РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКОЙ СИЛЫ ИНТРАОКУЛЯРНОЙ ЛИНЗЫ (ИОЛ) В СООТВЕТСТВИИ С НЕПОСРЕДСТВЕННО ОПРЕДЕЛЕННЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ИОЛ
CALCULATION OF INTRAOCULAR LENS (IOL) OPTICAL POWER IN ACCORDANCE WITH DIRECTLY SPECIFIED IOL POSITION

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение, в общем, относится к интраокулярным линзам (ИОЛ), а в частности, к расчету оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ) в соответствии с прямо определенным положением ИОЛ.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Интраокулярная линза (ИОЛ) представляет собой искусственную линзу, которая может быть имплантирована в глаз. ИОЛ преломляет свет на величину, обусловленную преломляющей способностью этой ИОЛ. Оптическую силу ИОЛ могут вычислять на основании характеристик глаза пациента. Для надлежащей коррекции зрения пациента следует использовать ИОЛ соответствующей оптической силы. Известные технологии расчета оптической силы ИОЛ обычно производят упрощающие допущения. Однако эти допущения могут давать значения оптической силы ИОЛ, которые могут не подходить для некоторых ситуаций.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ
В некоторых вариантах осуществления изобретения расчет оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ) включает определение положений частей глаза вдоль оси глаза. Указанные положения содержат положение роговицы, переднее и заднее положения хрусталика и положение сетчатки. Положение ИОЛ рассчитывают в соответствии с передним и задним положениями хрусталика. Также определяют данные о роговице. Оптическую силу ИОЛ рассчитывают, используя данные о роговице, положение ИОЛ и положение сетчатки. В некоторых вариантах осуществления изобретения для расчета могут использовать параметры ИОЛ, такие как аспекты оптических и гаптических элементов. В некоторых вариантах осуществления изобретения для сегментов указанной оси определяют коэффициенты преломления и регулируют по меньшей мере одно положение в соответствии с указанными коэффициентами преломления (показателями преломления).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Теперь в качестве примера будут описаны более подробно со ссылкой на приложенные чертежи примерные варианты осуществления настоящего изобретения, на чертежах:
на фиг.1 и 2 проиллюстрированы примеры системы и способа расчета оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ);
на фиг.3 проиллюстрирован пример способа расчета положения ИОЛ;
на фиг.4 проиллюстрирован пример способа регулировки длин с использованием коэффициентов преломления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее посредством описания и чертежей подробно показаны примерные варианты осуществления раскрытых устройств, систем и способов. Настоящее описание и чертежи не предполагаются исчерпывающими или иным образом ограничивающими или сужающими формулу изобретения до конкретных вариантов осуществления, показанных на указанных чертежах или раскрытых в указанном описании. Хотя чертежи представляют возможные варианты осуществления изобретения, они не обязательно выполнены в масштабе, а некоторые признаки могут быть увеличены, удалены или частично разделены для лучшего иллюстрирования вариантов осуществления изобретения.
На фиг.1 и 2 проиллюстрированы примеры системы и способа расчета оптической силы интраокулярной линзы (ИОЛ). В некоторых вариантах осуществления изобретения оптическая сила ИОЛ может соотноситься с различными признаками ИОЛ, таким как форма, размер, преломляющая сила указанной ИОЛ. Расчет оптической силы ИОЛ относится к определению соответствующей ИОЛ, которая оптимизирует зрение для конкретного глаза. Соответствующая ИОЛ могут определять, используя дооперационные данные о глазе.
Фиг.1 содержит схему 10, иллюстрирующую примеры частей глаза. Указанные части глаза содержат роговицу 24, хрусталик 26 и сетчатку 30, а также ось 20 глаза. Роговица 24 представляет собой прозрачную наружную часть глаза, направляющую свет на хрусталик 26. Хрусталик 26 представляет собой прозрачную часть за радужной оболочкой, помогающую фокусировать свет на сетчатке 30. Сетчатка 30 является светочувствительным тонким выстилающим слоем на задней части глаза. Сетчатка 30 преобразует свет в электрические импульсы, отправляющиеся к мозгу по оптическим нервам. Ось 20 может относиться к виртуальной оси, вдоль которой свет проходит сквозь глаз к сетчатке 30.
