CN102724939A

CN102724939A - 用于执行远视矫正的系统和方法

Info

Publication number: CN102724939A
Application number: CN2011800070668A
Authority: CN
Inventors: K·霍拉; F·勒泽尔; G·优素福
Original assignee: Technolas Perfect Vision GmbH
Current assignee: Technolas Perfect Vision GmbH
Priority date: 2010-01-25
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2012-10-10
Also published as: CA2787700A1; AR084667A1; WO2011089052A1; KR20120127620A; BR112012018295A2; EP2347740A1; MX2012008545A; US20130190735A1

Abstract

根据本发明的系统用来形成消融以使得角膜的表面包括具有第一曲率半径的凸面中心陡峭部的中心区域以及具有第二曲率半径的凸面形状的周围区域，其中第一曲率半径小于第二曲率半径用来执行远视矫正。中心区域中的消融深度在中心处的最小消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度之间变化。周围区域中的消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度基本上相同。

Description

用于执行远视矫正的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种使用用于光消融（photoablating）角膜组织的激光系统（优选地使用LASIK）执行远视矫正的系统和方法。

背景技术

用于视力矫正的已知程序，类似PRK、LASIK和LASEK，通常用于通过采用体积消融来矫正屈光，即，具有或不具有散光的近视或远视误差。在定制处理中，也能解决眼睛更高级别的消融。这些程序也用来单独地或与屈光矫正相组合地执行远视矫正。

US 5,533,997涉及一种用来执行远视矫正手术的装置和方法。这个已知工艺包括麻醉患者、切除患者眼睛的角膜以暴露角膜基质、使用来自激光束的辐射消融角膜基质的环状部分、以及将角膜瓣重新定位到眼睛上的步骤。在消融步骤期间，角膜基质的中心光学地带是留下不可消融的。因而，通过这个工艺，使得中心角膜曲率改变从而矫正患者的远视。更具体地，围绕角膜的中心区域提供预定宽度和深度的环状消融以形成基质的中心突起。在一个实施例中，环状消融在直径不超过3.5毫米并且中心地带在2至3毫米之间变化的基质上进行。在角膜瓣重新定位于其初始位置处时，基质曲率改变传递至前角膜表面，从而将其转换入多焦表面，多焦表面在其中心部分中实际上是近视的。这个文献还说明，环状消融能以隔离的形式进行，用于远视矫正，或其能与远视、近视以及散光手术一起进行，隔离地或组合地。

US2009/0234336A1涉及一种处理远视的方法和系统，涉及消融患者的第一和第二眼睛的角膜表面。执行第一眼的角膜表面的消融以增强附近目标通过第一眼的中心地带的景象并且执行消融第二眼的角膜表面以增强附近目标通过第二眼的周边地带的景象。具有这个方法，应当形成减轻或治疗具体患者的近视的光学表面形状。患者的远景和近景的组合应当基于输入的患者参数比如瞳孔尺寸、剩余眼调节以及能量需要来改善。建议内部区域的能量添加提供近视效果以通过将近景焦点带入更靠近视网膜来增加近景。另一方面，外部区域应当对于远景保持不变。为了提供内部区域的能量添加，环状消融提供于内部区域周围。还说明了，预定的屈光消融形状能具有相当突然的改变，但是消融后外形可显示，眼睛的修复能使过渡平稳。除了任何另外需要的屈光矫正以外，形状能通过在屈光矫正消融形状上叠加形状来应用。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于执行远视矫正的改进的系统和方法。

这个目标由权利要求的特点来实现。

本发明的一个方面涉及一种用于形成角膜形状的系统，其包括：用于光消融角膜组织的激光系统，优选地使用LASIK；以及用于将激光系统的激光束引导至角膜组织的控制装置。控制装置适于形成消融以使得角膜的表面包括具有第一曲率半径的凸面中心陡峭部的中心区域以及具有第二曲率半径的凸面形状的周围区域，其中第一曲率半径小于第二曲率半径用于执行远视矫正。中心区域中的消融深度在中心处的最小消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度之间变化。周围区域中的消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度基本上相同。

