用于角膜散光分析和向量規(guī)劃治療的地形半子午線參數(shù)的評估的制作方法
【專利摘要】公開了一種技術(shù)，其中通過考慮將來自角膜的多個被照亮的同心環(huán)的反射圖像的地形來確定在眼睛的每個半分區(qū)中的地形參數(shù)。產(chǎn)生模擬的球柱面以匹配每個環(huán)并符合其地形，每個環(huán)的地形參數(shù)可從該地形獲得。組合每個環(huán)的所有地形參數(shù)并且獲得平均累加值，其表示每個半分區(qū)的幅度和子午線。通過這些參數(shù)，可找出整個眼的單個地形值(CorT)以及表示兩個半分區(qū)之間地形差異(TD)的值。半分區(qū)的地形值被用在向量規(guī)劃系統(tǒng)中以在單個步驟操作中獲得治療參數(shù)。
【專利說明】用于角膜散光分析和向量規(guī)劃治療的地形半子午線參數(shù)的 評估

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本文中使用的術(shù)語半分區(qū)（hemidivision)是指眼角膜的半分區(qū)，其中上半分區(qū) 和下半分區(qū)構(gòu)成總角膜。術(shù)語半子午線（semi-meridian)在技術(shù)上是指半分區(qū)的參數(shù)，但 也被用作術(shù)語半分區(qū)的等效物。
[0002] 本發(fā)明涉及確定散光參數(shù)以表示從地形的角膜散光計視圖導(dǎo)出的角膜的每個半 子午線（半分區(qū)）以用于向量分析和治療規(guī)劃。這兩個半子午線值（針對上半子午線和下 半子午線）隨后可一起確定幅度和子午線的單個角膜地形圖值，以作為模擬角膜散光測量 的替代方案并且量化角膜的不規(guī)則性（irregularity)。
[0003] 本發(fā)明還涉及向量規(guī)劃模式，以通過對兩個角膜半子午線中的每一個施加不同的 激光消融（ablation)輪廓來同時實現(xiàn)對自然發(fā)生的不規(guī)則角膜散光的減輕和規(guī)則化。該 治療方案將地形參數(shù)和屈光（波前）參數(shù)相結(jié)合，并可被用作針對準(zhǔn)分子激光器技術(shù)應(yīng)用 的算法，以減輕眼像差并改善視覺性能。
[0004] 本發(fā)明還涉及一種用于量化與明顯屈光柱面（manifest refractive cylinder) 校正對應(yīng)的角膜散光的方法和系統(tǒng)，其與角膜散光的其他常用方法相比更好。當(dāng)評估和規(guī) 劃散光手術(shù)時具有重要臨床意義。本技術(shù)還可適用于不規(guī)則角膜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，通過計算機輔助視頻角膜地形儀（videokeratography) 獲得角膜散光計地圖并且利用向量求和來確定兩個半子午線參數(shù)以量化角膜的各半體 (half)的散光。這些散光幅度可針對從角膜的中心軸指定的3mm、5mm和7mm的同心帶 (concentric zone)而被加權(quán),從而可隨后量化角膜散光和不規(guī)則性。也就是說,存在影響 分配給3mm、5mm、7mm帶的加權(quán)的兩個因素。這些是1)與角膜中心軸的接近度；以及2)由 各個帶指定的區(qū)域（area)。基于這些因素，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于3mm帶的合適的理論加權(quán)系數(shù)為 1.2、用于5mm帶的為1.0而用于7mm帶的為0.8。在100個患者的術(shù)后評估中，已發(fā)現(xiàn)用 于3mm、5mm、7mm的加權(quán)值是相等的，即分別為I. 0、L 0和L 0。外科醫(yī)生針對每個個體患者 的主觀評價會影響他或她在這兩個范圍中分配加權(quán)值。下文中我們將分別針對3mm、5mm和 7mm帶使用1. 2、I. 0和0. 8的理論加權(quán)系數(shù)進(jìn)行示例說明。
[0006] 使用用于3mm、5mm和7mm帶的加權(quán)系數(shù)從地形圖算出的兩個半子午線值允許角膜 散光的更具代表性的決定因素。這為向量規(guī)劃治療和角膜地形圖散光的可靠確定以及用于 角膜不規(guī)則性的標(biāo)準(zhǔn)提供了參數(shù)。這些值還可在手術(shù)前或后用于測量經(jīng)歷屈光手術(shù)患者的 散光矯正結(jié)果的成功與否。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種確定在用于診斷和外科治療的向量分析中使用的表示角 膜散光的幅度和軸的參數(shù)的方法，包括產(chǎn)生眼角膜的兩個半子午線中的每一個的地形測量 值的角膜散光計地圖，為每個半子午線中的多個帶的每一個中的地形測量值分配加權(quán)值， 以及向量地組合地形測量值的被加權(quán)值以獲得每個半子午線中表示地形不規(guī)則性的幅度 和軸的向量參數(shù)，所述向量參數(shù)適于在診斷和外科治療中使用。
[0008] 進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，向量規(guī)劃技術(shù)組合角膜（地形圖）和屈光（波前）參數(shù)以在 單個治療步驟中減輕并規(guī)則化散光。治療以如下方式確定：首先利用眼部殘余散光（ORA) 以最佳地減輕散光幅度，其后使用用于兩個獨立的半子午線的共同屈光目標(biāo)來規(guī)則化現(xiàn)已 減輕的角膜散光。
[0009] 所計算的治療被呈現(xiàn)為單個不對稱治療應(yīng)用。以這種方式，由主要的 (prevailing)ORA引起的無法從眼睛光學(xué)系統(tǒng)消除的任意散光被最小化并規(guī)則化。
[0010] 本發(fā)明的先進(jìn)向量規(guī)劃技術(shù)能夠通過對角膜的每個半子午線獨立施加治療來治 療自然發(fā)生的不規(guī)則散光。因此，殘余散光被最優(yōu)地最小化和規(guī)則化，導(dǎo)致眼像差的減輕以 及隨后改進(jìn)最佳校正視力的潛力。
[0011] 因此，進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，提供了一種減輕并規(guī)則化所測量的患者眼睛中的散光 值以獲得用于患者診斷和治療的目標(biāo)值的方法，所述方法包括以下步驟：考慮將患者的眼 角膜分為上半子午線和下半子午線；測量每個半子午線中的角膜散光和屈光散光值；基于 最小化每個半子午線中的眼部殘余散光來確定每個半子午線中的地形治療參數(shù)以最大地 減小每個半子午線中的地形散光值，以及使用用于兩個獨立的半子午線的共同屈光參數(shù)來 規(guī)則化因此減小的地形治療參數(shù)，從而在從所述確定步驟至所述規(guī)則化步驟的一個步驟中 獲得用于兩個半子午線的最終治療目標(biāo)值。
[0012] 仍進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，提供了一種執(zhí)行本發(fā)明的方法以獲得手術(shù)參數(shù)的設(shè)備，包 括：用于獲得表示上半子午線和下半子午線中的眼睛地形的目標(biāo)參數(shù)的器件；用于獲得表 示每個半子午線的屈光參數(shù)的目標(biāo)參數(shù)的器件，以及用于執(zhí)行如下步驟的計算機器件：通 過向量組合地形目標(biāo)參數(shù)和屈光參數(shù)來確定用于治療每個半子午線的目標(biāo)誘導(dǎo)散光向量 參數(shù)（TIA)，以獲得在兩個子午線中的相等且被規(guī)則化的治療向量TIA。
[0013] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種克服已知技術(shù)的缺陷的方法和系統(tǒng)。
[0014] 進(jìn)一步根據(jù)本發(fā)明，提供了一種方法，其中考慮將患者眼睛分為多個同心環(huán)，并且 角膜的同心環(huán)的至少一部分利用與所選擇的環(huán)的一部分中的每個環(huán)的地形表面一致的模 擬曲面來擬合。在每個環(huán)的曲面上選擇角膜參數(shù)并且向量地求和這些參數(shù)以獲得表示所選 的角膜部分的散光的角膜地形值的平均向量累加值。
