用于眼生物统计的集成OCT屈光计系统.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201480043318.6 (22)申请日 2014.09.18 14/031,799 2013.09.19 US A61B 3/14(2006.01) (71)申请人 诺华股份有限公司 地址 瑞士巴塞尔 (72)发明人 AN阿尔尤克霍维克 ZA阿斯兰 俞凌峰 M鲍克尼 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 利商标事务所 11038 代理人 杜文树 (54) 发明名称 用于眼生物统计的集成 OCT 屈光计系统 (57) 摘要 一种裂隙灯或显微镜集成 OCT 屈光计系统， 其包括 ： 眼睛可视化系统， 其被配置来提供眼 睛中的成

2、像区的视觉图像 ； 光学相干断层扫描 (OCT) 成像系统， 其被配置来生成所述成像区的 OCT 图像 ； 屈光计， 其被配置来生成所述成像区的 屈光映射 ； 和分析仪， 其被配置来基于所述 OCT 图 像和所述屈光映射确定所述眼睛的屈光特性， 其 中所述屈光计和所述 OCT 成像系统集成到所述眼 睛可视化系统中。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2016.02.01 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2014/056381 2014.09.18 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2015/042305 EN 2015.03.26 (51)Int.Cl

3、. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书4页 说明书12页 附图9页 CN 105451638 A 2016.03.30 CN 105451638 A 1.一种裂隙灯或显微镜集成OCT屈光计系统， 其包括： 眼睛可视化系统， 其被配置来提供眼睛中的成像区的视觉图像； 光学相干断层扫描OCT成像系统， 其被配置来生成所述成像区的OCT图像； 屈光计， 其被配置来生成所述成像区的屈光映射； 和 分析仪， 其被配置来基于所述OCT图像和所述屈光映射确定所述眼睛的屈光特性， 其中 所述屈光计和所述OCT成像系统与所述眼睛可视化系统集成在一起。 2.根据权利要求1所述的

4、系统， 所述眼睛可视化系统包括： 显微镜和裂隙灯中的至少一个。 3.根据权利要求1所述的系统， 其中所述屈光计是Shack-Hartmann类型， 其包括： 屈光激光源， 其被配置来生成部分通过所述眼睛可视化系统的光学路径导向到所述成 像区的激光光束； 和 屈光传感器， 其包括 小透镜阵列， 其被配置来 接收从所述成像区返回的所述光束， 将所述返回的光束分解为小光束， 和 将所述小光束聚焦到检测器阵列上， 其中 所述检测器阵列被配置来 检测所述小光束， 和 基于所述检测的小光束， 执行所述成像区的所述屈光映射。 4.根据权利要求1所述的系统， 其中所述屈光计是Talbot-Moire类型， 其

5、包括： 屈光激光源， 其被配置来生成部分通过所述眼睛可视化系统的光学路径导向到所述成 像区的激光光束； 和 屈光传感器， 其包括 具有可变相对角的两个交叉光栅， 其被配置来 接收从所述成像区返回的所述光束， 和 生成对应于所述接收的光束的Moire图案； 和 检测器， 其被配置来 检测所述Moire图案， 和 基于所述检测的Moire图案， 执行所述成像区的所述屈光映射。 5.根据权利要求1所述的系统， 其中所述屈光计包括激光射线追踪系统， 其包括： 屈光激光矩阵源， 其被配置来 生成一系列激光脉冲以在所述成像区中部分通过所述眼睛可视化系统的光学路径， 沿 扫描图案有效地扫描所述激光脉冲； 检

6、测器， 其被配置来 检测从所述成像区返回的所述激光光束， 和 基于所述检测的激光光束， 执行所述成像区的所述屈光映射。 6.根据权利要求5所述的系统， 其中： 所述屈光激光矩阵源包括垂直空腔表面发射激光器VCSEL的阵列； 且 所述检测器包括CMOS相机。 权 利 要 求 书 1/4 页 2 CN 105451638 A 2 7.根据权利要求1所述的系统， 其中所述屈光计包括激光射线追踪系统， 其包括： 屈光激光源， 其被配置来生成激光光束； 扫描仪， 其被配置来 从所述激光源接收所述激光光束， 和 在所述成像区中部分通过所述眼睛可视化系统的光学路径， 沿扫描图案扫描所述激光 光束； 和 检测

