專利名稱：獲得臨床眼科高階光學(xué)像差的裝置和方法
獲得臨床眼科高階光學(xué)像差的裝置和方法相關(guān)專利申請的交叉引用
本專利申請是于2010年2月12日提交的美國專利申請No. 61/303，753的分案申請，并依據(jù)美國專利法35U. S. C. 121要求其優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于改進(jìn)定制的眼科矯正的最終處方的設(shè)計和方法。球柱鏡矯正為熟知的，并已得到廣泛應(yīng)用。然而，定制的矯正不僅可以包括常規(guī)的球柱鏡矯正，還包括如球面像差等高階像差的矯正，后者需要更精確地確定主觀上可接受的最終處方。現(xiàn)有的像差測量裝置只測量客觀像差值，不會產(chǎn)生對于定制的眼科矯正設(shè)計而言最佳且主觀上可接受的高階像差值。本發(fā)明提供的裝置和方法可改進(jìn)定制的眼科矯正的處方，包括鏡片或外科手術(shù)資料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是能夠確定如球面像差等高階像差矯正的可接受主觀程度的裝置?？梢杂迷摻Y(jié)果設(shè)計定制的眼科矯正，包括結(jié)合有球柱面屈光誤差和如球面像差等高階像差的鏡片或屈光外科手術(shù)資料。在另一個方面，所述裝置包括一對放在視徑中的相配的多項式板，其可引入特定受控量的像差。在本發(fā)明的另一個方面，像差產(chǎn)生器位于IX開普勒望遠(yuǎn)鏡的光闌處，以便在眼睛瞳孔與產(chǎn)生器引入的像差之間實現(xiàn)有效耦合。在本發(fā)明的另一個方面，通過使用位于光學(xué)組件光瞳面處的相位板實現(xiàn)像差產(chǎn)生器的功能。在本發(fā)明的另一個方面，將眼科驗光鏡片引入視徑中的光學(xué)組件光瞳面處。在本發(fā)明的另一個方面，在像差產(chǎn)生器中使用棱鏡組件或空氣間隔鏡組件使光學(xué)組件產(chǎn)生的圖像正立，以保持所觀察物體的取向。在本發(fā)明的另一個方面，使用由兩個空氣間隔鏡組成的潛望鏡組件，以使得光學(xué)組件視線和受試者的視線重合。在本發(fā)明的另一個方面，紅外線發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng)被構(gòu)造為照明受試者的瞳孔，以使得裝置可以與受試者的視線對準(zhǔn)。在本發(fā)明的另一個方面，將分束器放在光學(xué)組件的物鏡前面，以便調(diào)整和跟蹤測試受試者的瞳孔與望遠(yuǎn)鏡的對準(zhǔn)狀態(tài)，以及瞳孔大小和測試受試者的視線。在本發(fā)明的另一個方面，設(shè)計和提供定制的眼科矯正的方法包括獲得患者的低階客觀球柱面屈光處方、主觀球柱面屈光處方、客觀高階像差、主觀高階像差，如球面像差，設(shè)計并制造包含一個或所有這些測量值的定制的眼科鏡片，以及將鏡片安裝到患者眼睛內(nèi)部、上面或前面。在本發(fā)明的另一個方面，設(shè)計和提供定制的眼科矯正的方法包括獲得患者的低階客觀球柱面屈光處方、主觀球柱面屈光處方、客觀高階像差、主觀高階像差，如球面像差，設(shè)計定制的外科手術(shù)資料，以及用合適的方法對眼睛實施該矯正。在本發(fā)明的另一個方面，用于產(chǎn)生眼科矯正的方法包括以下步驟獲得低階球柱面屈光數(shù)據(jù)、主觀高階屈光數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生眼科矯正。在本發(fā)明的另一個方面，將個人主觀高階像差數(shù)據(jù)納入高階部分考量。在本發(fā)明的另一個方面，個人主觀高階像差數(shù)據(jù)為多個檔案的平均值。在本發(fā)明的另一個方面，將大群體主觀高階像差數(shù)據(jù)納入高階部分考量。在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差是旋轉(zhuǎn)對稱的。在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差為球面像差。在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差是非旋轉(zhuǎn)對稱的。 在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差為彗形像差。在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差為三葉草像差。在本發(fā)明的另一個方面，主觀像差用連續(xù)像差產(chǎn)生器獲得。在本發(fā)明的另一個方面，將亞群體主觀高階像差數(shù)據(jù)納入高階部分考量。在本發(fā)明的另一個方面，收集用于描述主觀高階眼科矯正的程度、范圍、分辨率和容限的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一個方面，將結(jié)合有高階像差主觀矯正的眼科矯正設(shè)計方法編碼到指令中，如機(jī)器指令，并編程載入計算機(jī)。


