CN113995526A - 一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，属于视力矫正外科手术技术领域。首先生成患者眼球模型以及初始治疗区域；将当前治疗区域应用于患者眼球模型，通过仿真评估视觉质量，若满足预设要求，则接受当前治疗区域；否则按预设优化趋势依次逐个调整当前治疗区域的第一项至最后一项系数，继续评估视觉质量，当视觉质量没有改善时，按预设优化趋势的反方向调整当前治疗区域的第一项至最后一项系数；若将调整后的治疗区域应用于患者眼球模型，视觉质量仍没有改善，则在当前治疗区域的基础上添加高次项，继续评估视觉质量。如此，能够为患者提供最佳的治疗效果，尤其适用于一些高度近视患者和圆锥角膜患者。
Description
技术领域
本发明属于视力矫正外科手术技术领域，更具体地，涉及一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统。
背景技术
目前已经有越来越多的用于眼科手术的激光系统，作用区域为角膜、晶状体、视网膜及眼内的其他部分。在典型的应用中，眼科手术的精度受限于治疗区域与眼球对准的精度。在眼科手术期间通常采用实时眼动跟踪的方法来避免固定患者眼球，此时激光治疗的中心会根据眼动情况重新定位，以保证治疗区域在预定的位置处。
目前多数研究者认为的最佳治疗中心为视轴与角膜表面的交点，但该点难以精确的测量。通常有多个位置可用于眼科手术的中心，例如瞳孔中心、角膜顶点等。
专利US8858540提出以瞳孔中心为治疗中心的技术，通过测量患者明视暗视瞳孔中心的位置和瞳孔大小来确定治疗区域，尽量满足患者不同照明条件下的视觉质量。
角膜顶点被认为是视轴与角膜表面交点的很好近似，因而很多医生使用角膜顶点作为治疗中心。当患者注视与系统同轴安装的注视光时，同轴观察患者眼球可看到因注视光反射形成的被成为第一浦肯野图像的反光点，该点即为角膜顶点。专利CN103167851A、专利CN103687532A和专利CN103118585A中指出可根据角膜表面反光点来确定治疗中心。可由医生手动的调节注视光位置来调节患者注视的方向以实现对准，也可由系统自动的调整完成对准。
对于大多数患者，瞳孔中心和角膜顶点几乎重合在一起。但对于一些高度近视患者和圆锥角膜患者，瞳孔中心与角膜顶点的距离可能超过0.5mm，此时选取治疗中心是一项困难的任务，以瞳孔中心进行治疗通常无法获得最佳的视觉质量，而以角膜顶点为中心，通常会造成患者夜视视觉质量下降。
专利CN104271087A和专利CN106659379B允许医生输入数据自动的调整治疗中心，经过调整后的治疗中心偏离瞳孔中心与角膜顶点。这些偏置通常需要经验丰富的医生来进行操作，此外由人为引入的不确定因素通常导致治疗效果不理想。人为调节中心通常只是在瞳孔中心和角膜顶点之间做平衡，目前还缺少足够的证据证明其有效性。
专利CN107809985A指出可根据患者的实际要求来选取特定的角膜点作为治疗中心，术前在角膜上做标记，术中根据所作标记确定治疗区域中心。但是针对特定情况选取的治疗中心只能在特定情况获得最佳的视觉质量。此外特定治疗中心的选取依赖医生的临床经验。
综上所述，传统的治疗中心选取方法通常按一定规则或手动调节来选取治疗中心，没有给出明确的方法来评价治疗中心对治疗效果的影响，因而这些方法都依赖医生的临床经验。同时也没有针对某一治疗中心优化治疗区域形貌以达到最佳的治疗效果。
发明内容
针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，该系统可测量角膜参数，如角膜顶点的位置、不同照明条件下瞳孔中心的位置及瞳孔大小等，并结合医生输入的参数生成定制化的治疗区域，该治疗区域通常为非球面，使得从角膜各个方向入射的光线均能得到最佳的成像效果，尤其适用于一些高度近视患者和圆锥角膜患者。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，包括：
成像设备，用于生成患者眼球的图像；
图像处理器，用于执行以下步骤：
S1，根据所述图像确定眼球参数，并基于所述眼球参数生成患者眼球模型以及表征初始治疗区域的方程式，以所述初始治疗区域作为当前治疗区域；
S2，将所述当前治疗区域应用于所述患者眼球模型，通过仿真评估视觉质量，若满足预设要求，则执行S6，否则以所述当前治疗区域的第一项作为当前调整项并执行S3；
