CN114587775A - 用于矫正视力屈光不正的定制切削 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于视力屈光不正矫正的设备、计算机程序和方法。在第一实例中，可以基于获得的角膜前表面(401)和角膜后表面(402)的地形信息以及个体眼睛的屈光像差信息确定期望的聚焦点(440)相对于所述眼睛的视网膜的位置(480)。在第二实例中，可以基于所述获得的角膜前表面(401)和角膜后表面(402)的地形信息并基于获得的所述个体眼睛的晶状体前表面(431)和晶状体后表面(432)的地形信息确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)，以优化到所述眼睛的视网膜上的聚焦。

Description

用于矫正视力屈光不正的定制切削

技术领域

本发明涉及用于矫正视力屈光不正的定制切削，且具体地说，涉及对要切削的角膜组织的定制体积的确定、对应设备以及计算机程序。

背景技术

角膜屈光手术在过去二十年中有了显著的发展，产生了定制切削，其中切削轮廓(ablation profile)适于各个患者的特定需求，以矫正其视力屈光不正。

在治疗眼角膜以矫正视力屈光不正时，通常首先确定屈光误差(例如屈光像差信息)。在现有技术中，然后使用角膜屈光指数计算矫正屈光像差信息所需的相当于晶状体的组织体积来矫正患者的视力，并且通过激光切削所计算的矫正视力屈光不正的晶状体来治疗角膜。

在更新近的现有技术中，引入了几种不同的方法来确定角膜前表面的目标轮廓，而不是计算矫正屈光像差信息所需的相当于晶状体的组织体积。在一实例中，角膜前表面的目标轮廓可以由治疗医生主观地确定，即，治疗医生可以基于其临床经验来确定目标轮廓，使得它符合临床要求。WO 98/42291涉及此类方法。根据可用的分辨率，确定眼角膜上的一组点以及每个点的位置。然后，计算机针对确定的一组点中的每个点确定角膜的实际表面和预定参考表面之间的距离。预定参考表面可以基于临床经验和/或替代方法来确定。然后，确定的距离限定用于角膜组织切削的轮廓。

在另一实例中，可以针对患者角膜上的各个点确定屈光矫正值。这些屈光矫正值可以通过搜索屈光度值来确定，这些屈光度值优化了由布置在无限距离处的光源产生的照射在角膜上的光线在中心凹水平的聚焦(EP 1 352 623)。然后，这组屈光矫正值限定用于角膜组织切削的轮廓。

另外的现有技术可以参见US 2015/131054 A1和WO 2019/202104 A1。

然而，已知的方法仅在有限程度上考虑了个体眼睛的结构。对应地，用于确定角膜目标轮廓的当前方法在提高视觉质量方面并不总是最优的。更为重要的是，当前方法可能会导致角膜组织的切削量可能(显著)高于所需的切削量。

因此，需要改进对角膜目标轮廓的确定，使得角膜组织切削可以被最小化和/或使得视觉质量被进一步提高。

发明内容

根据一方面，上述需求至少部分地被根据权利要求1和7所述的设备以及根据权利要求11至14所述的对应计算机程序和对应方法所满足。

本发明的第一实施例涉及一种用于视力屈光不正矫正的设备。所述设备包括用于获得个体眼睛的角膜前表面的地形信息和角膜后表面的地形信息的构件。所述设备进一步包括用于获得眼睛的视网膜相对于个体眼睛的角膜前表面的距离信息的构件。所述设备还包括用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息以及眼睛的屈光像差信息确定期望的聚焦点相对于视网膜的位置的构件。

本发明的基本思想是，现有技术方法的主要限制是由于这些方法只在有限程度上考虑眼睛的个别结构。因此，基于个体眼睛信息仅以有限方式被考虑的数据来矫正视力屈光不正不是最优的。然而，获得更多的个体眼睛数据会要求可靠地获得此数据，在现有技术中情况并不总是如此。

根据本实施例，基于个体眼睛的屈光像差信息(例如测量信息，例如在眼科医生进行的视力测试中或在波前分析仪中或在扫描激光屈光仪测量中的测量信息)并考虑到与个体眼睛的角膜前表面和角膜后表面有关的地形信息(例如测量信息)，确定期望的聚焦点，即眼睛应聚焦在其上以优化视力的点。在后续步骤中，然后可以使用此期望的聚焦点来确定需要对角膜前表面进行的修改，以优化个体眼睛的视力。

特别是处理复杂的病例，如不规则散光或扩张，眼睛的角膜后表面可能具有相关的不规则性。仅基于角膜前表面计算的矫正可能不会令人满意，这是因为尽管应用了矫正，但是(被忽略的)不规则后角膜形状可能会造成未补偿的屈光像差。因此，仅基于角膜前表面的地形信息矫正视力屈光不正可能不是最优的。因为在真实的眼睛中，屈光不仅发生在角膜前表面处，而且还发生在角膜后表面处(由于从眼睛的较密集的角膜基质过渡到眼睛的较不密集的房水)，所以考虑特定患者的角膜后表面(例如包含角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息)可以允许更好地确定矫正信息。情况尤其如此，这是因为角膜后表面可能因患者不同而极为不同，并且可能具有不规则形状(其通常不仅可以通过线性函数或二次函数来描述，而且还可以通过高阶函数来描述，例如三阶和更高阶的函数，例如可能不具有可以通过球体或椭圆近似的形状的多项式等等)。

然而，本发明的发明人已认识到，屈光误差信息以及角膜表面的地形信息可能并不总是完全准确的，和/或各个患者可能具有例如不规则形状的晶状体，使得用于确定期望的聚焦点的上述步骤并不总是准确地确定期望的聚焦点。实际上至关重要的是可靠地获得各个患者的例如角膜后表面的贡献(contribution)，就像屈光像差信息一样。

因此，根据本实施例，用于获得眼睛的视网膜相对于个体眼睛的角膜前表面的距离信息并确定期望的聚焦点相对于视网膜的位置的构件允许提供可靠性量度。由此，可能需要关于个体眼睛的更准确的数据来用于视力屈光不正矫正。通过基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息以及屈光像差信息确定可靠性量度(例如期望的聚焦点相对于视网膜的距离)，会允许验证获得的数据是否可靠。

角膜表面(例如前表面和/或后表面)的地形信息可以包含轮廓(例如限定角膜表面上的一个或多个实际点的多个坐标、近似角膜表面的多个点，或与角膜表面拟合的函数等等)。地形信息可以例如以x-y-z坐标系中的多个点的形式被提供。当然，可以使用其它坐标系。然后，可以基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息以及期望的聚焦点来确定矫正信息。

应注意，上述设备可能不一定包含用于确定或计算地形信息和/或期望的聚焦点的构件。所述获得构件可以由用于从其它装置或设备操作者接收相应信息的构件实施。在此类实例中，所述设备可以直接使用接收到的信息来确定矫正信息和/或期望的聚焦点，和/或所述设备可以进一步处理接收到的信息。例如，可以从存储器、数据库、云中的服务器和/或从对应诊断装置检索与患者有关的地形信息和/或期望的聚焦点，或者这些地形信息和/或期望的聚焦点可以仅仅由例如外科医生的设备操作者输入。

屈光像差信息可以包括眼睛的主观屈光(例如一个或多个球面屈光度值和/或一个或多个柱面屈光度值以及一个或多个柱轴)，例如可通过典型视力测试所获得。因此，在一些实例中，屈光像差信息包括主观屈光或由主观屈光组成。另外或替代地，所述设备可以包括用于从扫描激光屈光仪(例如EP 1 459 676所公开)和/或波前分析仪或类似装置获得眼睛的屈光像差信息的构件。例如，屈光像差信息可以包括可从波前分析仪获得的一个或多个参数，例如多项式系数。扫描激光屈光仪和/或波前分析仪可以例如适于例如针对角膜前表面上的选定区域提供呈屈光误差图的形式的屈光像差信息，如所解释。例如，屈光误差可以被表示为屈光度值、例如泽尼克(Zernike)多项式的一个或多个多项式的系数等等。所述设备可以包含扫描激光屈光仪和/或波前分析仪，或可以仅仅通过任何介质导入来自激光屈光仪和/或波前分析仪的屈光像差信息。屈光像差信息还可以例如由设备操作者获得，所述操作者可以例如通过界面输入此信息。另外或替代地，屈光像差信息可以从存储介质获得。

