CN105530854A - 响应于眼睛的改变调整激光处理 - Google Patents

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Abstract

根据某些实施方案，一种***包括一个或多个存储器和一个或多个处理器。所述一个或多个存储器通过以下方式存储来自光学记录器的包括至少两个光学数据集的光学数据：在瞳孔具有第一瞳孔尺寸的情况下接收眼睛的第一光学数据集；以及在所述瞳孔具有第二瞳孔尺寸的情况下接收所述眼睛的第二光学数据集。所述一个或多个处理器确定与瞳孔尺寸改变相关的伪旋转，接收测量的眼球旋转，根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转，以及根据所述实际的眼球旋转调整激光处理。

Description

响应于眼睛的改变调整激光处理
技术领域
本公开大体涉及眼外科手术***，并且更具体地说，涉及响应于眼睛的改变调整激光处理。
背景技术
激光处理***通常将处理曲线集中在眼睛的特定部分上，诸如瞳孔中心。然而眼睛以各种方式改变，并且这些改变可移动那个部分。例如，眼球自身的移动可移动所述部分。作为另一实例，在不同光照条件下的虹膜改变可移动所述部分。因此，***应补偿所述部分的移动以便适当地应用处理。
发明内容
根据某些实施方案，一种方法包括由一个或多个存储器通过以下方式存储来自光学记录器的包括至少两个光学数据集的光学数据：在瞳孔具有第一瞳孔尺寸的情况下采集眼睛的第一光学数据集；以及在瞳孔具有第二瞳孔尺寸的情况下采集眼睛的第二光学数据集。一个或多个处理器确定与瞳孔尺寸改变相关的伪旋转，接收测量的眼球旋转，根据所测量的眼球旋转和伪旋转计算实际的眼球旋转，以及根据实际的眼球旋转调整激光处理。
根据某些实施方案，一种***包括一个或多个存储器和一个或多个处理器。所述一个或多个存储器通过以下方式存储来自光学记录器的包括至少两个光学数据集的光学数据：在瞳孔具有第一瞳孔尺寸的情况下接收眼睛的第一光学数据集；以及在所述瞳孔具有第二瞳孔尺寸的情况下接收所述眼睛的第二光学数据集。所述一个或多个处理器确定与瞳孔尺寸改变相关的伪旋转，接收测量的眼球旋转，根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转，以及根据所述实际的眼球旋转调整激光处理。
附图说明
现在将参考附图，通过举例更详细地描述本公开的示例性实施方案，在附图中：
图1示出根据某些实施方案的可响应于眼睛的改变调整激光处理的***的实例；
图2示出根据某些实施方案的可以与图1的***一起使用的外科手术***的实例；
图3示出根据某些实施方案的可以由图1的***执行的方法的实例；
图4A和4B示出眼睛的眼球旋转的实例；以及
图5A和5B示出眼睛的伪旋转的实例。
具体实施方式
现在参考描述和附图，详细示出了所公开的设备、***以及方法的示例性实施方案。描述和附图不旨在是详尽的或以其他方式将权利要求限制于或限定于附图中示出以及描述中公开的特定实施方案。尽管附图代表可能的实施方案，但是附图不必按比例绘制并且某些特征可被放大、移除或部分剖开以更好地说明实施方案。
图1示出根据某些实施方案的可响应于眼睛的改变调整激光处理的***10的实例。在所示出的实施方案中，***10包括为诸如眼睛12的目标提供服务的诊断装置20和外科手术***22。外科手术***22包括计算***24、光学记录器26和激光***28。计算***24包括一个或多个处理器30和可存储诸如代码34的逻辑的存储器32。计算***24与诊断装置20、光学记录器26和激光***28通信。
