用电子方法进行眼睛标记/对齐的制作方法

用电子方法进行眼睛标记/对齐的制作方法
【专利说明】用电子方法进行眼睛标记/对齐 相关申请
[0001] 本申请要求2012年11月6日提交的题为"ElectronicEyeMarking/ Registration(用电子方法进行眼睛标记/对齐）"的美国临时申请No. 61/723, 254的优先 权，该申请出于所有目的通过引用结合。 发明的抟术领域
[0002] 本发明的一个或多个实施例一般涉及视力矫正程序（多个）中用电子方法 (electronic)进行眼睛标记/对齐（registration)。尤其是，这些实施例涉及确定散光的 参考轴、散光矫正和以电子方式标记/对齐/记录用于跟踪和叠加眼睛的实况图像的自定 义指示（多个）。 发明背景
[0003] 在传统的白内障屈光手术中，需要在手术前测量或确定角膜前表面的屈光散光 轴、角膜或者患者的眼睛。在下文中，术语"散光轴（astigmaticaxis)"定义了散光眼的轴 线或子午线（meridian)的位置。然后，通常在手术之前或者手术期间在巩膜上制作用于标 识散光轴的标记（例如，使用乙烯蓝色标记），以引导外科医生矫正眼睛散光。例如，当执行 角膜缘松解切开术（LRI)或角膜松解切开术（CRI)时，该标记能够引导外科医生判断在哪 个地方做切口。如果植入复曲面人工晶状体（I0L)，则该标记能够引导外科医生将复曲面 I0L旋转到期望的取向。
[0004] 传统的手工使用外科标记笔来制作散光轴通常是不准确和/或不精确的，这是由 于笔标记的厚度以及标记在较宽的区域上"渗出（bleed)"/渗吸出（wickout)会引起附 加的子午线误差（此误差会覆盖几度到许多度的角度范围）这一事实。另外，通常基于角 膜散光计/角膜镜或者角膜地形图的散光轴测量没有考虑角膜后表面对散光的贡献以及 晶状体对散光的潜在贡献。此外，整个眼睛散光轴测量可具有来自散光晶状体的贡献。所 有这些可导致术后的眼睛中的未被考虑的和未矫正的散光误差。
[0005] 鉴于上文，本领域需要一种较好的方法，用于在白内障屈光手术中更准确地确定 散光矫正和抵消的目标轴，从而最优化地矫正任何没有被考虑在内的散光。

【发明内容】

[0006] 本发明的一个或多个实施例满足本领域中的以上所标识的需求中的一个或多个。 具体地，本发明的一个实施例是在屈光手术期间以电子方式标记患者眼睛的参考散光矫正 /抵消轴的方法，包括下列步骤：测量眼睛的性质；同时地捕捉并显示实况眼睛图像；基于 眼睛性质测量和并行的（concurrent)实况眼睛图像来确定眼睛的散光矫正/抵消轴；将散 光矫正/抵消轴与实况眼睛图像对齐；以及以电子方式标记/对齐跟踪并叠加眼睛的实况 图像的散光矫正/抵消轴的自定义指示符（多个）。
[0007] 在另一实施例中，散光矫正/抵消轴叠加先前已经被记录的眼睛的图像。
[0008] 在另一实施例中，在没有使用将角测量刻度盘投射或注入到眼睛或者捕捉眼睛的 图像的图像传感器上的任何硬件的情况下执行直接在散光矫正/抵消轴的实况眼睛图像 上用电子方法进行标记。
[0009] 在另一实施例中，连同患者的眼睛的实况图像一起实时地显示眼睛光学性质的实 时术中测量。术中测量的示例包括球面（sphere)或球面屈光误差、散光或柱面或柱面屈光 误差以及散光的轴角度。这些术中测量可与术前测量数据进行比较并且被用于计算散光矫 正/抵消的参考轴。例如，此散光矫正/抵消的参考轴可以是无晶状体眼（即，当移除了患 者眼睛的自然晶状体时）的散光轴。此散光矫正/抵消轴还可以是最佳散光抵消/矫正的 目标轴，该最佳散光抵消/矫正可能已经将眼睛的散光性质中的手术程序（或因素）引起 的像差或甚至外科医生实践引起的变化考虑进来。
