在眼部治疗期间用于眼部跟踪的系统和方法技术方案

一种角膜交联系统，包括配置成发射光活化光的光源。该系统包括空间光调制器，其配置成接收来自光源的光活化光并提供像素化照明。空间光调制器限定像素化照明的最大区域。该系统包括控制器，其配置成使空间光调制器将第一像素化照明投射到角膜上，以对施加到治疗区域的交联剂进行光活化。第一像素化照明的区域小于空间光调制器限定的最大区域。控制器配置成确定角膜的移动。响应于该移动，控制器控制空间光调制器以基于第一像素化照明的平移和/或变换将第二像素化照明投射到治疗区域以继续对交联剂进行光活化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在眼部治疗期间用于眼部跟踪的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求对2018年3月5日提交的美国临时申请第62/638621号的优先权和受益权，该申请的内容通过引用完全并入本文。
本公开涉及用于眼部治疗的系统和方法，更具体地说，涉及跟踪眼部运动以将治疗传递到眼部所需区域的系统和方法。
技术介绍
交联治疗可以用于治疗患有诸如圆锥形角膜等疾病的眼部。特别是，圆锥形角膜是眼部的退行性疾病，角膜的结构改变会导致角膜变弱，变成不正常的圆锥形。交联治疗可以加强和稳定因圆锥形角膜而变弱的区域，防止不希望的形状改变。交联治疗也可在诸如激光辅助原地趋光性角膜塑形术(LASIK)手术等外科过程后使用。例如，由于LASIK手术引起的角膜变薄和变弱，可能会出现通称LASIK术后异位症的并发症。在LASIK术后异位症中，角膜经历逐渐变陡(凸起)。因此，交联治疗可以加强和稳定LASIK手术后的角膜的结构，防止LASIK术后异位症。也可采用交联治疗来诱导角膜的屈光度改变，以矫正诸如近视、远视、散光、不规则散光、老花眼等疾病。
技术实现思路
例如，为了治疗圆锥形角膜或实现屈光度矫正的目的，有效的交联过程是将光活化光尽可能精确地施加到利用交联剂治疗的角膜的指定区域。在指定区域之外施加光活化光可能会在角膜上产生不希望的结构改变，并对治疗效果产生负面影响。然而，由于在过程期间可能发生的眼部运动，光活化光的精确施加可能难以实现。例如，这样的眼部运动可能包括沿着平面(横向于角膜深度)的平移、凝视角度的改变、和/或大头运动。因为交联过程可能需要将角膜暴露在光活化光下至少一分钟，例如，一到二十分钟，所以在过程期间很可能发生一些眼部运动。为了解决眼部运动的发生，系统和方法可以采用主动眼部跟踪系统来确定角膜位置的任何改变，并且作为响应，可以调节照明系统以将光活化光精确地施加到角膜的指定区域。根据示例性实施方式，一种用于将交联治疗施加到眼部的角膜的系统包括配置成发射光活化光的光源。该系统包括空间光调制器，该空间光调制器配置成接收来自光源的光活化光并利用光活化光提供像素化照明。空间光调制器限定像素化照明的最大区域。该系统包括控制器，该控制器配置成使空间光调制器将第一像素化照明投射到角膜上，以通过对施加到治疗区域的交联剂进行光活化来在治疗区域中产生交联活性。第一像素化照明的区域小于由空间光调制器限定的最大区域。控制器还配置成确定角膜的移动。响应于角膜的移动，控制器控制空间光调制器基于第一像素化照明的平移或变换中的至少一个，将第二像素化照明投射到治疗区域，以继续对施加到治疗区域的交联剂进行光活化。在上述实施方式中，使用较小像素化照明可以为空间光调制器提供更大的位置调节范围。然而，较小像素化照明图案是由较少的像素构成的。降低像素化照明的尺寸可能会降低可投射到眼部上的最小可分辨空间特征，并且可能产生“像素化”伪影。为了解决这样的效果，一种用于将交联治疗施加到眼部的角膜的系统包括配置成发射光活化光的光源。该系统包括空间光调制器，该空间光调制器配置成接收来自光源的光活化光并利用光活化光提供像素化照明。该系统包括控制器，该控制器配置成使空间光调制器将第一像素化照明和第二像素化照明投射到角膜上，以通过对施加到所需治疗区域的交联剂进行光活化来在所需治疗区域中产生交联活性。所需治疗区域包括未被第一像素化照明照亮的至少一个部分。第二像素化照明包括一个或多个像素，该一个或多个像素照亮所需治疗区域中未被第一像素化照明照亮的至少一个部分。空间光调制器根据不同的时间参数将第一像素化照明和第二像素化照明投射到角膜上。例如，第一像素化照明包括可以被投射在所需治疗区域内的所有完整像素，而第二像素化照明的一个或多个像素包括剩余像素，该剩余像素与第一像素化照明的像素相结合，照亮整个所需治疗区域。附图说明图1展示根据本公开的各方面，将交联剂和光活化光传递到眼部的角膜以产生角膜胶原质交联的示例系统。图2A展示根据本公开的各方面，具有主动式眼部跟踪系统的示例治疗系统。图2B展示图2A的示例治疗系统的照明图案。图3A展示根据本公开的各方面，具有备选的主动眼部跟踪系统的示例治疗系统。图3B展示图3A的示例治疗系统的照明图案。图4A展示图3A的示例治疗系统的示例照明图案。图4B展示基于图4A的照明图案响应于受试眼的旋转改变的变换的另一个示例性照明图案。图5A展示图3A的示例治疗系统的示例照明图案。图5B展示基于图5A的照明图案响应于由受试者的眼部注视角度的改变和/或头部运动产生的几何变形的变换的另一个示例照明图案。图6A展示对应于图3A的示例治疗系统的所需照明图案的示例像素活化。图6B展示用于解决由图6A所示的像素活化所得的像素化伪影的示例方法。图6C展示用于解决由图6A示出的像素活化所得的像素化伪影的另一个示例方法。图7A展示根据本公开的各方面，由尺寸为25微米×25微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图7B展示根据本公开的各方面，由尺寸为100微米×100微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图7C展示根据本公开的各方面，由尺寸为200微米×200微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图7D展示根据本公开的各方面，由尺寸为400微米×400微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图7E展示根据本公开的各方面，由尺寸为750微米×750微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图7F展示根据本公开的各方面，由尺寸为1000微米×1000微米的像素限定的基本上圆形UV照明图案(直径＝4毫米)。图8A展示使用图7A中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变(从治疗前到治疗后)。图8B展示使用图7B中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变。图8C展示使用图7C中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变。图8D展示使用图7D中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变。图8E展示使用图7E中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变。图8F展示使用图7F中限定的UV照明图案进行交联治疗后，前角膜切向曲率的模型化改变。图9A展示根据本公开的各方面，在分别使用用于传递基本上圆形的UV照明图案的较大像素(750微米×750微米)和较小像素(10微米×10微米)进行两次交联治疗的结果之间，前角膜的仰角(微米)的模型化差异。图9B展示在图9A的两种交联治疗结果之间，前角膜切向曲率(D)的模型化差异。图10A展示根据本公开的各方面，由尺寸为25微米×25微米的像素限定的基本上环形的UV照明图案(内径＝4毫米，外径＝8.5毫米)。图10B展示根据本公开的各方面，由尺寸为100微米×100微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对眼部的角膜施加交联治疗的系统，包括：/n光源，其配置成发射光活化光；/n空间光调制器，其配置成接收来自光源的光活化光，并利用光活化光提供像素化照明，空间光调制器限定像素化照明的最大区域；以及/n控制器，其配置成使得空间光调制器将第一像素化照明投射到角膜上，以通过对施加到治疗区域的交联剂进行光活化来在治疗区域中产生交联活性，第一像素化照明的区域小于由空间光调制器限定的最大区域，/n其中，控制器还配置成确定角膜的移动，并且响应于角膜的移动，控制器控制空间光调制器以基于第一像素化照明的平移或变换中的至少一个，将第二像素化照明投射到治疗区域，以继续对施加到治疗区域的交联剂进行光活化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180305 US 62/638,6211.一种用于对眼部的角膜施加交联治疗的系统，包括：
光源，其配置成发射光活化光；
空间光调制器，其配置成接收来自光源的光活化光，并利用光活化光提供像素化照明，空间光调制器限定像素化照明的最大区域；以及
控制器，其配置成使得空间光调制器将第一像素化照明投射到角膜上，以通过对施加到治疗区域的交联剂进行光活化来在治疗区域中产生交联活性，第一像素化照明的区域小于由空间光调制器限定的最大区域，
其中，控制器还配置成确定角膜的移动，并且响应于角膜的移动，控制器控制空间光调制器以基于第一像素化照明的平移或变换中的至少一个，将第二像素化照明投射到治疗区域，以继续对施加到治疗区域的交联剂进行光活化。