圖I示出了用于確定高階像差主觀值的裝置。圖2為如圖I的裝置的示意圖，其示出了裝置內(nèi)用于產(chǎn)生和確定高階像差主觀值的光學(xué)兀件。圖3為示出了用本發(fā)明裝置進(jìn)行的臨床研究中，受試者依年齡分布的數(shù)據(jù)圖示。圖4示出了視力測試表。圖5A為示出了受試者以單眼經(jīng)視力表測得的主觀球面像差測量結(jié)果的數(shù)據(jù)圖
/Jn o圖5B為示出了受試者以雙眼經(jīng)視力表測得的主觀球面像差測量結(jié)果的數(shù)據(jù)圖
/Jn o圖5C為示出了受試者以單眼經(jīng)照片畫面測得的主觀球面像差測量結(jié)果的數(shù)據(jù)圖
/Jn o圖為示出了受試者以雙眼經(jīng)照片畫面測得的主觀球面像差測量結(jié)果的數(shù)據(jù)圖
/Jn o圖6示出了主觀球面像差隨客觀球面像差測量值而變化的圖表。圖7為示出了受試者凈差值球面像差值的數(shù)據(jù)圖示。圖8A示出了第一位受試者的主觀球面像差和客觀球面像差測量值的圖表。圖SB示出了第二位受試者的主觀球面像差和客觀球面像差測量值的圖表。
具體實施方式
本發(fā)明為可用于完善定制的眼科矯正設(shè)計的包括眼科鏡片在內(nèi)的裝置、使用和配制這些鏡片以及進(jìn)行屈光手術(shù)的方法。所謂眼科鏡片是指接觸鏡片、眼鏡鏡片、眼內(nèi)鏡片和嵌入或覆蓋鏡片。優(yōu)選地，眼科鏡片為接觸鏡片。優(yōu)選地，眼科鏡片為結(jié)合有高階像差主觀優(yōu)化值的定制的接觸鏡片。所謂屈光手術(shù)是指Lasik、Lasek、PRK等。所謂高階像差是指如球面像差、彗形像差、三葉草像差或其他有別于零階或一階像差(如球面和散光誤差)的像差。優(yōu)選地，聞階像差為球面像差。所謂光學(xué)組件或裝置是指能夠觀察指定距離(包括光學(xué)無限遠(yuǎn)距離或近距離)處的目標(biāo)并引入可控量的高階像差的可對準(zhǔn)的雙眼或單眼光學(xué)系統(tǒng)。使用了多種測量值來提供視力矯正的數(shù)據(jù)，并且將這些測量值結(jié)合到鏡片處方和設(shè)計中。采用視網(wǎng)膜鏡、自動屈光計，如Nidek ARK-700A(日本愛知縣蒲郡市的尼德克有限公司(Nidek Co. , Ltd. , Gamagori, Aichi, Japan))等檢查常規(guī)球柱面屈光,可獲得患者的低 階球柱面矯正處方組成部分。用綜合屈光檢查儀，如Nidek RT-5100(日本愛知縣蒲郡市的尼德克有限公司(Nidek Co. , Ltd. , Gamagori, Aichi, Japan))等可獲得球鏡度數(shù)、柱鏡度數(shù)和圓柱軸的常規(guī)低階值，從而在主觀上得到進(jìn)一步完善?？赏ㄟ^波前測量來實現(xiàn)高階屈光矯正。使用例如COAS(新墨西哥州阿爾伯克基(Albuquerque, N. M.)的Wavefront Sciences公司)的波前傳感器從患者收集眼波前數(shù)據(jù)。該波前數(shù)據(jù)通常具有澤尼克多項式系數(shù)的形式，但也可以是在指定笛卡爾坐標(biāo)或極坐標(biāo)下的一組波前高度。用以指定澤尼克系數(shù)的優(yōu)選系統(tǒng)已作為OSA (美國光學(xué)學(xué)會)方法在ANSI Z80. 28中有所描述，該文獻(xiàn)以引用方式并入本文中?？梢栽诙ㄖ频溺R片基礎(chǔ)上或取大群體或亞群體的平均值將設(shè)計眼科矯正的方法用于個體?？梢允占迷摲椒ǐ@得的數(shù)據(jù)，以描述主觀高階眼科矯正的程度、范圍、分辨率和容限。可以用視網(wǎng)膜鏡、自動屈光計等獲得基本低階客觀屈光處方?？梢杂镁C合屈光檢查儀等獲得低階主觀屈光處方?？梢杂貌ㄇ皞鞲衅鞯全@得客觀高階像差，而用本發(fā)明的裝置和方法獲得主觀高階屈光。本發(fā)明的定制的眼科矯正的處方和提供方法將高階屈光元件的主觀接受度納入考量。球面像差的定義如下。眼睛的球面像差測量值采用幾種不同的格式。第一種格式源自光學(xué)工程，其中像差以偏離參考值的波長或微米測得。第二種格式屬于眼科光學(xué)，其中將以屈光度為單位測得的像差視為度數(shù)誤差(或有時為度數(shù)矯正)。半徑相關(guān)度數(shù)誤差表達(dá)式(公式I)有助于兩個群體之間的項轉(zhuǎn)換
IdW{r)# = ^~，…
r Sr(I)其中r為未縮放的瞳孔半徑，W(r)為半徑相關(guān)波像差函數(shù)。代表球面像差的波像差函數(shù)可以用r寫為(公式2):
nr)-W040 —,
VW(2)其中W_為球面像差的波前展開項，rfflax為最大半徑值。通過將公式和相結(jié)合，可以確定波像差與球面像差的度數(shù)誤差表達(dá)式之間的關(guān)系(公式3)
權(quán)利要求
