专利名称：散光轴的牛顿环测量和散光轴的激光打标的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及用于执行散光测量以校正散光的系统。本发明还涉及使用激光生成的标记对经测量的散光轴进行标记。
背景技术：
在已知的散光校正手术中，例如缘松解切ロ、LASIK或复曲面IOL植入，使相应治疗或装置对齐使之相对于眼睛的散光轴精确对准是很重要的。虽然在每一次手术执行时患者都采取卧位，但是术前的散光测量按照惯例是在患者采取坐位时进行的。在患者从坐位移动到卧位的过程中，一般会发生自旋(眼睛绕着其光轴旋转)。因此，必需在进行手术之前校正自旋。自旋补偿通常是通过在患者采取坐位时使用油墨打标器在眼睛上做出对齐标记来进行。对齐打标器用在患者采取治疗卧位吋，以调整散光轴可能发生的任何旋转。油墨标记的使用減少了自旋对散光治疗的影响；然而，因为这要求患者独自坐在裂隙灯下，所以这是不便的，并且由于在人工放置初始标记过程中不可避免的误差而使得准确度有限，而且在泪液膜与标记油墨发生反应时标记会“散开”。
发明内容
本发明的ー个方面涉及ー种激光治疗系统，所述激光治疗系统包括用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件以及用于在所述测量构件已測量了散光轴之后将激光束施加到眼睛的构件。本发明的第二个方面涉及ー种散光轴测量系统，所述散光轴测量系统包括用于朝向患者眼睛的角膜导引光的构件以及用于基于从所述角膜反射离开的光来測量角膜的散光轴的构件。本发明的第三个方面涉及ー种散光轴测量系统，所述散光轴测量系统包括用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件以及用于确定角膜的顶点的构件。本发明的第四个方面涉及ー种散光轴测量系统，所述散光轴测量系统包括产生朝向患者眼睛的角膜导引的光束的环状源以及用于接收从角膜反射的光的检测器。处理器用于接收来自检测器的信号并且确定角膜的散光轴。本发明的第五方面涉及ー种识别患者的角膜或眼睛的散光轴的方法，所述方法包括朝向患者眼睛的角膜导引环状光束以及接收从角膜反射的光。所述方法进ー步包括基于所接收到的光来确定角膜的散光轴。本发明的第六个方面涉及ー种关于角膜的散光轴存在的位置而对眼睛进行标记的方法，所述方法包括确定角膜的散光轴以及用激光束对眼睛进行标记以在眼睛上形成识别散光轴的标签。本发明的第七个方面涉及ー种激光治疗系统，所述激光治疗系统包括用于产生朝向患者眼睛的角膜的导引光束的构件以及用于接收从角膜反射的光的构件。所述系统进ー步包括用于基于接收到的光来确定角膜的形状的构件以及用于在所述用于确定角膜的形状的构件已确定了角膜的形状之后将激光束施加到眼睛的构件。本发明的第八个方面涉及ー种激光治疗系统，所述激光治疗系统包括产生朝向患者眼睛的角膜的导引光束的多个环状源以及用于接收从角膜反射的光的检测器。所述系统进ー步包括用于接收来自检测器的信号以及基于接收到的光确定角膜的形状的处理器。所 述系统包括基于由处理器确定的角膜的形状来将激光束施加到眼睛的激光器。本发明的第九个方面涉及ー种测量角膜形状的方法，所述方法包括产生朝向患者眼睛的角膜的导引光束并且接收从角膜反射的光。所述方法进ー步包括基于接收到的光来确定角膜的形状并且基于角膜的所确定的形状而将激光束施加到眼睛。本发明的ー个或多个方面使眼睛能快速对齐并固定不动。
附图被并入本文中而且构成本说明书的一部分，并与上文所给出的一般描述和下文所给出的详细描述一起用来解释本发明的特征。在附图中图I示意性地绘示了根据本发明的用于在对患者眼睛进行眼科手术之前对角膜散光轴进行测量的測量系统的实施例；图2示意性地绘示了根据本发明的与图I的測量系统一起使用的用于牛顿环测量的远心检测系统的实施例的操作；图3绘示了在使用根据本发明的图I中的測量系统来确定眼睛的角膜散光轴并使用治疗激光对所述散光轴进行标记之后，在眼睛中植入的普通复曲面人工晶状体(IOL)的图片；以及图4示意性地绘示了在用“标签”对通过根据本发明的图I中的測量系统测量的散光轴进行标记的情况下，在晶状体前囊膜切割中的激光切割囊膜开ロ。
