用于视力矫正的光学反馈系统技术方案

本发明专利技术提供激光眼外科装置（１２）、系统（１０）和方法，在视力矫正外科手术之前、过程中和／或之后测量眼睛中的屈光误差。本发明专利技术允许在视力矫正操作过程中进行调节，并且允许通过角膜和视觉光学系统（１０）的其它元件投影和成像参考图像，而对渐进的光折射治疗进行定性和／或定量的测量。在该过程中可以监控诸如光学传递函数的图像质量值的斜率，有助于确定何时终止治疗。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
概括地说，本专利技术涉及视力矫正系统。在一个实施例中，本专利技术涉及一种可以结合到现有的激光眼外科系统中的简化的光学反馈系统，以便提供有关眼睛屈光特性改变进度的反馈，在视力矫正外科中，允许对眼睛的视觉光学系统的质量改变率进行实时测量。已知的激光眼睛(治疗)过程，通常采用紫外或红外激光，从眼睛的角膜中去除微量的基质组织层，以改变眼睛的屈光特性。激光去除角膜组织的选定部分，通常矫正眼睛的屈光误差。紫外激光切除导致角膜组织的光分解，不过通常不会对眼睛附近和下面组织造成明显的热损伤。受到辐射的分子被光化学地分成更小的发散碎片，直接使分子间的键断开。激光切除过程能够去除角膜的目标基质，以便对于多种目的而言，改变角膜的外形，如用于矫正近视、远视、散光等。可以通过多种系统和方法来控制角膜上的切除能量分布，这些系统和方法包括使用可融化的掩模，固定的和可移动的孔径，受控扫描系统，眼睛运动跟踪机制等。在已知的系统中，激光束一般包含一系列分开的激光能量脉冲，由入射在角膜上的激光能量脉冲图案的形状、尺寸、位置和/或数量确定所去除的组织的总的形状和量。可以使用多种算法来计算用于重新整形角膜的激光脉冲的图案，以便矫正眼睛的屈光误差。虽然已知的算法一般可以成功地计算用于矫正标准视力误差的激光能量图案，如果要监控在光折射(photorefractive)过程中实际发生的改变，必须对现有的视力矫正系统进行进一步地改进。已知的切除算法，一般假设均匀的切除速度，从而希望每个激光能量脉冲去除同样的角膜组织深度。虽然这一般是一种有效的近似，随着环境条件的改变，如在不同的湿度中等等，切除深度可能会显著地改变。切除深度还可能局部地改变，如具有称为“中央岛”的现象，有时在大面积切除中经受一稍微减小的中间切除深度。切除深度不一致的结果，有时在眼睛已经愈合之后，在激光外科之后进行修整过程，以便进一步重新整形角膜，提供所需的视觉特性。而且，由于愈合可能要几个月，这些修整外科手术会对患者产生诸多不便。为了避免这种推迟，激光外科系统将极大地受益于具有某些类型的同时进行的反馈。还提出了眼睛屈光误差的进一步的治疗，包括不规则角膜等的治疗。目前，Hartmann-Shack波前探测器外形测量(topography)装置发展成可精确地测量眼睛的光学性质。理论上，从该测量系统得出的常规切除图案，可能允许足够精确地对小的不规则误差进行校正，可靠地形成优于20/20的视觉敏锐度。遗憾地是，提供数据的波前探测器相当庞大，从而难以和/或不可能将这些测量装置加入当前使用的现有激光外科系统中。已知的治疗装置中可能包括另一种离轴角膜测量系统，这种离轴系统的精度可能没有所需要的那样好，尤其是对于眼睛小的不规则误差的测量，以便使视觉敏锐度最大而言尤为不佳。从而，需要另外的技术，对实际的切除过程提供反馈。与传统过程相比，这种反馈技术可以提供显著的优点，在传统过程中，患者一般在进一步测定眼睛之前和进行“修整”外科之前，等待覆盖被切割组织表面的外皮或片状物愈合，以便进一步整形角膜。鉴于上面的原因，需要提供一种改进的眼科系统、装置和方法。尤其需要提供用于检验眼外科过程的进度的改进的技术。最好，这些装置能够很容易地结合到现有的激光眼外科系统，以及新研制的外科系统中。下面和权利要求中所描述的本专利技术的系统和方法，将达到至少一部分这些目的。专利技术概述本专利技术提供改进的激光眼外科装置、系统和方法。更具体地说，本专利技术提供可在视力矫正外科手术之前、过程中和/或之后，通常当患者处于激光治疗位置，并与激光输送系统对准时，对眼睛中的屈光误差进行测量的装置、系统和方法。本专利技术允许在视力矫正操作过程中进行调节，而不必等待有关外科手术效果的外科手术之后的分析。