CN109683311A - 一种人工晶体的屈光度计算方法 - Google Patents

一种人工晶体的屈光度计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种人工晶体屈光度的计算方法，用以解决现有技术中IOL屈光度的计算公式误差大的问题。所述人工晶体屈光度计算方法，通过角膜前表面切向曲率计算角膜屈光指数，通过角膜后表面切向曲率计算前房内介质的屈光指数，并通过角膜厚度、前房深度、眼轴长度、人工晶体参数、预留屈光度及全眼各屈光介质屈光指数计算人工晶体的屈光度。本发明通过将角膜前表面切向曲率和角膜后表面切向曲率引入计算中，利用前房深度、晶体厚度、晶体前后囊膜固有形态比例、人工晶体A常数，准确预估有效晶体位置，并依据全眼各屈光介质折光系数和所在位置进行系统计算，有效提高了人工晶体屈光度的计算精度，且具有统计学差异。

Description

一种人工晶体的屈光度计算方法
技术领域
本发明属于医用人工晶体材料领域，具体涉及一种人工晶体的屈光度计算方法。
背景技术
眼睛是心灵的窗户。随着年龄的增长，眼睛的晶状体会出现雾化或混浊等老化现象，继而影响视力。据统计，有超过90％的白内障病例源于人类必经的老化过程。白内障唯一确实有效的治疗方法就是手术治疗，即把已变得不透明的晶状体拿掉，换上一个人工晶体(Intra Ocular Lens，IOL)。人工晶体IOL植入术是治疗白内障最有效的手段，成千上万的白内障患者通过这种安全、有效的手术方法获得了良好的视力。随着白内障手术设备和手术技术的不断改进，白内障手术已经从以往的单纯以恢复视力为目的，逐步向屈光性白内障手术发展，以满足不同层次白内障患者的要求。患者不仅能看得见，更能看得清晰、看得舒服。因此，对白内障手术方式、生物测量、IOL度数计算公式及人工晶体的发展都提出了越来越高的要求。
目前的人工晶体植入及使用过程中，与手术预期出现偏离的最常见因素是IOL屈光度(或度数)计算公式。自1967年Fedorov等人提出IOL屈光度的第一个理论计算公式Fedorov公式起，人工晶体屈光度的计算公式已经经历了四代的改进，并从数十种人工晶体屈光度计算公式中，筛选出相对准确的十余种。
然而，现有技术中的IOL屈光度计算公式，存在以下技术问题：
第一，计算公式存在适用范围的局限性。或局限于一定的眼轴长度、或局限于散光晶体的选择、或局限于角膜手术史等。不同患者，需首先挑选出与之相适用的一组公式，才能进行计算。
第二，公式的精度不高。因缺少一个公认准确的人工晶体屈光度计算公式，现有技术中多采用适合的几个相对准确的公式取均值或极值或依医生经验主观选择，公式精度不高。同时，由于以往公式的精度不够，而高端功能性晶体需要以准确的屈光度预估为前提，因此高端功能性晶体的使用受到了极大限制。
第三，对于异常角膜形态，如角膜屈光术后、角膜移植术后、外伤性角膜等，尚无一种公式能够给予较为准确的结果，误差常高于1.00D。例如，进行过准分子激光原地角膜消除术(Laser-assisted in Situ Keratomileusis，LASIK)后的患者，通过改变角膜屈光度来矫正屈光不正，患者在LASIK手术中需要切削部分角膜组织，改变角膜的生物物理作用。对于近视患者来讲，其中央区角膜前表面的曲率变小；对于远视患者来讲，其中央区角膜前表面曲率变大。两种情况下的角膜后表面的曲率均保持相对稳定，结果使得角膜前、后表面曲率比值发生显著改变；同时造成中央部角膜变薄。因而改变了角膜及眼前节的解剖结构，使其中某些参数发生变化。对这类患者若按常规方法计算IOL屈光度，在术后角膜保持稳定的状态下，将会造成持续的远视状态。Seitz等人总结了最近文献报告的31例患者情况，他们远视度数在+3.10D～+9.75D之间。同时，很多针对角膜屈光手术史的公式，需要患者原始资料，而角膜屈光手术多在10年以前完成，原始资料极难采集。
LASIK已经发展30余年，早期LASIK术后患者很多已经面临白内障的困扰，同样需要通过植入人工晶体的手段进行解决。而现有技术中的IOL屈光度的计算公式本身就存在很多不足，在对LASIK术后患者的IOL屈光度进行计算更是难上加难。现有技术中，尚没有一个完美的方案解决LASIK术后患者的IOL屈光度的计算中存在的各种问题，无法减小计算公式中的误差。
发明内容
本发明实施例为解决现有技术中IOL屈光度的计算公式误差大的问题，提高IOL屈光度计算公式精度，提出了一种人工晶体的屈光度计算方法，基于ZZ IOL FORMULA，对人工晶体屈光度进行计算，通过将光线的全部折射路径分段计算完成，同时将角膜后表面切向曲率引入屈光度的计算中，方法简单、易操作、精度高，适用于所有患者。
