使用光學(xué)相干性斷層攝影法的增強(qiáng)的生物測(cè)量學(xué)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】使用光學(xué)相干性斷層攝影法的増強(qiáng)的生物測(cè)量學(xué)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2012年3月7日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/608，047和于2013年3月7日提交的美國(guó)非臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?3/789，283的優(yōu)先權(quán)，所述申請(qǐng)通過(guò)引用完整地結(jié)合于此。
[0003]背景
[0004]1.發(fā)明領(lǐng)域
[0005]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于確定眼睛的幾何結(jié)構(gòu)和光學(xué)生物測(cè)量學(xué)的用于光學(xué)相干性斷層攝影法的設(shè)備。特別地，本發(fā)明的實(shí)施方案涉及用于確定眼內(nèi)晶狀體植入物的屈光度(power)和視網(wǎng)膜的狀況的用于光學(xué)相干性斷層攝影法的設(shè)備。
[0006]2.相關(guān)技術(shù)描述
[0007]現(xiàn)代眼內(nèi)晶狀體(1L)計(jì)算公式依賴于對(duì)眼睛的若干幾何參數(shù)的測(cè)量以便計(jì)算在白內(nèi)障手術(shù)后植入的眼內(nèi)晶狀體的屈光度。第三代公式如SRK/T(Retzlaff JA,Sanders DR, Kraff MC, “Development of the SRK/T intraocular lens implant powercalculat1n formula(SRK/T眼內(nèi)晶狀體植入物屈光度計(jì)算公式的開(kāi)發(fā))” J CataractRefract Surg 1990 ;16:333-340)，Holladay I (Holladay JT 等，“A 3-part system forrefining intraocular lens power calculat1ns (用于精修眼內(nèi)晶狀體屈光度計(jì)算的3部分系統(tǒng))，，J Cataract Refract Surg 1988 ; 14:17-24)，和 HofferQ (Hoffer KJ.，“TheHoffer Q formula:A comparison of theoretic and regress1n formulas(Hoffer Q公式:理論和回歸公式的比較)”J Cataract Refract Surg 1993 ; 19:700-712.)需要測(cè)量眼睛軸長(zhǎng)和角膜曲率。第四代公式如Holladay 2 (可獲自Holladay等，http://www.hicsoap.com/topic/12-hicsoap-profess1nal-edit1n.aspx)和 Haigis(HaigisW 等，“Comparison of ultrasound b1metry and partial coherence interferometryfor intraocular lens calculat1n according to Haigis (比較超聲生物測(cè)量學(xué)和根據(jù)Haigis的用于眼內(nèi)晶狀體計(jì)算的部分相干性干涉測(cè)量法)”Graefe’ s Arch Clin ExpOphthalmol 2000 ；238 ;765_773)也需要額外的參數(shù)，包括前房深度和晶狀體厚度，其允許更精確的計(jì)算。這些參數(shù)對(duì)于評(píng)估眼睛中的1L的有效晶狀體位置(ELP)是重要的。
[0008]超聲A-掃描可以用于測(cè)量軸向眼長(zhǎng)。然而，與光學(xué)方法相比，來(lái)自超聲測(cè)量的結(jié)果可能較不準(zhǔn)確并且較不可再現(xiàn)。首先，超聲波長(zhǎng)典型地長(zhǎng)于光波長(zhǎng)，這使得超聲測(cè)量較不準(zhǔn)確。第二，如果使用接觸式超聲探頭，施加到角膜的壓力可能使軸長(zhǎng)測(cè)量失真。第三，對(duì)于患者，浸入式超聲探頭可能是不舒服的。最后，將超聲探頭準(zhǔn)確地放置在所需的眼睛的測(cè)量軸上是困難的。然而，通常甚至在存在致密的白內(nèi)障的情況下也可能進(jìn)行超聲測(cè)量，而在致密的白內(nèi)障的情況下使得使用光學(xué)方法的測(cè)量變得困難。
