專利名稱:確定角膜脫落量的裝置與角膜外科手術(shù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于確定角膜剝落量的裝置和角膜手術(shù)裝置，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及以剝落角膜表面和改變其形狀的方式用于校正屈光不正的裝置。
背景技術(shù)：
大家都知道，利用外科手術(shù)通過(guò)利用激光束剝落角膜表面(角膜基質(zhì)等)然后改變其形狀可以校正眼睛的屈光不正現(xiàn)象。在外科手術(shù)過(guò)程中，獲得待進(jìn)行手術(shù)的眼睛(病人眼睛)的角膜形狀(角膜的表面形狀)和屈光度，據(jù)此計(jì)算確定進(jìn)行校正所必需剝落的角膜剝落量。以下是過(guò)去計(jì)算角膜剝落量的過(guò)程。
首先，假定待進(jìn)行手術(shù)的眼睛的角膜表面是球形面或復(fù)曲面，根據(jù)此假定，根據(jù)在角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得的角膜曲率半徑在手術(shù)前的平均值，估計(jì)角膜形狀。然后，根據(jù)手術(shù)后的角膜形狀是球形面或復(fù)曲面的假定，計(jì)算角膜剝落量。根據(jù)通過(guò)主觀眼睛屈光度測(cè)量和/或客觀眼睛屈光度測(cè)量獲得的數(shù)值S(球形度)、C(圓柱形度)以及A(散光軸角)，進(jìn)行此計(jì)算過(guò)程。
然而，人眼睛角膜并不總是諸如球形面、復(fù)曲面等的對(duì)稱形狀。因此，在某些情況下，角膜形狀是非對(duì)稱的，這樣部分地由于不規(guī)則的象差等引起角膜表面形狀的不同。為了能夠進(jìn)行校正屈光不正的手術(shù)，不能計(jì)算僅包括諸如球形面或復(fù)曲面的對(duì)稱形狀(對(duì)稱分量)的剝落數(shù)據(jù)(即角膜剝落量數(shù)據(jù))。
本發(fā)明就是根據(jù)上述情況提出的，并且本發(fā)明的一個(gè)目的是解決上述問(wèn)題并提供一種用于確定角膜剝落量的這種，為了能夠進(jìn)行校正屈光不正的手術(shù)，這種裝置可以根據(jù)角膜形狀和/或眼睛的屈光度計(jì)算角膜剝落量。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種角膜外科手術(shù)裝置，利用這種裝置，根據(jù)獲得的角膜剝落量可以有效進(jìn)行角膜外科手術(shù)。
本發(fā)明公開(kāi)的內(nèi)容為了實(shí)現(xiàn)上述目的并根據(jù)本發(fā)明的用途，正如在此所概況和廣泛說(shuō)明的那樣，本發(fā)明包括如下說(shuō)明的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)確定的角膜剝落量可以進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括第一輸入單元，用于輸入手術(shù)前病人眼睛的角膜形狀數(shù)據(jù)；第二輸入單元，用于輸入估計(jì)的手術(shù)后的眼睛角膜形狀數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于以單獨(dú)、分別計(jì)算對(duì)稱分量的剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量的剝落量數(shù)據(jù)的形式，根據(jù)第一輸入單元和第二輸入單元輸入的數(shù)據(jù)，計(jì)算眼睛的角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元，用于輸出剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
在這種情況下，輸出單元可以優(yōu)先包括顯示單元，用于以圖形形式顯示剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
在這種情況下，不僅如此，輸出單元還可以優(yōu)先包括發(fā)送單元，用于將剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到角膜外科手術(shù)裝置。
在這種情況下，不僅如此，剝落量計(jì)算單元還可以滿意地計(jì)算從包括球形分量、非球形分量以及圓柱形分量?jī)?nèi)的組中選擇的至少一個(gè)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)被用作對(duì)稱分量的剝落量數(shù)據(jù)。
不僅如此，本發(fā)明的裝置可以進(jìn)一步包括角膜形狀測(cè)量單元，角膜形狀測(cè)量單元用于測(cè)量手術(shù)前眼睛角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)；在該裝置中，第一輸入單元可以滿意地將角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的分布數(shù)據(jù)輸入到剝落量計(jì)算單元。
不僅如此，本發(fā)明的裝置可以進(jìn)一步包括角膜形狀測(cè)量單元，用于測(cè)量手術(shù)前眼睛角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)；眼睛屈光度測(cè)量單元，用于測(cè)量手術(shù)前眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)；角膜形狀計(jì)算單元，用于根據(jù)利用角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)和利用眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)計(jì)算等效正常眼角膜屈光度的分布數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲得的等效正常眼角膜屈光度的分布數(shù)據(jù)計(jì)算待估計(jì)的手術(shù)后角膜曲率半徑；在該裝置中，第一輸入單元可以滿意地將角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)輸入到剝落量計(jì)算單元，第二輸入單元可以滿意地將角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)輸入到剝落量計(jì)算單元。
本發(fā)明的角膜形狀計(jì)算單元可以優(yōu)先根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)計(jì)算角膜屈光度分布數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)獲得的角膜屈光度分布數(shù)據(jù)和眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算等效正常眼角膜屈光度的分布數(shù)據(jù)；并且輸出單元可以優(yōu)先包括顯示單元，用于用圖形方法顯示至少一個(gè)從包括角膜屈光度分布數(shù)據(jù)、眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)以及等效正常眼角膜屈光度的分布數(shù)據(jù)中選擇的分布數(shù)據(jù)。
不僅如此，本發(fā)明的裝置進(jìn)一步包括校正屈光度輸入單元，用于輸入病人眼睛的校正屈光度數(shù)據(jù)；以及角膜形狀計(jì)算單元，用于根據(jù)輸入的校正屈光度數(shù)據(jù)計(jì)算待估計(jì)的手術(shù)后角膜形狀數(shù)據(jù)；在該裝置中，第二輸入單元可以優(yōu)先將角膜形狀計(jì)算單元計(jì)算的結(jié)果輸入到剝落量計(jì)算單元。
不僅如此，本發(fā)明的裝置，在第一輸入單元與第二輸入單元之間至少有一個(gè)可以滿意地包括一個(gè)操作員可以利用其輸入數(shù)據(jù)的輸入單元。
