CN107713980B - 用于散光治疗的手术指导和计划软件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于散光治疗的手术指导和计划软件。提供了一种用于计算散光治疗的软件，当执行所述软件时其可操作来执行以下步骤：接收初始原切口位置；基于所述初始原切口位置确定复曲面眼内透镜(IOL)的屈光力和方位以治疗眼睛的散光；基于所述复曲面IOL的所述屈光力和所述方位确定调整的原切口位置以进一步减少所述散光；并且生成包括所述调整的原切口位置的输出。

Description

用于散光治疗的手术指导和计划软件

本申请是申请日为2014年6月26日、申请号为201480036013.2、发明名称为“用于散光治疗的手术指导和计划软件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及用于散光治疗的手术指导和计划软件，并且更具体地说，涉及用于利用复曲面眼内透镜和切开确定散光治疗的系统和方法。

背景技术

人眼的功能是通过折射穿过称为角膜的通光外部的光并且借助于晶状体将光折射到视网膜上来提供视力。聚焦影像的质量取决于许多因素，包括眼睛的大小和形状以及角膜和晶状体的透明性。当老化或疾病导致晶状体变得异常时，视力因视网膜成像质量的降低而劣化。眼睛晶状体的这种光学质量的降低在医学上称为白内障。针对这种状况的可接受治疗是手术摘除晶状体并且用人工眼内透镜(IOL)来替换晶状体功能。

在美国，大多数白内障晶状体通过称为超声乳化的手术技术加以摘除。在这个过程中，摘除前襄膜的一部分，并且将细的超声乳化切割尖插入患病的晶状体中并进行超声振动。振动的切割尖液化或乳化晶状体的核和皮质，使得晶状体可被吸出眼睛。一旦患病的晶状体的核和皮质被摘除，就在剩余的囊膜中(袋中)用人工透镜来进行替换。为了治疗角膜散光，IOL可为复曲面的。用于IOL的屈光力选择也可考虑角膜形状(散光)的切口的影响，通过所述切口将IOL注入，如在美国专利No.7,476,248中更详细描述，所述专利以引用的方式并入本文。

用于角膜散光的替代治疗是使用角膜缘松弛切口(LRI)，所述角膜缘松弛切口通常相对于在角膜中的弧形切口，所述弧形切口再成形角膜以矫正散光。当在本说明书中使用术语“角膜缘松弛切口”或“LRI”时，由于切口通常在角膜缘形成并且因此按照这种常规方式描述，所以术语应当被理解为包括任何角膜松弛切口，大体上是指没有穿透角膜并且定位以调整角膜的散光的任何切口。基于手术结果的统计样本，已开发了两个常用的列线图(Donnenfeld列线图和Nickamin列线图)以引导外科医生处理LRI。Donnenfeld列线图考虑了年龄(相对于白内障患者的平均年龄)、切口位置和模式以及散光是否为循规性或反规性。Nickamin列线图比Donnenfield列线图更具体地考虑了年龄和散光度。可基于外科医生的实际手术结果进一步自定义这些列线图。

发明内容

在第一个实施方案中，用于计算散光治疗的软件在执行时可操作来执行以下步骤：接收初始原切口位置；基于初始原切口位置确定复曲面眼内透镜(IOL)的屈光力和方位以治疗眼睛的散光；基于复曲面IOL的屈光力和方位确定调整的初始原切口位置以进一步减少散光；并且生成包括调整的原切口位置的输出。

在第二个实施方案中，用于计算散光治疗的软件在执行时可操作来执行以下步骤：接收患者的生物信息；基于生物信息确定散光矫正，所述散光矫正包括(a)一个或多个角膜缘松弛切口的位置和(b)复曲面眼内透镜(IOL)的屈光力和方位中的至少一个；生成包括散光矫正的输出；接收可归因于一个或多个角膜缘松弛切口和复曲面IOL的不同比率的散光矫正的选择；确定更新的散光矫正，所述更新的散光矫正包括(a)一个或多个角膜缘松弛切口的更新的位置和(b)复曲面IOL的更新的屈光力和/或方位中的至少一个。

