案包括一种术中生物计，其包括:手术显微镜，其被配置来提供眼睛中的成像区的视觉图像;光学相干断层扫描(OCT)成像系统，其被配置来生成成像区的OCT图像;屈光计，其被配置来确定成像区的屈光信息;分析仪，其被配置来基于OCT图像和屈光信息确定眼睛的生物统计信息；和抬头显示器，其被配置来在手术显微镜的光学路径中显示确定的生物统计信息。
[0021]—些实施方案包括一种操作集成0CT屈光计系统的方法，所述方法包括：用0CT成像系统生成眼睛的眼部成像区的0CT图像；用屈光计生成眼部成像区的屈光映射;基于0CT图像、屈光映射和眼睛模型，用分析仪执行眼睛的集成生物统计分析;基于生物统计分析，用分析仪生成生物统计信息以通知手术选择;和经由视频显示器和抬头显示器中的一个显示生物统计信息。
【附图说明】
[0022]图1是示出裂隙灯或显微镜集成0CT屈光计系统的实施方案的图。
[0023]图2A-D是示出裂隙灯或显微镜集成0CT屈光计系统的实施方案的图。
[0024]图3A-C是示出具有集成0CT屈光计系统的显微镜的特定实施方案的图。
[0025]图4示出操作集成0CT屈光计系统的方法。
[0026]在附图中，具有相同标示的元件具有相同或相似功能。
【具体实施方式】
[0027]在下述中，陈述描述某些实施方案的特定细节。然而，将对所属技术领域的熟练人员显而易见的是，可以在没有这些特定细节中的一些或所有的情况下实行所公开实施方案。所提出的特定实施方案意在说明性，但非限制性。尽管本文中所具体描述，但所属技术领域的熟练人员将意识到在本公开的范围和精神内的其它材料。
[0028]本发明的实施方案解决上文所概述的需求1-8。特定来说，根据本发明的仪器和方法包括解决所述需求的用于眼生物统计的集成0CT屈光计系统。因为这个集成系统可安装在显微镜或裂隙灯上，所以其将称为裂隙灯或显微镜集成0CT屈光系统或SMI0RS。裂隙灯集成系统可对其中执行手术规划的以眼科室为基础的系统有用。可在眼科手术室中使用显微镜集成系统。SMI0RS的实施方案如下般解决上述需求。
[0029]1.SMI0RS的实施方案可被配置来确定个别患者的个别眼睛的屈光率和特性以及生物统计信息。SMI0RS可被配置来利用光学射线追踪软件来建置自定义眼睛生物统计模型。
[0030]这个自定义模型可用来开具提供自定义屈光校正的白内障屈光手术。最优化白内障手术的实例包括拟定插入的I0L的类型、位置和定向以及规划缘松解切口的大小、形状和位置。
[0031]此外，如果患者眼睛展现例如屈光率的空间变化，那么SMIORs可能够在某种程度上捕捉这个变化且因此执行生物统计分析。
[0032]2.同样地，SMIORs的实施方案可形成自定义眼睛生物统计模型而非使用总体平均值。在一些其它实施方案中，SMIORs可使用标准眼睛模型，但具有自定义参数。这是其中SMIORS可提供精确于本发明的总体平均手术规划者的手术规划的另一方面。
[0033]3. SMIORS的实施方案还可能够在非常接近实际手术的时间确定上述生物统计信息，诸如手术预备步骤。因此，SMIORS可避免起因于手术规划寻医就诊与后续白内障手术之间的实质时间差和两者之间的状况的变化的问题。
[0034]4.SM1RS可在无晶状体眼睛中执行生物统计测量，S卩，在已移除白内障晶状体之后。这允许SM1RS提供不因白内障变模糊的光学信息。比较无晶状体眼睛的生物统计与术前模型化有助于外科医生重新运行模型化模拟且根据需要修改处方。
[0035]5.还可集成SM1RS的实施方案:OCT成像系统和屈光系统可安装在相同显微镜上而非单独使用将需要后续登记和引用的装置。在集成SM1RS中，可更可靠又精确地登记屈光和OCT成像信息。
[0036]6.SM1Rs的一些实施方案可被配置来在术中执行生物统计和屈光测量。这个SM1RS提供多