S3，按预设优化趋势调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善，则将调整后的治疗区域作为当前治疗区域并执行S2，否则，执行S4；
S4，按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善且满足预设要求，则执行S6；若视觉质量有改善但不满足预设要求，则继续按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，并进行视觉质量评估；若视觉质量没有改善且当前调整项为最后一项，则执行S5，否则将所述当前治疗区域的下一项作为所述当前调整项并执行S3；
S5，在所述当前治疗区域的基础上添加高次项，重复执行S2至S4；
S6，以所述当前治疗区域作为最终治疗区域。
进一步地，所述系统还包括：
照明组件，用于产生照明光；
注视光组件，用于产生患者观察的注视光；
光学组件，用于将注视光引导至患者眼球，并将患者角膜表面反射的垂直于患者角膜表面的注视光和照明光下的患者眼球前端像引导至所述成像设备。
进一步地，所述图像处理器通过以下方式评估视觉质量：
将所述当前治疗区域应用于所述患者眼球模型后，通过仿真得到从不同位置、不同方向进入人眼的光线成像质量，以所述光线成像质量评估视觉质量，所述光线成像质量包括以下至少之一：离焦量的大小、像差量的大小、光学传递函数质量的好坏以及斯特列尔比的大小。
进一步地，所述图像处理器在用于评估视觉质量时，为不同位置、不同方向进入人眼的光线分配不同的权值。
进一步地，所述图像处理器根据迈纳林方程或非球面方程生成所述初始治疗区域。
进一步地，所述初始治疗区域的几何中心为角膜顶点、瞳孔中心、或角膜顶点与瞳孔中心连线上某一点。
进一步地，所述图像处理器，还用于生成多个几何中心不同的所述初始治疗区域，并针对每个初始治疗区域执行所述S1至S6，以确定多个最终治疗区域中的最优治疗区域。
进一步地，所述预设优化趋势包括增大系数或减小系数。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：
本发明在生成患者眼球的图像后，首先，根据患者眼球的图像和医生输入参数确定眼球参数，以此生成患者眼球模型以及初始治疗区域，并以初始治疗区域作为当前治疗区域；接着，将当前治疗区域应用于患者眼球模型，通过仿真评估视觉质量，若满足预设要求，则以当前治疗区域作为最终治疗区域；否则按预设优化趋势依次逐个调整当前治疗区域的第一项至最最后一项的系数，继续评估视觉质量，当视觉质量没有改善时，按预设优化趋势的反方向调整当前治疗区域的第一项至最后一项的系数；若将调整后的治疗区域应用于患者眼球模型，视觉质量仍没有改善，则在当前治疗区域的基础上添加高次项，继续评估视觉质量，直至得到最优治疗区域。本发明通过迭代寻优的方式，不断调整治疗区域并评估视觉质量直到满足手术要求，能够为患者提供最佳的治疗效果，并且尤其适用于一些高度近视患者和圆锥角膜患者。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统的结构框图之一；
图2为本发明实施例提供的图像处理器实现优化过程的具体执行步骤流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统的结构框图之二；
图4A和图4B为本发明实施例提供的确定瞳孔中心的方法示意图；
图5A和图5B为本发明实施例提供的确定角膜顶点的方法示意图；
图6A和图6B为本发明实施例提供的以瞳孔中心为治疗区域几何中心构建的眼球模型以及治疗区域作用在角膜上的示意图；
图7A和图7B为本发明实施例提供的以角膜顶点为治疗区域几何中心构建的眼球模型以及治疗区域作用在角膜上的示意图；
图8A和图8B为本发明实施例提供的以瞳孔中心和角膜顶点连线上一点为治疗区域几何中心构建的眼球模型以及治疗区域作用在角膜上的示意图；
图9A至图9D为分别使用传统方法以瞳孔为治疗中心、使用传统方法以偏离瞳孔中心0.3mm位置为治疗中心、使用本发明方法以瞳孔为治疗中心以及使用本发明方法以偏离瞳孔中心0.3mm位置为治疗中心矫正300度近视的仿真结果的OTF曲线图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
参阅图1，本发明提供了一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，包括：照明组件1、注视光组件2、光学组件3、物镜4、成像设备5、图像处理器6和手术显微镜7。