角膜外科手術(shù)裝置通過(guò)利用激光束剝落病人眼睛的角膜來(lái)校正屈光不正，該裝置包括第一輸入單元，用于輸入手術(shù)前病人眼睛角膜形狀數(shù)據(jù)；第二輸入單元，用于輸入待估計(jì)的手術(shù)后眼睛角膜形狀數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于以分別、獨(dú)立計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和計(jì)算非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，根據(jù)第一輸入單元和第二輸入單元輸入的數(shù)據(jù)，計(jì)算眼睛角膜剝落量；第一剝落單元，用于根據(jù)獲得的對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)剝落角膜；第二剝落單元，用于根據(jù)獲得的非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)剝落角膜。
在這種情況下，第一剝落單元可以滿意地包括輻照光系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用激光源產(chǎn)生的激光束輻照角膜；并且第二剝落單元可以滿意地與第一剝落單元共享此輻照光系統(tǒng)。
在這種情況下，不僅如此，第二剝落單元可以滿意地包括分光單元，分光單元用于分離激光束，將分光單元設(shè)置在輻照光系統(tǒng)的光路上。
一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)確定的角膜剝落量進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括角膜形狀測(cè)量單元，用于測(cè)量病人眼睛的角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)；眼睛屈光度測(cè)量單元，用于測(cè)量眼睛的眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)；角膜形狀計(jì)算單元，用于根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)和眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前分布數(shù)據(jù)，計(jì)算眼睛的等效正常眼角膜屈光度分布數(shù)據(jù)，然后根據(jù)獲得的等效正常眼角膜屈光度的分布數(shù)據(jù)，計(jì)算待估計(jì)的手術(shù)前眼睛角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于以分布、獨(dú)立計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果和角膜形狀計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算眼睛角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元，用于輸出剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
在這種情況下，角膜形狀計(jì)算單元可以滿意地根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)，計(jì)算角膜屈光度分布數(shù)據(jù)，然后，根據(jù)角膜屈光度分布數(shù)據(jù)和眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算等效正常眼角膜屈光度分布數(shù)據(jù)；并且輸出單元可以滿意地包括顯示單元，該顯示單元以圖形形式顯示至少一個(gè)從包括角膜屈光度分布數(shù)據(jù)、眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)、等效正常眼角膜屈光度分布數(shù)據(jù)、總剝落量數(shù)據(jù)、對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)以及非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)中選擇的數(shù)據(jù)。
在這種情況下，不僅如此，正如根據(jù)權(quán)利要求
15所述的那樣，輸出單元可以優(yōu)先包括發(fā)送單元，用于將剝落量計(jì)算單元計(jì)算的結(jié)果發(fā)送到角膜外科手術(shù)裝置。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
圖1示出說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在確定角膜剝落量的裝置中的光學(xué)系統(tǒng)的基本配置的示意圖；圖2示出說(shuō)明為照相光接收部分設(shè)置的光檢測(cè)器的排列的示意圖；圖3示出說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例用于確定角膜剝落量的裝置中的控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖4示出說(shuō)明角膜曲率半徑的計(jì)算方法的示意圖；圖5示出說(shuō)明角膜屈光度的計(jì)算方法的示意圖；圖6示出說(shuō)明通過(guò)測(cè)量角膜形狀獲得的角膜屈光度計(jì)算值與通過(guò)客觀眼睛屈光度測(cè)量獲得的測(cè)量值之間的差值的示意圖；圖7示出說(shuō)明角膜剝落量的計(jì)算方法的示意圖；圖8示出說(shuō)明角膜剝落量的計(jì)算方法的示意圖；圖9示出說(shuō)明角膜剝落量的計(jì)算方法的流程圖；圖10示出說(shuō)明關(guān)于屈光度分布和剝落量分布的彩色圖像和三維圖形顯示的實(shí)例；以及圖11示出說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的角膜外科手術(shù)裝置的光學(xué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的基本排列的示意圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式現(xiàn)在，參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1示出說(shuō)明在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例在確定角膜剝落量的裝置中的光學(xué)系統(tǒng)的基本配置的示意圖。該光學(xué)系統(tǒng)可以大致分為眼睛屈光度測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)、固定目標(biāo)投影光學(xué)系統(tǒng)以及角膜曲率半徑測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)。
(眼睛屈光度測(cè)量光學(xué)系統(tǒng))眼睛屈光度測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)100包括隙縫光投影光學(xué)系統(tǒng)1和隙縫圖像檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)10。隙縫光投影光學(xué)系統(tǒng)1的光源2輸出的在接近紅外線范圍內(nèi)的光線被反射鏡3反射，然后照亮旋轉(zhuǎn)部分4的隙縫窗孔4a。旋轉(zhuǎn)部分4在電機(jī)5的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)部分4通過(guò)旋轉(zhuǎn)掃描的隙縫光通過(guò)投影透鏡6和限制膜片7，然后被射束分離器8反射。然后，隙縫光通過(guò)射束分離器9會(huì)聚到病人眼睛E的角膜附近Ec并被投影到其眼底Ef上。光源2設(shè)置在與角膜Ec相鄰對(duì)投影透鏡6的共軛點(diǎn)。
為檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)10設(shè)置排列在主光軸L1上的照相光接收透鏡11和反射鏡12，以及排列在光軸L3上的膜片13和光接收部分14。其中光軸L3通過(guò)反射鏡12反射形成。膜片13設(shè)置在通過(guò)反射鏡12在透鏡11的后焦點(diǎn)(即設(shè)置在對(duì)正常眼眼底的共軛點(diǎn))。如圖2所示，8個(gè)光檢測(cè)器15a至15h設(shè)置在光接收部分14的表面上以位于接近角膜Ec對(duì)透鏡11的共軛點(diǎn)。8個(gè)光檢測(cè)器15a至15h中的6個(gè)光檢測(cè)器15a至15f設(shè)置在通過(guò)光接收表面的中心的線上(即光軸L3)，這樣就可以形成15a與15b、15c與15d以及15e與15f的光檢測(cè)器對(duì)。這樣設(shè)置各光檢測(cè)器對(duì)以致使它們對(duì)光接收表面對(duì)稱。這樣設(shè)置這3對(duì)光檢測(cè)器的距離，以致可以檢測(cè)對(duì)應(yīng)于角膜Ec的頂點(diǎn)方向上的相應(yīng)位置的屈光度(在圖2中，角膜上的等效尺寸)。相反，光檢測(cè)器15g和15h位于與設(shè)置光檢測(cè)器15a至15f的線垂直、其中心點(diǎn)位于光軸L3的線上，這樣可以對(duì)中心對(duì)稱。
在具有手術(shù)結(jié)構(gòu)的測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)100中，包括電機(jī)20、齒輪等的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)21旋轉(zhuǎn)投影光學(xué)系統(tǒng)1的部件(例如位于光軸L2上的光源2、反射鏡3、部分4以及電機(jī)5)還旋轉(zhuǎn)光軸L3上的光接收部分14，使得它們互相同步旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在對(duì)除去散光不算的遠(yuǎn)視眼眼底或近視眼眼底掃描隙縫光的情況下，光檢測(cè)器15a至15f設(shè)置在與光接收部分14接收的隙縫光(圖像)的長(zhǎng)側(cè)垂直交叉的方向上。
(固定目標(biāo)投影光學(xué)系統(tǒng))30是固定目標(biāo)投影光學(xué)系統(tǒng)、31是可視光源、32是固定目標(biāo)以及33是投影透鏡。透鏡33向著光軸移動(dòng)，以致可以使眼睛E朦朧。34是射束分離器，它可以產(chǎn)生觀測(cè)光學(xué)系統(tǒng)同軸的光軸。光源31照亮固定目標(biāo)32，通過(guò)固定目標(biāo)32的光通過(guò)透鏡33和射束分離器34，然后被射束分離器9反射，之后到達(dá)眼睛E。因此，可以將眼睛E固定到固定目標(biāo)32。
(角膜曲率半徑測(cè)量光學(xué)系統(tǒng))角膜曲率半徑測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)包括用于測(cè)量曲率半徑的目標(biāo)投影光學(xué)系統(tǒng)25和用于測(cè)量曲率半徑的目標(biāo)圖像檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)35。投影光學(xué)系統(tǒng)具有以下配置。26是在其中心具有孔的錐形平盤。在此平盤上成型一個(gè)其中心在光軸L1上的環(huán)形，該環(huán)形在同心園上具有大量通光部分和阻光部分。27是多個(gè)照明光源，例如LED等，光源27產(chǎn)生的照明光被反射板28反射，這樣就可以從背面幾乎均勻地照亮平板26。通過(guò)平板26的通光部分的環(huán)形光被投影到角膜Ec上，并在角膜Ec上形成環(huán)形(平環(huán))圖像。
檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)35包括射束分離器9、射束分離器34、攝影物鏡37以及CCD攝像機(jī)38。在角膜Ec上形成的環(huán)形圖像光線被射束分離器9反射，之后被射束分離器34反射，然后通過(guò)透鏡37進(jìn)入攝像機(jī)38的攝像單元(即接收?qǐng)D像)。此外，檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)35還作為觀測(cè)光學(xué)系統(tǒng)使用。因此，被眼球前部照明光源照亮的眼睛E的前部圖像的光線(未示出)進(jìn)入攝像機(jī)38的攝像單元(即接收?qǐng)D像)。電視監(jiān)視器39顯示拍攝的眼睛前部圖像和在角膜Ec上形成的環(huán)形圖像。
接著，以下參考圖3所示的控制系統(tǒng)方框圖，說(shuō)明具有上述根據(jù)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的裝置的運(yùn)行過(guò)程。首先，說(shuō)明角膜曲率半徑和眼睛屈光度的測(cè)量過(guò)程。
在測(cè)量角膜曲率半徑的過(guò)程中，操作員利用模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)40選擇測(cè)量角膜曲率半徑模式。操作員通過(guò)觀測(cè)被前部照明光源照亮的顯示在監(jiān)視器39上的眼睛E的前部圖像進(jìn)行調(diào)節(jié)。(可以利用已知方式進(jìn)行調(diào)節(jié)。該方式是這樣一種方式，即將位置調(diào)節(jié)目標(biāo)投影到角膜Ec，然后使角膜反射亮點(diǎn)和十字線具有給定關(guān)系。)調(diào)節(jié)完成之后，操作員按下測(cè)量啟動(dòng)開(kāi)關(guān)(未示出)，這樣就產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào)，根據(jù)此啟動(dòng)信號(hào)，開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量。
通過(guò)對(duì)攝像機(jī)38拍攝的圖像進(jìn)行處理，角膜形狀計(jì)算部分53檢測(cè)環(huán)形圖像的邊緣。然后，利用以給定間距(1°)獲得相對(duì)于角膜Ec頂點(diǎn)的各邊緣位置，計(jì)算部分53計(jì)算角膜曲率半徑。
以下說(shuō)明獲得角膜曲率半徑的計(jì)算過(guò)程。如圖4所示，當(dāng)在位于光軸距離D的光源P的角膜凸出表面獲得的圖像i時(shí)，將檢測(cè)的圖像高度定義為h`，并通過(guò)透鏡L在二維檢測(cè)平面上形成距離角膜的高度H。將該裝置光學(xué)系統(tǒng)的放大率定義為m。利用如下表達(dá)式給出角膜曲率半徑RR＝(2D/H)mh`此外，還可以采用如下說(shuō)明的計(jì)算角膜曲率半徑的方法。將投影到角膜上的第j個(gè)環(huán)的區(qū)域的曲率半徑定義為Rj。將根據(jù)第j個(gè)環(huán)的高度、到眼睛E的距離以及攝像放大率確定的比例常數(shù)被定義為Kj。將攝像平面上的圖像高度定義為hj。根據(jù)此定義，由下式給出如上說(shuō)明的關(guān)系表示Rj＝kj·hj其中，如果事先測(cè)量多個(gè)覆蓋測(cè)量范圍、具有已知不同角膜曲率半徑的模型眼，則將獲得的比例常數(shù)作為裝置的本征值。因此，如果將常數(shù)kj讀出并在測(cè)量時(shí)用于計(jì)算，則可以在極短的時(shí)間內(nèi)獲得角膜曲率半徑分布。(關(guān)于此計(jì)算過(guò)程的細(xì)節(jié)，請(qǐng)參考與第HEI 7(1995)-124113號(hào)日本未決專利申請(qǐng)對(duì)應(yīng)的USP 5,500,697等)將獲得的角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器55b。
