[发明专利]用于操作实时大屈光度范围顺序波前传感器的装置和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月7日提交的题为“Apparatus and Method for Operating a Real Time Large Diopter Range Sequential Wavefront Sensor(用于操作实时大屈光度范围顺序波前传感器的装置和方法)”的美国临时申请S/N.61/723,531的优先权。

发明领域

本发明的一个或多个实施例一般涉及用在视力矫正过程中的波前传感器。具体地，本发明涉及用于驱动、控制和处理实时顺序波前传感器以及与该波前传感器相关联的其它子组件的数据的电子器件和算法。

背景技术

人眼波前表征的常规波前传感器一般被设计成在室内照明调低或关闭的情况下获得患者眼睛波前的快照或许多快照。这些波前传感器一般使用CCD或CMOS图像传感器来捕捉波前数据并且需要使用相对复杂的数据处理算法来计算出波前像差。归因于CCD或CMOS图像传感器通常具有有限数量的灰阶并且不能以远高于1/f噪声范围的帧速率操作，因此这些波前传感器不能充分利用锁定检测方案来提供较高的信噪比。它们不能采用简单算法来迅速导出波前像差。作为结果，当这些波前传感器与眼科设备(诸如手术显微镜)集成时，它们通常不能提供准确的/可重复的实时波前像差测量，尤其是在显微镜的照明光打开的情况下。

本领域中需要不仅实现实时波前测量和显示而且解决包括上面已经提到的各种问题的装置和方法。

发明内容

一个或多个实施例满足本领域中的上述需求中的一个或多个。具体地，一个实施例是连同用于驱动、控制和处理实时顺序波前传感器的数据以实现各种功能的相关联的算法和软件一起的电子控制和驱动电路。

该电路包括光电子位置感测检测器/设备(PSD)(诸如象限光电二极管/检测器/单元/传感器或横向效应位置感测检测器)、互阻抗放大器、模数(A/D)转换器、具有可编程增益控制的数字放大器、超发光二极管(SLD或SLED)及其驱动电路、波前扫描/移动设备及其驱动器电路以及前端数据处理单元(例如，处理器、微控制器、PGA、可编程设备)。另外，相机被用于提供正从中测量波前的眼睛的实况视频图像。此外，后端数据处理单元被用来转换来自前端处理单元的顺序波前数据以显示叠加在患者眼睛的实况图像上或者与患者眼睛的实况图像并排的临床眼科信息。这些电路(前端和/或后端)可以一种方式或另一种方式被电子地连接至一个或多个各设备以用于每个设备的协调操作，包括例如，眼睛横向位置测量设备、眼睛距离测量设备、调节启用的眼睛固定目标、数据存储设备、基于激光的手术消融设备和显示设备。

在另一实施例中，使用诸如三角测量和/或低相干干涉仪和/或超声波之类的很多可能的装置中的一个来实时地测量来自波前传感器模块的眼睛距离。使被用于解码眼睛的屈光误差和/或波前像差的算法适应于变化的眼睛距离和/或横向位置，以使得适用于测得的眼睛距离和/或横向位置的正确的解码算法或校准数据/曲线总是被用于正确地表征来自患者眼睛的波前像差。

在又一实施例中，连同波前测量一起测量角膜地形图、角膜形状和其它眼睛生物计量/解剖参数，诸如前房深度、自然或人工晶状体位置和形状。可利用内置或附连设备(诸如光学相干断层扫描仪、角膜散光计、角膜地形图仪系统等)来进行这些测量。可改变来自眼睛的波前的作为各种因素的结果的眼睛生物计量参数的变化被考虑在内以针对就在视力矫正过程之后的眼睛设置目标屈光。这些因素包括表面麻醉施加、用于保持眼睛打开的眼脸窥器的使用、在角膜中所做的切口、用溶液/凝胶膨胀前房、切口或伤口的密封以及眼脸窥器的移除。

在另一实施例中，波前传感器包括：波前扫描模块，配置成输出从被测者眼睛返回的波前光束的波前倾斜测量；生物计量/解剖测量设备，配置成输出所述被测者眼睛的生物计量/解剖测量；以及处理系统，耦合至所述扫描模块和所述生物计量/解剖测量设备，配置成在手术过程期间处理生物计量/解剖测量输出以确定眼睛状态信息并且在所述手术过程期间同时输出眼睛状态信息和波前倾斜信息。

一旦结合相应附图查阅了优选实施例的下述详细描述，对于本领域技术人员而言，本发明的这些和其它特征与优势将变得更加显而易见。

附图说明

图1示出了与手术显微镜集成的大屈光度范围实时顺序波前传感器的光学配置的一个示例实施例；

图2示出了具有连接至电子控制电路的这些可能有源的设备的与图1中的波前传感器的光学器件相接的电子器件的一个示例实施例；