当然，本领域技术人员将理解，本发明不限于以上的特征、优点、范围或实例，并且在阅读以下详细说明和观看附图后将认识到另外的特征和优点。

附图说明

图1示出适合与本发明的各种实施方案一起使用的示例性系统。

图2示出用于利用优化的LRI位置提供预测散光矫正的流程图。

图3示出用于提供优化的原切口位置的流程图。

图4示出用于提供使用复曲面IOL和切口的散光治疗的交互计算的流程图。

图5-10示出结合本文呈现的实施例的示例性GUI。

具体实施方式

本发明的各种实施方案为手术计划提供改善的方法和系统，所述手术计划有利地解决复曲面IOL屈光力和切口两者。具体地说，可使用这些方法和系统预测联合治疗以将在术后患者的整个光学系统中的总体散光减少到更接近于零。通过这些系统提供的输出将在本文称为“预测的散光矫正”以指示这将是通过切口和/或复曲面IOL的组合产生的预期矫正。当在本说明书的上下文中使用术语“优化的”时，它是指在治疗参数的范围内使手术散光尽可能地减小到接近于零，所述治疗参数在给定的范围内变化。例如，这可能受到由外科医生给定的限制的影响，所述外科医生可能倾向于在一侧或一个象限内形成切口，因此限制切口位置的可用范围。这些还可受到柱面光焦度增量的影响，其中所选择的复曲面IOL是可用的，使得，例如，必须在一半屈光度增量处做出复曲面IOL选择。

在某些实施方案中，用于手术计划的方法和系统可提供整体手术计划，所述整体手术计划为复曲面IOL和LRI计算两者提供组合的计算。在其他方面，用于手术计划的系统和方法可提供将散光矫正的特定度数分配给散光治疗的每个部件的选项，从而允许外科医生使用不同的复曲面IOL和LRI技术从各种治疗选项中选择。此类选项可包括改变LRI的长度、深度、位置和/或数目以及复曲面IOL的屈光力和方位。在其他方面，用于手术计划的方法和系统可接收原切口和辅助切口位置，是指通过所述切口将插入以及冲洗、抽吸IOL和白内障手术必需的其他器械的切口，并且然后可确定复曲面IOL屈光力和方位的组合以及已调整的切口位置，使得复曲面IOL和切口的组合提供改善的治疗。

如本文所述，可以软件、硬件和/或固件实施任何此类方法和系统，并且可将各种功能分布在多个部件之间，如用于收集患者信息的生物计和为矫正散光在外科手术的操作中使用的眼科手术装置(包括但不限于用于切割角膜、晶体状囊或晶状体的手术显微镜和激光系统)。实现方式还可包括使用可编程电子计算设备，如加载有适当软件的台式或膝上型个人计算机、电子平板计算机、个人数字助理或智能电话。因此，应当理解，本文所述的各种实例可以多种其他可用组合适当地修改。

图1示出适合与本发明的各种实施方案一起使用的示例性系统100。系统100包括处理器102、存储器104、接口106、生物计108以及手术装置110。处理器102可为微处理器、微控制器、可编程元件或用于处理电子地存储的指令(软件或固件)的其他设备或收集设备，以便执行本文所述的各种信息处理功能中的任何一种。存储器104可以是可由处理器102访问的易失性或非易失性信息存储的任何一种合适形式，其包括但不限于光学、电子或磁性介质。接口106表示允许与人(如本文所称的系统100的“用户”)或在系统100的部件之间交换信息的任何电子部件。适用于与人通信的用户接口可包括计算机的任何已知的输入设备，包括触摸屏、键盘、开关、旋钮、踏板、按钮、指示设备或其他类似部件。接口106可同样包括任何合适的可见和/或可听的输出，如用于对用户信息通信的监视器和/或扬声器，所述输出可显示图形用户界面(“GUI”)以允许用户操作系统100。根据任何编程信息交换协议，接口106还可包括用于将信息与其他电子设备(包括无线信号)，如系统100的其他部件，交换的任何合适的电子部件。

生物计108是使用例如光学或超声测量对患者的眼睛进行解剖测量的任何合适的设备。此类解剖测量可包括但不限于眼轴长度、前房深度、晶状体厚度、角膜直径(白到白距离)以及角膜的前和/或后曲率。手术装置110可包括适用于为散光的矫正执行外科手术的任何形式的装置，所述装置包括用于与系统100的其他部件内部通信的合适的电子部件，所述电子部件包括但不限于用于切割角膜、晶状体囊或晶状体的手术显微镜和激光系统。

代码120表示由处理器102执行以执行系统100的各种功能的存储在存储器104中的指令。如前所述，本发明的各种实施方案为手术计划提供改善的方法和系统，所述手术计划包括复曲面IOL和切口两者。因此，在操作中，系统100的各种实施方案包括用于计划能够基于一定信息解决散光的手术的技术。患者信息122表示关于针对特定患者的散光治疗的所有存储的信息，所述信息可包括但不限于，从生物计108获得的生物信息以及可从先前手术计划存储的或作为计划过程的一部分输入的特定外科医生信息。