照明组件1可产生照明光11，照明光11可以是单一颜色的可见光，也可以是具有连续波长的宽谱光源，也可以是红外光。照明光可以是单个光源也可以是具有如2、4、6条发光的灯条，或是其他任何形状的光源。照明光11的亮度可根据需要随意变换。
注视光组件2与视力矫正外科手术的系统同轴安装可产生注视光21，注视光21通常为准直光，但也可以是非准直光，通常具有与照明光11不同的波长，注视光21被光学组件3引导到物镜4，并到达患者眼球8，患者在治疗期间被要求盯着注视光21。
物镜4可收集经患者眼球8反射的照明光11和注视光21，并汇聚为成像光12。
光学组件3将成像光12引导至成像设备5。光学组件3通常具有复杂的光学结构，具有多种功能，例如将注视光21引导至手术显微镜7中，用于指示系统光轴。
成像设备5可生成患者眼球的彩色图像或灰度图像，通常包括电子传感器系统如电荷耦合器件(CCD)阵列、互补金属氧化物半导体(CMOS)阵列、像素阵列和电子传感器阵列的一个或多个。
图像处理器6通过处理生成的图像确定角膜参数，如瞳孔中心、瞳孔大小、角膜顶点位置，根据生成的角膜参数和医生输入参数，经过优化过程生成治疗区域。
具体的，如图2所示，图像处理器6用于实现上述优化过程时执行以下步骤：
S1，根据所述图像确定眼球参数，并基于所述眼球参数生成患者眼球模型以及表征初始治疗区域的方程式，以所述初始治疗区域作为当前治疗区域；
步骤S1中，初始的治疗区域通常根据迈纳林方程、非球面方程等生成，根据式(1)和(2)可分别生成迈纳林曲线和非球面曲线，将该曲线绕其对称轴旋转即可得到对应的治疗区域，其大小通常能够覆盖开合程度最大时的瞳孔，且初始治疗区域为球面结构或非球面结构。初始治疗区域的几何中心通常为角膜上的特定点，如角膜顶点、瞳孔中心、角膜顶点与瞳孔中心连线上某一点、偏离角膜顶点和瞳孔中心的其他位置等。
其中：R1为矫正前角膜的曲率半径，R2为矫正后角膜的曲率半径，S为治疗区域直径，D为需要矫正的屈光度，n为角膜折射率，通常n＝1.377。
其中c是非球面顶点处的曲率，e是非球面的偏心率，r0非球面顶点处的曲率半径，ci是非球面系数，N是最高次项次数。
S2，将所述当前治疗区域应用于所述患者眼球模型，通过仿真评估视觉质量，若满足预设要求，则执行S6，否则以所述当前治疗区域的第一项作为当前调整项并执行S3；
步骤S2中，图像处理器通过以下方式评估视觉质量：
S21，根据图像处理器6计算的角膜参数和医生输入参数生成患者眼球模型8’，包括患者角膜形貌、角膜弹性、不同光照条件下瞳孔位置及大小、晶状体的位置、晶状体的形貌、视网膜黄斑中央凹的位置等。
S22，在仿真的患者眼球模型8’上应用治疗区域，仿真接受治疗后的眼球模型。
S23，评估仿真的接受治疗后的眼球模型的视觉质量，其中视觉质量的衡量标准包括离焦量的大小，球差、慧差、像散、场曲等像差量的大小，斯特列尔比的大小、光学传递函数(OTF)质量的好坏等。离焦量越小，球差、慧差、像散、场曲等像差量越小，斯特列尔比越接近1，光学传递函数(OTF)曲线整体越高，系统的成像质量越好，当这些参数均满足预设的阈值时可认为经过治疗后的视觉质量达到要求。随后评价从不同位置、不同方向的入射光的视觉质量，由于人眼对不同位置和不同方向入射的光线的敏感程度不一样，在评价聚焦质量时有必要为不同位置、不同方向的光线分配不同的权值，通常从角膜顶点和瞳孔中心入射的光线在视觉中起到关键作用，因此通常需要为从此处入射的光线分配较大的权值。
S3，按预设优化趋势调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善，则将调整后的治疗区域作为当前治疗区域并执行S2，否则，执行S4；
本实施例中，预设优化趋势为增大或者减小当前治疗区域的当前调整项系数。
S4，按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善且满足预设要求，则执行S6；若视觉质量有改善但不满足预设要求，则继续按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，并进行视觉质量评估；若视觉质量没有改善且当前调整项为最后一项，则执行S5，否则将所述当前治疗区域的下一项作为所述当前调整项并执行S3；
