本發(fā)明涉及一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術：

1、角膜交聯(lián)手術是一種眼科手術，主要用于治療角膜疾病，如不規(guī)則的角膜擴張、角膜基質炎、角膜瘢痕等。這種手術的基本原理是通過一種特定的化學交聯(lián)劑，促使角膜上皮細胞之間以及細胞與基質之間的蛋白質交聯(lián)，在角膜交聯(lián)手術之前會將眼藥水滴入到眼睛中，并進行紫外線光照，從而增強角膜的生物力學強度和穩(wěn)定性，減少瘢痕形成，改善視力。

2、但是現(xiàn)有的角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術的光照過程中存在一些不足之處需要進行改進，首先就是目前的角膜交聯(lián)手術中采用相同的光照的強度，無法根據(jù)不同患者眼睛的曲率半徑，眼睛的角膜的厚度等不同個性化參數(shù)的差異進行光照強度控制，進而無法進行精準的，根據(jù)不同患者的眼睛的參數(shù)，去精確的控制不同角膜厚度的光照的時間和強度，因此我們對此做出改進，提出一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，包括角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊和角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊以及光照強度優(yōu)化算法模塊：所述角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊用于獲取患者的角膜形態(tài)參數(shù)，所述角膜形態(tài)參數(shù)包括角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑；

2、所述角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊用于設置角膜交聯(lián)手術的光照強度、光斑大小、光斑位置參數(shù)；所述光照強度優(yōu)化算法模塊根據(jù)患者的角膜形態(tài)參數(shù)和手術參數(shù)，采用優(yōu)化算法計算出最佳的光照強度；

3、所述角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊獲得角膜三維數(shù)據(jù)包括角膜厚度圖，角膜前后表面曲率圖，并自動對比生成三維數(shù)據(jù)；

4、通過角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊設置權重為：

5、k1角膜厚度權重；

6、k2k3角膜前表面曲率權重；

7、k4k5角膜后表面曲率權重；

8、k6k7角膜前表面曲率變化率；

9、k8k9角膜后表面曲率變化率；

10、所述光照強度優(yōu)化算法模塊，首先將角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑的參數(shù)特征使用全連接層進行線性映射，同時將參數(shù)提取的k1角膜厚度權重；k2k3角膜前表面曲率權重；k4k5角膜后表面曲率權重；k6k7角膜前表面曲率變化率；k8k9角膜后表面曲率變化率特征使用紫外光光照儀的全連接層進行線性映射。

11、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述光照強度優(yōu)化算法模塊將權重的參數(shù)h＝{k1k2k3k4k5k6k7k8k9}轉化為光照點f＝{g1g2g3g4g5g6g7g8g9}。

12、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述光照強度優(yōu)化算法模塊優(yōu)化算法公式為：

13、

14、其中k為角膜交聯(lián)手術參數(shù)權重，n＝(1,2......8,9),cosγ角膜前后表面曲率；sinγej角膜前后表面曲率變化率；t表示光照的時間參數(shù)。

15、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，所述角膜厚度和所述角膜前表面曲率通過角膜地形圖儀測得，角膜厚度范圍為300～900微米。

16、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，還包括實時光照強度調整模塊：所述實時光照強度調整模塊計算出的最佳光照強度，實時調整光照設備的光照強度，所述實時光照強度調整模塊計算公式為：

17、

18、式中：μx、μy為x及的均方調整平均值；c1、c2為x及的各自光照損失常數(shù)；σx、σy為x及的各自角膜形態(tài)參數(shù)方差。

19、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，還包括光照強度實時顯示模塊，所述光照強度實時顯示模塊設置有光照強度實時顯示器，通過光照強度實時顯示器實時顯示當前的光照強度值。

20、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，還包括光照強度優(yōu)化結果可視化模塊：光照強度優(yōu)化結果可視化模塊將優(yōu)化結果以圖表形式展示，并進行對數(shù)據(jù)進行儲存留檔。

21、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，角膜前表面軸向曲率和角膜前表面切向曲率以及角膜后表面軸向曲率圖和角膜后表面切向曲率的范圍為9～99d。

22、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，角膜前后表面絕對高度的范圍為0～150微米，角膜前后表面相對高度為-75～+75微米。

23、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術方案，角膜力學性能參數(shù)中產生最大壓陷的時間范圍0～30毫秒，最大壓陷時的峰距范圍0～5毫米；最大壓陷時的反向曲率9～99d；中央角膜厚度0.3～1.2毫米。

