CN101404964A - 用激光改善人晶状体调节幅度并增大屈光力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

提供了用于增大自然晶状体的调节幅度和/或改变晶状体材料的屈光力的系统和方法。一般而言，提供了用于以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体的方法和系统，其引起晶状体的增大的调节幅度和/或屈光力。还提供了通过增大人晶状体的挠性和眼睛的景深这两者来治疗老花的系统和方法。

Description

用激光改善人晶状体调节幅度并增大屈光力的系统和方法

技术领域

本申请是2006年5月1日提交的序号为11/414,838的Frey等人的未决申请的部分延续和2006年5月1日提交的序号为11/414,819的Frey等人的未决申请的部分延续，这两个申请都是2006年1月20日提交的序号为11/337,127的Frey等人的未决申请的部分延续，其公开内容通过引用而结合于此。本发明涉及利用激光来治疗自然的人晶状体的结构以解决诸如老花、屈光不正和白内障以及这些的组合之类的各种医学状况的系统和方法。

背景技术

眼睛的解剖结构在图1中被一般地示出，图1是眼睛的剖视图。巩膜131是围绕晶状体103中除了角膜101处之外的地方的白色组织。角膜101是包括眼睛的外表面的透明组织，光通过其首先进入眼睛。虹膜102是有色的可收缩的膜，其通过改变在其中心处的圆孔(瞳孔)的大小来控制进入眼睛的光量。眼睛晶状体或自然晶状体103的更详细的图在图1A-F(对类似的结构采用类似的参考标号)中示出，其刚好位于虹膜102后面。术语眼睛晶状体、自然晶状体和自然的人晶状体和晶状体(当指前述术语时)在这里被可互换地使用，并且指人眼的同一解剖结构。

一般而言，眼睛晶状体通过睫状肌108的动作来改变形状，以允许视觉图像的聚焦。来自大脑的神经反馈机制允许通过小带(zonule)111的附着来进行动作的睫状肌108改变眼睛晶状体的形状。一般而言，当光通过角膜101和瞳孔进入眼睛、然后沿着视轴104通过眼睛晶状体103并通过玻璃体110、在眼睛的后部触及视网膜105时发生视觉，在黄斑(macula)106处形成图像，该图像被通过视神经107传输到大脑。角膜101和视网膜105之间的空间在前房109中填充有称为房水117的液体，并在晶状体103后面的房中填充有玻璃体110(凝胶状透明物质)。

图1A一般地图示出通常为50岁的个人的晶状体103的或与之相关的组分。晶状体103是多结构系统。晶状体103的结构包括皮层113、核129和晶状体囊114。囊114是包络晶状体的其他内部结构的外部膜。晶状体上皮123形成于晶状体赤道121上，产生在眼睛晶状体周围的前面和后面生长的带状细胞或纤丝。核129是由皮层113向核区的连续增加而形成的。晶状体中的层的连续体(包括核129)可以被表征为若干层、核或核区。这些层包括胚核122、胎核130、婴幼儿核124、青少年核126和成人核128，胚核122和胎核130这两者在子宫中生长，婴幼儿核124从出生到四岁的平均大约三年的时间中生长，青少年核126从大约四岁到青春期生长，成人核128在大约18岁及以上生长。

胚核122的赤道直径(宽度)大约为0.5mm，前后轴104(AP轴)直径(厚度)大约为0.425mm。胎核130的赤道直径大约为6.0mm，AP轴104直径大约为3.0mm。婴幼儿核124的赤道直径大约为7.2mm，AP轴104直径大约为3.6mm。青少年核126的赤道直径大约为9.0mm，AP轴104直径大约为4.5mm。成人核128在大约36岁时的赤道直径大约为9.6mm，AP轴104直径大约为4.8mm。这些都是大约50岁的典型成年人晶状体在调节后的状态下的平均值(体外)。因此，该晶状体(核和皮层)的赤道直径大约为9.8mm，AP轴104直径大约为4.9mm。因此，晶状体的结构是分层或嵌套的，最老的层和最老的细胞朝向中心。

如图1和图1A所示，晶状体是双凸形状的。晶状体的前侧和后侧具有不同的曲率，并且皮层和不同的核一般遵循这些曲率。因此，晶状体基本上可以被看作是成层结构，其沿着赤道轴是不对称的并且由端对端地布置以基本上形成同心或嵌套壳体的长月牙纤维细胞构成。这些细胞的末端对准以在中心和中心旁区域的前面和后面形成缝线。皮层和核两者中的较老的组织具有降低的细胞功能，在细胞形成之后的几个月丢失了它们的细胞核和其他细胞器。

随着变老而发生晶状体的紧缩。每年所生长的晶状体纤维的数目在整个生命中相对恒定。然而，晶状体的大小不会根据新纤维生长而变得与预期一样大。晶状体从出生到3岁生长，在仅3年中有从6mm到7.2mm即20％的生长。然后，在接下来的大约十年中，从7.2mm长到9mm，即25％；然而，这多于3倍长的时期9年。在接下来的大约二十年中，从12岁到36岁，晶状体在24年中从9mm长到9.6mm，即6.7％，示出非常缓慢地观察到的生长速率，但是我们相信在这一时期期间存在纤维生长的相对恒定速率。最后，在所述的最后大约二十年中，从36岁到54岁，晶状体在18年中的生长是其年轻时生长的很小一部分，从9.6mm到9.8mm，即2.1％。尽管存在需要更多晶状体纤维来填充更大的外部壳体的几何效应，但是较老的晶状体的大小显著小于考虑了几何效应的纤维生长速率模型的预测。考虑包括核纤维紧缩在内的纤维紧缩来说明这些观察。