在一些实例中，用于确定期望的聚焦点的位置的构件可以进一步适于基于估计眼睛的晶状体的晶状体模型(例如可以例如基于针对大量眼睛所测量的数据来描述平均晶状体参数的统计晶状体模型)来确定所述位置。因此，在确定期望的聚焦点时，还可以考虑晶状体对眼睛内的屈光的(估计的)贡献。如所描述，通过相对于视网膜确定期望的聚焦点，可以分析晶状体模型和/或屈光像差信息的可靠性。基于针对个体眼睛所测量的距离信息，可以验证期望的聚焦点是否确实位于视网膜上或靠近视网膜。例如，如果期望的聚焦点相对于(测量的)视网膜的距离(即可靠性量度)高于阈值，例如高于500μm，更优选地高于300μm，最优选地高于100μm，则个体眼睛的可用数据(例如屈光像差信息和/或估计眼睛的晶状体的晶状体模型)可以被确定为错误的。

如果偏差太大，例如大于上述阈值，则可以例如确定患者的晶状体不符合晶状体模型(和/或与角膜前表面和/或角膜后表面有关的屈光像差信息和/或地形信息不准确)。

眼睛的晶状体模型可以例如包括晶状体轮廓(例如前晶状体轮廓和/或后晶状体轮廓)。晶状体轮廓可以包括限定晶状体前表面和/或晶状体后表面上的一个或多个实际点的多个坐标、近似晶状体前表面和/或晶状体后表面的多个点，或与晶状体前表面和/或晶状体后表面拟合的函数，这类似于上文关于角膜表面的地形信息所描述。晶状体轮廓可以另外或替代地包括距离信息，例如晶状体模型的前表面和/或后表面相对于角膜前表面的距离(例如可以例如基于针对大量眼睛所测量的数据来描述晶状体模型的前表面和/或后表面与角膜前表面相隔的平均距离的统计距离信息)。

在一些实例中，晶状体模型的参数可以适于个体眼睛。例如，所述参数可以基于视网膜相对于角膜前表面的距离信息而调整。然而，晶状体模型的参数可能不包含任何测量参数。另外或替代地，它们可以或可以不使用波前测量和/或使用与波前测量的拟合来获得。

在一些实例中，所述设备可以进一步包括用于获得距离信息的构件。距离信息可以包括眼睛的晶状体前表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离，和/或晶状体后表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离(例如针对个体眼睛所测量的信息)。获得的距离信息可以用于放置晶状体模型，此晶状体模型根据距离信息对眼睛的晶状体进行建模(例如通过晶状体前表面和/或晶状体后表面)。由此，可以进一步改善可靠性量度，即期望的聚焦点相对于视网膜的距离，从而允许更准确地确定可用的个体眼睛数据是否准确。这又在可用的个体眼睛数据用于视力屈光不正矫正时允许进行更个性化的视力屈光不正矫正。

在一些实例中，用于确定期望的聚焦点相对于视网膜的位置的构件可以进一步适于使所述确定基于对眼睛的晶状体进行建模的晶状体模型的晶状体轮廓来进行。由此，为了确定期望的聚焦点相对于视网膜的距离，不仅要考虑角膜前表面和角膜后表面的地形信息，而且还要考虑眼睛的晶状体的晶状体轮廓的模型。由此获得了改善更多的可靠性量度，从而产生了更可靠的结果，例如关于获得的个体眼睛数据是否准确的结果。

在一些实例中，所述设备可以适于在期望的聚焦点相对于视网膜的位置超过预定阈值的情况下发出警告。由此，设备操作者被警告可用数据可能是错误的，并且可能在使用可用数据来矫正视力屈光不正之前重新考虑此数据。

在一些实例中，用于获得期望的聚焦点的构件可以进一步适于通过根据角膜前表面和角膜后表面的地形信息(可能包含后表面相对于前表面的距离信息)并根据与眼睛的屈光像差信息的矫正对应的光学构件屈折的至少一条光线的光线跟踪来确定期望的聚焦点。如技术人员所知，可以例如基于斯涅尔定律(Snell's law)和两种材料(例如空气和角膜组织、角膜组织和房水、房水和晶状体、晶状体和玻璃体液等等)的屈光指数来计算所述材料之间的界面处的屈折。因此，基于角膜表面的地形信息(例如轮廓)(可能包含距离信息)以及相关材料的屈光指数(为技术人员所知)，可以计算通过角膜前表面和角膜后表面以及可能还通过晶状体前表面和晶状体后表面的光线的屈折。

使用前一段落中所提到的光线跟踪，可以通过跟踪一条或多条光线来验证可用的眼睛数据。光线可以以平行于眼睛光轴的方式照射在与眼睛的屈光像差信息的矫正对应的光学构件(例如与屈光像差信息的矫正对应的镜片)上。在光线与眼睛内光轴相交之前，光线被光学构件、角膜前表面和角膜后表面以及可能还为晶状体模型(可能根据距离信息放置，且可能还通过前表面和/或后表面的轮廓描述)屈折。光线与眼睛内光轴的相交点(例如其重心)可以限定期望的聚焦点，根据所述期望的聚焦点可以确定相对于视网膜的距离。

在一些实例中，可以考虑在角膜顶点(或角膜前表面的中心)周围的特定半径内的区域以用于光线跟踪。例如，可以考虑前表面上的在与眼睛的瞳孔直径对应的直径内的区域，所述瞳孔直径是根据预限定光环境而检测，优选地但不一定是由瞳孔计获得。然后，对于此类区域内的规则或随机化点网格，可以执行光线跟踪，使得对于每个点，可以获得期望的聚焦点相对于视网膜的位置，如前一段落中所描述。通过使用适当数量的点，可以通过例如计算质心或采取确定的位置的加权平均值来获得期望的聚焦点相对于视网膜的估计。

在一些实例中，光线跟踪涉及至少一条第一光线以平行于眼睛光轴的方式照射在光学构件上(前向光线跟踪)。例如，可以针对多条第一光线执行前向光线跟踪，每条第一光线照射在角膜前表面的选定区域内的点网格的相应点上，如前几个段落中所概述。

在前向光线跟踪的情况下，期望的聚焦点相对于视网膜的位置可以被定义为在被光学构件、角膜前表面和角膜后表面以及可能还为晶状体模型(可能根据距离信息放置，且可能还通过前表面和/或后表面的轮廓描述)屈折之后的至少一条第一光线与眼睛光轴的相交点。通过针对多条光线进行此确定，其中每条光线照射在前表面上的点网格的一个点上，可以通过采取例如光线与光轴和视网膜的相交点之间的相对距离的加权平均值来获得期望的聚焦点。由此，可以确定期望的聚焦点的可靠估计。

在一些实例中，除了前向光线跟踪之外或替代前向光线跟踪，光线跟踪还可以涉及至少一条第二光线从期望的聚焦点出射(反向光线跟踪)。例如，可以针对多条第二光线执行反向光线跟踪，每条第二光线在被与眼睛的屈光像差信息的矫正对应的光学构件(例如与屈光像差信息的矫正对应的镜片)、角膜后表面和角膜前表面以及可能还为晶状体模型(根据距离信息放置，且可能还通过前表面和后表面的轮廓描述)屈折之后离开所述光学构件。

在反向光线跟踪的情况下，可以至少部分地确定(例如迭代地)期望的聚焦点，以在至少一条第二光线被晶状体模型(根据距离信息放置，且可能还通过前表面和后表面的轮廓描述)、角膜后表面和角膜前表面(由相应地形信息确定)以及光学构件(例如模拟与屈光像差信息的矫正对应的镜片)屈折之后离开光学构件时使眼睛光轴和至少一条第二光线之间的角度最小化。例如，可以确定期望的聚焦点，使得离开光学构件的经光线跟踪的光线和光轴之间的角度基本上为零。以类似于上文所描述的方式，可以针对角膜前表面上的一组点执行此操作。

在一些实例中，所述设备可以进一步包括用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息确定与角膜前表面有关的矫正信息以优化到期望的聚焦点上的聚焦的构件。在一些实例中，聚焦还可以基于角膜前表面和角膜后表面之间的距离信息和/或晶状体模型和/或晶状体模型的距离信息来优化。

矫正信息可以包括需要应用于角膜前表面的矫正，例如使得由矫正后的角膜前表面并由后表面屈折的光线最优地聚焦到期望的聚焦点上。例如，矫正信息可以限定呈切削体积、切削轮廓和/或目标轮廓和/或角膜前表面的目标斜率的形式的矫正。矫正信息可以包含与角膜前表面上的各个点有关的值，例如角膜前表面上的点网格。然后可以使用矫正信息来切削对应角膜体积。

在一些实例中，矫正信息可以包括角膜前表面的目标斜率和/或目标轮廓。例如，矫正信息可以与角膜前表面上的一个或多个点(例如形成网格)有关，其中对于每个点，可以指示目标斜率或目标厚度，例如以目标角膜前表面的图或轮廓的形式。然而，矫正信息还可能与要切削的值有关，例如目标切削体积和/或目标切削厚度(对于每个点)。目标切削值可以通过将角膜前表面的地形信息与例如优化视力的角膜前表面的目标轮廓相交来获得。