消融也能使用表面消融（PRK）模式或任何其他方式来执行以消融预定的消融轮廓。

本发明的基本思想是提供一种改进形状的角膜，其中中心区域包括具有预定第一曲率的中心陡峭部，其提供远视矫正，并且其中具有基本上一致厚度的层在周围区域处消融以使得周围区域具有与消融前基本上相同的曲率。

根据又一方面，控制装置适于形成中心陡峭部，其中最大消融深度在5至15μm的范围内，优选地7至13μm，优选地达到10μm。

控制装置适于在具有2.5至3.5毫米范围内，优选地2.8至3.2毫米并且更优选地3毫米的第一直径的中心区域中形成中心陡峭部。周围区域具有优选地大于瞳孔在弱光状况下扩张时的外边界的直径。优选地，周围区域具有在6至8毫米范围内，优选地6.5至7.5毫米并且更优选地7毫米的第二直径。

根据本发明的又一方面，该系统还包括用于基于眼睛的诊断数据计算中心陡峭部的尺寸和/或形状的装置。这种计算基于患者眼睛的诊断数据来进行。诊断数据可以是通过利用综合屈光检查仪（phoropter）或者包括患者主观响应的其他检查对患者进行屈光检查所获得的主观数据以获得屈光参数，尤其是夜景测试或测量患者眼睛适应范围的测试。其他主观数据能是基于不同距离处的主体的读取能力的主观适应幅度信息。

诊断数据也可以是客观数据，其能使用不涉及患者主观响应的诊断系统获得，比如自动屈光度计、输送例如眼睛间视瞳孔（the mesopicpupil）尺寸的瞳孔计、提供眼睛畸变数据（尤其是所检查眼睛的球形畸变）的波前传感器。其他客观诊断检查能是使用波前传感对适应幅度的客观测量、由外形系统提供的角膜参数比如非球面性和陡峭度的测量、以及提供角膜厚度和所形成瓣厚度的检查，例如由超声测厚计、狭缝扫描测厚计或甚至能术中用来获得所述瓣厚度数据的OCT系统。

用于计算中心陡峭部的尺寸和/或形状的装置优选地计算形成所述中心陡峭部的消融深度的变化和/或中心区域的边界处的最大消融深度。除了消融深度的前述变化和/或最大消融深度之外，计算装置优选地还计算中心区域的第一直径。

计算装置还计算包围中心区域的区域的消融深度，其基本上等同于中心区域边界处的最大消融深度。除了消融深度外，计算装置还基于眼睛的诊断数据计算周围区域的第二直径。

根据本发明的一个实施例，周围区域的第二曲率半径基于操作前和消融前诊断数据进行调节以使得周围区域处的消融是屈光中立的（refractive neutral）。因而，周围区域处的消融应当对眼睛相应部分的光学性质或光学特点没有影响。

在另一实施例中，周围区域的第二曲率半径基于操作前和消融前诊断数据从以上屈光中立曲率进行调节以提供非球面矫正。因而，周围区域处的消融导致眼睛的所述部分的光学性质或光学特点的变化。

在又一实施例中，周围区域的第二曲率半径相应于基于周围区域的所处理的操作前诊断数据的平均曲率半径。优选地，周围区域的至少一部分的局部曲率偏离平均曲率半径并且所述偏离相应于所述周围区域中的角膜外形的操作前诊断角膜畸变数据。可选地，周围区域的至少一部分的局部曲率偏离平均曲率半径并且所述偏离相应于所述周围区域中的整个眼睛的操作前诊断视觉波前畸变（ocular wavefrontaberration）数据。

远视矫正能组合至基本上由准分子激光器（excimer laser）覆盖的全部指示范围。这能简单地通过将新消融轮廓组合至用于屈光异常矫正的任何传统处理轮廓来实现，例如近视、远视，或者单独地或者与散光相组合。

根据本发明的一个方面，用来执行远视矫正的新消融轮廓能用作标准消融轮廓而不用考虑眼睛的其它参数。这种眼睛的其它参数包括屈光、外形、厚度、瞳孔尺寸信息、角膜厚度或瓣厚度信息、或其他角膜形状参数比如K读数和非球面性，只要这些在某一标称人口带内。与用于屈光异常矫正的任何传统处理轮廓的组合在分开的步骤中确定。