一般而言，老花是调节幅度的丢失。一般而言，屈光不正通常是由于眼向轴长度的变动而引起的。近视是当眼睛太长时使得焦点落在视网膜之前。远视是当眼睛太短时使得焦点落在视网膜之后。一般而言，白内障是足以妨碍视觉的眼睛晶状体的浑浊化的区域。本发明所针对的其他状况包括但不限于眼睛晶状体的浑浊化。

老花通常表现为近视力的缺乏，无法读取小字印刷，尤其是在大约40-45岁的年龄之后在暗光下。老花或者调节幅度随年龄的丢失与眼睛无法改变自然晶状体的形状有关并且发生在几乎100％的人口中，改变自然晶状体的形状的能力允许人在远和近之间改变焦距。已经示出了调节幅度在生命的第五个十年中随着年龄而不断地下降。

历史上，研究一般将调节的丢失归结于晶状体随着年龄的硬化，更具体地，归结于晶状体材料的杨氏弹性模量(Young’s Modulus of Elasticity)的增长。近来的研究检查了关于核和皮层之间的材料属性的相对改变的老化效应。这些研究提供了关于晶状体的硬化的各种理论和数据。一般而言，这种研究基本上提出了以下理论：挠性的丢失是核和/或皮层材料的杨氏弹性模量的增长的结果。这种研究将该硬化视为调节幅度随着年龄而丢失并因此引起老花的主因素。

本说明书假定了如何发生晶状体挠性的这种丢失以引起老花的不同理论，但本发明并不受此约束。一般而言，假定晶状体的结构(而非晶状体的材料属性)在挠性的丢失和所产生的老花方面比以前所理解的起更大的作用。因此，与上面给出的本领域中的现有研究的教导相反，材料弹性不是老花的支配性起因。相反，假定晶状体的结构和该结构随着年龄的改变是老花的支配性起因。因此，在不被该理论限制或约束的情况下，本发明公开了各种方法和系统，这些方法和系统至少部分地基于晶状体的结构和晶状体随着老化而发生的结构改变，提供激光治疗以增大晶状体的挠性。本发明还公开了提供激光治疗以增大晶状体的挠性，这些激光治疗主要基于晶状体的结构和晶状体随着老化而发生的结构改变。

因此，通过查看和检查简单的假设模型，可以出于示例性目的来说明本说明书的假定理论。还应了解，该假设模型仅仅用于说明当前的理论，而不是预测晶状体将如何对激光脉冲作出反应和/或结构改变。为了理解结构本身可以是如何重要，考虑非常薄的木板，即4英尺乘4英尺见方但0.1英寸厚的木板。该薄木板不是很坚固并且如果在一端受到稳固的保持，不费很大力气就能显著弯曲该薄板。现在考虑摞起来的五个相同的这种0.1英寸厚的板，但它们并未紧固或绑在一起。强度可能增大，对于相同的力，会发生略小的偏转。现在考虑采用这五个相同的板并利用许多螺丝钉或通过利用非常强力的胶将它们紧固在一起，或者通过利用许多C型夹将它们绑定(bind)在一起。所绑定的板的强度高的多并且由同一力所造成的偏转将小的多。

不必说，该简单模型反映了晶状体的复杂行为，我们一般假设当考虑(尤其是接近两极(AP轴)的)晶状体材料的体积(其基本上被由于老化所引起的增大的摩擦和紧缩所绑定)时，将那些绑定层分成基本上未绑定的层将会增大那些层针对同一施加力的偏转并因此增大晶状体的挠性。然而，申请人并不认为要被当前理论所绑定，其仅被提供用于提升技术，并且不应认为且不会限制或缩小本发明的范围。

因此，进一步利用用于说明目的的该模型，在对老花的现有理论和治疗之下，方向主要针对材料属性(即堆叠材料的模量)，而非堆叠的结构(即这些层是否被绑定在一起)。另一方面，当前所假定的理论集中于结构特征和改变这些特征对挠性所产生的影响。

一般而言，当前的老花治疗趋于集中于用于增大自然晶状体的调节幅度的可替换物。这些治疗包括被设计用于改变眼睛内的位置的新一类的人工调节眼内镜头(IOL’s)，例如Eyeonics CRYSTALENS；然而，其仅提供物方测量的调节幅度的大约1个屈光度，而许多从业者认为需要3个或更多个屈光度来恢复对近处和远处物体的正常视觉功能。此外，研究者在寻找利用合成材料来再填充晶状体囊的技术和材料。另外，当前的用于植入人工调节IOL’s的外科技术是针对白内障的更严重状况所开发的技术。相信由于该侵入外科技术的风险，从业者当前不愿对可以简单地佩戴阅读眼镜来矫正近视力缺乏的患者利用调节IOL来替代患者的清晰但老花的自然晶状体。然而，可植入的器件和填充材料的发展可能提供更大级别的调节幅度。为了更好地利用这种器件改进，并增大现有可植入器件的调节幅度，这里提供了改进的外科技术作为本发明的一部分。