[0010] 可在白内障屈光手术期间的任何点处在术中确定此参考轴。例如，在做手术切口 之前，可进行参考轴测量。可就在程序性步骤（诸如做切口）之后进行另一参考轴测量或 者可在眼睛处于无晶状体状态的情况下进行该测量。还可在屈光手术期间实时更新参考 轴。散光矫正/抵消轴理想地是用于可旋转的复曲面I0L的对准的目标轴。而且，散光矫 正/抵消轴被LRI/CRI或飞秒激光手术参考以使得在术眼的所有手术伤口已经愈合之后， 术后眼睛的残余散光被最小化或矫正以用于患者的目标屈光。
[0011] 在另一实施例中，取决于在屈光手术之前、期间（尤其当手术正在进行时）和之后 是否存在对眼睛的散光的轴和大小的任何显著改变，在术中计算眼睛的散光矫正/抵消轴 的步骤可被进一步分成更多的步骤。
[0012] 在另一示例实施例中，术前眼睛性质测量数据与实时术中眼睛性质测量数据进行 比较并且测量数据被用于进一步改进散光矫正/抵消结果。在这方面，角膜散光计/角膜 镜或角膜地形图或0CT(光学相干断层扫描）或波前或自动屈光的术前测量或这些测量中 的两个或多个的组合可与角膜散光计/角膜镜或角膜地形图或0CT(光学相干断层扫描） 或波前或自动屈光的术中测量或这些测量中的两个或多个的组合进行比较。可确定眼睛的 光学性质的改变（诸如由手术因素造成的对球面或柱面屈光误差的改变）以使得能够计算 真实的目标散光矫正/抵消轴。
[0013] 在又一示例实施例中，术前眼睛性质测量（多个）（包括生物测量）与术中眼睛性 质测量（多个）的比较还被用于除了柱面屈光误差的矫正之外的球面屈光误差的进一步矫 正以使得可选择并且还确认优化的人工晶状体（I0L)，包括单焦点的I0L、双焦点或三焦点 或多焦点I0L以及复曲面I0L。
[0014] 在又一示例实施例中，数据的比较不仅可包括术前眼睛性质测量（多个）和术中 眼睛性质测量（多个）而且可包括在术眼已经完全愈合之后的术后测量（多个）并且这些 数据可被用于启用和/或加强用于I0L的选择和确认的诺谟图（nomogram)(多个）。
[0015] 在又一示例实施例中，目标散光矫正/抵消轴与术后伤口愈合的眼睛相关联并且 参考术后伤口愈合的眼睛。同样显示手术下但以术后伤口愈合的眼睛为基准的眼睛的实时 目标屈光。换言之，代替手术下的眼睛的当前屈光的实时显示，呈现给外科医生的是在眼睛 的伤口已经愈合时术后眼睛的目标散光矫正/抵消轴和目标屈光的虚拟的实时显示。
[0016] 鉴于下列详细描述和所附附图，附加特征和优势将会显而易见。 附图简沭
[0017] 图1示出了从处于松弛状态的正视眼出来的平面波前。
[0018] 图2示出了从近视眼出来的会聚球面波前。
[0019] 图3示出了从远视眼出来的发散球面波前。
[0020] 图4示出了从近视而且具有散光的眼睛中出来的波前。
[0021] 图5是适合于用在各示例实施例中的系统的示例实施例的框图。
[0022] 图6示出了在没有使用任何角测量分划板图像注入或投射硬件的情况下以电子 方式标记/对齐经历屈光手术的患者眼睛的一个示例方法。
[0023] 图7示出了使用双倍角矢量图来发现由窥器引起的散光分量以及单独的角膜的 散光分量的示例。
[0024] 图8是描绘了所显示的眼睛图像和标记的示意图。
[0025] 图9示出了被集成或附连至手术显微镜并且以电子方式被链接至触摸屏的当前 公开的装置的透视图，其中基于硬件的触摸按钮位于该装置的封围前壁和侧壁上以及相应 的基于软件的触摸按钮在触摸屏上。
[0026] 图10示出了在屈光手术期间计算和标记/对齐患者眼睛的散光矫正/抵消轴的 一个不例方法。
[0027] 图11示出了关于如何进一步包括切口密封和愈合影响以进一步改进手术结果的 示例实施例。
[0028] 图12示出了在手术上植入复曲面I0L的改进的程序的示例流程图。 详细描沭
[0029] 在本发明的一个或多个实施例中，在眼科手术期间，将患者眼睛的图像以及经电 子地标记的用于散光矫正/抵消的参考轴呈现给外科医生，不需要将任何额外的分划板 (reticle)投影硬件与外科显微镜结合使用。在本发明的其它实施例中，通过考虑患者眼睛 的散光性质在屈光手术之前、期间和之后的改变来更准确和/或更精确地确定散光矫正/ 抵消轴。此外，以电子方式生成的散光矫正/抵消轴的自定义指示（多个）被叠加到显示 器上患者眼睛的实况图像上并且与该实况图像对齐。
[0030] 在下面的讨论中，将讨论各种类型的外科手术引起因素并描述各种用于补偿这些 因素的方法。为了简化下面的讨论，大致将各种外科手术引起因素分为三类。
[0031] 第一类是暂时的外科手术引起因素，这些因素因手术期间所采取的步骤而产生， 诸如，眼睛开窥器的插入会引起眼睛的屈光状态/测量在手术期间发生改变，但是在手术 完成之后将会消失。例如，当窥器在适当的位置时，窥器的插入将使角膜变形，但是当移除 窥器时，角膜将恢复到其正常形状并且没有或者非常少的屈光改变将存留。这种由暂时的 外科手术引起因素所引起的外科手术引起的散光分量被称为暂时的外科手术引起的散光。
[0032] 第二类是非暂时的外科手术引起因素，这些因素因眼睛的屈光状态发生改变而导 致，诸如在手术期间发生的角膜切口和其它的眼外伤。这些改变在刚完成手术时将会保留。 这种由非暂时的外科手术引起因素所引起的外科手术引起的散光分量被称为非暂时的外 科手术引起的散光。
[0033] 第三类是伤口愈合引起的因素，这些因素是由于眼睛在术后恢复过程中其屈光状 态发生改变而导致的。这些改变将从刚完成手术的时刻到眼睛术后完全恢复的数周或数月 内展示它们自己。这种由伤口愈合引起的因素所引起的伤口愈合引起的散光分量被称为伤 口愈合引起的散光。
[0034] 第二类和第三类通常被一起认为是外科医生引起的因素或外科医生特定外科手 术引起的因素，这些因素是由于特定外科医生独一无二的外科技术而导致的，诸如由特定 外科医生所做的切口的习惯布置和特性。这种由外科医生引起的因素所引起的外科手术引 起的散光分量被称为外科医生（或外科手术）引起的散光（SIA)。
[0035] 在本发明的其它实施例中，实时的眼睛屈光或波前测量结果被呈现给外科医生。 实时测量可以是术中受当下手术因素影响的当前的眼睛。另一方面，实时测量也可以是在 手术因素的影响已被数字化移除的情况下的虚拟的松弛且伤口愈合的眼睛。换言之，实时 显示的屈光或波前结果已经矫正了暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素的影响，并 因此以一眼睛为基准，好像该眼睛是松弛的，没有受到暂时的和外科医生特定外科手术引 起的因素的影响。在后一种情况中，已经以外科手术进行过程中没有受到暂时的和外科医 生特定外科手术引起的因素影响的完全愈合的眼睛为基准，在计算实时屈光时考虑了手术 因素，包括外科医生引起的屈光误差。眼睛的实时显示的屈光是在告诉外科医生他/她的 手术结果离患者眼睛痊愈后眼睛真正的作为目标的屈光（诸如正视）有多远。
[0036] 没有任何光学像差的眼睛被称为正视眼并且正常的无像差的视觉（vision)或视 力（sight)被称为正视。在这种具有完美视力的眼睛中，当眼睛松弛时，来自远处物体的光 线能够被带至视网膜上的准聚焦（sharpfocus)中。这是人们想要使用激光或其它视力矫 正程序达到的效果。因为对于远处物体，可以认为进入松弛的正视眼的波前是平面的，当光 线的传播方向翻转时，即当从视网膜的中央凹的附近的点光源发出的光线向后传播通过眼 睛光学系统并离开眼睛时，波前还是平面的。图1示出了从松弛的正视眼120返回的平面 波前110。
