专利名称：获得临床眼科高阶光学像差的装置和方法
获得临床眼科高阶光学像差的装置和方法相关专利申请的交叉引用
本专利申请是于2010年2月12日提交的美国专利申请No. 61/303，753的分案申请，并依据美国专利法35U. S. C. 121要求其优先权。
背景技术：
本发明涉及用于改进定制的眼科矫正的最终处方的设计和方法。球柱镜矫正为熟知的，并已得到广泛应用。然而，定制的矫正不仅可以包括常规的球柱镜矫正，还包括如球面像差等高阶像差的矫正，后者需要更精确地确定主观上可接受的最终处方。现有的像差测量装置只测量客观像差值，不会产生对于定制的眼科矫正设计而言最佳且主观上可接受的高阶像差值。本发明提供的装置和方法可改进定制的眼科矫正的处方，包括镜片或外科手术资料。
发明内容
本发明是能够确定如球面像差等高阶像差矫正的可接受主观程度的装置。可以用该结果设计定制的眼科矫正，包括结合有球柱面屈光误差和如球面像差等高阶像差的镜片或屈光外科手术资料。在另一个方面，所述装置包括一对放在视径中的相配的多项式板，其可引入特定受控量的像差。在本发明的另一个方面，像差产生器位于IX开普勒望远镜的光阑处，以便在眼睛瞳孔与产生器引入的像差之间实现有效耦合。在本发明的另一个方面，通过使用位于光学组件光瞳面处的相位板实现像差产生器的功能。在本发明的另一个方面，将眼科验光镜片引入视径中的光学组件光瞳面处。在本发明的另一个方面，在像差产生器中使用棱镜组件或空气间隔镜组件使光学组件产生的图像正立，以保持所观察物体的取向。在本发明的另一个方面，使用由两个空气间隔镜组成的潜望镜组件，以使得光学组件视线和受试者的视线重合。在本发明的另一个方面，红外线发光二极管(LED)照明系统被构造为照明受试者的瞳孔，以使得装置可以与受试者的视线对准。在本发明的另一个方面，将分束器放在光学组件的物镜前面，以便调整和跟踪测试受试者的瞳孔与望远镜的对准状态，以及瞳孔大小和测试受试者的视线。在本发明的另一个方面，设计和提供定制的眼科矫正的方法包括获得患者的低阶客观球柱面屈光处方、主观球柱面屈光处方、客观高阶像差、主观高阶像差，如球面像差，设计并制造包含一个或所有这些测量值的定制的眼科镜片，以及将镜片安装到患者眼睛内部、上面或前面。在本发明的另一个方面，设计和提供定制的眼科矫正的方法包括获得患者的低阶客观球柱面屈光处方、主观球柱面屈光处方、客观高阶像差、主观高阶像差，如球面像差，设计定制的外科手术资料，以及用合适的方法对眼睛实施该矫正。在本发明的另一个方面，用于产生眼科矫正的方法包括以下步骤获得低阶球柱面屈光数据、主观高阶屈光数据，以及产生眼科矫正。在本发明的另一个方面，将个人主观高阶像差数据纳入高阶部分考量。在本发明的另一个方面，个人主观高阶像差数据为多个档案的平均值。在本发明的另一个方面，将大群体主观高阶像差数据纳入高阶部分考量。在本发明的另一个方面，主观像差是旋转对称的。在本发明的另一个方面，主观像差为球面像差。在本发明的另一个方面，主观像差是非旋转对称的。 在本发明的另一个方面，主观像差为彗形像差。在本发明的另一个方面，主观像差为三叶草像差。在本发明的另一个方面，主观像差用连续像差产生器获得。在本发明的另一个方面，将亚群体主观高阶像差数据纳入高阶部分考量。在本发明的另一个方面，收集用于描述主观高阶眼科矫正的程度、范围、分辨率和容限的数据。在本发明的另一个方面，将结合有高阶像差主观矫正的眼科矫正设计方法编码到指令中，如机器指令，并编程载入计算机。
图I示出了用于确定高阶像差主观值的装置。图2为如图I的装置的示意图，其示出了装置内用于产生和确定高阶像差主观值的光学兀件。图3为示出了用本发明装置进行的临床研究中，受试者依年龄分布的数据图示。图4示出了视力测试表。图5A为示出了受试者以单眼经视力表测得的主观球面像差测量结果的数据图