[0015] 在所選的角膜部分是眼睛的半分區(qū)的情況下，環(huán)的平均向量表示整個半分區(qū)的角 膜地形散光值。通過將這些值彼此相減，可確定兩個半分區(qū)的地形差異的度量，并且通過將 這些值相加，可獲得整個眼睛的角膜地形散光。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的特定特征，適合每個環(huán)的曲面是通過最小二乘法獲得的球柱面 (spherocylindrical surface)〇
[0017] 本發(fā)明還提供了一種用于執(zhí)行上述方法的系統(tǒng)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是示出漢弗萊（Humphrey) ATLAS地形圖儀上的半子午線的3mm、5mm和7mm帶 中的平坦和陡峭角膜散光計參數(shù)的角膜的地形圖示。
[0019] 圖2a是示出3mm帶的上和下半子午線散光值（未調(diào)整）的極坐標(biāo)圖。（比例X2)。
[0020] 圖2b是倍角向量圖，其中，散光子午線針對3mm帶加倍而幅度保持相同，并且向量 差表示地形差異（topographic disparity) (TD)。（比例 X 2)
[0021] 圖2c是其中3mm帶的TD軸被分為兩半以顯示將在眼睛上出現(xiàn)的方向的極坐標(biāo) 圖。（比例X2)
[0022] 圖3a是示出相應(yīng)的上半部分角膜中的3mm、5mm和7mm半子午線的每一個的加權(quán) 和未調(diào)整的散光參數(shù)的極坐標(biāo)圖。
[0023] 圖3b是示出3mm、5mm和7mm加權(quán)散光參數(shù)的頭尾求和的倍角向量圖，散光參數(shù)在 角度上加倍以計算平均上部散光參數(shù)。
[0024] 圖4a是示出在相應(yīng)的下半部分角膜中的3mm、5mm和7mm半子午線的每一個的加 權(quán)和未調(diào)整的散光參數(shù)的極坐標(biāo)圖。
[0025] 圖4b是示出3mm、5mm和7mm加權(quán)散光參數(shù)的頭尾求和的倍角向量圖，散光參數(shù)在 角度上加倍以計算平均下部散光參數(shù)。
[0026] 圖5a是示出平均上部和下部加權(quán)子午線散光值的極坐標(biāo)圖。（比例X2)
[0027] 圖5b是示出上部和下部平均加權(quán)子午線散光之間的向量差的倍角向量圖，該向 量差被計算為TD(DAVD)。（比例X 2)
[0028] 圖5c是示出來自相應(yīng)角膜半子午線中的加權(quán)參數(shù)的上部和下部平均散光的極坐 標(biāo)圖。（比例X2)。還顯示TD。
[0029] 圖6a是倍角向量圖，其示出表示CorT(DAVD)的上部和下部平均加權(quán)散光值的向 量求和。
[0030] 圖6b是與CorT -起示出的上部和下部平均加權(quán)散光值的極坐標(biāo)圖。
[0031] 圖6c是示出上部和下部半子午線的每個帶的加權(quán)和未調(diào)整的散光的對比效果的 表格圖不。
[0032] 圖6d是示出CorT和Sim K參數(shù)之間的比較的表格圖示。
[0033] 圖7a是示出表示將在眼睛上出現(xiàn)的不規(guī)則性的向量度量的地形差異（TD)的極坐 標(biāo)圖。
[0034] 圖7b是示出作為以2倍角顯示的向量的圖7a的參數(shù)的倍角向量圖。
[0035] 圖7c是示出表示將在眼睛上出現(xiàn)的不規(guī)則性的向量度量的地形差異（TD)的極坐 標(biāo)圖。
[0036] 圖8是不出散光治療和各個分量值的極坐標(biāo)圖。
[0037] 圖9a是示出具有其幅度和軸的圖8中的分量的倍角向量圖。
[0038] 圖9b是分量連同相應(yīng)幅度和軸的治療后的倍角向量圖。
[0039] 圖10是示出向量及其幅度和值的治療的倍角向量圖。
[0040] 圖Ila是示出非正交散光及其幅度值和軸的規(guī)則化的向量圖。
[0041] 圖Ilb是示出包括來自步驟AB的每個半子午線的由此產(chǎn)生的ORA的屈光和地形 目標(biāo)的極坐標(biāo)圖。
[0042] 圖12a是示出在通過將地形目標(biāo)移位至實現(xiàn)的共同屈光目標(biāo)（目標(biāo)RB)進(jìn)行的最 大散光治療（步驟AB)之后的非正交散光的規(guī)則化的倍角向量圖，其中這是步驟B-C(BC)。
[0043] 圖12b是倍角向量圖，其示出在將非正交散光規(guī)則化治療應(yīng)用于從最大散光治療 (步驟AB)實現(xiàn)的共同屈光目標(biāo)（目標(biāo)R b)之后實現(xiàn)的屈光目標(biāo)（目標(biāo)R)。
[0044] 圖13a是示出規(guī)則化后對最佳治療向量求和的倍角向量圖。
[0045] 圖13b是倍角向量圖，其示出將平均治療TIAnetbqq應(yīng)用于每個屈光目標(biāo)（目標(biāo)R b) 以實現(xiàn)目標(biāo)Rc，其中在階段2 (B-C)完成時TIAbcxi = 0RA。
[0046] 圖14是示出在通過將地形目標(biāo)移位至共同屈光目標(biāo)（目標(biāo)RC)進(jìn)行的最大散光 治療（AB)和規(guī)則化（BC)之后的地形和屈光目標(biāo)的極坐標(biāo)圖，其中ORA在這種情況下是由 于兩者之間的零軸差導(dǎo)致的屈光和地形目標(biāo)之間的算術(shù)差。
[0047] 圖15是倍角向量圖，其示出應(yīng)用于兩個術(shù)前角膜參數(shù)（TsupJP Tinfa)以實現(xiàn)術(shù)前 一個手術(shù)步驟中的角膜減少和規(guī)則化的治療。
[0048] 圖16是示出在單個手術(shù)步驟中最大散光治療和規(guī)則化之后的術(shù)前地形并具有屈 光和地形目標(biāo)的極坐標(biāo)圖。
[0049] 圖17是用于評估并獲得患者眼散光治療的手術(shù)參數(shù)的向量規(guī)劃設(shè)備的圖形例 /Jn 〇
[0050] 圖18是用于實施本發(fā)明的設(shè)備的示意性解釋例示。
[0051] 圖19是照亮其角膜以在角膜上產(chǎn)生一系列環(huán)的患者眼睛的圖解前視圖。
[0052] 圖20是示出符合來自所選環(huán)的數(shù)據(jù)的球柱狀表面的圖解圖形例示。
[0053] 圖21A圖解地示出極坐標(biāo)圖上的兩個所選環(huán)的幅度和子午線參數(shù)。
[0054] 圖21B示出倍角向量圖上的圖21A的參數(shù)。
[0055] 圖21C示出了極坐標(biāo)圖上的兩個所選環(huán)的累加值。
[0056] 圖22示出了單獨針對環(huán)7和針對環(huán)0-9的原始軸向屈光力（power)數(shù)據(jù)。
[0057] 圖23示出了 ORA的自舉標(biāo)準(zhǔn)偏差。

【具體實施方式】
[0058] 計算機輔助視頻角膜地形儀（CAVK)的進(jìn)步已經(jīng)通過提供關(guān)于角膜形狀的詳細(xì)信 息來輔助外科醫(yī)生。由地形圖儀提供的角膜散光計視圖（圖1)顯示了角膜的不同同心帶 的角膜屈光力和曲率半徑，并提供了比當(dāng)前激光所需的以提供對稱屈光角膜治療更多的信 息。角膜散光計視圖還通常提供模擬角膜散光計（Sim K)值，其是角膜散光在3_帶的定 量描述符，作為在1980年代CAVK技術(shù)引入的時候獲得等效角膜散光測量的一種嘗試。
[0059] Sim K值通常會遇到的困難是選擇子午線的算法有時在弓形交叉（bow tie)表明 非正交特性的地方是不穩(wěn)定的。地形裝置可以與其從弓形交叉子午線或其中的某處延伸的 子午線選擇不一致。這里該技術(shù)通過從三個（內(nèi)側(cè)、中間、外圍）帶上的角膜散光圖獲得向 量求和平均幅度和子午線，提供了角膜地形散光值（CorT)中的相關(guān)性和一致性。