使用前几个段落中所提到的光线跟踪，可以至少部分地确定矫正信息，以优化在期望的聚焦点上的聚焦。换句话说，确定需要应用于角膜前表面上的特定点的矫正，使得通过所述点的光线最优地聚焦到期望的聚焦点上，如基于(矫正后的)前表面构形并基于角膜后表面的地形信息并且可能基于角膜前表面和角膜后表面之间的距离信息和/或晶状体模型和/或晶状体模型的距离信息所计算。

在一些实例中，以类似于上文所描述的方式，可以考虑在角膜顶点(或角膜前表面的中心)周围的特定半径内的区域以用于光线跟踪。例如，以类似于上文所描述的方式，可以考虑前表面上的在与眼睛的瞳孔直径对应的直径内的区域，所述瞳孔直径是根据预限定光环境而检测，优选地但不一定是由瞳孔计获得。然后，对于此类区域内的规则或随机化点网格，可以执行光线跟踪，使得对于每个点，可以获得对应矫正信息，例如所述点处的前表面的目标斜率。通过使用适当数量的点，可以以角膜前表面图的形式确定矫正信息。

在一些实例中，光线跟踪涉及前向光线跟踪，其中至少一条第一光线以平行于眼睛光轴的方式照射在角膜前表面上。可以针对多条第一光线执行前向光线跟踪，每条第一光线照射在角膜前表面的选定区域内的点网格的相应点上，如上文所概述。

在前向光线跟踪的情况下，可以至少部分地确定与角膜前表面有关的矫正信息，以优化在期望的聚焦点上的聚焦，即，使光线被聚焦到的点尽可能靠近期望的聚焦点。光线被聚焦的点可以被定义为在被角膜前表面和角膜后表面(可能考虑到角膜前表面和角膜后表面之间的距离信息)以及可能还为晶状体模型(可能根据距离信息放置，且可能还通过前表面和后表面的轮廓描述)屈折之后的光线与眼睛光轴的相交点。例如，可以确定角膜前表面的目标斜率，使得期望的聚焦点和所提到的相交点之间的距离基本上为零。通过针对多条光线进行此确定，其中每条光线照射在前表面上的点网格的一个点上，可以确定要应用在所述点处的必要的矫正信息，使得照射在相应点上的每条光线最优地聚焦到期望的聚焦点上。因此，可以获得整个点网格的矫正信息，例如目标斜率。然后可以例如通过对确定的目标斜率进行积分来确定角膜前表面的目标轮廓。

在一些实例中，除了前向光线跟踪之外或替代前向光线跟踪，光线跟踪还可以涉及至少一条第二光线从期望的聚焦点出射(反向光线跟踪)，如上文所描述。以类似于上文所描述的方式，可以针对多条第二光线执行反向光线跟踪，每条第二光线在被角膜后表面和角膜前表面(可能考虑到角膜前表面和角膜后表面之间的距离信息)以及可能还为晶状体模型(可能根据距离信息放置，且可能还通过前表面和后表面的轮廓描述)屈折之后在角膜前表面的选定区域内的点网格的相应点上离开角膜。

在反向光线跟踪的情况下，可以至少部分地确定与角膜前表面有关的矫正信息，以在至少一条第二光线被晶状体模型(可能根据距离信息放置，且可能还通过前表面和后表面的轮廓描述)以及角膜后表面和角膜前表面(由相应地形信息确定)屈折之后且可能考虑到角膜前表面和角膜后表面之间的距离信息而离开角膜时使眼睛光轴和至少一条第二光线之间的角度最小化。例如，可以确定矫正信息，使得离开角膜的经光线跟踪的光线和光轴之间的角度基本上为零。同样以此方式，对于角膜前表面上的点网格，可以确定必要的矫正信息，使得对于网格的每一点，离开角膜的经光线跟踪的光线和光轴之间的角度基本上为零。

本发明的另一(第二)实施例涉及一种用于视力屈光不正矫正的设备。此设备包括：用于获得个体眼睛的角膜前表面的地形信息和角膜后表面的地形信息的构件；用于获得个体眼睛的晶状体前表面的地形信息和/或晶状体后表面的地形信息的构件；以及用于获得眼睛的视网膜相对于个体眼睛的角膜前表面的距离信息的构件。所述设备还包括用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息以及晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息确定与角膜前表面有关的矫正信息以优化到眼睛的视网膜上的聚焦的构件。

应注意，第一实施例和第二实施例以及本文中所描述的与这些实施例有关的所有方面可以被组合。例如，可以提供实施这两个实施例的单个设备。除非明确地概述相反情况，否则参考第一实施例所描述的方面也适用于第二实施例，反之亦然。

在确定矫正信息时考虑个体眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息—而不仅仅考虑个体眼睛的角膜前表面和角膜后表面—会允许获得更适合各个患者的需求的切削体积并改进视力矫正，这是因为可以考虑晶状体的屈光贡献。

如上文已经概述的，本发明的基本思想是，现有技术方法的主要限制是仅在有限程度上考虑眼睛的个别结构。现有技术方法忽略了眼睛的晶状体的屈光贡献，或者仅在非常有限的程度上考虑这一点。例如，在晶状体形状异常的情况下，仅基于角膜的表面信息和/或一般晶状体模型的规则形状计算的矫正可能不会令人满意，这是因为尽管应用了矫正，但是个体晶状体的(被忽略的)异常形状可能会导致屈光像差。因此，此矫正不是最优的。考虑到特定患者的角膜和晶状体形状，会允许更好地确定矫正信息。因此，可以改进各个患者的视力矫正。情况尤其如此，这是因为角膜表面和晶状体表面可能因患者不同而极为不同，并且可能具有不规则形状(其通常不仅可以通过线性函数或二次函数来描述，而且还可以通过高阶函数来描述，例如三阶和更高阶的函数，例如可能不具有可以通过球体或椭圆近似的形状的多项式等等)。当确定优化到眼睛的视网膜上的聚焦的矫正信息时考虑眼睛角膜和晶状体的特定构形(形态或形状)会允许消除此问题。不仅考虑角膜表面的屈光贡献而且还考虑各个患者的晶状体的屈光贡献会允许优化矫正，并且常常使矫正所必要的切削体积最小化。

以类似于上文已经描述的方式，所述设备可能不一定包含用于确定或计算眼睛的视网膜的地形信息和/或距离信息的构件。所述获得构件可以由用于从其它装置或设备操作者接收相应信息的构件实施。在此类实例中，所述设备可以直接使用接收到的信息来确定矫正信息和/或视网膜，和/或所述设备可以进一步处理接收到的信息。例如，可以从存储器、数据库、云中的服务器和/或对应诊断装置检索与患者有关的眼睛的视网膜相对于角膜前表面的地形信息和/或距离信息，或者这些信息可以仅仅由例如外科医生的设备操作者输入。

在一实例中，眼睛的晶状体前表面的地形信息和晶状体后表面的地形信息可以针对近距视力和/或远距视力获得的。如上文所描述，晶状体的地形信息可以包含轮廓。在一些实例中，此轮廓可以针对远距视力和/或近距视力获得的。此轮廓可能还针对与眼睛的瞳孔直径对应且根据预限定光环境检测的半径(例如对于远距视力)获得的，或者可以考虑更小的半径(例如对于近距视力)。在一些实例中，可以考虑角膜顶点(或角膜前表面的中心)周围的半径，优选地由瞳孔计获得。值得注意的是，在使用瞳孔计检测到的瞳孔数据的情况下，就这一点而言，瞳孔计不需要是所述设备的一部分，但是如果所述设备适于例如从存储装置或者通过针对应界面从设备操作者接收对应瞳孔数据，则就足够了。例如，可以在由用于近距视力和远距视力的眼睛瞳孔半径内的区域确定的每个区中单独确定矫正信息。因此，矫正信息可以包括特定于用于近距视力和远距视力的一个或多个区的矫正信息。

在一些实例中，用于确定矫正信息的构件可以适于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息和晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息针对通过角膜并被角膜前表面和角膜后表面屈折且通过晶状体并被晶状体前表面和晶状体后表面屈折的至少一条光线执行光线跟踪，以优化在视网膜上的聚焦。与上文关于光线跟踪所描述的相同的考虑也适用于此处。