根据本发明的一个方面，提供了一种人工晶体的屈光度计算方法，所述方法包括：通过角膜前表面切向曲率计算角膜前表面曲率半径，能过角膜后表面向曲率计算角膜后表面曲率半径，进一步根据前、后表面的曲率半径及角膜厚度、前房深度、眼轴长度、人工晶体参数、预留屈光度，计算前表面入射光、出射光的焦距，后表面入射光、出射光的焦距，及人工晶体入射光的焦距，从而计算所述人工晶体的屈光度。
进一步地，所述人工晶体参数包括：人工晶体的A常数、人工晶体的厚度。
进一步地，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，确定人工晶体的A常数及预留屈光度；
步骤S2，根据预留屈光度，计算角膜前表面的入射光焦距
步骤S3，选择待计算的光学路径；
步骤S4，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据；
步骤S5，通过所述角膜前表面切向曲率计算角膜前表面曲率半径；
步骤S6，根据光线经过角膜前表面的折射，计算出射光焦距；
步骤S7，根据光线经过角膜后表面的折射，计算出角膜后表面的入射光焦距；
步骤S8，使用角膜后表面切向曲率计算角膜后表面曲率半径；
步骤S9，经过角膜后表面折射后，计算2nd折射面的出射光焦距；
步骤S10，经过人工晶体折射时，计算出人工晶体折射面的入射光焦距
步骤S11，根据光线最后聚焦于视网膜上，计算人工晶体折射面的出射光焦距；
步骤S12，计算所需植入的人工晶体的屈光度。
进一步地，当所述人工晶体为Toric人工晶体时，所述方法还包括：
步骤S13，在所述人工晶体的屈光度中引入陡峭轴，对所述屈光度进行修正。
进一步地，所述步骤S2中选择待计算的光学路径，具体为，在瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取所述屈光力最小区域的中央点，将所述中央点作为待计算的光学路径。
进一步地，所述步骤S4中所述基础数据包括：角膜厚度CT、前房深度ACT、角膜前表面切向曲率Kf、角膜后表面切向曲率Kb、眼轴长度AL、自然晶体厚度LT。
进一步地，所述角膜前表面切向曲率图和角膜屈光力图，及所述角膜厚度、前房深度、角膜前表面切向曲率、角膜后表面切向曲率、眼轴长度，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统进行测量。
进一步地，所述步骤S5中计算角膜曲率半径，进一步地，通过公式(2)计算：
式(2)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率；
所述步骤S6中计算出射光焦距，通过式(3)计算：
式(3)中，S2为角膜前表面折射面的出射光焦距，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000，Rf为角膜前表面曲率半径，S1为角膜前表面折射面的入射光焦距。
进一步地，所述步骤S7中计算角膜后表面的入射光焦距，进一步为，通过式(4)计算：
式(4)中，S3为角膜后表面折射面的入射光焦距，S2为角膜前表面折射面的出射光焦距，CT为角膜厚度。因为虚像，所以S2取相反数；
所述步骤S8中计算角膜后表面的曲率半径，通过式(5)计算：
式(5)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率；
所述步骤S9中计算角膜后表面的出射光焦距，通过式(6)进行计算：
式(6)中，S4为角膜后表面折射面的出射光焦距，S3为角膜后表面折射面的入射光焦距。
进一步地，所述步骤S10中的人工晶体入射光焦距通过式(7)进行计算：
式(7)中，S5为人工晶体折射面的入射光焦距；
所述步骤S11中人工晶体出射光焦距通过式(8)进行计算：
式(8)中，S6为人工晶体折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数；
所述步骤S12中所需植入的人工晶体的屈光度通过式(9)进行计算：
式(9)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为人工晶体折射面的入射光焦距。
本发明实施例具有如下有益效果：
本发明实施例的人工晶体屈光度的计算方法，通过将角膜前表面切向曲率和角膜后表面切向曲率引入人工晶体屈光度的计算中，同时所使用的切向曲率来自角膜地形图获得的较小屈光力区域，利用前房深度、晶体厚度、晶体前后囊膜固有形态比例、人工晶体A常数，预估有效晶体位置，并依据全眼各屈光介质折光系数和所在位置进行系统计算，有效提高了人工晶体屈光度的计算精度，且具有统计学差异。
附图说明
图1为现有技术中眼睛屈光原理示意图；