[0060] 當(dāng)前，地形圖儀不提供有用地表示角膜的兩個半子午線的一致數(shù)值。除了 Sim K 幅度和子午線值利用的近中心3mm帶，沒有一個散光值表示整個角膜。這兩個向量半子午 線值是導(dǎo)出量化表示整個角膜散光的單個值的必須且有用的參數(shù)。它們同樣也是非對稱治 療過程的向量規(guī)劃所必須的，從而通過角膜參數(shù)測量不規(guī)則性以及量化散光矯正結(jié)果的成 功程度。本發(fā)明嘗試從當(dāng)前能夠獲取的圖1所見的角膜地形圖儀的地圖中的數(shù)據(jù)來導(dǎo)出這 些值。
[0061] 使用來自以角膜的中心軸劃線限定的3mm、5mm和7mm帶（即分別來自〇-3mm、 以及的區(qū)域）的角膜散光參數(shù)，能夠通過向量求和過程來使半子午線值精 確以更加可靠地確定角膜地形散光的子午線和幅度。
[0062] 圖1中的地形圖顯示兩個平坦（flat)和兩個陡峭（steep)的角膜散光計幅度以 及它們各自針對三個帶中每一個帶的子午線。用于規(guī)劃治療和評估可能的散光矯正結(jié)果的 最適用的地形讀數(shù)是3mm帶的地形讀數(shù)，這是由于主要是這一尺寸與瞳孔及視軸（visual axis)相符。通過建立這兩對角膜的不規(guī)則性的最小幅度或兩對的TD來確定對用于3mm帶 最合適的角膜散光參數(shù)的配對。也就是說，使用平坦/陡峭的一個組合來確定TD，以及將這 個組合在幅度上與其他平坦/陡峭組合比較來找出這兩個選擇的最小值（圖2a、圖2b和圖 2c)。
[0063] -旦建立了用于3mm帶的合適配對，通過計算5mm帶中的每個陡峭子午線相對于 上述步驟1所確定的3mm陡峭子午線之間的最小角度差來確定5mm帶中的對應(yīng)的陡峭子午 線。然后針對7_重復(fù)地比較該角度差與5_帶的參數(shù)。然后對平坦子午線應(yīng)用該相同的 過程。通過針對每個帶的平坦和陡峭參數(shù)之間的算術(shù)差來確定針對那個帶的散光幅度，以 其是最陡峭子午線的方位。
[0064] 該結(jié)果是角膜的上半子午線的三個散光值（3、5和7mm帶）和角膜的下半子午線 的三個散光值（3、5和7mm帶）?；谌我馔饪浦委煼独╬aradigm)中的3mm、5mm和7mm 帶的重要性，對每個帶給予加權(quán)，相稱地使內(nèi)側(cè)增加以及使外側(cè)縮減，而中間不變化：針對 3mm帶X L 2 (最適用）、針對5mm帶X L 0、針對7mm帶X0. 8 (最不適用）（圖3a和圖4a)。
[0065] 圖5a的極坐標(biāo)圖顯示了將出現(xiàn)在眼睛上的兩個求和向量均值-一個在上半子午 線中并且另一個在下半子午線中。這些地形圖散光值將用在向量規(guī)劃中，這將在下文中描 述。
[0066] 為確定整個角膜的不規(guī)則性，將上述3、5和7mm帶的加權(quán)計算在內(nèi)，通過再次將該 軸加倍至DAVD上來計算這兩個散光之間的向量差（圖5b)。通過在DAVD上結(jié)合從上平均 散光起始且在下平均散光結(jié)束的合成（resultant)向量并隨后將其返回至起始處并二等 分以確定其實際方向，確定TD的最終子午線。以這種方式量化的角膜不規(guī)則性稱為地形差 異（TD)，并以屈光度和度數(shù)表示。這提供了數(shù)值，如其將顯示在眼睛上（圖5c)。
[0067] 為確定整個角膜地形圖散光（CorT)以表示整個角膜，使用Tsup和Tinf加權(quán)值來 計算向量求和均值（圖6a和圖6b)。這將整個角膜描述為由角膜地形使用對3、5和7mm帶 的合適加權(quán)（如在上例中所示）而量化。這優(yōu)選為模擬角膜散光計值（Sim K)，其全部從具 有有時顯示在所選擇的子午線中的易變性和非一致性偏差的3_帶導(dǎo)出。
[0068] 由地形圖提供的同心角膜帶（即，在3mm、5mm和7mm處）被用來獲得各自表示角 膜的一半的兩個半子午線值，并且被用于加權(quán)每個帶的相關(guān)度以及在隨后確定角膜不規(guī)則 性。該技術(shù)評估地形差異（TD)-不規(guī)則散光的向量度量，其被計算為720度倍角向量圖 (DAVD)上的上部和下部值顯示之間的屈光距離。已觀察到增加的TD和眼部殘余散光（ORA) 之間的直接比例關(guān)系。
[0069] 量化眼睛內(nèi)部像差（aberration)的ORA被計算為角膜散光參數(shù)和屈光散光參數(shù) 之間的向量差，并且具有以屈光度表示的幅度和以度數(shù)表示的方位。
[0070] 在手術(shù)前在100個健康散光角膜的群組中，TD和ORA之間的關(guān)系已被示出為很顯 著。0. 7?或更小的ORA和TD幅度被認(rèn)為是正常的，其不妨礙獲得良好的散光校正結(jié)果。 然而I. OOD以上的幅度則可顯示出對內(nèi)部像差的過高程度或具有潛在不利結(jié)果的角膜不 規(guī)則性的顯著相關(guān)，從而矯正散光的激光屈光手術(shù)或切口手術(shù)的矯正散光的可實現(xiàn)結(jié)果是 有限的。出于該原因，外科醫(yī)生可能決定將不治療或不使用向量規(guī)劃作為治療范例來優(yōu)化 或減小在這些情形中殘余的角膜散光的合成量。
[0071] 圖6c顯示了加權(quán)求和向量平均值（TsupaJP TINFav)的重要性。7mm帶未調(diào)節(jié)散光幅 度，相對于相應(yīng)的上半子午線的I. 06D，下半子午線的I. 74D是相對較大的。在上半子午線 和下半子午線中，針對未調(diào)節(jié)參數(shù)，7mm散光值大于3mm和5mm的散光值。通過使下半子午 線"減幅" 0. 06D而僅使上半子午線"減幅" 0. OlD來突顯求和平均向量的重要性。
[0072] 能夠確定兩個加權(quán)半子午線值Tsupav和TINFav的求和向量均值（圖6d)以計算有效 總角膜地形圖散光，在這里被描述為CorT值（0. 91D091)。對Sim K(0. 88D0102)和CorT值 之間的關(guān)系的檢查揭示了類似的幅度（都小于算術(shù)平均值），由于三個帶的陡峭子午線不 共線，這可能是評估角膜地形圖散光的相似效果。然而CorT的子午線在順時針方向上排列 靠近T sup (85度）和Tinf (275度），并因此通過將7mm帶方位的影響計算在內(nèi)可能更能表示 總角膜散光子午線。幾乎為10度的差異（91度的CorT子午線相比于102度的Sim K子午 線）會是手術(shù)切口或激光規(guī)劃期間需要計算在內(nèi)的重要量。
[0073] 注意到三個帶中的每個單獨的分量的線性缺乏度越大，Sim K或CorT表示的有效 規(guī)則散光越小是重要的。針對內(nèi)側(cè)和外側(cè)帶分別地從單位I (unity)增加和減少20%的值 是在該階段理論評估的實例，并能夠在將來根據(jù)經(jīng)驗和種群研究進(jìn)行修正。3. OD的三個加 權(quán)帶值的總和等于三個未調(diào)節(jié)單位1值之和，從而該調(diào)節(jié)過程沒有產(chǎn)生散光的凈增加或凈 減少。
[0074] Sim K幅度和加權(quán)CorT幅度的緊密度還表明了該非線性現(xiàn)象的并聯(lián)效應(yīng)，以及 CorT如何有效地表示整個角膜。CorT的特別益處在于通過利用Tsup和TINF半子午線分 量的向量求和及平均值來識別最相關(guān)子午線中的精確性和一致性。
[0075] 該技術(shù)在角膜參數(shù)被包括在使用向量規(guī)劃的屈光治療方案內(nèi)的情況下提供了額 外的安全性。多個值的向量平均減輕了在諸如CAVK的自動測量過程中可能出現(xiàn)的任何測 量偽跡（artefact)或?qū)嶋H溢出值（outlier)的影響。
[0076] 該計算半子午線值以量化角膜散光的方法結(jié)合來自角膜的兩個半體的3mm、5mm 以及7mm帶的每一個的角膜散光幅度和子午線。這兩個半子午線值反過來可進(jìn)行向量求和 來提供角膜地形散光值-通過角膜地形確定的量化眼睛的整個角膜散光的CorT。該值相 比當(dāng)前利用的Sim K值具有更多益處。算出的半子午線值還能夠提供角膜不規(guī)則性的向量 值-地形差異。這能夠與ORA值一起在規(guī)劃矯正散光的屈光手術(shù)時被用于會診套件中，作 為基本術(shù)前參數(shù)以確定患者良好視覺結(jié)果的適宜性和可能性。