眼睛12具有物理特征，诸如瞳孔40、虹膜42和异色边缘44。眼睛特征具有位置(“特征位置”)，所述位置可能以任何合适方式来表示，例如使用笛卡尔坐标、极坐标或球面坐标。眼睛特征还具有尺寸(“特征尺寸”)，所述尺寸可能以任何合适方式来表示，例如作为特征维度(诸如特征短轴、特征长轴、特征宽度和/或特征高度)和/或其他特征测量(诸如特征周长)。例如，瞳孔40具有瞳孔尺寸，所述瞳孔尺寸可被表示为瞳孔短轴、瞳孔长轴、瞳孔宽度和/瞳孔高度)和/或诸如瞳孔周长的其他瞳孔测量。
眼睛12以各种方式改变。例如，眼球自身移动。眼睛12可大体围绕它的光轴(其可近似z方向)自旋，也被称为“眼球旋转”。眼睛12还可围绕平行于身体纵轴线的轴线(其可近似y方向)滚动，或围绕平行于身体横轴线的轴线(其可近似x方向)滚动。此外，眼睛12可在任何合适方向上以平移运动来移动。
作为另一实例，虹膜42改变瞳孔40的尺寸，以便调控进入眼睛12的内部的光线量。瞳孔尺寸的改变通常不是同心的，所以所述改变通常使瞳孔40的中心移位，这被称为“瞳孔中心偏移”。此外，随着虹膜42改变，虹膜42的结构移动并且可给出整个眼球正旋转的外观。在此，这个效果被称为“伪旋转”。由于整个眼睛12不在旋转而是看起来在旋转，伪旋转可被认为是眼睛12的“假”旋转，而眼球旋转可被认为是眼睛12的“真”或实际旋转。
某些已知的眼睛追踪***追踪伪旋转作为真旋转，并且好像伪旋转是真的那样调整烧蚀曲线。然而由于伪旋转不是真的，所述调整导致烧蚀曲线的不正确放置。为避免这个问题，***10将伪旋转与真旋转区别开。在某些实施方案中，***10测量在不同的照明下并因此不同尺寸的瞳孔(例如，暗视、中间视和/或明视)，以便观看眼睛如何响应于照明相对真旋转而改变。例如，***10可检测虹膜特征如何响应于不同的照明改变。这个特征改变可被认为是伪旋转而非真旋转的结果，并且因此可用于将伪旋转与真旋转区别开。
在某些实施方案中，诊断装置20和/或外科手术***22对眼睛12执行行动，所述行动可需要与眼睛12的精确对齐，并且可追踪眼睛12的特定特征以用于对齐。如以上讨论的，然而，眼睛12改变并且这些改变可移动所追踪部分。因此，计算***24可调整处理以便补偿由眼睛12的改变导致的移动。在某些实施方案中，诊断装置20测量眼睛12和眼睛12的特征来产生包括所述测量的诊断数据。诊断装置20的实例包括光学相干断层扫描(OCT)、光学低相干反射法(OLCR)、瞳孔计、角膜计、形貌、波前和光轴长度测量和/或分析***。在某些实施方案中，外科手术***22对眼睛12执行激光外科手术，诸如LASIK、EPI-LASIK、微透镜提取或PRK外科手术。在一些情况下，当瞳孔40处于一个尺寸时，诊断装置20测量眼睛12，并且当瞳孔40由于例如不同的光照条件处于不同尺寸时，外科手术***22对眼睛12执行激光外科手术。
光学记录器26可以是记录从物体反射的辐射作为光学数据的任何合适装置，其可用于产生物体的图像。例如，光学记录器26可以是具有检测来自物体的反射光的光电探测器阵列的照相机。作为另一实例，光学记录器26可以是追踪眼睛12的特征以便检测眼睛12的移动的眼睛追踪装置。作为又一实例，光学记录器26可以是OCT、OLCR或视网膜镜检查装置。在某些实施方案中，光学记录器26检测光以便产生包括至少两个光学数据集的光学数据。光学数据集可包括当瞳孔具有特定的瞳孔尺寸时，由光电探测器阵列同时捕获的数据。光学记录器26可将光学数据发送至计算***24。在某些实施方案中，来自诊断装置和眼睛追踪器装置的相同IR照明可用于增加在检测虹膜-巩膜边界方面的准确性。