在一些实例中，所述设备可以进一步包括用于获得个体眼睛的角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息和/或眼睛的晶状体前表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离和/或眼睛的晶状体后表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离的构件。用于确定与角膜前表面有关的矫正信息以优化到眼睛的视网膜上的聚焦的构件可以进一步适于使所述确定基于获得的至少一个距离信息来进行。除了角膜表面、晶状体表面的地形信息(例如轮廓)及相关材料(为技术人员所知)的屈光指数之外还使用获得的距离信息会允许进一步改善例如上述光线跟踪。距离信息还可以用于前一段落中所概述的光线跟踪过程。

在一实例中，根据第一实施例和/或第二实施例的设备可以适于从角膜断层扫描仪获得眼角膜的角膜前表面和角膜后表面的地形信息。断层扫描仪可以基于光散射技术和/或超声波技术等等。另外或替代地，可以使用光学相干断层扫描技术。

在另一实例中，所述设备可以进一步适于获得晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息，例如从光学相干断层扫描技术或超声技术获得。

在另一实例中，所述设备可以适于从生物计获得个体眼睛的角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息和/或眼睛的晶状体前表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离和/或眼睛的晶状体后表面相对于个体眼睛的角膜前表面的距离。生物计可以基于超声技术或光学相干断层扫描技术。

在另一实例中，从角膜断层扫描仪获得的角膜前表面和角膜后表面的地形信息以及从光学相干断层扫描仪获得的晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息可以用于光线跟踪，如本文中所描述。例如，确定需要应用于角膜前表面上的特定点(从角膜断层扫描仪获得)的矫正，使得通过所述点的光线最优地聚焦到视网膜上，如基于(矫正后的)前表面构形并基于后表面的地形信息(从角膜断层扫描仪获得)以及晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息(从光学相干断层扫描仪获得)所计算。在一些实例中，这可以在没有任何拟合参数的情况下完成。在一些实例中，仅可能使用角膜前表面和角膜后表面的地形信息(从角膜断层扫描仪获得)以及晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息(从光学相干断层扫描仪获得)。在一些实例中，从生物计(例如光学生物计)获得的距离信息也可以用于光线跟踪。

所述设备可以包括断层扫描仪。例如，与基于Placido环的角膜断层扫描仪对比，角膜断层扫描仪的使用不仅允许确定角膜前表面特性，而且还允许确定关于角膜厚度的特性，尤其是关于角膜后表面的特性。例如，角膜断层扫描仪可以提供例如角膜前表面和角膜后表面的轮廓的地形信息。它还可以提供关于角膜的厚度信息。它还可以提供关于角膜各层的更详细信息，例如角膜上皮和/或角膜基质。在一些实例中，如所提到，在确定矫正信息时，还可以考虑关于角膜各层的地形信息，这可以允许更精确地确定目标角膜前表面以优化视力。

在另一实例中，所述设备可以适于至少部分地从瞳孔计获得地形信息以确定眼睛瞳孔的(明视)直径。所述设备可以包括此类瞳孔计。瞳孔计还可以用于限定角膜前表面中可以矫正视力屈光不正的最小区域，所述区域的直径是根据预限定光环境而确定。在一些实例中，所述区域还可以被主观地确定并由所述设备接收。替代地，操作者可预选要进行治疗的眼睛区域，接着在下一步骤中可以通过使用瞳孔计提供的信息，例如通过使用瞳孔直径，来改善预选区域。总而言之，这允许精确地限制要通过激光手术治疗的角膜区域。因此，手术治疗的侵袭性可能会降低。

在另一实例中，所述设备还可以包括用于基于确定的矫正信息矫正眼睛像差的构件，优选地为用于去除角膜组织的激光器。例如，准分子激光器或固态激光器可以用于此目的。在其它实例中，所述设备可以适于确定矫正信息，使得它可以被提供给激光器以去除角膜组织，但所述激光器不一定是所述设备的一部分。

在一些实例中，所述设备可以适于控制用于用闭环反馈进行矫正的构件。例如，所述设备可以包括用于基于角膜前表面的经更新地形信息控制激光器(或更一般来说：矫正构件)的构件。在激光切削期间，可以例如实时更新角膜前表面的地形信息，并且可以例如在闭环中相应地控制切削。例如，如果经更新地形信息与例如角膜前表面的目标轮廓的矫正信息之间达成充分一致，则可停止切削，而只要尚未达成一致，就可以控制切削继续进行。

所述设备还可以适于例如在存储器上、在数据库或服务器中存储确定的矫正信息。接着，矫正信息可以由例如激光器的用于矫正眼睛像差的构件检索，所述构件可以是所述设备的一部分或可以被单独提供。

在一实例中，角膜断层扫描仪、光学相干断层扫描仪、生物计、扫描激光屈光仪和/或波前分析仪、激光器以及任选地为瞳孔计可以被所述设备包括，使得它们成为所述设备的组成部分。在此类实例中，所述设备可以包括处理和/或控制单元(例如计算机)，其与所述设备的所提到的其它部分交互。例如，地形信息和/或屈光像差信息可以例如经由一个或多个导线和/或以无线方式传输到处理和/或控制单元。例如，矫正信息可以以类似方式从处理和/或控制单元传输到激光器。在另一实例中，所提到的各个部分可能不一定是所述设备的组成部分，由此提供模块化装备。在此实例中，所述设备(其仍可以包括处理单元)可以适于例如经由一个或多个导线和/或以无线方式交换地形信息、屈光像差信息和/或矫正信息。例如，相应信息可以以无线方式传输到所述设备以及从所述设备传输。

应注意，与相对于视网膜确定期望的聚焦点有关的方面可以与本发明的其它方面组合，但是还可以独立于这些其它方面来实施。例如，可以提供涉及获得眼睛的角膜前表面的地形信息和角膜后表面的地形信息的方法和/或设备。此外，可以获得眼睛的屈光像差信息。可以基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息并基于屈光像差信息而例如通过光线跟踪来确定期望的焦点。

本发明的另一实施例涉及一种计算机程序，其包括用于实行本文中所描述的步骤和/或实施本文中所描述的构件的指令。例如，计算机程序可以存储在存储器介质上，并且可以使处理器实施各个步骤。存储器介质和/或处理器可以被根据本发明的设备包括。本发明的设备一般可以包括本发明的计算机程序。

本发明的另一实施例涉及一种用于视力屈光不正矫正的方法。所述方法可以包括获得眼睛的角膜前表面的地形信息和角膜后表面的地形信息的步骤。所述方法可以进一步包括获得眼睛内的期望的聚焦点的步骤。所述方法可以进一步包括基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息而确定与角膜前表面有关的矫正信息，以优化到期望的聚焦点上的聚焦。所述方法还可以任选地包括其它步骤，其在本文中参考设备和/或计算机程序被描述。所述方法可能不包含用于基于确定的矫正信息实际上矫正眼睛像差的步骤。

附图说明

本发明的可能实施例将在后续详细描述中参考下图被更详细地描述：

图1：根据本发明的实例的用于定制角膜切削的实例流程图；

图2a：包含眼睛角膜前表面和目标角膜前表面的示例性角膜截面的示意性图示；

图2b：可以通过手术治疗的角膜前表面的实例区域的俯视图，包括单焦点屈光区和定制连接区。

图2c：要通过手术治疗的角膜的实例区域的俯视图，包括细分为近距视力区、中间视力区和远距视力区的多焦点屈光区，以及环绕多焦点区的定制连接区。

图3：具有晶状体截面的示例性角膜截面的示意性图示，其中角膜截面包括角膜前表面、角膜后表面以及角膜前表面和角膜后表面上各点的斜率，晶状体截面包括晶状体前表面和晶状体后表面以及晶状体前表面和晶状体后表面上各点的斜率。

图4a：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息并基于预限定的、优选地为明视瞳孔直径来确定与视力相关的角膜前表面区域的实例。

图4b：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、估计眼睛的晶状体的晶状体模型的前表面和后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的后表面相对于角膜前表面的距离信息、视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息并基于屈光像差信息确定期望的聚焦点的实例。

图4c：用于确定角膜前表面的区域的实例，其中矫正信息将基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、估计眼睛的晶状体的晶状体模型的前表面和后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的后表面相对于角膜前表面的距离信息、视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息，基于期望的聚焦点并基于根据预限定光环境检测到的眼睛瞳孔直径来计算。

图5a：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、估计眼睛的晶状体的晶状体模型的前表面和后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的后表面相对于角膜前表面的距离信息以及视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息并基于期望的聚焦点通过反向光线跟踪确定矫正信息的第一实例。

图5b：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、估计眼睛的晶状体的晶状体模型的前表面和后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体模型的后表面相对于角膜前表面的距离信息、视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息并基于期望的聚焦点通过前向光线跟踪确定矫正信息的第二实例。

图5c：具有从根据图5a和5b的实例获得的角膜前表面目标轮廓的角膜的示例性截面。

图6a：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体后表面相对于角膜前表面的距离信息、视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息并基于视网膜通过反向光线跟踪确定矫正信息的第一实例。