[0077] 所描述的技術(shù)還允許通過提供因子以分配它們在測量子午線處的幅度的更大或 更小相關(guān)性來為經(jīng)調(diào)節(jié)的加權(quán)提供接近視軸或遠(yuǎn)離視軸的值。所導(dǎo)出的半子午線值各自表 示角膜的一個半體，并且能夠被并入作為治療參數(shù)以在向量規(guī)劃治療過程中精確地量化通 過屈光參數(shù)解決所需的角膜散光。在針對先天性不規(guī)則散光協(xié)同治療的向量規(guī)劃過程中使 用這些半子午線值結(jié)合角膜和屈光參數(shù)可以潛在地導(dǎo)致在角膜散光矯正結(jié)果中的更大一 致性，只要在常規(guī)激光視覺矯正過程中提供針對整個視覺結(jié)果質(zhì)量進(jìn)一步精確的機會。 [0078] 使用圖1中的參數(shù)：
[0079] 步驟1、確定平坦和陡峭子午線的合適配對。
[0080] ⑴為確定平坦和陡峭參數(shù)的合適配對，從3mm帶中的數(shù)值計算最小TD幅度。
[0081] 第一對（圖2a、圖2b和圖2c)-
[0082] 40. 46/41. 23090 (0· 77D090)上半子午線
[0083] 40. 68/41. 540294 (0· 86D0294)下半子午線
[0084] TD = 0. 67D
[0085] 可替代配對-
[0086] 40. 68/41. 23090 (0· 5?@90)上半子午線
[0087] 40. 46/41. 540294 (I. 08D0294)下半子午線
[0088] TD = 0. 82D
[0089] 第一配對具有較低的不規(guī)則值，由此被選擇以提供針對各帶的調(diào)節(jié)的散光值。 [0090] 步驟2、對從⑴選擇的平坦/陡峭參數(shù)應(yīng)用合適的加權(quán)。（圖3a和圖4a)
[0091] 3mm 帶：
[0092] 0· 77D090 (上半子午線）X 1. 2 (針對 3mm 帶的加權(quán)）=0· 92D090
[0093] 0· 86D@294(下半子午線）X 1. 2(針對 3mm 帶的加權(quán)）=I. 03D0294
[0094] 步驟3、通過選擇角距上最接近3mm帶中角膜散光讀數(shù)的那些來匹配5mm帶中的相 應(yīng)陡峭和平坦角膜散光讀數(shù)。
[0095] 5mm 帶：
[0096] 41. 13/41. 870100 (0· 74D0100)上半子午線
[0097] 0.740@100父1.0(針對5臟帶的加權(quán)）=0.740@100
[0098] 41. 17/42. 450276 (I. 28D0276)下半子午線
[0099] 1.280@276父1.0(用于5臟帶的加權(quán)）=1.280@276
[0100] 步驟4、再次通過選擇角距上最接近5mm帶中角膜散光讀數(shù)的那些來匹配7mm帶中 的相應(yīng)陡峭和平坦角膜散光讀數(shù)。
[0101] 7mm 帶：
[0102] 42. 18/43. 24066 (I. 06D066)上半子午線
[0103] 1.060@66父0.80(用于7111111帶的加權(quán)）=0.850@66
[0104] 42. 30/44. 040260 (1. 740260)下半子午線
[0105] 1.740@26〇父0.8〇(用于 7111111帶的加權(quán)）=1.39〇@26〇
[0106] 步驟5、使用頭尾求和以計算合成的上半子午線和下半子午線平均散光（圖3b和 圖 4b)。
[0107] 累加的向量平均值上部散光=0. 74D@85TSUPav
[0108] 累加的向量平均值下部散光=I. l〇D@275TINFav
[0109] (圖 5a)。
[0110] 步驟6、Tsup和Tinf的向量差。
[0111] 加倍平均上部向量平均散光和平均下部向量平均散光（Tsupav和1"^)，并且在 DAVD上確定向量差以屈光度和度數(shù)提供角膜不規(guī)則性或TD。
[0112] TD = 0.48D AXlll(圖 5b 和圖 5c)。
[0113] 步驟7、向量相加 Tsup和Tinf以得到CorT值。
[0114] 對上部和下部散光值進(jìn)行頭尾求和以導(dǎo)出角膜地形散光值（CorT)，其以相等幅度 和180的間隔表不在兩個半子午線上。
[0115] 0. 91Di91
[0116] 0. 91Di271
[0117] 顯著眼睛像差會降低視覺質(zhì)量和數(shù)量，導(dǎo)致眩目、暈疵、在晚上光線的星爆以及最 佳矯正視力的整體降低的癥狀。這些通常發(fā)生在不規(guī)則散光的情形中，并能夠通過像差計 來定量測量。像差的精確測量還能夠通過角膜散光值和屈光散光值的向量差來計算，從而 量化內(nèi)部（非角膜）像差。
[0118] 向量規(guī)劃技術(shù)是能夠使得角膜參數(shù)與屈光參數(shù)得以組合以用于散光優(yōu)化治療的 系統(tǒng)范例。
[0119] 先進(jìn)向量規(guī)劃允許使用LASIK或PARK針對角膜的每個半子午線對自然發(fā)生的不 規(guī)則散光進(jìn)行治療。相比僅使用地形或波前屈光值，該過程提供了視覺結(jié)果改進(jìn)的可能性。
[0120] 角膜散光幅度和/或軸與屈光散光幅度和/或軸之間通常有存在差異。在該情形 中這通過眼部殘余散光（ORA)來量化。ORA是算出的向量值，其量化由地形散光和二階像 差散光之間的差異引起的眼內(nèi)像差。更高量的ORA與更大量的地形差異（TD)直接成比例， 該TD如在前示出作為算出的向量值以量化角膜不規(guī)則性。通過使用向量規(guī)劃來最小化合 成ORA來減少視覺像差能夠改善眼睛的視覺性能。
[0121] 下文中描述獨立地對角膜的每個半子午線應(yīng)用向量規(guī)劃。
[0122] 為進(jìn)一步改進(jìn)準(zhǔn)分子激光手術(shù)中的當(dāng)前散光和視覺結(jié)果，兩條治療原則是重要 的。首先，最大化地降低按照地形和屈光兩者檢查的散光總和（其將是由ORA量化的最小 值）。其次，在角膜上的最小散光殘余優(yōu)選地留在常規(guī)狀態(tài)。在此之前這兩條原則已被獨立 地詳述用于自然發(fā)生的規(guī)則和不規(guī)則散光。
[0123] 向量規(guī)劃能夠以如下方式最大化地降低散光：合成地形和屈光散光目標(biāo)的 和（S卩，R0A)處于該單獨眼睛的唯一參數(shù)的最小值處。該殘余散光在地形和屈光模式 (modality)之間以優(yōu)化方式來最佳分配。凈效果（neteffect)是在角膜上留下更少的散光 殘余，以及以降低的更低階和更高階視覺像差潛在地實現(xiàn)更好的視覺結(jié)果。
[0124] 自然發(fā)生的不規(guī)則散光是在進(jìn)行激光手術(shù)的人群中是普遍存在的，并且是能夠使 用TD評估而被量化的。該向量值具有幅度和軸，并以屈光度表示，如前所述的在先前研究 中43 %的眼睛具有高于I. OOD的值。它在720度倍角向量圖（DAVD)上被計算為表示地形 圖的每個半體的兩個相對的半子午線散光值之間的間隔（separation)(圖la、圖Ib和圖 lc)。注意所觀察到的直接相關(guān)關(guān)系，即角膜的不規(guī)則性（TD)越高，ORA越大。
[0125] 為最大化地降低散光，用于屈光散光（顯性或波前）的一個共同值能夠分別用兩 個不同的地形散光值計算；如所知的，角膜的每個半子午線一個，例如圖6a至圖6d所示。 圖6d示出了作為T sup a和Tsup a的算數(shù)平均值的CorT，其使用加權(quán)的3mm、5mm和7mm值最佳 地表示角膜散光。使用波前或顯性折射的當(dāng)前實施方式僅確定針對包括角膜的整個眼睛的 單個屈光柱面值。對所產(chǎn)生的降低的但仍不規(guī)則的角膜散光進(jìn)行調(diào)節(jié)的額外步驟有益于實 現(xiàn)正交的和對稱的角膜，并因此實現(xiàn)了眼睛潛在的最佳視覺。
[0126] 根據(jù)本發(fā)明的治療過程順序地將這兩個基本治療步驟組合為一個。首先，以優(yōu)化 的方式利用地形和波前參數(shù)兩者來最大化且優(yōu)選地減輕散光（從A至B的步驟），接著，規(guī) 則化殘余角膜屈光（從B至C的步驟）；這兩個單獨的步驟能被合并為單個步驟治療過程， 從A的術(shù)前散光狀態(tài)到最終正交對稱目標(biāo)C處的計算。