图2为本发明实施例人工晶体的屈光度计算方法流程示意图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明技术问题、技术方案和优点将得以阐明。然而，本发明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发明的具体细节。
图1是现有技术中眼睛屈光原理示意图。如图1所示，眼睛的视网膜上有一个直径约0.25mm的解剖区域名为中心凹，即图中AB在视网膜上所成倒立像的A′B′位置所在处，是视网膜中视觉最为灵敏的区域。视物时，由于眼球的转动，会使得中心凹总是正对视物目标。当光线经过眼内一系列解剖结构并准确聚焦在中心凹时，才能获得清晰的图像。例如，白内障手术中，将混浊的晶状体吸出体外，并植入人工晶体，替代原始晶状体的部分折光作用。其中植入人工晶体的屈光度大小直接影响到光线的聚焦位置，而准确的人工晶体计算公式，可以使人工晶体植入后的光线，准确聚焦在中心凹或附近位置，达到术前期望。
本发明提出了一种人工晶体的屈光度计算方法，所述方法通过ZZ人工晶体屈光度计算公式(ZZ IOL FORMULA)得以实现。优选的，本发明实施例的所述基于ZZ IOL FORMULA的人工晶体屈光度计算方法，通过将光线的全部折射路径分段计算完成。下面通过具体的实施例对本发明的人工晶体屈光度计算方法进行说明。
实施例
本实施例提供了一种人工晶体的屈光度计算方法，图2所示为本实施例所述人工晶体屈光度计算方法流程示意图。如图2所示，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，确定人工晶体的A常数及预留屈光度。
本步骤中，所述A常数，是人工晶体出厂时的常规参数，不同的人工晶体有不同的A常数，该常数由所选择使用的人工晶体生产厂家提供。预留屈光度即人工晶体植入后期望达到的屈光度，依据实际情况进行确定。
步骤S2，根据预留屈光度，计算角膜前表面的入射光焦距。
本步骤中，将角膜前表面规定为第一折射面，即1st折射面。
为了避免预留屈光度为0时，使得等式不成立，计算时引入0.0001D的屈光度。
式(1)中，S1为1st折射面的入射光焦距，D为预留屈光度。
步骤S3，选择待计算的光学路径。
进一步地，本步骤中，所述选择待计算的光学路径具体为，在瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取所述屈光力最小区域的中央点，将所述中央点作为待计算的光学路径。
角膜前、后表面切向曲率均取自角膜该点。
本步骤中，所述角膜前表面切向曲率图和角膜屈光力图可以通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统进行测量。
这里对所述三维眼前节分析系统和眼科光学生物测量系统进行简单的介绍。三维眼前节分析系统和眼科光学生物测量系统，可以测量：角膜前、后表面地形图；角膜前、后表面高度地图；获取全角膜厚度图(自动定位角膜最薄点、瞳孔中心角膜厚度、角膜顶点厚度、角膜容积)；显示角膜屈光地图(角膜曲率图、角膜高度图、角膜厚度图、角膜厚度相关性、有机结合地图)；角膜厚度变化率趋势图(注：独有功能、非常重要)；EKR分布图(描述角膜屈光的不规则性，预估矫正视力)；HolladayReport(角膜屈光手术后患者的人工晶体度数计算)；三维白内障可视图；白内障密度的定量、分级和随访；360°前房角、前房容积、中央与周边前房深度、瞳孔直径的评估，以及三维模型创建。
步骤S4，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据。
本步骤中，所述基础数据包括：角膜厚度CT、前房深度ACT、角膜前表面切向曲率Kf、角膜后表面切向曲率Kb、眼轴长度AL、自然晶体厚度LT。
其中，所述角膜前表面切向曲率、角膜后表面切向曲率取自所述角膜共同区域。
本步骤中，所述角膜前表面切向曲率及角膜后表面切向曲率来自瞳孔和角膜顶点为中心、3mm为半径的共同区域内，较小屈光力的区域，而非以往所有公式使用的以角膜顶点为中心的区域。
本步骤中，所述角膜厚度、前房深度、角膜前表面切向曲率、角膜后表面切向曲率、眼轴长度可以通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统进行测量；所述人工晶体的厚度可以从出厂参数中获得。
步骤S5，通过所述角膜前表面切向曲率计算角膜前表面曲率半径。
优选地，本步骤中在进行计算时，根据实际需要选定屈光系数进行角膜曲率半径的计算。这里屈光系数的引入，可以减少角膜屈光术后，因屈光系数变化而引起的误差。
进一步地，通过公式(2)计算所述1st折射面的角膜曲率半径：
式(2)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率。