图6b：用于基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息、眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息、角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体前表面相对于角膜前表面的距离信息、晶状体后表面相对于角膜前表面的距离信息、视网膜表面相对于角膜前表面的距离信息并基于视网膜通过前向光线跟踪确定矫正信息的第二实例。

图6c：具有从根据图6a的实例获得的角膜前表面目标轮廓的角膜的示例性截面。

具体实施方式

下文面将描述本发明的可能实施例。为简洁起见，可以仅描述几个实施例。本领域技术人员将认识到，参考这些实施例描述的特定特征可以被不同地修改和组合，并且如果单个特征不是必需的，则也可以省略它们。上述各节中的一般解释也适用于以下更详细的解释。

图1示出用于借助根据本发明的设备进行的定制角膜切削的实例流程图100。

在此实例中，一种设备包括角膜断层扫描仪101、控制单元105(例如计算机，例如中央控制单元)、生物计108和准分子或固态激光器106。附图标记102表示操作者，例如治疗医生。在此实例中，所述设备可以任选地包括瞳孔计103和/或扫描激光屈光仪和/或波前分析仪104和/或数据库109，和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107。

角膜断层扫描仪101可以适于提供角膜前表面和角膜后表面的地形信息。例如，断层扫描仪可以基于光散射技术、超声波技术和/或光学相干断层扫描。所提供的地形信息可以包括角膜前表面和角膜后表面的轮廓以及可能还为斜率轮廓和/或曲率轮廓。它还可以提供关于角膜的厚度信息和/或关于角膜各层的更详细信息，例如角膜上皮和/或角膜基质。

在附图标记102处，可以由所述设备从操作者(例如治疗医生)获得眼睛的屈光像差信息。此信息可以是例如可以由操作者基于他们的临床经验主观地确定的屈光像差信息。例如，矫正信息可以包含球面屈光矫正、柱面屈光矫正和相关轴等等，这可以通过常规视力测试或视力检查(schiascopic examination)或自动屈光仪确定。

除了从操作者获得的屈光像差信息之外或替代所述屈光像差信息，此类信息还可以从扫描激光屈光仪和/或波前分析仪104获得。扫描激光屈光仪和/或波前分析仪可以提供屈光像差信息，例如角膜截面和/或角膜表面的二维区域的屈光误差图。例如，屈光误差可以被表示为角度误差或角度斜率或任何其它合适的形式。屈光误差可以与随角膜前表面的平面x和y(或任何其它)坐标而变的误差有关。

光学角膜断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107可以适于提供眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息。如上文关于角膜前表面和角膜后表面所描述，所提供的地形信息可以包括眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的轮廓以及可能还为斜率轮廓和/或曲率轮廓。它还可以提供关于晶状体的厚度信息。

生物计108可以适于提供眼睛的角膜后表面相对于角膜前表面的距离信息和/或眼睛的晶状体前表面相对于眼角膜前表面的距离信息，和/或眼睛的晶状体后表面相对于眼角膜前表面的距离信息，和/或关于眼睛的视网膜相对于眼角膜前表面的距离信息。生物计可以基于超声生物测量或光学生物测量(例如使用部分相干干涉测量)。距离信息可以被例如表示为随角膜前表面的平面x和y(或任何其它)坐标而变。

瞳孔计103可以用于确定例如明视瞳孔直径，例如根据一组预限定光环境检测的最终与所述光环境出现的统计概率相关联的瞳孔直径。明视瞳孔直径可以优选地但不强制地用于限定期望的聚焦点，并且根据一组预限定光环境检测的最终与所述光环境出现的统计概率相关联的瞳孔直径可以优选地但不强制地用于限制要通过手术治疗的角膜区域。与明视瞳孔直径对应且与根据一组预限定光环境检测的最终与所述光环境发生的统计概率相关联的瞳孔直径对应的角膜区域是通过光线跟踪过程确定的。例如，这可以允许操作者更好地改善角膜的预选区域以进行治疗。此外，可以确定角膜的哪个区域应该用于确定期望的聚焦点(例如通过光线跟踪)。对于上述确定，如果虹膜平面的确定使得可以更精确地计算瞳孔直径到前表面上的投影(即针对患者的眼睛几何形状单独计算)，则可能是有用的。为此目的，所述设备和/或角膜断层扫描仪可以包含用于确定虹膜平面的构件和/或用于获得此类信息的构件。替代地，此类角膜区域可以由操作者任意选择。

数据库109可以用于例如对个体眼睛的晶状体进行建模。数据库109可以包括不同晶状体的多个前表面和后表面的轮廓以及可能还为斜率轮廓和/或曲率轮廓。晶状体信息可以与从不同个体测量的数据有关，和/或它们可以与通用模型有关。并且，关于不同晶状体的角膜前表面的厚度信息和/或距离信息可以在数据库中获得。替代地，晶状体模型可以任意地由操作者选择。

控制单元105可以适于获得关于眼睛光轴的信息。光轴可以由控制单元105例如基于断层扫描仪提供或操作者预限定的信息确定。它还可以由断层扫描仪101确定并由控制单元105从断层扫描仪101获得。然而，它还可以通过其它手段确定，并被输入到控制单元105，例如由操作者输入。例如，光轴可以被选择为角膜的(大致)对称轴。

类似地，控制单元105可以适于获得关于角膜视力中心的信息，光轴可以居中位于所述视力中心处。这可以与角膜顶点对应。视力中心可以由控制单元105例如基于断层扫描仪提供或操作者预限定的信息确定。它还可以由断层扫描仪101例如基于角膜顶点或基于角膜前表面上的光注视反射或基于角膜对称轴确定，并由控制单元105从断层扫描仪101获得。然而，它还可以通过其它手段确定，并被输入到控制单元105，例如由操作者输入。

例如从角膜断层扫描仪101、光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或从数据库109获得的地形信息和/或从生物计108获得的距离信息和/或可能为从瞳孔计103收集的瞳孔信息和/或例如从操作者102且可能由扫描激光屈光仪和/或由波前分析仪104获得的屈光像差信息可以被所述设备的控制单元105获得。接着，控制单元105可以基于获得的信息确定矫正信息。控制单元可以适于确定矫正信息，如上述章节“发明内容”中大体上所描述且如下文关于图2-6进一步所描述。在一些实例中，在确定矫正信息时还可以考虑各个患者的眼睛的其它特性，例如关于视网膜和/或相对于角膜的中心凹的地形信息。矫正信息例如可以根据角膜组织的定制切削体积来表示。例如，矫正信息可以与切削深度有关，切削深度例如以微米表示且随角膜前表面的平面x和y(或任何其它)坐标而变。角膜前表面和角膜后表面的地形信息可以与类似的坐标有关。将参考图4a-4c、5a-5c和图6a-6b提供关于矫正信息确定的其它示例性细节。控制单元105可以进一步适于相互控制和协调所述设备的其它元件。

确定的矫正信息接着可以被提供到例如准分子或固态激光器106，它可以通过使用例如一系列故意设置的“激光发射”来切削角膜组织。激光器106可以包括用于从控制单元105读取矫正信息的耦合接口。在执行一个或多个“激光发射”之后，至少部分地基于矫正信息，可以例如通过构形(或形态)和/或屈光检查来检查所产生的前角膜形状。在一实例中，角膜断层扫描仪101可以提供切削后的角膜前表面的经更新地形信息。在另一实例中，扫描激光屈光仪和/或波前分析仪104可以另外或替代地提供切削后的经更新屈光像差信息。此经更新地形信息和/或屈光像差信息随后可以用于确定是否已获得目标角膜前表面。如果在执行了整个切削之后尚未实现期望的前表面或屈光误差消除，则控制单元105可以确定用于角膜组织切削的另一体积，所述体积随后可以由准分子或固态激光器106去除。代替在完成整个切削之后应用此类反馈，它还可以实时应用，或者在切削所计划的整个切削的特定部分之后应用，例如使得可以考虑激光器的可能校准误差。如果获得了角膜前表面的目标轮廓，则可以停止定制切削手术。

在一实例中，控制单元105可以表示本发明的设备的实施例。在其它实例中，角膜断层扫描仪101和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或生物计108和/或激光器106可以或可以不是所述设备的部分。控制单元105可能适于介接到角膜断层扫描仪101和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或生物计108和/或激光器106。这可以允许从角膜断层扫描仪101和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或生物计108和/或激光器106接收数据，和/或控制激光器106。