具体实施例方式图I示意性地绘示了用于测量角膜散光轴以及用于对患者的眼睛102进行眼科手术的测量和治疗系统100。系统100包括用于牛顿环(Placido Ring)测量的远心检测系统200、基于沙氏原理(Scheimpflug)的晶状体和角膜定位系统300，以及包括治疗激光104的治疗激光系统。在使用中，患者通常是躺在轮床或躺卧式手术椅上，所述手术椅滚动到在治疗激光104的光学头下方的位置处。远心检测系统200以及基于沙氏原理的晶状体和角膜定位系统300可设计成对在治疗激光系统下方采取卧位的患者起作用，因为采取此卧位，眼睛的自旋已经发生，眼睛的自旋是在采取坐位(例如，以允许进行常规散光測量)的患者换到卧位时发生。将牛顿环检测系统200以及基于沙氏原理的晶状体和角膜定位系统300定位成使得患者对于测量和激光治疗都可維持固定也是有利的，因为这会消除或缩减为了进行随后的激光治疗而将患者与激光重新对准这个耗时步骤。在単独使用基于牛顿环的测量或者通过由分离的独立測量系统对角膜顶点位置的測量而强化基于牛顿环的测量，从而找到角膜散光轴之后，可以用以下美国专利申请中描述的激光系统来进行医学手术 第11/337，127号；第12/217，285号；第12/217，295号；第12/509，412号;第12/509,021号；第12/509,211号和第12/509，454号，所述各专利申请以全文引用的方式并入本文中。激光系统将要进行的用以校正或減少散光的可能手术是进行缘松解切ロ或LASIK。另ー可能的手术是使用治疗激光来辅助白内障切除以及随后植入复曲面IOL或另ー种I0L。測量系统100的操作包括使患者躺在病床上的适当位置中以进行激光手木。接下来，使用对三轴运动控制系统进行控制的操纵杆，使治疗激光104的光学头与患者的角膜对准。治疗激光系统的光学头容纳牛顿环检测系统200以及基于沙氏原理的晶状体和角膜定位系统300以及用以引导治疗激光束的光学元件。因此，使这个光学头相对于患者对准起到使所有三个系统(200 ;300和治疗激光系统)同时相对于患者眼睛对准的作用，因此， 不那么需要耗费时间来重新对准以便进行随后的操作。传感器(未图示)检测z位置(沿着平行于通过牛顿环光发生器203的激光束的轴线的方向的位置，如图I所示)何时正确到可以进行散光轴测量；所述传感器在眼睛处于牛顿环光发生器203下方的正确距离处时产生信号。摄像机系统和显示器监视器(未图示)位于发生器203上方并通过光发生器203的中心向下直视眼睛，所述摄像机系统和显示器监视器提供了从上往下看的眼睛的图像，从而允许治疗激光104的光学头的X、y位置在眼睛上居中。软件标度线叠置在摄像机的监视器上眼睛的图像上，以辅助对定中心的评估。在确定了治疗激光104的光学头的z位置，且牛顿环光发生器203在眼睛正上方居中之后，接着使用用于牛顿环测量的远心检测系统200进行散光轴的测量。在审阅了图2之后能理解系统200的操作。如所示，来自光发生器203的ー个或多个同心环形源202的光201指向眼睛102的角膜，并且接着反射光214指向物镜204。请注意，环形源202相对于通过光发生器203的开ロ的治疗激光束的轴线同心。另外，环形源可以是呈圆形形状的单个光元件或位于ー个圆上的多个、离散光元件。接下来，通过远心光阑206来导引来自物镜204的光，远心光阑206位于镜头204的焦平面处。光阑206包括开ロ 208，开ロ 208位于镜头204的焦点处，使得仅允许从角膜反射的最初平行于物镜的轴线的光通过开ロ 208且在检测器212的视频图像平面210上被接收到。