ВЫРАВНИВАНИЕ ИНТРАОКУЛЯРНОЙ ЛИНЗЫ Российский патент 2015 года по МПК A61B3/11 

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

По данной заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке под серийным номером 61/153,709, зарегистрированной 19 февраля 2009 года, а также предварительной заявке под серийным номером 61/155,562, зарегистрированной 26 февраля 2009 года.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

За прошедшее десятилетие хирурги-офтальмологи испробовали ряд способов корректировки доклинического астигматизма в процессе хирургического лечения катаракты глаза, в том числе рассечение роговицы для изменения формы глаза. В настоящее время благодаря уникальной конструкции торических интраокулярных линз (ИОЛ) астигматизм может быть снижен или астигматизм может быть исправлен без дополнительного хирургического вмешательства. Торическая ИОЛ восстанавливает фокус глаза, когда природный хрусталик или катаракта удалены, но она также выполнена с возможностью корректировки доклинического астигматизма с использованием той же технологии, которая успешно применяется в контактных линзах.

Перед выполнением операции должна быть определена степень роговичного астигматизма, который требуется исправить. В общем случае процедура заключается в следующем:

1. Предоперационное обследование (кератометрия, роговичная топография, щелевая лампа).

2. Расчет пространственного расположения ИОЛ.

3. Выбор ИОЛ.

4. Хирургическое введение торической ИОЛ и правильное расположение согласно предварительно рассчитанной оси.

Успех подобных процедур частично зависит от угловой точности выставления (выравнивания) ИОЛ. Все упомянутые этапы потенциально могут внести некоторую ошибку, приводящую к недостаточной коррекции астигматизма. Однако основной источник ошибки - ошибочное относительное расположение торической ИОЛ согласно рассчитанному угловому значению после ее введения в переднюю камеру глаза пациента в процессе операции по лечению катаракты. Это может быть связано, например, с тем, что рассчитанное угловое положение ИОЛ построено на замерах, проведенных на пациенте, сидящем прямо (по схеме предоперационной подготовки) и пребывающем в ясном сознании, в то время как в процессе операции пациент находится в положении лежа на спине, когда происходит циклоротация, а также под действием местной анестезии. Каждый градус угловой ошибки может приводить к снижению коррекции астигматизма, выполняемой с помощью торической ИОЛ, на 3,3%. Таким образом, ошибка в 10° может привести к снижению эффекта использования торической ИОЛ на 33%, что равносильно применению сферической линзы, не обладающей возможностью коррекции астигматизма.

Чтобы избежать ошибки, связанной с эффектом циклоротации, на сегодняшний день существует несколько технологий маркировки глаза с помощью меридиана и предварительно рассчитанной оси выравнивания (правильного расположения) ИОЛ в ходе предоперационного обследования. Эти технологии обычно требуют от хирурга размещения контрольных меток на меридианах с направлением на 3 часа и 9 часов по кайме с использованием маркеров или прокалывающих устройств. Метки, выполненные с помощью маркеров, могут быть неточными, а также могут быть смыты или сдвинуты. Помимо этого, прокалывание роговицы является инвазивной процедурой и создает значительный риск инфицирования и/или иных побочных эффектов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способ создания указателя радиального выравнивания в отношении глаза включает в себя сбор предоперационных данных выравнивания в отношении зрачка, полученных на глазе, который не дилатирован. Способ также включает в себя определение местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован. Способ дополнительно включает в себя отображение данных выравнивания на изображении дилатированного глаза по отношению к центру зрачка. В отдельных вариантах осуществления программное обеспечение, реализованное на машиночитаемом носителе, может исполняться процессором для выполнения этапов такого способа.

В других вариантах осуществления система для создания указателя для радиального выравнивания в отношении глаза включает в себя память (запоминающее устройство ЗУ), процессор и устройство отображения. ЗУ выполнено с возможностью хранения предоперационных данных выравнивания в отношении зрачка, полученных на глазе, который не дилатирован. Процессор выполнен с возможностью определения местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован. Устройство отображения выполнено с возможностью отображения данных выравнивания на изображении дилатированного глаза по отношению к центру зрачка.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Настоящее изобретение можно уяснить с учетом следующих чертежей, где:

на Фиг.1 показано изображение глаза с наложением радиальной схемы согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг.2 показана альтернативная конфигурация наложения радиальной сетки совместно с предоставленными пользователем радиальными замерами согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг.3 показана альтернативная конфигурация наложения радиальной сетки совместно с предоставленными пользователем радиальными замерами согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг.4 показана блок-схема хирургической системы согласно частному варианту осуществления настоящего изобретения;