步骤S6，根据光线经过角膜前表面的折射，计算出射光焦距。
进一步地，本步骤中，通过以下公式计算出射光焦距：
式(3)中，S2为1st折射面的出射光焦距，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000，Rf为角膜前表面曲率半径，S1为1st折射面的入射光焦距。
步骤S7，根据光线经过角膜后表面的折射，计算出角膜后表面的入射光焦距。
本步骤中，所述角膜后表面，规定为第二折射面，即2nd折射面。
进一步地，本步骤中，能过以下公式计算所述角膜后表面的入射光焦距：
式(4)中，S3为2nd折射面的入射光焦距，S2为1st折射面的出射光焦距，CT为角膜厚度。因为虚像，所以S2取相反数。
步骤S8，使用角膜后表面切向曲率计算角膜后表面曲率半径。
进一步地，通过下式计算所述角膜后表面曲率半径：
式(5)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率。
步骤S9，经过角膜后表面折射后，计算2nd折射面的出射光焦距。
进一步地，所述计算2nd折射面的出射光焦距，通过下式进行计算：
式(6)中，S4为2nd折射面的出射光焦距，n3为房水屈光指数1.336，n2为角膜屈光指数1.376，Rb为角膜后表面曲率半径，S3为2nd折射面的入射光焦距。
步骤S10，经过人工晶体折射时，计算出人工晶体折射面的入射光焦距。
本步骤中，所述人工晶体折射面为第三折射面，即3rd折射面。
进一步地，通过下式计算所述人工晶体折射面的入射光焦距：
式(7)中，S5为3rd折射面的入射光焦距。因为虚像，所以S4取相反数。
步骤S11，根据光线最后聚焦于视网膜上，计算人工晶体折射面的出射光焦距。
进一步地，通过下式计算所述人工晶体折射面的出射光焦距：
式(8)中，S6为3rd折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数。
步骤S12，计算所需植入的人工晶体的屈光度。
进一步地，本步骤通过下式计算所述人工晶体的屈光度IOL：
式(9)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为3rd折射面的入射光焦距，S6为3rd折射面的出射光焦距，A常数为厂家提供参数。
步骤S5、步骤S6及步骤S8和步骤S9中，通过切向曲率计算角膜前、后表面的角膜曲
率半径及出射光焦距，并进一步计算人工晶体屈光度，从而减少异常角膜形态，如角膜
屈光术后、角膜移植术后、外伤性角膜等，因角膜屈光系数变化引起的误差。
本步骤中，利用前房深度、晶体厚度、晶体前后囊膜固有形态比例、人工晶体A常数，可以更准确的预估有效晶体位置，降低有效晶体位置预估错误引起的误差；同时，依据全眼各屈光介质折光系数和所在位置进行系统计算，更真实的反应眼睛实际情况，减少可能引入的误差。
优选的，当所述人工晶体为Toric人工晶体时，即散光人工晶体，所述人工晶体的屈光度计算方法还包括：
步骤S13，在所述人工晶体的屈光度中引入陡峭轴，对所述屈光度进行修正。
本步骤中，所述陡峭轴与角膜平坦轴互相垂直。散光晶体的两个轴是固定90度关系，所本步骤中描述的陡峭轴和平坦轴，并非真实的陡峭轴和平坦轴，而是平坦轴和与平坦轴相垂直的轴。
之所以通过以上的步骤计算人工晶体的屈光度，是由于现有技术中人工晶体屈光度计算公式的误差，是由于以下原因引起的：
原因1，由于常规角膜曲率计的测量位置为角膜中心外3mm处，以此处角膜曲率代替整个角膜曲率。对于LASIK手术后的患者而言，由于切削了部分角膜组织，使得角膜旁中心区的前表面不规则，此处角膜曲率大于中心点的曲率，因此测出的角膜曲率就不准确，代入计算公式后必然会出现误差。
原因2，由于不适当的角膜曲率计算，现有技术中用于测量角膜曲率的仪器，多以角膜前表面曲率代替全角膜曲率，而它是建立在模型眼前后面曲率比值恒定状态上的。对于LASIK手术后的患者而言，一方面手术在角膜基质浅层上切削改变了前表面曲率；另一方面由于角膜厚度的减少，即使在同样眼球内压力的作用下，角膜后表面也会有一定影响。这些因素均会导致角膜前后表面曲率比值发生改变。因而IOL屈光度的计算公式会出现误差。
原因3，对于LASIK手术后的患者而言，由于角膜胶原纤维排列发生改变导致角膜屈光指数发生变化。因而由公式：角膜曲率[D]＝(n一1)/曲率半径(n为屈光参数)计算出的屈光度也会存在误差，最终对IOL屈光度的计算公式结果也会有一定的影响。
原因4，计算IOL的有效位置的准确性降低。对于LASIK手术后的患者而言，周边角膜曲率增加，且激光切削的角膜越多，手术后角膜床越薄，角膜曲率变化越明显，使得前房加深，前房解剖关系发生变化。Baek等证明LASIK手术后的患者，角膜后表面平均向前移位(40.9±29.3)μm。这说明前房深度和眼轴长度增加，眼前节解剖关系发生了改变，而计算IOL位置的回归公式是根据正常眼解剖关系推导得出，对于解剖关系异常眼计算的可信性必然降低。