在角膜包括非球面性的情况下，用准分子激光器进行的传统处理将通过使用维持角膜非球面性的非球面消融轮廓来矫正屈光异常。在不适合的操作前角膜非球面性的情况下，用于矫正屈光异常的基本轮廓将是这样的轮廓，即，其能把角膜非球面性调节至其中中心陡峭部的形状最有效地提供近景分辨力的范围。

根据一个变型，用于执行远视矫正的标准消融轮廓能与波前引导轮廓相组合以矫正畸变，包括其中形成中心陡峭部的中心区域中的较高等级的畸变。

根据又一变型，用于执行远视矫正的标准消融轮廓能与波前引导轮廓相组合以矫正畸变，包括期望光学地带的总区域中的较高等级的畸变，即，中心区域和至少部分周围区域，以便与由所述标准消融轮廓提供的近景分辨力的光学输出相组合地提供可能的最好远景分辨力（distance visual acuity）。

根据本发明的一个方面，用于执行远视矫正的标准消融轮廓能与高分辨率诊断读数相组合以获得患者眼睛的诊断数据。这优选地包括眼睛的操作前角膜形状和/或足够数量情况的操作后角膜形状。在确定眼睛的操作前角膜形状以活动地规划用于执行远视矫正的消融轮廓的情况下，角膜的操作前非球面性能确定来精细地调节消融轮廓。此外，能测量角膜中心中的现有畸变以便在使用用于执行远视矫正的标准消融轮廓消融患者眼睛的角膜之前用激光移除。其优点在于，能避免严重高等级畸变与用于执行远视矫正的标准消融轮廓的破坏性相互作用。

在使用具有足够数量情况的操作后角膜形状数据的数据库时，能评定用于执行远视矫正的最优标准消融轮廓，即优选地消融深度的形状和量。这个最优标准消融轮廓的角膜形状优选地恒定。可选地，能开发出基于收集情况的结果（通常存储于数据库中）如何设计下一情况的处理的计算图表。

根据另一方面，用于计算中心陡峭部的尺寸和/或形状的装置形成椭圆形中心区域或任何其他非圆形中心区域。在椭圆形中心区域的情况下，其椭圆面积的短轴比长轴可具有2：3直到3：4的关系。所述椭圆形中心区域优选地布置为其长轴处于与眼睛的散光屈光部件的轴线相同的方向。

中心陡峭区域的椭圆形状适于补偿眼睛的任何操作前诊断数据。尤其，能补偿主观屈光误差。此外，能补偿客观屈光误差。

根据另一方面，该系统包括用于接收操作前诊断数据的装置，其中所述数据包括操作前角膜表面数据和/或消融前瓣厚度数据和/或眼内操作图像数据。在一个实施例中，获得精确的术中读数以评定所形成瓣的厚度从而提供用于执行远视矫正的消融轮廓的适合幅度的基础。由于最终角膜陡峭部是由光消融在基质床中所形成的中心陡峭部和瓣的覆盖（coverage）的相互作用的结果，能进行消融轮廓的所述幅度的精细调节。瓣通常具有90至130μm的厚度。然而，瓣的厚度可变化并且由于对最终角膜陡峭部的可能影响，优选地控制瓣的厚度和/或对消融轮廓的幅度进行相应调节。换言之，根据瓣的厚度，采用中心区域的边界处的最大消融深度。例如，在100μm的瓣厚度的情况下，最大消融深度可达到10μm。另一方面，在140μm的瓣厚度的情况下，最大消融深度可达到14μm。另一方面，如果瓣厚度达到90μm，最大消融深度可以是9μm。因而，在考虑瓣厚度以确定中心区域的边界处的最大消融深度的情况下，可实现相同的预期远视矫正。

根据本发明的又一方面，该系统包括用于接收操作前诊断数据的装置，所述数据包括瞳孔几何数据。瞳孔几何数据用来调节中心区域的第一直径，尤其根据眼睛的瞳孔直径。此外，周围区域的第二直径可根据眼睛的最大瞳孔直径来调节。优选地，弱光状况下扩张的瞳孔直径作为调节周围区域直径的参考。