追加部分是在假定瞳孔中心被定義為眼睛的起端情況下使用角膜外科手術(shù)裝置的，但是，通常，角膜頂點(diǎn)與瞳孔中心不一致，因此應(yīng)事先發(fā)現(xiàn)角膜形狀(角膜中心等)與瞳孔中心之間的位置關(guān)系。由此看來(lái)，根據(jù)攝像機(jī)38拍攝的前部圖像，將瞳孔中心定義為由如下第一條線和第二條線確定的交叉點(diǎn)第一條線通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)之間的中心并在垂直方向延伸(這兩個(gè)點(diǎn)分別位于瞳孔的相對(duì)兩側(cè)，兩側(cè)上的點(diǎn)即與通過(guò)接近瞳孔中心的水平線的交叉點(diǎn))，第二條線通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)之間的中心并在水平方向延伸(這兩個(gè)點(diǎn)分別位于瞳孔的相對(duì)兩側(cè)，兩側(cè)上的點(diǎn)即與通過(guò)接近瞳孔中心的垂直線的交叉點(diǎn))。定義瞳孔中心的方法并不局限于此，另一種方法也能滿足要求。例如，可以根據(jù)瞳孔的重量滿意地對(duì)瞳孔中心進(jìn)行定義。然后，將獲得的相對(duì)于角膜形狀的瞳孔位置存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器55b。
但是，在測(cè)量眼睛屈光度(以下簡(jiǎn)稱客觀眼睛屈光度)的過(guò)程中，操作員將模式改變到測(cè)量眼睛屈光度模式(在連續(xù)測(cè)量模式下，自動(dòng)將模式改變?yōu)闇y(cè)量眼睛屈光度模式)，然后，通過(guò)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)100進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)光接收部分14的各光檢測(cè)器輸出各輸出信號(hào)的各相位差，屈光度計(jì)算部分52獲得客觀眼睛屈光度。更具體地說(shuō)，首先，利用與現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)量屈光度的方法(例如相位差方法)進(jìn)行基本測(cè)量。根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，通過(guò)移動(dòng)透鏡33，覆蓋眼睛E。因此，在放置光檢測(cè)器15a至15f的頂點(diǎn)方向確定光檢測(cè)器15a至15f的中心。此確定過(guò)程是根據(jù)光檢測(cè)器15g和15h輸出的各信號(hào)進(jìn)行的，此輸出信號(hào)隨著隙縫光在光接收部分14上的運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化。接著，對(duì)于各光檢測(cè)器15a至15f的中心，根據(jù)各光檢測(cè)器15a至15f的各輸出信號(hào)之間的相位差，計(jì)算與各光檢測(cè)器對(duì)應(yīng)的各角膜部分的屈光度。如果在投影光學(xué)系統(tǒng)1和光接收部分14圍繞光軸以給定角度(例如1°)旋轉(zhuǎn)180°情況下，為了對(duì)各間隔的各頂點(diǎn)獲得各屈光度進(jìn)行此計(jì)算，則可以獲得在頂點(diǎn)方向發(fā)生變化的屈光度分布(詳細(xì)內(nèi)容，請(qǐng)參考第HEI10(1998)-108836號(hào)和對(duì)應(yīng)于USP 5,907,388的第HEI10(1998)-108837號(hào)日本未決專利中請(qǐng))。其中，屈光度值被表示為鏡頂屈光度(該裝置還可以輸出或轉(zhuǎn)換作為眼鏡屈光度的屈光度，眼鏡屈光度依賴于佩戴眼鏡的位置)。將獲得的客觀眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到HDD 55a或存儲(chǔ)器55b。
如果如上所述獲得包括角膜曲率半徑和客觀眼睛屈光度的各測(cè)量數(shù)據(jù)，則操作員根據(jù)顯示在彩色顯示器56上的指令操作鍵盤58和/或鼠標(biāo)57，彩色顯示器56與控制部分50相連，這樣就可以開(kāi)始進(jìn)行分析了。為控制部分50設(shè)置的分析部分54將角膜曲率半徑轉(zhuǎn)換為角膜屈光度，然后執(zhí)行分析程序以獲得轉(zhuǎn)換的角膜屈光度與對(duì)應(yīng)的客觀眼睛屈光度之間的關(guān)系。
接著，說(shuō)明將角膜曲率半徑轉(zhuǎn)換為角膜屈光度的方法。角膜屈光度表示這樣一種能力，即角膜對(duì)與光軸平行的光的折射能力。并且折射光與光軸交叉。將角膜屈光度定義為角膜頂點(diǎn)與交叉點(diǎn)之間距離的倒數(shù)。當(dāng)將角膜曲率半徑轉(zhuǎn)換為角膜屈光度時(shí)，可以采用斯涅爾定律(或稱折射定律)。當(dāng)將角膜曲率半徑轉(zhuǎn)換為角膜屈光度D時(shí)，可以使用如下表達(dá)式來(lái)計(jì)算測(cè)量光軸的近似值(角膜中心的近似位置)，因?yàn)槠湔`差小D＝(ne-1)/r其中，r被定義為角膜曲率半徑，ne為等效折射率(通常，ne＝1.3375)。
然而，此表達(dá)式僅可以應(yīng)用于計(jì)算測(cè)量光軸的近似值。如果將此表達(dá)式應(yīng)用于計(jì)算遠(yuǎn)離光軸附近的角膜外圍部分，則誤差會(huì)增大。在說(shuō)明角膜外圍部分時(shí)，根據(jù)斯涅爾定律的屈光度是適當(dāng)?shù)?。根?jù)此定義獲得的屈光度與相同情況下的客觀眼睛屈光度進(jìn)行比較。此外，斯涅爾定律還定義位于光束的入射點(diǎn)的法線與光束進(jìn)入折射平面時(shí)在此入射點(diǎn)折射的光束位于同一平面上，并且進(jìn)一步定義法線和入射光束之間夾角的正弦值與法線和折射光束之間夾角的正弦值之間的比值為常數(shù)。下式給出斯涅爾定律N sin i＝N`sin i`其中，各折射平面上的折射率被定義為N和N`，入射光束與法線之間的夾角被定義為i，以及折射光束與法線之間形成的夾角被定義為i`。
接著，以下將說(shuō)明利用斯涅爾定律計(jì)算角膜屈光度的過(guò)程。在圖5中，將與通過(guò)角膜頂點(diǎn)T和曲率中心Oa的直線平行的光線定義在角膜上、距角膜頂點(diǎn)T的距離為X的點(diǎn)P折射，并被定義在點(diǎn)f與直線TOa交叉。其中，給出如下定義(距離的單位為米)Ra點(diǎn)P處的角膜曲率半徑Rr從點(diǎn)P到點(diǎn)f處的距離q點(diǎn)P處的法線與入射光之間的夾角g點(diǎn)P處的法線與折射光之間的夾角通過(guò)下列計(jì)算步驟可以計(jì)算點(diǎn)P處的屈光度。
首先，如圖5所示，下式給出夾角qθ=sin-1[XRa]·····(1)]]>接著，根據(jù)斯涅爾定律，下式給出夾角gγ=sin-1[XRa×n]·····(2)]]>根據(jù)表達(dá)式(1)和表達(dá)式(2)，下式給出夾角α(線段hp與線段Pf之間形成的夾角)、距離Rr以及線段hfα＝90-θ+γRr=Xcos(α)·····(3)]]>hf‾=Rr2-X2]]>此外，下式給出線段Th的距離Th‾=Ra-Ra2-X2·····(4)]]>因此，下式給出從角膜頂點(diǎn)T到點(diǎn)f的距離Tf‾=Th‾+hf‾=Ra-Ra2-X2+Rr2-X2·····(5)]]>下式給出角膜的屈光度Dc=1Tf‾=1Ra-Ra2-X2+Rr2-X2·····(6)]]>
相反，在定義折射率為n(＝1.376)情況下，下式給出空氣中的屈光度D=n×Dc=nRa-Ra2-X2+Rr2-X2·····(7)]]>如果通過(guò)利用上述表達(dá)式(1)至(7)對(duì)全部測(cè)量區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，則可以計(jì)算角膜屈光度。換句話說(shuō)，利用角膜形狀計(jì)算部分53可以滿意地進(jìn)行計(jì)算。