7、器， 其被配置来 检测从所述成像区返回的所述激光光束， 和 基于所述检测的激光光束， 执行所述成像区的所述屈光映射。 8.根据权利要求7所述的系统， 其中： 所述检测器包括CMOS相机； 且 所述扫描仪由所述屈光计和所述OCT成像系统共享。 9.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述屈光计是射线追踪屈光计， 其被配置来 沿回路扫描屈光激光， 将所述扫描的屈光激光导向到所述成像区， 和 在所述扫描期间， 记录所述屈光激光在所述成像区中扫描的路径； 且 所述分析仪被配置来 从所述记录的路径的大小确定所述眼睛的光学功率， 和 从所述记录的路径的相位确定所述眼睛的所述光学功率的符号。 10.根据权利

8、要求1所述的系统， 其中： 所述屈光计包括波前分析仪、 像差检测器和像差计中的至少一个。 11.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述屈光计和所述OCT成像系统集成到在所述显微镜的最远端透镜的近端的所述眼睛 可视化系统的显微镜中， 从而避免显微镜-眼睛工作距离的减小。 12.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述屈光计和所述OCT成像系统通过手术显微镜的至少一个光束分裂器端口集成到所 述手术显微镜中。 13.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述分析仪被配置来登记所述OCT图像和所述屈光映射。 14.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述分析仪包括处理器和存储器， 其被编程来使用所述O

9、CT图像和所述屈光映射两者 确定眼睛模型的参数。 15.根据权利要求14所述的系统， 其中： 所述眼睛模型是以下项中的一个： Emsley模型、 Greivenkamp模型、 Gullstrand模型、 Helmholtz-Laurence模型和Liou-Brennan模型； 所述分析仪被编程来通过执行射线追踪软件确定所述参数； 且 所述眼睛模型的参数包括以下项中的至少一个： 球面参数、 柱面参数和所述眼睛的散 光的定向角。 权 利 要 求 书 2/4 页 3 CN 105451638 A 3 16.根据权利要求14所述的系统， 其中： 所述分析仪的所述处理器和所述存储器被编程来基于所述眼睛模

10、型的所述确定的参 数， 从可用眼内晶状体(IOL)的数据库选择IOL的光学特性以在所述选择的IOL插入到所述 眼睛中时实现所述眼睛的所需光学校正。 17.根据权利要求16所述的系统， 其中： 所述所需光学校正是关于所述眼睛的以下特性中的至少一个, 球面屈光不正、 柱面屈光不正、 散光值、 散光角、 光学功率、 高阶像差、 彗形像差、 Zernike系数、 向心性和倾斜。 18.根据权利要求16所述的系统， 其中： 所述分析仪被配置来确定以下项中的至少一个以实现所述眼睛的所述所需光学校正： 建议的IOL光学功率、 复曲面IOL的散光的值和定向、 多焦点特性和所述眼睛的囊中的眼内 晶状体(IOL)

11、的位置。 19.根据权利要求14所述的系统， 其中： 所述分析仪被编程来 在已移除自然晶状体之后， 从所述OCT图像和所述屈光映射确定眼睛模型参数； 和 在所述确定的眼睛模型参数不同于术前确定的眼睛模型参数时， 将校正生物统计信息 输出到显示器。 20.根据权利要求14所述的系统， 其中： 所述分析仪被编程来 在已于眼部组织中创建松解切口之后， 从所述OCT图像和所述屈光映射确定眼睛模型 参数； 和 在所述确定的眼睛模型参数不同于术前确定的眼睛模型参数时， 将校正生物统计信息 输出到显示器。 21.根据权利要求14所述的系统， 其中： 所述分析仪被编程来 在已开始将IOL晶状体插入到所述眼睛的

12、囊中之后， 从所述OCT图像和所述屈光映射确 定眼睛模型参数； 和 将生物统计信息输出到显示器以调整被插入的所述IOL的向心性和复曲面定向中的至 少一个。 22.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述OCT成像系统包括以下项中的至少一个： 时域、 频域、 扫频和傅立叶域锁模OCT成像 系统。 23.根据权利要求1所述的系统， 其中： 所述OCT成像系统包括激光器， 其具有 在500nm-2,000nm和900nm-1,400nm的范围中的一个中的操作波长， 和 在4mm-10mm、 10mm-30mm、 30mm-50mm和50mm以上的范围中的一个中的相干长度。 24.根据权利要求1所述的

13、系统， 其中： 所述屈光计被配置来 按在700-900nm的范围中的波长进行操作， 和 权 利 要 求 书 3/4 页 4 CN 105451638 A 4 经由对于在700-900nm的范围中的波长具有在50-100的范围中的反射率的反光镜， 耦合在所述眼睛可视化系统的光学路径中； 且 所述OCT成像系统被配置来 按在900-1,400nm的范围中的波长进行操作， 和 经由对于在900-1,400nm的范围中的波长具有在50-100范围中的反射率的反光镜， 耦合在所述眼睛可视化系统的光学路径中。 25.根据权利要求1所述的系统， 其包括： 抬头显示器和微显示器中的至少一个， 其被配置来将由所