实施例1

在操作的方法的一个实施例中，图2示出用于利用优化的LRI位置提供预测散光矫正的流程图200。总体来说，系统100可基于如与先前列线图技术相比较的患者的多个另外方面确定LRI位置。在步骤202处，系统100经由接口106接收(或从存储的信息计算)以下6个参数:(1)待治疗的散光、(2)散光轴、(3)患者年龄、(4)外科医生特定治疗区(切口的径向位置)、(5)作为患者的最大角膜厚度百分比的外科医生特定LRI深度，以及(6)患者特定角膜屈光力。为了本说明书的目的，“接收”在患者特定信息的上下文中将一般地指经由接口从用户或从另一个设备接收信息以及从已用此方式接收的其他信息推导或计算特定的信息。这些表示待考虑的因素的最少数目，但是可将另外的因素添加到确定中。例如，还可考虑原切口和/或任何辅助切口的位置，包括径向和角度位置以及角跨距(弧长)。

在步骤204处，系统100然后输出用于一个或多个LRI的预测切口位置，考虑到切口位置的预期分辨率，所述预测切口位置将散光尽可能地减小到接近于零。在具体实施方案中，预测切口位置还可改变角跨距(弧长)、径向位置和切口的数目中的一个或多个。在某些实施方案中，可调整相对弧长、切口的数目或布置使得；如，一个切口的弧长可大于相对切口的弧长。1.5-2.0的系数对于平衡相对的LRI的相对影响可能尤其有用。在包括原切口的计算的某些实施方案中，可调整原切口位置，并且也可基于已调整的原切口更新预测切口位置。经验研究和另外的特定外科医生结果还进一步调整用于特定系统100和特定外科医生的所得列线图，使得预测的切口信息可更加精确地最小化相关散光。这在步骤206处示出，其中系统100存储与预测切口位置相关的手术结果信息。

实施例2

在第二个实施例中，图3示出用于提供优化的原切口位置的流程图300。在步骤302处，系统100接收原切口位置，所述原切口位置可包括径向和角度位置以及特定外科医生因素，如预测的由手术引起的散光。在步骤304处，系统100为患者确定待矫正的散光，所述确定可基于由系统100根据患者生物测定值进行的的计算或也可以是关于先前已计算的所选择的复曲面IOL的信息。基于初始原切口位置，在步骤306处，系统100确定调整的切口位置和/或复曲面IOL位置，使得散光相对于初始原切口位置减少。这是因为由原切口产生的手术散光在改变，使得复曲面IOL的净效应和从原切口由手术引起的散光可将在患者的光学系统中的净术后散光减少到更加接近于零。

在可选实施方案中，用户可输入不同的原切口位置，并且系统100可响应于输入计算更新的复曲面IOL屈光力和位置。在一些实施方案中，复曲面IOL的屈光力还可基于所选择复曲面IOL的增加的柱面光焦度步长来调整。因此，例如，如果调整的原切口位置提供更大的散光矫正度，那么使用具有更少的柱面光焦度或具有不同的方位的复曲面IOL可能更为有利。

如果适用的话，在步骤308处，系统100输出具有调整的原切口位置和调整的复曲面IOL位置和/或屈光力的调整的手术计划。如果LRI也是散光治疗的部件，那么还可更新这些切口位置，包括角度位置、角跨距(弧长)、径向位置，和/或切口的数目。在某些实施方案中，可调整相对弧长、切口的数目或布置使得；例如，一个切口的弧长可大于相对切口的弧长。1.5-2.0的系数对于平衡相对的LRI的相对影响可能尤其有用。总体来说，系统100可通过复曲面IOL屈光力和方位、原切口位置以及LRI位置的组合将散光尽可能地减少到接近于零以优化手术计划。

实施例3

在第三个实施例中，图4示出用于提供使用复曲面IOL和切口的散光治疗的交互计算的流程图400。在步骤402处，系统100接收原切口位置信息，所述原切口位置信息可包括径向和角度位置信息以及特定外科医生因素，如预测的由手术引起的散光。在步骤404处，系统100生成初始手术计划。手术计划包括原切口和一个或多个LRI的径向位置以及复曲面IOL屈光力和方位。在步骤406处，系统100接收在复曲面IOL与LRI之间的不同比率的散光治疗的用户选择。例如，用户可选择一定百分比的患者散光由IOL矫正并且剩余部分由LRI矫正。可选地，用户可考虑散光将完全由IOL或LRI矫正的情况。在步骤408处，系统100基于不同的比率确定调整的手术计划，并且然后在步骤410处输出调整的手术计划。在某些实施方案中，可调整相对弧长、切口的数目或布置使得；如，一个切口的弧长可大于相对切口的弧长。1.5-2.0的系数对于平衡相对的LRI的相对影响可能尤其有用。