接著，根據(jù)上述計(jì)算的角膜屈光度，將客觀眼睛屈光度轉(zhuǎn)換為等效于角膜表面的屈光度。轉(zhuǎn)換的數(shù)值成為角膜屈光度形式用于使眼睛E成為正常眼(在此說(shuō)明書(shū)中，可以將此定義為“等效正常眼角膜屈光度”)。
在此，以下說(shuō)明根據(jù)角膜形狀獲得的角膜屈光度與客觀眼睛屈光度之間的關(guān)系。如圖6所示，角膜屈光度數(shù)值的意義與客觀眼睛屈光度的數(shù)值的意義完全不同。通過(guò)計(jì)算焦距f，然后將它轉(zhuǎn)換為屈光度可以獲得角膜屈光度。相反，通過(guò)測(cè)量使眼睛成為正常眼必需的屈光度(校正數(shù))df，可以獲得客觀眼睛屈光度。例如，如果在與客觀眼睛屈光度在相同的測(cè)量區(qū)域內(nèi)根據(jù)角膜形狀獲得的角膜屈光度為43.50D，并且如果測(cè)量的客觀眼睛屈光度為0D，則表示眼睛E具有這樣的光學(xué)系統(tǒng)，即當(dāng)角膜屈光度為43.50D時(shí)在視網(wǎng)膜上形成圖像。如果角膜屈光度為43.50D并且客觀眼睛屈光度為-2D，則表示為了在視網(wǎng)膜上形成圖像，需要將眼睛E的角膜屈光度校正-2D(達(dá)到41.50D)。
因此，在測(cè)量客觀眼睛屈光度的區(qū)域內(nèi)，以將包括符號(hào)的測(cè)量客觀眼睛屈光度與由角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得的角膜屈光度相加的形式，計(jì)算使眼睛成為正常眼的角膜屈光度。
根據(jù)下式，計(jì)算值證明為等效正常眼角膜屈光度等效正常眼角膜屈光度＝角膜屈光度+客觀眼睛屈光度此外，根據(jù)斯涅爾定律，可以將等效正常眼角膜屈光度轉(zhuǎn)換為角膜曲率半徑。通過(guò)利用與圖5所示的相同方式建立的如下兩個(gè)表達(dá)式，可以完成此轉(zhuǎn)換過(guò)程
Rr=Ra1-(Xn×Ra)2-1n1-(XRa)2·····(8)]]>Rr2-X2+Ra-Ra2-X2-nD=0]]>其中，D被定義為等效正常眼角膜屈光度；Ra為求得的角膜曲率半徑。
通過(guò)利用等效正常眼角膜屈光度D和轉(zhuǎn)換角膜曲率半徑Ra，可以以角膜表面的形式來(lái)表示客觀眼睛屈光度數(shù)值與由角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得的角膜曲率半徑數(shù)值以及角膜屈光度數(shù)值之間的關(guān)系。因此，可以利用此關(guān)系估計(jì)角膜表面形狀?？傊梢哉f(shuō)，眼睛的總屈光度即角膜屈光度與透鏡屈光度之和，但是難以曉得透鏡的屈光度。另外，眼睛的軸長(zhǎng)度也是屈光不正的一個(gè)原因。但是，通過(guò)用角膜表面形狀替換屈光不正，上述表達(dá)式可以使操作員理解與真實(shí)角膜表面形狀的關(guān)系，即使操作員不知道未知數(shù)值(例如透鏡屈光度、眼睛的軸長(zhǎng)度等)。
接著，以下將說(shuō)明在為了校正屈光不正進(jìn)行外科手術(shù)過(guò)程中使用的剝落數(shù)據(jù)的分析過(guò)程。通過(guò)使用鼠標(biāo)57等，操作員指示單元執(zhí)行分析程序，然后，根據(jù)在角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得的角膜曲率半徑和通過(guò)轉(zhuǎn)換等效正常眼角膜屈光度獲得的角膜曲率半徑，分析部分54計(jì)算剝落數(shù)據(jù)。以下將說(shuō)明此計(jì)算方法，此方法說(shuō)明參考圖7和圖8對(duì)近視眼進(jìn)行校正是必要的。圖9是說(shuō)明此計(jì)算方法的流程圖。
根據(jù)在角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得的角膜曲率半徑，手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)為三維形狀。根據(jù)通過(guò)轉(zhuǎn)換等效正常眼角膜屈光度獲得的角膜曲率半徑，獲得手術(shù)后角膜形狀(為校正目標(biāo))。隨后，根據(jù)兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的差值，計(jì)算總剝落量數(shù)據(jù)。即，如圖7(a)所示，角膜形狀數(shù)據(jù)71相對(duì)于手術(shù)前角膜形狀75向下移位最大量Δh1(得到角膜形狀71`)。其中，角膜形狀數(shù)據(jù)71為校正目標(biāo)，而最大量Dh1為屬于剝落區(qū)域的光區(qū)70內(nèi)的差值。如圖7(b)所示，通過(guò)移位獲得的高度分布數(shù)據(jù)被定義為總剝落量數(shù)據(jù)72，并將獲得的高度分布數(shù)據(jù)作為高度分布數(shù)據(jù)的三維形狀72`。通過(guò)修勻，優(yōu)先對(duì)此時(shí)的剝落量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
在等效正常眼角膜屈光度不被用作本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例情況下，通過(guò)從手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)中減去手術(shù)后角膜形狀數(shù)據(jù)可以獲得剝落量分布數(shù)據(jù)。其中，通過(guò)角膜形狀測(cè)量過(guò)程獲得手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)，手術(shù)后角膜形狀數(shù)據(jù)為根據(jù)校正屈光度數(shù)據(jù)獲得的估計(jì)數(shù)據(jù)(根據(jù)通過(guò)主觀眼睛屈光度測(cè)量過(guò)程獲得的屈光度進(jìn)行定義)。
獲得總剝落量數(shù)據(jù)72后，對(duì)球形分量剝落量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。例如，獲得球形形狀76的最小曲率半徑R1。其中，球形形狀76基本上內(nèi)接總剝落量數(shù)據(jù)72的三維形狀72`(請(qǐng)參考圖7(b))。具有最小曲率半徑R1的球形形狀76向下移位以位于三維形狀72`的數(shù)據(jù)內(nèi)(球形形狀76`)。通過(guò)移位獲得的高度分布數(shù)據(jù)被定義為球形表面77的剝落量數(shù)據(jù)。圖8(a)示出通過(guò)從總剝落量數(shù)據(jù)72(三維形狀數(shù)據(jù)72`)內(nèi)減去球形表面剝落量數(shù)據(jù)77獲得的剩余剝落量數(shù)據(jù)73。隨后，根據(jù)剩余剝落量數(shù)據(jù)73計(jì)算圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)。
在計(jì)算圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)之前，如下說(shuō)明的過(guò)程定義軸向角A。首先，通過(guò)利用總剝落量數(shù)據(jù)72的形狀可以產(chǎn)生位于各坐標(biāo)位置的角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)。然后，在產(chǎn)生的數(shù)據(jù)之間建立最平坦曲率方向并將它定義為軸角方向A。在圖8(a)中，軸角方向A被定義為0°。
接著，獲得圓柱形形狀78的最大曲率半徑R2。其中，如圖8(a)所示，利用定義的軸角方向A，圓柱形形狀78內(nèi)接在剩余剝落量數(shù)據(jù)73的形狀內(nèi)。具有最大曲率半徑R2的圓柱形形狀78的高度分布數(shù)據(jù)被定義為圓柱形表面79的剝落量數(shù)據(jù)。圖8(b)示出通過(guò)從剩余剝落量數(shù)據(jù)73中減去圓柱形表面79剝落量數(shù)據(jù)獲得的剩余量數(shù)據(jù)。剩余量被定義為非規(guī)則色散分量(非對(duì)稱分量)剝落量數(shù)據(jù)74。