Схема 10 также иллюстрирует интраокулярную линзу (ИОЛ) 28. ИОЛ 28 является искусственной линзой, которую может быть имплантирована в глаз. ИОЛ 28 может быть небольшой пластиковой линзой (или оптической системой) с гаптическим элементом, который удерживает ИОЛ 28 на месте в капсулярном мешке внутри глаза. Во время хирургической операции по удалению катаракты материал хрусталика удаляют из капсулярного мешка, а после операции капсулярный мешок уменьшается и удерживает ИОЛ 28 на месте. Капсулярный мешок и характеристики ИОЛ 28 влияют на конечное осевое положение ИОЛ 28. Особенности ИОЛ 28 могут содержать оптическую силу ИОЛ и конструкцию ИОЛ 28, включая форму, размер (например, толщину и диаметр) и расположение частей ИОЛ 28, таких как оптические и гаптические элементы.
В некоторых вариантах осуществления изобретения расчет оптической силы ИОЛ может учитывать некоторые параметры, такие как рефракция роговицы 24 и положения роговицы 24, ИОЛ 28 и сетчатки 30 вдоль оси 20. Схема 10 иллюстрирует примеры определения некоторых параметров. Например, данные о роговице могут учитывать форму роговицы, измеренную с помощью, например, топографической системы. Положение ИОЛ 28 могут непосредственно оценивать так, как более подробно описано ниже. Для определения оптической силы ИОЛ на основе этих параметров могут использовать расчет волнового фронта.
На фиг.2 проиллюстрирована система 50, которую могут использовать для расчета оптической силы ИОЛ. Система 50 содержит по меньшей мере один интерфейс 52, логическую схему 54 и по меньшей мере одно запоминающее устройство 56. Интерфейс 52 содержит по меньшей мере один пользовательский интерфейс 60 и по меньшей мере одно измерительное устройство 62. Логическая схема содержит по меньшей мере один входной модуль 64 и вычислитель 68 оптической силы ИОЛ. Входной модуль 64 содержит модуль 70 положения и модуль 74 данных о роговице. Запоминающее устройство 56 хранит информацию для системы 50, например, коэффициенты 80 преломления и информацию 82 о положении, использованную или рассчитанную модулем 70 положения.
Систему 50 могут использовать для создания точной модели прохождения лучей для глаза. Указанная модель обеспечивает пользователю возможность измерения послеоперационных физических параметров глаза, которые могут быть использованы для улучшения указанной модели. Систему 50 могут использовать для точного расчета оптической силы ИОЛ, такой как целевая оптическая сила в пределах 1D или 0,5D.
Пользовательский интерфейс 60 обеспечивает пользователю возможность приема выходных данных из компьютеризированной системы и/или обеспечивать входные данные для нее. Примеры пользовательского интерфейса 60 содержат клавиатуру, дисплей, манипулятор типа мышь, микрофон, колонки или другое пользовательское интерфейсное устройство. Измерительное устройство 62 измеряет по меньшей мере один параметр глаза. Примеры измерительного устройства содержат датчики волнового фронта и оптические биометры (такие как биометры LENSTAR), использующие технологии когерентной оптической томографии (Optical Coherence Tomography, OCT) или оптические биометры для низкокогерентной оптической рефлекторометрии (Optical Low Coherence Reflectometry, OLCR).
Входной модуль 64 генерирует вход для вычислителя 68 оптической силы ИОЛ для обеспечения возможности расчета с помощью вычислителя 68 оптической силы ИОЛ. Модуль 70 положения определяет положения некоторых частей глаза по оси 20. В некоторых вариантах осуществления изобретения указанные положения содержат положение роговицы, переднее положение хрусталика, заднее положение хрусталика и положение сетчатки. Положение роговицы является положением роговицы 24 по оси 20. Передним положением хрусталика 26 является положение его поверхности вблизи передней части глаза, а задним положением хрусталика 26 является положение его поверхности вблизи задней части глаза. Положение сетчатки является положением сетчатки 30.