[0127] 針對自然發(fā)生的不規(guī)則散光的治療范例
[0128] 1、散光的最優(yōu)減輕（步驟A至B)。
[0129] 圖7a顯示了散光參數(shù)的360度極坐標(biāo)（非向量）圖，其通過地形圖和屈光測得， 其中這兩個術(shù)前測量值在幅度或方位上彼此不對應(yīng)。由于如圖6所示的，上地形半子午線 值（TSUP)與下地形半子午線值（TINF)在幅度和方位上都不相同，因此角膜散光是不規(guī)則 的，使得角膜非對稱且非正交。使用波前（二階Zernike 3和5柱面散光）或顯性參數(shù)的 屈光散光（R)被顯示為針對上角膜半子午線和下角膜半子午線的共同對稱正交值。
[0130] ORA的計算
[0131] 需要計算以最大地減輕存在的散光的第一參數(shù)是ORA-它是在角膜平面上屈光散 光和角膜散光之間的向量差。
[0132] 存在的散光能夠通過屈光和地形分量的簡單算術(shù)求和來量化。這量化被校正的散 光總和量，以及由ORA量化的比例是不可校正的。在存在有角膜不規(guī)則性的情況下，能夠針 對圖7a所示的兩個半子午線中的每一個分別計算0RA，其中，ORA是每個半子午線的地形與 屈光參數(shù)之間的向量差。ORA的中和（neutralization)必須發(fā)生在角膜上或在眼鏡中、或 在操作參數(shù)被優(yōu)化的情形中為這二者的組合（圖8顯示了相應(yīng)的治療向量）。這里所選擇 的用于分配ORA校正的側(cè)重度（emphasis)是按照40%地形以及60%屈光-這在之前被計 算為平均并用于向量規(guī)劃研究中。
[0133] 每次分配能夠因具體情況而異，并且取決于外科醫(yī)生想要達(dá)到的理論地形和屈光 的比例目標(biāo)。在可能的情況下，這些目標(biāo)旨在將角膜散光降低至0.75D以及將眼鏡屈光柱 面降低至0. 50DC或更少。在不可實現(xiàn)的情形中，由于ORA大于I. 25D，則如前所述的另一側(cè) 重度選項會是合適的。不管側(cè)重度在于如何優(yōu)化處理0RA，當(dāng)?shù)匦魏颓馍⒐饽繕?biāo)之和等 于ORA時，將在任何眼睛的視覺系統(tǒng)中治療最大量的散光。在手術(shù)前計算ORA允許治療最 大量的散光并且殘留在角膜上的量被最小化至更可接受的水平。
[0134] 以最小ORA殘余來最優(yōu)地減輕散光的治療計算（TIA)
[0135] 用于針對每個半子午線散光治療的目標(biāo)誘發(fā)散光向量（TIA)是變陡效應(yīng) (steepening effect)，并因此與正被最大消融的軸對齊。TIA是術(shù)前散光和其識別的目標(biāo) 之間所需的向量差或治療。該治療向量能被分別施加至每個半子午線（TIA sup ^和TIAinf AB)，它們由于表示各半子午線的不同地形值T而在幅度和子午線上都不同。這能夠表現(xiàn)在 DAVD上-也就是說，TIA向量在軸上加倍而在幅度上不變，然后將其施加至它們相應(yīng)的術(shù)前 地形值（DAVD上在它們陡峭子午線的兩倍處）。這導(dǎo)致了從A至B的散光減輕的地形目標(biāo) (目標(biāo)T supb和目標(biāo)Tinfb)，其仍保持非對稱和非正交（圖9a)。該相同過程可使用治療向 量TIA sup AB和TIAinf AB應(yīng)用至共同屈光散光以實現(xiàn)兩個屈光目標(biāo)（圖9b)-每個半子午線一 個-盡管在實際中僅利用一個屈光目標(biāo)。
[0136] 為確定對稱屈光柱面目標(biāo)（目標(biāo)Rb)，通過在DAVD上對所應(yīng)用的TIA inf Afi和TIAsup AB 以頭尾方式求和方式來計算總體凈治療效果（TIAnet ABX2)(圖10)。圖10顯示了示出對最佳 治療向量TIAsup A^ptiainf仙求和以計算屈光散光的平均應(yīng)用治療（TIAnetabx2)的DAVD。由 于添加了兩個向量TIA sup AB和TIAinf AB，因此將TIAnet Afix2幅度除以2。然后將TIAnet ffixl (由 于累加了兩個參數(shù)因此將幅度減半）應(yīng)用至產(chǎn)生一個共同屈光目標(biāo)（目標(biāo)RB)的術(shù)前柱面 屈光的每個半子午線顯示（圖Ila顯示了正交和對稱"上"和"下"屈光作為一對-由于間 隔360°它們在DAVD上彼此疊加）。其與合成的屈光和地形目標(biāo)、以及上和下ORA -起在 圖Ilb中顯示。
[0137] 該最優(yōu)結(jié)果用于殘余散光的最小量-其等于通常解決整個眼睛的內(nèi)部像差的眼 部殘余散光（ORA)，并且在該情形中是針對每個半子午線分別計算的。
[0138] 使用最小殘余ORA的規(guī)則化步驟（步驟B至C)
[0139] 然后對從上述散光的最優(yōu)減輕得到的每個相應(yīng)角膜目標(biāo)（目標(biāo)Tsupb和目標(biāo)T infb) 應(yīng)用第二次治療（TIAsupb。和TIAinf B。）以得到對稱和正交角膜散光結(jié)果。這通過命中從圖 12a所示的第一步驟（步驟A至B)得到的屈光柱面目標(biāo)（目標(biāo)Rb)而完成。圖12b中顯示 了上半子午線和下半子午線的合成屈光目標(biāo)。通過再次以頭尾方式平均上下TIA bc以及將 該值（TIAnetbcxi)加上目標(biāo)Rb (圖13a和13b)來計算規(guī)則化的第二步驟（B至C)的最終對 稱屈光柱面目標(biāo)（目標(biāo)&)，由此導(dǎo)致共同屈光柱面和地形被對齊，如圖14所顯示的。
[0140] 通過有效地對每個目標(biāo)RB，S的TIAnet BCX1治療，從B至C的屈光變化將每個單獨的 ORA(0RA。）量化成為在與規(guī)則化角膜的相同步驟中限定（圖14)的最小可能值。
[0141] 圖10示出了 DAVD，其與其幅度和軸一起示出向量的最佳治療的總和。
[0142] 在一個步驟中最大地優(yōu)化降低和調(diào)節(jié)（A至C)
[0143] 通過瞄準(zhǔn)從最大化地且最優(yōu)地減輕現(xiàn)有角膜不規(guī)則散光的第一過程得到的來自 步驟A至B的目標(biāo)屈光（目標(biāo)R B)，計算在一個步驟中實現(xiàn)散光的最大化地最優(yōu)減輕連同對 稱正交角膜所需的半子午線治療（針對上半子午線的TIA sup A。和針對下半子午線的TIAinf Ac)。然后將這些治療應(yīng)用至術(shù)前角膜值（Tsupa和T infa)，如圖15所示，用以實現(xiàn)在一個手術(shù) 治療步驟中進(jìn)行減輕和規(guī)則化的目標(biāo)。圖16顯示了在個單手術(shù)步驟中的散光最大治療和 規(guī)則化后的連同屈光和地形目標(biāo)的上部和下部治療。
[0144] 透明角膜的功能可被比作透明窗格（window pane)的特性。正如玻璃的平坦窗格 中的翹曲引起觀察者透過玻璃觀察時的傳輸輪廓的變形，同樣的，角膜的不規(guī)則性減少了 穿過其的平行光線的相等間隔布局。使用以現(xiàn)有升高的高階散光（HOA)穿過角膜的光圖像 的點擴散函數(shù)，透過不規(guī)則角膜觀察時的變形經(jīng)歷能被顯示在像差計上。
[0145] 在通常實施的角膜散光對稱治療中，不論散光是規(guī)則的或不規(guī)則的，在角膜=和 屈光散光值之間通常存在不同。單獨通過屈光值的傳統(tǒng)治療使得所有非角膜散光（由ORA 量化）保留在角膜上以中和眼睛的內(nèi)部像差。這能夠在多于30%的通過針對近視和散光的 激光視力矯正治療的眼睛中合計超過一個屈光度，以及比術(shù)前存在的角膜散光多7%，這導(dǎo) 致由此手術(shù)引起散光的整體增加。
[0146] 類似的，單獨通過波前參數(shù)的凈治療效果在于比本需過量的散光留在角膜表面。 HOA像差治療的第二個不期望效果是在不特別嘗試規(guī)則化角膜的情況下于光線到視網(wǎng)膜的 光徑上創(chuàng)建角膜表面的不規(guī)則性以中和角膜表面后的那些不規(guī)則性的必要性。
