本申请涉及手术指导,具体是一种眼球三维模型构建方法及黄斑扣带手术导航系统。
背景技术:
1、2020年,全球近视患者25亿,高度近视患者达到6亿,其中约6000万存在需要手术干预的牵引性黄斑病变。在中国1.7亿高度近视人群中约1200万存在牵引性黄斑病变。高度近视性牵引性黄斑病变是由于高度近视患者眼轴不断增长,眼球不规则向后方扩张,产生对视网膜向后的牵拉从而导致黄斑病变,可能导致患者视力持续下降甚至存在致盲风险,是临床治疗难题,也是全球眼科研究的热点和难点。
2、研究表明,黄斑扣带手术在治疗高度近视性牵引性黄斑病变中具有较好的疗效及安全性,为高度近视牵引性黄斑病变患者带来了新的希望。然而由于存在技术难度,黄斑扣带手术的知晓率及普及率仍与国外存在较大差异。高度近视牵引性黄斑病变患者的眼球后部常不规则向后扩张,眼球长度也存在较大变异性,导致手术无法采用统一范式进行,个体化手术设计成为刚需,术前需要根据患者眼球形态及眼轴长度等因素设计预期黄斑区垫压高度及选择相应的扣带植入物尺寸。同时,由于手术操作存在盲区,术中无法完全暴露扣带植入物和重要结构黄斑区域的相对位置,因此术中扣带植入物的精确定位提高了手术难度。为降低黄斑扣带手术难度,提高手术安全性及实施个体化治疗策略,精确的手术导航系统以简化手术方式发挥着至关重要的作用。
3、黄斑扣带手术传统导航方式为mri全眼球三维重建构建眼球的三维模型,帮助临床医生术前了解患者眼球形态。然而由于mri成像分辨率的限制,只能获取眼球外形信息,无法在三维图像上对黄斑中心凹的位置进行准确定位,同时mri检查费用较高,并需要专业技术人员采样后三维建模,mri导航方式径济效益比较低。因此,临床上亟需一种精准简化的手术导航系统帮助临床医生更加安全,有效的完成黄斑扣带手术。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种眼球三维模型构建方法及黄斑扣带手术导航系统,以解决上述背景中提出的技术问题。
2、为实现上述目的,本申请公开了以下技术方案:
3、第一方面,本申请公开了一种眼球三维模型构建方法,该方法包括以下步骤:
4、s1-眼球各部分数据提取,包括:
5、s11-角膜参数建立及变异性分析;
6、s12-眼球前半部分参数建立及变异性分析;
7、s13-眼球后半部分参数建立及变异性分析;
8、s2-通过角膜参数、眼球前半部分参数和眼球后半部分参数构建眼球三维模型。
9、作为优选,所述角膜参数建立及变异性分析,具体包括:
10、基于前节oct技术,以角膜缘为测量点获取角膜直径ab;
11、基于获取的角膜直径进行角膜变异性分析。
12、作为优选,所述眼球前半部分参数建立及变异性分析,具体包括:
13、基于mri技术,以眼球赤道平面为边界,测量眼球前半部分参数,所述眼球前半部分参数包括过眼球赤道平面的眼球横径cd和角膜前表面顶点距离眼球赤道平面的垂直距离oo’;
14、基于获取的过眼球赤道平面的眼球横径和角膜前表面顶点距离眼球赤道平面的垂直距离进行眼球前半部分的变异性分析。
15、作为优选,所述的眼球后半部分参数建立及变异性分析,具体包括:
16、基于广角后段oct技术,以眼球赤道平面以后为基准,测量眼球后半部分参数,所述眼球后半部分参数包括后巩膜黄斑中心顶点距离眼球赤道平面的垂直距离o’m;
17、基于获取的后巩膜黄斑中心顶点距离眼球赤道平面的垂直距离进行眼球后半部分的变异性分析。
18、作为优选,所述的通过角膜参数、眼球前半部分参数和眼球后半部分参数构建眼球三维模型,具体包括:
19、s21-基于iolmaster获取角膜曲率r和前半部巩膜曲率r’;
20、s22-基于角膜曲率r、角膜直径ab构建角膜模型oab,所述角膜模型oab包括o点、a点、b点及若干个连线;其中,o点为角膜前表面顶点,a点和b点分别为角膜缘上对应于角膜直径的点,a点和b点分别位于o点的两侧;