14、述分析仪确定的所述眼睛的 生物统计信息和屈光特性中的至少一个投射到所述眼睛可视化系统的显微镜的光学路径 中。 26.根据权利要求1所述的系统， 其包括： 视频显示器和计算机化显示器中的至少一个， 其 安置在所述眼睛可视化系统的光学路径外， 且 被配置来显示由所述分析仪确定的所述眼睛的生物统计信息和屈光特性中的至少一 个。 27.一种术中生物计， 其包括: 手术显微镜， 其被配置来提供眼睛中的成像区的视觉图像； 光学相干断层扫描(OCT)成像系统， 其被配置来生成所述成像区的OCT图像； 像差计， 其被配置来确定所述成像区的屈光信息； 分析仪， 其被配置来基于所述OCT图像和所述屈光信息确定所述

15、眼睛的生物统计信息； 和 抬头显示器， 其被配置来在所述手术显微镜的光学路径中显示所述确定的生物统计信 息。 28.一种操作集成的OCT屈光计系统的方法， 所述方法包括： 用OCT成像系统生成眼睛的眼部成像区的OCT图像； 用屈光计生成所述眼部成像区的屈光映射； 基于所述OCT图像、 所述屈光映射和眼睛模型， 用分析仪执行所述眼睛的集成生物统计 分析； 基于所述生物统计分析， 用所述分析仪生成生物统计信息以通知手术选择； 和 经由视频显示器和抬头显示器中的一个显示所述生物统计信息。 权 利 要 求 书 4/4 页 5 CN 105451638 A 5 用于眼生物统计的集成OCT屈光计系统 00

16、01 相关申请的交叉引用 0002 本申请要求2013年9月19日提交的发明人是Alexander N.Artsyukhovich、 Z.Aras Aslan、 Lingfeng Yu和Mikhail Boukhny的标题为 “Integrated OCT-Refractometer System for Ocular Biometry” 的优先权权益， 所述申请的全部内容好像本文中充分又完 整陈述般以引用的方式并入本文中。 0003 背景 技术领域 0004 本文中所公开的实施方案涉及集成OCT屈光计系统。 更详细地， 实施方案涉及用来 基于OCT图像和屈光映射确定眼睛的屈光特性的眼睛可视化

17、系统、 光学相干断层扫描(OCT) 成像系统和屈光计。 背景技术 0005 当前眼部屈光手术方法(诸如白内障手术、 角膜内镶嵌、 激光原位角膜磨镶术 (LASIK)和屈光性角膜切削术(PRK)依赖于眼生物统计数据来开具最佳屈光校正。 在历史 上， 眼部手术治疗使用超声波生物统计仪器来使眼睛的部分成像。 在一些情况下， 这些生物 统计仪器生成眼睛的A型扫描： 来自沿通常与眼睛的光学轴对齐的成像轴的所有接口的声 学回音信号： 平行或仅成小角度。 其它仪器生成随着沿扫描线扫描生物统计仪器的头部或 尖端连续进行的B型扫描， 其本质上组成A型扫描的集合。 这个扫描线通常在眼睛的光学轴 的侧面。 然后，

18、使用这些超声波A型或B型扫描来测量和确定生物统计数据， 诸如眼轴长度、 眼睛前房深度或角膜曲率半径。 这些超声波眼生物统计装置的实例包括Alcon UltraScan 和Alcon OcuScan RxP。 0006 在一些手术治疗中， 使用第二单独角膜散光计来测量角膜的屈光性质和数据。 然 后， 按半经验公式组合超声波测量和屈光数据以计算在后续白内障超声乳化手术期间开具 和插入的最优眼内晶状体(IOL)的特性。 0007 最近， 超声波生物统计装置已迅速让位于在光学相干断层扫描(OCT)原理上建置 的光学成像和生物统计仪器。 实例包括Zeiss IOL Master和Haag-Streit

19、Lenstar。 这些 OCT仪器现已用于所有IOL处方病例的80-90中。 此外， 光学成像和生物统计仪器的成功归 因于成像的非接触本质和高于超声生物计的精度。 0008 然而， 即使在这些最近进展下， 实质的进一步成长和发展需要借助于生物统计和 成像仪器的功能。 发明内容 0009 1.本发明仪器的问题中的一个是用来确定生物统计信息的方法严重依赖于进入 使用的眼睛模型的假设， 诸如各种眼介质中的超声的速度和各种眼介质的屈光率。 所述方 法还基于人眼的简化表示， 诸如屈光率和超声速度不随眼内位置和时间变化的假设， 而事 说 明 书 1/12 页 6 CN 105451638 A 6 实上屈光