通常由于眼睛的长度太长(近视)或太短(远视)所引起的屈光不正是影响大约一半人口的另一非常常见的问题。由Trokel和L’Esperance所提出并由Frey等人所改进的对角膜的激光手术的确提供了对屈光不正的有效治疗，但是诸如更高程度的屈光不正(尤其是远视)、薄角膜或者例如由老花所引起的随着时间而改变的屈光不正之类的因素大大限制了激光角膜手术的临床使用。

白内障或者在自然晶状体变得不透明时的状况或朦胧视觉每年发生在数百万人身上，并被利用诸如30年前由Kelman所开创的超声波晶状体乳化之类的外科技术有效治疗。尽管技术在这些年已被精炼，但是从来自眼睛外伤的安全考虑(尤其对于来自击破硬化的白内障所需要的超声波能量的角膜内皮)来看是不利的；尤其对于那些危及角膜内皮的人，例如那些具有富克斯氏营养不良(Fuchs Dystrophy)的人。此外，在白内障治疗中对激光的使用具有进一步的问题。白内障散射包括激光在内的光，因此可能妨碍激光治疗束获得所期望的组织效果。因此，如本说明书中所详细提供的，这里提供了对用于白内障组织的激光递送的改进。

发明内容

这里提供的是本发明的实施例。因此，提供了以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体的系统和方法，该系统和方法一般包括提供激光器，提供用于将来自激光器的激光束定向到眼睛的晶状体的光学路径，以第一图案将激光束定向在眼睛的晶状体的第一部分上，第一图案一般遵循眼睛的晶状体的外表面的形状，以第二图案将激光束定向在眼睛的晶状体的第二部分上，第二图案具有用于覆盖眼睛的晶状体的第二部分的特定体积的图案，并且其中第一图案和第二图案的关系使得第一图案位于晶状体内比第二图案更接近晶状体外表面处；并且，第一和第二图案都位于眼睛的晶状体内以使得它们避开了眼睛的晶状体的中心部分。在该系统和方法中，第二图案可以是立方的，第一发射图案(shot pattern)可以是多个嵌套壳体，第一发射图案可以包括遵循眼睛的晶状体的前表面的多个嵌套壳体，或者是这里所公开和教导的图案的其他组合。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。这些发射图案还可以具有被避开的中心区域，其中被避开的中心区域具有中心大约在晶状体的光轴上的大约1mm的宽度，其中被避开的中心区域是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大于大约1mm的直径，其中被避开的中心区域具有中心大约在晶状体的光轴上的大约1.5mm的宽度，其中被避开的中心区域是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大于大约1.5mm的直径，其中被避开的中心区域具有中心大约在晶状体的光轴上的大约0.2mm至大约4mm的宽度，其中被避开的中心区域是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.2mm至大约4mm的直径，其中被避开的中心区域是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.2mm至大约4mm的直径，其中被避开的中心区域具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.5mm至大约3mm的直径，其中被避开的中心区域是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约2mm的直径，且其中第二图案不同于第一图案，以及在详细描述中提供的其他变体。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

还提供了增大人视力的景深的系统和方法，该系统和方法一般包括提供用于眼睛的晶状体的孔；该孔是由包括人晶状体材料的浑浊化环面的材料形成的。在该系统和方法中，环面可以是大约100％浑浊化的，大约90％浑浊化的，大约50％至大约100％浑浊化的，大约20％至大约100％浑浊化的，以及这里所教导的这些数量之间和附近的其他浑浊化数量。此外，增大人视力的景深的方法和系统一般可以包括在眼睛的晶状体内提供浑浊化材料的环面，该环面离晶状体的外表面至少大约0.25mm。在另一系统和方法中，环面产生直径大约2mm的孔，以及详细描述中所提供的其他变体。

另外，提供了用于通过增大人晶状体的挠性和眼睛的景深这两者来治疗老花的方法和系统。因此，可以提供用于眼睛的晶状体的孔，该孔是由包括人晶状体材料的浑浊化环面的材料形成的，并且提供用于增大晶状体的挠性的激光发射图案。在详细描述中提供了该方法和系统的进一步和更详细的实现方式。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

这里还提供了用于从眼睛的晶状体来创建浑浊化材料的环面的系统，该系统一般包括激光器、用于提供激光发射的激光聚焦光学装置、扫描仪和控制系统，该控制系统包括用于以环形图案将多个激光发射定向到眼睛的晶状体的一部分的图案，以使得被如此定向的激光发射被预定为将晶状体材料浑浊化。在该系统中，环形图案可以具有从大约0.5mm至大约3mm的内直径，环形图案的中心可以大约在眼睛的光轴上，激光发射可以被预定为将晶状体材料浑浊化为从大约20％至大约100％的浑浊化，以及详细描述中所提供的其他变体。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

