[发明专利]一种用于角膜交联的智能系统及控制方法

说明书

一种用于角膜交联的智能系统及控制方法，该系统包括：图案化数字光学系统，其包括紫外光源模块和准直模块、光束调制模块和投影照明模块；视觉自动追踪系统，经配置实时跟踪用户的眼球运动，对用户的瞳孔位置进行检测，并根据瞳孔位置确定视线轴和光轴的夹角，即kappa角；控制系统，经配置按照预定的方式控制数字化光投影芯片各个微反射镜的偏转和各个小光束每单位时间内的照明能量，还根据视觉自动追踪系统在交联过程中实时测得的kappa角，补偿kappa角产生的偏差，实现对角膜光学中心的追踪定位，并实时调整交联照明图案的中心位置，使交联照明图案照射到预定的角膜位置上。该系统可以大大提高角膜交联过程的效率、精准性和稳定性。

技术领域

本发明涉及眼科医疗器械，特别是涉及一种用于角膜交联的智能系统。

背景技术

角膜是眼球前端的透明组织，在眼球光学系统中起到重要作用，其屈光能力占眼球屈光系统能力的一半以上，角膜形状的轻微变化会引起视力的大幅度改变。圆锥角膜是一种以角膜扩张、中央变薄向前突出使角膜呈现圆锥形状的眼部疾病，大范围的改变了角膜形状，会造成了视力的急剧下降。近视、远视和散光，都是涉及眼球系统屈光能力的眼科疾病，通过改变角膜的屈光能力能对病情进行缓解，起到恢复视力的效果。

角膜交联是一种改变角膜结构和力学性能的治疗手段，它利用涂抹在角膜表面的光敏剂在紫外光的照射下，与角膜胶原纤维发生交联反应，从而提高角膜力学强度，进而缓解例如圆锥角膜疾病的进一步恶化和近视、远视和散光下眼球系统屈光能力的下降。同时角膜交联可以消除微生物，增加角膜的抗酶活性，减轻相关炎症反应。

现有角膜交联仪器的治疗方法还很粗糙，大部分治疗仪器限于光学系统的可控制性和精度不够，只能对角膜中心位置进行全范围的照明，稍好一点的装置可以改变照射光斑大小和沿半径的光强分布，而这些远远满足不了角膜疾病患者个性化的治疗需求，每个患者需要的交联情况都是不尽相同的。而且受限于精度和可控性，现有角膜交联仪的适应症很狭窄，仅限于圆锥角膜疾病的治疗和LASIK术后的辅助治疗。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有角膜交联仪器的光学系统不能很好地满足圆锥角膜患者个性化治疗需求，以及可控性差，操作不精准等问题，提供一种用于角膜交联的智能系统，灵活满足个性化治疗需求并显著提高角膜交联手术的治疗效果和效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于角膜交联的智能系统，包括：

图案化数字光学系统，所述图案化数字光学系统包括紫外光源模块和准直模块、光束调制模块和投影照明模块，所述紫外光源模块用于提供功率可调的稳定紫外光，所述准直模块用于准直紫外光束，所述光束调制模块包括具有微反射镜阵列的数字化光投影芯片，所述数字化光投影芯片将经准直的紫外光束细分为多个可控小光束，依照预设的交联照明图案形成调制光束，所述投影照明模块用于将已调制光束投射到照明区域；

视觉自动追踪系统，经配置实时跟踪用户的眼球运动，对用户的瞳孔位置进行检测，并根据瞳孔位置确定视线轴和光轴的夹角，即kappa角；

控制系统，经配置按照预定的方式控制所述数字化光投影芯片各个微反射镜的偏转与否来达到对各个相应的小光束的使用与否，并控制各个微反射镜的占空比，即每单位时间内偏转时间与未偏转时间的比值，以控制各个小光束每单位时间内的照明能量，来产生对应于不同的预定区域具有不同的预定强度分布的照射，以实现对角膜交联区域范围和能量分布的精细化和动态控制；所述控制系统还根据所述视觉自动追踪系统在交联过程中实时测得的kappa角，补偿kappa角产生的偏差，实现对角膜光学中心的追踪定位，并控制所述图案化数字光学系统实时调整所述交联照明图案的中心位置，从而使所述交联照明图案照射到预定的角膜位置上。

进一步地：

所述视觉追踪系统使用黑白处理摄像头采集黑白人眼区域图像，以实现瞳孔的检测。