20、率和超声速度随眼内位置和时间变化。 因此， 使用测量的眼睛参数而非使用假设 模型化眼睛的系统将提供更佳准确度。 0010 2.此外， 应用的模型使用对来自诸多手术和大患者群体的屈光结果求平均所得的 平均值。 因而， 本发明方法基于平均信息且忽视或低估病人间变化。 这些变化可包括年龄、 性别、 地区和其它因素的变化。 可捕捉病人间变化的系统将改进手术治疗方案。 0011 3.通常在白内障手术的几周之前， 于医疗或眼科室中执行眼生物统计测量。 然而， 在准备手术的几周中， 患者眼睛的生物统计可存在不可忽视的变化。 这些变化可使手术自 身的准备复杂化， 诸如弛缓药和其它药物的管理以及手术室与医疗室之

21、间的差异。 因此， 可 在更接近手术的时间提供生物统计信息的系统将是有帮助的。 0012 4.此外， 因为对白内障眼睛执行生物统计测量， 所以光学信号通常模糊或失真到 一定程度。 因此， 基于眼睛模型化的处方有时偏离最优处方。 因此， 基于未模糊测量提供生 物统计信息的系统提高精度。 0013 5.因为在本发明治疗中使用单独生物统计和成像仪器， 所以需要交叉引用和登记 生物统计和成像数据， 其带来额外挑战。 具有集成测量能力的系统可提供更佳登记。 0014 6.除可在特定时间传递特定患者的特定眼睛的次优结果的预备生物统计和成像 的所有上述问题外， 额外问题是在手术期间不可使用生物统计， 即使其

22、可对外科医生提供 有用的额外反馈和控制信息。 第一实例是在已基于术前生物统计执行松解切割但尚未插入 IOL时的阶段。 因而， 可实行额外测量以检查执行开具的切割是否确实实现通过术前模型化 预测的屈光结果的系统可对提供额外校正或调整有用。 0015 7.术中生物统计的另一功效可为在复曲面IOL插入到散光眼睛中时， 复曲面IOL轴 应最优地被定向成相对于眼睛散光。 目前， 外科医生基于术前生物统计而受处方指导。 然 而， 可有帮助的是， 通过术中生物统计追踪复曲面IOL轴的定向以确保确实由外科医生按处 方定向IOL轴。 此外， 这个系统可执行额外术中生物统计以检查术前处方是否保持对定向角 来说确实

23、最优。 这个生物统计的结果可在手术显微镜内的抬头显示器中转发给外科医生以 有效地指导复曲面轴的定向。 0016 8.同样地， 在白内障手术期间的IOL定向性也是重要的。 再者， 术中生物统计系统 可对实行IOL插入的外科医生提供非常有用的指导。 0017 至少出于这些理由1-8， 需要在适于进行和调整白内障手术步骤、 IOL选择和插入 的时间传递关于个别患者的个别眼睛的集成成像和生物统计信息的仪器和方法。 0018 值得注意的是， 不管这些需要的功能是什么， 屈光和成像仪器的集成尚处于起步 阶段。 特定来说， 目前， 尚未制成具有集成到其中的屈光生物统计装置和OCT成像系统的术 中显微镜。 0

24、019 为了解决这些需要， 本发明的实施方案包括一种裂隙灯或显微镜集成OCT屈光计 系统， 其包括： 眼睛可视化系统， 其被配置来提供眼睛中的成像区的视觉图像； 光学相干断 层扫描(OCT)成像系统， 其被配置来生成成像区的OCT图像； 屈光计， 其被配置来生成成像区 的屈光映射； 和分析仪， 其被配置来基于OCT图像和屈光映射确定眼睛的屈光特性， 其中屈 光计和OCT成像系统集成到眼睛可视化系统中。 0020 一些实施方案包括一种术中生物计， 其包括： 手术显微镜， 其被配置来提供眼睛中 的成像区的视觉图像； 光学相干断层扫描(OCT)成像系统， 其被配置来生成成像区的OCT图 说 明 书

25、2/12 页 7 CN 105451638 A 7 像； 屈光计， 其被配置来确定成像区的屈光信息； 分析仪， 其被配置来基于OCT图像和屈光信 息确定眼睛的生物统计信息； 和抬头显示器， 其被配置来在手术显微镜的光学路径中显示 确定的生物统计信息。 0021 一些实施方案包括一种操作集成OCT屈光计系统的方法， 所述方法包括： 用OCT成 像系统生成眼睛的眼部成像区的OCT图像； 用屈光计生成眼部成像区的屈光映射； 基于OCT 图像、 屈光映射和眼睛模型， 用分析仪执行眼睛的集成生物统计分析； 基于生物统计分析， 用分析仪生成生物统计信息以通知手术选择； 和经由视频显示器和抬头显示器中的一个