此外，提供了使用该系统来治疗老化的系统和方法，一般包括激光器和用于提供激光发射的激光聚焦光学装置，扫描仪；以及控制系统，该控制系统包括用于以环形图案将多个激光发射定向到眼睛的晶状体的一部分的第一图案；以及用于将多个激光发射定向到眼睛的晶状体的一部分的第二图案，并且其中，被以第一图案如此定向的激光发射被预定为将晶状体材料浑浊化，并且被以第二图案如此定向的激光发射被预定为增大晶状体的挠性。在该系统和方法中，第一和第二图案可以被基本同时地、或同时地提供给眼睛的晶状体，第二图案可以提供嵌套壳体的图案，并且第二图案可以被预定为避开将任何激光发射置于晶状体的中心部分中。此外，被避开的中心区域可以具有中心大约在晶状体的光轴上的大约1mm的宽度，被避开的中心区域可以是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大于大约1mm的直径，被避开的中心区域可以具有中心大约在晶状体的光轴上的大约1.5mm的宽度，被避开的中心区域可以是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大于大约1.5mm的直径，被避开的中心区域可以具有中心大约在晶状体的光轴上的大约0.2mm至大约4mm的宽度，被避开的中心区域可以是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.2mm至大约4mm的直径，被避开的中心区域可以是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.2mm至大约4mm的直径，被避开的中心区域可以具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约0.5mm至大约3mm的直径，被避开的中心区域可以是圆柱形的并且具有中心大约在晶状体的光轴周围的大约2mm的直径，环形图案可以具有从大约0.2mm至大约4mm的内直径，以及详细描述中所提供的其他变体。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

还提供了用于治疗老花的方法和系统，一般包括向眼睛的晶状体的一部分提供激光束，该部分基本由去核的材料构成。因此，该系统可以包括激光器、激光聚焦光学装置、扫描仪以及控制系统，该控制系统包括用于以一图案将来自激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分的图案，所述部分基本由去核的材料构成。还提供了用于治疗老花的方法，一般包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束，晶状体具有细胞器退化区域和细胞器空闲区域，发射图案基本由被朝着眼睛的晶状体的细胞器退化区域和/或细胞器空闲区域所定向的发射构成。还提供了用于治疗老花的系统和方法，一般包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束，晶状体具有细胞器空闲区域，发射图案基本由被朝着眼睛的晶状体的细胞器空闲区域所定向的发射构成。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

而且，提供了用于以一图案将激光突发串递送到眼睛的晶状体的系统和方法，该系统和方法一般包括用于提供激光脉冲的激光器、用于提供激光脉冲的多个突发串的激光光学装置、扫描仪和控制系统，所述多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲，所述扫描仪具有扫描速率，所述控制系统包括用于将激光定向到眼睛的晶状体的一部分的预定激光发射图案，该发射图案包括多个点，其中所述扫描速率使得多个突发串的任何一个突发串中的脉冲的至少多数被放置得比离发射图案中的其他点而言更接近一个点。

此外，提供了用于将激光束递送到眼睛的晶状体同时增大实现LIOB(如具体实施方式中所定义的)的概率并降低瑞利范围效应的系统和方法，一般包括用于提供激光脉冲的激光器、激光光学装置、扫描仪和控制系统，激光脉冲的能量密度被预定为位于或接近LIOB阈值，激光光学装置用于提供激光脉冲的多个突发串，这多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲，扫描仪具有扫描速率，控制系统包括用于将激光定向到眼睛的晶状体的一部分的预定激光发射图案，该发射图案包括多个发射，其中一个突发串中的脉冲数目至少大到足以使在晶状体中与发射图案中的一个发射相对应的斑点处获得LIOB至少有90％机会。还提供了用于以一图案将激光突发串递送到眼睛的晶状体的方法和系统，包括用于提供激光脉冲的激光器、激光光学装置、扫描仪和控制系统，激光脉冲被隔开时间t₁，激光光学装置用于提供激光脉冲的多个突发串，这多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲，突发串被隔开时间t₃，控制系统包括用于将激光定向到眼睛的晶状体的一部分的预定激光发射图案，该发射图案包括多个发射。此外，可以使得其中时间t₁是大约5纳秒至大约20纳秒，时间t₃是大约5μ秒至大约33μ秒，并且扫描仪具有大约30kHz至大约200kHz的扫描速率。这些发射图案还可以被以随机方式递送到眼睛的晶状体。

还提供了用于以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体的系统和方法，一般包括激光器、光学路径和控制系统，光学路径用于将来自激光器的激光束定向到眼睛的晶状体，控制系统至少用于以发射图案在眼睛的晶状体中定向激光束，所述图案被以基本上随机的方式布置在眼睛的晶状体中。

还提供了用于以一图案将激光束递送到眼睛的晶状体的系统和方法，一般包括激光器、光学路径和控制系统，光学路径用于将来自激光器的激光束定向到眼睛的晶状体，并且具有大于或等于大约1.5的F/#，控制系统至少用于以发射图案在眼睛的晶状体中定向激光束，所述图案基本上由垂直布置的发射的图案构成。在该系统中，F/#可以大于或等于大约2。此外，提供了用于以一图案将激光束递送到眼睛的晶状体的系统，一般包括激光器、光学路径和控制系统，光学路径用于将来自激光器的激光束定向到眼睛的晶状体并且提供激光斑点大小x，控制系统至少用于以发射图案在眼睛的晶状体中定向激光束，所述图案基本上由垂直布置的发射的图案构成，所述垂直图案中的所述发射被隔开小于3x。

基于在这些说明书和附图中给出的教导，本领域普通技术人员将会认识到有这些教导的各种实施例和实现方式来实践本发明。因此，发明内容中的实施例不是要以任何方式来限制这些教导。