上述說(shuō)明適合于對(duì)近視進(jìn)行校正的情況，但是優(yōu)選實(shí)施例并不局限于此。根據(jù)上述過(guò)程，在校正遠(yuǎn)視情況下，可以獲得球形分量剝落量數(shù)據(jù)和圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)，以致可以獲得這樣的形狀，即外圍部分的剝落量大于中心部分的剝落量。
此外，上述過(guò)程是計(jì)算對(duì)稱分量剝落量和非對(duì)稱分量剝落量的計(jì)算方法的一個(gè)例子。因此，可以利用各種方法獲得剝落量。例如，按上述方法獲得散光軸角方向A，隨后，為了獲得總剝落形狀數(shù)據(jù)，每2μm定位一個(gè)剖面形狀，然后，對(duì)于獲得的各剖面形狀，定位基于軸角方向A的各內(nèi)接園。因此，可以獲得球形分量和/或非球形分量，并且可以獲得他們的各剝落量。不僅如此，可以對(duì)通過(guò)從總剝落量中減去旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的球形分量和/或非球形分量、線性對(duì)稱的圓柱形分量獲得的剩余量進(jìn)行計(jì)算，并將它定義為非對(duì)稱分量剝落量。
如上所述，可以分別獲得球形分量(非球形分量)剝落量、圓柱形分量剝落量以及非規(guī)則散光分量，然后以圖形方式將這些數(shù)據(jù)輸出并顯示到彩色顯示器56以與客觀眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)和角膜屈光度分布數(shù)據(jù)進(jìn)行方便、可視比較。
圖10示出說(shuō)明關(guān)于屈光度分布和剝落量分布的彩色圖像和三維圖形顯示的實(shí)例。在位于顯示屏幕右上角的顯示部分62，利用彩色圖像顯示作為校正目標(biāo)的角膜屈光度分布；在位于顯示屏幕左上角的顯示部分61，利用彩色圖像顯示手術(shù)前角膜屈光度分布。此外，在位于顯示屏幕左下角的顯示部分63，將總剝落量分布顯示為三維形狀；在位于顯示屏幕中下部的顯示部分64，將對(duì)稱分量剝落量分布(例如圓柱形分量)顯示為三維形狀；在位于顯示屏幕右下角的顯示部分65，將非對(duì)稱剝落剝落量分布顯示為三維形狀。此外，還可以以上述方法、以圖形方式顯示對(duì)稱分量剝落量分布。不僅如此，利用設(shè)置在顯示屏幕右下角部分的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)60，可以在彩色顯示、三維顯示以及在特定經(jīng)線方向的剖面(剖視)圖形顯示之間相互改變顯示方法。
正如所說(shuō)明的那樣，用圖形方法、逐一、分別顯示角膜形狀測(cè)量結(jié)果、客觀眼睛屈光度測(cè)量結(jié)果、基于上述結(jié)果的總剝落量數(shù)據(jù)、球形(非球形)分量剝落量數(shù)據(jù)、圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)以及非規(guī)則散光分量剝落量數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。因此，在為了將病人眼睛校正為正常眼進(jìn)行角膜校正手術(shù)情況下，操作員可以可視地知道應(yīng)該利用激光輻照將眼睛象差的哪個(gè)分量剝落。
如果最大剝落量超過(guò)對(duì)所有光區(qū)70的角膜剝落允許量，則通過(guò)使光區(qū)70減小，將剝落量校正到允許量范圍內(nèi)。
將分析部分54計(jì)算的以下各數(shù)據(jù)(例如球形(非球形)分量剝落量數(shù)據(jù)、圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)以及非規(guī)則散光分量剝落量數(shù)據(jù))存儲(chǔ)到HDD 55a和/或存儲(chǔ)器55b。將這些數(shù)據(jù)傳送到角膜外科手術(shù)裝置90，該裝置通過(guò)通信電纜與通信端口59b和軟盤驅(qū)動(dòng)器(FDD)59a驅(qū)動(dòng)的FDD 59c相連，它利用準(zhǔn)分子激光束剝落角膜。還將根據(jù)上述數(shù)據(jù)的瞳孔中心位置傳送并存儲(chǔ)到角膜外科手術(shù)裝置90。根據(jù)角膜剝落量輸入數(shù)據(jù)，角膜外科手術(shù)裝置90對(duì)病人眼睛角膜的各坐標(biāo)確定輻照脈沖數(shù)和輻照能量。根據(jù)確定的數(shù)值，通過(guò)控制激光輻照，角膜外科手術(shù)裝置90對(duì)角膜Ec進(jìn)行外科手術(shù)。
在第HEI9(1997)-122167號(hào)(對(duì)應(yīng)于USP 5,800,424)日本未決專利申請(qǐng)中以及第HEI9(1997)-266925(對(duì)應(yīng)于USP 5,906,608)號(hào)日本未決專利申請(qǐng)中披露了角膜外科手術(shù)裝置90的各種實(shí)例。
圖11示出說(shuō)明對(duì)角膜外科手術(shù)裝置設(shè)置90的光學(xué)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的基本排列的示意圖。101為準(zhǔn)分子激光束光源，102為反射鏡。103為分光掩膜，它具有多個(gè)形成一條直線的帶形掩膜。利用分光掩膜驅(qū)動(dòng)單元104關(guān)閉和打開(kāi)帶形掩膜，因此可以在長(zhǎng)度方向部分截割激光束光源101產(chǎn)生的細(xì)長(zhǎng)方形的準(zhǔn)分子激光束。平板反射鏡105掃描通過(guò)掩膜103的激光束，這樣，激光束被移動(dòng)(移位)。107為轉(zhuǎn)像器，109a為具有可變開(kāi)口的園孔。109b為具有可變開(kāi)口的隙縫孔，更具體地說(shuō)，利用隙縫孔驅(qū)動(dòng)單元110b可以控制其開(kāi)口的寬度，并且隙縫開(kāi)口的方向可以繞著光軸L旋轉(zhuǎn)。111為投影透鏡、112為用于反射準(zhǔn)分子激光束并使可見(jiàn)光通過(guò)的分光鏡，114為觀測(cè)光學(xué)系統(tǒng)。121為數(shù)據(jù)輸入單元，120為用于控制各驅(qū)動(dòng)單元的控制單元。
接著，以下將說(shuō)明利用角膜外科手術(shù)裝置90進(jìn)行角膜外科手術(shù)的過(guò)程。首先，通過(guò)輸入單元121輸入利用確定角膜剝落量的裝置獲得的角膜剝落量數(shù)據(jù)和瞳孔中心位置數(shù)據(jù)。隨后，獲得瞳孔中心以定義作為外科手術(shù)標(biāo)準(zhǔn)位置的眼睛焦點(diǎn)。與上述用于確定角膜剝落量的裝置的過(guò)程相同，根據(jù)觀測(cè)光學(xué)系統(tǒng)114內(nèi)的CCD攝像機(jī)(未示出)拍攝的前部圖像，進(jìn)行定義瞳孔中心的過(guò)程。在此過(guò)程中，瞳孔中心被滿意地定義為這樣一個(gè)交叉點(diǎn)，即由下列第一條線和第二條線確定的交叉點(diǎn)第一條線通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)之間的中心并在垂直方向延伸(這兩個(gè)點(diǎn)分別位于瞳孔的相對(duì)兩側(cè)，位于兩側(cè)的點(diǎn)為與通過(guò)接近瞳孔中心的水平線的交叉點(diǎn))；而第二條線通過(guò)兩個(gè)點(diǎn)之間的中心并在水平方向延伸(這兩個(gè)點(diǎn)分別位于瞳孔的相對(duì)兩側(cè)，位于兩側(cè)的點(diǎn)為與通過(guò)接近瞳孔中心的垂直線的交叉點(diǎn))。或者，根據(jù)瞳孔的重量滿意地對(duì)瞳孔中心進(jìn)行定義。除了這些方法之外，操作員還可以利用手術(shù)顯微鏡觀測(cè)瞳孔，然后就可以簡(jiǎn)單定義瞳孔中心。隨后，控制裝置120使根據(jù)確定角膜剝落量的裝置發(fā)送的角膜剝落量數(shù)據(jù)的瞳孔中心位置與由上述角膜外科手術(shù)裝置90確定的瞳孔中心位置一致。然后，根據(jù)球形(非球形)分量剝落量數(shù)據(jù)、圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)、非規(guī)則散光分量剝落量數(shù)據(jù)，控制裝置120以如下方法進(jìn)行剝落。