在一些实例中，控制单元105可以任选地永久(例如以有线或无线方式)耦合到角膜断层扫描仪101和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或生物计108和/或激光器106中的任一个。然而，不必如此。在其它实例中，控制单元105、角膜断层扫描仪101和/或光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107和/或生物计108和/或激光器106可以经由临时耦合或经由数据载体(例如从一个装置移动到另一装置的USB装置、它们能够共同存取的服务器，和/或任何其它可用数据载体)交换数据(在每一方向上单向地，和/或双向地)。

图2a示出角膜截面200a的示意图。此示意性图示描绘了例如通过使用角膜断层扫描仪测量的角膜前表面的地形信息，即轮廓201a。此外，描绘了角膜前表面的目标轮廓202a。通过角膜前表面的实际轮廓201a和目标轮廓202a界定的体积限定了例如可以由准分子或固态激光器切削的角膜组织体积，即目标切削体积。

图2b示出可以进行分析和/或治疗的角膜区域200b的俯视图的示意图。所述区域包括单焦点区201b。单焦点区201b可以限定可以进行治疗使得远距离的视觉质量被优化的角膜区域。在一实例中，单焦点区可以由治疗医生和/或参考图1所解释的瞳孔计103确定，例如，所述单焦点区经选择以与根据一组预限定光环境检测的最终与所述光环境出现的统计概率相关联的瞳孔直径的投影对应。单焦点区201b可以另外被定制连接区202b环绕。定制连接区202b连接角膜前表面的已治疗区—即此实例中的单焦点区201b—与未治疗区域。定制连接区202b的周边可以任意选择，使得周边包括不规则形状。可以使用定制连接区202b且可以选择其周边，使得出现回退(regress ion)、角膜上皮混浊(haze)和星爆(starburst)效应的风险最小化，且其可以进一步促进治疗后角膜的愈合。

图2c示出角膜区域200c的俯视图的另一示意性图示。角膜区域包括多焦点区201c和围绕多焦点区201c的定制连接区205c。类似于关于图2b所解释的，定制连接区205c可以连接角膜前表面的已治疗区—即此实例中的多焦点区201c—的周边与未治疗区域。多焦点区201c可以进一步细分为近距视力区202c、中间视力区203c和远距视力区204c。如参考图2b中的实例所解释，多焦点区201c以及多焦点区201c的子区可以由治疗医生和/或图1的瞳孔计103确定。此外，操作者可以确定用于多焦点区201c的子区的不同屈光矫正和/或不同屈光误差图，使得每个区中可以使用不同的屈光像差信息和/或不同的期望的聚焦点。屈光像差信息可以包括特定于近距视力区202c、中间视力区203c和远距视力区204c中的一个或多个的屈光像差信息。类似地，这些区的聚焦点可以不同。接着，可以基于此信息确定每个区的对应矫正信息，如本文中大体上所概述，例如通过仅考虑角膜前表面和对应角膜后表面以及晶状体前表面和对应晶状体后表面中属于相应区内的区域。因此，用于近距视野内视力的近距视力区202c、用于中间视野内视力的中间视力区203c和用于远距视野内视力的远距视力区204c可以个别地优化。换句话说，矫正信息可以包括特定于近距视力区202c、中间视力区203c和远距视力区204c中的一个或多个的矫正信息。

图3示出角膜截面300的另一示意性图示。截面300示出角膜前表面的地形信息，即轮廓301，以及角膜后表面的地形信息，即轮廓302。它进一步示出了眼睛的晶状体前表面的地形信息，即轮廓，以及眼睛的晶状体后表面的地形信息，即轮廓。角膜前表面和角膜后表面的轮廓均可以例如由参考图1所解释的角膜断层扫描仪101获得。眼睛的晶状体前表面和晶状体后表面的轮廓均可以例如由光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107获得，或者它们可以从参考图1所解释的数据库109获得。此外，图3描绘角膜前表面301和角膜后表面302上各点的斜率303和304。另外还有晶状体前表面305和晶状体后表面306上各点的斜率307和308。斜率303、304和斜率307、308与角膜的屈光特性及晶状体的屈光特性相关(例如以计算屈光角度，如通过斯涅尔定律所确定)，并且它们还可以分别由角膜断层扫描仪101和光学相干断层扫描仪和/或超声扫描系统107确定，或者它们可以从数据库109获得或从分别由角膜断层扫描仪101和光学相干断层扫描仪(OCT)和/或超声扫描系统107提供的信息导出，例如通过计算相应切线来导出。如下文更详细地所论述，角膜前表面的斜率303可以通过激光切削进行修改，使得可以获得角膜前表面301的目标轮廓，所述目标轮廓根据由角膜后表面302的斜率304以及晶状体前表面305的斜率307和晶状体后表面306的斜率308提供的屈折来优化视力。

图4a示出角膜截面400a的另一示意性图示。截面400a包括角膜前表面的地形信息，即轮廓401，以及角膜后表面的地形信息，即轮廓402。此外，示意图包括虹膜平面404，其中虹膜限定瞳孔403。瞳孔403可以与明视瞳孔对应。光轴420可以例如基于眼睛视轴来限定，例如是角膜的对称轴，例如由操作者选择。此外，角膜前表面的中心405可以被定义为例如角膜顶点或角膜前表面上的光注视反射，或者基于角膜对称轴来限定，或者由操作者选择。

任选地，可以确定角膜前表面的区域401a，其与明视瞳孔的投影对应(即，假设光线以平行于光轴的方式照射到角膜上)。因此，可以确定与确定期望的聚焦点相关的角膜前表面的所述区域401a(照射在角膜其它区域上的光线将被虹膜阻挡)。基于角膜前表面和角膜后表面的地形信息并基于通常已知的角膜和角膜内房水的屈光指数，可以通过例如基于斯涅尔定律计算相应屈光角度来跟踪光线。

图4b示出用于基于角膜前表面401的地形信息、基于角膜后表面402的地形信息、基于晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的估计眼睛的晶状体的晶状体模型)前表面431的地形信息、基于晶状体后表面432的地形信息(例如从关于图1所解释的数据库109获得的估计眼睛的晶状体的晶状体模型)并基于屈光像差信息确定期望的聚焦点的实例。在此实例中，光线410以平行于光轴420的方式朝向角膜传播。光线被与屈光像差信息矫正对应的例如模拟晶状体的光学构件450屈折。例如，如果屈光像差信息与具有相对轴的球面像差和柱面像差的主观屈光对应，则光学构件450可以是适于矫正所述球面和柱面像差的镜片。在例如涉及高阶像差的更复杂的屈光像差信息的情况下，光学构件450可以被相应地限定，例如模拟更复杂的晶状体。

被光学构件450屈折的光线410随后照射在角膜前表面401上，传播通过角膜并照射在角膜后表面402上，其中角膜后表面与角膜前表面相隔某一距离，如由光轴420处的距离461所指示，所述距离可以与角膜顶点对应(其中距离信息可以由关于图1所解释的生物计108和/或断层扫描仪101获得)。然后，光线传播通过前房并照射在晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)前表面431上。随后，光线进一步传播通过晶状体并照射在晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)后表面432上，所述晶状体后表面可以位于与角膜前表面401相隔在光轴420处测量的距离462和463(例如由关于图1所解释的生物计108获得)的位置处。基于角膜前表面401和角膜后表面402以及晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)前表面431和后表面432的地形信息，可以计算这些不同表面处的屈折，并且可以跟踪光线，使得它们与眼睛内光轴420的相交点可以被确定。此处，计算可以限于照射在角膜前表面401的区域上的光线，例如像关于图4a所概述的那样确定的区域401a。替代地，计算可以限于参考图2c所概述的区域202c、203c或204c中的任一个，例如在近距视力、中间视力或远距视力要单独分析的情况下。

根据相交点可以确定期望的聚焦点440。例如，可以使用所有相交点的加权平均值。在最简单的情况下，可以使用质心计算，或者可以使用具有不同权重因子的计算，例如向中心光线给予更多权重。根据视力中心和角膜前表面上的相应照射光线之间的径向距离，可以向确定的相交点给予减小的权重。

应注意，在其它实例中，聚焦点可以以不同方式被限定，例如基于操作者想要矫正的屈光像差，基于患者眼睛的中心凹或视网膜的位置，或由操作者任意限定。对应确定可以由操作者或单独装置执行，在此情况下，根据本发明的设备具有用于获得期望的聚焦点440的对应界面。然而，对应确定还可以由所述设备自身执行。

根据所确定的期望的聚焦点440，可以确定与视网膜相距的距离480，其可以处于相对于角膜前表面距离464(在光轴420处)(例如由关于图1所解释的生物计108获得)。此距离480限定了期望的聚焦点440相对于视网膜的位置，并且可以用作例如从数据库109获得的晶状体模型和/或由操作者102提供和/或由扫描屈光仪和/或波前分析仪104获得的屈光像差信息的可靠性量度。例如，如果距离480高于阈值，例如高于500μm，更优选地高于300μm，最优选地高于100μm，则可以发出警告，例如音频信号，其向例如治疗医生的操作者指示可用数据可能是错误的。然后操作者可以重新评估获得的信息。