Модуль 70 положения может определять положение посредством измерения положения или посредством вычисления положения по меньшей мере на основании принятых измерений и/или значений. Например, посредством изменения с помощью биометрической оптической системы могут определять осевую длину, переднее положение хрусталика и/или заднее положение хрусталика.
Модуль 70 положения может определять положение ИОЛ 28 при помощи непосредственной оценки указанного положения на основании изменений. В некоторых вариантах осуществления изобретения модуль положения может вычислять положение ИОЛ в соответствии с характеристиками этой ИОЛ и/или характеристиками глаза (таких как рефракция роговицы, осевая длина, переднее положение хрусталика и/или заднее положение хрусталика). Пример этого описан более подробно ниже со ссылкой на фиг.3.
Модуль 70 положения может регулировать положения для обеспечения более точных значений положения. В некоторых вариантах осуществления изобретения модуль 70 положения может определять коэффициенты преломления для сегментов оси 20 и регулировать положение в соответствии с этими коэффициентами преломления. Пример этого описан более подробно ниже со ссылкой на фиг.4.
Модуль 74 данных о роговице определяет данные, описывающие роговицу 24, такие как рефракция и топография роговицы. Данные о роговице могут определять любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления изобретения данные о роговице определяют в соответствии со значением К фотоофтальмометрии этой роговицы. Фотоофтальмометрия является измерением радиуса кривизны роговицы, а значение К обеспечивает оценку общей рефракции передней и задней поверхностей роговицы. В некоторых вариантах осуществления изобретения система топографии роговицы может измерять и генерировать рефракционную карту роговицы. Рефракционная карта может учитывать отклонения рефракции роговицы по указанной роговице.
В некоторых вариантах осуществления изобретения данные о роговице определяют в соответствии с физической формой этой роговицы, например, ее передней и задней поверхностей. Для описания этой топографии могут использовать полиномы Зернике. В некоторых случаях заднюю поверхность роговицы могут предполагать сферической с радиусом меньшим, чем радиус передней поверхности роговицы (например, передний радиус приблизительно равен 0,8, например, 0,84). В других случаях поверхности роговицы могут приближаться к конусным поверхностям или конусным тороидальным поверхностям. Также могут применять различные степени асферичности. В еще одних случаях могут измерять топографию задней поверхности роговицы, например, при помощи ультразвуковой измерительной системы или измерительной системы по технологии Scheimpflug. В некоторых вариантах осуществления изобретения для создания для глаза модели прохождения лучей могут использовать топографию физической роговицы.
Вычислитель 68 оптической силы ИОЛ определяет оптическую силу ИОЛ 28. В некоторых вариантах осуществления изобретения вычислитель 68 оптической силы ИОЛ вычисляет оптическую силу ИОЛ на основании данных о роговице, положения ИОЛ и положения сетчатки. Оптическую силу ИОЛ могут определять таким образом, что ИОЛ 28 (в сочетании с роговицей 24) фокусирует изображение в положении сетчатки 30. Например, в глазную модель вставляют ИОЛ приблизительной корректирующей оптической силы, а затем оптическую силу ИОЛ регулируют до тех пор, пока изображение не будет в фокусе. Положение фокуса могут вычислять в соответствии с любым подходящим способом, например, используя специальные лучи, рассчитанный волновой фронт, функция передачи модуляции (ФПМ) через фокус или другие аспекты сфокусированного света. В некоторых вариантах осуществления изобретения вычислитель 68 оптической силы ИОЛ может содержать программное обеспечение для прохождения лучей или другое подходящее программное обеспечение. В некоторых вариантах осуществления изобретения при определении оптического положения могут быть рассмотрены гаптические элементы.
