Система интегрированного окт-рефрактометра для окулярной биометрии

Система интегрированного окт-рефрактометра для окулярной биометрии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 14/031 799 под названием “Integrated OCT-Refractometer System for Ocular Biometry”, поданной 19 сентября 2013 года, изобретателями которой являются Alexander N, Artsyukhovich, Z. Aras Aslan, Lingfeng Yu and Mikhail Boukhny, содержание которой включено посредством ссылки в полном объеме, как если бы она была целиком и полностью изложена в данном документе.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники

[0001] Изложенные в данном документе варианты реализации изобретения относятся к системам интегрированных ОКТ-рефрактометров. В частности, варианты реализации изобретения относятся к системам визуализации глазного яблока, системам формирования изображений посредством оптической когерентной томографии (ОКТ), и рефрактометрам, определяющим характеристики преломления света глазного яблока на основании изображения, полученного с помощью ОКТ и карты коэффициентов преломлений.

Предшествующий уровень техники

[0002] Существующие способы офтальмологической рефракционной хирургии, например, хирургия катаракты, внутрироговичная трансплантация, лазерная кератопластика in situ (LASIK) и фоторефракционная кератэктомия (PRK), зависят от биометрических данных для назначения наиболее подходящей рефракционной коррекции. Исторически, офтальмологические хирургические процедуры использовали ультразвуковую аппаратуру для получения изображения части глазного яблока. В некоторых случаях, подобные биометрические инструменты выполняют сканирование глаза в режиме А-сканирования: с помощью акустического эхосигнала от всех поверхностей вдоль оси изображения, которая обычно расположена вдоль оптической оси глаза, либо параллельно ей, либо образуя с ней небольшой угол. Другие инструменты выполняют В-сканирование, фактически, собирающее набор А-сканирований, сканированных головкой или наконечником этих биометрических инструментов вдоль линии сканирования. Эта линия сканирования, как правило, расположена поперечно оптической оси глазного яблока. Такие ультразвуковые А- и В-сканирования использовались для измерения и определения биометрических данных, например, длины окулярной оси, глубины передней камеры или радиус кривизны роговицы. Примерами подобных ультразвуковых биометрических устройств являются Alcon UltraScan и Alcon OcuScan RxP.

[0003] В некоторых хирургических процедурах используется другой, отдельный кератометр для измерения рефракционных характеристик и данных роговицы. Затем ультразвуковые измерения и рефракционные данные объединяются в полуэмпирической формуле для определения характеристик оптимальной интраокулярной линзы (ИОЛ), назначаемой и вводимой во время последующей факоэмульсификации катаракты.

[0004] В последнее время ультразвуковые биометрические устройства способны быстро выполнять построение оптического изображения, а биометрические инструменты построены на принципах оптической когерентной томографии (ОКТ). Примерами устройств являются Zeiss IOL Master и the Haag-Streit Lenstar. Подобные ОКТ инструменты сейчас используются в 80-90% всех случаев назначения ИОЛ. Помимо прочего, их успешность обусловлена бесконтактным способом получения изображения и высокой точностью в сравнении с ультразвуковыми биометрическими приборами.

[0005] Тем не менее, несмотря на последние достижения, необходимы дополнительное расширение и развитие функциональности биометрических инструментов и средств построения изображений.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0006] 1. Одной из проблем, связанных с существующими инструментами, является способ, который используется для определения биометрических данных, существенно зависящий от условных допущений, происходящих в используемой модели глазного яблока, например, скорости ультразвука в различных средах глазного яблока и рефракционных показателей в различных средах глазного яблока. Они также основываются на упрощенном представлении человеческого глаза, например, предположении, что рефракционный коэффициент и скорость ультразвука не зависят от интраокулярного положения и времени, в то время как на самом деле такая зависимость существует. Соответственно, система, моделирующая глазное яблоко, выполняющая измерения параметров глазного яблока вместо использования допущений, обеспечит лучшую точность.

[0007] 2. Кроме того, применяемые модели используют средний значения, полученные путем усреднения рефракционных результатов, полученных из многих хирургических кабинетов, и большинства обследованного населения. Таким образом, существующие способы основаны на усредненной информации, пренебрежением и недооценкой индивидуальных различий пациентов. Такие различия могут включать отличия в возрасте, поле, регионе и другие факторы. Система, которая может собирать данные об индивидуальных различиях пациентов, способствует улучшению хирургического выбора.