/Jn o图5B为示出了受试者以双眼经视力表测得的主观球面像差测量结果的数据图
/Jn o图5C为示出了受试者以单眼经照片画面测得的主观球面像差测量结果的数据图
/Jn o图为示出了受试者以双眼经照片画面测得的主观球面像差测量结果的数据图
/Jn o图6示出了主观球面像差随客观球面像差测量值而变化的图表。图7为示出了受试者净差值球面像差值的数据图示。图8A示出了第一位受试者的主观球面像差和客观球面像差测量值的图表。图SB示出了第二位受试者的主观球面像差和客观球面像差测量值的图表。
具体实施方式
本发明为可用于完善定制的眼科矫正设计的包括眼科镜片在内的装置、使用和配制这些镜片以及进行屈光手术的方法。所谓眼科镜片是指接触镜片、眼镜镜片、眼内镜片和嵌入或覆盖镜片。优选地，眼科镜片为接触镜片。优选地，眼科镜片为结合有高阶像差主观优化值的定制的接触镜片。所谓屈光手术是指Lasik、Lasek、PRK等。所谓高阶像差是指如球面像差、彗形像差、三叶草像差或其他有别于零阶或一阶像差(如球面和散光误差)的像差。优选地，闻阶像差为球面像差。所谓光学组件或装置是指能够观察指定距离(包括光学无限远距离或近距离)处的目标并引入可控量的高阶像差的可对准的双眼或单眼光学系统。使用了多种测量值来提供视力矫正的数据，并且将这些测量值结合到镜片处方和设计中。采用视网膜镜、自动屈光计，如Nidek ARK-700A(日本爱知县蒲郡市的尼德克有限公司(Nidek Co. , Ltd. , Gamagori, Aichi, Japan))等检查常规球柱面屈光,可获得患者的低 阶球柱面矫正处方组成部分。用综合屈光检查仪，如Nidek RT-5100(日本爱知县蒲郡市的尼德克有限公司(Nidek Co. , Ltd. , Gamagori, Aichi, Japan))等可获得球镜度数、柱镜度数和圆柱轴的常规低阶值，从而在主观上得到进一步完善。可通过波前测量来实现高阶屈光矫正。使用例如COAS(新墨西哥州阿尔伯克基(Albuquerque, N. M.)的Wavefront Sciences公司)的波前传感器从患者收集眼波前数据。该波前数据通常具有泽尼克多项式系数的形式，但也可以是在指定笛卡尔坐标或极坐标下的一组波前高度。用以指定泽尼克系数的优选系统已作为OSA (美国光学学会)方法在ANSI Z80. 28中有所描述，该文献以引用方式并入本文中。可以在定制的镜片基础上或取大群体或亚群体的平均值将设计眼科矫正的方法用于个体。可以收集用该方法获得的数据，以描述主观高阶眼科矫正的程度、范围、分辨率和容限。可以用视网膜镜、自动屈光计等获得基本低阶客观屈光处方。可以用综合屈光检查仪等获得低阶主观屈光处方。可以用波前传感器等获得客观高阶像差，而用本发明的装置和方法获得主观高阶屈光。本发明的定制的眼科矫正的处方和提供方法将高阶屈光元件的主观接受度纳入考量。球面像差的定义如下。眼睛的球面像差测量值采用几种不同的格式。第一种格式源自光学工程，其中像差以偏离参考值的波长或微米测得。第二种格式属于眼科光学，其中将以屈光度为单位测得的像差视为度数误差(或有时为度数矫正)。半径相关度数误差表达式(公式I)有助于两个群体之间的项转换
IdW{r)# = ^~，…
r Sr(I)其中r为未缩放的瞳孔半径，W(r)为半径相关波像差函数。代表球面像差的波像差函数可以用r写为(公式2):
nr)-W040 —,
VW(2)其中W_为球面像差的波前展开项，rfflax为最大半径值。通过将公式和相结合，可以确定波像差与球面像差的度数误差表达式之间的关系(公式3)