21、s23-基于前半部巩膜曲率r’、过眼球赤道平面的眼球横径cd、角膜前表面顶点距离眼球赤道平面的垂直距离oo’和角膜模型oab构建眼球前半部分模型oaco’db,所述眼球前半部分模型oacdb包括o点、a点、b点、c点、o’点、d点和若干个连线,其中,o’点为眼球赤道上经o点的垂直线与眼球赤道的交点,c点和d点为眼球赤道上对应于过眼球赤道平面的眼球横径的两个点,c点和d点分别位于o点的两侧;
22、s24-基于iolmaster获取眼球的轴长om,基于轴长om和o点与o’点连线的延长线,确定后巩膜黄斑中心顶点m的位置,其中,所述后巩膜黄斑中心顶点m位于o点与o’点连线的延长线上;
23、s25:基于后巩膜黄斑中心顶点m的位置和眼球前半部分模型oaco’db,构建眼球三维模型,并将眼球三维模型中由o点、a点、c点、d点和b点围构成的区域定义为变异性小的恒定区,将眼球三维模型中由点c、后巩膜黄斑中心顶点m和点d围构成的区域定义为变异性大的可变区。
24、第二方面,本申请公开了一种黄斑扣带手术导航系统,包括模型构建模块和扣带缝合点计算模块;
25、所述模型构建模块配置为:通过iolmaster精确计算眼轴,确定黄斑中心凹位置,根据oct评估黄斑劈裂量,预估手术量;
26、所述扣带缝合点计算模块配置为:基于所述眼球三维模型计算扣带缝合点p1和p2的位置。
27、作为优选,所述扣带缝合点p1和p2分别位于颞上象限上直肌和外直肌旁,且位于恒定区内;其中,所述扣带缝合点p1和p2基于计划缩短的眼轴量mm’以及扣带顶压中心和末端固定环之间的距离确定,其中,眼轴量mm’为黄斑中心凹的位置与缩短后的目标黄斑中心凹m’之间的距离,且该目标黄斑中心凹m’位于角膜前表面顶点与眼球赤道平面之间的垂直线的延长线上。
28、有益效果:本申请的眼球三维模型构建方法及黄斑扣带手术导航系统,相比于传统技术中必须要依赖眼眶mri来建模的方式,本申请在建模时,借助了包括mri在内的多模影像学设备,并在最终的临床应用中,可以依靠黄斑oct扫描和眼轴测量即可完成精准的简化眼球三维模型的构建,模型构建方法更加简便,具有不可忽视的时间和经济成本效益;其次,oct相对于mri有着更高的分辨率,能更加精确的量化黄斑区的结构异常,更适合在黄斑扣带手术中进行个体化的导航设计。进一步地,在临床导航的应用中,只需要oct和生物测量仪的数据来构建简化的模型以此确定黄斑中心凹位置,即可进一步确定对应的扣带缝合点p1和p2的位置,摒弃了传统的mri或ct等成像设备,实现了仅可以在眼科医生完成的效果,简便实用,大大减少了患者额外的检测费用及就诊时间,同时,基于oct的导航算法在分辨率上具有先天优势,因此量化更加精准,更利于黄斑扣带手术的推广。
1.一种眼球三维模型构建方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的眼球三维模型构建方法,其特征在于,所述角膜参数建立及变异性分析,具体包括:
3.根据权利要求2所述的眼球三维模型构建方法,其特征在于,所述眼球前半部分参数建立及变异性分析,具体包括:
4.根据权利要求3所述的眼球三维模型构建方法,其特征在于,所述的眼球后半部分参数建立及变异性分析,具体包括:
5.根据权利要求4所述的眼球三维模型构建方法,其特征在于,所述的通过角膜参数、眼球前半部分参数和眼球后半部分参数构建眼球三维模型,具体包括:
6.一种黄斑扣带手术导航系统,其特征在于,包括模型构建模块和扣带缝合点计算模块;
7.根据权利要求6所述的黄斑扣带手术导航系统,其特征在于,所述扣带缝合点p1和p2分别位于颞上象限上直肌和外直肌旁,且位于恒定区内;其中,所述扣带缝合点p1和p2基于计划缩短的眼轴量mm’以及扣带顶压中心和末端固定环之间的距离确定,其中,眼轴量mm’为黄斑中心凹的位置与缩短后的目标黄斑中心凹m’之间的距离,且该目标黄斑中心凹m’位于角膜前表面顶点与眼球赤道平面之间的垂直线的延长线上。