下面通过几个具体的应用实例，对本发明做进一步详细的说明。应该说明的是，以下应用实例仅用于对方案的进一步阐述，并不构成对本发明的限制。
应用实例1
步骤S101，确定人工晶体的A常数及预留屈光度。
选用Zeiss Lisa Tri 839MP人工晶体，A常数为厂家提供，为118.9。
预留屈光度为0.0001D。
本步骤中，为了避免预留屈光度为0时，进行各参数计算时等式不成立。例如，采用公式计算角膜前表面即1st折射面的入射光焦距S1时，若预留屈光度为0则使得等式不成立。
步骤S102，根据预留屈光度D，计算角膜前表面即1st折射面入射光焦距S1。
为了避免预留屈光度为0时，使得等式不成立，计算时引入0.0001D的屈光度。
步骤S103，选择待计算的光学路径。
通过分析三维眼前节分析系统所提供的角膜前表面切向曲率图和全角膜屈光力图来完成。瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取中央任一点，该点即为待计算的光学路径。角膜前、后表面切向曲率均取自角膜该点。
步骤S104，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据。
所述基础数据包括角膜厚度CT＝403、前房深度ACT＝2.82、角膜前表面切向曲率Kf＝34.01、角膜后表面切向曲率Kb＝6.20、眼轴长度AL＝29.16、晶体厚度LT＝4.58。
步骤S105，使用角膜前表面切向曲率，通过下式计算角膜前表面曲率半径Rf。
本步骤中，回归到曲率半径，而非直接使用屈光力进行计算，可以减少因屈光系数变化而引起的部分误差。
角膜前表面曲率半径：
式(2-1)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率。
步骤S106，根据光线经过角膜前表面1st的折射，计算出射光焦距S2。
通过下式计算出射光焦距：
式(3-1)中，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000。
步骤S107，根据光线经过角膜后表面的折射，通过下式计算出2nd折射面的入射光焦距S3。
式(4-1)中，因为折射后所成的像为虚像，所以S2取相反数。
步骤S108，使用角膜后表面切向曲率，通过下式计算角膜后表面曲率半径Rb。
式(5-1)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率。
步骤S109，经过角膜后表面折射后，通过下式计算2nd折射面的出射光焦距S4。
式(6-1)中，S4为2nd折射面的出射光焦距，n3为房水屈光指数1.336，n2为角膜屈光指数1.376，Rb为角膜后表面曲率半径，S3为2nd折射面的入射光焦距。
步骤S110，经过人工晶体折射时，通过下式计算出人工晶体折射面的入射光焦距S5。
式(7-1)中，S5为3rd折射面的入射光焦距。因为虚像，所以S4取相反数。
步骤S111，根据光线最后聚焦于视网膜上，通过下式计算人工晶体折射面的出射光焦距S6。
式(8-1)中，S6为3rd折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数。
步骤S112，通过下式计算所需植入的人工晶体的屈光度IOL。
式(9-1)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为3rd折射面的入射光焦距，S6为3rd折射面的出射光焦距，A常数为厂家提供参数。
对比例
在相同参数及条件的前提下，采用现有技术中常用的三种方法对上述人工晶体的屈光度进行计算：
Shammas方法计算结果为：11.59；
Higis-L方法计算结果为：10.5；
Barrett True K方法计算结果为：11.56；
Ray-Tracing方法计算结果为：IOL Ref：18-2.75。
计算上述四种屈光度误差：
Shammas计算误差：+5.04D
Higis-L计算误差：+5.80D
Barrett True K计算误差：+5.06D
Ray-Tracing计算误差：+3.30D
这里将本发明的人工晶体屈光度计算方法定义为ZZ IOL FORMULA计算方法。在相同条件下，采用ZZ IOL FORMULA计算方法误差为0.01D。
由以上结果可以看出，ZZ IOL FORMULA可以提供更准确的人工晶体屈光度IOL。
应用实例2
步骤S201，确定人工晶体的A常数及预留屈光度。