在某些实施方案中，计算***24根据光学数据计算对激光处理的调整。计算***24可使用补偿操作来执行所述调整。补偿操作补偿(或“撤销”)与眼睛改变相关的改变，例如瞳孔中心偏移或伪旋转。补偿操作可以是任何合适的操作。例如，为补偿平移改变(诸如瞳孔中心偏移)，补偿操作可应用逆的平移改变。作为另一实例，为补偿旋转改变(诸如眼球旋转)，补偿操作可应用旋转改变的量。作为又一实例，可调整补偿操作以便考虑不是实际改变的一部分的明显改变(诸如伪旋转)。在一种情况下，测量的眼球旋转可包括伪旋转。可从测量的眼球旋转减去伪旋转以便确定实际眼球旋转。补偿操作随后可补偿实际的眼球旋转。作为又一实例，补偿操作可应用逆的平移改变和旋转改变。
在某些实施方案中，计算***24调整激光处理模式，诸如烧蚀模式或光致破裂模式。激光处理模式描述治疗眼睛12的病状的激光脉冲模式。烧蚀模式描述产生可减少或校正屈光不正的角膜形状的激光脉冲模式。烧蚀模式可规定角膜特定位置的待移除的组织的量以便获得具体形状。光致破裂模式描述产生可被移除以便减少或校正屈光不正的微透镜形状的激光脉冲模式。可使用从诊断装置20接收的诊断数据计算激光处理模式。
计算***24调整处在任何合适情况下的激光处理模式。作为一个实例，计算***24接收眼睛移动的通知，并且调整激光处理模式的形成以便补偿眼睛移动。作为另一实例，计算***24接收所选择瞳孔尺寸的选择，并且为所选择瞳孔尺寸调整激光处理模式的形成。
图2示出根据某些实施方案的可以与图1的***10一起使用的外科手术***22的实例。在实例中，***22包括激光束源54、一个或多个光学元件56、光学记录器26以及计算***24。在某些实施方案中，激光束源54发射激光束52，所述激光束52被成形并且由光学元件56引导朝向目标，例如眼睛12的角膜60。光学记录器26获得眼睛12的特征(例如，瞳孔、虹膜和/或异色边缘)的光学数据，并且将数据发送至计算***24。
激光束源54可以是可发射具有可处理(例如，光致烧蚀或光致破裂)目标(例如，角膜60)的激光脉冲的激光束的任何合适激光束源。例如，激光束源54可以是发射在紫外线(UV)或红外线(IR)波长范围中的光束的准分子激光器或飞秒激光器。光学元件56可包括可对光进行操作(例如反射光、折射光、衍射光和/或透射光)的一个或多个元件。可参考图1描述光学记录器26。计算***24根据控制程序来控制部件(例如，激光束源54和光学元件56)，所述控制程序包括指导所述部件将激光脉冲聚焦在角膜60的区域处以便烧蚀或破裂所述区域的至少一部分的计算机代码。激光脉冲可被控制来遵循激光处理模式产生期望的形状。
图3示出根据某些实施方案的可以由图1的***10执行的方法的实例。在某些实施方案中，所述方法可由***10的计算***24的代码34执行。
在步骤108，***10被初始化以便执行方法。步骤110和112描述获得包括至少两个光学数据集的光学数据。在步骤110，光学记录器26观察具有特定瞳孔尺寸的瞳孔40，并且在步骤112采集具有那个特定瞳孔尺寸的眼睛12的光学数据集。步骤110和112产生特定瞳孔尺寸的光学数据集，并且所述步骤可重复多个迭代以便获得任何合适数量的光学数据集。例如，所述步骤可重复两次以便获得两个光学数据集。
步骤114到120描述确定与瞳孔尺寸的改变相关的伪旋转。在步骤114，根据光学数据集确定眼睛12的特征的坐标集。眼睛12的特征可以是眼睛12的可由光学记录器识别和/或捕获以便确定伪旋转的任何合适部分。特征的实例包括异色边缘44的至少一部分、虹膜42的至少一部分、由瞳孔中心限定的视线、角膜60的尖端或顶点、巩膜的至少一部分、一个或多个血管、瞳孔40的至少一部分和/或瞳孔中心。特征的坐标集可以是指示特征位置的一组坐标值。