根据本发明的一个实施例，中心区域的第一直径与扩张瞳孔的直径之间的关系在0.50至0.63的范围内，更优选地在0.55至0.60的范围内并且最优选地为0.57。可选地，中心区域的面积与扩张瞳孔的面积之间的关系可达到0.25、0.30、0.35或0.40。

根据本发明的另一方面，所述计算单元对术中（intra-operative）眼睛图像数据进行处理以定位和重新调节关于眼睛角膜顶点上的中心区的消融轮廓。在此情况下，优选地，相对于顶点定中系统中的瞳孔中心确定的任何畸变数据被重新计算并且然后与用于执行远视矫正的消融轮廓相组合。在消融期间，眼睛跟踪器可用来优选地通过使用眼睛的图像来跟踪x、y和z轴上的消融以及另外在旋转位置上的消融。

该系统优选地包括存储单元，其包含关于操作前诊断读数和标准消融轮廓相对于所实现操作后历史数据就实现对于近景和远景的视觉性能而言的相应优化形状和/或尺寸的历史数据。这些历史数据能用来调节输送至眼睛的最终标准消融轮廓。此外，可以根据源自历史数据的计算图表建议在有限组的不同标准消融轮廓之间进行选择。

附图说明

本发明的说明性非限制实施例将参照附图借助示例描述，其中在不同的附图中相同的参考数字用来指示相同或类似的部件。

图1示出患者眼睛的操作前角膜形状的横截面的简化图，

图2示出根据本发明实施例患者眼睛在消融轮廓应用之后的操作后角膜形状的简化图，

图3示出具有根据本发明实施例的消融轮廓的示例的视图，

图4示出使用LASIK程序的操作后角膜形状的简化图，示出了切除的角膜瓣，

图5示出了图4中所示的操作后角膜形状在将瓣重新定位于患者眼睛上之后的简化图，并且

图6示出根据本发明实施例的系统的框图。

具体实施方式

图1示出患者眼睛角膜的横截面的视图，其中角膜10包括具有预定原始曲率的前表面11。在这个视图中，用于执行LASIK过程的打开瓣未示出。

图2示出根据本发明实施例的在消融轮廓应用之后的操作后角膜形状。如这个横截面中所示，角膜10包括变型的外表面，其通过使用激光系统对组织进行光消融而形成。原始外表面11也如虚线所示。中心区域具有第一曲率半径r₁的凸面中心陡峭部以及具有第二曲率半径r₂的凸面形状的周围区域。如所示，第一曲率半径r₁小于第二曲率半径r₂。中心区域具有直径d₁。这个中心区域中的消融量从仅进行少量消融的中心改变至这个中心区域的边界处的最大消融。最大消融指示为消融深度t。此外，周围区域14通过消融具有恒定厚度t的层来形成，其中恒定厚度t相应于中心区域的边界处的最大消融深度。周围区域的直径以d₂指示。

在如图2中所示的消融之后获得的轮廓具有中心陡峭部12用来执行远视矫正的效果。另一方面，周围区域由于消融恒定厚度层的结果而不会对光学特点或光学性质具有任何影响，因此患者眼睛的这部分不会由于消融对屈光造成影响。换言之，周围区域中的消融是屈光中性的。

如图2中所示的消融可以是如图3中原则性地示出的消融轮廓的结果。图3示出两个不同的消融轮廓P1、P2，它们都在周围区域中具有相同的消融量A并且在中心区域中具有不同的形状。在中心区域内，第一轮廓P1相应于第二级的曲线。第二消融轮廓P2相应于第四级的曲线。然而，消融轮廓还能相应于其他级别的曲线，例如，第六或第八级的曲线。在所有情况下，中心区域内的消融轮廓延伸超过直径d₁。由于消融轮廓P1和P2的不同形状，所得到的中心陡峭部将接收相应的形状。对于全部消融轮廓，消融量在中心区域内从中心区域的中心处的少量消融改变至中心区域的边界处的大量消融。如能看到的，与另一个消融轮廓P2相比，在第一消融轮廓P1中消融量在中心区域的中心部分中的变化更大。另一方面，与另一消融轮廓P1相比，在第二消融轮廓P2中消融量在中心区域的外部处的变化更大。在全部情况下，中心区域中的消融轮廓在中心区域的边界处具有最大量的消融。在这个示例中，最大消融是大约11μm，即，角膜处的相应最大消融深度量将达到大约11μm。由于周围区域中的消融从中心区域的边界至周围区域的外边界恒定，在中心区域的边界处具有强烈的不连续性。在这个示例中，这个恒定消融量达到大约11μm，作为中心区域的边界处的最大消融深度。在周围区域的直径d₂的外部，具有其中消融量从11μm改变至0μm的过渡地带。

