TWI418332B - 使用術前影像之曲面水晶體校準技術 - Google Patents

使用術前影像之曲面水晶體校準技術 Download PDF

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TWI418332B TW97130673A TW97130673A TWI418332B TW I418332 B TWI418332 B TW I418332B TW 97130673 A TW97130673 A TW 97130673A TW 97130673 A TW97130673 A TW 97130673A TW I418332 B TWI418332 B TW I418332B
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Description

使用術前影像之曲面水晶體校準技術 相關申請案之交叉參考
此申請案在35 U.S.C.§119下對於2007年8月13日提申的美國臨時專利申請案60/955,528主張優先權，其整體內容合併於本文中以供參考。
發明領域
本發明概括有關人工水晶體(IOL)的領域，且更特別有關用於決定一經植入IOL的置放及定向之方法及系統。
 發明背景
人眼就其最簡單功能來說係利用使光透射經過一稱為角膜的無色外部分、並經由水晶體將影像聚焦在網膜上藉以提供視力。經聚焦影像的品質係依據包括眼睛的尺寸與形狀、及角膜與水晶體的透明度等許多因素而定。
當年齡或疾病造成水晶體變得較不透明，因為可被透射至網膜的光量遞減而使視力惡化。眼睛水晶體的此缺陷在醫學上稱為白內障。一種對於此狀況之被接受的治療方式係為手術移除水晶體且藉由一人造的人工水晶體(IOL)取代水晶體功能。
在美國，大部份的白內障水晶體係由一種稱為小切口超音波晶體乳化術(phacoemulsification)的手術技術被移除。此程序期間，一細薄的小切口超音波晶體乳化術切割梢端被插入罹病水晶體中且作超音波振動。振動切割梢端 使水晶體液化或乳化藉以可將水晶體吸出眼睛。罹病水晶體一旦被移除則以一人造水晶體取代。
IOL的置放非常重要藉以確保白內障患者具有最好的可能視力。手術期間時常沒有良好的回饋製程以確保IOL被妥當地置放及定向於眼睛內。
 發明概要
本發明的實施例提供可實質地解決上述需求之一可操作以供妥當地選擇及定心一人工水晶體(IOL)之系統及方法。利用可在術前測試被擷取且提供至一可操作以計算IOL的焦度及軸線定向之程式之一眼睛的一影像來決定IOL的一區位及定向。這產生用來將一IOL妥當地定心及定向在眼睛內之一置放導件。
圖式簡單說明
為了更完整地瞭解本發明及其優點，現在連同圖式參照下文描述，其中類似的編號代表類似的特徵結構，且其中：第1圖描繪眼睛的經選擇組織；第2圖描繪根據本發明的實施例可被一IOL計算電腦程式用來計算一“曲面水晶體”的焦度及用來取代眼睛內的水晶體組織之該IOL水晶體的區位及軸線定向之不同輸入；第3、4及5圖提供根據本發明的實施例之可使用資訊來產生置放導件之不同方式；第6圖描繪根據本發明的實施例之一可操作以便利置放一IOL之系統；及 第7圖提供一可操作將一IOL置放在一眼睛內的製程之根據本發明的實施例之邏輯流程圖。
 較佳實施例之詳細說明
本發明的較佳實施例顯示於圖式中，類似的編號用來代表不同圖中的相似及對應元件。
本發明的實施例實質地解決上述及其他需求。人工水晶體(IOL)已經開啟治療以手術技術移除的白內障水晶體之嶄新可能性。罹病水晶體一旦被移除則以一人造水晶體取代。在手術程序後的妥當視力係大幅依據IOL的置放及定向而定。
第1圖描繪眼睛10的經選擇組織。其包括虹膜、瞳孔、角膜以及當患有白內障時可被移除且以一IOL取代的水晶體。對於患者最好的可能視力而言，IOL的置放是一項關鍵要素。