如图I所示，可以使用额外光学元件，例如束扫描系统216、束组合器218和束分裂器220，来将反射光214朝向镜头204导引。将上述原理应用于检测系统200，将ー个或多个同心(相对于来自光学头104的激光束的轴线，所述轴线与图2中的物镜204的轴线在同一直线上)发散光束201从环状源202朝向眼睛102的角膜导引。如果角膜的形状是完美球面，那么光束201在从角膜反射到平行于物镜204的轴线的方向之后，便会通过远心光阑孔径208且在视频图像平面210上形成光的同心圆。如果角膜是散光的，那么其形状将会稍偏离完美球面的形状，以致牛顿环照明源的反射的图像具有近椭圆形形状。在视频图像平面210上形成的近椭圆形图像的形状的測量，使用例如以下文献中描述的那些方法的标准数值法詹森.特鲁温纳(Turuwhenua, Jason)在2008年3月第85卷第3期的“验光与视觉科学”第E211-E218页上发表的“改善的用于角膜重建的低阶方法(An Improved Low Order Method for CornealReconstruction) ”，角膜的形状可以通过处理器来确定。请注意，如果使用多个环状源202，例如总共12到24个，那么可以测量角膜的整体形状。可选择地，如果只需要散光轴，那么可以使用类似方法来从视频图像平面210上的牛顿环光发生器203的反射光图像的形状对散光轴进行数值提取。如果只需要散光轴，那么从反射图像提取散光轴的简单方法是使用简单最小ニ乘曲线拟合技术来确定椭圆形的半长轴的角度。请注意，如果单独使用系统200，那么有可能发生偏心误差。牛顿环相对于与角膜顶点同心的位置偏心可能是散光轴测量不准确的主要原因。为了校正此偏心，在使用沙氏系统300进行角膜顶点测量的同时或几乎同时使用系统200进行测量，从而校正系统200所做的散光轴测量中的偏心误差。如图I所示，超辐射发光二极管(SLD) 240将光束朝向束扫描系统216投影，束扫描系统216转而将光束投影到眼睛上。束扫描系统216受计算机控制。扫描系统216按顺序地扫描光束以便产生通过眼睛的一“片”光；所述“片”含有束扫描器216的主轴并且垂直于图I的页面平面。来自所述一片光的由角膜前表面散射的光经棱镜302反射到摄像机304中，摄像机304存储从每ー经扫描线散射的图像。针对一“片”或多“片”额外的光来重复所述过程，姆一片光都平行于第一片光且相对于第一片光向左或 向右移置。每一“片”光的摄像机304图像形成眼睛的纵截面，其中角膜的位置在眼睛的顶部处呈现为亮弧。每ー纵截面都相对于彼此移置。所述纵截面可能被视觉化为被切蛋器分段的鸡蛋的截面。接着将摄像机304重新定位到图I的页面平面外的一点，使得由摄像机镜头轴线与束扫描系统216的主轴界定的平面垂直于图I的页面平面。在这个第二摄像机位置中，重复前述过程，其中经扫描的多“片”光现在是平行于图I的页面平面。从近球面角膜前表面散射的光在摄像机304上形成圆形图像。使用光线跟追，可以使用来自摄像机图像的纵截面来找到角膜沿着每ー纵截面的角膜弧相对于系统300而且也相对于系统200和治疗激光(因为这三者相对于彼此的位置是已知的)的位置。通过使用简单最小ニ乘拟合将这些各种弧拟合到球面形状，可以找到整个角膜的位置以及直接得到角膜顶点的位置。在通过系统200和300进行先前描述的牛顿环测量之后,直接向上移动治疗激光104的光学头，将其移动旁边，以允许接近患者眼睛102以便施加吸环。在操作中，将吸环(未图示)人工施加到患者眼睛102上。在施加了吸环之后，使用先前描述的操纵杆来对治疗激光104的光学头进行对接。由于患者眼睛102未曾移动并且由于治疗激光104以及散光測量系统200和300彼此对准，因此，基于先前描述的散光轴确定和/或角膜形状确定，使用缘松解切ロ或LASIK，使散光治疗与测量到的散光轴对准，从而现在可以使用治疗激光104来校正或减少眼睛102的散光。上述对准系统和过程现在也可应用于涉及到植入复曲面人工晶状体(IOL)以治疗散光的手木。请注意，IOL是在白内障晶状体移除之后植入到眼睛中的囊袋中的合成晶状体。IOL通过用有适当屈光度的透明晶状体来部分替换不透明的白内障晶状体来恢复视力。常规IOL只具有球面屈光度。复曲面IOL具有球面屈光度和圆柱屈光度，并且因此可校正眼睛的散光。在复曲面IOL随后被植入以治疗散光的情况下，可以使用治疗激光104来对散光轴进行标记，随后用于使IOL 405的散光轴410(图3中所示)的轴线(使用用于将IOL 405锚定在囊袋中的触角406)与眼睛102的经标记的散光轴对准。在白内障手术中，在晶状体前囊膜中人工撕开或通过激光切出圆形开ロ。通过所述开ロ移除白内障晶状体，且将IOL放置到囊袋中，通常是在囊膜开ロ后面居中。可以使用治疗激光104来切出小的“标签”作为圆形囊膜切开400的部分。“标签”提供可见的參考标记，沿着所述參考标记，可对准IOL410的散光轴。如图4所示，囊膜开口中的“标签”430可向内或向外地定位。“标签”是沿着囊膜切开切ロ切成平滑弯曲，以避免在白内障手术期间径向囊膜撕裂的风险。“标签”的可能平滑形状示意性地绘示于近视图425中。这种通过在囊膜切开中并入“标签”来对散光轴进行标记的方法允许散光标记，即，“标签”理想地放置，以在对准IOL的散光轴的过程中使用。“标签”很接近IOL上 的散光标记且实际上可能直接在IOL上的散光轴标记的上方，从而避免在将IOL标记与(例如)巩膜上的油墨标记(离IOL有相当长的距离)对准时可能发生的任何对齐误差。总言之，“标签”提供可见标记，使得植入复曲面IOL的外科医生可将IOL的散光轴与眼睛102的经标记的散光轴对直。为了避免在将吸环放置在眼睛102上以便与治疗激光104的光学头对接时可能发生的眼睛102的散光轴的任何可能变形，可以在如上文所述般测量了散光轴之后立即在晶状体囊膜的中央通过激光做出小标签，例如线。接着，在附接吸环并且使眼睛102对接到光学头之后，可以使用在囊膜中央的标记，人工地或使用建置在计算机程序中的自动图像辨识技术，来设置“标签”标记的激光切割囊膜切开的位置，以用在复曲面IOL植入中。用治疗激光对散光轴进行标记的又ー种可选择的方法将必需以全能量或減少的能量在囊缘处对准散光轴的位置射出若干枪激光，以做出持久可见的參考标记。由于治疗激光104的光学头的X、y位置是在散光轴测量步骤期间预先对准的，因此很少需要进行调整从而将光学头与吸环对接。请注意，远心检视系统200也用作一般检视系统，以在治疗激光104的光学头与吸环对接时辅助与所述光学头相关联的激光系统。将测量系统100与上述激光系统一起使用是有利的。例如，測量系统100将允许在原位測量散光轴、在患者躺于治疗床上时测量散光轴、刚好在激光治疗前测量散光轴，因此消除了对预先操作的眼睛标记的需要。在进行缘松解切ロ的情况下，通过系统100自动測量散光轴增加了缘松解切ロ的放置的准确性，进而提高了治疗效率。所述方法也可与激光结合使用，从而对散光轴进行标记以用于复曲面IOL的自旋对齐。不管所述方法在治疗散光轴的便利且更准确的自动放置中的益处，不存在当前将散光測量系统并入装置中的激光散光治疗装置。本发明消除了人工对眼睛进行标记的需要，并且阻止人工放置标记所固有的不准确性以及眼睛的泪液膜使油墨标记散开。与治疗激光所做的标记的使用结合的整体的散光測量可以用来对散光轴进行标记，以用于复曲面IOL的随后对齐或用于需要知道散光轴的对眼睛的任何随后折射治疗。由于测量装置建置在治疗激光104的光学头中，因此测量100与眼睛102的对准減少了稍后使眼睛与激光治疗系统对准所需的时间。在手术的眼睛对接和发射激光部分期间，系统100也将摄像机212和环形光源202既用于散光測量又用于对眼睛的一般检视。所属领域的技术人员将了解，在不脱离上述实施例的广义发明性概念的情况下，可对上述实施例进行改变。因此，应理解，本发明不限于所掲示的具体实施例，而是意在涵盖由权利要求书所界定的本发明的精神和范围内的修改。
权利要求
1.一种激光系统,其包括 用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件；以及 用于在所述测量构件已测量了所述散光轴之后将激光束施加到所述眼睛的构件。
2.根据权利要求I所述的激光系统，其中所述用于将激光束施加到所述眼睛的构件对所述眼睛进行治疗。
3.根据权利要求I所述的激光系统，其中所述用于将激光束施加到所述眼睛的构件对所述眼睛进行标记以识别所述散光轴。
4.一种散光轴测量系统，其包括 用于将光朝向患者眼睛的眼角膜导引的构件；以及 用于基于反射离开所述角膜的光来测量所述角膜的散光轴的构件。
5.一种散光轴测量系统，其包括 用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件；以及 用于确定所述角膜的顶点的构件。
6.一种散光轴测量系统，其包括 环状源，其产生朝向患者眼睛的角膜导引的光束； 检测器，其用于接收从所述角膜反射的光； 处理器，其用于接收来自所述检测器的信号并且确定所述角膜的散光轴。
7.根据权利要求6所述的系统，其进一步包括第二检测器，所述第二检测器接收从所述角膜反射的其它光并且确定所述角膜的顶点。
8.一种识别患者的角膜或眼睛的散光轴的方法，所述方法包括 朝向患者眼睛的角膜导引环状光束； 接收从所述角膜反射的光；并且 基于所述接收到的光来确定所述角膜的散光轴。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括用激光束对所述眼睛进行标记以在所述眼睛上形成识别所述散光轴的标签。
10.一种关于角膜的散光轴存在的位置而对眼睛进行标记的方法，所述方法包括 确定所述角膜的散光轴；并且 用激光束对所述眼睛进行标记以在所述眼睛上形成识别所述散光轴的标签。
11.一种激光治疗系统，其包括 用于产生朝向患者眼睛的角膜导引的光束的构件； 用于接收从所述角膜反射的光的构件； 用于基于所述接收到的光来确定所述角膜的形状的构件；以及用于在所述用于确定所述角膜的所述形状的构件已确定了所述角膜的所述形状之后将激光束施加到所述眼睛的构件。
12.—种激光治疗系统，其包括 多个环状源，所述环状源产生朝向患者眼睛的角膜导引的光束； 检测器，用于接收从所述角膜反射的光； 处理器，用于接收来自所述检测器的信号并且基于所述接收到的光确定所述角膜的形状；以及激光器，所述激光器基于由所述处理器确定的所述角膜的所述形状而将激光束施加到所述眼睛。
13.—种测量角膜形状的方法，其包括 产生朝向患者眼睛的角膜导引的光束； 接收从所述角膜反射的光； 基于所述接收到的光来确定所述角膜的形状；并且 基于所述角膜的所述确定的形状而将激光束施加到所述眼睛。
全文摘要
一种激光治疗系统，其包括用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件以及用于将激光束施加到所述眼睛的构件。所述系统包括用于朝向患者眼睛的眼角膜导引光的构件；以及用于基于从所述角膜反射离开的光来测量所述角膜的散光轴的构件。所述系统进一步包括用于测量患者眼睛的角膜的散光轴的构件以及用于确定所述角膜的顶点的构件。
文档编号A61B3/107GK102843956SQ201180007921
公开日2012年12月26日 申请日期2011年1月31日 优先权日2010年2月1日
发明者R·W·弗雷, S·E·博特 申请人:雷萨公司