附图说明

图1和图1A是人眼的剖视图。

图2是根据本发明教导的一种用于将激光束发射图案递送到眼睛的晶状体的系统的示意框图。

图2A是根据本发明教导的形成用于将激光束发射图案递送到眼睛的晶状体的系统的一部分的示例性组件的示意框图。

图3是晶状体的与AP轴正交的前表面的图，其图示出具有花状形状的激光束发射图案，该形状的轮廓一般大约遵循从纤维末端的纤维长度的最后15％。

图4A、4B、4C、4D和4E的图表示基于胎核(三缝分支核)的结构的、用于激光发射图案的开发的几何形状在其从后视图4A旋转直至前视图4E时的正视图。

图5A、5B和5C的图分别表示基于婴幼儿核(六缝分支核)的结构的、用于激光发射图案的开发的几何形状的后面、侧面和前面正视图。

图6A、6B和6C的图分别表示基于青少年核(九缝分支核)的结构的、用于激光发射图案的开发的结合形状的后面、侧面和前面正视图。

图7A、7B和7C的图分别表示基于成人核(12缝分支)的结构的、用于激光发射图案的开发的几何形状的后面、侧面和前面正视图。

图8和图8A是成年人晶状体的透视剪切图，其表示根据本发明教导的基本上同心壳体的布置。

图9是与Burd所开发的模型有关的晶状体的剖视图。

图10是基于Burd所开发的模型的晶状体的剖视图。

图11是基于Burd所开发的模型的晶状体的剖视图。

图12是基于Burd所开发的模型的晶状体的剖视图。

图13-21是图示出激光发射图案的晶状体的剖视图。

图22是激光脉冲和突发串的图。

图23-24是图示出垂直激光发射图案的晶状体的剖视图。

具体实施方式

一般而言，本发明提供了用于增大自然晶状体的调节幅度和/或改变自然晶状体的屈光力和/或允许去除自然晶状体的清晰或白内障晶状体材料的系统和方法。因此，如图2所一般地示出，提供了用于将激光束发射图案递送到眼睛的晶状体的系统，其包括：患者支撑物201；激光器202；用于递送激光束的光学装置203；用于以特定图案将激光束递送到晶状体的控制系统204，该控制系统204与线205所表示的系统其他组件相关联和/或与其有接口连接；用于确定晶状体相对于激光的位置的装置206，该装置206接收眼睛的晶状体的图像211；以及激光患者接口207。

患者支撑物201安置患者身体208和头209，以与用于递送激光束的光学装置203接口连接。

一般而言，激光器202应当提供具有一定波长的束210，该波长经过角膜、房水和晶状体透射。该束应当具有短脉冲宽度并具有能量和束大小以产生光分裂(photodisruption)。因此，这里使用的术语激光发射或者发射(shot)指的是被递送到产生光分裂的位置的激光束脉冲。这里所使用的术语光分裂基本上指的是由激光使物质向气体的转换。具体而言，可以采用大约300nm至2500nm的波长。可以采用从大约1费秒至100皮秒的脉冲宽度。可以采用从大约1纳焦至1毫焦的能量。脉冲速率(也称为脉冲重复频率(PRF)和以赫兹为单位测量的每秒的脉冲)可以从大约1KHz至几GHz。一般而言，在商业激光设备中，较低的脉冲速率对应于较高的脉冲能量。取决于脉冲宽度和能量密度，可以使用各种激光器类型来引起眼睛组织的光分裂。因此，这种激光器的示例将包括：DelmarPhotonics Inc.的Trestles-20，其是具有范围在780至840nm的波长范围、小于20费秒的脉冲宽度、大约100MHz PRF和2.5纳焦的钛宝石(Ti：蓝宝石)振荡器；Clark CPA-2161，其是具有775nm的波长、小于150费秒的脉冲宽度、大约3KHz PRF和850微焦的经放大的Ti：蓝宝石；IMRAFCPA(光纤啁啾脉冲放大)μJewel D系列D-400-HR，其是具有1045nm的波长、小于1皮秒的脉冲宽度、大约5MHz PRF和100纳焦的Yb：光纤振荡器/放大器；Lumera Staccato，其是具有1064nm的波长、大约10皮秒的脉冲宽度、大约100KHz PRF和100微焦的Nd：YVO4；LumeraRapid，其是ND：YVO4，具有1064nm的波长、大约10皮秒的脉冲宽度并且可以包括一个或多个放大器以在25KHz至650KHz之间的PRF上实现大约2.5至10瓦的平均功率，并且还包括可以对两个分离的50MHz脉冲列进行门控(gate)的多脉冲能力；以及IMRA FCPA(光纤啁啾脉冲放大)μJewel D系列D-400-NC，其是具有1045nm的波长、小于100皮秒的脉冲宽度、大约200KHz PRF和4微焦的Yb：光纤振荡器/放大器。

一般而言，用于将激光束递送到眼睛的自然晶状体的光学装置203应当能够在x、y和z维度上以精确和预定的图案来向自然晶状体提供一系列的发射。该光学装置还应当提供预定的束点大小以利用到达自然晶状体的激光能量来引起光分裂。因此，该光学装置可以包括但不限于：x y扫描仪、z聚焦设备、聚焦光学装置。该聚焦光学装置可以是传统的聚焦光学装置和/或平面场光学装置和/或远心光学装置，这些装置各自具有相应的计算机控制的聚焦，以使得实现x、y、z维度上的校准。例如，x y扫描仪可以是一对具有位置检测器反馈的闭环电流计。这种x y扫描仪的示例可以是Cambridge Technology Inc.Model 6450、SCANLAB hurrySCAN和AGRES Rhino扫描仪。这种z聚焦设备的示例可以是Phsyik InternationalPeizo聚焦单元Model ESee Z聚焦控制和SCANLAB varrioSCAN。