另外或替代地，确定期望的聚焦点440还可以基于反向光线跟踪。基于前向光线跟踪和反向光线跟踪的确定可以作为彼此的替代或补充来应用，例如在一个或多个迭代中交替地应用或彼此分开应用，其中分别确定的期望的聚焦点的加权平均值(或简单平均值)然后可以被确定。

图4c示出可以实施的另一步骤，其中确定角膜前表面的区域401b，矫正信息的后续计算和/或治疗可以限于此区域。区域401b可以基于期望的聚焦点440和选定瞳孔直径403a而确定，所述选定瞳孔直径例如是根据一组预限定光环境检测的最终与所述光环境出现的统计概率相关联的瞳孔直径或患者在日常生活中的实际瞳孔直径被预期为有一定可能会受其限制的瞳孔直径。例如，可以选择直径，使得患者日常生活中所有情况的80％-100％、优选地为约95％包括不超过选定直径的瞳孔直径。

图1所示的设备，尤其为控制单元105，可以适于执行参考图4a-4c所概述的任一步骤。

图5a示出用于通过反向光线跟踪确定矫正信息的第一实例。在此实例中，所述确定是基于从期望的聚焦点440出射的光线410，所述聚焦点处于相对于视网膜的距离480。对于角膜前表面401的选定区域401b上的每个点或部分(例如网格中的点或部分，如早先所概述)以及角膜后表面402、晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)前表面431和晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)后表面432上的每个对应点，可以跟踪光线。以类似于关于图4b所描述的方式，晶状体后表面、晶状体前表面和角膜后表面可以分别位于相对于角膜前表面的距离461、462和463处，并且针对光轴420被示例性地指示(其中这些距离可以由关于图1所描述的生物计108获得)。对于每个点，矫正信息可以以离开角膜的光线410与光轴420的方向415之间的角度416的形式确定。从角膜离开的光线410与光轴420的方向之间的角度偏差指示屈光不正。所述确定可以包含确定光线410在照射在晶状体(例如从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)后表面432上时的屈折，确定光线410在照射在晶状体前表面431上时(在传播通过晶状体之后，所述晶状体例如是从关于图1所解释的数据库109获得的晶状体模型)的屈折，以及确定光线410在照射在角膜后表面402上时的屈折(其可以包含在后表面402的地形信息中或根据所述地形信息确定，所述地形信息例如是后表面的轮廓)。类似地，它包含确定照射在具有局部斜率490的角膜前表面401上(在传播通过角膜之后)的光线410的屈折。

接着，可以确定前表面401的局部目标斜率495，使得照射在具有此类斜率495的前表面上的光束410将被屈折使得其沿光轴420的方向415离开角膜。另外或替代地，可以计算前表面401的局部斜率490和局部目标斜率495之间的角度496。以此方式，可以针对区域401b内的每个部分或每个点确定局部目标斜率495。例如，通过对局部目标斜率495进行积分，可以确定呈前表面401的区域401b的期望的目标轮廓470(参见下文的图5c)的形式的矫正信息。

任选地，然后，角膜前表面401在区域401b内的期望的目标轮廓470沿光轴420平移，使得在需要时可以获得区域401b内的目标轮廓和区域401b外的前表面401之间的平滑过渡。在此步骤中，还确保目标轮廓的所有点都位于角膜前表面401的实际轮廓内。

参考图5a所概述的上述步骤随后可以重新迭代一次或多次，其中前表面的地形信息被替换为从相应的先前迭代获得的前表面的目标轮廓。此类迭代可以产生越来越改善的目标轮廓，这会优化到期望的聚焦点440的聚焦。可能的是，在每次迭代中应用对角度496的修改以优化到期望的聚焦点440上的聚焦。通过迭代此过程，可以实现到期望的聚焦点440上的聚焦优化。

除了在各迭代之间使角膜前表面401在区域401b内的期望的目标轮廓470(参见下文的图5c)沿光轴420平移之外或替代所述平移，此类平移还可以作为最终步骤执行，即在完成迭代之后执行。

根据前表面401的地形信息和被定义为确定的目标轮廓470的角膜前表面202a的目标轮廓—可能包含连接区202b—之间的相交点，可以确定切削体积。因此，还可以以切削体积的形式提供矫正信息。

特别是在关于图5a所概述的计算中，考虑关于角膜后表面的地形信息以及晶状体模型是有益的。角膜的后形状的局部不规则性可能会严重影响每个点处的屈折以及每个点处所需的矫正。考虑这些因素会改进针对各个患者优化的视力矫正，并且可以使切削体积最小化。

图5b示出用于确定矫正信息的另一实例，其类似于图5a中所示的实例。然而，代替像参考图5a所概述的那样使用从期望的聚焦点440出射的光线，使用以平行于光轴420的方式照射在角膜的选定区域401b上的光线410，即使用前向光线跟踪。类似地，如参考图5a所概述，基于角膜前表面401、角膜后表面402、晶状体模型的前表面431和晶状体模型的后表面432各自的局部斜率490，可以跟踪每条光线410，直到它与眼睛内光轴420相交。对于每条光线，可以确定所述相交点相对于期望的聚焦点440的位置偏差417。

可以确定前表面401的局部目标斜率495，使得光束410聚焦到期望的聚焦点440上(或与期望的聚焦点的偏差最小化)。另外或替代地，可以确定前表面的局部斜率490和局部目标斜率495之间的角度496。以此方式，可以针对选定区域401b内的每个部分或每个点确定局部目标斜率495。例如，通过对局部目标斜率495进行积分，可以确定前表面401的期望的目标轮廓，如上文参考图5a所概述。此外，对于参考图5b所概述的实例，同样也可以以类似方式执行迭代和/或沿着光轴420的平移。

类似地，如参考图5a所解释，考虑关于角膜后表面402、晶状体模型的前表面431和后表面432的地形信息以及各个距离信息461、462、463、464对于图5b的确定也是特别有益的。

参考图5a和5b所概述的确定可以作为彼此的替代或补充来应用，例如在一个或多个迭代中交替地应用或彼此分开应用，其中分别确定的矫正信息的加权平均值(或简单平均值)然后可以被确定。区域401b可以被选择为本文中所概述的任一区域。

图1所示的设备，尤其为控制单元105，可以适于执行参考图5a-5b所概述的任一步骤。

图5c示出另一示例性截面，其中示出了呈像参考图5a-5b所概述的那样确定的角膜前表面的目标轮廓470的形式的示例性矫正信息。

图6a示出用于通过反向光线跟踪确定矫正信息的另一实例。在此实例中，所述确定是基于从视网膜表面445出射的光线410。对于角膜前表面401的选定区域401b上的每个点或部分(例如网格中的点或部分，如早先所概述)以及角膜后表面402、晶状体(例如由关于图1所解释的OCT和/或超声扫描系统107获得)前表面431和晶状体(例如由关于图1所解释的OCT和/或超声扫描系统107获得)后表面432上的每个对应点，可以跟踪光线。以类似于关于图4b所描述的方式，晶状体后表面、晶状体前表面和角膜后表面可以分别位于相对于角膜前表面的距离461、462和463处，并且针对光轴420被示例性地指示(其中这些距离可以由关于图1所描述的生物计108获得)。对于每个点，矫正信息可以以离开角膜的光线410与光轴420的方向415之间的角度416的形式确定。从角膜离开的光线410与光轴420的方向之间的角度偏差指示屈光不正。所述确定可以包含确定光线410在照射在晶状体(例如由关于图1所解释的OCT和/或超声扫描系统107获得)后表面432上时的屈折，确定光线410在照射在晶状体前表面431上时(在传播通过晶状体之后，所述晶状体例如由关于图1所解释的OCT和/或超声扫描系统107获得)的屈折，以及确定光线410在照射在角膜后表面402上时的屈折(其可以包含在后表面402的地形信息中或根据所述地形信息确定，所述地形信息例如是后表面的轮廓)。类似地，它包含确定照射在具有局部斜率490的角膜前表面401上(在传播通过角膜之后)的光线410的屈折。

接着，可以确定前表面401的局部目标斜率495，使得照射在具有此类斜率495的前表面上的光束410将被屈折使得其沿光轴420的方向415离开角膜。另外或替代地，可以计算前表面401的局部斜率490和局部目标斜率495之间的角度496。以此方式，可以针对区域401b内的每个部分或每个点确定局部目标斜率495。例如，通过对局部目标斜率495进行积分，可以确定呈前表面401的区域401b的期望的目标轮廓470(参见下文的图6c)的形式的矫正信息。