В некоторых вариантах осуществления изобретения расчет оптической силы ИОЛ может учитывать другие факторы. Например, могут измерять и использовать при расчете диаметр зрачка. В другом примере, могут учитывать смещение центра зрачка относительно роговицы.
На фиг.3 проиллюстрирован пример способа расчета положения ИОЛ. В некоторых вариантах осуществления изобретения положение ИОЛ могут вычислять, как заранее определенное пропорциональное расстояние между передним положением 110 хрусталика и задним положением 112 хрусталика.
В этом примере толщина Т является расстоянием между передним положением 110 и задним положением 112. Толщина оптики ИОЛ (а также другие характеристики ИОЛ) может изменяться в зависимости от оптической силы ИОЛ. При расчете положения ИОЛ могут использовать ИОЛ приблизительно требуемой оптической силы. Положение ИОЛ могут описывать при помощи расстояния D, где ИОЛ 28 является расстоянием D за передним положением 110. В качестве расчетной точки ИОЛ могут использовать любую подходящую часть ИОЛ, такую как центр гаптического элемента, переднюю поверхность ИОЛ, переднюю или центральную часть оптического края или центр оптического элемента. Положение ИОЛ могут оценивать любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления расстояние D может быть заранее определенной пропорциональной частью толщины Т. Например, расстояние D может быть значением в промежутке от 0,3 до 0,7, умноженных на толщину Т, таким как D = 0,4T.
В некоторых вариантах осуществления изобретения расстояние D могут определять на основании клинических данных посредством сравнения послеоперационных положений с дооперационными параметрами и определения взаимосвязи между указанными положениями и параметрами.
На фиг.4 проиллюстрирован пример способа регулировки расстояний с использованием коэффициентов преломления. В проиллюстрированном примере ось 20 может быть разделена на различные сегменты, каждый из которых проходит через различные среды, соответствующие различным частям глаза. Сегмент 120 роговицы проходит через роговицу 24, сегмент 124 внутриглазной жидкости через внутриглазную жидкость 125, сегмент 126 хрусталика через хрусталик 26, а сегмент 130 стекловидного тела через стекловидное тело 131.
Оптическое расстояние (или длина) пути света через среду является произведением физического расстояния (или длины) светового пути и коэффициента преломления этой среды. Коэффициент преломления может быть, например, групповым коэффициентом преломления. Измерительные устройства обычно измеряют расстояния по оси 20, как оптические расстояния. Оптическое расстояние могут преобразовывать в физическое расстояние, используя коэффициент преломления. Известные измерительные устройства обычно используют одинаковый коэффициент преломления (такой как средний коэффициент преломления) для всех различных сегментов по оси 20. Однако некоторые варианты осуществления изобретения могут использовать различные коэффициенты преломления для различных сред по оси 20, которые могут улучшить точность.
В этих вариантах осуществления изобретения могут определять оптическую длину каждого сегмента. Могут использовать любые подходящие сегменты, описанные в настоящем документе, такие как сегменты между передним положением роговицы и положением сетчатки. Могут определять коэффициент преломления каждого сегмента. В соответствии с оптической длиной и коэффициентом преломления сегмента могут вычислять физическую длину каждого сегмента. В соответствии с рассчитанной физической длиной могут регулировать по меньшей мере одно положение. Например, положения могут регулировать до соответствия физической длине.
Оптические длины сегментов могут определять любым подходящим способом. В некоторых вариантах осуществления изобретения для сегментов могут получать оценочные физические длины. Также могут получать по меньшей мере один оценочный коэффициент преломления, который был использован для определения физических длин. В соответствии с оценочной физической длиной сегмента и оценочным коэффициентом преломления для каждого сегмента могут вычислять оптическую длину.