在步骤116，根据至少两个(或更多的)坐标集计算至少一个坐标差。不同的坐标集表示当瞳孔具有不同的瞳孔尺寸时的特征位置。因此，坐标集的差指示与瞳孔尺寸改变相关的特征改变。在步骤118，计算第一瞳孔尺寸与第二瞳孔尺寸之间的瞳孔尺寸差。瞳孔尺寸可用任何合适测量来表示，例如作为瞳孔维度或其他特征。瞳孔尺寸差可以是测量差。在步骤120，根据瞳孔尺寸差和坐标差确定伪旋转。在某些实施方案中，可确定描述随瞳孔改变发生的眼睛特征移动的函数。所述函数可描述眼睛特征的坐标改变相对于瞳孔尺寸的改变之间的关系。所述函数可通过曲线拟合最佳描述所述关系的函数(例如，线性函数)来计算。作为一个实例，所述函数可表示为f(Δc,Δs)＝k，其中k为常数，Δs表示从s1到s2的瞳孔尺寸改变，Δc表示从c1到c2的特征位置改变，c1表示当瞳孔尺寸是s1时的眼睛特征的坐标，并且c1表示当瞳孔尺寸是s2时的眼睛特征的坐标。
在步骤122，开始激光处理。在某些实施方案中，计算***24接收用于处理的瞳孔尺寸的选择。所选择瞳孔尺寸可以是用户输入(例如，来自外科医生的输入)，或者可以是由光学记录器26测量的瞳孔的当前尺寸。在某些实施方案中，激光***28仅在接收瞳孔具有所选择瞳孔尺寸的指示之后执行处理，以便确保瞳孔处于用于处理模式的正确尺寸。
在步骤124，接收眼睛的测量。测量可指示眼睛移动，诸如眼球旋转。在步骤126，响应于测量确定补偿操作。可确定补偿实际眼球旋转的眼球旋转补偿操作。为确定实际眼球旋转，可从所测量眼球旋转减去伪旋转。补偿操作随后可补偿实际的眼球旋转。
在步骤128，计算***24根据补偿操作调整处理曲线。在某些实施方案中，计算***24可应用补偿实际的眼球旋转的补偿操作。在某些实施方案中，计算***24可实时执行调整。方法随后结束。
图4A和4B示出眼睛12的眼球旋转的实例。图4A示出处在一个位置(例如，处于坐位)的病人的眼睛12。在实例中，眼睛12的x轴处于180°。图4B示出处在另一个位置(例如，处于卧位)的病人的眼睛12。在实例中，眼睛12的x轴已经移动至190°。
图5A和5B示出眼睛12的伪旋转的实例。图5A可以是在较低照明下拍摄的图像，并且图5B可以是在较高照明下拍摄的图像。由于虹膜42响应于不同的照明改变，眼睛12可看起来旋转，尽管它实际不旋转。
本文公开的***和设备(例如，计算***24)的部件可以包括接口、逻辑、存储器和/或其他合适的元件，任何所述部件均可以包括硬件和/或软件。接口可以接收输入、发送输出、处理输入和/或输出，和/或执行其他合适的操作。逻辑可以执行部件的操作，例如，执行指令以由输入生成输出。逻辑可以在存储器中编码，并且当由计算机执行时，可以执行操作。逻辑可以是处理器，诸如一个或多个计算机、一个或多个微处理器、一个或多个应用程序，和/或其他逻辑。存储器可以存储信息并且可以包括一个或多个有形的、计算机可读的和/或计算机可执行的存储介质。存储器的实例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM))、大容量存储介质(例如，硬盘)、可移动存储介质(例如，高密度磁盘(CD)或数字视频光盘(DVD))、数据库和/或网络存储装置(例如，服务器)，和/或其他计算机可读介质。
在具体实施方案中，可以由编码有计算机程序、软件、计算机可执行指令和/或能够由计算机执行的指令的一个或多个计算机可读介质执行实施方案的操作。在具体实施方案中，操作可以由存储、包含有和/或编码有计算机程序和/或具有所存储的和/或所编码的计算机程序的一个或多个计算机可读介质来执行。
尽管已经依据某些实施方案对本公开进行了描述，但是实施方案的修改(诸如改变、替换、添加、省略和/或其他修改)对本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，在不脱离本发明的范围的情况下可以对所述实施方案做出修改。例如，可以对本文公开的***和设备做出修改。***和设备的部件可以是集成的或单独的，并且***和设备的操作可以由更多、更少或其他部件来执行。作为另一个实例，可以对本文公开的方法做出修改。方法可以包括更多、更少或其他步骤，并且步骤可以任何合适的顺序执行。