其中，若视觉质量有改善但不满足预设要求，则继续按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，并进行视觉质量评估，包括以下两种情况：(1)在预设迭代次数内，视觉质量满足预设要求，则执行S6；(2)达到预设迭代次数后，视觉质量仍不能满足预设要求，则执行S5；
S5，在所述当前治疗区域的基础上添加高次项，重复执行S2至S4；
S6，以所述当前治疗区域作为最终治疗区域。
在一些实施例中，该优化过程也可以具有例如差分进化算法、免疫优化算法、蚁群算法、遗传算法、模拟退火算法、粒子群优化算法、鲸鱼算法、禁忌搜索算法、鱼群算法、神经网络算法等算法的形式。
在一些实施例中，该优化过程通常生成多个初始治疗区域，其区别在于几何中心不同，如角膜顶点、瞳孔中心、角膜顶点与瞳孔中心连线上某一点、偏离角膜顶点和瞳孔中心的其他位置等；并针对每个初始治疗区域执行该优化过程得到当前治疗区域的最佳结果，并接受其中最优治疗区域为实际治疗区域。
在一些实施例中，为了避免优化过程陷入局部最优解，通常步骤S5会产生多个不同的治疗区域，这些治疗区域的差别在于新加入的高次项系数具有较大的差距，每一个治疗区域都按照S1至S6求解最优结果，选取这些治疗区域中的最优结果用于下一轮优化或接受为治疗区域。
在一些实施例中，为避免循环次数过多，步骤S2在判断当前治疗效果是否达到预设要求的同时也会判断迭代次数，当迭代次数已经超过最大迭代次数时，说明当前优化方向很难收敛，可以结束当前优化，并放弃优化结果。
在一些实施例中，为更精确计算最佳治疗区域，步骤S5调整第一项至最高次项系数的幅度随优化次数的增加而逐渐减小。
在一些实施方式中，图像处理器6还包括用于展示角膜参数测量结果的显示器系统，这些显示器显示基于照明光11形成的患者眼球8的一部分图像。此显示器系统可以是例如发光二极管(LED)、有机LED(OLED)显示器、有源矩阵OLED(AMOLED)显示器、等离子体屏幕、电子显示器、计算机显示器、液晶显示器(LCD)屏幕、阴极射线管(CRT)显示器、视频模块、视频显微镜显示器、立体视频显微镜显示器、高清晰度(HD)视频显微镜、基于处理器的图像系统、电子或数字类型的光学机械投影机、或可由电动机械致动器移动的光源。在一些实施方式中，成像系统的上述元件可以被组合。
在一些实施方式中，图像处理器6被配置为识别由成像设备5生成的图像中眼睛的结构，并相对成像设备的中心来确定眼睛结构的位置。
在一些实施方式中，图像处理器6根据图像灰度差异分割瞳孔所在的区域，并进一步确定瞳孔的大小和中心，图像处理器6也可以根据灰度差异确定角膜边缘，并以此确定角膜的几何中心。
在一些实施方式中，图像处理器6利用颜色差异分割由注视光21在患者眼球8表面形成的被称为第一浦肯野像的反光点，该反光点即为角膜顶点。
手术显微镜7为医生提供目视接口，可实时观察患者眼球。
在一些实施方式中，手术显微镜7还包括眼科显微镜或体式显微镜等。
参阅图3，基于具体的光学组件，本发明提供了另一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统100，包括：激光器及预处理组件110、共焦检测组件120、三维扫描组件130、以及手术显微镜组件140。
其中，激光器及预处理组件110包括超快激光器1001(例如飞秒激光器)、光束调制组件1002(例如电光调制器、声光调制器)、扩束组件1003、半波片1004、偏振分光棱镜1005、光束收集器1006、采样透镜1007、第一探测器1008、光束稳定组件1009、光开闭器1010以及像差矫正器件1011。由激光器产生的激光束经过光束调制器件，调节激光的强度，以保证光束在扫描后在各个位置能量分布均匀。随后经过扩束组件1003对激光束进行扩束。由半波片1004、偏振分光棱镜1005和光束收集器1006来实现激光能量的调节，离开激光器的激光束通常是线性偏振的，半波片1004可以旋转该偏振，穿过偏振分光棱镜1005的激光束的比例取决于激光束偏振态。被偏振分光棱镜1005反射的激光束由光束收集器1006收集。接下来，经过衰减的激光束一部分被采样透镜1007拾取并到达第一探测器1008，第一探测器1008可以检查激光束的能量等信息。另一部分穿过采样透镜到达光束稳定组件1009，光束稳定组件通常具有电可调反射镜和光束位置传感器，通过调节电可调反射镜调节光束到预定位置处。光开闭器1010可以阻挡激光束的继续传播，可以在打开光开闭器1010前检查激光束。像差矫正器件1011可以矫正光激光束的像差。