第2圖描繪不同輸入，其可供一電腦程式、亦即IOL計算程式32用來計算曲面水晶體的焦度、及用來取代眼睛10內的水晶體組織之該IOL水晶體的區位及軸線定向。這些輸入係包括用來決定眼睛中心之術前測試22，用來以鞏膜脈管產生眼睛影像之視訊或數位攝影機24，及角膜測地器26。亦提供切口區位資訊及手術引發的散光資訊28，及白至白維度30。經測量資料連同眼睛的這些代表物且連同切口資訊係可供程式32使用。一實施例中，IOL計算程式32可為在一桌上型電腦上執行之愛爾康(Alcon)的“曲面計算 器”或白內障移除機台諸如愛爾康(Alcon)的“無限視力系統(Infiniti Vision System)”。術前測試期間所擷取的眼睛影像可被上載至(提供予)軟體程式32中。
這些輸入係由IOL計算程式32使用以產生眼睛的一影像或類似代表物，其中識別出IOL的區位及定向軸線。對於一IOL的妥當定心及校準而言，亟需務必知道眼睛中心。
第3、4及5圖討論可使用此資訊之不同方式。第3圖中，軟體程式32可在製程34中提供一輸出諸如一簡單經列印圖像，其變成可在手術期間供外科醫師取用。這可在製程36中讓外科醫師參考影像及其中的特徵脈管以找出切口及定向IOL。
第4圖描述可如何施用區位及定向資訊之另一可能性。軟體程式32再度產生或輸出定向及區位資訊。此案例中，定向及區位資訊可在製程38中被列印在一可包括一隱形眼鏡之透明材料上。透明材料上的此影像可在製程40內被外科醫師直接地鋪覆於患者眼睛上以匹配患者眼睛的特徵。IOL隨後可被定心及旋轉以匹配透明材料上的標記物。
第三製程描繪於第5圖中。此處，軟體程式32提供一可被上載至一水晶體移除機台42上之電子輸出。機台可自一光學顯微鏡接收視訊，該光學顯微鏡係辨識脈管且在製程44中將現場光學視訊影像鋪覆於先前經上載的術前影像。視訊資訊隨後可用來輔佐外科醫師如何旋轉及置放IOL。
第6圖描繪一可操作以便利置放一IOL之系統。系統60包括角膜測地器62，其配備有一數位攝影機64以產生包括 有鞏膜中的脈管之眼睛10的影像及一表面輪廓。或者，可使用一分離的攝影機66來攝取患者眼睛10的圖像。來自測地器62的資料連同切口區位及經引發的散光係被輸入至程式32中以計算曲面水晶體的焦度及軸線定向。程式可駐留於網際網路上、一部辦公室PC上、或諸如“無限視力系統(Infiniti Vision System)，愛爾康(Alcon)”等白內障移除機台上。在與進行測地術相同的時間、或至少以相同的患者定向在術前測試68期間所擷取之眼睛影像係被上載至相同程式中。該輸出係為軸線呈鋪覆之眼睛的影像。亦可能在相同影像上標示出眼睛的“中心”，然而在術前測試期間被決定。對於IOL的妥當定心而言眼睛的中心很重要。
然後可以三種方式利用使脈管鋪覆於曲面水晶體的陡峭軸線及眼睛10中心、亦逼近“上”箭頭之眼睛10的影像來產生參考圖，如第3至5圖所述。
本發明的實施例可利用一手術前回合期間及亦在手術程序期間所取得之眼睛數位影像的電腦影像分析以對齊眼睛、及一配接有一抬頭顯示器(HUD)的顯微鏡以對於外科醫師提供視覺回饋在植入程序期間幫助視覺地定向IOL之優點。
數位影像分析可容許一角膜測地器在手術前回合期間所取得的測量以便利於選擇IOL的光學特徵。以角膜測地術測量及眼睛的其他解剖學測量諸如眼睛長度及前房深度等為基礎作出IOL圓柱焦度的選擇。可以一被併入測地器且相對於眼睛及測地測量裝備座落在一已知位置及定向之攝影 機來擷取眼睛的一視訊快照以產生眼睛的快照對於角膜測地術測量的精密“映繪”，作為測地術測量的部份。
可選擇攝影機、攝影機光學件、攝影機電子件及眼睛照射系統以容許具有與測地測量同時取得眼睛的視訊快照(以防止眼睛動作假象)並准許具有充分對比、解析度及視場的一影像以容許鞏膜血管及諸如異色邊緣(limbus)等其他眼睛特徵結構之清楚視力。