1.一種用于獲得視覺像差的主觀測量值的裝置，所述裝置包括可調(diào)式像差產(chǎn)生光學(xué)組件，所述光學(xué)組件將受控程度的像差引入到測試受試者眼睛的光瞳面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中所述像差產(chǎn)生器包括一對放置在視覺路徑中的配對的多項式板，當(dāng)側(cè)向移動校準(zhǔn)量時，所述多項式板可將特定受控量的像差引入眼波前。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像差產(chǎn)生器，其位于IX開普勒望遠(yuǎn)鏡的光闌處，所述望遠(yuǎn)鏡具有在所述望遠(yuǎn)鏡外部的實際出射瞳孔，以使得所述眼睛的所述瞳孔與所述產(chǎn)生器引入的所述像差之間實現(xiàn)有效耦合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的像差產(chǎn)生器，其中通過使用位于所述光學(xué)組 件的所述光瞳面處的相位板產(chǎn)生像差。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其具有眼科驗光鏡片接收器，可引入所述光學(xué)組件的所述光瞳面處的所述視覺路徑中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中使用棱鏡組件或空氣間隔鏡組件使所述光學(xué)組件產(chǎn)生的圖像正立。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中使用由兩個空氣間隔鏡組成的潛望鏡組件使所述光學(xué)組件視線與所述受試者的視線重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中紅外線發(fā)光二極管(LED)照明系統(tǒng)被構(gòu)造為照明所述受試者的瞳孔，以使得所述裝置可以與所述受試者的視線對準(zhǔn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其中分束器放置在所述光學(xué)組件的物鏡前面，以便可以調(diào)整和跟蹤所述測試受試者的瞳孔與所述望遠(yuǎn)鏡的對準(zhǔn)狀態(tài)，以及瞳孔大小和測試受試者的視線。
10.一種測量并獲得患者的主觀高階像差的方法，包括 a.觀察目標(biāo)， b.將所述高階像差調(diào)節(jié)至所需的程度， c.記錄所述像差程度， d.用所述記錄的數(shù)據(jù)產(chǎn)生眼科矯正。
11.一種提供眼科矯正的方法，包括 a.獲得低階主觀球柱面屈光患者數(shù)據(jù)， b.獲得高階像差主觀患者數(shù)據(jù)， c.產(chǎn)生結(jié)合了這些測量值的眼科矯正。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述高階主觀像差用連續(xù)像差產(chǎn)生器獲得。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得大群體的所述患者數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得亞群體的所述患者數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中獲得單一個體的所述患者數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述像差是旋轉(zhuǎn)對稱的。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述像差為球面像差。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述像差是非旋轉(zhuǎn)對稱的。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述像差為彗形像差。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述像差為三葉草像差。
21.一種設(shè)計結(jié)合高階像差的主觀矯正的眼科矯正的方法，所述方法包括編碼到機(jī)器指令中并編程載入計算機(jī)的指 令。
全文摘要
獲得臨床眼科高階光學(xué)像差的裝置和方法。本發(fā)明涉及一種裝置和方法，用以改進(jìn)包含高階像差的定制的眼科矯正的處方。所述裝置能夠?qū)θ缜蛎嫦癫畹鹊母唠A像差進(jìn)行主觀測量，其可以用作所述定制的眼科矯正處方的一部分。
文檔編號A61B3/103GK102753085SQ201180009123
公開日2012年10月24日 申請日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月12日
發(fā)明者B.M.皮克斯頓, G.A.維利比, J.E.小格里文坎普, R.斯保爾丁 申請人:莊臣及莊臣視力保護(hù)公司