一种个性化视觉矫正的角膜切削方法技术

一种个性化视觉矫正的角膜切削方法,它是采用逆光线追迹的方法来构建角膜前表面的形状,并将角膜前表面设计前后的数据转化为个性化角膜切削的深度。该方法可以使人眼屈光手术中的角膜切削轮廓更加的精确，从而达到更好的手术矫正效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种个性化视觉矫正的角膜切削方法，尤其涉及一种采用逆光线追迹法来设计个性化人眼视觉矫正的角膜切削方法。
技术介绍
日常生活中，人们的信息大多数是通过眼睛来获取的，正因为通过视觉获取的信息对我们的生活有重要意义，所以视觉方面的研究显得尤其重要。在当代社会有不少的人由于多种不同的原因造成不正常视力，给他们的生活带来诸多的不便。其中，最常见的视力问题是近视眼。导致近视眼形成的因数也有很多，比较常见的原因有：一，由于眼睛的角膜过度弯曲(即角膜前表面的曲率半径小于正常人眼的角膜曲率半径)使成像的聚焦位置不能呈现在视网膜正确的地方，导致近视人眼看远处物体时模糊不清；二，由于人眼的眼轴长延长，但人眼系统的有效焦距没有改变，同样的使眼睛不能再视网膜处正确的聚焦，造成近视眼视力无法看清远处的物体。自从上世纪80年代，改善人眼视觉质量的角膜屈光手术就已经逐渐被人们所接受，并在全世界范围广泛地开展起来。随着技术的成熟，人们也慢慢的摒弃了前有的技术方案，开始寻找更加正确的矫正方法，例如人眼个性化的角膜切削方案。当前，人眼准分子激光个性化角膜切削手术方案主要分为两大类。第一类是由角膜地形图引导，该方案的准分子激光个性化角膜切削手术并没有考虑全眼的像差，只是考虑了角膜前表面的像差，从而使角膜切削术存在一定的差异。第二类是由波前像差引导的准分子激光个性化角膜切削术，它是基于全眼的波前像差数据设计的角膜切削方案，虽然该方案考虑了角膜前表面的斜入射，但它是基于假设角膜为标准的球面或标准的椭球面。然而实际角膜前表面往往是不规则的球面，存在有高阶像差，因此激光束在实际人眼前表面入射角也会随角膜前表面的高阶像差而改变。理论分析表明在切削瞳孔周边区域时，实际入射角与最佳拟合球面的入射角差异达到7°。在临床上已经证实，这两种角膜切削方案都存在各自的不足。因此寻找一种新的角膜切削方案来设计角膜前表面的形状达到矫正人眼视力已经无可厚非。所以，逆光线追迹的方法设计角膜形状可以使角膜切削的轮廓更加准确，从而达到更好的屈光矫正效果。专利CN 200810053731角膜屈光手术后人工晶状体的设计方法，该专利技术根据屈光手术前的角膜地形图、眼内各组分的轴向间距和波前像差，运用Zemax光学设计软件，构建了屈光手术前的个性化眼模型，又结合角膜屈光手术后实际测量的波前像差，构建了屈光手 术后个性化眼模型。最后运用该模型，设计矫正离焦的双球面人工晶状体，以及矫正离焦和像散的球柱人工晶状体。该方法的缺陷在于它是基于全眼的波前像差数据设计的角膜切削方案，虽然该方案考虑了角膜前表面的斜入射，但它是基于假设角膜为标准的球面或标准的椭球面。然而实际角膜前表面往往是不规则的球面，存在有高阶像差，因此激光束在实际人眼前表面入射角也会随角膜前表面的高阶像差而改变，且是对人工晶状体进行设计。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种逆光线追迹的方法设计角膜前表面面型的个性化视觉矫正的角膜切削方法，该方法可以使人眼屈光手术中的角膜切削轮廓更加的精确，从而达到更好的手术矫正效果。本专利技术的技术方案是这样来实现的，它是通过逆光线追迹的办法，设计角膜前表面的形状。并将角膜前表面设计前后的数据转化为个性化角膜切削的深度；角膜前表面的屈光度由角膜地形图仪测量得到。将角膜一定孔径高度的屈光度转化成矢高形式。计算出个体近视眼模型的有效焦距，再根据矫正的屈光度大小计算出个体近视眼矫正后的有效焦距。根据近视眼矫正前后的有效焦距，计算出个体近视眼的眼轴长大小。通过逆光线追迹的方法，从个体近视眼的视网膜沿眼轴前0.2mm左右区域选取八个入射点入射到晶状体后表面，最终在角膜前表面沿平行于眼轴的方向折射出人眼。在角膜前表面的对应八个出射高度的信息，计算出该八个出射位置的角膜矢高，利用偶次非球面拟合出角膜前表面，把拟合出的八个偶次非球面系数导入到Zemax光学设计软件进行个体近视眼的成像分析。