如果根據(jù)球形(非球形)分量剝落量數(shù)據(jù)，對(duì)球形(非球形)表面近視進(jìn)行校正，利用園孔109a限制激光束，然后再移動(dòng)平板反射鏡105，這樣激光束會(huì)移動(dòng)到高斯分布方向。每次激光束在一個(gè)表面上完成移動(dòng)(一次掃描)時(shí)，轉(zhuǎn)像器107就旋轉(zhuǎn)并使激光束改變移動(dòng)方向(例如以120°為間隔的三個(gè)方向)。然后，利用接近均勻的激光束剝落園孔109a限制的區(qū)域。如果在每次改變園孔109a的開(kāi)口區(qū)域時(shí)進(jìn)行此剝落，則可以對(duì)球形(非球形)分量進(jìn)行此剝落過(guò)程，這樣就可以對(duì)角膜的中心部分加深剝落而對(duì)角膜的外圍部分進(jìn)行輕微剝落。
在根據(jù)圓柱形分量剝落量數(shù)據(jù)校正散光時(shí)，根據(jù)光區(qū)的大小，固定園孔109a的開(kāi)口區(qū)域的大小，而改變隙縫孔109b的開(kāi)口寬度。事先利用驅(qū)動(dòng)裝置110b調(diào)節(jié)隙縫孔109b以在主體線方向改變隙縫的開(kāi)口寬度。關(guān)于與上述近視校正過(guò)程相同的激光束輻照過(guò)程，通過(guò)移動(dòng)平板反射鏡105來(lái)移動(dòng)激光束，這樣激光束可以移動(dòng)到高斯分布方向。然后，每次掃描激光束時(shí)，轉(zhuǎn)像器107均旋轉(zhuǎn)，這樣就可以改變激光束的移動(dòng)方向。因此，可以接近均勻地對(duì)隙縫孔109b限制的區(qū)域進(jìn)行剝落。在依次改變隙縫孔109b的開(kāi)口寬度的情況下，重復(fù)進(jìn)行此剝落過(guò)程。這樣，就可以對(duì)圓柱形分量進(jìn)行剝落。
以下是對(duì)非規(guī)則散光分量的剝落過(guò)程，將分光掩膜103設(shè)置在光路上。依次使平板反射鏡105移動(dòng)，這樣發(fā)射到角膜Ec上的激光束就可以移動(dòng)到這樣的方向(高斯分布方向)，即與其長(zhǎng)方形形狀的長(zhǎng)度方向垂直的方向。同時(shí)，如果分光掩膜103的帶形掩膜被選擇性地開(kāi)啟和/或關(guān)閉，則利用這種激光束僅對(duì)角膜Ec通過(guò)掩膜開(kāi)啟部分的小區(qū)域進(jìn)行輻照。根據(jù)非規(guī)則散光分量的剝落量數(shù)據(jù)，在被平板反射鏡105移動(dòng)的激光束的各移動(dòng)位置對(duì)分光掩膜103的開(kāi)啟和/或關(guān)閉進(jìn)行控制，并且通過(guò)掩膜移動(dòng)裝置115，分光掩膜103可以在光束的長(zhǎng)度方向少許移動(dòng)。此外，通過(guò)控制輻照的時(shí)間周期可以調(diào)節(jié)各位置的剝落量。因此，可以完成非規(guī)則散光分量剝落過(guò)程。
如上所述，分別、獨(dú)立地進(jìn)行對(duì)稱分量(球形(非球形)分量剝落過(guò)程，圓柱形分量剝落過(guò)程)和非對(duì)稱分量的剝落過(guò)程。因此，可以縮短進(jìn)行手術(shù)所需的時(shí)間周期，并可以有效完成手術(shù)。
在此優(yōu)選實(shí)施例中，以此順序完成球形(非球形)分量剝落過(guò)程、圓柱形分量剝落過(guò)程以及非對(duì)稱分量剝落過(guò)程，然而，此順序并不局限于此，所以可以自愿改變此順序。
不僅如此，在此優(yōu)選實(shí)施例中，例如，根據(jù)通過(guò)控制孔和/或分光掩膜進(jìn)行剝落的角膜外科手術(shù)裝置對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明。除了此外科手術(shù)裝置外，本發(fā)明還可以應(yīng)用于這種裝置，即以二維掃描形式掃描小點(diǎn)激光束的裝置。對(duì)于這種類型的裝置，剝落對(duì)稱分量的步驟可以滿意地與剝落非對(duì)稱分量的步驟分離。因?yàn)榭梢匀菀椎貙?duì)激光束的掃描過(guò)程進(jìn)行控制，所以準(zhǔn)確地進(jìn)行剝落。
不僅如此，在此實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的裝置(用于驅(qū)動(dòng)角膜剝落量的裝置)在一個(gè)主體內(nèi)包括以下所有機(jī)構(gòu)用于測(cè)量角膜形狀(角膜曲率半徑)的機(jī)構(gòu)；用于測(cè)量眼睛客觀屈光度的機(jī)構(gòu)；用于根據(jù)上述兩個(gè)機(jī)構(gòu)的測(cè)量結(jié)果計(jì)算被用作校正目標(biāo)的角膜形狀數(shù)據(jù)的裝置；以及用于根據(jù)手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)和校正目標(biāo)角膜形狀數(shù)據(jù)計(jì)算角膜剝落量的機(jī)構(gòu)。然而，可以為獨(dú)立裝置滿意地單獨(dú)設(shè)置這些機(jī)構(gòu)，或這些機(jī)構(gòu)中的一些機(jī)構(gòu)被滿意地組合并為各裝置設(shè)置一些這種機(jī)構(gòu)。用于確定角膜剝落量的裝置可以滿意地為這樣的裝置，即通過(guò)簡(jiǎn)單輸入手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)和角膜目標(biāo)角膜形狀數(shù)據(jù)可以計(jì)算角膜剝落量數(shù)據(jù)。如上所述，對(duì)于本發(fā)明可以進(jìn)行各種調(diào)整和變換。
工業(yè)應(yīng)用如上所述，根據(jù)本發(fā)明，即使是在非規(guī)則散光等情況下，為了對(duì)充分校正屈光不正進(jìn)行外科手術(shù)，可以根據(jù)待手術(shù)的眼睛的角膜形狀和/或屈光度準(zhǔn)確確定角膜剝落量。
在這種情況下，以根據(jù)確定的角膜剝落量分別對(duì)對(duì)稱分量進(jìn)行剝落和對(duì)非對(duì)稱分量進(jìn)行剝落的形式，優(yōu)先利用外科手術(shù)裝置對(duì)角膜進(jìn)行剝落。因此，可以縮短整個(gè)手術(shù)過(guò)程所需的時(shí)間周期，并且可以有效、方便地進(jìn)行手術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)確定的角膜剝落量進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括角膜形狀測(cè)量單元，用于測(cè)量病人眼睛的手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)；輸入單元，用于輸入待估計(jì)的眼睛的手術(shù)后角膜形狀數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前角膜形狀數(shù)據(jù)和輸入單元輸入的手術(shù)后角膜形狀數(shù)據(jù)，以單獨(dú)地、分別計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，計(jì)算眼睛的角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元，用于輸出角膜剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