一般而言，用于递送激光束的控制系统204可以是任何计算机、控制器和/或能够选择并控制x y z扫描参数和激光点火的软件硬件组合。这些组件通常可以至少部分地与电路板相关联，这些电路板与x y扫描仪、z聚焦设备和/或激光器有接口连接。控制系统也可以(但不是必须)进一步具有对系统的其他组件进行控制以及维护数据、获得数据和执行计算的能力。因此，控制系统可以包含程序，这些程序对激光进行指引使其通过一个或多个激光发射图案。

一般而言，用于确定晶状体相对于激光的位置的装置206应当能够确定关于激光和晶状体的各部分的相对距离，该距离被患者接口207维持为恒定。因此，该组件将提供用于确定所有三个维度上晶状体相对于扫描坐标的位置的能力。这可以通过若干方法和装置来实现。例如，晶状体的xy对中可以通过下述方式来实现：利用共同瞄准线(co-boresighed)相机系统和显示器观察晶状体，或者通过利用直接查看光学装置然后人工地将患者的眼睛定位到已知的中心。然后可以通过利用光学三角测量或激光和ccd系统的测距设备(例如Micro-Epsilon opto NCDT 1401激光传感器和/或Aculux Laser Ranger LR2-22)来确定z位置。三维查看和测量装置的使用也可以用于确定晶状体的x、y和z位置。例如，来自VisionEngineering的Hawk三轴非接触测量系统可以用于进行这些确定。可以用于确定晶状体的位置的装置的又一示例是三维测量装置。该装置可以包括可查看基准和自然晶状体的相机，并且还可以包括用于照明自然晶状体的光源。这种光源可以是结构化光源，例如被设计为基于几何形状来生成三维信息的裂隙(slit)照明。

系统的另一个组件是激光患者接口207。该接口应当在包括确定x y z位置的测量步骤和以发射图案来向晶状体递送激光的递送步骤在内的过程期间，使自然晶状体和激光之间的x、y、z位置保持固定。该接口设备可以包含透光夷平器(applanator)。该接口的一个示例是抽吸环夷平器，该抽吸环夷平器被固定到眼睛的外表面，然后被定位到激光光学机壳，从而固定激光、眼睛和自然晶状体之间的距离。用于三维查看和测量装置的基准标记可以被置于该夷平器上。激光患者接口的另一个示例是具有下环(1ower ring)的设备，该设备具有使接口附到眼睛上的抽吸能力。该接口还具有扁平底部，该扁平底部压向眼睛以使眼睛的形状变平。该扁平底部由透射激光束并且优选地(尽管不是必要的)在可见光谱中透射眼睛的光学图像的材料构成。上环(upper ring)具有用于与激光光学装置的机壳相接合的结构，和/或沿着激光束的路径与激光具有已知距离并且相对于激光固定的某种结构。扁平底部还具有由三个基准标记组成的基准。尽管在该实施例中提供三个标记用于构成基准，但是该基准可以仅由单个标记或者若干标记组成。这种设备的其他示例在US D462442、US D462443和USD459807S中被一般地公开，其公开内容通过引用结合于此。作为夷平器的替换物，接口可以是角膜形透明元件，借助该角膜形透明元件，角膜直接与接口接触或者在其间包含接口流体。

在图2A中部分地示出例如利用用于递送激光束的专门光学装置203和用于确定晶状体的位置的装置206的示意性组合。图2A是图2的系统配置的更详细示意图。因此，图2A的示例提供了激光器202和用于递送激光束的激光光学装置203，该光学装置包括扩束器望远镜220、z聚焦机构221、合束器222、x y扫描仪223和聚焦光学装置224。图2A中还提供了中继光学装置230、具有缩放和聚焦的相机光学装置231和ccd相机232，这些组件形成三维查看和测量装置的一部分。此外，这些组件230、231和232与光源233、基准标记212和扫描仪223一起用作用于确定晶状体的位置的装置206。

图2A的这种组合在仅用单个ccd相机232的情况下利用x y扫描仪223来创建晶状体的立体视觉图像。眼睛213的光学图像211，具体而言是眼睛213的自然晶状体103的光学图像，被沿着路径211传递。该路径211与激光束210沿着同一路径，从自然晶状体103至激光患者接口207、聚焦光学装置224、x y扫描仪223和合束器222。图2A的这种组合还包括：激光患者接口207，其具有基准标记212；以及光源233，其例如可以是均匀照明、裂隙照明或者其他被设计为提高三维精度的结构化光源。该光源出于确定晶状体的三维位置的目的而部分地提供患者眼睛的自然晶状体的照明。因此，来自相机的立体视觉图像和/或信息被发送到控制器和/或计算机(图2a中未示出)，以供进一步处理和用于确定晶状体的三维位置。立体图像可以被通过命令扫描仪转到名义左边位置并在该位置处暂停来生成，然后以电子方式触发相机和控制器以捕捉并存储左边图像；然后命令扫描仪/相机/控制器类似地捕捉并存储右边图像。可以以周期性方式来重复该顺序。这些左边和右边图像可以由处理器来处理以生成晶状体的位置和形状。左边和右边图像可以利用立体视频监视器来显示。相机图像或立体图像也可以用于测量患者晶状体中的缝(suture)几何形状和方向，其可以用于确定基于缝的发射图案的参数并将基于缝的发射图案与患者的晶状体缝几何形状和方向对准。图2A所示的组合提供了可以用于确定晶状体的形状(包括其前后表面)的三维信息。该信息也可以用于使晶状体的结构(包括缝)可视化。此外，关于从图2A的组合获得的晶状体的信息还可以用于确定激光发射图案和相对于晶状体形状和/或结构的激光发射布置。