附图说明图1是Gullstrand六折射面精密模型眼的简化模型图。图2是角膜曲率半径R与孔径高度r和矢高z关系图。图3是人眼有效焦距的计算图。图4网膜轴前逆光线追迹平行出射人眼系统示意图。图5角膜前表面各高度的曲率半径计算示意图。图6是近视眼模型矫正前后的失高比较图，即角膜切削量大小。图7是近视眼模型矫正前后角膜前表面屈光度比较。图8是个体近视眼模型结构图。图9是逆追迹矫正模型结构图。图10是个体近视眼前波像差图。图11是逆追迹矫正近视眼后波像差图。图12是逆追迹模型和个体近视眼模型及Gullstrand理想模型的MTF对比图。具体实施方式本专利技术所采用的模型眼为Gullstrand六折射面精密模型眼，如图1所示。Gullstrand模型眼的结构参数如表1所示。表1Gullstrand六折射面精密模型眼的结构参数本专利以-7.5D的个体近视为例子，该人人眼的角膜地形图的测量数据由宜宾第二人民医院提供，且角膜地形图的数据是一定孔径高度下对应的屈光度大小，如表2第1～2列所示。将屈光度大小转化为角膜各个极坐标半径下的曲率半径大小，使用偶次非球面拟合个体近视眼角膜前表面。偶次非球面的矢高表达式：z=cr21+1-(1+k)c2r2+α1r2+α2r4+α3r6+α4r8+α5r10+α6r12+α7r14+α8r16---(1)]]>其中c为表面中心曲率，r为孔径高度，k为圆锥系数。k<-1，对应表面是双曲面；k＝-1，对应表面是抛物面；-1<k<0，对应表面是椭圆(焦点在光轴上)；k＝0，对应表面是球面；k>0，对应表面是扁椭圆(焦点在垂直于光轴的直线上)。a1～a8分别为偶次非球面系数。偶次非球面为旋转对称的非球面。屈光度与角膜曲率半径转换公式：R=1000(n-1)φ---(2)]]>其中R、φ分别表示角膜前表面的曲率半径和屈光度，n为角膜折射率，一般取1.376，可根据屈光度求出角膜前表面的曲率半径。角膜曲率半径R与孔径高度r和矢高z关系如图2所示，角膜前表面的矢高z可以表示为： z=R-R2-r2---(3)]]>结合偶次非球面表示矢高的公式(1)，拟合该个体近视人眼的角膜前表面。由于偶次非球面有八个偶次非球面系数，为求出这个八个系数，我们利用公式建立八个方程对其进行了求解。表2中列出了八个孔径半径下对应角膜前表面的屈光度、曲率半径和矢高大小和偶次非球面拟合得到的八个偶次非球面系数。表2个体近视人眼角膜前表面参数 瞳孔半径(mm)屈光度(D)曲率半径(mm)矢高(mm)系数(α1～α8)0.27645.338.3200.00460.06027960.59745.178.3480.0214-0.00268360.92145.318.3230.05110.00737671.24445.298.3260.0934-0.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种个性化视觉矫正的角膜切削方法，其特征在于，包括以下步骤：将角膜一定孔径高度大小的屈光度转化为矢高形式，计算出个体近视眼模型的有效焦距，再根据矫正后的屈光度大小计算出个体近视眼矫正后的有效焦距；由近视眼矫正前后的有效焦距，计算出个体近视眼的眼轴长大小，通过逆光线追迹的方法，从个体近视眼的视网膜沿眼轴的方向折射出人眼，利用角膜前表面的对应八个出射高度的信息，计算出该八个位置的角膜矢高，利用偶次非球面拟合出角膜前表面，把拟合出的八个偶次非球面系数导入到Zemax光学设计软件进行个体近视眼的成像分析；该方法可以使人眼屈光手术中的角膜切削轮廓更加的准确，从而达到更好的手术矫正效果。

【技术特征摘要】
1.一种个性化视觉矫正的角膜切削方法，其特征在于，包括以下步骤：将角膜一定孔径高度大小的屈光度转化为矢高形式，计算出个体近视眼模型的有效焦距，再根据矫正后的屈光度大小计算出个体近视眼矫正后的有效焦距；由近视眼矫正前后的有效焦距，计算出个体近视眼的眼轴长大小，通过逆光线追迹的方法，从个体近视眼的视网膜沿眼轴的方向折射出人眼，利用角膜前表面的对应八个出射高度的信息，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李大海，陈志洁，章辰，章涛，王琼华，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51