共焦检测组件120由偏振分光棱镜1012、聚焦透镜1013、针孔1014、第二探测器1015和四分之一波片1016组成。四分之一波片1016设置在偏振分光棱镜1012的下游，由激光器及预处理组件101处理的激光束已被偏振，可以穿过偏振分光棱镜1012，随后又穿过四分之一波片1016，激光束的偏振态被旋转，当激光束在患者眼球8中的焦点处反射后，返回的激光束再次穿过四分之一波片1016，返回的激光束的偏振态再次被旋转，通常返回的激光束的偏振态被旋转了90度，被偏振分光棱镜1012完全反射，并被聚焦透镜1013聚焦，针孔1014被安装在聚焦透镜1013的焦点的位置，阻挡从患者眼球8中的焦点外反射的激光束到达第二探测器1015。因此第二探测器1015生成的信号与患者眼球8中焦点处的性质有关，通常可根据信号的强度来寻找角膜上表面。
三维扫描组件130包括Z扫描装置1017和XY扫描装置1018。Z扫描装置通常包括多个透镜，且至少有一个透镜可在激光束的传播方向移动，以改变激光束的汇聚发散角。XY扫描设备通常包含一个或多个可控反射镜，通过控制反射镜的旋转角度实现光束的二维扫描。由Z扫描装置1017和XY扫描装置1018的组合可实现光束的三维扫描，经过三维扫描后的激光束由中继透镜组1019中继至手术显微镜组件140。手术显微镜组件140包括照明组件1、患者接口1030、物镜4、二向色镜1020、滤光片1021、分光棱镜1022、中继组件1023、注视光组件2、成像透镜1024、分光棱镜1025、成像设备5、中继透镜1026、光开闭器组1027分光棱镜1029、手术显微镜目镜7、眼科显微镜1028组成。经过三维扫描组件130扫描后的激光束到达手术显微镜组件140，并被二向色镜1020反射经过物镜4和患者接口1030到达患者眼球8。注视光组件2通常为产生发散光束的点光光源(例如LED)，中继组件1023将注视光组件2的像中继到物镜4的后焦点位置处，这样使通过物镜4的注视光表现为与物镜4光轴同轴的准直光。照明组件1提供照明光来照亮患者眼球8，患者眼球8前端的像可通过二向色镜1020和滤光片1021，并被分光棱镜1022反射。滤光片1021可阻挡非成像光。患者眼球8前端的像被成像透镜1024聚焦，其一部分被分光棱镜1025反射到成像设备5，成像设备5生成患者眼球8前端的图像。另一部分穿过分光棱镜1025到达中继透镜1026，中继透镜1026和成像透镜1024组成光学中继，将患者眼球8前端的像中继至分光棱镜1029，患者眼球8前端的像被分光棱镜1029反射至手术显微镜目镜7，以供医生实时观察治疗情况。眼科显微镜1028具有足够大的视野，以便医生术后观察患者眼部。患者眼部图像经眼科显微镜1028和分光棱镜1029到达手术显微镜目镜7以供医生术后观察患者眼部及术后处理。光开闭器组1027通常只有一个处于打开状态，以便实现成像通道切换。
如图4A和图4B所示，图像处理器6通过分析图像像素灰度变化来识别患者眼球8的一个或多个结构。
图4A展示了患者眼球8的典型图像直方图，在该直方图中灰度颜色变化最剧烈的地方对应眼球结构的边缘区域，并由此确定角膜边缘或瞳孔等眼睛结构。机器视觉和图像处理领域的许多其他方法可以替代上述灰度直方图的方法确定眼睛结构。图4B展示了随后图像处理器6将确定的眼球结构拟合为特定函数61，如椭圆、圆。拟合过程可采用若干形式，如霍夫变换、最小二乘拟合等。并根据拟合的结果确定眼球结构的中心和面积。
图5A和图5B展示的操作可以确定角膜顶点。
图5A展示的操作中，患者被要求紧盯注视光21。注视光到达患者眼球8的表面，患者眼球8的表面具有一定的曲率且呈现镜面反射，只有与患者眼球8表面垂直的注视光21的反射光才会被物镜4收集并到达成像设备5。在成像设备5生成的图像中将会产生被称为第一浦肯野像的反光点831，该光点的中心即为角膜顶点。该点在相应的颜色通道表现为极高的像素数值。
图5B所示的操作展示了图像处理器6识别反光点的流程，其中注视光21为绿光，照明光11为白光，图像处理器6对成像设备5产生的眼球的彩色图像进行通道分离，选取绿色通道，使用中值滤波滤除椒盐噪声的干扰，根据预设阈值找出反光点，并确定其中心，从而定位角膜顶点。机器视觉和图像处理领域的许多其他方法可以替代上述方法确定眼睛角膜顶点。
图6A展示了以瞳孔中心为治疗区域85几何中心构建的眼球模型8’，图6B展示了以瞳孔中心为治疗区域85作用在角膜83上的示意图。