首先，影像可被簡單地印出且在手術期間貼在外科醫師前方。外科醫師則可參照特徵脈管以適當地定位一切口且相對於鞏膜血管來定向IOL。如此可不再需要如先前技藝所常用的一“夏比筆(sharpie)”作出人工式眼睛標記，但將可能提供相當有限的精確度。將術前的生物測定資訊連同眼睛影像輸入程式中藉以計算最適曲面水晶體及其在眼睛中的定向。
第二，包括陡峭軸線及切口區位之眼睛影像可被印出於一透明塑料上，譬如投影片或一隱形眼鏡。為了妥當地縮放影像，使用輸入至程式中的“白至白(white－to－white)”維度。曲面水晶體被植入眼睛中且近似地定向。在水晶體上列印有一指示軸線方向之圖案。譬如，可利用光學件周邊部份中的三點來指示軸線。水晶體被置放且近似地定向之後，透明塑料係鋪覆於眼睛上且被定向以匹配脈管。然後，水晶體被定心及定向以使標記在水晶體上的軸線疊置於印在塑料上的軸線而其中水晶體疊置於印在塑料上的“中心”。
另一種方法係將具有脈管、軸線及中心的眼睛影像上載至水晶體移除機台上。來自手術顯微鏡的一影像亦被轉移至機台且與經上載影像作比較。鞏膜脈管作為鋪覆兩影像之地標。藉由將區別特徵結構設置於水晶體上來決定水晶體定向。在機台螢幕上對於外科醫師提供眼睛的經擷取影像且藉由視覺及/或經由聲音確認對其輔佐應於何處移動及/或旋轉水晶體。使眼睛影像及生物測定資訊輸入至機台中將具有其他優點。程序開始時，機台上可具有一對於外科醫師提供有關何處作出切口的補充資訊及切口寬度的資訊之步驟。若切口的區位或寬度變更，可將新資訊輸入回到機台中以分析經推薦水晶體選擇及/或水晶體定向的潛在差異。若IOL計算程式32被裝載至機台上則可容易地達成此作用。機台亦可配備有一條碼讀取器、或其他設備追蹤系統，且手術中所使用的IOL及工具(譬如刀具)可被掃描以使機台可雙重檢查切口寬度及水晶體選擇。
第7圖提供一可操作將一IOL置放於一眼睛內的製程之根據本發明的實施例之邏輯流程圖。操作70從步驟72開始其中擷取關於一植入有IOL的眼睛之一影像或其他資訊。亦可擷取額外的經計畫切口區位資訊及經引發散光資訊以及白至白測量。步驟74中，可將經擷取資訊上載(提供)至一IOL計算器。IOL計算器在步驟76中可計算IOL焦度及IOL在眼睛內的區位與定向。步驟78中，可產生一手術導件或置放導件以便利IOL置放於眼睛內。此置放導件可為外科醫師可取得的一簡單照片以使外科醫師可參考一圖像及其中 的特徵以定位及定向水晶體。或者，此置放導件可採取一透明材料的形式，諸如置於眼睛上方的一接觸件，其中置放導件資訊列印在透明材料上。透明置放導件因此可由外科醫師直接地鋪覆於患者眼睛上藉以匹配該處的實際脈管。水晶體隨後可被定心及旋轉以匹配透明材料上的標記物。或者，置放導件可為電子式且鋪覆於即時視訊資訊。視訊資訊可被一手術顯微鏡所擷取並發送至一水晶體移除機台，其中水晶體移除機台內的處理模組辨識來自置放導件的結構且使其匹配於現場影像。水晶體移除機台可辨識水晶體標記並輔佐外科醫師如何旋轉及置放水晶體。步驟80中，以手術或置放導件作為輔助來置放IOL，其中亦可驗證IOL的置放。
總言之，本發明的實施例提供一人工水晶體(IOL)的妥當選擇及定心。利用可在術前測試期間被擷取且提供至一可操作以計算IOL的焦度及軸線定向的程式之一眼睛的一影像來決定IOL的區位及定向。這產生一可用來將一IOL妥當地定心及定向於眼睛內之輸出或置放導件。