选用Zeiss Lisa Tri 839MP人工晶体，A常数为厂家提供，为118.9。
预留屈光度为0.0001D。
本步骤中，为了避免预留屈光度为0时，进行各参数计算时等式不成立。例如，采用公式计算角膜前表面即1st折射面的入射光焦距S1时，若预留屈光度为0则使得等式不成立。
步骤S202，根据预留屈光度D，计算角膜前表面即1st折射面入射光焦距S1。
为了避免预留屈光度为0时，使得等式不成立，计算时引入0.0001D的屈光度。
步骤S203，选择待计算的光学路径。
通过分析三维眼前节分析系统所提供的角膜前表面切向曲率图和全角膜屈光力图来完成。瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取中央任一点，该点即为待计算的光学路径。角膜前、后表面切向曲率均取自角膜该点。
步骤S204，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据。
所述基础数据包括角膜厚度CT＝405、前房深度ACT＝2.85、角膜前表面切向曲率Kf＝34.80、角膜后表面切向曲率Kb＝6.23、眼轴长度AL＝29.00、晶体厚度LT＝4.55。
步骤S205，使用角膜前表面切向曲率，通过下式计算角膜前表面曲率半径Rf。
本步骤中，回归到曲率半径，而非直接使用屈光力进行计算，可以减少因屈光系数变化而引起的部分误差。
角膜前表面曲率半径：
式(2-2)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率。
步骤S206，根据光线经过角膜前表面1st的折射，计算出射光焦距S2。
通过下式计算出射光焦距：
式(3-2)中，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000。
步骤S207，根据光线经过角膜后表面的折射，通过下式计算出2nd折射面的入射光焦距S3。
式(4-2)中，因为折射后所成的像为虚像，所以S2取相反数。
步骤S208，使用角膜后表面切向曲率，通过下式计算角膜后表面曲率半径Rb。
式(5-2)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率。
步骤S209，经过角膜后表面折射后，通过下式计算2nd折射面的出射光焦距S4。
式(6-2)中，S4为2nd折射面的出射光焦距，n3为房水屈光指数1.336，n2为角膜屈光指数1.376，Rb为角膜后表面曲率半径，S3为2nd折射面的入射光焦距。
步骤S210，经过人工晶体折射时，通过下式计算出人工晶体折射面的入射光焦距S5。
式(7-2)中，S5为3rd折射面的入射光焦距。因为虚像，所以S4取相反数。
步骤S211，根据光线最后聚焦于视网膜上，通过下式计算人工晶体折射面的出射光焦距S6。
式(8-2)中，S6为3rd折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数。
步骤S212，通过下式计算所需植入的人工晶体的屈光度IOL。
式(9-2)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为3rd折射面的入射光焦距，S6为3rd折射面的出射光焦距，A常数为厂家提供参数。
对比例
在相同参数及条件的前提下，采用现有技术中常用的三种方法对上述人工晶体的屈光度进行计算：
Shammas方法计算结果为：13.66；
Higis-L方法计算结果为：12.55；
Barrett True K方法计算结果为：13.58；
Ray-Tracing方法计算结果为：IOL Ref：20，-2.45。
计算上述四种屈光度误差：
Shammas计算误差：+3.44D
Higis-L计算误差：+4.22D
Barrett True K计算误差：+3.49D
Ray-Tracing计算误差：+1.45D
这里将本发明的人工晶体屈光度计算方法定义为ZZ IOL FORMULA计算方法。在相同条件下，采用ZZ IOL FORMULA计算方法误差为0.34D。
由以上结果可以看出，ZZ IOL FORMULA可以提供更准确的人工晶体屈光度IOL。
应用实例3
步骤S301，确定人工晶体的A常数及预留屈光度。
选用Zeiss Lisa Tri 839MP人工晶体，A常数为厂家提供，为118.9。
预留屈光度为0.0001D。
本步骤中，为了避免预留屈光度为0时，进行各参数计算时等式不成立。例如，采用公式计算角膜前表面即1st折射面的入射光焦距S1时，若预留屈光度为0则使得等式不成立。
步骤S302，根据预留屈光度D，计算角膜前表面即1st折射面入射光焦距S1。
为了避免预留屈光度为0时，使得等式不成立，计算时引入0.0001D的屈光度。
