[發明專利]一種個體化仿真人工晶狀體模型眼的建立方法

在審

• 申請號: 202310159128.1
• 申請日: 2023-02-24
• 公開（公告）號: CN116071522A
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 張健;馮迪;周琳;張帆
• 申請（專利權）人: 首都醫科大學宣武醫院
• 主分類號: G06T17/30
• 分類號: G06T17/30;A61B34/10
• 代理公司: 北京預立生科知識產權代理有限公司 11736
• 代理人: 李紅偉

本發明公開了一種個體化仿真人工晶狀體模型眼的建立方法，包括：獲取眼部生物測量數據；眼部生物測量數據包括角膜結構參數和人工晶狀體結構參數；人工晶狀體結構參數包括人工晶狀體相對于錨定眼軸的傾斜角度和偏心量；錨定眼軸為角膜地形軸時，在同一軸位上，傾斜角度和偏心量的獲取方法包括：確定人工晶狀體的光軸和光學中心點；光軸與角膜地形軸之間的夾角即為傾斜角度；光學中心點與角膜地形軸之間的垂直距離即為偏心量；對角膜結構參數進行處理得到角膜前/后表面面型數據；將角膜前/后表面面型數據和人工晶狀體結構參數輸入到現有軟件中利用現有軟件對其公差分布和波像差進行分析，根據分析結果優化模型，得到眼模型。

技術領域

本發明涉及視覺矯正領域，更具體地，涉及一種個體化仿真人工晶狀體模型眼的建立方法及其系統。

背景技術

模型眼的建立與仿真改進經歷了百余年的不斷完善，目的就是使模型眼無限接近人眼的光學特性。自從1841年Karl?Friedrich?Causs提出近軸光學理論以來，許多科學家基于該理論設計自己的模型眼。20世紀初期，瑞典的Gullstrand提出了一種更復雜的用以表示人眼的模型，該模型包含6個球面折射面，其中晶狀體包含了外層皮質和內部核體，四個折射面將晶狀體分為三個部分，稱為Gullstrand?I號模型眼(簡稱G模型眼)。后來LeGrand將G模型眼改善為4球面折射面的Gullstrand?Le?Grand模型眼(簡稱GL模型眼)，在人眼近軸光學成像特性的研究中，GL模型眼得到了很大程度上的認可和推崇。1997年，墨爾本大學的Liou和Brennan等人，依托解剖學得出的數據提出Liou模型眼，在該模型中，四個折射面都是用非球面的形式來表示；另外，Liou這個模型中還在晶狀體中定義了一個假想的平面(Coordinate?Break)，把晶狀體分成了前后兩個部分，通過一系列的數學表達式，引入晶狀體梯度折射率。與此同時，Liou在建立模型的時候還考慮到實際上光軸與視軸在嚴格意義上并不是完全重合的，到目前為止，Liou模型眼是最能反映真實人眼成像特性的一種模型眼。

綜合前期研究結果和研究報告認為，個體化模型眼的發展趨勢是向著無限逼近真實個體眼的光學特性進行優化，如模型眼中角膜光學結構數學模型的更精確表達、更準確的眼內生物測量數據的應用、考慮淚膜、視網膜等對模型眼的影響、不同錨定眼軸下IOL位置異常精準數據的獲取和應用等；同時，應用光學分析軟件對模型眼進行準確的數字化表達，將更方便后期對眼內成像單元視覺質量進行比較、分析；雖然仿真及個體化效果不斷提高，但還是有改進空間，這一優化趨勢沒有最精確，而是更精確。

發明內容

本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提供一種個體化仿真人工晶狀體模型眼的建立方法，通過選取代表不同成像方式的3種不同錨定眼軸，研究IOL的變化，也可以滿足同一人能夠建立不同光線通路的模型眼，為臨床提供白內障等手術置入效果具有更好地研究意義；同時還考慮到淚膜、視網膜厚度等弱光學透鏡合不同錨定眼軸對個體化模型眼成像質量的影響；應用目前更準確的眼部生物測量數據，建立基于個體特性的高仿真數字模型眼光學結構，進而從深層次挖掘隱含在眼部生物測量數據背后的生命規律，解決相關的生命科學問題。

本申請第一方面公開一種個體化仿真人工晶狀體模型眼的建立方法，包括：

獲取眼部生物測量數據；所述眼部生物測量數據包括角膜結構參數和人工晶狀體結構參數；所述人工晶狀體結構參數包括人工晶狀體相對于錨定眼軸的傾斜角度和偏心量；所述錨定眼軸為角膜地形軸時，在同一軸位上，所述傾斜角度和偏心量的獲取方法包括：確定所述人工晶狀體的光軸和光學中心點；所述光軸與所述角膜地形軸之間的夾角即為所述傾斜角度；所述光學中心點與所述角膜地形軸之間的垂直距離即為所述偏心量；

對所述角膜結構參數進行處理得到角膜前/后表面面型數據；

將所述角膜前/后表面面型數據和所述人工晶狀體結構參數輸入到現有軟件中利用現有軟件對其公差分布和波像差進行分析，根據分析結果優化模型，得到具有個性化角膜形狀和個性化人工晶狀體形狀的模型眼。