当患者的眼睛具有可能没有被考虑到的罕见的特性，和/或如果在操作过程中出现了没有预测到的困难，诸如初始患者说明测量中的误差，操作人员的错误，湿度的改变等，这尤为有用。通过利用用来确定患者眼睛光学特性的相对简单的系统，已知的激光治疗工作站已经包括了许多系统部件，本专利技术可以被用于提供优于20/20的视力。按照第一个方面，本专利技术提供一种对于眼睛进行视力矫正的眼睛治疗系统。眼睛具有视网膜和包括角膜在内的视觉光学系统。该治疗系统包括投影光学系统，当眼睛对于治疗定位时，被设置成将一参考图像通过视觉光学系统投射到视网膜上。成像光学系统，被定位成通过视觉光学系统获得来自视网膜的评定图像。该评定图像由通过视觉光学系统投影并通过视觉光学系统成像该参考图像来限定。一能量发射元件，相对成像光学系统设置，以朝角膜发射治疗能量，用来改变视觉光学系统。在许多实施例中，投影光学系统和/或成像光学系统部分的至少一部分与治疗能量同轴对齐。一般，能量发射元件包括一激光器，能量包括沿光束路径方向引导的角膜烧蚀激光束。可以设置分束器，以将光束路径与成像光学系统的成像光路、投影光学系统的投影光路等分开，投影和成像光路均有其至少一部分与激光束的光束路径共轴对齐。有利的是，成像光学系统可以包括一显微镜，如激光眼外科系统中通常所包含的对角膜进行成像的显微镜，用于光学引导雕刻过程。可以改变这种角膜成像显微镜，允许通过沿成像光路包括附加的和/或可选择的透镜，通过提供显微镜体等的足够的移动，对来自视网膜的评定图像进行成像。一般来说，在图像到达显微镜的目镜之前，成像分束器将显微镜光路与成像光路分开。在多个实施例中，诸如电荷耦合器件(CCD)的图像获取装置与成像系统光学耦合，以根据分析图像产生信号。一般将图像分析器连接到图像获取装置，图像分析器一般用来确定视觉光学系统的成像质量。通常将图像分析器连接到能量发射元件，以限定角膜治疗反馈光路。在多个实施例中，参考物体将限定参考图像，图像分析器将比较参考物体的图像以确定成像质量。分析器一般利用调制传递函数来计算图像质量，理想情况下，分析器计算成像质量的改变率(如相对引导到角膜的治疗能量的图像质量的斜率)，从而该系统能够在预定的(通常较低的)成像质量改变率或低于预定的成像质量改变率处终止治疗能量。在某些实施例中，投影光学系统将包括至少一个可移动的元件，以调节眼睛治疗系统与被投影的参考物之间的焦距。任选，眼外科系统可以包括患者目标凝视系统，其利用至少一部分投影光学系统。此目标系统能够将凝视目标朝向眼睛引导而供眼睛观看，以便帮助患者保持眼睛与治疗能量之间的轴对准。任选，在眼睛的治疗过程中，于监控分析图像的同时可以对该至少一个可移动元件进行调节，以便帮助确定实际由治疗影响的屈光特性的改变。在一简单的例子中，系统操作者可以改变治疗之间的投影焦距，以便估计一个或多个光学特性(如质量、光焦度等)，和/或眼睛的局部治疗所影响的一个或多个光学特性的改变率。按照另一方面，本专利技术提供一种用于对眼睛进行视力矫正的方法。该方法包括相对治疗系统的治疗轴对准眼睛。通过将激光束沿治疗轴方向引导到眼睛的角膜上，来改变眼睛的屈光特性。通过视觉光学系统将一图像投影到对准角膜的视网膜上。来自视网膜的被投影的图像通过视觉光学系统成像，并且至少部分地根据成像步骤控制激光束。最好，在由成像步骤限定的分析图像的基础上确定视觉光学系统的光学成像质量。一般通过比较分析图像和参照图像，通常利用光学传递函数等，来确定成像质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对于眼睛进行视力矫正的眼睛治疗系统，眼睛具有视网膜和包括角膜在内的视觉光学系统，该治疗系统包括： 投影光学系统，当眼睛对于治疗定位时，该投影光学系统被设置成将一参考图像通过视觉光学系统投影到视网膜上； 成像光学系统，该成像光学系统被定位成通过视觉光学系统获得来自视网膜的评定图像，该评定图像由通过视觉光学系统投影并通过视觉光学系统成像的该参考图像来限定； 一能量发射元件，相对成像光学系统设置，以朝角膜发送治疗能量，用来改变所定位的眼睛的视觉光学系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗拉迪米尔兰伯格，
申请(专利权)人：维思克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]