在不脱离本发明的范围的情况下，其他修改是可能的。例如，描述说明了具体是实际应用的实施方案，然而其他的应用对本领域技术人员而言将是显而易见的。此外，在本文所讨论的技术中将发生进一步的发展，并且本文公开的***、设备和方法将被这些进一步的发展所利用。
本发明的范围不应参考描述来确定。根据专利法规，描述使用示例性实施方案解释和说明本发明的原理和操作模式。描述使得本领域其他技术人员能够利用各种实施方案中的***、设备和方法，并且可以有各种修改，但是不应用于确定本发明的范围。
本发明的范围应参考权利要求以及权利要求被授权的等效物的全部范围来确定。除非本文做出相反的明确指示，否则所有权利要求术语应给予其最广泛的合理解释以及如本领域技术人员所理解的其普通含义。例如，除非权利要求给出明确的相反限制，否则单数冠词(如，“一个/种”、“所述”等)的使用应阅读为叙述一个或多个所指示元件。作为另一个实例，“每个/种”是指集合的每个成员或集合子集的每个成员，其中集合可以包括零个、一个或一个以上元件。总之，本发明能够修改，并且不应参考描述，而应参考权利要求以及其等效物的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (28)

1.一种方法，其包括：
由一个或多个存储器通过以下方式存储来自光学记录器的包括至少两个光学数据集的光学数据：
在瞳孔具有第一瞳孔尺寸的情况下采集眼睛的第一光学数据集；以及
在所述瞳孔具有第二瞳孔尺寸的情况下采集所述眼睛的第二光学数据集；
由一个或多个处理器确定与瞳孔尺寸改变相关的伪旋转；
由所述一个或多个处理器接收测量的眼球旋转；
由所述一个或多个处理器根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转；以及
由所述一个或多个处理器根据所述实际的眼球旋转调整激光处理。
2.如权利要求1所述的方法，根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转来计算所述实际的眼球旋转还包括：
从所测量的眼球旋转减去所述伪旋转。
3.如权利要求1所述的方法，确定与所述瞳孔尺寸改变相关的所述伪旋转还包括：
根据所述第一光学数据集确定指示所述眼睛的特征的第一位置的第一坐标集；
根据所述第二数据确定指示所述眼睛的特征的第二位置的第二坐标集；
计算所述第一坐标集与所述第二坐标集之间的坐标差；以及
使用所述坐标差计算所述伪旋转。
4.如权利要求3所述的方法，使用所述坐标差来计算所述伪旋转还包括：
计算所述第一瞳孔尺寸与所述第二瞳孔尺寸之间的瞳孔尺寸差；以及
根据所述瞳孔尺寸差和所述坐标差确定所述伪旋转。
5.如权利要求3所述的方法，使用所述坐标差来计算所述伪旋转还包括：
计算所述第一瞳孔尺寸与所述第二瞳孔尺寸之间的瞳孔尺寸差；以及
根据所述瞳孔尺寸差和所述坐标差确定函数，所述函数描述在所述坐标改变与所述瞳孔尺寸改变之间的关系。
6.如权利要求3所述的方法，所述眼睛的特征包括所述眼睛的异色边缘的至少一部分、所述眼睛的虹膜的至少一部分、所述眼睛的角膜的尖端或顶点、所述巩膜的虹膜的至少一部分、一个或多个血管、所述瞳孔的虹膜的至少一部分或所述眼睛的瞳孔中心。
7.如权利要求1所述的方法，其还包括：
计算负责所述伪旋转的补偿操作。
8.如权利要求1所述的方法，其还包括：
接收所选择的瞳孔尺寸的选择以用于所述激光处理；以及
确定激光处理模式以便针对所选择的瞳孔尺寸执行所述激光处理。
9.如权利要求8所述的方法，其中所选择的瞳孔尺寸是用户输入。
