[发明专利]计算用于准分子激光器中的激光照射文件的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具体是使用抖动算法来计算激光发射文件的装置及方 法，该激光发射文件应用于准分子激光器中。当对眼睛进行激光治疗，或 使用激光消融产生定制的隐形眼镜或人工晶状体(IOL)(intraocular lens) 时，本发明特别适于应用激光照射文件。

背景技术

US 6,090,100涉及一种用于以降低的热效应来矫正视力的准分子激光 系统。其特别是涉及一种用于控制准分子激光系统来去除眼睛的组织以执 行各种类型的矫正的方法和装置，矫正诸如是近视、远视以及散光矫正。 在一个公开的实施例中，准分子激光系统提供相对较大的斑点大小，该大 的斑点大小提供的每个照射的治疗区域具有相对较大的覆盖。当使用此大 的斑点时，照射一般并不彼此“相邻”，而是相互交叠，在特定点产生所需的 消融度。使用一种算法来计算交叠照射的结果。在使用分布于整个治疗区 域上的大且固定的斑点大小来计算治疗模式的方法中，使用抖动算法。具 体提到矩形抖动、圆抖动以及逐行导向抖动。使用任何种类的照射抖动方 法时，对分布于治疗区域上的固定斑点大小产生照射阵列，以矫正至期望 的消融度。对于各个阵列，使用了在单独的栅格位置之间具有恒定栅格宽 度的栅格。利用已知的抖动方法，必须将期望的消融轮廓的形状转换成整 数离散密度分布，期望的消融轮廓通常为连续轮廓。这里，连续轮廓表示 计划的消融，而整数离散密度分布表示一系列消融飞点激光脉冲。必须最 小化残留结构，即，计划的与所获的轮廓之间的差异。理论上，能够找到 数字上的确切解决办法，但在合理的时间上不能。因此，基于这个目的使 用抖动算法。在给定的栅格处使轮廓离散化。针对栅格的每个位置，算法 使用价值函数或评价函数来决定是否布置照射。对于此决定，通常只考虑 栅格的少数毗邻位置。此抖动算法节省了计算时间，而不需要考虑斑点的 实际大小。获知由一个激光照射所消融的照射体积就足够了。但是，在某 些条件下，已知的抖动算法在部分轮廓中产生假象，例如，在低密度区域， 在该区域，下一个毗邻的照射太远。也可能在高密度区域中产生假象，在 该区域，几乎在每个位置都布置有照射。假设只需要少数毗邻位置，没有 照射的位置也具有太大的距离。

关于抖动算法的总体背景，参照US 6,271,636 B1，其涉及数字图像处 理领域。其尤其涉及使用误差扩散、抖动以及过调制方法来对连续色调图 像进行数字多频声处理(multitoning)的方法。提到的问题是可能出现类似 蠕虫的假象，当黑色或白色输出像素在否则应该一致的区域里看似连在一 起时，形成所述蠕虫。其中，此美国专利给出了对这些已知方法的详细描 述，它涉及完全不同的技术领域。在其它区别中，已知的激光打印机系统 使用各自的固定的分辨率，该分辨率给定为每英寸的点的数量，即，每英 寸中具有更高数量的点会导致更好的分辨率。此外，已知的激光打印机没 有点交叠和接触的问题，因为当撞击一个点两次或更多次时，不会导致附 加的发黑度。更确切地，为了产生图像，能够通过在具有某一灰度水平的 图像的某一局部区域中应用对应数量的点来产生该局部区域。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置及方法，用于计算用于屈光准分子激光 器中的激光照射文件，其中，将计划的轮廓与获得的轮廓之间的差异最小 化。这个目的通过权利要求的特征实现。

用于例如近视的矫正的期望的消融轮廓在治疗区的中心部分具有最大 照射密度，而沿着治疗区周围边界的照射密度最小。因此，应用于治疗区 的中心部分的激光照射的数量比其它子区域中的高，其它子区域尤其是沿 治疗区边界的子区域。

为了例如远视的矫正，在治疗区的中心部分存在最小照射密度。另一 方面，消融轮廓在沿治疗区的周围边界需要更高数量的激光照射。

本发明通常可适用于任何消融轮廓，其中研究具有不同照射密度的子 区域，以确定任何具有最大照射密度的子区域和/或任何具有最小照射密度 的子区域。

本发明的总体概念是基于适配抖动算法的想法，其用于在对给定的栅 格上的给定的消融轮廓进行离散化时布置准分子激光器的激光照射。对每 个栅格位置，抖动算法使用价值函数来决定是否布置照射。更具体地，首 先计算用于获得预定期望的消融轮廓的照射密度。根据期望的消融轮廓的 计算的照射密度，通过使用动态阈值来适配抖动算法，动态阈值用于针对 照射计算的价值函数中。