[0008] 3. Измерения окулярной биометрии, как правило, выполняются за неделю до хирургической операции по удалению катаракты, в медицинских или офтальмологических кабинетах. Тем не менее, существует вероятность существенных изменений в биометрии глазного яблока пациента, до проведения хирургической операции. Эти изменения могут усугубляться при подготовке к операции, например, за счет назначения релаксантов и других фармацевтических средств, а также различиями между хирургическими операционными и медицинскими кабинетами. Таким образом, была бы полезна система, предоставляющая биометрические данные ближе ко времени проведения хирургической операции.

[0009] 4. Кроме того, если биометрические измерения выполнены на глазном яблоке, пораженном катарактой, оптические сигналы чаще всего, в определенной степени, размыты или искажены. Следовательно, рекомендации, основанные на моделировании глазного яблока, иногда, отклоняются от оптимальных рекомендаций. Следовательно, система, предоставляющая биометрическую информацию на основании неискаженных измерений, обеспечивает улучшенную точность.

[0010] 5. Так как в существующих операциях используются отдельные биометрические инструменты и инструменты построения изображения, то биометрические данные и данные изображений должны быть оформлены в виде перекрестных ссылок и зарегистрированы, что создает дополнительные трудности. Система, объединяющая возможности измерений обеспечит лучшие показания.

[0011] 6. Помимо всех перечисленных проблем подготовки биометрии и построения изображений, которые могут давать недостаточно оптимальные результаты для определенного глазного яблока, определенного пациента, в определенное время, дополнительная проблема состоит в том, что биометрия не доступна во время проведения операции, притом, что она обеспечивает необходимую обратную связь и управляет информацией, предоставляемой хирургу. Первым примером является этап, при котором послабляющий разрез выполняется на основании предоперационной биометрии, однако ИОЛ еще не введена. В этот момент, система, которая проводит дополнительные измерения для проверки того, достиг ли выполненный предписанный разрез результатов, спрогнозированных предоперационным моделированием, применяемым для дополнительных коррекций или регулировок.

[0012] 7. Другой практической ценностью интраоперационной биометрии является то, что после введения тороидальной ИОЛ в астигматическое глазное яблоко ось тороидальной ИОЛ должна быть оптимально сориентирована по отношению к астигматизму глазного яблока. В настоящий момент, хирург ориентируется на рекомендации, основанные на предоперационной биометрии. Тем не менее, целесообразно отслеживать ориентацию оси тороидальной ИОЛ за счет интраоперационной биометрии для того, чтобы хирург действительно обеспечил ориентацию оси ИОЛ согласно предписанию. Более того, подобная система должны выполнить дополнительную интраоперационную биометрию для проверки того, что назначенная предоперационная ориентация угла действительно остается оптимальной. Результат такой биометрии должен быть передан хирургу на проекционный экран внутри хирургического микроскопа для оперативного руководства по ориентации тороидальной оси.

[0013] 8. Аналогичным образом, центрирование ИОЛ во время хирургической операции по удалению катаракты также является важным. И опять же, система интраоперационной биометрии способна обеспечить очень эффективное руководство для хирурга, который выполняет введение ИОЛ.

[0014] По меньшей мере, исходя из данных соображений 1-8, существует необходимость в инструментах и способах, предоставляющих интегрированное построение изображения и биометрическую информацию, относящуюся к конкретному глазному яблоку конкретного пациента в период времени, достаточный для этапа выполнения и настройки операции по удалению катаракты, выбора и введения ИОЛ.

[0015] Примечательно, что, невзирая на эти необходимые функциональные возможности, интеграция инструментов для рефракции и построения изображения находится на начальном этапе. В частности, настоящие интраоперационные микроскопы доступны с рефракционным биометрическим устройством и интегрированной в них системой построения ОКТ изображения.

[0016] Для решения проблем, связанных с указанными выше потребностями, варианты реализации настоящего изобретения содержат систему интегрированного в щелевую лампу или микроскоп ОКТ рефрактометра, включают систему визуализации глазного яблока, выполненную с возможностью предоставления визуального изображения отображаемой области глаза; систему оптической когерентной томографии для построения изображения, выполненную с возможностью формирования ОКТ изображения отображаемой области; рефрактометр, выполненный с возможностью формирования карт коэффициентов преломлений отображаемой области; и анализатор, выполненный с возможностью определения рефракционных характеристик ( характеристик показателей преломления) глаза (глазного яблока) на основании ОКТ изображения и карт коэффициентов преломления, при этом рефрактометр и ОКТ система построения изображения интегрирована в систему визуализации глаза.

[0017] Некоторые варианты реализации изобретения включают интраоперационный биометр, состоящий из: хирургического микроскопа, выполненного с возможностью предоставления визуального изображения отображаемой области в глазу; системы оптической когерентной томографии для построения изображения, выполненной с возможностью формирования ОКТ изображения отображаемой области; рефрактометра, выполненного с возможностью определения рефракционной информации отображаемой области; анализатора, выполненного с возможностью определения биометрических данных глаза на основании ОКТ изображения и рефракционной информации; и проекционного дисплея, выполненного с возможностью отображения полученной биометрической информации на оптическом пути хирургического микроскопа.

[0018] Некоторые варианты реализации изобретения включают способы работы системы интегрированного ОКТ-рефрактометра, при этом способы включают: формирование ОКТ изображения отображаемой офтальмологической области глаза с помощью системы построения ОКТ изображения; формирование карт коэффициентов преломления отображаемой офтальмологической области с помощью рефрактометра; выполнение интегрированного биометрического анализа глазного яблока с помощью анализатора, на основании ОКТ изображения, карт коэффициентов преломления и модели глаза; формирование биометрической информации с помощью анализатора, на основании биометрического анализа для влияния на операционный выбор; и отображение биометрической информации с помощью видеодисплея или проекционного дисплея.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0019] Фиг. 1 представляет собой диаграмму, иллюстрирующую вариант реализации системы ОКТ-рефрактометра, интегрированного в щелевую лампу или микроскоп.

[0020] Фиг. 2А-D представляют собой диаграммы, иллюстрирующие варианты реализации системы ОКТ-рефрактометра, интегрированного в щелевую лампу или микроскоп.

[0021] Фиг. 3А-С представляют собой диаграммы, иллюстрирующие определенный вариант реализации системы ОКТ-рефрактометра, интегрированного в микроскоп.

[0022] Фиг. 4 иллюстрирует способ работы системы интегрированного ОКТ-рефрактометра.

[0023] На графических материалах элементы, имеющие одинаковые обозначения, имеют одинаковые или аналогичные функции.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0024] В последующем описании конкретных деталей изложены описания конкретных вариантов реализации изобретения. Тем не менее, как будет очевидно специалистам в данной области техники, описанные варианты реализации изобретения могут быть осуществлены без некоторых или всех конкретных особенностей. Конкретные варианты реализации изобретения представлены в иллюстративных целях и не являются исчерпывающими. Специалисты в данной области техники могут реализовать другие материалы, несмотря на то, что они явным образом не описаны в данном документе, чем те, что используются внутри сущности и объема настоящего изобретения.

[0025] Варианты реализации настоящего изобретения решают проблемы изложенных выше потребностей 1-8. В частности, инструменты и способы, соответствующие настоящему изобретению, включают систему интегрированного ОКТ-рефрактометра для окулярной биометрии, решающую эти проблемы. Так как интегрированная система может быть смонтирована как на микроскоп, так и на щелевую лампу, она называется "система ОКТ-рефрактометра, интегрированная в щелевую лампу или микроскоп" или "СОРИЩМ". Системы, интегрированные в щелевую лампу, могут быть использованы для систем на базе кабинетов, где выполняется планирование хирургических операций. Системы, интегрированные в микроскоп, могут быть использованы в офтальмологических операционных комнатах. Варианты реализации СОРИЩМ, решающих проблемы описанных выше потребностей, описаны ниже.

[0026] 1. Варианты реализации СОРИЩМ выполнены с возможностью определения рефракционных показателей и характеристик, а также биометрической информации определенного глаза определенного пациента. СОРИЩМ может быть выполнена с возможностью использования программного обеспечения для оптической трассировки лучей и построения индивидуальной биометрической модели.

[0027] Такая настраиваемая модель может использоваться для назначения рефракционной катаральной хирургической операции, обеспечивающей настраиваемую рефракционную коррекцию. Примеры оптимизированной катарактальной хирургической операции включают запланированный тип, расположение и ориентацию вводимой ИОЛ, а также планирование размера, формы и размещения лимбального послабляющего разреза.

[0028] Кроме того, если глаз (глазное яблоко) пациента демонстрирует, к примеру, пространственные вариации рефракционных индексов, СОРИЩМ способна зафиксировать эти вариации на определенном уровне и выполнить соответствующий биометрический анализ.

[0029] 2. Аналогично, варианты реализации СОРИЩМ могут построить индивидуальную биометрическую модель глазного яблока вместо использования усредненных значений среди населения. В некоторых других вариантах реализации изобретения, СОРИЩМ использует стандартную модель глазного яблока, но с настраиваемыми параметрами. Это другой аспект, в котором СОРИЩМ предоставляет более точное хирургическое планирование, чем существующие способы хирургического планирования на основании усредненных показателей среди населения.

[0030] 3. Варианты реализации СОРИЩМ также способны определять приведенную выше биометрическую информацию в момент времени, близкий к проведению текущей хирургической операции, к примеру, на этапе подготовки хирургической операции. Соответственно, СОРИЩМ позволяет избегать проблем, возникающих вследствие существенных различий во времени между хирургическим планированием при посещении кабинета и последующей операцией по удалению катаракты, а также изменений условий в промежутке между ними.

[0031] 4. СОРИЩМ способна выполнить биометрические измерения в афакическом глазном яблоке, например, после удаления хрусталиков, пораженных катарактой. Это позволяет СОРИЩМ предоставлять оптическую информацию, которая не искажена катарактой. Сравнение биометрии афакического глазного яблока с предоперационным моделированием помогает хирургу запустить повторное симуляционное моделирование и изменить рекомендации при необходимости.

[0032] 5. Варианты реализации СОРИЩМ также могут быть интегрированы: система построения ОКТ изображений и рефракционная система могут быть установлены на один и тот же микроскоп, вместо использования устройств по отдельности, что потребует последующей регистрации и установки. В интегрированной СОРИЩМ рефракционные данные и информация о построении ОКТ изображений регистрируется более надежно и точно.

[0033] 6.Некотрые варианты реализации СОРИЩМ могут быть выполнены с возможностью выполнять биометрические и рефракционные измерения интраоперационным путем. Такие СОРИЩМ предлагают множество преимуществ. Например, после выполнения послабляющего разреза на ранней стадии хирургической операции по удалению катаракты, когда ИОЛ еще не введена, варианты реализации СОРИЩМ используются для выполнения биометрических измерений, определяющих, достиг ли выполненный предписанный разрез результатов, спрогнозированных путем моделирования. Если нет, хирург может выбрать ИОЛ, отличающуюся от рекомендованной только на основании предоперационной биометрии.

[0034] 7. Другим полезным свойством интраоперационной биометрии является то, что при введении тороидальной ИОЛ в астматическое глазное яблоко ось тороидальной ИОЛ нуждается в оптимальной ориентации по отношению к астигматизму. В настоящий момент, хирург руководствуется рекомендациями предоперационной биометрии. Понятно, что целесообразно выполнить дополнительную интраоперационную биометрию для проверки ориентации тороидальной ИОЛ, установленной хирургом в таких условиях. Также, интраоперационная биометрия может проверить, действительно ли предоперационное назначение является оптимальным. Результат такой биометрии должен быть передан хирургу на проекционный дисплей (экран) внутри хирургического микроскопа для оперативного руководства по ориентации тороидальной оси.

[0035] 8. Интраоперационная биометрия также обеспечивает неоценимую обратную связь для хирурга, когда он или она пытаются отцентрировать ИОЛ в капсуле. Как и ранее, предоставление результатов интраоперационной биометрии на проекционный экран внутри хирургического микроскопа может быть частично эффективным.

[0036] Некоторые СОРИЩМ решают вопросы описанных потребностей за счет установки или интеграции с хирургическим микроскопом. Некоторые варианты реализации изобретения способны избегать проникновения в операционную полость, в отличие от существующих ОКТ устройств, основанных на использовании микроскопа. Например, СОРИЩМ могут быть выполнены в существующем порту микроскопа. Так как площадь в конструкции хирургического микроскопа крайне ограничена, это является существенным преимуществом. Некоторые варианты реализации СОРИЩМ могут быть выполнены за счет увеличения высоты бинокуляров микроскопа менее чем на 5,08 см (2 дюйма), или даже менее чем на 2,54 см (1 дюйм).

[0037] Как упоминалось в рамках настоящего документа, в некоторых существующих системах удалось интегрировать рефрактометр в микроскоп. Тем не менее, подобные системы обеспечивают лишь неполную информацию об изображении. Варианты реализации СОРИЩМ предлагают более полную информацию при построении изображения и биометрию за счет дополнительной интеграции системы построения ОКТ изображений в микроскоп, а также в щелевую лампу.

[0038] Фиг. 1 иллюстрирует вариант реализации система ОКТ-рефрактометра, интегрированной в щелевую лампу или микроскоп, или СОРИЩМ 100. СОРИЩМ 100 содержит систему визуализации глазного яблока 110, выполненную с возможностью предоставления визуального изображения сканируемой области в глазном яблоке 10, систему построения изображения с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) 120, выполненную с возможностью формирования ОКТ изображения сканируемой области; рефрактометр 130, выполненный с возможностью формирования карт коэффициентов преломлений сканируемой области; и анализатор 140, выполненный с возможностью определения рефракционных характеристик глазного яблока на основании ОКТ изображения и карт коэффициентов преломлений, при этом система построения ОКТ изображения 120 и рефрактометр 130 могут быть интегрированы в систему визуализации глазного яблока 110.

[0039] Сканируемая область может являться частью или областью глазного яблока 10, например, целью хирургической операции. В процедурах, связанных с роговицей, сканируемая область может являться частью роговицы 12. В хирургии катаракты, сканируемая область может являться капсулой и хрусталиком 14 глазного яблока. Сканируемая область также может содержать переднюю камеру глазного яблока. В ретинальных процедурах, сканируемая область может являться областью сетчатки 16. Кроме того, любая комбинация указанных выше областей может являться сканируемой областью.

[0040] Система визуализации глазного яблока 110 содержит микроскоп 112. В других вариантах реализации изобретения, она содержит щелевую лампу. Микроскоп 112 может представлять собой оптический микроскоп, хирургический микроскоп, видео микроскоп или их комбинацию. В варианте реализации изобретения на Фиг. 1, система визуализации глазного яблока 110 (обведена жирной сплошной линией) содержит хирургический микроскоп 112, который, в свою очередь, содержит объектив 113, оптику 115 и бинокуляр или монокуляр 117. Система визуализации глазного яблока 110 также содержит камеру 118 видео микроскопа.

[0041] СОРИЩМ 100 дополнительно содержит систему построения изображения с помощью оптической когерентной томографии (ОКТ) 120. Система построения изображений с помощью ОКТ 120 формирует ОКТ изображение сканируемой области. Система построения изображений с помощью ОКТ выполнена с возможностью формирования А-сканирования или В-сканирования сканируемой области. Изображение ОКТ или информация об изображении может выводиться в виде сигнала "ОКТ выход", который используется анализатором 140 в комбинации с выводимым сигналом "Рефракционный выход" для определения биометрических или рефракционных характеристик глазного яблока.

[0042] Система построения изображений с помощью ОКТ 120 может содержать ОКТ лазер, работающий с длиной волны в диапазоне 500-2 000 нм, в некоторых вариантах реализации изобретения, в диапазоне от 900-1 400 нм. Система построения изображений с помощью ОКТ 120 может являться системой ОКТ 120, работающей в пространственно-временном режиме, в частотном режиме, в режиме с качающейся частотой или в режиме захвата мод в пространстве Фурье (ЗМПФ).

[0043] Часть ОКТ 120 может быть интегрирована в микроскоп, а часть ее может быть установлена в отдельную консоль. В некоторых вариантах реализации изобретения, часть ОКТ, интегрированная в микроскоп, может содержать только ОКТ источник света, например, ОКТ лазер. ОКТ лазер или отраженный свет, возвращаемый из глазного яблока, может подаваться на оптоволокно и доставляться ко второй части ОКТ системы 120 - ОКТ интерферометр снаружи микроскопа. ОКТ интерферометр может быть расположен в отдельной консоли, при этом необходимая электроника также расположена в отдельной консоли для обработки ОКТ интерференционных сигналов.

[0044] Варианты реализации ОКТ лазера имеют длину когерентности, большую, чем протяженность передней камеры глазного яблока, например, расстояния между верхушкой роговицы и верхушкой хрусталика. Это расстояние приблизительно равно 6 мм у большинства пациентов, таким образом, варианты реализации имеют длину в диапазоне от 4 до 10 мм. Другие варианты реализации изобретения имеют длину когерентности, покрывающую всю протяженность длины оси глазного яблока, например 30-50 мм. Еще одни варианты имеют среднюю длину когерентности, например, в диапазоне от 10 до 30 мм, и в заключение, некоторые варианты реализации имеют длину когерентности, большую, чем 50 мм. Некоторые лазеры с качающейся частотой уже приближаются к этим диапазонам длин когерентности. Некоторые лазеры с режимом захвата мод в пространстве Фурье (ЗМПФ) уже способны предоставлять лазерный луч с длиной когерентности в этих диапазонах.

[0045] СОРИЩМ 100 дополнительно включает рефрактометр 130 для формирования карт коэффициентов преломлений сканируемой области. Рефрактометр 130 может быть любым из широкого спектра используемых типов, включая регистратор лазерного излучения, Shack-Hartmann, Talbot-Moire, или другим типом рефрактометра. Рефрактометр 130 содержит анализатор фронта волны, детектор аберраций или аберрометр. Некоторые ссылки, использующие эти термины в основном взаимозаменяемы или являются синонимами. Динамический диапазон рефрактометра 130 покрывает как факичное, так и афакичное глазное яблоко, то есть глазные яблоки с или без натуральных хрусталиков. Варианты реализации рефрактометра 130 будут обсуждены подробнее применительно к Фиг. 2А-D.

[0046] В некоторых СОРИЩМ 100 система построения изображения с помощью ОКТ 120 и рефрактометра 130 может быть интегрирована с интерфейсом микроскопа 150, который может содержать (нижнюю) призму 152d для обеспечения оптического соединения в основной длине оптического пути микроскопа 112 или щелевой лампы. Зеркало 154-1 соединяет лучи рефрактометра 130 в оптическом пути, а зеркало 154-2 соединяет луч ОКТ 120 в оптическом пути. Интерфейс микроскопа 150, его призмы 152d и зеркала 154-1/2 объединяют систему построения изображений с помощью ОКТ 120 и рефрактометра 130 с системой визуализации глазного яблока 110.

[0047] В вариантах реализации изобретения, в которых система построения изображения с помощью ОКТ 120 работает в диапазоне, близком к инфракрасному (ИК), равному 900-1 400 нм, а рефрактометр работает в диапазоне 700-900 нм, призма 152d близка к 100% прозрачности в видимом диапазоне 400 нм - 700 нм, и близка к 100% отражающему ИК-диапазону 700-1 400 нм для высокой эффективности и работе с низким уровнем шумов.

[0048] Подобным образом, в СОРИЩМ 100, в которой зеркало 154-1 перенаправляет лучи в рефрактометр 130, зеркало 154-1 близко к 100% отражающему ИК-диапазону 700-900 нм, а зеркало 154-2 близко к 100% отражающему ИК диапазону 900-1 400 нм, перенаправляет лучи в систему построения изображений с помощью ОКТ 120. В рамках настоящего документа, в некоторых вариантах реализации изобретения, "близко к 100%" означает диапазон от 50 до 100% или, в других вариантах, значение в диапазоне от 80 до 100%.

[0049] В некоторых конкретных вариантах реализации изобретения, призма 152d может иметь отражающую способность в диапазоне от 50 до 100% для длины волны в диапазоне 700-1 400 нм, и отражающую способность в диапазоне от 0 до 50% для длины волны в диапазоне 400-700 нм.

[0050] Фиг. 1 иллюстрирует, что СОРИЩМ 100 содержит вторую, верхнюю призму 152u помимо нижней призмы 152d. Нижняя призма 152d направляет лучи между объективом 113 и встроенным комплектом ОКТ 120/рефрактометра 130. Верхняя призма 152u направляет лучи между экраном 160 и бинокуляром 117, как описано ниже.

[0051] Анализатор или контроллер 140 выполняет интегрированный биометрический анализ на основании полученного ОКТ и рефракционной информации. Анализ использует широкий диапазон хорошо известных программных систем и продуктов, включая программное обеспечение для трассировки лучей и системы автоматизированного проектирования (САПР). Результатами интегрированной биометрии являются: (1) значение оптической силы части глазного яблока и соответствующие предполагаемые или назначаемые диоптрии для требуемой ИОЛ; (2) значение и ориентация астигматизма роговицы, и предполагаемые или назначаемые параметры тороидальной ИОЛ для компенсации этого астигматизма; и (3) предполагаемое или назначаемое расположение и длина одного или более послабляющего разреза для коррекции данного астигматизма, помимо прочего.

[0052] Анализатор 140 способен выводить результаты интегрированной биометрии в направлении дисплея 160, таким образом, что дисплей 160 способен отображать эти результаты хирургу. Дисплей 160 может представлять собой электронный видеодисплей или компьютерный монитор, соединенный с системой визуализации глаза 110. В других вариантах реализации изобретения, дисплей 160 может находиться в непосредственной близости к микроскопу 112, например, быть закрепленным снаружи микроскопа 112. И, наконец, в некоторых вариантах реализации изобретения, дисплей 160 может представлять собой минидисплей или проекционный дисплей, проецирующий лучи от экрана в оптический путь микроскопа 112. Проекция соединяется в главном оптическом пути с помощью зеркала 157. В других вариантах реализации изобретения, весь проекционный дисплей 160 может быть расположен внутри микроскопа 112 или быть интегрирован в порт микроскопа 112.

[0053] Фиг. 1 иллюстрирует такой вариант реализации изобретения, в котором дисплей 160 представляет собой проекционный дисплей, проецирующий биометрическую информацию назад в направлении интерфейса микроскопа 150 с помощью зеркала 157. В таких вариантах реализации изобретения, интерфейс микроскопа 150 содержит две призмы, нижнюю призму 152d и верхнюю призму 152u. Нижняя призма 152d перенаправляет лучи ОКТ 120 и рефрактометра 130 обратно в направлении глазного яблока пациента и перенаправляет лучи от глазного яблока 10 в направлении ОКТ 120 и рефрактометра 130. Верхняя призма 152u перенаправляет лучи от проекционного дисплея 160 в направлении бинокуляра или монокуляра 117 микроскопа, таким образом, что хирург может видеть отображаемую биометрическую информацию интраоперационно и может принять обоснованное решение на основании отображаемой биометрии.

[0054] Фиг. 2А иллюстрирует вариант реализации рефрактометра 130, которые содержит рефрактометр Shack-Hartmann (SH) 130. Рефрактометр SH 130 содержит источник лазерного излучения 131, лучи которого объединяются в главном оптическом пути хирургического микроскопа 112 с помощью зеркала 154-1 и интерфейса микроскопа 150. Как описано выше, в варианте реализации изобретения, в котором имеются две призмы, лучи рефрактометра 130 направляются на нижнюю призму 152d, которая перенаправляет лучи по направлению к объективу 113 и глазу пациента 10. В варианте реализации изобретения с двумя призмами, интерфейс микроскопа 150 содержит два ахроматизатора 153 или, сокращенно, ахроматические линзы 153.

[0055] Лучи света, которые возвращаются от сканируемой области глаза 10, перенаправляются такой же призмой 152d и зеркалом 154-2, при этом они отражаются на рефракционный датчик 132, содержащий массив элементарных линз 133 для получения рефракционных лучей, возвращаемых от сканируемой области и разложения их на составляющие лучи. Массив элементарных линз 133 фокусирует составляющие лучи на SH-индикаторе 134, или массиве индикаторов 134, способных определять составляющие лучи по отдельности и выполняющие составление рефракционных карт сканируемой области на основании обнаруженных составляющих лучей. SH-индикатор или матрица SH-индикаторов 134 выводит сигнал "рефракционного выхода", перенося рефракционную информацию, рассчитанную на основании обнаруженных составляющих лучей. Само составление рефракционных карт сканируемой области выполняется процессором, напрямую связанным с рефрактометром 130. В других вариантах реализации изобретения, обнаруженные сигналы составляющих лучей направляются вперед, в отдельный анализатор/контроллер 140, для выполнения составления рефракционных карт.

[0056] Луч системы построения изображения с помощью ОКТ 120 сканируется с помощью ОКТ сканера 121, а затем соединяется в основном оптическом пути на зеркале 154-3, перенаправленном на нижнюю призму 152d интерфейса микроскопа 150. Вернувшийся луч ОКТ перенаправляется от главного оптического пути за счет зеркала 154-3, а затем подается в оптоволокно в виде сигнала "ОКТ выход", направляемый во внешний рефрактометр и электронику, расположенные на внешней консоли. В некоторых вариантах реализации изобретения, ОКТ интерферометр и ОКТ электроника могут быть частью анализатора/контроллера 140. В других вариантах реализации изобретения, ОКТ интерферометр и ОКТ электроника могут быть отдельными блоками.

[0057] Система визуализации глаза 110 дополнительно содержит камеру 118, которая может содержать из CCD или CMOS матрицу 119 для формирования цифрового изображения, выводимого в виде сигнала "видео выход". CMOS камеры как правило работают быстрее CCD камер. Это является преимуществом при передаче изображений в режиме, близком к режиму реального времени, и интраоперационной информации для хирурга.

[0058] В некоторых вариантах реализации СОРИЩМ 100, несколько лучей могут использовать один и тот же оптический путь. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, луч от рефрактометра 130, от ОКТ 120 и луч, используемый камерой 118, могут использовать один и тот же путь. По этой причине, в некоторых вариантах реализации изобретения, вернувшийся луч разлагается таким образом, чтобы составляющие лучи перенаправлялись в соответствующие датчики и индикаторы. Например, на Фиг. 2А зеркало 154-3 перенаправляет луч ОКТ в систему ОКТ 120, зеркало 154-2 перенаправляет рефракционный луч в рефрактометр 130 и оставшийся луч достигает камеры 118.

[0059] Данная функциональность достигается за счет подходящей спектральной конструкции. Например, ОКТ 120 может быть спроектирована для работы с лучом ОКТ лазера с длиной волны в диапазоне 900-1 400 нм. Рефрактометр 130 может работать с лучом рефракционного лазера с длиной волны в диапазоне 700-900 нм. И, наконец, камера 118 может работать с видимым спектром в диапазоне 400-700 нм. Таким образом, спектральная конструкция может разделять и разлагать на составляющие луч, вернувшийся от сканируемой области, если зеркало 154-3 имеет отражающую способность в диапазоне 900-1 400 нм, однако служит для передачи при более короткой длине волны, а зеркало 154-2 имеет отражающую способность в диапазоне 700-900 нм, однако служит для передачи при более короткой длине волны. Такая спектральная конструкция гарантирует, что соответствующие составляющие вернувшегося луча достигнут ОКТ 120, рефрактометра 130 и камеры 118.

[0060] Следует отметить, что луч рефракционного источника лазерного излучения 131 также объединяется с траекторией пучка за счет зеркала 154-1. Для правильного функционирования системы 100 это зеркало 154-1 может иметь половину отражающей способности в диапазоне 700-900 нм, таким образом, это обеспечивает перенаправление половины вернувшегося рефракционного луча, достигнувшего зеркала 154-2, в рефракционный датчик 132.

[0061] Помимо зеркал 154-1/4. призмы 152u/d также имеют необходимую спектральную конструкцию. В некоторых вариантах реализации изобретения, рефрактометр 130 может работать с длиной волны в диапазоне 700-900 нм, и быть объединенным с оптическим путем системы визуализации глазного яблока 110 через призму 152d, имеющую отражающую способность в диапазоне 50-100% для длины волны в диапазоне 700-900 нм.

[0062] В некоторых таких вариантах реализации изобретения, система построения изображения с помощью ОКТ 120 может работать с длиной волны в диапазоне 900-1 400 нм, и быть объединенной с оптическим путем системы визуализации глазного яблока 110 через призму 152d, имеющую отражающую способность в диапазоне 50-100% для длины волны в диапазоне 900-1 400 нм.

[0063] Варианты реализации СОРИЩМ 100 могут быть спроектированы со многими другими спектральными конструкциями. Диапазон длин волн, пропускающие свойства, отражающие свойства и последовательность оптических элементов могут иметь множество вариантов конструкций, обеспечивая при этом описанную функциональность.

[0064] В частности, последовательность расположения камеры 118, ОКТ 120 и рефрактометра 130 вдоль оптического пути может быть различной, в зависимости от особенностей спектральной конструкции. В некоторых таких вариантах реализации изобретения, необходимо наличие зеркал с передачей волн дополнительной длины, передача и отражение луча внутри диапазона длин волн выше или ниже данного диапазона. Например, в некоторых вариантах реализации изобретения, рефрактометр 130 может быть первым, ОКТ 120 может располагаться после рефракт