на Фиг.5 показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующая пример способа создания хирургического устройства отображения согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения выравнивание торической интраокулярной линзы для хирургии катаракты совершенствуется с помощью создания точной радиальной сетки или указателя для выравнивания с целью содействия хирургу при размещении линзы. Изображения глаза могут быть получены с помощью микроскопа на основе щелевой лампы, при этом может быть создано наложение на изображение, в том числе радиальная сетка, указатель для выравнивания линзы и/или другие опорные метки для углового выравнивания, используемые в качестве хирургического шаблона в любой приемлемой форме, в том числе с использованием хирургического устройства отображения, отпечатанного изображения глаза, содержащего соответствующую информацию, или путем непосредственного проецирования на глаз в ходе операции.

Согласно различным способам и системам, представленным в настоящем описании, радиальная сетка выстраивается относительно центра зрачка и накладывается на изображение глаза (или в одном варианте осуществления - непосредственно на глаз). Может быть определено местоположение центра зрачка, например, в автоматическом режиме с использованием соответствующей технологии обработки изображения по нахождению центра, либо в ручном режиме посредством компьютерного интерфейса на основе «указания и щелчка» и т.п. Например, местоположение центра зрачка может быть определено с использованием различных технологий анализа изображения, в том числе, но не только, технологий, описанных в патенте США № 5740803, Gray и другие, включенном в настоящее описание путем ссылки. Сетка может включать в себя вертикальные и горизонтальные меридианы и масштабную шкалу с любой подходящей степенью точности. На интерфейсе пользователя могут быть выбраны угловые замеры и отмечены на сетке в отношении различных элементов глаза, таких как кровеносные сосуды, элементы радужной оболочки или любые иные соответствующие опорные точки. Сетка также может включать в себя указатель для выравнивания, показывающий корректную угловую ориентацию ИОЛ, рассчитанную до хирургического вмешательства. Путем расчета угла относительно, например, вертикального меридиана, на радиальной сетке может быть отображен точный указатель для использования хирургом.

На Фиг.1 показано изображение глаза с наложением радиальной схемы. Как можно видеть, горизонтальный меридиан проходит через 0 градусов и 180 градусов, а вертикальный меридиан проходит через отметки плюс и минус 90 градусов. Угол, равный 82,5 градуса, отмечен как опорный угол в отношении некоторого элемента глаза, выбранного хирургом и т.п., а угол 156 градусов представлен для использования при выравнивании торической интраокулярной линзы (которая также упоминается в настоящем описании как линза).

Другие аспекты систем и способов выравнивания линзы описаны ниже. В варианте осуществления с использованием микроскопа на основе щелевой лампы соответствующая видеокамера может быть установлена на микроскопе, выполненном на основе щелевой лампы, посредством расщепителя луча. Камера может быть подсоединена к компьютеру с аппаратным обеспечением для получения изображений, используя соединитель, такой как порт USB, Fire Wire или GigE. Можно начинать непосредственное отображение информации, при этом камера может быть выровнена так, что горизонтальная ось поля обзора камеры совмещена с горизонтальной щелью щелевой лампы. На пациенте, сидящем прямо, могут быть получены высококачественные изображения, и с помощью программного обеспечения можно попытаться определить местоположение центральной точки зрачка в автоматическом режиме. Программное обеспечение может также включать в себя ручной инструмент для локализации зрачка. Как только центральная точка зрачка определена, программное обеспечение может обеспечить наложение радиальной сетки, центр которой будет расположен в этой точке, как показано, например, на Фиг.1. Радиальная ось 0-180° будет совпадать с меридианами глаза, направленными на отметки 3 и 9 часов, поскольку угловое положение камеры отрегулировано по щелевой лампе. Программное обеспечение может также обеспечить следующее:

- наложить ось торической ИОЛ согласно угловому значению, рассчитанному посредством кератометрии. Ось торической ИОЛ пересечет центр круговой шкалы, при этом угловая величина будет иметь отношение к оси 0-180° наложенной круговой шкалы (см. прямую на Фиг.1, угловое положение которой составляет 156 градусов);

- наложить оси, пересекающие центр круговой шкалы и другие анатомические ориентиры, которые хирург выбирает в качестве опорных меток по периферии радужной оболочки глаза или на лимбальных сосудах. Программное обеспечение отобразит угловую величину для каждой из этих опорных точек (см. прямую на Фиг.1, угловое положение которой составляет 82,5 градуса).

Программное обеспечение может также присвоить обозначения изображениям, указав левый или правый глаз, а также височную или назальную сторону глаза (см. буквенные обозначения «R» и «T» на Фиг.1).