重要的是，前述实施例不旨在彼此排斥。例如，可利用第一个实施例的公式实施所有三个实施例。同样，所有三个实施例可调整原切口位置，并且所有三个实施例可允许在复曲面IOL、原切口以及LRI之间调整散光矫正的比率。因此，这些特征不应该被理解为彼此排斥。

软件接口

图5-10示出结合本文呈现的所有三个实施例的示例性GUI。尽管本实施例不基于实际患者的值，但是以与它将用于实际患者的相同方式示出操作。在图5-10中，在第一个实施例中提供的六个参数利用对应的数字示出。图5示出基于六个患者因素的示例性仅LRI治疗。预测的切口位置包括角度位置和用于LRI的跨度(弧长)。图6示出原切口位置的调整，其继而调整由手术引起的散光和LRI位置。在图5-6中，仅LRI被用于治疗散光；IOL不是复曲面的。

图7-10示出允许用户选择在由复曲面IOL和LRI提供的散光治疗之间的不同比率的“滑动条”输入。这是GUI的用于选择比率的任何数目的可能实施例之一，其包括但不限于数值输入字段(还可包括上/下箭头)、旋钮图标、具有特定比率增量的单选按钮(例如，用于复曲面IOL的柱面光焦度增量)，或用于比率调整的任何其他可想到的GUI接口。在图7中，所提供的治疗是100％归因于复曲面IOL，考虑到原切口的由手术引起的散光。复曲面IOL被命名为SN6ATx，其中x随着柱面光焦度的量而增加(T0是零柱面矫正，即非复曲面IOL)。在这种情况下，剩余散光基于复曲面IOL模型的选择在14度处具有0.24屈光度，这导致最低剩余散光。

在图8中，已将滑动条调整使得散光治疗的比率仅仅66.07％可归因于复曲面IOL，并且调整的手术计划包括LRI位置以便矫正患者散光的剩余的33.93％。已选择了较低屈光力的复曲面IOL模型，并且现在利用LRI的剩余散光为零。在图9中，调整比率以增加可归因于LRI的百分比，从而增加LRI的角跨度(弧长)并且进一步减少复曲面IOL屈光力。这又再次导致零散光。最后，在图10中，矫正的70％以上是可归因于LRI，从而利用稍长的LRI产生甚至更低的复曲面IOL屈光力。注意到，即使非复曲面IOL仅仅形成剩余散光的0.70屈光度，其示出几乎所有的散光矫正来自LRI。

已经出于图示和举例目的给出了各种实施方案的上述说明。当然，本领域技术人员应将理解，在不背离本发明的本质特性的情况下，也可以用本文那些特定描述的方式以外的方式实现本发明。尤其是，各种实施方案的特征意在被自由地以任何组合彼此结合，除非特征都明确地或明显地彼此排斥，并且可将任何此类特征推广到任何级别的中间组合。因此，本实施方案在各方面均应认为是示例性的而非限制性的，并且在所附权利要求书的含义和等效范围内的所有变化都应包含在其中。

Claims (5)

1.一种用于计算散光治疗的设备，包括：

用于接收初始原切口位置的装置；

用于接收对应于所述初始原切口位置的手术引起的散光值的装置；

用于基于对应于所述初始原切口位置的手术引起的散光值，确定复曲面眼内透镜IOL的屈光力和方位的装置；

用于基于复曲面IOL的屈光力和方位确定调整的原切口位置，以便手术引起的散光值减小手术后散光量的装置；和

用于生成包括所述调整的原切口位置的输出的装置。

2.如权利要求1所述的设备，还包括用于接收至少一个辅助切口位置的装置，其中还基于至少一个辅助切口位置确定所述复曲面IOL的屈光力和方位。

3.如权利要求1所述的设备，还包括用于基于所述复曲面IOL的屈光力和方位确定至少一个角膜缘松弛切口的位置的装置和用于生成包括至少一个角膜缘松弛切口的位置的输出的装置。

4.如权利要求1所述的设备，还包括用于基于从存储器检索的患者的生物信息确定针对眼睛的待矫正的散光量的装置。

5.如权利要求4所述的设备，其中所述患者的生物信息通过接口从生物计导入所述存储器中。

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