2.一種角膜外科手術(shù)裝置，它通過(guò)利用激光束剝落病人眼睛的角膜校正屈光不正，該裝置包括第一輸入單元，用于輸入手術(shù)前眼睛角膜形狀數(shù)據(jù)；第二輸入單元，用于輸入待估計(jì)的手術(shù)后眼睛角膜形狀數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于根據(jù)第一輸入單元和第二輸入單元輸入的數(shù)據(jù)，以分別、單獨(dú)計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，計(jì)算眼睛角膜剝落量數(shù)據(jù)；第一剝落單元，用于根據(jù)獲得的對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)，剝落角膜；以及第二剝落單元，用于根據(jù)獲得的非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)，剝落角膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的角膜外科手術(shù)裝置，其中第一剝落單元包括利用激光光源產(chǎn)生的激光束輻照角膜的輻照光系統(tǒng)；第二剝落單元與第一剝落單元共享該輻照光系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的角膜外科手術(shù)裝置，其中第二剝落單元包括用于分離激光束的分光單元，該分光單元設(shè)置在輻照光系統(tǒng)的光路上。
5.一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)確定的角膜剝落量進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括角膜形狀測(cè)量單元，用于測(cè)量病人眼睛的角膜的手術(shù)前曲率半徑的分布數(shù)據(jù)；眼睛屈光度測(cè)量單元，用于測(cè)量手術(shù)前眼睛屈光度的分布數(shù)據(jù)；角膜形狀計(jì)算單元，用于根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜的手術(shù)前曲率半徑的分布數(shù)據(jù)和由眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算等效正常眼睛角膜屈光度分布數(shù)據(jù)，隨后，根據(jù)獲得的等效正常眼睛角膜屈光度分布數(shù)據(jù)計(jì)算待估計(jì)的手術(shù)后眼睛角膜曲率半徑分布數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于根據(jù)角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜的手術(shù)前曲率半徑的分布數(shù)據(jù)和由角膜形狀計(jì)算單元計(jì)算的角膜的手術(shù)后曲率半徑的分布數(shù)據(jù)，以分別、獨(dú)立計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，計(jì)算眼睛角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元，用于輸出剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其中輸出單元包括用于以圖形方法顯示剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果的顯示單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其中剝落量計(jì)算單元至少計(jì)算一個(gè)從包括球形分量、非球形分量以及圓柱形分量的組中選擇的數(shù)據(jù)用作對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求
5所述的裝置，其中輸出單元包括發(fā)送單元，該發(fā)送單元將剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果發(fā)送到角膜外科手術(shù)裝置。
9.一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)確定的角膜剝落量進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括角膜形狀測(cè)量單元，用于測(cè)量病人眼睛角膜的手術(shù)前的曲率半徑分布數(shù)據(jù)；眼睛屈光度測(cè)量單元，用于測(cè)量手術(shù)前的眼睛屈光度的分布數(shù)據(jù)；角膜形狀計(jì)算單元，用于根據(jù)由角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜的手術(shù)前曲率半徑的分布數(shù)據(jù)，計(jì)算眼睛的角膜屈光度分布數(shù)據(jù)；隨后，根據(jù)獲得的角膜屈光度分布數(shù)據(jù)和由眼睛屈光度測(cè)量單元測(cè)量的手術(shù)前眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算眼睛的等效正常角膜屈光度分布數(shù)據(jù)；隨后，根據(jù)獲得的等效正常角膜屈光度分布數(shù)據(jù)，計(jì)算待估計(jì)的眼睛角膜的手術(shù)后曲率半徑的分布數(shù)據(jù)；剝落量計(jì)算單元，用于根據(jù)由角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜的手術(shù)前曲率半徑的分布數(shù)據(jù)和由角膜形狀測(cè)量單元測(cè)量的角膜的手術(shù)后曲率半徑的分布數(shù)據(jù)，以分別、獨(dú)立計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的形式，計(jì)算眼睛角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元，它包括顯示單元，該顯示單元用圖形方法至少顯示一個(gè)從包括眼睛屈光度分布數(shù)據(jù)、角膜屈光度分布數(shù)據(jù)、等效正常眼角膜屈光度分布數(shù)據(jù)、角膜剝落量數(shù)據(jù)、對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)以及非對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)的組中選擇的數(shù)據(jù)。
專利摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種確定角膜剝落量的裝置，為了準(zhǔn)確進(jìn)行校正屈光不正的校正手術(shù)，它根據(jù)角膜形狀和/或眼睛屈光度計(jì)算角膜剝落量。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種角膜外科手術(shù)裝置，利用該裝置可以根據(jù)獲得的角膜剝落量有效進(jìn)行外科手術(shù)。一種用于確定角膜剝落量的裝置，根據(jù)角膜剝落量進(jìn)行校正屈光不正的外科手術(shù)，該裝置包括第一輸入單元(53)，用于輸入病人眼睛的手術(shù)前角膜形狀；第二輸入單元(52、53、54)，用于輸入待估計(jì)(將成為校正目標(biāo))的手術(shù)后眼睛角膜形狀；剝落量計(jì)算單元(54)，用于根據(jù)第一輸入單元和第二輸入單元輸入的數(shù)據(jù)，以分別、獨(dú)立計(jì)算對(duì)稱分量剝落量數(shù)據(jù)和非對(duì)稱分量數(shù)據(jù)的形式，計(jì)算眼睛的角膜剝落量數(shù)據(jù)；以及輸出單元(56、59a、59b)，用于輸出剝落量計(jì)算單元的計(jì)算結(jié)果。
文檔編號(hào)A61F9/01GKCN1211045SQ00802338
公開(kāi)日2005年7月20日 申請(qǐng)日期2000年8月3日
發(fā)明者藤枝正直, 伴幸信, 小柳津昌宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社尼德克導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan