前将沿着两个不同的但相互垂直 的方位角取向方向具有不同的球面发散或会聚。
[0052]图4示出了从近视而且具有散光（复合近视散光）的眼睛420中出来的波前。注 意，对于垂直（侧视图）和水平（顶视图）横截面，波前在离开眼睛之后的会聚程度是不同 的。对于侧视图情况的垂直横截面波前410a在光线离开眼睛之后最初是比对于顶视图情 况的水平横截面波前410b更加会聚的。相应地，光束形状也将不再是具有围绕光轴的旋转 对称的纯圆锥形。如430的三维图示所示，遵循从右向左的光传播，光束截面形状（垂直于 光束传播方向）将从较大的水平椭圆、变化至水平线、变化至具有较短长轴的较小的水平 椭圆、变化至最小模糊圆、变化至具有较短长轴的较小的垂直椭圆、变化至垂直线、然后变 化至较大的垂直椭圆。
[0053]应该注意，视敏度和视觉性能与波前像差有关，但是用于描述视力的度量与可拿 到眼镜店填写的眼镜片或隐形眼镜处方并不相同。视力一般以Snellen格式给出，例如， 20/40。对于20/40视力，一患者在20英尺远处可清楚地看到的物体，可由具有20/20视力 的某人从40英尺远清楚地看到。因此，具有20/400视力的某人具有甚至更糟的视力；分 母或第二个数字越大，视力越差。极端情况，如果视力甚至更糟，以使不可看到视力检查表 上最大的字母"E"，则可数清的手指的个数是测量视力的方法。如果某人具有"在3英尺处 数手指"，则这意味着有问题的眼睛具有劣于20/400的视力并且仅可识别3英尺远处所保 持的手指的数量。完美视力的黄金标准是20/20视力，尽管存在患者能够看到比"完美"更 佳。尽管大多数患者一起使用双眼，但单独地在每一只眼睛中测试视力，就像个人的处方的 测量一样。下表示出了视敏度（以英尺和米为单位）以及以屈光度为单位（这是透镜的光 焦度的测量单位，等于以米为单位测得的焦距的倒数（即，1/米））的屈光误差之间的关系。
[0054]在视力矫正的处方方面，如果眼睛仅是近视的，则将存在单个负的屈光度数字。减 号指示近视或近视眼。在减号之后出现的数字告诉近视的量或"严重度"。例如，-1.00D意 味着近视的一个（1. 00D)屈光度，-5. 2?意味着近视的5. 25屈光度或者5又1/4屈光度。 这比-1. 00D更为近视，且因此需要更厚的负片眼镜。
[0055]如果眼睛仅是远视的，则将存在单个正的屈光度数字。加号指示远视或远视眼。在 加号之后出现的数字告诉远视的量或"严重度"。例如，+1.00D意味着远视的一个屈光度， +5. 7?意味着远视的5. 75或者5又3/4的屈光度。这比+1. 00D更为远视，且因此需要更 厚的正片眼镜。
[0056]如果眼睛具有散光，则这些数字更难以遵从。实际上在具有散光的眼睛的处方 中存在3个数字。一般形式为S+CX轴。S和C两者均可以是正数或负数。S指的是处 方的所谓"球面"或球面部分。C指的是处方的散光的量或柱面部分。轴是0到180度之 间的任意数字；此轴数字告诉角膜曲率的差别发生在何处或者如何取向或对准散光。指 出存在多少散光还不够，还有必要通过给出坐标来了解曲率的差别发生在何处。因此，在 某个种类和严重度的散光的处方中存在三个数字。第二个数字C越大，则存在越多的散 光。存在若干类别的散光，并且通过分析该3个数字的处方，规定了散光的准确类型。例 如，-2. 00+1. 50X180意味着负2屈光度的球面屈光误差以及在180度的轴处的正1. 50屈 光度的散光；+4. 00+3. 00X89意味着正4屈光度的球面屈光误差以及在89度的轴处的正3 屈光度的散光。
[0057] 高阶像差指的是由穿过具有不规则屈光组件（泪膜、角膜、房水、晶状体和玻璃 体）的眼睛的光的波前所获取的其它扭曲。角膜和晶状体的异常曲率可有助于高阶像差 (Η0Α)。严重的高阶像差还可从角膜由于眼科手术、外伤或疾病所造成的伤疤中发生。使眼 睛的自然晶状体浑浊的白内障也可引起高阶像差。当干燥的眼睛使眼睛的泪膜变小（帮助 弯曲或屈光光线以实现聚焦）时，也可导致像差。高阶像差的一些名字是慧差、三叶形像差 和球面像差。可使用波前传感器来测量高阶像差，并且这些高阶像差构成眼睛中的像差的 总数的约15%。
[0058] 传统上，将使用角膜散光计/角膜镜或者角膜地形图仪系统来在术前测量或标识 角膜前表面的散光轴；替代地，将使用自动验光仪或波前传感器来在术前测量或标识整个 眼睛的散光轴。外科医生将在白内障手术之前或期间基于这些术前测量来标记角膜前表面 或整个眼睛的散光轴。此标记随后在手术期间被固定并且不被更新。此常规实践具有有限 的准确度和/或精度。此外，每个外科医生还可包括所谓的外科医生引起的散光。作为结 果，术后的眼睛可能仍然具有残余散光。因此，需要最小化或更为理想地完全移除此残余散 光。
[0059] 在一个示例实施例中，对患者眼睛的光学性质作出实况的连续测量并且基于测量 数据的质量和手术阶段的过渡来在术中更新散光矫正/抵消的参考轴的标记。使用这些测 量并部署用电子方法进行标记，实况/记录的眼睛图像/视频显示被创建有与该实况/记 录的眼睛图像对齐并被叠加到该眼睛图像上的标记（多个）而没有使用任何附加的硬件来 投射或注射角测量分划板或对准标记。
[0060] 图5是被用于实践各示例实施例的系统的框图。图5描绘了可被集成或附连到手 术显微镜502的前端的模块500。该模块包括波前传感器或自动验光仪504、眼睛相机（eye camera) 508以及包括CPU和有形存储器（持有程序代码和数据）的数据处理器510、以及 输入和输出端口。还可包括诸如角膜散光计/角膜镜或者角膜地形图仪系统或光学相干地 形图仪系统/断层扫描仪（0CT)之类的角膜形状测量设备506.另外，显示器（在图5中未 示出）也可被电子地耦合至数据处理器。
[0061] 在此示例中，波前传感器504是如在共同转让的美国专利7, 445, 335和美国专 利申请20120026466中描述的顺序波前传感器，眼睛相机508是具有1. 3兆像素分辨率 (1280x1024像素）的极其紧凑的插件板级相机UI-1542LE-M，并且角膜形状测量设备（506) 是Mastel照明手术角膜镜。通过示例而非限制的方式来描述这些特定设备，并且本领域技 术人员将能够根据需要代替其它适当的设备。
[0062] 在此示例中，手术显微镜包括位于手术显微镜552的观察光路中的透明显示器 550以使得各种类型的数据可在术中被显示至外科医生而无需外科医生必须将他的眼睛从 手术显微镜的目镜中移开。此特征也被称为"抬头显示"。
[0063] 图6示出了以电子方式标记/对齐经历白内障屈光手术的患者眼睛的示例方法。 在步骤602处，对患者的眼睛的光学性质进行连续的实况、实时术中测量。各类型的示例测 量包括自动屈光、像差测量、波前、角膜散光计/角膜镜、角膜地形图或光学相干地形图/断 层扫描或这些测量中的两个或多个的组合。
[0064] 在步骤604处，由眼睛相机508同时地且连续地捕捉和/或记录眼睛的实况图像。 在一个示例实施例中，实况眼睛图像还被用于确定眼睛与被用于眼睛的光学性质的实时术 中测量的仪器的光轴对准得多好。
[0065] 在步骤606处，实况眼睛图像帧与实况眼睛光学性质测量数据同步并且基于同步 的眼睛图像数据或其它眼睛对准测量数据来确定眼睛光学性质测量结果的质量以仅选择 高质量的眼睛光学性质测量数据。在示例实施例中，眼睛相机508和波前传感器504被耦 合至数据处理器510并且使用标准的现成软件编译器、UI构建器、服务和驱动器（诸如，例 如，MicrosoftVisualStudioProfessional和MicrosoftDirectShow应用程序编程接 口（API)，其是用于微软视窗（MicrosoftWindows)的媒体流架构）进行接合从而使得该软 件从摄像机和波前传感器硬件两者中接收连续的数据流。在另一示例实施例中，眼睛相机 508和角膜散光计/角膜镜506被耦合至数据处理器510并且使用标准的现成软件编译器 进行接合。
[0066] 可建立测量数据质量判断标准以确保仅与良好对准的眼睛图像相关联的高质量 眼睛光学性质测量数据被选择用于后续数据处理。眼睛光学性质测量数据的质量可以是基 于一标准，该标准考虑到患者眼睛相对于被用于进行实时术中测量的测量设备的位置范围 以及眼睛光学性质测量的信号强度范围。
[0067] 在步骤608处，处理来自眼睛的光学性质的测量中的选择的数据以计算散光矫正 /抵消的参考轴的指示符（多个）（例如，线、箭头、闪烁的标识符）。在另一示例实施例中， 还处理所选择的数据以计算手术因素引起的屈光误差，尤其包括暂时的和外科医生特定外 科手术引起的散光。
[0068] 在步骤610处，以电子方式分配表示散光矫正/抵消的参考轴的指示符（多个） 以用于关联至同步的眼睛图像上的特定参考。该特定参考可以是虹膜界标（多个）、窥器、 眼角、外科手术放置基准（多个）或设备基准（多个）以及其它。同时，指示符（多个）还 可被显示到手术显微镜的视场中的实况眼睛图像上，其中指示符（多个）以手术显微镜的 实况眼睛图像为基准。换言之，指示符（多个）以记录的实况眼睛图像为基准并因此被跟 踪至真实眼睛运动但叠加可在手术显微镜内的透明显示器上完成，该手术显微镜不需要在 透明显示器上显示实况眼睛图像，因为实况眼睛图像已经通过显微镜被呈现给外科医生。
[0069] 在步骤612处，基于较高质量眼睛光学性质测量数据或手术阶段的过渡来相对于 连续捕捉的实况眼睛图像更新以电子方式分配的指示符（多个）。例如，可基于根据在甚至 更紧的范围内的眼睛的横向以及轴向位置，眼睛相对于眼睛光学性质测量设备（诸如实时 波前传感器）是否是甚至更好对准的和/或根据如可由内置的数据处理算法（多个）作出 判断的信号强度范围，来自测量（多个）的数据是否具有甚至更高的质量来更新以电子方 式分配的指示符（多个）。
[0070] 更可能地，当手术阶段过渡发生时，能够且将由内置的算法或外科医生/护士在 白内障手术的不同阶段下执行或影响更新。在下文中，术语"有晶状体阶段"指的是使得自 然晶状体在适当位置的眼睛，术语"无晶状体阶段"指的是使得晶状体被移除的眼睛，并且 术语"伪晶状体阶段"指的是使得自然晶状体被人工晶状体（I0L)代替的眼睛。可提供有 价值的眼睛光学性质信息的不同手术阶段的示例包括：在应用眼睑开窥器之前的术前有晶 状体阶段、在应用眼睑开窥器之前的术中有晶状体阶段、当移除自然晶状体并且用粘弹性 液体填充/加压眼睛的前房时的术中无晶状体阶段以及当人工晶状体（I0L)被植入并且在 手术期间正进行对准时的术中伪晶状体阶段。
[0071] 存储在有形存储器中并由处理器执行的内置的算法可被配置成自动地检测各个 阶段之间的过渡并且执行必要的计算以更新向外科医生显示的轴线和屈光值。替代地，该 算法可响应于指示眼睛阶段的改变或指示在治疗期间发生的其它事件的用户输入。
