[发明专利]基于个性化人眼模型的角膜切削深度的计算

说明书

技术领域

本发明属于视觉矫正技术领域。

背景技术

用屈光手术的方法矫正人眼的屈光不正已经广泛地开展。传统的准分子激光原位角膜磨镶术(LASIK)在矫正人眼的近视、散光等方面已经趋于成熟，然而存在术后眩光、单眼复视等并发症。其主要原因在于传统的激光角膜切削手术容易导致术后人眼高级像差增大。波前像差引导的角膜切削手术不但可以矫正人眼的近视与散光，而且可以减少高级像差，提高人眼的视觉质量，因而越来越为人们所关注。

目前，波前像差引导的角膜切削手术对角膜切削深度的计算是用OPD(optical pathdifference，从视网膜到测量平面的光程差)的方法进行的。

OPD＝(n_c-n₀)d    公式1

其中，n_c表示角膜的折射率，n₀表示空气的折射率，d为角膜组织的切削深度。

不同的个体人眼具有不同的眼内光学特性。用公式来计算角膜切削深度的方法没有考虑人眼的角膜形状及眼内其它的特征参数，不是根据个体人眼的具体特征来精确地计算角膜切削深度，因而和理想的切削深度相比有误差，这种误差对于波前像差较大的人眼来说更为不可忽略。

发明内容

本专利的目的在于以实际测量的人眼波前像差、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据为基础构建晶状体结构，从而进一步构建个性化人眼模型。在此基础上，通过Zemax软件的优化功能，优化角膜的前表面形状，来矫正人眼的波前像差，计算角膜的切削深度，提高人眼的视功能。

该发明具有以下的功能及优点：

功能一，已知实际人眼的波前像差数据、角膜特征参数及眼内各部分轴向间距数据，运用光学设计软件Zemax来构建个性化人眼模型。

功能二，以个性化人眼模型为基础，优化角膜的前表面结构，不仅矫正人眼离焦与像散，而且矫正人眼的高级像差，改善人眼的视觉质量。

功能三，计算优化前后的角膜面型结构沿光轴方向的差值，得到个体人眼的角膜的切削深度。

具体的技术方案

该发明的技术方案包括以下几个主要方面：

其一，通过医用角膜地形图仪精确测定个体人眼的角膜前后表面形状，用高次非球面函数进行形状拟合后置于眼模型中；用医用A型超声波技术测量得到人眼前房、晶状体、玻璃体等各部分的轴向厚度，把这些厚度作为光学间距输入进眼模型中；对晶状体的表面形状进行优化，使得全眼的波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。

其二，优化角膜前表面的结构，减少人眼的波前像差。

其三，优化后的角膜表面结构与优化前的角膜表面结构相比较，计算角膜沿光轴方向的差值，得到个体人眼角膜的切削深度。

其四，移动角膜前表面，解决初步优化后的角膜前表面切削深度为负的问题，然后进行迭代优化，使新产生的离焦量为零。

附图说明

附图1是本发明基于个性化人眼模型的角膜切削深度的计算流程图。

下面结合附图具体说明本发明的实施方式。

具体的实施方式

如图1所示，Hartmann-Shack波前传感器[1]用来测量人眼的波前像差，把个体人眼的像差数据加入到光学设计软件Zemax的优化函数中，以此来定义人眼的实际像差。

角膜地形仪Orbscan II[2]用来测量角膜曲率以及角膜前后表面相对于参考球面的高度值。将角膜表面沿矢径方向的高度差转化为沿垂直方向的高度差，用高次非球面函数拟合出角膜的非球面表面。

A型超声测厚仪[3]用来测量眼轴的各部分间距，包括角膜前后表面间距、眼前房深度、晶状体厚度及玻璃体的厚度。

眼内光学系统包括角膜、房水、晶状体及玻璃体的介质折射率[4]数据采用Gullstrand眼模型数值。

将晶状体[5]的面型设置为泽尼克矢高面，优化晶状体的前后表面，使得全眼的波像差与用人眼波像差仪测量得到的实际波像差相等。此时个性化的人眼模型[6]已构建完成。

优化角膜前表面，得到优化后的人眼模型[7]。在初步优化的基础上，对个性化人眼模型进行迭代优化，得到迭代优化后的人眼模型[8]，该眼模型可以矫正人眼的离焦[9]，像散[10]，高级像差[11]，以及计算角膜的切削深度[12]。