26、显 示生物统计信息。 附图说明 0022 图1是示出裂隙灯或显微镜集成OCT屈光计系统的实施方案的图。 0023 图2A-D是示出裂隙灯或显微镜集成OCT屈光计系统的实施方案的图。 0024 图3A-C是示出具有集成OCT屈光计系统的显微镜的特定实施方案的图。 0025 图4示出操作集成OCT屈光计系统的方法。 0026 在附图中， 具有相同标示的元件具有相同或相似功能。 具体实施方式 0027 在下述中， 陈述描述某些实施方案的特定细节。 然而， 将对所属技术领域的熟练人 员显而易见的是， 可以在没有这些特定细节中的一些或所有的情况下实行所公开实施方 案。 所提出的特定实施方案意在说明性，

27、但非限制性。 尽管本文中所具体描述， 但所属技术 领域的熟练人员将意识到在本公开的范围和精神内的其它材料。 0028 本发明的实施方案解决上文所概述的需求1-8。 特定来说， 根据本发明的仪器和方 法包括解决所述需求的用于眼生物统计的集成OCT屈光计系统。 因为这个集成系统可安装 在显微镜或裂隙灯上， 所以其将称为裂隙灯或显微镜集成OCT屈光系统或SMIORS。 裂隙灯集 成系统可对其中执行手术规划的以眼科室为基础的系统有用。 可在眼科手术室中使用显微 镜集成系统。 SMIORS的实施方案如下般解决上述需求。 0029 1.SMIORS的实施方案可被配置来确定个别患者的个别眼睛的屈光率和特性以

28、及 生物统计信息。 SMIORS可被配置来利用光学射线追踪软件来建置自定义眼睛生物统计模 型。 0030 这个自定义模型可用来开具提供自定义屈光校正的白内障屈光手术。 最优化白内 障手术的实例包括拟定插入的IOL的类型、 位置和定向以及规划缘松解切口的大小、 形状和 位置。 0031 此外， 如果患者眼睛展现例如屈光率的空间变化， 那么SMIORs可能够在某种程度 上捕捉这个变化且因此执行生物统计分析。 0032 2.同样地， SMIORs的实施方案可形成自定义眼睛生物统计模型而非使用总体平均 值。 在一些其它实施方案中， SMIORs可使用标准眼睛模型， 但具有自定义参数。 这是其中 SMI

29、ORS可提供精确于本发明的总体平均手术规划者的手术规划的另一方面。 0033 3.SMIORS的实施方案还可能够在非常接近实际手术的时间确定上述生物统计信 息， 诸如手术预备步骤。 因此， SMIORS可避免起因于手术规划寻医就诊与后续白内障手术之 说 明 书 3/12 页 8 CN 105451638 A 8 间的实质时间差和两者之间的状况的变化的问题。 0034 4.SMIORS可在无晶状体眼睛中执行生物统计测量， 即， 在已移除白内障晶状体之 后。 这允许SMIORS提供不因白内障变模糊的光学信息。 比较无晶状体眼睛的生物统计与术 前模型化有助于外科医生重新运行模型化模拟且根据需要修改处

30、方。 0035 5.还可集成SMIORS的实施方案： OCT成像系统和屈光系统可安装在相同显微镜上 而非单独使用将需要后续登记和引用的装置。 在集成SMIORS中， 可更可靠又精确地登记屈 光和OCT成像信息。 0036 6.SMIORs的一些实施方案可被配置来在术中执行生物统计和屈光测量。 这个 SMIORS提供多个优点。 例如， 在已于白内障手术的早期步骤中执行松解切割但尚未插入IOL 时， SMIORS的实施方案可用来执行生物统计测量以检查执行开具的切割是否确实实现通过 模型化预测的结果。 如果否， 那么外科医生可能希望选择不同于仅基于术前生物统计的处 方的IOL。 0037 7.术中生

31、物统计的另一功效可为在复曲面IOL插入到散光眼睛中时， 复曲面IOL轴 需要最优地被定向成相对于散光。 目前， 外科医生受术前生物统计的处方指导。 明显地， 可 有帮助的是， 执行额外术中生物统计以随着由外科医生插入复曲面IOL而检查复曲面IOL的 定向。 再者， 术中生物统计可检查术前处方是否确实最优。 这个生物统计的结果可在手术显 微镜内的抬头显示器中转发给外科医生以有效地指导复曲面轴的定向。 0038 8.术中生物统计还可随着外科医生尝试将IOL聚焦到囊中而对其提供无价值反 馈。 如前所述， 在手术显微镜内的抬头显示器中提供术中生物统计的结果可特别有效。 0039 一些SMIORS可通过

