一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法技术

本发明专利技术提供了一种角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，用以解决现有技术中高阶像差补偿方法不能满足要求的问题。所述补偿方法，依据C7、C8的波前拟合函数，计算补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度；再依据C12的波前拟合函数，计算补偿C7、C8、C12后的球镜量；而后依据C11、C13的波前拟合函数，计算补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度。本发明专利技术将Zernike多项式的表示方法与低阶像差屈光度进行了换算，使得单位统一；对彗差、球差、二级散光进行定性和定量关系的换算，更好的对人眼角膜屈光矫正的高阶像差进行补偿，提高了补偿精度，获得了更好的视觉质量，同时兼顾了统计学差异。

A High-order Aberration Compensation Method for Corneal Refractive Correction

The invention provides a high-order aberration compensation method for corneal refractive correction, which can solve the problem that the high-order aberration compensation method in the prior art can not meet the requirements. According to the wavefront fitting function of C7 and C8, the spherical mirror quantity, astigmatism quantity and astigmatism angle after compensation C7 and C8 are calculated; then the spherical mirror quantity after compensation C7, C8 and C12 is calculated according to the wavefront fitting function of C12; and then the spherical mirror quantity, astigmatism quantity and astigmatism angle after compensation C7, C8, C11 and C12 are calculated according to the wavefront fitting function of C11 and C13. The present invention converts the expression method of Zernike polynomial to the low-order aberration diopter to make the unit unified; converts coma, spherical aberration and secondary astigmatism qualitatively and quantitatively, so as to better compensate the high-order aberration of corneal refraction correction, improve the compensation accuracy, obtain better visual quality, and take into account statistical differences.

【技术实现步骤摘要】
一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法
本专利技术属于视觉成像与角膜矫正领域，具体涉及一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法。
技术介绍
像差是指实际光学系统中，由非近轴光线追迹所得的结果和近轴光线追迹所得的结果不一致，与高斯光学(一级近似理论或近轴光线)的理想状况的偏差。眼睛作为一种特殊的成像系统，也通常采用像差作为视觉质量的一种评估方法。人眼像差主要组成部分为角膜像差，而角膜前表面是角膜像差的主要来源。在角膜屈光矫正的过程中，由于每个人的角膜情况都是不同的，因此每个角膜的屈光矫正过程都采用个性化引导方式，通常采用的个性引导方式包括波前像差引导、角膜地形图引导、光线寻迹等。像差分为高阶像差与低阶像差。现有技术中，通常是通过优化的切削模式矫正视觉系统的高阶像差和/或减少术后高阶像差的增加，来提高患者视网膜分辨率和对比敏感度，从而提高视觉质量。然而，在个性化引导方式下对角膜屈光矫正高阶像差时，也改变了角膜形态，也会引起全眼低阶像差发生改变。低阶像差，包含近视、远视、散光，对视网膜分辨率和对比敏感度的影响要远大于高阶像差的影响。因此，在进行个性化引导的角膜屈光矫正高阶像差时，如果不能很好的补偿低阶像差，会影响矫正效果。现有技术中，对高阶像差的补偿方法中，存在以下技术问题：第一，个性化引导方式的角膜屈光矫正高阶像差时，均使用Zernike多项式表示，除仅有的对球差的补偿方法外，尚无Zernike多项式的表示方法与低阶像差屈光度的换算，没有除球差外的对其他高阶像差的补偿方法。第二.不同Zernike多项式与低阶像差的定性关系，国际上认知较少，仅有关于彗差的定性关系，尚无其他高阶像差与低阶像差的定量关系。第三.低阶像差中球镜的补偿相对容易，属于代数运算，但是，虽然目前已经存在球差与球镜的补偿，但与低阶像差中柱镜相关的补偿相对复杂，属于矢量运算，会同时影响到球镜、柱镜及柱镜所在轴位。因此，由于存在对高阶像差的补偿问题，角膜屈光矫正后的视觉质量仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术实施例为了解决现有技术中角膜屈光矫正中的高阶像差的补偿问题，提高角膜屈光矫正后的视觉质量，提出了一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，对影响视力和视觉质量的彗差、球差、二级散光进行定性和定量关系的换算，提高补偿精度，获得更好的视觉质量。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，所述方法包括以下步骤：步骤S0，获得主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度；步骤S1，依据C7、C8的波前拟合函数，计算单位量下的彗差对散光的影响量；步骤S2，依据C7、C8的波前量及所述主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度，计算彗差的波前量和角度；步骤S3，依据单位量下的彗差对散光影响量，和彗差波前量、彗差角度，计算彗差的散光量和角度；步骤S4，计算补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S5，依据C12的波前拟合函数，计算单位量下的球差对球镜影响量；步骤S6，计算补偿C7、C8、C12后的球镜量；步骤S7，依据C11、C13的波前拟合函数，计算单位量下的高阶散光对散光影响量；步骤S8，计算补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S9，计算应矫正的球镜量、散光量及散光角度；其中，所述C7、C8、C11、C12、C13为计算高阶像差的Zernike多项式中27项中的第七项、第八项、第十一项、第十二项和第十三项。进一步地，所述步骤S1中C7、C8的波前拟合函数为：所述计算彗差的波前量和角度，进一步为：将ρ＝0.12，θ＝90°带入公式(1)，ρ＝0.12，θ＝0°带入公式(2)，计算出单位量下的C7对散光的影响量为-0.66×180，C8对散光的影响量为-0.66×90。进一步地，所述步骤S2中计算慧差波前量和慧差角度进一步为：慧差角度：当C7>0、C8>0时，彗差角度＝Arctan(C7/C8)；当C7>0、C8<0时，彗差角度＝180°-Arctan(-C7/C8)；当C7<0、C8<0时，彗差角度＝180°+Arctan(C7/C8)；当C7<0、C8>0时，彗差角度＝360°-Arctan(-C7/C8)；其中，所述慧差角度为所在X/Y轴坐标系的方向。进一步地，所述步骤S3中计算慧差的散光量和角度，进一步为：彗差的散光量＝彗差量×0.66×(6.52/OZ2)；彗差的散光角度＝彗差角度±90°；其中，OZ是角膜屈光矫正时的光区大小；彗差的散光角度范围为0～180°。进一步地，所述步骤S4中计算补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度，进一步为：其中，A为散光量，α为角度；A1和α1为彗差的散光量和彗差的散光角度；B2、A2和α2为补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度；补偿C7、C8后的散光角度范围为0～180°。进一步地，所述步骤S5中依据C12的波前拟合函数，计算单位量下的球差对球镜影响量，进一步为：C12的球镜量＝-0.66×(6.52/OZ2)；其中，OZ是角膜屈光矫正时的光区大小。进一步地，所述步骤S6中计算补偿C7、C8、C12后的球镜量，进一步为：进一步地，所述步骤S7中依据C11、C13的波前拟合函数，计算单位量下的高阶散光对散光影响量，进一步为：将x＝y＝0.45带入公式(6)，x＝0.6，y＝0带入公式(7)，再乘以多项式的影响系数，计算出单位量下的C11对散光的影响量为-1.99×135°，C13对散光的影响量为-1.99×90°。进一步地，所述步骤S8中计算补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度，进一步为，其中，A3和α3为补偿C7、C8、C12后的散光量和角度；A4和α4为C11的散光量和C11的散光角度；B5、A5和α5为补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度；补偿C7、C8、C11、C12后的散光角度范围为0～180°。进一步地，所述步骤S9中计算应矫正的球镜量、散光量及散光角度，进一步通过下式进行计算：其中，A5和α5为补偿C7、C8、C11、C12后的散光量及散光角度；A6和α6为C13的散光量和C13的散光角度；B7、A7和α7为应治疗的球镜量、散光量及散光角度；应矫正的散光角度范围为0～180°。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术实施例的角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，将Zernike多项式的表示方法与低阶像差屈光度进行了换算，使得单位统一；同时，对不同Zernike多项式与低阶像差的定性和定量关系，采用不同的计算过程，对影响视力和视觉质量的彗差、球差、二级散光进行定性和定量关系的换算，可以更好的对人眼角膜屈光矫正的高阶像差进行补偿，提高了补偿精度，可以获得更好的视觉质量，同时兼顾了统计学差异。附图说明图1为现有技术中表示高阶像差的6阶27项Zernike多项式的3D示意图；图2为本专利技术实施例用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法流程示意图。具体实施方式通过参考示范性实施例，本专利技术技术问题、技术方案和优点将得以阐明。然而，本专利技术并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本专利技术的具体细节。实施例本专利技术实施例针对现在技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S0，获得主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度；步骤S1，依据C7、C8的波前拟合函数，计算单位量下的彗差对散光的影响量；步骤S2，依据C7、C8的波前量及所述主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度，计算彗差的波前量和角度；步骤S3，依据单位量下的彗差对散光影响量，和彗差波前量、彗差角度，计算彗差的散光量和角度；步骤S4，计算补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S5，依据C12的波前拟合函数，计算单位量下的球差对球镜影响量；步骤S6，计算补偿C7、C8、C12后的球镜量；步骤S7，依据C11、C13的波前拟合函数，计算单位量下的高阶散光对散光影响量；步骤S8，计算补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S9，计算应矫正的球镜量、散光量及散光角度；其中，所述C7、C8、C11、C12、C13为计算高阶像差的Zernike多项式中27项中的第七项、第八项、第十一项、第十二项和第十三项。

【技术特征摘要】
1.一种用于角膜屈光矫正的高阶像差补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S0，获得主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度；步骤S1，依据C7、C8的波前拟合函数，计算单位量下的彗差对散光的影响量；步骤S2，依据C7、C8的波前量及所述主觉验光柱镜量、主觉验光柱镜角度，计算彗差的波前量和角度；步骤S3，依据单位量下的彗差对散光影响量，和彗差波前量、彗差角度，计算彗差的散光量和角度；步骤S4，计算补偿C7、C8后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S5，依据C12的波前拟合函数，计算单位量下的球差对球镜影响量；步骤S6，计算补偿C7、C8、C12后的球镜量；步骤S7，依据C11、C13的波前拟合函数，计算单位量下的高阶散光对散光影响量；步骤S8，计算补偿C7、C8、C11、C12后的球镜量、散光量及散光角度；步骤S9，计算应矫正的球镜量、散光量及散光角度；其中，所述C7、C8、C11、C12、C13为计算高阶像差的Zernike多项式中27项中的第七项、第八项、第十一项、第十二项和第十三项。2.根据权利要求1所述的高阶像差补偿方法，其特征在于，所述步骤S1中C7、C8的波前拟合函数为：所述计算彗差的波前量和角度，进一步为：将ρ＝0.12，θ＝90°带入公式(1)，ρ＝0.12，θ＝0°带入公式(2)，计算出单位量下的C7对散光的影响量为-0.66×180，C8对散光的影响量为-0.66×90。3.根据权利要求2所述的高阶像差补偿方法，其特征在于，所述步骤S2中计算慧差波前量和慧差角度进一步为：慧差角度：当C7>0、C8>0时，彗差角度＝Arctan(C7/C8)；当C7>0、C8<0时，彗差角度＝180°-Arctan(-C7/C8)；当C7<0、C8<0时，彗差角度＝180°+Arctan(C7/C8)；当C7<0、C8>0时，彗差角度＝360°-Arctan(-C7/C8)；其中，所述慧差角度为所在X/Y轴坐标系的方向。4.根据权利要求3所述的高阶像差补偿方法，其特征在于，所述步骤S3中计算慧差的散光量和角度，进一步为：彗差的散光量＝彗差量×0.66×(...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑历，张君，
申请(专利权)人：杭州明视康眼科医院有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33