[0037] 眼睛像差通常被分类为低阶和高阶。低阶像差包括散焦（也称为球面屈光误差） 和散光（也称为柱面屈光误差）。对于这两个不同类型的散焦的更为熟悉的名字是近视（近 视（myopia))和远视（远视（hypermetropiaorhyperopia))。可利用自动验光仪来测量 这些屈光误差，并且它们构成了眼睛中所有像差的约85%。当从视网膜的中央凹的附近的 点光源发出的光线向后传播通过具有散焦的眼睛光学系统并离开眼睛时，波前或者是球面 会聚的或者是球面发散的。图2示出了从近视眼220出来的会聚球面波前210并且图3示 出了从远视眼320出来的发散球面波前310。
[0038] 如果不存在由角膜引起的散光，眼睛的角膜的形状像是切成两半的棒球的截面。 此半圆顶周围的曲率或者陡度一直是相同的。将此与类似于纵向对切（沿长轴方向，通过 两个尖端）的橄榄球的角膜进行比较。该角膜沿长轴方向（沿着缝合线）的曲率不如沿短 轴方向那么陡。这种角膜聚焦光时，不会聚焦在单个点处，而是聚焦在2个点处。具有未经 矫正的散光的人可看到模糊且重影的图像。形状像纵切橄榄球的角膜具有散光。
[0039] 在具有散光的眼睛中，来自远处物体的光线沿两个垂直的取向方向或子午线会聚 在两个不同的点处，例如，一个在视网膜上并且另一个在视网膜后。这可以是眼睛角膜具有 散光的情况，不均匀的曲率像纵切的橄榄球。这两个不同的曲率导致两个不同的焦点。取 决于焦点所处的位置，存在几种不同的散光组合。示例包括：
[0040] ?简单近视散光：一个点在视网膜前面，另一个在视网膜上；
[0041] ?复合近视散光：两个焦点均在视网膜前面；
[0042] ?简单远视散光：一个点在视网膜后面，另一个在视网膜上；
[0043] ?复合远视散光：两个焦点均在视网膜后面；
[0044] ?混合散光：一个点在视网膜前面，另一个在视网膜后面；
[0045]通常，当散光在眼睛内以及在角膜处发生时，眼睛内的散光在量上与角膜散光正 好相反。这两种形式的散光因此能够相互抵消并且使得眼睛不具有显著的散光量。
[0046]散光的眼睛通常具有两种不同的子午线，彼此成90°取向，这使得图像聚焦在对 于每一种子午线的不同平面内。每种子午线可以是近视、远视、或正视的。散光的矫正通常 是在不同的特定取向方向上具有不同的光线聚焦能力的柱面或复曲面透镜。沿各子午线的 屈光度能力的差是散光度。
[0047] 散光的子午线（多个）的角取向是以一个或两个180°半圆为基准。如果观察方 向是来自观察者，那么对于上部半圆，角取向的〇度标记位于患者眼睛的右侧并且度数沿 着上部半圆逆时针方向增加。对于下部半圆，角取向的〇度标记位于患者眼睛的左侧并且 度数沿着下部半圆逆时针方向增加。眼睛的具有最小度的子午线或平面（flatter)主子午 线的角朝向被定义为散光的轴。
[0048] 散光也被描述为"柱体（cylinder) "焦度，其中圆柱体具有垂直于圆截面的直径的 高度轴以及垂直于第一轴的宽度轴。柱体的高度轴不计量曲率而柱体的宽度轴计量它的曲 率。高度轴是散光的轴。
[0049]散光使得无论什么距离下图像都位于焦点外。对于散光的眼睛，通过调节或者调 焦以将"最小模糊圆"带至视网膜上来最小化模糊是可能的。
[0050] 为了矫正散光，当柱面透镜被置于眼睛之前或眼睛内时，必须规定柱面透镜的轴 的位置。在指定轴的角度中，观察者面对患者且取向角度零位于观察者的左边。刻度在水 平线下面被读出，其中90°在底部且180°在右边。
[0051]对于散光眼睛或柱面屈光不正的眼睛，从眼睛的视网膜的中央凹附近的点光源中 出来的波前相对于光轴将不再是旋转对称的，而相反，波