32、安装或集成到手术显微镜中来解决刚才所述的需求。 相比于现 存的以显微镜为基础的OCT装置， 一些实施方案可能够避免入侵到手术空间中。 例如， SMIORS可实施到显微镜的现存端口中。 因为在手术显微镜的设计中对空间的需求特别迫 切， 所以这可为实质优点。 一些SMIORS实施方案可通过使显微镜双目镜增大不足2英寸或甚 至不足1英寸来实施。 0040 在此提及被管理来将屈光计集成到显微镜中的一些现存系统。 然而， 这些系统仅 提供不完整的成像信息。 SMIORS的实施方案还通过额外地将OCT成像系统集成到显微镜或 裂隙灯中而提供更完整的成像和生物统计信息。 0041 图1示出裂隙灯或显微镜集成O

33、CT屈光计系统或SMIORS 100的实施方案。 SMIORS 100可包括： 眼睛可视化系统110， 其被配置来提供眼睛10中的成像区的视觉图像； 光学相干 断层扫描(OCT)成像系统120， 其被配置来生成成像区的OCT图像； 屈光计130， 其被配置来生 成成像区的屈光映射； 和分析仪140， 其被配置来基于OCT图像和屈光映射确定眼睛的屈光 特性， 其中OCT成像系统120和屈光计130可集成到眼睛可视化系统110中。 0042 成像区可为眼睛10的部分或区， 诸如手术治疗的靶区。 在角膜治疗中， 成像区可为 角膜12的部分。 在白内障治疗中， 成像区可为眼睛的囊和(结晶)晶状体14。

34、 成像区还可以包 括眼睛的前房。 在视网膜治疗中， 成像区可为视网膜16的区。 上述成像区的任何组合也可为 成像区。 0043 眼睛可视化系统110可包括显微镜112。 在其它实施方案中， 其可包括裂隙灯。 显微 镜112可为光学显微镜、 手术显微镜、 视频显微镜或其组合。 在图1的实施方案中， 眼睛可视 化系统110(被示出为厚实线)可包括手术显微镜112， 其可包括物镜113、 光学系统115和双 说 明 书 4/12 页 9 CN 105451638 A 9 目镜或目镜117。 眼睛可视化系统110还可包括视频显微镜的相机118。 0044 SMIORS 100还可包括光学相干断层扫描(

35、OCT)成像系统120。 OCT成像系统120可生 成成像区的OCT图像。 OCT成像系统可被配置来生成成像区的A型扫描或B型扫描。 OCT图像或 图像信息可按可由分析仪140结合输出的 “屈光输出” 信号用来确定眼睛的生物统计或屈光 特性的 “OCT输出” 信号输出。 0045 OCT成像系统120可涉及按500-2,000nm的波长范围(在一些实施方案中按900-1, 400nm范围)进行操作的OCT激光。 OCT成像系统120可为时域、 频域、 扫频或傅立叶域锁模 (FDML)OCT系统120。 0046 OCT 120的部分可集成到显微镜中， 且其部分可安装在单独控制台中。 在一些实施

36、 方案中， 集成到显微镜中的OCT部分可仅包括OCT光源， 诸如OCT激光。 从眼睛返回的OCT激光 或成像光可馈送到光纤中且驱动到OCT 120的第二部分、 显微镜外的OCT干涉仪。 OCT干涉仪 可定位在单独控制台中， 其中合适电子装置还被定位来处理OCT干涉仪信号。 0047 OCT激光的实施方案可具有长于眼睛前房的广度的相干长度， 诸如介于角膜顶端 到晶状体顶端之间的距离。 在多数患者中， 这个距离近似6mm， 因此这些实施方案可具有在 4-10mm范围中的相干长度。 其它实施方案可具有用来覆盖眼睛的整个轴长度的相干长度， 诸如30-50mm。 又， 其它实施方案可具有诸如在10-30