图7A展示了以角膜顶点为治疗区域85几何中心构建的眼球模型8’，图7B展示了以角膜顶点为治疗区域85作用在角膜83上的示意图。
图8A展示了以瞳孔中心和角膜顶点连线上某一点为治疗区域85几何中心构建的患者眼球模型8’，图8B展示了以瞳孔中心和角膜顶点连线上某一点为治疗区域85作用在角膜83上的示意图。
图9A为使用传统方法以瞳孔为治疗中心进行治疗后的OTF曲线，图9B为使用传统方法以偏离瞳孔中心0.3mm位置为治疗中心进行治疗后的OTF曲线，此时治疗后的患者眼球成像质量急剧下降，引入大量慧差和像散。图9C为使用本发明方法以瞳孔为治疗中心治疗后的OTF曲线，图9D为使用本方法以偏离瞳孔中心0.3mm位置为治疗中心进行治疗后的OTF曲线，此时患者眼球成像系统所引入的像差量并不明显，依旧保持在较好的成像水平，本发明提出的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统对治疗中心的选取不敏感，大大提高了患者术后视觉质量。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，包括：
成像设备，用于生成患者眼球的图像；
图像处理器，用于执行以下步骤：
S1，根据所述图像确定眼球参数，并基于所述眼球参数生成患者眼球模型以及表征初始治疗区域的方程式，以所述初始治疗区域作为当前治疗区域；
S2，将所述当前治疗区域应用于所述患者眼球模型，通过仿真评估视觉质量，若满足预设要求，则执行S6，否则以所述当前治疗区域的第一项作为当前调整项并执行S3；
S3，按预设优化趋势调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善，则将调整后的治疗区域作为当前治疗区域并执行S2，否则，执行S4；
S4，按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，将调整后的治疗区域应用于所述患者眼球模型，若视觉质量有改善且满足预设要求，则执行S6；若视觉质量有改善但不满足预设要求，则继续按预设优化趋势的反方向调整所述当前治疗区域的当前调整项系数，并进行视觉质量评估；若视觉质量没有改善且当前调整项为最后一项，则执行S5，否则将所述当前治疗区域的下一项作为所述当前调整项并执行S3；
S5，在所述当前治疗区域的基础上添加高次项，重复执行S2至S4；
S6，以所述当前治疗区域作为最终治疗区域。
2.根据权利要求1所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述系统还包括：
照明组件，用于产生照明光；
注视光组件，用于产生患者观察的注视光；
光学组件，用于将注视光引导至患者眼球，并将患者角膜表面反射的垂直于患者角膜表面的注视光和照明光下的患者眼球前端像引导至所述成像设备。
3.根据权利要求1所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述图像处理器通过以下方式评估视觉质量：
将所述当前治疗区域应用于所述患者眼球模型后，通过仿真得到从不同位置、不同方向进入人眼的光线成像质量，以所述光线成像质量评估视觉质量，所述光线成像质量包括以下至少之一：离焦量的大小、像差量的大小、光学传递函数质量的好坏以及斯特列尔比的大小。
4.根据权利要求3所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述图像处理器在用于评估视觉质量时，为不同位置、不同方向进入人眼的光线分配不同的权值。
5.根据权利要求1所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述图像处理器根据迈纳林方程或非球面方程生成所述初始治疗区域。
6.根据权利要求5所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述初始治疗区域的几何中心为角膜顶点、瞳孔中心、或角膜顶点与瞳孔中心连线上某一点。
7.根据权利要求1或5所述的用于确定视力矫正外科手术治疗区域的系统，其特征在于，所述图像处理器，还用于生成多个几何中心不同的所述初始治疗区域，并针对每个初始治疗区域执行所述S1至S6，以确定多个最终治疗区域中的最优治疗区域。
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