[0072] 作为示例，在应用眼睑开窥器之前，当很好地对准眼睛时，可进行整个眼睛的波前 像差测量或自动屈光测量以确定在术前有晶状体阶段下的眼睛的光学性质。测得的散光将 具有眼睛的散光轴，该散光轴可被最初标记为实况眼睛图像上的以电子方式分配的指示符 (多个）并且被跟踪至任何进一步的眼运动。在暂时的外科手术引起的因素（诸如当很好 地对准眼睛时，将一对眼睑开窥器应用至患者眼睛）发生之后，可数字地绘制以电子方式 分配的指示符（多个）的更新或第二以电子方式分配的指示符（多个）。第二测得的散光 可揭示由窥器的应用所引起的任何附加的散光分量。经更新的或第二以电子方式分配的指 示符（多个）可以是在窥器的影响下的眼睛的散光轴或者由窥器所引起的添加的但暂时的 散光分量（即，第二和第一测得的散光之差）的散光轴。如果在两个手术阶段之间的眼睛的 散光和/或散光轴角度的差较小，则单个以电子方式分配的指示符将是足够的。另一方面， 如果在两种情况之间的眼睛的散光和/或散光轴角度的差相对较大，则可使用两个不同的 颜色或线条图形来显示两个指示符以通知外科医生窥器的应用已改变了角膜形状并且作 为结果，存在暂时的外科手术引起的散光。
[0073] 替代地，可显示基于两个测量所计算/确定的暂时的外科手术引起的散光的单个 指示符。类似地，当眼睛处于无晶状体状态时，可进行以电子方式分配的指示符（多个）的 进一步更新以给外科医生提供关于单独的角膜但在暂时的和非暂时的外科手术引起的因 素两者的影响下的散光轴（诸如在没有暂时的外科手术引起的因素影响下的单独的角膜 的散光轴）的信息。再次，如果在该无晶状体状态和先前的一个或两个眼睛状态之间的眼 睛的散光或散光轴角度的差较小，则相同的单个以电子方式分配的指示符将是足够的。另 一方面，如果在该无晶状体阶段和先前的一个或两个眼睛阶段之间的眼睛的散光或散光轴 角度的差较大，则基于两个或三个阶段的测量所计算/确定的更新的指示符可以电子方式 被标记在实况眼睛图像上并且被跟踪至眼睛的任何进一步的运动。
[0074] 为了理解考虑暂时的和外科医生特定外科手术引起的因素对手术下的眼睛的光 学性质的贡献这一需要的重要性，让我们简略地回顾用于散光的良好建立的矢量分析方法 并接着看一下简单的数值示例。
[0075] 在用于散光的矢量分析方法中，每一个散光贡献或分量被视为具有大小和方向的 矢量。归因于散光的轴以180°重复它自己，而几何角度在360°后重复这一事实，通过在 计算之前加倍散光的角度并且在计算之后减半该角度来解决此问题。矢量的长度表示散光 分量的散光屈光值（屈光度），然而矢量的角度等于如通常理解的眼睛空间中的散光轴角 度的两倍。例如，如果两个薄柱面透镜是层叠在彼此的顶部之上并且倾斜地交叉，则可通过 相加表示两个柱面透镜的两个散光分量的两个矢量并接着发现所得的矢量的长度并减半 所得的矢量的角度来使用双倍角矢量图来发现所得的散光。
[0076] 另一方面，也可使用矢量分析方法来发现外科手术引起的散光（SIA)。已普遍认为 总的外科手术引起的散光（SIA)等于术后测得的散光减去术前测得的散光。换言之，使用 双倍角矢量图，由矢量表示的术前测得的散光加上由矢量CSIA表示的外科手术引起的散 光（SIA)等于由矢量(?表示的术后测得的散光。注意在术后测量中可能存在不同定义，因 为该术后测量可以就在于移除眼睑开窥器之前或之后的完成手术之后或者在眼睛已经从 手术中完全愈合之后的数周或数月之后完成，因此取决于术后测量的定义或解释，所测得 的散光可以是不同的。由于不同的手术因素可引起不同的散光贡献或分量，因而所引起的 分量因此可被进一步分成不同的类别和分量，包括暂时的、非暂时的和伤口愈合的。例如， 眼睑开窥器的应用可引进暂时的散光分量（可将其标记为暂时的窥器引起的散光）、在患 者眼睛的角膜上所做的切口可引进非暂时的散光分量（可将其标记为非暂时的角膜切口 引起的散光）、并且从手术中的眼恢复可引进伤口愈合引起的散光等。
[0077] 现在可看一下更为详细的但简化的数值示例。假定眼睛处于眼睑开窥器应用之 前的其有晶状体阶段并且角膜散光计/角膜镜或波前测量发现角膜或眼睛具有在相对于 眼睛的水平轴的30°的子午线或散光轴角度处的1. 00屈光度大小的第一测得的净散光。 可最初以双箭头形成头部的线（以30°取向）为形式将第一参考轴标记为实况眼睛