[发明专利]一种基于OCT图像建模引导的个性化巩膜镜适配性评估方法和设计方法

说明书

一种基于OCT图像建模引导的个性化巩膜镜适配性评估方法和设计方法，利用广角眼前节OCT系统，获取高清晰的整个巩膜镜在眼三维动态图像，经过图像重构误差变形校正算法，解决了任意情况下OCT图像的变形校正问题，从这些动态变化的眼表地形图中，获取患者眼表不规则形态个体特征，比如巩膜区的不对称性、角巩膜缘区的不对称性、巩膜与角巩膜缘区的连接关系、高膜最凸点位置及高度信息等，为个性化巩膜镜设计提供个体眼表形态数据，同时，获得能够描述巩膜镜与眼表匹配情况的镜下泪液层厚度、巩膜受压等信息，为巩膜镜适配评估提供关键客观信息，也为后续仿真建模提供精准形态学信息。

技术领域

本发明涉及OCT技术领域，具体涉及一种基于OCT图像建模引导的个性化巩膜镜适配性评估方法和设计方法。

背景技术

圆锥角膜、屈光术后角膜膨隆等不规则角膜的屈光矫治是全球难题。而巩膜镜的技术发展为解决此难题带来了新希望，但目前对其个性化参数的选择、设计以及视觉康复方案的优劣都没有定量和通适型的评价方式，仍以试错及临床经验为主要依据。

近年来，巩膜镜技术的发展给不规则角膜患者疑难屈光的矫治带来了新希望。巩膜镜是一种不接触角膜及角巩膜缘，完全由巩膜及其上方的结膜组织所支撑的特殊硬性透氧型接触镜。其特殊的设计使其完全“越过”（Vaulting）角膜角巩膜缘，在镜下形成的“泪液镜”能够稳定覆盖因角膜结构改变而导致的大范围不规则表面，人为重塑规则光学表面，改善眼睛光学系统（图 1）。近年来迅速发展的高透氧性新型材料及个性化巩膜镜设计技术，进一步推动了现代巩膜镜在临床以及产业的发展,成为近五年该领域最受关注的方向之一。

然而，尽管巩膜镜的材料和制造技术取得了突破，应用巩膜镜在不规则角膜中构造理想光学表面仍存在一些技术上的挑战。首先是初试镜片的选择，由于临床缺乏精准的眼表地形图测量技术，现有临床常规上只能依据少数几项主要眼表形态参数（如中央角膜曲率、矢高），并根据人眼平均眼球模型角巩膜之间的解剖关系预估所需的镜片矢高和基弧等参数[ 。然而众多临床实践和文献表明，由于不规则角膜患者眼表形态经常呈现高度非球面或非对称特征，常规方法对这类患者镜片参数的预估常常出现较大偏差，只能通过试错方式，逐步评估确定镜片各参数。其次是巩膜镜“下沉”（settling）需要时间。由于巩膜镜着陆区（ Scleral Landing Zone, SLZ）落于非常柔软且可压迫的球结膜及 Tenon’s 囊上，因此随着时间推移，镜片会向眼球表面进行“下沉”（图 1）。巩膜镜“下沉”过程可能持续2-4 小时，下沉结束后的表面矫正效果才是巩膜镜验配最重要的评估指标。上述这些因素导致巩膜镜视觉康复方案确定经常处于“试戴-调整-试戴”的循环状态，效率低成本高，现有技术在巩膜镜精准设计、预测和矫治方面遇到瓶颈。

发明内容

为了现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于OCT图像建模引导的个性化巩膜镜适配性评估方法和设计方法，满足了上述技术的需求并克服了现有技术中的缺陷。

本发明采用的技术解决方案是：一种基于OCT图像建模引导的个性化巩膜镜适配性评估方法，包括以下步骤：

（1）全眼球-巩膜镜力学接触有限元建模：通过基于广角眼前节OCT图像的动态眼表地形图数据建立全眼球和巩膜镜三维有限元模型，全眼球-巩膜镜力学接触有限元模型在结构上包括全眼球模型和巩膜镜模型两部分，巩膜镜模型和全眼球模型之间的力学接触选用粘合接触模拟方式实现，计算出泪液镜厚度分布和眼表受压形变和应力分布情况；

（2）利用逆向分析方法进行模型优化：通过逆向分析方法对上述进行模型优化，获得能精准描述巩膜镜适配过程的β和σ这两个关键系数，建立病患个性化有限元模型，使用有限元分析软件模拟巩膜镜配戴测量时眼球的动态受压即眼睑压力、镜下泪液张力以及实测眼内压，并把模型输出的动态眼表地形图设为模拟数据，通过广角扫频 OCT 图像的实测动态眼表地形图设为目标数据，采用逆向分析方法使得各区域拟合数据与目标数据尽量贴合，构建可精准再现临床结果的个性化巩膜镜适配仿真模型。