图2和图2A是示意框图，因此其中所图示的组件的相对位置和间隔是示例性的。因此，这些组件彼此的相对布置可以变更，并且它们的功能和组件的全部或一部分可以被组合。

图4A-E图示出在晶状体的胎核415中所发现的结构的环境中的三分支形即Y形缝。因此，这些图提供了如层130所示结构(其包括图1A的层122)的更详细视图。在图4A-E中，晶状体的内部层的视图被从晶状体的后侧图4A逐步旋转到前侧图4E。因此，晶状体的该层具有三条后缝线401、402和403。该层还具有三条前缝线412、413和414。前缝线比后缝线长，并且当沿着前后(AP)轴411来查看时，这些线是交错的。晶状体纤维形成核的层，并由线404示出，应当理解，这些仅是示例性线，在晶状体的实际自然层中将会存在更多倍的纤维。为了帮助图示核的该层的结构和几何形状，代表性的纤维405、406、407、408、409和410已被夸大并在图4A-E中被各个画上阴影。因此，当晶状体核的视图从这些代表性纤维的后面旋转到前面时，它们彼此的关系和它们与缝线的关系被图示。

前侧的缝线的长度大约是它们所在的层或壳体的赤道半径的75％。后侧的缝线的长度大约是相应前缝线的长度的85％，即该壳体的赤道半径的64％。

这里所使用的术语“基本上遵循”可以描述晶状体的外表面和胎核415形状的关系。胎核是双凸形状的。晶状体的前侧和后侧具有不同的曲率，前侧更平。这些曲率大体上遵循晶状体的皮层和外部层和一般形状的曲率。因此，晶状体可以被视为成层结构，其由端对端地布置以基本上形成同心或嵌套壳体的长月牙纤维细胞构成。

如下面的段落中通过以下示例所更详细说明的，本发明利用晶状体层、纤维和缝线的这种和进一步提出的几何形状、结构和定位来提供激光发射图案，以增大晶状体的调节幅度。尽管不受该理论约束，但是目前相信，与晶状体和晶状体纤维的材料属性相比，是晶状体和晶状体纤维的结构、定位和几何形状引起了调节幅度的丢失。因此，这些图案被设计来改变和影响该结构、定位和/或几何形状以增大调节幅度。

图5A-C图示出在晶状体的核515的婴幼儿层中所发现的结构的环境中的六分支或星形缝几何形状。因此，这些图提供了如图1A的层124所示结构的更详细视图。在图5A-C中，晶状体的层的视图被从后侧图5A旋转到侧视图图5B并旋转到前侧图5C。因此，核的该层具有六条后缝线501、502、503、504、505和506。核的该层还具有六条前缝线509、510、511、512、513和514。前缝线比后缝线长，并且当沿着AP轴508来查看时，这些线是交错的。晶状体纤维形成核的层，并由线507示出，应当理解，这些仅是示例性线，在晶状体的实际自然层中将会存在更多倍的纤维。

晶状体的外表面形状基本上遵循婴幼儿核515，其是双凸形状的。因此，晶状体的该层的前侧和后侧具有不同的曲率，前侧更平。这些曲率一般遵循晶状体的皮层和外部层和一般形状的曲率。这些曲率一般也遵循胎核415的曲率。因此，晶状体可以被视为成层结构，其由端对端地布置以基本上形成同心或嵌套壳体的长月牙纤维细胞构成，婴幼儿核515将胎核415嵌套在其中。随着经过青少年期的继续发展，另外的纤维层生长，其包含的缝在6条和9条缝之间。

图6A-C图示出在晶状体的核611的青少年层中所发现的结构的环境中的九分支或星形缝几何形状。因此，这些图提供了如图1A的层126所示结构的更详细视图。在图6A-C中，晶状体的层的视图被从后侧图6A旋转到侧视图图6B并旋转到前侧图6C。因此，核的该层具有九条后缝线601、602、603、604、605、606、607、608和609。核的该层还具有九条前缝线612、613、614、615、616、617、618、619和620。前缝线比后缝线长，并且当沿着AP轴610来查看时，这些线是交错的。晶状体纤维形成核的层，并由线621示出；应当理解，这些仅是示例性线，在晶状体的实际自然层中将会存在更多倍的纤维。

角膜的外表面遵循青少年核611，其是双凸形状的。因此，该层的前侧和后侧具有不同的曲率，前侧更平。这些曲率一般遵循晶状体的皮层和外部层和一般形状的曲率。这些曲率一般也遵循被嵌套在青少年核611中的胎核415和婴幼儿核515的曲率。因此，晶状体可以被视为成层结构，其由端对端地布置以基本上形成同心或嵌套壳体的长月牙纤维细胞构成。随着经过成人期的继续发展，另外的纤维层生长，其包含的缝在9条和12条缝之间。