如一般熟習該技藝者將瞭解，此處所用的“實質”或“近似”用語係對於其對應用語提供一產業可接受的公差。此產業可接受的公差介於從小於1%至20%並對應於但不限於組件數值、積體電路製程變異、溫度變異、升降時間、及/或熱性雜訊。如一般熟習該技藝者將進一步瞭解，此處所用的“操作性耦合”係包括直接耦合及經由其他組件、元件、電路或模組之間接耦合，其中對於間接耦合而言中介組 件、元件、電路或模組並未修改一信號的資訊而是可調整其電流位準、電壓位準、及/或功率位準。如一般熟習該技藝者亦將瞭解，推斷式耦合(亦即，一元件經由推斷耦合至另一元件)係包括與“操作性耦合”相同方式之兩元件之間的直接及間接耦合。如一般熟習該技藝者將進一步瞭解，此處可用的“有利地比較”係表示兩或更多個元件、項目、信號等之間的一比較提供一所想要的關係。譬如，若所想要的關係使得信號1具有比信號2更大的量值，當信號1的量值大於信號2時或當信號2的量值小於信號1時將可達成一有利比較。
雖然詳細地描述本發明，應瞭解可對其作出不同改變、替代及更改而不脫離如描述的本發明之精神與範圍。
10‧‧‧眼睛
22，68‧‧‧術前測試
24‧‧‧視訊或數位攝影機
26‧‧‧角膜測地器
28‧‧‧切口區位資訊及手術引發的散光資訊
30‧‧‧白至白維度
32‧‧‧IOL計算程式
34，36，38，40，42，44‧‧‧製程
60‧‧‧系統
62‧‧‧角膜測地器
64‧‧‧數位攝影機
66‧‧‧攝影機
70‧‧‧操作
72，74，76，78，80‧‧‧步驟
第1圖描繪眼睛的經選擇組織；第2圖描繪根據本發明的實施例可被一IOL計算電腦程式用來計算一“曲面水晶體”的焦度及用來取代眼睛內的水晶體組織之該IOL水晶體的區位及軸線定向之不同輸入；第3、4及5圖提供根據本發明的實施例之可使用資訊來產生置放導件之不同方式；第6圖描繪根據本發明的實施例之一可操作以便利置放一IOL之系統；及第7圖提供一可操作將一IOL置放在一眼睛內的製程之根據本發明的實施例之邏輯流程圖。
70‧‧‧操作
72，74，76，78，80‧‧‧步驟

Claims (22)

  1. 一種置放一人工水晶體(IOL)之方法，該方法包含：擷取與將植入一IOL之呈未擴張(undilated)狀態的眼睛相關聯之術前資訊，該術前資訊包括該眼睛之術前影像；擷取與該將植入一IOL的眼睛相關聯之切口區位資訊及經引發散光資訊；將該資訊提供至一IOL計算軟體程式，其可操作以計算該IOL在該眼睛內的一區位及定向；及產生一置放導件，其可操作以輔助一外科醫師將該IOL置放在該眼睛內，該置放導件包括該眼睛對齊(registered)該眼睛之術前影像的對齊影像，且進一步包括基於該術前資訊產生之該IOL的區位及定向。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含使用該置放導件來驗證該IOL在該眼睛內之置放。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該與眼睛相關聯的資訊係包含該眼睛的一表面輪廓及/或影像，其中該影像包括該鞏膜內的脈管。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中一耦合至一數位攝影機之角膜測地器係擷取該表面輪廓及/或影像。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該置放導件包含一影像，其可供一外科醫師參考以定位該切口及該IOL。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該置放導件包含透明材料上的一影像，其可供一外科醫師參考以定位該切 口及該IOL。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該影像係設置於一可操作被置放在該眼睛上之隱形眼鏡上。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該置放導件係包含一在一水晶體移除機台內與來自一手術顯微鏡的一影像合併之置放導件影像。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該水晶體移除機台可操作以輔佐該外科醫師置放該IOL。