Коэффициенты преломления могут определять любым подходящим способом. В некоторых случаях коэффициенты преломления могут получать из запоминающего устройства. Например, актуальный коэффициент преломления ИОЛ могут хранить в запоминающем устройстве и получать из него. В других случаях коэффициенты преломления могут рассчитывать на основании эмпирических данных. Например, могут получать пару длин, которые оценивают физическую длину по меньшей мере части оси до и после операции по имплантации ИОЛ. Каждая пара может содержать дооперационную и послеоперационную физические длины. Послеоперационная физическая длина может содержать толщину ИОЛ, введенной во время операции. В некоторых случаях, например, когда для масштабирования данных об дооперационных и послеоперационных глазах используют средний коэффициент преломления, может казаться, что осевые длины различны. Могут определять коэффициенты преломления, которые для каждой пары дают дооперационную физическую длину, по существу равную послеоперационной физической длине. Например, могут регулировать коэффициенты преломления до тех пор, пока осевые длины не станут одинаковыми. Коэффициенты преломления, которые дают одинаковые длины, могут рассматривать, как более точные величины.
В расчете могут использовать любые подходящие значения. Например, могут определять толщину ИОЛ посредством непосредственного измерения физической толщины ИОЛ или посредством измерения ИОЛ в глазу. В некоторых случаях могут регулировать по меньшей мере одно значение таким образом, что оно более или менее точно описывает реальное положение. Например, модель прохождения лучей может быть моделью, являющейся более точной, или моделью, лучшей для предварительного расчета ИОЛ.
В некоторых вариантах осуществления изобретения положение ИОЛ могут вычислять, используя физические длины. В этих вариантах осуществления изобретения могут определять длину сегмента хрусталика. На основании длины сегмента хрусталика и длин других сегментов могут определять переднее положение хрусталика и заднее положение хрусталика. Затем на основании переднего положения хрусталика, заднего положения хрусталика и других параметров могут вычислять положение ИОЛ. Например, положение ИОЛ могут вычислять, используя:
IOL
0
1
preop
2
preop
3
4
mean
ACD = C + C*ACD + C*LT + C*AL + C*K
IOL
0
preop
preop
mean
0
0
1
1
2
2
3
3
4
4
где ACD представляет расчетную глубину передней камеры (anterior chamber depth, ACD) ИОЛ, C- постоянное смещение, ACD представляет дооперационное значение ACD хрусталика, LT представляет дооперационную толщину хрусталика, AL представляет осевую длину глаза, а K представляет среднюю рефракцию роговицы. ACD может означать расстояние от передней поверхности роговицы до передней поверхности ИОЛ. Для определения значений коэффициентов могут измерять множество глаз до операции и после операции. Для коэффициентов могут использовать любые подходящие значения, такие как C= [-8, -1], например, C = -3,774; C = [0,5, 0,9], например, C = 0,675; C = [0,1, 0,7], например, C = 0,356; C = [0, 0,3], например, C = 0,091; и C = [0, 0,3], например, C = 0,056.
В других вариантах осуществления изобретения для ИОЛ могут использовать расстояние до физической точки отсчета, такой как центр гаптического элемента. Физическую точку отсчета могут определять, используя:
IOL
0
1
preop
2
preop
3
4
mean
ACD + D = C + C*ACD + C*LT + C*AL + C*K
где D является расстоянием от передней поверхности ИОЛ до плоскости отсчета. Расстояние D может различаться для различной оптической силы ИОЛ. Для расчета оптической силы ИОЛ могут использовать действительную оптическую и физическую конструкцию ИОЛ приблизительной корректирующей оптической силы.
В некоторых вариантах осуществления изобретения оптическую силу ИОЛ могут вычислять, используя физические длины. Положение ИОЛ и данные о роговице могут определять, как описано в настоящем документе. На основании физических длин могут определять положение сетчатки. Затем в соответствии с данными о роговице, положением ИОЛ и положением сетчатки могут вычислять оптическую силу ИОЛ.