37、mm范围中的中间相干长度， 最后， 一些 实施方案可具有长于50mm的相干长度。 一些扫频激光接近这些相干长度范围。 一些傅立叶 域锁模(FDML)激光已能够传递具有在这些范围中的相干长度的激光光束。 0048 SMIORS 100还可包括用来生成成像区的屈光映射的屈光计130。 屈光计130可以是 广泛使用类型中的任何一种， 包括激光射线追踪器、 Shack-Hartmann、 Talbot-Moire或另一 屈光计。 屈光计130可包括波前分析仪、 像差检测器或像差计。 一些引用使用本质上可互换 或同义的术语。 屈光计130的动态范围可覆盖有晶状体眼睛和无晶状体眼睛两者， 即， 具有 和不

38、具有自然晶状体的眼睛。 屈光计130的实施方案将关于图2A-D更详细论述。 0049 在一些SMIROS 100中， OCT成像系统120和屈光计130可经由显微镜接口150集成， 其可包括用来提供到显微镜112或裂隙灯的主光学路径中的光学耦合的(下)光束分裂器 152d。 反光镜154-1可将屈光计130的光耦合到光学路径中， 且反光镜154-2可将OCT120的光 耦合到光学路径中。 显微镜接口150、 其光束分裂器152d和反光镜154-1/2可将OCT成像系统 120和屈光计130与眼睛可视化系统110集成在一起。 0050 在其中OCT成像系统120在900-1,400nm的近红外(

39、IR)范围中进行操作且屈光计在 700-900nm范围中进行操作的实施方案中， 光束分裂器152d可在400nm-700nm的可见范围中 接近100透射， 且在700-1,400nm范围的近IR范围中接近100反射以便进行高效率和低 噪音操作。 0051 同样地， 在其中反光镜154-1将光再导向到屈光计130中的SMIORS 100中， 反光镜 154-1可在700-900nm的近IR范围中接近100反射且反光镜154-2可在900-1,400nm的近IR 范围中接近100屈光， 从而再导向到OCT成像系统120。 在此，“接近100” 可在一些实施方 案中指代在50-100范围中的值， 或

40、在其它实施方案中指代在80-100范围中的值。 0052 在一些特定实施方案中， 光束分裂器152d可对于在700-1,400nm范围中的波长具 有在50-100范围中的反射率且对于在400-700nm范围中的波长具有在0-50范围中的反 射率。 说 明 书 5/12 页 10 CN 105451638 A 10 0053 图1示出SMIORS 100可在下光束分裂器152d旁边包括第二上光束分裂器152u。 下 光束分裂器152d可同时将光导向在物镜113与集成OCT 120/屈光计130之间。 上光束分裂器 152u可将光导向在显示器160与双目镜117之间， 如下文所述。 0054 分析

41、仪或控制器140可基于接收的OCT和屈光信息执行集成生物统计分析。 分析可 使用各种熟知光学软件系统和产品， 包括射线追踪软件和计算机辅助设计(CAD)软件。 集成 生物统计的结果可尤其是： (1)眼睛的部分的光学功率的值和合适IOL的对应建议或开具的 屈光度； (2)角膜散光的值和定向以及用来补偿这个散光的复曲面IOL的建议或开具的复曲 面参数； 和(3)用来校正这个散光一个或多个松解切口的建议或开具的位置和长度。 0055 分析仪140可朝向显示器160输出这个集成生物统计的结果， 使得显示器160可向 外科医生显示这些结果。 显示器160可为与眼睛可视化系统110相关联的电子视频显示器或

42、 计算机化显示器。 在其它实施方案中， 显示器160可为非常接近显微镜112(诸如附接到显微 镜112的外侧)的显示器。 最后， 在一些实施方案中， 显示器160可为将显示器光投射到显微 镜112的光学路径中的微显示器或抬头显示器。 投射可经由反光镜157耦合到主光学路径 中。 在其它实施方案中， 整个抬头显示器160可定位在显微镜112内， 或与显微镜112的端口 集成在一起。 0056 图1示出其中显示器160是经由反光镜157背向显微镜接口150投射生物统计信息 的抬头显示器。 在这些实施方案中， 显微镜接口150可含有两个光束分裂器： 下光束分裂器 152d和上光束分裂器152u。 下

43、光束分裂器152d可朝向患者眼睛再导向OCT 120和屈光计130 的光且朝向OCT 120和屈光计130再导向来自眼睛10的光。 上光束分裂器152u可朝向双目镜 或目镜117再导向来自抬头显示器160的显示器光， 使得外科医生可在术中查看显示的生物 统计信息且基于这个显示的生物统计作出合理决定。 0057 图2A示出屈光计130的实施方案， ， 包括Shack-Hartmann(SH)屈光计130。 SH屈光计 130可包括屈光激光源131， 其光通过反光镜154-1和显微镜接口150耦合到手术显微镜112 的主光学路径中。 如上文所述， 在其中存在两个光束分裂器的实施方案中， 屈光计13