2.根据权利要求1所述的系统，其中空间光调制器是数字微镜设备(DMD)，DMD包括以阵列方式布置的多个镜面，所述多个镜面配置成选择性地反射来自光源的光活化光以提供像素化照明，所述多个镜面限定像素化照明的最大区域，控制器确定第一镜面子集以提供第一像素化照明，以及第二镜面子集以提供第二像素化照明。


3.根据权利要求1所述的系统，还包括配置成捕获角膜的图像的图像采集设备，其中控制器配置成：(i)从图像采集设备接收与角膜的图像有关的信息，并且(ii)根据来自图像采集设备的信息确定角膜的移动。


4.根据权利要求1所述的系统，其中空间光调制器包括限定像素化照明的最大区域的边界，第一像素化照明以边界内的第一位置为中心，第二像素化照明以边界内的第二位置为中心，第二位置与第一位置不同。


5.根据权利要求4所述的系统，其中第一像素化照明和第二像素化照明具有相同的形状和尺寸。


6.根据权利要求1所述的系统，其中第一像素化照明和第二像素化照明具有不同的形状。


7.根据权利要求1所述的系统，其中控制器控制空间光调制器对第一像素化照明进行几何变换以产生第二像素化照明。


8.根据权利要求7所述的系统，其中几何变换将第一像素化照明旋转以产生第二像素化照明。


9.根据权利要求1所述的系统，其中控制器控制空间光调制器根据所需形状和尺寸将第一像素化照明投射到角膜的平面上，角膜的移动涉及角膜的平面的移动，控制器控制空间光调制器将第二像素化照明投射到角膜的平面上以产生所需形状和尺寸。


10.一种用于对眼部的角膜施加交联治疗的系统，包括：
光源，其配置成发射光活化光，以及
空间光调制器，其配置成接收来自光源的光活化光，并利用光活化光提供像素化照明；以及
控制器，其配置成使得空间光调制器将第一像素化照明和第二像素化照明投射到角膜上，以通过对施加到所需治疗区域的交联剂进行光活化来在所需治疗区域中产生交联活性，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·C·阿德勒，D·亚瑟，K·Z·斯米尔诺夫，
申请(专利权)人：艾维德洛公司，
类型：发明
国别省市：美国;US