24、本發(fā)明有益效果：通過角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊獲取患者的角膜形態(tài)參數(shù)，角膜形態(tài)參數(shù)包括角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑；進而得到不同患者的角膜形態(tài)的參數(shù)，進而進一步的進行個性化的設置光照強度和時間；通過角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊進行設置角膜交聯(lián)手術的光照強度、光斑大小、光斑位置參數(shù)；角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊獲得角膜三維數(shù)據(jù)包括角膜厚度圖，角膜前后表面曲率圖，并自動對比生成三維數(shù)據(jù)；

25、通過光照強度優(yōu)化算法模塊進行對光照強度優(yōu)化的過程中，角膜厚度和角膜前表面曲率通過角膜地形圖儀測得，角膜厚度范圍為300～900微米；通過將角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑的參數(shù)特征使用全連接層進行線性映射，通過計算實時光照強度調整模塊計算出的最佳光照強度，實時調整光照設備的光照強度；實現(xiàn)根據(jù)不同患者眼睛的曲率半徑，眼睛的角膜的厚度等不同個性化參數(shù)的差異進行光照強度控制，進而實現(xiàn)根據(jù)不同患者的眼睛的參數(shù)，去精確的控制不同角膜厚度的光照的時間和強度。

技術特征：

1.一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：包括角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊和角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊以及光照強度優(yōu)化算法模塊,所述角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊用于獲取患者的角膜形態(tài)參數(shù)，所述角膜形態(tài)參數(shù)包括角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑；

2.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述光照強度優(yōu)化算法模塊將權重的參數(shù)h＝{k1k2k3k4k5k6k7k8k9}轉化為光照點f＝{g1g2g3g4g5g6g7g8g9}。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述光照強度優(yōu)化算法模塊優(yōu)化算法公式為：

4.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：所述角膜厚度和所述角膜前表面曲率通過角膜地形圖儀測得，角膜厚度范圍為300～900微米。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：還包括實時光照強度調整模塊，所述實時光照強度調整模塊計算出的最佳光照強度，實時調整光照設備的光照強度，所述實時光照強度調整模塊計算公式為：

6.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：還包括光照強度實時顯示模塊，所述光照強度實時顯示模塊設置有光照強度實時顯示器，通過光照強度實時顯示器實時顯示當前的光照強度值。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：還包括光照強度優(yōu)化結果可視化模塊，所述光照強度優(yōu)化結果可視化模塊將優(yōu)化結果以圖表形式展示，并進行對數(shù)據(jù)進行儲存留檔。

8.根據(jù)權利要求1所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：角膜前表面軸向曲率和角膜前表面切向曲率以及角膜后表面軸向曲率圖和角膜后表面切向曲率的范圍為9～99d。

9.根據(jù)權利要求8所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：角膜前后表面絕對高度的范圍為0～150微米，角膜前后表面相對高度為-75～+75微米。

10.根據(jù)權利要求9所述的基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于：角膜力學性能參數(shù)中產生最大壓陷的時間范圍0～30毫秒，最大壓陷時的峰距范圍0～5毫米；最大壓陷時的反向曲率9～99d；中央角膜厚度0.3～1.2毫米。

技術總結
本發(fā)明公開了一種基于角膜形態(tài)參量角膜交聯(lián)手術中光照強度優(yōu)化系統(tǒng)，通過角膜形態(tài)參數(shù)檢測模塊獲取患者的角膜形態(tài)參數(shù)，進而進一步的進行個性化的設置光照強度和時間，角膜交聯(lián)手術參數(shù)設置模塊進行設置角膜交聯(lián)手術的光照強度、光斑大小、光斑位置參數(shù)；光照強度優(yōu)化算法模塊進行對光照強度優(yōu)化的過程中，將角膜厚度、曲率、中央光學區(qū)直徑的參數(shù)特征使用全連接層進行線性映射，通過計算實時光照強度調整模塊計算出的最佳光照強度，實時調整光照設備的光照強度；實現(xiàn)根據(jù)不同患者眼睛的曲率半徑，眼睛的角膜的厚度等不同個性化參數(shù)的差異進行光照強度控制，實現(xiàn)根據(jù)不同患者的眼睛的參數(shù)，去精確的控制不同角膜厚度的光照的時間和強度。

技術研發(fā)人員：黃錦海,王亦然,黃小敏
受保護的技術使用者：復旦大學附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/10/10