[0147] 在具有大瞳孔和顯著HOA的患者中，波前像差測量無疑是重要的且有用的診斷模 式，以創(chuàng)建非球面角膜并改善球面視覺結(jié)果。然而，該技術(shù)的固有缺點在于在角膜表面上測 量并永久中和的像差可能是與透鏡有關(guān)的（lenticular)或敏感的，并且因此基于隨時間 不穩(wěn)定的變量創(chuàng)建永久的變化。
[0148] 這些更高級紊亂的顯著性可能是視覺皮層和/或視覺皮層上散光的枕骨感知，其 影響顯性屈光是單獨使用散光計基本不可測量的且被從治療排除的。在顯性屈光是專用引 導(dǎo)范例時，這些非光學(xué)散光影響在應(yīng)用至角膜及其生成形狀的治療上具有顯著效果。在傳 統(tǒng)的屈光治療中，這些問題完全沒有被任何地形輸入而緩和。
[0149] 依靠單獨使用波前值作為治療模式具有較大的理論和實際障礙，這也被其他作者 所意識到。在治療過程中的向量規(guī)劃的關(guān)鍵益處在于將術(shù)前角膜散光參數(shù)與那些用于屈光 波前散光的參數(shù)以對稱方式組合的能力。這樣，能夠保護(hù)角膜以免受被認(rèn)為是不利的散光 (諸如逆規(guī)性散光或偏斜的散光）的影響，并因此避免在這種情況下的殘余的過度散光以 及隨之而來的更高階的像差，諸如彗形像差（coma)或三葉形像差（trefoil)。使用所述的 技術(shù)，在角膜上保持中性的任何不可避免的ORA能夠留在正交對稱（規(guī)則）狀態(tài)，從而降低 它們經(jīng)過角膜時導(dǎo)致的平行光線變形。這樣，以減輕的且規(guī)則化的角膜散光以及潛在減小 的像差可以獲得最佳的視覺結(jié)果。
[0150] 圖8和圖9顯示了散光的最大化減輕。瞄準(zhǔn)更少的角膜散光理論上把殘余散光比 例移至屈光水平。在實踐中已示出其在測量和評估實際術(shù)后顯性屈光時小于預(yù)期。利用非 對稱角膜散光治療的向量規(guī)劃技術(shù)（圖8)嘗試最小化由ORA量化的非角膜散光，從而獲得 角膜和屈光值之間的最大對應(yīng)關(guān)系并潛在地改善感知圖像的光學(xué)質(zhì)量。這兩者之間的最大 可能等效值可能最小化眼內(nèi)的低階和高階光學(xué)像差兩者。參照圖8,不規(guī)則散光的治療通過 將最佳非對稱治療（TIA sup #和TIAinf Μ)應(yīng)用于每個角膜半子午線來實現(xiàn)。最大散光的矯 正被表示為步驟A-B (AB)。
[0151] 可以預(yù)料到的是，波前測量在將來可以更好地利用角膜上兩個分開的地形值匹配 分別針對一個子午線的兩個不同的屈光值，從而利用針對每個角膜半子午線的單獨的屈光 和地形測量值。這種組合的治療范例比單獨使用波前或地形參數(shù)具有改善最佳矯正向量分 析（BCVA)的更大潛力。有效地矯正不規(guī)則散光的理想消融形狀將由橢圓來確定，該橢圓具 有針對每個半子午線的修正尺寸。該橢圓可呈角度地布置為實現(xiàn)非正交和非對稱治療要 求。
[0152] 通過在角膜的主子午線之間的輪廓上創(chuàng)建漸進(jìn)（gradual)且波動的 (undulating)變化來獲得處理角膜的這些非對稱和非正交值所需的治療變化。平滑連續(xù)變 化比粗糙陡然變化具有更大的前景以持續(xù)抵抗上皮愈合（epithelial healthing)的自然 力（其隨時間可能平滑任何局部施加的不平整）。
[0153] 在不規(guī)則散光的情形中，向量規(guī)劃方法能夠擴展以精確結(jié)果。在矯正球形和不規(guī) 則柱面的單角膜手術(shù)完成時，針對角膜的每個單獨半子午線利用非對稱向量規(guī)劃及單獨散 光治療方案將可能產(chǎn)生更少的整體散光以及更規(guī)則的角膜輪廓。將這些算法并入將來的準(zhǔn) 分子激光技術(shù)中將潛在地改善當(dāng)前通過激光視力矯正中的球柱面治療所獲得的結(jié)果。
[0154] 用于散光的最大化減輕和角膜規(guī)則化的治療計算
[0155] 該過程中的第一步驟是散光的最大化減輕，并被稱為步驟A至B (AB)，而角膜規(guī)則 化的第二步驟則被稱為步驟B至C (BC)。
[0156] 術(shù)前參數(shù)顯示于圖7a中。
[0157] 上部地形 2. 60D0130
[0158] 下部地形 I. 90D0278
[0159] 波前屈光-3.24DS 1-1.80DCX18(BVD = 12.5mm)
[0160] 單獨的半子午線散光治療顯示在圖8中，并針對上半子午線 利用現(xiàn)有的I. 82D AX59的ORA基于40%球形化角膜160%球形化屈光柱面的側(cè)重度來計 算。下半子午線的治療同樣基于應(yīng)用至現(xiàn)有0.67D AX340的ORA的40%球形化角膜60% 球形化屈光柱面。在角膜的每個半子午線中治療最大量的散光而不管針對ORA所選的側(cè)重 度。
[0161] 術(shù)前地形和目標(biāo)地形之間的向量差通過中和ORA的側(cè)重度所確定，并且等于針對 每個半子午線的散光治療（TIA)。地形目標(biāo)（目標(biāo)T infb和目標(biāo)Tsupb)顯示于圖9。
[0162] 當(dāng)這兩個半子午線之間的TIA不同時，需要計算TIA的求和（TIAnetab)或平均（圖 10)以確定對屈光散光的組合效果。使用對TIA sup AB和TIAinf Afi的頭尾求和然后除以2 (由 于在求和計算中包含兩個值）來計算治療向量的平均TIAnet :
[0163] I. 87D AX29+1. 71D AX 194 = I. 730AX22
[0164] 將平均治療向量TIAnet Afi加到針對兩個半子午線的每個+1. 63AX 108屈光值的共 同對（然后該軸隨后被等分以轉(zhuǎn)換為將在眼睛上顯示的極坐標(biāo)圖），從而獲得圖11所顯示 的屈光柱面目標(biāo)（RB):
[0165] I. 63ΑΧ108+[+1. 73AX22] = +0. 25AX53(RB)
[0166] 為調(diào)節(jié)角膜，地形目標(biāo)（目標(biāo)Tinfb和目標(biāo)Tsupb)在散光的最大優(yōu)化減輕的第一步 驟（步驟A b)之后具有被添加以瞄準(zhǔn)+0. 2? AX 53的初始屈光柱面結(jié)果（目標(biāo)Rb)(圖12 所顯示的DAVD上的軸106)的第二治療（TIAsup B。和TIAinf BC)。
[0167] 在該例中，合成地形（目標(biāo)Tinf。和目標(biāo)Tsup和再次通過向量添加這兩個治療 TIAsup BC和TIAinf BC算出的最終屈光（目標(biāo)Rc)是對齊的（圖14)，其在目標(biāo)Rb從合成凈屈 光變化移向目標(biāo)R。時導(dǎo)致最小殘余0RA。
[0168] 殘余0RA，即最終地形和屈光柱面目標(biāo)之間的向量差，位于最小值。地形目標(biāo)等于 0. 25D053,并由散光的最大化減輕以及規(guī)則化角膜第二治療（TIAsupbJPTIAinfbc)的調(diào)節(jié)和 效果所得到。第二過程（BC)的這些規(guī)則化變化通過移動等于合成的0.620AX53最終ORA 的量來改變屈光目標(biāo)（目標(biāo)Rb) - 7目標(biāo)Rc = 0.870AX53。
[0169] 用于不規(guī)則散光的最大化減輕和規(guī)則化的一個步驟治療（步驟A至C)
[0170] 在一個步驟中最大地減輕（AB)并規(guī)則化（BC)散光所需的治療以從步驟AB算出 的瞄準(zhǔn)屈光目標(biāo)（目標(biāo)R b)的兩個術(shù)前矯正值（Tsup和Tinf)開始。這里單個步驟治療（圖 15中的TIA sup AC和TIAinf AC)是步驟AB (圖9)和步驟BC (圖12)中算出的TIA上部治療向 量和TIA下部治療向量的相加。
[0171] 術(shù)前參數(shù)
[0172] 上部地形 2. 60D0130
[0173] 下部地形 I. 90D0278
[0174] 治療
[0175] 上部 TIAac = 2· 820AX 131 (TIA SUP AB+BC)
[0176] 下部 TIAac = I. 910AX102(TIA INF AB+BC).
[0177] 目標(biāo)
[0178] 上部地形 0· 25D053
[0179] 下部地形 0· 25D0233
[0180] 屈光目標(biāo)（目標(biāo) Rc)+0. 87D AX53
[0181] 因此獲得對稱和正交結(jié)果。
[0182] 圖17是用于執(zhí)行這里所述方法的設(shè)備的圖解例示。
[0183] 這里能夠看出用于產(chǎn)生角膜地圖的地形圖儀50,從所述角膜地圖中，能夠獲得 3mm、5mm和7mm帶內(nèi)的角膜值。圖17還示出了屈光測量裝置，其能夠確定患者眼睛的屈光 狀況。從地形圖儀51和屈光測量裝置52獲得的參數(shù)被供給計算機53,后者執(zhí)行前述操作 以針對半子午線產(chǎn)生地形圖參數(shù)Tsup和Tinf、以及TD和CorT及用于TIA sup和TIAinf的參 數(shù)，這些參數(shù)將提供最大的地形減小和最小的0RA。
[0184] 根據(jù)下文描述的優(yōu)選實施方式，代替測量3mm、5mm和7mm帶內(nèi)的地形參數(shù)，在整個 角膜上測量地形參數(shù)以獲得整個眼睛的CorT值，該值可以用于向量規(guī)劃并用于獲得先前 描述的手術(shù)治療的TIA向量。
[0185] 圖18圖解地示出了用于獲得患者眼睛的角膜地形散光值的系統(tǒng)。眼睛利用生成 多個同心圓形（所謂的Placido環(huán)r，下文中簡稱為環(huán)）的裝置d(圖19中所示）來照明。 來自裝置d的光從眼睛的角膜表面反射至角膜散光計透視鏡或照相機p，其產(chǎn)生與每個環(huán) 中的眼睛的角膜表面的形狀對應(yīng)的環(huán)的圖像。裝置d和照相機p可以組合成共同單元。另 一個裝置，比如計算機輔助視頻角膜地形儀k，從照相機p中讀取通過來自角膜上的環(huán)的反 射光產(chǎn)生的圖像，從而在每個環(huán)周圍產(chǎn)生大量參數(shù)。將這些參數(shù)輸入計算機c的中心處理 單元，其中根據(jù)本發(fā)明處理參數(shù)以產(chǎn)生與角膜地形散光有關(guān)的輸出結(jié)果。
[0186] 圖19示出了角膜C，其中示出了多個環(huán)r。
[0187] 在特定實例中，示出了 22個環(huán)，但該數(shù)量可改變，但一般而言應(yīng)該至少為18以實 現(xiàn)精確結(jié)果。環(huán)徑向向外編碼為〇至21。環(huán)在眼睛的光學(xué)中心周圍是同心的并且來自裝 置d的環(huán)均勻間隔開。由角膜反射的光的環(huán)根據(jù)眼睛的角膜散光的功能（function)變得 扭曲。環(huán)相對狹窄，僅為幾分之一 1毫米。環(huán)的寬度在角膜表面的上升區(qū)域中減小，然而寬 度在環(huán)的更平坦區(qū)域中增加。視頻角膜地形儀k產(chǎn)生來自環(huán)的反射光的所謂的軸向屈光力 測量值。
[0188] 來自多個患者的環(huán)的反射光的軸向屈光力測量值使用計算機輔助視頻角膜地形 儀k獲得。針對每個環(huán)，獲得測量點并計算散光值。這些環(huán)散光值通過向量求和法組合以 創(chuàng)建度量，稱為角膜地形散光（CorT)。該參數(shù)針對角膜散光的其他度量進(jìn)行評估，如稍后所 示，每個度量與明顯屈光柱面的匹配程度如何。
[0189] 整個CorT的平坦子午線也可以用于從概念上將角膜分為兩個半分區(qū)。半分區(qū) CorT隨后可針對角膜的每個半分區(qū)進(jìn)行計算。
[0190] 總而言之，本發(fā)明的CorT值比表示現(xiàn)有技術(shù)的其他三種方法更加匹配明顯屈 光柱面，即，當(dāng)評估人工角膜散光計、模擬角膜散光計、角膜波前時：患者的眼部殘余散光 (ORA)的幅度方差、眼部殘余散光的平均幅度、以及平均散光測量值的幅度時。
[0191] 因此，根據(jù)本發(fā)明，角膜散光的可選度量，從地形測量值推導(dǎo)而來，被稱為CorT，相 比其他常用的度量更好地對應(yīng)明顯屈光柱面。另外，半分區(qū)CorT可針對角膜的每個半分區(qū) 進(jìn)行計算以有效地表示不規(guī)則角膜中的非正交非對稱散光。
[0192] 當(dāng)在激光屈光手術(shù)中治療散光時，外殼醫(yī)生不但要準(zhǔn)確測量屈光柱面，而且還要 準(zhǔn)確測量角膜散光。在傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光手術(shù)中，屈光柱面消融在角膜上，在許多情況下， 與角膜散光的幅度和/或方向是不相同的。如果這些差異明顯，則可能會導(dǎo)致視覺效果不 佳。角膜散光和屈光散光的幅度和方向之間的相關(guān)性越好，將留下更少的散光，在治療之后 整體保持在眼睛的光學(xué)系統(tǒng)中。角膜散光和屈光散光之間的差異通過眼部殘余散光（ORA) 準(zhǔn)確描述并被定義為角膜平面的角膜散光與屈光散光之間的向量差。在一些情況下，角膜 散光的幅度可能在準(zhǔn)分子激光手術(shù)之后增加，因為該治療是單獨基于屈光參數(shù)的，而不考 慮角膜散射的量和方向，這導(dǎo)致像差增加并導(dǎo)致所實現(xiàn)的視覺質(zhì)量降低。
[0193] 角膜地形迄今為止通常顯示模擬角膜散光計（Sim K)值，其是角膜散光在3mm帶 附近的定量描述符，用作在引入1980年代的計算機輔助視頻角膜地形儀技術(shù)時獲得等效 角膜散光測量的一種嘗試。
[0194] 利用Sim K值通常會遇到的一種困難是由裝置計算的幅度和子午線基于從角膜的 3_區(qū)域中的窄環(huán)隙取的數(shù)據(jù)并且因此可能不是現(xiàn)有角膜散光的精確表示，如屈光柱面中 表示的，其測量包括皮層感知的眼睛的總散光。在本文中，描述了角膜地形散光（CorT)，其 從角膜上的寬廣環(huán)形區(qū)域推導(dǎo)而來。該度量在理想情況下對應(yīng)于屈光柱面，原因是角膜散 光是視覺系統(tǒng)的總散光的主要因素。CorT還旨在提供跨過規(guī)則和不規(guī)則角膜的角膜散光的 一致度量，其然后在角膜切口和屈光激光手術(shù)中實現(xiàn)以更好地矯正散光。
[0195] 此外，描述允許針對角膜的兩個半分區(qū)推導(dǎo)的半分區(qū)CorT的CorT擴展。這些允 許針對非正交非對稱角膜計算角膜不規(guī)則性的標(biāo)準(zhǔn)化度量，已知為地形差異（TD)。地形差 異被計算為720度倍角向量圖（DAVD)上的兩個半分區(qū)CorT之間的向量差。當(dāng)利用準(zhǔn)分子 激光或針對向量規(guī)劃非對稱治療處理評估并治療角膜的特定部分時，它們同樣是需要的。
[0196] 針對大量患者回顧性評估屈光散光數(shù)據(jù)、角膜散光計散光數(shù)據(jù)和地形散光數(shù)據(jù)。 角膜散光計數(shù)據(jù)利用拓普康（To^on ) (D0M-4角膜散光計進(jìn)行測量。地形數(shù)據(jù)利用蔡司 (Zeiss) ATLAS?9000角膜散光測量儀k捕獲并使用計算機中的軟件輸出。所輸出的數(shù)據(jù)包 括具有不同直徑（寬度）的22個環(huán)上的180個點的軸向曲率測量值。最內(nèi)側(cè)的環(huán)（環(huán)0) 具有大約〇· 8mm的角膜上的等效直徑并且最外側(cè)的環(huán)（環(huán)21)具有大約Ilmm的角膜上的 等效直徑。環(huán)間隔幾乎均勻，除了環(huán)7與其兩個相鄰的環(huán)之間的稍增加的分離之外。