10.如权利要求8所述的方法，其中所选择的瞳孔尺寸由所述图像记录器测量。
11.如权利要求1所述的方法，其还包括：
仅在接收指示所述瞳孔具有所选择的瞳孔尺寸的下一个光学数据之后执行所述激光处理。
12.如权利要求1所述的方法，其还包括：
仅在根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转之后执行所述激光处理。
13.如权利要求1所述的方法，所述图像记录器包括眼睛追踪装置。
14.如权利要求1所述的方法，根据所述实际的眼球旋转来调整所述激光处理还包括：
实时调整所述激光处理。
15.一种***，其包括：
一个或多个存储器，其被配置来通过以下方式存储来自光学记录器的包括至少两个光学数据集的光学数据：
在瞳孔具有第一瞳孔尺寸的情况下接收眼睛的第一光学数据集；以及
在所述瞳孔具有第二瞳孔尺寸下的情况下接收所述眼睛的第二光学数据集；以及
一个或多个处理器，其被配置来：
确定与瞳孔尺寸改变相关的伪旋转；
接收测量的眼球旋转；
根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转；以及
根据所述实际的眼球旋转调整激光处理。
16.如权利要求15所述的***，根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转来计算所述实际的眼球旋转还包括：
从所测量的眼球旋转减去所述伪旋转。
17.如权利要求15所述的***，所述确定与所述瞳孔尺寸改变相关的所述伪旋转还包括：
根据所述第一光学数据集确定指示所述眼睛的特征的第一位置的第一坐标集；
根据所述第二数据确定指示所述眼睛的特征的第二位置的第二坐标集；
计算所述第一坐标集与所述第二坐标集之间的坐标差；以及
使用所述坐标差计算所述伪旋转。
18.如权利要求17所述的***，使用所述坐标差来计算所述伪旋转还包括：
计算所述第一瞳孔尺寸与所述第二瞳孔尺寸之间的瞳孔尺寸差；以及
根据所述瞳孔尺寸差和所述坐标差确定所述伪旋转。
19.如权利要求17所述的***，使用所述坐标差来计算所述伪旋转还包括：
计算所述第一瞳孔尺寸与所述第二瞳孔尺寸之间的瞳孔尺寸差；以及
根据所述瞳孔尺寸差和所述坐标差确定函数，所述函数描述在所述坐标改变与所述瞳孔尺寸改变之间的关系。
20.如权利要求17所述的***，所述眼睛的特征包括所述眼睛的异色边缘的至少一部分、所述眼睛的虹膜的至少一部分、所述眼睛的角膜的尖端或顶点、所述巩膜的虹膜的至少一部分、一个或多个血管、所述瞳孔的虹膜的至少一部分或所述眼睛的瞳孔中心。
21.如权利要求15所述的***，所述一个或多个处理器进一步被配置来：
计算负责所述伪旋转的补偿操作。
22.如权利要求15所述的***，所述一个或多个处理器进一步被配置来：
接收所选择的瞳孔尺寸的选择以用于所述激光处理；以及
确定激光处理模式以便针对所选择的瞳孔尺寸执行所述激光处理。
23.如权利要求22所述的***，其中所选择的瞳孔尺寸是用户输入。
24.如权利要求22所述的***，其中所选择的瞳孔尺寸由所述图像记录器测量。
25.如权利要求15所述的***，所述一个或多个处理器进一步被配置来：
仅在接收指示所述瞳孔具有选择的瞳孔尺寸的下一个光学数据之后执行所述激光处理。
26.如权利要求15所述的***，所述一个或多个处理器进一步被配置来：
仅在根据所测量的眼球旋转和所述伪旋转计算实际的眼球旋转之后执行所述激光处理。
27.如权利要求15所述的***，所述图像记录器包括眼睛追踪装置。
28.如权利要求15所述的***，根据所述实际的眼球旋转来调整所述激光处理还包括：
实时调整所述激光处理。
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