[发明专利]一种个性化的角膜交联系统及其角膜中间结果处理方法

说明书

本发明请求保护一种个性化的角膜交联系统及其角膜中间结果处理方法，角膜交联系统包括有角膜信息采集模块和个性化方案生成模块；角膜信息采集模块用于获取并处理患者的术前信息并得到CXL术前角膜的生物力学本构参量α；个性化方案生成模块用于根据CXL术后目标角膜生物力学本构参量α和术前α相比自动换算得到CXL参数。综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：本方案中的角膜信息采集模块能够采集患者术前的角膜信息并得到角膜生物力学本构参量α，通过个性化方案生成模块将该患者的目标角膜生物力学本构参量α转换为CXL参数，从而给CXL手术提供适合该患者的中间参数，该CXL参数包括紫外线照射时不同辐照度和不同总能量的组合。

技术领域

本发明涉及角膜交联技术领域，更具体地说，它涉及一种个性化的角膜交联系统及其角膜中间结果处理方法。

背景技术

圆锥角膜(keratoconus,KC)是最常见的扩张性角膜疾病，患病率约为1/2000，是角膜移植的最常见原因之一。KC的常见临床表现为高度不规则近视散光及不同程度的视力损害，严重影响了患者的视觉和生活质量。现有研究认为KC基质层在部分区域出现胶原纤维交联减少、纤维无序排列及胞外基质降解等现象，使得局部力学性能减弱，角膜在眼内压作用下局部逐渐向外膨隆扩张出现局部区域的变薄与变陡，是导致KC病情恶化的重要原因。KC的发生发展和角膜生物力学性能改变密切相关。

角膜交联术(Corneal Cross-linking,CXL)是利用紫外线(ultraviolet A,UVA)诱导角膜基质胶原纤维内部和胶原纤维间氨基/团产生新的共价键连接，从而提高角膜生物力学性能，在病理水平上减缓甚至阻止KC进展，有效降低了KC需要角膜移植的比例，是目前最为热门的KC治疗方法。

由于角膜生物力学性能的提升同生理状态差异过大，导致了一系列的问题：现有CXL手术导致角膜整体刚度一体化增加使得角膜顺应性下降过大，明显增加了青光眼的患病风险；这与波士顿1型人工角膜(含金属支架，材料力学性能较高)移植术后角膜整体顺应性明显下降，引起青光眼发病率明显增加的原理类似。其次，KC在CXL术后的生物力学性能分布和生理状态有较大不同，CXL术后角膜生物力学性能提升过量的情况下，会在交联和非交联区域边界出现明显的应力集中现象；随着时间推移，边界区域会出现生物力学性能下降，导致局部角膜变薄或扩张而使得KC继续进展。有报道称，最高达23％的KC病例在CXL术后出现复发加重，需要进行二次手术。

另外，因不知晓角膜生物力学性能提升幅度与CXL参数的准确关系，目前开展的CXL大多依据医师个人经验或采用厂家提供的标准模式选择CXL参数，对于CXL术后角膜生物力学性能的提升无法做到定量预测。对于CXL术后效果的评判，目前主要依赖于角膜地形图，医学验光及视力的结果进行间接评估，缺乏基于生物力学性能的病理性降低幅度和个性化CXL定量提升的技术方案。

例如公布号为CN110314035A的专利公布的一种形状深度可控的角膜交联装置，其提供了进行不同波长、不同形状或不同方位照射的方案，解决了角膜关联的光斑形状单一的技术问题；公布号为CN113240711A的专利公开的实时个性化交联系统，其提供了可实时调整紫外线照射位置，从而照射到预先指定的角膜真实位置的方案，得到了效果要远好于表征角膜胶原交联法的结果。以上公布的发明均未实现基于定量化提升角膜生物力学性能的目的提供个性化选择CXL参数的可能。

因此，如何实现CXL参数的个性化选择以实现对角膜生物力学性能的定量化提升正是本申请所要解决的技术问题。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种个性化的角膜交联系统，该系统利用一种可在体测量角膜生物力学性能的方案，以及原创发现的CXL参数，即UVA辐照度和总能量对角膜生物力学性能提升幅度的数学关系式，设计个性化CXL系统，以实现对角膜生物力学性能的定量化提升。

为实现上述目的，提供了如下技术方案：