切削式人眼象差个体化校正方法 【技术领域】
本发明涉及一种医学中的测量和手术装置中的控制方法，特别是一种眼科测量和视力校正装置中所使用的控制方法。
背景技术
人眼作为一个生物体，其光学质量并不理想，存在光学上称之为象差的光学缺陷。造成这种光学缺陷的原因很多，例如：角膜和晶状体表面不理想，角膜和晶状体不共轴，等等。人眼象差有高低阶之分。近视、远视和散光为低阶象差，其它更多的象差包括慧差和球差等则为高阶象差。所有人眼都存在象差，但程度不同，大小因人而异，对于视力的影响也大不相同。现在，对人眼象差的研究发现象差严重影响光线较暗条件下的视力，如在夜间。象差严重时看物体会出现重影。象差影响人眼的调焦功能是导致近视发生和加深的危险因子。象差也影响通常验光中对近视、远视和散光这些低阶象差的测量精度。这也是为什么有很多近视患者难以得到满意的视力校正的原因。
通常验光所能测得象差仅限于近视、远视和散光这些低阶象差，而不能测得高阶象差。但由于测量技术的进步，现在的人眼象差仪能测得几十项象差，其中包括近视、远视和散光这些低阶象差。象差测量同时给出波象差在人眼中的分布，从而对象差作精确地定位。为校正高阶象差提供必要的信息。然而，這这信息在现在的激光校正系统中并没有被很好地利用。不仅如此，现行的激光手术往往对一部份人眼引起更多象差。
【发明内容】
本发明的目的是：提供一种切削式人眼象差个体化校正方法，该方法将人眼象差仪测得地人眼波象差值转换成角膜厚度切削量，并用此角膜切削量来指导屈光手术装置在个体的角膜上进行人眼屈光手术，从而校正人眼象差，所校正的象差不仅包括近视、远视和散光一类的低级象差成份，而且包括慧差和球差等高级象差成份，为最大程度地改善人眼光学特性、提高人眼视力提供必要的手段。
本发明的技术方案是：一种切削式人眼象差个体化校正方法，该方法利用人眼象差仪测得个体的人眼波象差值来指导屈光手术装置在个体的角膜上进行人眼屈光手术，其中人眼象差的校正是通过切除由人眼波象差值转换而来的角膜厚度切削量来完成。
本发明进一步的技术方案是：一种切削式人眼象差个体化校正方法，该方法利用人眼象差仪测得个体的人眼波象差值来指导屈光手术装置在个体的角膜上进行人眼屈光手术，其中人眼象差的校正是通过切除由人眼波象差值转换而来的角膜厚度切削量来完成；该方法中所采用的人眼波象差值由主观或客观人眼象差测量装置测得；该方法中所采用的人眼波象差值分布为人眼入瞳面上的两维波象差分布图，并可展开为ZERNIKE或其它多项式表示；所述人眼波象差中的高低给成份可由多项式中的高低阶函数表示；所述低级人眼波象差为近视、远视和散光；所述角膜厚度的切削量由人眼波象差值乘以空气折射率再除以角膜折射率与空气折射率之差求得；所述人眼波象差值所求得角膜厚度切削量值中部分为负值；所述角膜厚度切削量值通过加上一正的常数值而全部转换成大于等于零的正量值；所述正的常数值等于转换前负角膜厚度切削量值中最小的绝对值；该方法利用屈光手术装置在角膜上将由个体的人眼波象差值所转换得到的角膜厚度切削量削去；所述手术装置包括小光斑激光屈光手术装置；所述手术装置包括PRK、LASIK和LASEK。
本发明的优越性在于：不仅能将低阶象差而且能将高阶象差转换为角膜切量用于指导激光手术以达到最大限度地提高人眼视力的目的。
【附图说明】
下面结合实施例对本发明作进一步的描述：
图1为一个波前象差的三维分布图；
图2为图1相对应的Zernike系数分布图；
图3为在图1情况下假定第三阶、第四阶、第五阶的Zernike象差被传统激光切削手术矫正，所形成的波前象差图；
图4为图3相对应的Zernike系数分布图；
图5为图1的波前象差经过式(1)转换成角膜切削深度的分布；
图6为瞳孔平面上最终的角膜厚度切削值。
【具体实施方式】
实施例：如图1、图2所示，这是使用主观式象差仪检查一个特定的病人得出的波前象差和Zernike系数。当然，本发明方式同时适用于其他形式的波前象差仪和适用于其他病人。图中X-Y轴用来表征瞳孔的位置。波前象差图表示从物体发出的一束平行光到达人眼和通过特定的瞳孔位置在视网膜上聚焦成一个理想的像点的光程差。光程差的单位是微米。它被用波前象差图来详细表示。如果光程差被修正，人眼将是无散射的理想眼。
另一种描述波前象差的方法是将波前象差图分解成一系列的Zernike函数项。此Zernike函数项被OSA所规定推荐。不同Zernike函数项的特定权重表示特定的波前象差图。图2显示了用Zernike系数来描绘每个Zernike方程权重的情况。
Zernike系数的单位也是微米。第四阶Zernike象差表示的是近视或远视，第三阶和第五阶表示散光。比第五阶高的象差是高阶象差。传统的屈光手术只能矫正低阶象差，但不能有效的矫正高阶象差。
图3、图4所示的是在图1情况下假定第三阶、第四阶、第五阶的Zernike象差被传统激光切削手术矫正，所形成的波前象差图和Zernike系数分布图。图3表示了这些残余的波前象差仍然影响着人的视力。并且传统的激光切削手术甚至会给病人带来更多的高阶象差。所以，本发明所完成的这种可以矫正所有低阶和高阶象差的方法是达到理想矫正的必需。
激光屈光手术是通过消融角膜表面部分角膜组织来达到矫正目的的。所以要把波前象差值转换成角膜切削深度。转换的公式为：
Dc(x，y)＝W(x，y)*n1/(n2-n1) (1)
式中x和y分别表示光入瞳孔的横纵坐标位置，Dc和W分别表示角膜切削深度和波前象差值。常数n1(＝1)和n2(＝1.376)分别是光在空气中和角膜中的折射率。
图5所表示的是图1的波前象差经过式1转换成角膜切削深度的分布。角膜切削深度也是微米。但是，正如图5所示的那样一些角膜切削深度的值是负值。这是因为波前象差是以零平面作为基准绘制的。而切削不可能在角膜上再增加组织，为了解决这一问题，做如下的转换：
Dc(x，y)＝Dc(x，y)+AMNDc (2)
式中AMNDc是负角膜厚度切削值中最小值的绝对值。通过式2的修正所有的角膜厚度切削值都是正的了。
图6表示的瞳孔平面上最终的角膜厚度切削值。通过准确切削图5所表现的角膜厚度切削值，将矫正图1所示的病人人眼的波前象差，使人眼成为无散射的理想眼。