44、0的光 可导向到下光束分裂器152d中以朝向物镜113和患者眼睛10再导向光。 在这些双光束分裂 器的实施方案中， 显微镜接口150可包括两个消色差透镜153， 或简称为achromat 153。 0058 从眼睛10的成像区返回的光可通过相同下光束分类器152d再导向且到达反光镜 154-2， 其中所述光可反射到屈光传感器132， 其可包括用来接收从成像区返回的屈光光束 且将所述屈光光束分解为小光束的小透镜阵列133。 小透镜阵列133可将小光束聚焦到SH检 测器134或检测器阵列134中， 其可个别地检测小光束且基于检测的小光束执行成像区的屈 光映射。 SH检测器或SH检测器阵列134可输

45、出 “屈光输出” 信号， 从而载送从检测的小光束计 算的屈光信息。 基于检测的小光束， 可由与屈光计130直接相关联的处理器执行成像区自身 的屈光映射。 在其它实施方案中， 检测的小光束信号可转递到单独分析仪/控制器140以执 行屈光映射。 0059 OCT成像系统120的光可经由OCT扫描仪121扫描， 且然后在反光镜154-3处耦合到 主光学路径中， 再导向到显微镜接口150的下光束分裂器152d。 返回的OCT光可通过反光镜 154-3从主光学路径再导向且然后作为 “OCT输出” 信号馈送到光纤中， 引导到定位在外部控 制台中的外部OCT干涉仪和电子装置。 在一些实施方案中， OCT干涉

46、仪和OCT电子装置可为分 析仪/控制器140的部分。 在其它实施方案中， OCT干涉仪和OCT电子装置可为单独区块。 说 明 书 6/12 页 11 CN 105451638 A 11 0060 眼睛可视化系统110还可包括相机118， 其可包括用来生成可输出为 “视频输出” 的 数字图像的CCD或CMOS阵列119。 CMOS相机通常工作速度快于CCD相机。 这可有利于向外科医 生传递近实时成像和术中信息。 0061 在一些SMIORS 100实施方案中， 若干射线可共享相同光学路径。 例如， 在一些实施 方案中， 屈光计130的光、 OCT 120的光和由相机118使用的光均可共享相同路径

47、。 因此， 在一 些实施方案中， 返回的光被分解使得光组分再导向到对应传感器和检测器。 例如， 在图2A 中， 反光镜154-3将OCT光再导向到OCT系统120， 反光镜154-2将屈光再导向到屈光计130， 且 剩余光可到达相机118。 0062 这个功能可通过合适光谱设计来实现。 例如， OCT 120可被设计来按在900-1, 400nm波长范围中的OCT激光进行操作。 屈光计130可按在700-900nm范围中的屈光激光进行 操作。 最后， 相机118可按400-700nm范围的可见光谱进行操作。 因此， 如果反光镜154-3在 900-1,400nm范围中反射但按较短波长透射且反光

48、镜154-2在700-900nm范围中反射但按较 短波长透射， 那么光谱设计可使从成像区返回的光分离和分解。 这个光谱设计可确保返回 的光的适当组分到达OCT 120、 屈光计130和相机118。 0063 应注意， 屈光激光131的光还通过反光镜154-1耦合到光束路径中。 为了使系统100 适当地运作， 这个反光镜154-1可在700-900nm范围中半反射， 使得其使返回的屈光的一半 通过以到达反光镜154-2以将这个光再导向到屈光传感器132中。 0064 除反光镜154-1/4外， 光束分裂器152u/d还可具有合适光谱设计。 在一些实施方案 中， 屈光计130可按在700-900n

49、m范围中的波长进行操作， 且经由光束分裂器152d耦合在眼 睛可视化系统110的光学路径中， 所述光束分裂器152d对于在700-900nm范围中的波长具有 在50-100范围中的反射率。 0065 在这些实施方案中的一些中， OCT成像系统120可按在900-1,400nm范围中的波长 进行操作， 且经由光束分裂器152d耦合在眼睛可视化系统110的光学路径中， 所述光束分裂 器152d对于在900-1,400nm范围中的波长具有在50-100范围中的反射率。 0066 可使用诸多其它光谱设计建构SMIORS 100的实施方案。 光学元件的波长范围、 透 射性质、 反射性质和序列可采用各种排列， 同时维持所述功能。 0067 特定来说， 取决于光谱设计的考虑， 沿光学路径的相机118、 OCT 120和屈光计130 的序列可为任何序列。 在这些实施方案中的一些中， 可能需要采用具有透射波长窗口的反 光镜， 从而使在波长范围内的光透射且使所述范围左右的光反射。 例如