步骤S303，选择待计算的光学路径。
通过分析三维眼前节分析系统所提供的角膜前表面切向曲率图和全角膜屈光力图来完成。瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取中央任一点，该点即为待计算的光学路径。角膜前、后表面切向曲率均取自角膜该点。
步骤S304，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据。
所述基础数据包括角膜厚度CT＝417、前房深度ACT＝2.85、角膜前表面切向曲率Kf＝38.58、角膜后表面切向曲率Kb＝6.51、眼轴长度AL＝25.33、晶体厚度LT＝4.06。
步骤S305，使用角膜前表面切向曲率，通过下式计算角膜前表面曲率半径Rf。
本步骤中，回归到曲率半径，而非直接使用屈光力进行计算，可以减少因屈光系数变化而引起的部分误差。
角膜前表面曲率半径：
式(2-3)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率。
步骤S306，根据光线经过角膜前表面1st的折射，计算出射光焦距S2。
通过下式计算出射光焦距：
式(3-3)中，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000。
步骤S307，根据光线经过角膜后表面的折射，通过下式计算出2nd折射面的入射光焦距S3。
式(4-3)中，因为折射后所成的像为虚像，所以S2取相反数。
步骤S308，使用角膜后表面切向曲率，通过下式计算角膜后表面曲率半径Rb。
式(5-3)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率。
步骤S309，经过角膜后表面折射后，通过下式计算2nd折射面的出射光焦距S4。
式(6-3)中，S4为2nd折射面的出射光焦距，n3为房水屈光指数1.336，n2为角膜屈光指数1.376，Rb为角膜后表面曲率半径，S3为2nd折射面的入射光焦距。
步骤S310，经过人工晶体折射时，通过下式计算出人工晶体折射面的入射光焦距S5。
式(7-1)中，S5为3rd折射面的入射光焦距。因为虚像，所以S4取相反数。
步骤S311，根据光线最后聚焦于视网膜上，通过下式计算人工晶体折射面的出射光焦距S6。
式(8-3)中，S6为3rd折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数。
步骤S312，通过下式计算所需植入的人工晶体的屈光度IOL。
式(9-3)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为3rd折射面的入射光焦距，S6为3rd折射面的出射光焦距，A常数为厂家提供参数。
对比例
在相同参数及条件的前提下，采用现有技术中常用的三种方法对上述人工晶体的屈光度进行计算：
Shammas方法计算结果为：22.47；
Higis-L方法计算结果为：24.69；
Barrett True K方法计算结果为：21.49；
Ray-Tracing方法计算结果为：IOL Ref：22.5，-0.02。
计算上述四种屈光度误差：
Shammas计算误差：-0.23D
Higis-L计算误差：-1.78D
Barrett True K计算误差：+0.46D
Ray-Tracing计算误差：-0.23D
这里将本发明的人工晶体屈光度计算方法定义为ZZ IOL FORMULA计算方法。在相同条件下，采用ZZ IOL FORMULA计算方法误差为-0.04D。
由以上结果可以看出，ZZ IOL FORMULA可以提供更准确的人工晶体屈光度IOL。
由以上技术方案可以看出，本发明实施例的所述人工晶体屈光度的计算方法，通过将角膜前表面切向曲率和角膜后表面切向曲率引入人工晶体屈光度的计算中，同时所使用的切向曲率来角膜地形图获得的较小屈光力区域，利用前房深度、晶体厚度、晶体前后囊膜固有形态比例、人工晶体A常数，预估有效晶体位置，并依据全眼各屈光介质折光系数和所在位置进行系统计算，有效提高了人工晶体屈光度的计算精度，且具有统计学差异。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种人工晶体的屈光度计算方法，其特征在于，所述方法包括：通过角膜前表面切向曲率计算角膜前表面曲率半径，能过角膜后表面向曲率计算角膜后表面曲率半径，进一步根据前、后表面的曲率半径及角膜厚度、前房深度、眼轴长度、人工晶体参数、预留屈光度，计算前表面入射光、出射光的焦距，后表面入射光、出射光的焦距，及人工晶体入射光的焦距，从而计算所述人工晶体的屈光度。
2.根据权利要求1所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，所述人工晶体参数包括：人工晶体的A常数、人工晶体的厚度。
3.根据权利要求2所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，确定人工晶体的A常数及预留屈光度；
步骤S2，根据预留屈光度，计算角膜前表面的入射光焦距
步骤S3，选择待计算的光学路径；
步骤S4，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统获取所需基础数据；
步骤S5，通过所述角膜前表面切向曲率计算角膜前表面曲率半径；
步骤S6，根据光线经过角膜前表面的折射，计算出射光焦距；
步骤S7，根据光线经过角膜后表面的折射，计算出角膜后表面的入射光焦距；
步骤S8，使用角膜后表面切向曲率计算角膜后表面曲率半径；
步骤S9，经过角膜后表面折射后，计算2nd折射面的出射光焦距；
步骤S10，经过人工晶体折射时，计算出人工晶体折射面的入射光焦距
步骤S11，根据光线最后聚焦于视网膜上，计算人工晶体折射面的出射光焦距；
步骤S12，计算所需植入的人工晶体的屈光度。
4.根据权利要求3所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，当所述人工晶体为Toric人工晶体时，所述方法还包括：
步骤S13，在所述人工晶体的屈光度中引入陡峭轴，对所述屈光度进行修正。
5.根据权利要求3或4所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，所述步骤S2中选择待计算的光学路径，具体为，在瞳孔和角膜顶点为中心3mm所在共同区域内，找到全角膜屈光力图中屈光力最小的区域，选取所述屈光力最小区域的中央点，将所述中央点作为待计算的光学路径。
6.根据权利要求5所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，所述步骤S4中所述基础数据包括：角膜厚度CT、前房深度ACT、角膜前表面切向曲率Kf、角膜后表面切向曲率Kb、眼轴长度AL、自然晶体厚度LT。
7.根据权利要求6所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，所述角膜前表面切向曲率图和角膜屈光力图，及所述角膜厚度、前房深度、角膜前表面切向曲率、角膜后表面切向曲率、眼轴长度，通过三维眼前节分析系统和光学生物测量系统进行测量。
8.根据权利要求7所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，
所述步骤S5中计算角膜曲率半径，进一步地，通过公式(2)计算：
式(2)中，Rf为角膜前表面曲率半径，N为三维眼前节分析系统使用的固定屈光指数1.3375，n1为空气屈光指数1.000，Kf为角膜前表面切向曲率；
所述步骤S6中计算出射光焦距，通过式(3)计算：
式(3)中，S2为角膜前表面折射面的出射光焦距，n2为角膜屈光指数1.376，n1为空气屈光指数1.000，Rf为角膜前表面曲率半径，S1为角膜前表面折射面的入射光焦距。
9.根据权利要求8所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，
所述步骤S7中计算角膜后表面的入射光焦距，进一步为，通过式(4)计算：
式(4)中，S3为角膜后表面折射面的入射光焦距，S2为角膜前表面折射面的出射光焦距，CT为角膜厚度。因为虚像，所以S2取相反数；
所述步骤S8中计算角膜后表面的曲率半径，通过式(5)计算：
式(5)中，Rb为角膜后表面曲率半径，n2为角膜屈光指数1.376，n3为房水屈光指数1.336，Kb为角膜后表面切向曲率；
所述步骤S9中计算角膜后表面的出射光焦距，通过式(6)进行计算：
式(6)中，S4为角膜后表面折射面的出射光焦距，S3为角膜后表面折射面的入射光焦距。
10.根据权利要求9所述的人工晶体屈光度计算方法，其特征在于，
所述步骤S10中的人工晶体入射光焦距通过式(7)进行计算：
式(7)中，S5为人工晶体折射面的入射光焦距；
所述步骤S11中人工晶体出射光焦距通过式(8)进行计算：
式(8)中，S6为人工晶体折射面的出射光焦距，AL为眼轴长度，CT为角膜厚度，AC为前房深度，LT为晶体厚度，A常数为人工晶体厂家提供的参数；
所述步骤S12中所需植入的人工晶体的屈光度通过式(9)进行计算：
式(9)中，n3为房水屈光指数1.336，n4为玻璃体屈光指数1.336，S5为人工晶体折射面的入射光焦距。
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