Обработанные изображения могут храниться на жестком диске компьютера, съемном ЗУ или в базе данных пациентов медицинского учреждения. Хирург может извлечь и отобразить изображения с наложенной схемой в операционной на фотографии высокого качества или на мониторе, либо наложенная схема может проецироваться непосредственно на глаз пациента с использованием соответствующего проектора.

На основе наложенных осей для опорных точек хирург имеет возможность точно расположить хирургический протрактор, который определяет введение торической ИОЛ вне зависимости от эффекта циклоротации. Когда протрактор выровнен с действительными меридианами глаза, хирург может далее приступить к выстраиванию торической ИОЛ согласно рассчитанной угловой величине. На Фиг.2 и 3 показаны альтернативные схемы для радиального наложения совместно с полученными от пользователя замерами и/или информацией о правильном расположении линзы.

Данный способ касается устранения нескольких источников ошибок в процессе выравнивания ИОЛ в хирургии катаракты путем

a) обеспечения механизма для точного выравнивания камеры с микроскопом, выполненным на основе щелевой лампы;

b) предоставления точного местонахождения центра зрачка на основе анализа изображения;

c) обеспечения точного размещения протрактора в процессе хирургического вмешательства путем предоставления руководства хирургу по размещению протрактора согласно действительным меридианам глаза, создавая тем самым точную опорную систему углового расположения.

Способы или операции, описанные выше, а также их этапы могут быть реализованы аппаратными средствами, программным обеспечением или любым сочетанием таковых, пригодным для конкретного применения. На Фиг.4 показана блок-схема системы 100 для создания хирургического устройства отображения согласно отдельному варианту осуществления настоящего изобретения. Система 100 включает в себя консоль 102 с процессором 104. Процессор 104 может представлять собой один или несколько микропроцессоров, микроконтроллеров, встроенных микроконтроллеров, программируемых процессоров цифровых сигналов или иное программируемое устройство совместно с внутренним и/или внешним ЗУ 106. Процессор 104 может также или взамен входить в состав интегральной схемы специализированного применения, программируемой матрицы логических элементов, программируемой матричной логической схемы или любого иного устройства или комбинации устройств, выполненных с возможностью обработки электронных сигналов. Память (ЗУ) 106 может принимать вид любого подходящего накопителя информации, в том числе электронного, магнитного или оптического ЗУ, энергозависимого или энергонезависимого, включающего в себя код 108, содержащий инструкции, выполняемые процессором 104. Следует также понимать, что выполняемый компьютером код 108 может быть создан с использованием языка структурного программирования, такого как C, объектно-ориентированного языка программирования, такого как C++, или любого другого языка программирования высокого уровня или низкого уровня (в том числе языка ассемблера, языка описания аппаратных средств, языка программирования, ориентированного на базы данных, и соответствующих технологий), который может быть выполнен с возможностью прогонки на одном из вышеописанных устройств, а также гетерогенных сочетаний процессоров, архитектур процессоров или сочетаний различных аппаратных средств и программного обеспечения.

В варианте осуществления, представленном на Фиг.4, система 100 также включает в себя устройство 108 отображения и микроскоп 110 для наблюдения за глазом в процессе хирургического вмешательства. Устройство 108 отображения может включать в себя любое пригодное выходное устройство для создания указателя для выравнивания в отношении глаза, в том числе принтер, видеодисплей или световой проектор. В отдельных вариантах осуществления устройство 108 отображения может быть соединено с микроскопом 110, так что изображение проецируется в поле обзора микроскопа. Микроскоп 110 может представлять собой любой пригодный инструмент для визуального осмотра глаза, который может содержать электронное и/или оптическое изображение. Различные другие пригодные компоненты, в том числе любой из приведенных здесь примеров, могут быть использованы вместо компонентов системы 100.

На Фиг.5 показана блок-схема 200, иллюстрирующая пример способа создания хирургического устройства отображения, включающего в себя указатель для радиального выравнивания согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. На этапе 202 осуществляется сбор предоперационных данных по выравниванию в отношении зрачка с использованием глаза, который не дилатирован. На этапе 204 глаз дилатирован. На этапе 206 определяется местоположение центра зрачка. Местоположение центра зрачка может определяться в ручном режиме, например, с использованием координатно-указательного устройства, либо в автоматическом режиме, например, с помощью программы анализа изображения. На этапе 208 указатель для выравнивания отображается на изображении дилатированного глаза по отношению к центру зрачка. Указатель для выравнивания может соответствовать любому из различных вариантов осуществления, представленных в настоящем описании.

Таким образом, в одном аспекте каждый из вышеописанных способов и их сочетания могут быть реализованы в выполняемом компьютером коде, который, будучи исполняемым на одном или нескольких вычислительных устройствах, выполняет их этапы. В другом аспекте способы могут быть реализованы в системах, которые выполняют их этапы, и могут быть распределены среди устройств различными путями, либо все выполняемые функции могут быть интегрированы в некотором выделенном автономном устройстве или другом аппаратном средстве. В следующем аспекте средство для выполнения этапов, связанных с вышеописанными операциями, может включать в себя любое из аппаратных средств и/или программных средств, описанных выше. Предполагается, что все подобные перестановки и комбинации подпадают под настоящее раскрытие.

В то время как изобретение раскрыто применительно к предпочтительным вариантам осуществления, подробно показанным и описанным, специалистам в данной области техники станут очевидны возможные их модификации и усовершенствования.

Изобретение относится к способам и устройствам для создания указателя для радиального выравнивания интраокулярной линзы в отношении глаза. Способ включает в себя сбор предоперационных данных по угловому выравниванию в отношении зрачка глаза, который не дилатирован. Способ также включает в себя определение местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован. Способ дополнительно включает отображение оси углового выравнивания для торической интраокулярной линзы во время операции на изображении дилатированного глаза по отношению к центру дилатированного зрачка на основании предоперационных данных по угловому выравниванию. Система выполнена с возможностью осуществления способа и включает машиночитаемый носитель, хранящий программу, выполняемую процессором для исполнения этапов способа. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ создания указателя для радиального выравнивания в отношении глаза, содержащий:
сбор предоперационных данных по угловому выравниванию в отношении зрачка глаза, который не дилатирован;
определение местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован; и
отображение оси углового выравнивания для торической интраокулярной линзы во время операции на изображении дилатированного глаза по отношению к центру дилатированного зрачка на основании предоперационных данных по угловому выравниванию.

2. Способ по п.1, в котором отображение данных по выравниванию содержит отображение радиальной сетки.

3. Способ по п.1, в котором отображение данных по выравниванию содержит отображение, по меньшей мере, одного меридиана в отношении глаза.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий выравнивание протрактора по отношению к меридиану.

5. Способ по п.1, в котором определение местоположения центра зрачка содержит перемещение координатно-указательного устройства в ручном режиме для определения местоположения центра глаза.

6. Способ по п.1, в котором определение местоположения центра зрачка содержит определение местоположения центра зрачка в автоматическом режиме с использованием программного обеспечения анализа изображения.

7. Система для создания указателя для радиального выравнивания в отношении глаза, содержащая:
запоминающее устройство, выполненное с возможностью хранения предоперационных данных по угловому выравниванию в отношении зрачка глаза, который не дилатирован;
процессор, выполненный с возможностью определения местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован; и
устройство отображения, выполненное с возможностью отображения оси углового выравнивания для торической интраокулярной линзы во время операции на изображении дилатированного глаза по отношению к центру дилатированного зрачка на основании предоперационных данных по угловому выравниванию.

8. Система по п.7, в которой отображение данных по выравниванию содержит радиальную сетку.

9. Система по п.7, в которой отображение данных по выравниванию включает в себя отображение, по меньшей мере, одного меридиана в отношении глаза.

10. Система по п.7, дополнительно содержащая протрактор, выполненный с возможностью выравнивания в отношении меридиана.

11. Система по п.7, дополнительно содержащая координатно-указательное устройство, способное перемещаться в ручном режиме для указания процессору центра зрачка.

12. Система по п.7, в которой процессор выполнен с возможностью определения местоположения центра зрачка с использованием программного обеспечения анализа изображения.

13. Машиночитаемый носитель, хранящий программу для создания указателя для радиального выравнивания в отношении глаза, выполняемую процессором для исполнения этапов:
сбора предоперационных данных по угловому выравниванию в отношении зрачка глаза, который не дилатирован;
определения местоположения центра зрачка глаза, когда он дилатирован; и
отображения оси углового выравнивания для торической интраокулярной линзы во время операции на изображении дилатированного глаза по отношению к центру дилатированного зрачка на основании предоперационных данных по угловому выравниванию.

14. Носитель по п.13, в котором отображение данных по выравниванию содержит отображение радиальной сетки.

15. Носитель по п.13, в котором отображение данных по выравниванию содержит отображение, по меньшей мере, одного меридиана в отношении глаза.

16. Носитель по п.13, в котором определение местоположения центра зрачка содержит получение указания центра зрачка от координатно-указательного устройства.

17. Носитель по п.13, в котором определение местоположения центра зрачка содержит определение местоположения центра зрачка в автоматическом режиме с использованием программного обеспечения анализа изображения.