  10. 一種置放一人工水晶體(IOL)之方法，該方法包含：擷取與將植入一IOL之呈未擴張狀態的眼睛相關聯術前資訊，該術前資訊包括該眼睛之術前影像；擷取與該將植入一IOL的眼睛相關聯之經計畫切口區位資訊；擷取與該將植入一IOL的眼睛相關聯之經引發散光資訊；將該資訊提供至一IOL計算軟體程式，其可操作以計算該IOL在該眼睛內的一區位及定向；計算該IOL在該眼睛內的區位及定向；及產生一置放導件，其可操作以輔助一外科醫師將該IOL置放在該眼睛內，該置放導件包括該眼睛對齊該眼睛之術前影像的對齊影像，且進一步包括基於該術前資訊產生之該IOL的區位及定向。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，進一步包含：對於該外科醫師提供與該IOL在眼睛內的區位及定 向相關聯之回饋；及使用該置放導件來驗證該IOL在眼睛內的置放。
  12. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該與眼睛相關聯的資訊係包含該眼睛的一表面輪廓及/或影像，其中該影像包括該鞏膜內的脈管。
  13. 如申請專利範圍第12項之方法，其中一耦合至一數位攝影機之角膜測地器係擷取該表面輪廓及/或影像。
  14. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該置放導件包含一影像，其可供一外科醫師參考以定位該切口及該IOL。
  15. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該置放導件包含透明材料上的一影像，其可供一外科醫師參考以定位該切口及該IOL。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該影像係設置於一可操作被置放在該眼睛上之隱形眼鏡上。
  17. 如申請專利範圍第10項之方法，其中該置放導件係包含一在一水晶體移除機台內與來自一手術顯微鏡的一影像合併之置放導件影像。
  18. 如申請專利範圍第17項之方法，其中該水晶體移除機台可操作以輔佐該外科醫師置放該IOL。
  19. 一種可操作以便利置放一人工水晶體(IOL)之水晶體移除機台，包含：至少一輸入埠，其可操作以接收：與將植入一IOL之呈未擴張狀態的眼睛相關聯之術前資訊，該術前資訊包括該眼睛之術前影像； 與該將植入一IOL的眼睛相關聯之經計畫切口區位資訊；及與該將植入一IOL的眼睛相關聯之經引發散光資訊；一處理模組及相關聯的記憶體，其耦合至該至少一輸入埠，該處理模組可操作以執行一IOL計算軟體程式，其可操作以：自下列項目計算該IOL在該眼睛內的一區位及定向：該與將植入一IOL的眼睛相關聯之術前資訊；該與將植入一IOL的眼睛相關聯之經計畫切口區位資訊；及該經引發散光資訊；及產生一置放導件，其可操作以輔助一外科醫師將該IOL置放在該眼睛內，該置放導件包括該眼睛對齊該眼睛之術前影像的對齊影像，且進一步包括基於該術前資訊產生之該IOL的區位及定向。
  20. 如申請專利範圍第19項之水晶體移除機台，其中一耦合至一數位攝影機的角膜測地器係擷取該與眼睛相關聯的資訊且其中該資訊包含該鞏膜內的脈管。
  21. 如申請專利範圍第19項之水晶體移除機台，其中該置放導件包含：一影像，其可供一外科醫師參考以定位該切口及該IOL； 一設置於一隱形眼鏡上之影像，其可供一外科醫師參考以定位該切口及該IOL；及/或一置放導件影像，其在該水晶體移除機台內與來自一手術顯微鏡的一影像合併。
  22. 如申請專利範圍第19項之水晶體移除機台，其中該水晶體移除機台可操作以輔佐該外科醫師置放該IOL。
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