权利要求
1.一种用于获得视觉像差的主观测量值的装置，所述装置包括可调式像差产生光学组件，所述光学组件将受控程度的像差引入到测试受试者眼睛的光瞳面上。
2.根据权利要求I所述的装置，其中所述像差产生器包括一对放置在视觉路径中的配对的多项式板，当侧向移动校准量时，所述多项式板可将特定受控量的像差引入眼波前。
3.根据权利要求I所述的像差产生器，其位于IX开普勒望远镜的光阑处，所述望远镜具有在所述望远镜外部的实际出射瞳孔，以使得所述眼睛的所述瞳孔与所述产生器引入的所述像差之间实现有效耦合。
4.根据权利要求I所述的像差产生器，其中通过使用位于所述光学组 件的所述光瞳面处的相位板产生像差。
5.根据权利要求I所述的装置，其具有眼科验光镜片接收器，可引入所述光学组件的所述光瞳面处的所述视觉路径中。
6.根据权利要求I所述的装置，其中使用棱镜组件或空气间隔镜组件使所述光学组件产生的图像正立。
7.根据权利要求I所述的装置，其中使用由两个空气间隔镜组成的潜望镜组件使所述光学组件视线与所述受试者的视线重合。
8.根据权利要求I所述的装置，其中红外线发光二极管(LED)照明系统被构造为照明所述受试者的瞳孔，以使得所述装置可以与所述受试者的视线对准。
9.根据权利要求I所述的装置，其中分束器放置在所述光学组件的物镜前面，以便可以调整和跟踪所述测试受试者的瞳孔与所述望远镜的对准状态，以及瞳孔大小和测试受试者的视线。
10.一种测量并获得患者的主观高阶像差的方法，包括 a.观察目标， b.将所述高阶像差调节至所需的程度， c.记录所述像差程度， d.用所述记录的数据产生眼科矫正。
11.一种提供眼科矫正的方法，包括 a.获得低阶主观球柱面屈光患者数据， b.获得高阶像差主观患者数据， c.产生结合了这些测量值的眼科矫正。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述高阶主观像差用连续像差产生器获得。
13.根据权利要求11所述的方法，其中获得大群体的所述患者数据。
14.根据权利要求11所述的方法，其中获得亚群体的所述患者数据。
15.根据权利要求11所述的方法，其中获得单一个体的所述患者数据。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述像差是旋转对称的。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述像差为球面像差。
18.根据权利要求11所述的方法，其中所述像差是非旋转对称的。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述像差为彗形像差。
20.根据权利要求18所述的方法，其中所述像差为三叶草像差。
21.一种设计结合高阶像差的主观矫正的眼科矫正的方法，所述方法包括编码到机器指令中并编程载入计算机的指 令。
全文摘要
获得临床眼科高阶光学像差的装置和方法。本发明涉及一种装置和方法，用以改进包含高阶像差的定制的眼科矫正的处方。所述装置能够对如球面像差等的高阶像差进行主观测量，其可以用作所述定制的眼科矫正处方的一部分。
文档编号A61B3/103GK102753085SQ201180009123
公开日2012年10月24日 申请日期2011年2月11日 优先权日2010年2月12日
发明者B.M.皮克斯顿, G.A.维利比, J.E.小格里文坎普, R.斯保尔丁 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司