[0009]在白內(nèi)障手術(shù)前，眼睛的健康是重要的考慮因素。目前的光學(xué)生物計(jì)僅獲得對(duì)眼睛的單個(gè)軸的測(cè)量并且因此不能產(chǎn)生角膜或視網(wǎng)膜的圖像。
[0010]常規(guī)地，利用兩種不同的儀器或兩種不同的測(cè)量光束來(lái)獲得角膜曲率和軸長(zhǎng)的測(cè)量。例如，如果使用超聲測(cè)量軸向眼長(zhǎng)，單獨(dú)的光學(xué)角膜曲率計(jì)(keratometer)或斷層攝影計(jì)(topographer)被用于測(cè)量角膜曲率。一些設(shè)備使用光學(xué)方法來(lái)測(cè)量軸長(zhǎng)和角膜曲率。在這些方法中，部分相干性干涉測(cè)量法被用于測(cè)量軸長(zhǎng)而單獨(dú)的光學(xué)角膜曲率計(jì)被用于測(cè)量角膜曲率。在其他方法中，部分相干性干涉測(cè)量法的原理被用于測(cè)量軸長(zhǎng)，而Scheimpflug 圖像(Scheimplfug T.，‘‘Der Photoperspektograph und Seine Anwendung.Photogr”Korresp 1906 ；43:516)被用于導(dǎo)出1L計(jì)算所需的前房深度和晶狀體厚度。Scheimpflug原理描述了光學(xué)系統(tǒng)的圖像或照相機(jī)平面，透鏡面，以及物平面如何可以被定位成使得物平面完全地聚焦在任何深度。
[0011]傳統(tǒng)的第三和第四代1L公式假定角膜的前表面和后表面的曲率之間的固定比率。因此計(jì)算白內(nèi)障手術(shù)后的角膜屈光力和1L植入物屈光度僅需要測(cè)量角膜前曲率。然而，在不常見(jiàn)的眼睛或已經(jīng)經(jīng)歷了屈光手術(shù)的眼睛中，前角膜表面和后角膜表面之間的關(guān)系可能被改變并且傳統(tǒng)1L計(jì)算公式的假定變得無(wú)效。
[0012]因此，需要用于執(zhí)行生物測(cè)量學(xué)測(cè)量的方法和裝置。
[0013]概述
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一些方面，公開(kāi)了一種成像方法。根據(jù)一些實(shí)施方案的成像方法可以包括通過(guò)掃描穿過(guò)眼睛的光輻射獲得對(duì)所述眼睛的至少一個(gè)位置的多個(gè)測(cè)量；從所述多個(gè)測(cè)量確定優(yōu)選的測(cè)量軸；并且處理多個(gè)測(cè)量以獲得眼睛的信息。
[0015]在一些實(shí)施方案中，裝置包括掃描器，所述掃描器用于掃描穿過(guò)眼睛的光輻射以同時(shí)獲得來(lái)自眼睛的至少一個(gè)表面和至少一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的測(cè)量；透鏡，所述透鏡用于將光輻射聚焦在眼睛的表面上；負(fù)屈光度透鏡，所述負(fù)屈光度透鏡用于將光輻射聚焦在眼睛的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上；和處理器，所述處理器由所述多個(gè)測(cè)量生成至少一個(gè)圖像。
[0016]下面關(guān)于以下附圖進(jìn)一步討論這些和其他實(shí)施方案。
[0017]附圖簡(jiǎn)述
[0018]圖1圖示基于部分相干性干涉測(cè)量法的光學(xué)生物計(jì)的示意圖。
[0019]圖2A圖示用于同時(shí)地成像角膜和視網(wǎng)膜的光學(xué)相干性斷層攝影系統(tǒng)。
[0020]圖2B圖示使用圖2A中顯示的系統(tǒng)同時(shí)獲得的角膜和視網(wǎng)膜的圖像。
[0021]圖3A顯示根據(jù)一些實(shí)施方案的示例體積掃描圖樣。
[0022]圖3B顯示圖3A中圖示的相同的掃描圖樣，其在固定良好的情況下被疊加在眼睛上。
[0023]圖3C顯示圖3A中圖示的相同的掃描圖樣，其在固定不良的情況下被疊加在眼睛上。
[0024]圖4A顯示正常眼睛的實(shí)例測(cè)量。
[0025]圖4B顯示具有白內(nèi)障的眼睛的實(shí)例測(cè)量。