在图3所示的示例中，第一直径d₁达到大约3毫米。周围区域的第二直径d2达到大约7毫米。在这个示例中，消融轮廓相对于中心区域的中心对称。此外，过渡地带在这个示例中具有大约9毫米的直径。

图4示出在消融轮廓应用之后的类似于图2的视图。尤其，角膜10包括在使用LASIK过程之后的中心角膜陡峭部12。此外，角膜瓣16以图解的方式示出。

图5示出与图4中相同的角膜在将瓣重新定位到角膜上之后的视图。更具体地，图5示出在瓣如虚线那样闭合之前的具有周围区域14和角膜陡峭部12的角膜10。此外，示出了重新定位的瓣16以及在重新定位的瓣的外表面处形成的中心陡峭部18。

在这个示例中，示出了在瓣闭合之后瓣对陡峭部的剩余幅度的影响。所形成的中心陡峭部18具有与中心陡峭部12基本上相同的曲率。然而，根据瓣的厚度，所形成的中心陡峭部18可改变。

图6示出根据本发明的系统的示例性实施例的框图。用于形成角膜形状的系统包括激光系统21，例如准分子激光系统，其输出适于患者眼睛20的角膜组织10的光消融的激光束22。该系统还包括控制器23，其连接至镜25，镜25将激光束22从激光系统21引导至眼睛20的角膜10。控制器还连接至光闸27，其受到控制以使得在处理阶段期间，光闸打开以使得激光束22到达镜25并且然后到达角膜10。在其他时间期间，光闸27闭合并且激光束22被挡在光闸处。该系统还包括计算装置29，用于基于患者眼睛的操作前数据和操作后数据计算用于远视矫正的消融轮廓。计算装置29连接至适于接收所述操作前诊断数据和操作后数据的装置31。该系统还包括存储单元33，用于存储操作前诊断和操作后的历史数据以及用于中心陡峭部最佳形状的消融轮廓。计算装置29连接至存储单元33并且其适于参考接收的操作前诊断和操作后数据选择至少一个存储的消融轮廓。在这个示例中，眼睛跟踪器35连接至控制器。眼睛跟踪器35还连接至获得患者眼睛20的图像的照相机37。眼睛跟踪器35用来优选地通过使用眼睛的图像来跟踪x、y和z轴上的消融以及另外在旋转位置上的消融。

该系统用来形成消融以使得角膜的表面包括具有第一曲率半径的凸面中心陡峭部的中心区域以及具有第二曲率半径的凸面形状的周围区域，其中第一曲率半径小于第二曲率半径用于执行远视矫正。中心区域中的消融深度在中心处的最小消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度之间变化。周围区域中的消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度相同。

虽然已经选择了某些实施例以示出本发明，本领域技术人员将理解到，在不脱离本发明如所附权利要求所限定的范围的情况下能做出改变和变型。

Claims

1.一种用于形成角膜形状的系统，包括：

激光系统，用于光消融角膜组织，优选地使用LASIK；以及用于将激光系统的激光束引导至角膜组织的控制装置，其中控制装置适于形成消融以使得角膜的表面包括具有第一曲率半径的凸面中心陡峭部的中心区域以及具有第二曲率半径的凸面形状的周围区域，其中第一曲率半径小于第二曲率半径用于执行远视矫正，其特征在于：中心区域中的消融深度在中心处的最小消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度之间变化，以及在于周围区域中的消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度基本上相同。