[0197] 角膜地形散光（CorT)被計算為從大量相鄰環(huán)確定的散光值的累加向量平均值。 雖然在本文中示出了 22個環(huán)，但是發(fā)現(xiàn)最后三個外環(huán)19-21由于睫毛等原因而具有像差誤 差并且可以被丟棄。還發(fā)現(xiàn)至環(huán)12的最內(nèi)側(cè)環(huán)提供最精確的結(jié)果并且可以針對精確結(jié)果 進(jìn)行選擇。在任何情況下，將處理所選的一組環(huán)，如下文所解釋的。
[0198] 首先，通過找到從每個單個環(huán)取的軸向屈光力測量值的最佳擬合球柱面 (spherocylinder)來確定散光。球柱鏡的表面然后符合各個環(huán)的角膜表面。然后經(jīng)由所有 環(huán)的各個值的相加的向量平均值來組合多個角膜散光參數(shù)。
[0199] 取特定環(huán)（環(huán)7)的軸向曲率測量值，為使球柱鏡擬合該數(shù)據(jù)，需要執(zhí)行以下形式 的最小二乘法擬合：
[0200] Ρ( Θ )?S+C cos2( θ-M)
[0201] 其中在子午線Θ處的測量屈光力P與完美的球柱面曲線擬合，該曲線具有擁有屈 光力S的球狀分量和擁有屈光力C圓柱形分量以及子午線M。這里，如果C為正，則M指的 是陡峭子午線，但是如果C為負(fù)，則M指的是平坦子午線。此擬合的實例在圖20中示出。
[0202] 在圖20中，球柱狀曲線與從環(huán)7取的角膜屈光力數(shù)據(jù)擬合。空心圓（open circle) 是數(shù)據(jù)，實線是球柱狀曲線。數(shù)據(jù)看起來基本上不同于擬合的曲線，因為角膜是高度不對稱 的。
[0203] 我們將擬合的球柱面稱為Ring. #. K (在這種情況下在Ring. 0. K至Ring. 21. K的 范圍內(nèi)）。注意，由蔡司六1'1^51119000產(chǎn)生的5加1(與把1^.7.1(完全相同。
[0204] 為了確定表示每個環(huán)的角膜散光的幅度和子午線的單個參數(shù)，在球柱狀曲線和峰 的子午線上取峰處的幅度（最陡峭幅度）和谷處的幅度（最平坦幅度）的平均值。
[0205] 為了計算CorT，我們需要計算所選的Ring. J. K的累加向量平均值。數(shù)學(xué)地，處理 如下：
[0206] 1、將每個Ring. J. K的圓柱形分量表示為倍角向量。對于在子午線M,處具有圓柱 形分量(；的Ring. r. K，倍角向量\為：
[0207] vr = (Crcos 2My, Crsin2Mr)
[0208] 接下來，計算倍角向量的累加向量平均值ντ：1?)Λ
[0209]

【權(quán)利要求】
1. 一種量化角膜地形散光（CorT)的方法，包括： 考慮將患者眼睛的至少一部分劃分為多個同心環(huán)， 為每個環(huán)形成曲面，其中，所述曲面符合所述相應(yīng)環(huán)的角膜的地形， 確定每個環(huán)中的表示所述環(huán)的所述角膜地形的所述角膜的參數(shù)，以及 將所有環(huán)的角膜參數(shù)向量地相加，并獲得表示所述患者的所述眼的角膜的所述部分的 角膜地形散光（Cor TD)的值的平均累加向量值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個環(huán)的所述曲面形成為球柱面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述球柱面通過最小二乘法獲得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述眼睛的所述部分由其至少一個半分區(qū)形成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，考慮將所述眼睛的兩個半分區(qū)分別劃分為多個 同心環(huán)，所述球柱面符合相應(yīng)環(huán)的所述角膜地形并且提供所述相應(yīng)環(huán)的地形圖，每個環(huán)提 供所述角膜參數(shù)并且當(dāng)相應(yīng)半分區(qū)的所有所述環(huán)的所述角膜參數(shù)向量地相加并獲得平均 值時，獲得所述半分區(qū)的CorT散光值，從而在將所述兩個半分區(qū)的半子午線CorT散光值相 加時，獲得整個所述眼睛的CorT散光值，其比傳統(tǒng)方法更接近明顯屈光柱面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括確定在所述兩個半分區(qū)中的所述半子午線CorT散 光值之間的差以獲得所述兩個半分區(qū)之間的地形差異（TD)，所述地形差異是對角膜的地形 不規(guī)則性的度量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述環(huán)和所述球柱面具有幾分之一毫米的窄寬 度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述環(huán)以超過20的大數(shù)量存在。
9. 一種用于執(zhí)行權(quán)利要求5的方法的系統(tǒng)，包括： 用于照亮患者的眼的角膜以從所述患者的所述眼的所述角膜產(chǎn)生多個反射圓形環(huán)的 裝置， 用于接收所照亮的環(huán)以產(chǎn)生所述角膜的所述環(huán)的地形參數(shù)的計算機輔助視頻角膜地 形儀裝置，以及 用于在每個環(huán)中產(chǎn)生符合所述眼的角膜表面的球柱曲面、用于確定在所述球柱面上的 每個環(huán)的角膜參數(shù)并用于獲得表示每個半分區(qū)的半子午線CorT散光值的所有所述環(huán)的平 均向量累加值的計算機裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述計算機裝置另外地執(zhí)行所述兩個半分區(qū)的 所述半子午線CorT值的減法以獲得所述兩個半分區(qū)之間的地形差異的值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中，所述計算機裝置將所述兩個半分區(qū)的所述半子 午線CorT散光值向量地相加以獲得整個角膜的CorT散光的整體值。
12. -種量化與明顯屈光柱面對應(yīng)的角膜地形散光（CorT)的方法，包括： 照亮在從最內(nèi)部環(huán)延伸至最外部環(huán)的多個同心環(huán)上的患者的眼的角膜，使得所述環(huán)的 反射圖像和在每個環(huán)中的多個位置處的地形參數(shù)并提供所述角膜的每個所述環(huán)的地形圖， 在每個所述環(huán)中擬合與其地形圖對應(yīng)的模擬球柱曲面， 從每個所述環(huán)中選擇表示角膜地形散光的地形參數(shù)，以及 向量地組合所選擇的所述同心環(huán)中的參數(shù)以獲得構(gòu)成與明顯屈光柱面對應(yīng)的角膜地 形散光（CorT)的所有所述環(huán)的平均累加地形值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包括考慮將所述角膜劃分為兩個半分區(qū)并為每個半 分區(qū)獲得單獨的半子午線CorT散光值。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，包括向量地從彼此減去所述半子午線CorT散光值以 獲得所述兩個半分區(qū)之間的地形差異（TD)的值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，包括通過最小二乘法在每個環(huán)中形成所述球柱面。
【文檔編號】A61B3/00GK104321008SQ201280072601
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】諾埃爾·奧米·阿爾平斯 申請人:諾埃爾·奧米·阿爾平斯