Компонент систем и устройств, раскрытых в настоящем документе, может содержать интерфейс, логическую схему, запоминающее устройство и/или другой подходящий элемент, любой из которых может содержать аппаратное и/или программное обеспечение. Интерфейс может принимать входные данные, отправлять выходные данные, обрабатывать входные и/или выходные данные и/или исполнять другие подходящие действия. Логическая схема может выполнять действия компонентов, например, выполнять инструкции для генерации выходных данных на основании входных данных. Логическая схема может быть закодирована в запоминающем устройстве, а также она может выполнять действия при выполнении на компьютере. Логическая схема может быть процессором, таким как по меньшей мере один компьютер, по меньшей мере один микропроцессор, по меньшей мере одно приложение и/или другая логическая схема. Запоминающее устройство может хранить информацию и может содержать по меньшей мере один материальный машиночитаемый и/или выполняемый с помощью компьютера носитель. Примеры запоминающего устройства содержат компьютерное запоминающее устройство (постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ)), накопитель большой емкости (например, жесткий диск), съемный накопитель данных (например, компактный диск (Compact Disk, CD) или цифровой видеодиск (Digital Video Disk, DVD)), базу данных и/или сетевое хранилище данных (например, сервер) и/или другой машиночитаемый носитель данных.
В конкретных вариантах осуществления изобретения действия этих вариантов могут выполнять при помощи по меньшей мере одного машиночитаемого носителя, закодированного посредством компьютерной программы, программного обеспечения, исполняемых компьютером инструкций и/или инструкций, способных быть выполненными компьютером. В конкретных вариантах осуществления изобретения действия могут выполнять при помощи по меньшей мере одного машиночитаемого носителя данных, воплощенных и/или закодированных с помощью компьютерной программы и/или содержащего сохраненную и/или закодированную компьютерную программу.
Хотя настоящее раскрытие описано на примере некоторых вариантов осуществления, специалистам в данной области техники будут понятны модификации (такие как изменения, замены, добавления, исключения и другие модификации) этих вариантов осуществления. Соответственно, модификации могут быть выполнены без отклонения от объема настоящего изобретения. Например, могут быть выполнены модификации систем и устройств, описанных в настоящем документе. Компоненты систем и устройств могут быть объединены или разделены, а действия систем и устройств могут быть выполнены при помощи большего, меньшего количества компонентов или при помощи других компонентов. В качестве другого примера, могут быть выполнены модификации способов, изложенных в настоящем документе. Способы могут содержать большее количество, меньшее количество этапов или другие этапы, а эти этапы могут быть выполнены в любом подходящем порядке.
Также возможны другие модификации без отклонения от объема настоящего изобретения. Например, настоящее описание иллюстрирует варианты осуществления изобретения в конкретных практических применениях, специалистам в области техники будут очевидны другие применения. Кроме того, в будущем в области техники, обсуждаемой в настоящем документе, появятся новые разработки, а раскрытые системы, устройства и способы будут применять с такими будущими разработками.
Объем настоящего изобретения не должен быть определен со ссылкой на настоящее описание. В соответствии с патентным законодательством настоящее описание объясняет и иллюстрирует идеи и принципы работы настоящего изобретения, используя примерные варианты осуществления изобретения. Настоящее описание обеспечивает специалистам в области техники возможность применения систем, устройств и способов в различных вариантах осуществления изобретения, а также с различными модификациями, но не должно использоваться для определения объема настоящего изобретения.
Объем настоящего изобретения должен быть определен на основании формулы изобретения и полного объема эквивалентов исходя из формулы изобретения. Все термины формулы должны быть даны в своем самом широком разумном истолковании и обычном значении, как они понимаются специалистами в области техники, если в настоящем документе не сделано ясное указание об обратном. Например, использование артиклей единственного числа, таких как "a", "the" и т.п. следует читать, как перечисление по меньшей мере одного указанного элемента, если в формуле изобретения не указано ясное ограничение об обратном. В качестве другого примера, термин "каждый" ссылается на каждый элемент набора или каждый элемент поднабора, где набор может содержать, ноль, один или более, чем один элемент. В целом, настоящее изобретение допускает модификации, а объем изобретения должен быть определен не со ссылкой на описание, а со ссылкой на формулу изобретения и его полный объем эквивалентов.