2.根据权利要求1的系统，其中控制装置适于形成中心陡峭部，其中最大消融深度在5至15μm的范围内，优选地达到10μm。

3.根据权利要求1或2的系统，其中控制装置适于在具有2.5至3.5毫米范围内，优选地2.8至3.2毫米并且更优选地3毫米的第一直径的中心区域中形成中心陡峭部，并且其中周围区域具有在6至8毫米范围内，优选地6.5至7.5毫米并且更优选地7毫米的第二直径。

4.根据权利要求1至3的任一项的系统，还包括计算装置，该计算装置基于眼睛的诊断数据计算中心陡峭部的尺寸和/或形状，并且优选用于计算形成中心陡峭部的消融深度的变化和/或中心区域的边界处的最大消融深度和/或中心区域的第一直径，以执行远视矫正。

5.根据权利要求4的系统，其中所述计算装置还基于眼睛的诊断数据计算周围区域的最大消融深度和/或周围区域的第二直径。

6.根据权利要求5的系统，其中周围区域的所述第二曲率半径基于操作前和消融前诊断数据调节至屈光中立。

7.根据权利要求5的系统，其中周围区域的所述第二曲率半径基于操作前和消融前诊断数据进行调节以提供非球面矫正。

8.根据权利要求5的系统，其中周围区域的所述第二曲率半径是基于周围区域的所处理的操作前诊断数据的平均曲率半径。

9.根据权利要求8的系统，其中周围区域的至少一部分的局部曲率偏离平均曲率半径并且所述偏离相应于所述周围区域中的角膜外形的操作前诊断角膜畸变数据，或者其中，周围区域的至少一部分的局部曲率偏离平均曲率半径并且所述偏离相应于所述周围区域中的整个眼睛的操作前诊断视觉波前畸变数据。

10.根据权利要求4至9的任一项的系统，其中用于计算中心陡峭部的尺寸和/或形状的装置形成用于中心陡峭区域的椭圆形区域。

11.根据权利要求10的系统，其中中心陡峭区域的椭圆形状适于补偿眼睛的操作前诊断数据，并且其中优选地中心陡峭区域的椭圆形状特别适合补偿眼睛的主观屈光误差或眼睛的客观屈光误差。

12.根据权利要求4至11的任一项的系统，还包括用于接收操作前诊断数据的装置，所述操作前诊断数据包括操作前角膜表面数据和/或消融前瓣厚度数据和/或术中眼内图像数据，并且其中优选地，所述计算装置处理操作前角膜表面数据以将畸变矫正处理与用于矫正远视的处理相组合。

13.根据权利要求4至12的任一项的系统，还包括用于接收包括瞳孔几何数据的操作前诊断数据以根据眼睛的瞳孔直径调节中心区域的直径的装置，和/或还包括用于接收诊断瞳孔数据以根据眼睛的最大瞳孔直径调节周围区域直径的装置。

14.根据权利要求4至13的任一项的系统，其中所述计算装置处理消融前瓣厚度数据以重新调节消融深度的变化从而形成中心陡峭部，和/或其中所述计算装置处理术中眼睛图像数据以确定位置和匹配消融轮廓以形成中心陡峭部。

15.根据前述权利要求的任一项的系统，还包括存储单元，用于存储操作前诊断和操作后的历史数据以及用于中心陡峭部最佳形状的相应消融轮廓，其中所述计算装置适于参照所接收的操作前诊断和操作后数据选择至少一个存储消融轮廓，并且其中优选地，所述计算装置适于通过参考关于操作前诊断数据的存储历史数据以及相应的消融轮廓来调节所获得的消融轮廓。

16.一种优选地使用根据前述权利要求的任一项的系统形成角膜形状的方法，包括以下步骤：

形成消融以使得角膜的表面包括具有第一曲率半径的凸面中心陡峭部的中心区域以及具有第二曲率半径的凸面形状的周围区域，其中第一曲率半径小于第二曲率半径用来执行远视矫正，其特征在于中心区域中的消融深度在中心处的最小消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度之间变化，以及在于周围区域中的消融深度与中心区域的边界处的最大消融深度基本上相同。