任选地，然后，角膜前表面401在区域401b内的期望的目标轮廓470沿光轴420平移，使得在需要时可以获得区域401b内的目标轮廓和区域401b外的前表面401之间的平滑过渡。在此步骤中，还确保目标轮廓的所有点都位于角膜前表面401的实际轮廓内。

参考图6a所概述的上述步骤随后可以重新迭代一次或多次，其中前表面的地形信息被替换为从相应的先前迭代获得的前表面的目标轮廓。此类迭代可以产生越来越改善的目标轮廓，这会优化到视网膜表面445的聚焦。可能的是，在每次迭代中应用对角度496的修改以优化到视网膜表面445上的聚焦。通过迭代此过程，可以实现到视网膜表面445上的聚焦优化。

除了在各迭代之间使角膜前表面401在区域401b内的期望的目标轮廓470(参见下文的图6c)沿光轴420平移之外或替代所述平移，此类平移还可以作为最终步骤执行，即在完成迭代之后执行。

根据前表面401的地形信息和被定义为确定的目标轮廓470的角膜前表面202a的目标轮廓—可能包含连接区202b—之间的相交点，可以确定切削体积。因此，还可以以切削体积的形式提供矫正信息。

特别是在关于图6a所概述的计算中，考虑关于角膜后表面以及晶状体前表面和晶状体后表面的地形信息是有益的。角膜的后形状的局部不规则性可能会严重影响每个点处的屈折以及每个点处所需的矫正。考虑这些因素会改进针对各个患者优化的视力矫正，并且可以使切削体积最小化。

图6b示出用于确定矫正信息的另一实例，其类似于图6a中所示的实例。然而，代替像参考图6a所概述的那样使用从视网膜表面445出射的光线，使用以平行于光轴420的方式照射在角膜的选定区域401b上的光线410，即使用前向光线跟踪。类似地，如参考图6a所概述，基于角膜前表面401、角膜后表面402、晶状体前表面431和晶状体后表面432各自的局部斜率490，可以跟踪每条光线410，直到它与眼睛内光轴420相交。对于每条光线，可以确定所述相交点相对于视网膜表面445的位置偏差417。

可以确定前表面401的局部目标斜率495，使得光束410聚焦到视网膜表面445上(或与视网膜表面的偏差最小化)。另外或替代地，可以确定前表面的局部斜率490和局部目标斜率495之间的角度496。以此方式，可以针对选定区域401b内的每个部分或每个点确定局部目标斜率495。例如，通过对局部目标斜率495进行积分，可以确定前表面401的期望的目标轮廓，如上文参考图6a所概述。此外，还可以类似于参考图6a所描述的方式执行迭代和/或沿着光轴420的平移。

类似地，如参考图6a所解释，考虑关于角膜后表面402、晶状体前表面431和晶状体后表面432的地形信息以及各个距离信息461、462、463、464对于图6b的确定也是特别有益的。

参考图6a和6b所概述的确定可以作为彼此的替代或补充来应用，例如在一个或多个迭代中交替地应用或彼此分开应用，其中分别确定的矫正信息的加权平均值(或简单平均值)然后可以被确定。区域401b可以被选择为本文中所概述的任一区域。

图1所示的设备，尤其为控制单元105，可以适于执行参考图6a-6b所概述的任一步骤。

图6c示出另一示例性截面，其中示出了呈像参考图6a-6b所概述的那样确定的角膜前表面的目标轮廓470的形式的示例性矫正信息。

另外或替代地，如关于图6a所描述的获得的关于角膜前表面401和角膜后表面402的地形信息、关于晶状体前表面433和晶状体后表面434的地形信息以及可能还为各个距离信息461、462、463、464可以用于以类似于关于图4a到4c所描述的方式确定期望的聚焦点440。以类似于上文所描述的方式，可以确定所确定的期望的聚焦点相对于视网膜的距离480。如果此距离高于第二阈值，例如高于500μm，更优选地高于300μm，最优选地高于100μm，则可以类似于上文所描述的方式发出警告。

Claims (14)

1.一种用于视力屈光不正矫正的设备(100)，其包括：

a.用于获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息的构件(101)；

b.用于获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)的构件(108)；

c.用于基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的所述地形信息以及所述眼睛的屈光像差信息确定期望的聚焦点(440)相对于所述视网膜的位置(480)的构件(105)。

2.根据权利要求1所述的设备(100)，其进一步包括用于获得所述眼睛的晶状体前表面相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面的距离信息(462)和晶状体后表面相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面的距离信息(463)中的至少一个并定位估计所述眼睛的所述晶状体的晶状体模型的构件(108)。

3.根据权利要求2所述的设备(100)，其中所述用于确定所述期望的聚焦点(440)相对于所述视网膜的位置(480)的构件(105)进一步适于使所述确定基于估计所述眼睛的所述晶状体的晶状体模型来进行。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)适于在所述期望的聚焦点相对于所述视网膜的位置(480)超过预定阈值的情况下发出警告。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的设备(100)，其中用于获得所述期望的聚焦点(440)的构件(105)进一步适于通过根据所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息并根据与所述眼睛的所述屈光像差信息的矫正对应的光学构件(450)屈折的至少一条光线(410)的光线跟踪来确定所述期望的聚焦点(440)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备(100)，其进一步包括用于基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)以优化到所述期望的聚焦点(440)上的聚焦的构件。

7.一种用于视力屈光不正矫正的设备(100)，其包括：

a.用于获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息的构件(101)；

b.用于获得所述个体眼睛的晶状体前表面(431)的地形信息和晶状体后表面(432)的地形信息的构件(107)；

c.用于获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)的构件；

d.用于基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述晶状体前表面(431)和所述晶状体后表面(432)的地形信息确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)以优化到所述眼睛的所述视网膜上的聚焦的构件(105)。

8.根据权利要求7所述的设备(100)，其中所述眼睛的所述晶状体前表面(431)的地形信息和所述晶状体后表面(432)的地形信息是针对近距视力和/或远距视力获得的。

9.根据权利要求7或8所述的设备(100)，其中所述用于确定所述矫正信息(416、496)的构件(105)适于基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述晶状体前表面(431)和所述晶状体后表面(432)的地形信息，对通过所述角膜并被所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)屈折且通过所述晶状体并被所述晶状体前表面(431)和所述晶状体后表面(432)屈折的至少一条光线(410)执行光线跟踪，以优化在所述视网膜上的聚焦。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的设备(100)，其进一步包括

用于获得所述个体眼睛的所述角膜后表面相对于所述角膜前表面的距离信息(461)、所述晶状体前表面相对于所述角膜前表面的距离信息(462)、所述晶状体后表面相对于所述角膜前表面的距离信息(463)中的至少一个的构件(108)；并且

其中所述用于确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)以优化到所述眼睛的视网膜上的聚焦的构件(105)进一步适于使所述确定基于获得的至少一个距离信息(461、462、463)来进行。

11.一种用于视力屈光不正矫正的计算机程序，其包括在执行时使设备(100)进行以下操作的指令：

a.获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息；

b.获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)；

c.基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述眼睛的屈光像差信息确定期望的聚焦点(440)相对于所述视网膜的位置(480)。

12.一种用于视力屈光不正矫正的计算机程序，其包括在执行时使设备(100)进行以下操作的指令：

a.获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息；

b.获得所述个体眼睛的晶状体前表面(431)的地形信息和晶状体后表面(432)的地形信息；

c.获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)；

d.基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述晶状体前表面(431)和所述晶状体后表面(432)的地形信息，确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)，以优化到所述眼睛的所述视网膜上的聚焦。

13.一种用于视力屈光不正矫正的方法，其包括以下步骤：

a.获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息；

b.获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)；

c.基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述眼睛的屈光像差信息确定期望的聚焦点(440)相对于所述视网膜的位置(480)。

14.一种用于视力屈光不正矫正的方法，其包括以下步骤：

a.获得个体眼睛的角膜前表面(401)的地形信息和角膜后表面(402)的地形信息；

b.获得所述个体眼睛的晶状体前表面(431)的地形信息和晶状体后表面(432)的地形信息；

c.获得所述眼睛的视网膜相对于所述个体眼睛的所述角膜前表面(401)的距离信息(464)；

d.基于所述角膜前表面(401)和所述角膜后表面(402)的地形信息以及所述晶状体前表面(431)和所述晶状体后表面(432)的地形信息，确定与所述角膜前表面(401)有关的矫正信息(416、496)，以优化到所述眼睛的所述视网膜上的聚焦。

Images