[0026]圖5圖示根據(jù)一些實(shí)施方案的用以獲得來(lái)自角膜和視網(wǎng)膜的同時(shí)反射的示例光學(xué)布置。
[0027]圖6A、6B和6C分別顯示使用圖5中的光學(xué)布置方式的角膜、視網(wǎng)膜的示例圖像和橫截面測(cè)量。
[0028]圖7顯示根據(jù)一些實(shí)施方案的角膜的示例圖像。
[0029]圖8顯示根據(jù)一些實(shí)施方案的本發(fā)明的流程圖。
[0030]圖9顯示具有不同的測(cè)量軸的眼睛的圖形表示。
[0031]詳述
[0032]以下關(guān)于附圖來(lái)描述本發(fā)明的多種實(shí)施方案。要理解，為了說(shuō)明的目的，附圖在此已被簡(jiǎn)化，省去了現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的元件。
[0033]下述眼軸測(cè)量的光學(xué)方法可以提供高精度測(cè)量，因?yàn)楣獾牟ㄩL(zhǎng)小于超聲波長(zhǎng)。使用光學(xué)方法的測(cè)量也可以在不接觸眼睛的情況下獲得。此外，使用者可以能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)來(lái)自角膜的光的鏡面反射來(lái)手動(dòng)地將光學(xué)測(cè)量光束對(duì)準(zhǔn)眼睛的所需的光軸。
[0034]在一些實(shí)施方案中，通過(guò)使用在穿過(guò)眼睛的多個(gè)橫向位置獲得的多個(gè)測(cè)量可以改進(jìn)光學(xué)生物測(cè)量法。在一些實(shí)施方案中，可以提供裝置和方法，所述裝置可以將光學(xué)生物計(jì)耦聯(lián)至光束掃描機(jī)構(gòu)，所述方法使用多個(gè)測(cè)量從而以更好的準(zhǔn)確度和提高的易用性(尤其是在致密的白內(nèi)障或使用者對(duì)優(yōu)選的眼睛的測(cè)量軸對(duì)準(zhǔn)較差的情況下)獲得所需的眼睛的幾何性質(zhì)。
[0035]在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)行這樣的方法，所述方法使用獲得自多個(gè)測(cè)量的來(lái)自角膜的光反射以定位所需的眼睛的光軸，如，角膜頂點(diǎn)法線。利用此方法，對(duì)與角膜頂點(diǎn)法線一致的軸長(zhǎng)的測(cè)量可以從多個(gè)測(cè)量中選擇，即使是儀器未被完美地集中于角膜頂點(diǎn)法線。
[0036]在一些實(shí)施方案中，用于形成角膜和視網(wǎng)膜的同時(shí)的光學(xué)圖像的裝置可以包括將光輻射聚焦在角膜上的透鏡，和同時(shí)地將光輻射聚焦在視網(wǎng)膜上的負(fù)透鏡。在一些實(shí)施方案中，所述裝置允許從來(lái)自角膜和視網(wǎng)膜表面兩者的同時(shí)的光反射進(jìn)行軸向眼長(zhǎng)的測(cè)量。所述裝置也可以提供能夠用于在考慮任何手術(shù)介入(如白內(nèi)障手術(shù))之前評(píng)估眼睛的健康的視網(wǎng)膜和角膜的同時(shí)的光學(xué)圖像。
[0037]在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)行這樣的方法，所述方法使用多個(gè)測(cè)量以提高通過(guò)致密白內(nèi)障或具有焦點(diǎn)渾濁的白內(nèi)障的測(cè)量準(zhǔn)確度。在一些實(shí)施方案中，可以在不同的橫向位置處獲得測(cè)量的陣列以致至少一些測(cè)量將避開(kāi)焦點(diǎn)渾濁。測(cè)量的位置可以被足夠接近的隔開(kāi)以避免視網(wǎng)膜曲率的影響并且容許對(duì)來(lái)自視網(wǎng)膜的光信號(hào)進(jìn)行平均以增強(qiáng)通過(guò)致密白內(nèi)障的穿透。角膜頂點(diǎn)的位置可以通過(guò)峰檢測(cè)或曲線擬合由多個(gè)測(cè)量定位。
[0038]在一些實(shí)施方案中，可以進(jìn)行這樣的方法，所述方法使用多個(gè)測(cè)量以確定前角膜的曲率，后角膜的曲率，前房深度，和晶狀體厚度，這些是對(duì)于眼內(nèi)晶狀體屈光度計(jì)算重要的附加參數(shù)。這些測(cè)量可以利用單個(gè)測(cè)量光束在單個(gè)設(shè)備中獲得。
[0039]公開(kāi)了使用低相干性或部分相干性干涉測(cè)量法測(cè)量軸向眼