图7A-C图示出在晶状体的核713的成人层中所发现的结构的环境中的十二分支或星形缝几何形状。因此，这些图提供了图1A中所示的成人层128的更详细视图。在图7A-C中，晶状体的层的视图被从后侧图7A旋转到侧视图图7B并旋转到前侧图7C。因此，核的成人层具有十二条后缝线701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711和712。核的该层还具有十二条前缝线714-725。前缝线比后缝线长，并且当沿着AP轴726来查看时，这些线是交错的。晶状体纤维形成核的层，并由线728示出；应当理解，这些仅是示例性线，在晶状体的实际自然层中将会存在更多倍的纤维。

成人核713是双凸形状的，其遵循晶状体的外表面。因此，该层的前侧和后侧具有不同的曲率，前侧更平。这些曲率一般遵循晶状体的皮层和外部层和形状的曲率。这些曲率一般也遵循基本上与成人核713同心并且被嵌套在成人核713中青少年核611、婴幼儿核515和胎核415的曲率。因此，晶状体可以被视为成层结构，其由端对端地布置以基本上形成同心或嵌套壳体的长月牙纤维细胞构成。

在一些40岁之后的个人中也可能存在具有15条缝的随后成人层。该随后成人层在总体结构上与稍后的成人层713类似，并且具有这样的认识：该随后成人层将具有包含更多缝的几何形状，并且将包含稍后的成人层713；这样，随后成人层将是核的最外层，并且因此是离核的中心更远的层并且是年龄上最年轻的层。

一般而言，本发明提供激光束以图案方式的递送，所述图案利用或者至少部分地基于晶状体缝的几何形状和/或晶状体曲率和/或核内的各层；和/或核内的各层的曲率；和/或核内的各层的缝的几何形状。作为本发明的一部分，提供了将前切除(ablation)的曲率与前囊的特定曲率相匹配的概念，尽管对后切除具有不同的曲率，但是其又匹配晶状体的后面曲率。前面和后面曲率可以基于Kuszak老年晶状体模型、Burd的数字建模、Burd等人的Vision Research(视觉研究)42(2002)2235-2251，或者基于特定晶状体测量，例如可以从用于确定晶状体相对于激光的位置的装置获得的那些测量。因此，一般而言，这些激光递送图案全部和/或部分地基于与晶状体的形状、晶状体的层的形状、缝图案、缝的位置和/或缝的几何形状有关的实际观察数据和数学建模。

此外，如更详细地给出的，不一定要使晶状体的自然缝线或晶状体的层的自然布置被激光发射图案精确地复制在晶状体中。实际上，这些自然结构被激光发射图案的精确复制尽管也在本发明的范围内，但不是必需的，并且优选为不需要，以实现调节幅度的增大。相反，本发明部分地试图仿效自然晶状体几何形状、结构和定位和/或其一些部分，并且通过使用这里所描述的激光发射图案来建立、修改并重新定位这种自然发生的参数。

因此，可以采用在晶状体中切割了一系列基本上同心的(即，嵌套的)壳体的激光束递送图案。优选地，壳体可以基本上遵循晶状体的前面和后面曲率。因此，在晶状体中创建了一系列的切割，其类似于图4、5、6和7的核层。这些切割可以遵循这些层的同一几何形状(即，形状和离中心的距离)，或者可以仅遵循该几何形状的一部分。在图8中图示出这些壳体的一个示例，其提供了晶状体103、第一壳体切割801、第一壳体802、第二壳体切割803、第二壳体804和第三壳体切割805。还提供了成人核128和皮层113。因此，术语壳体指的是晶状体材料，并且术语壳体切割指的是激光束递送图案和随后根据该图案在晶状体中对激光束发射的布置。可以利用更多或更少的壳体切割和壳体。此外，切割可以使得它们实际上创建了完整的壳体，即该壳体和壳体切割完全包含晶状体材料的体积。切割也可以使得小于完整的壳体被形成。因此，可以采用通过利用部分壳体切割对部分壳体的创建。这种部分切割例如仅是壳体的一部分，例如前四分之一、前半个、后四分之一、堆叠的环圈、交错的环圈和/或其组合。这种部分壳体和部分切割可以是三维形式的任何部分，包括椭圆体、球状体和其组合(这些术语在其最广的意义下被使用)，所述三维形式一般遵循晶状体、囊、皮层、核和/或包括核的层在内的晶状体的层的轮廓。此外，完整和部分的壳体和壳体切割的使用可以用在单个晶状体中。因此，后一点比如，第一切割801和第二切割803是环形切割，而第三切割是完全切割。

部分壳体的另一种使用是使壳体的形状遵循缝线的几何形状和/或布置。因此，通过使用部分派(partial pie)形状的壳体切割，创建了部分派形状的壳体。这些切割可以被置于晶状体的各层的缝线之间。这些部分壳体可以遵循晶状体的轮廓，即具有弯曲形状，或者它们可以是更加扁平的并且具有更加平坦的形状或者是扁平的。这些派形壳体的另一种使用是以类似缝的方式来创建这些切割，但是不遵循晶状体中的自然缝布置。因此，在晶状体中作出了切割的缝状图案。其遵循自然晶状体缝线的一般几何形状，但是不是它们在晶状体中的精确位置。除了派形切割之外，可以采用其他形状的切割，例如一系列椭圆、矩形平面或方形。

部分壳体和/或平面部分壳体的另一种使用是通过利用重叠的交错部分壳体切割来创建一系列重叠的交错部分切割。在这种方式下，晶状体材料的基本上完整且不间断的层被分裂，创建了晶状体的平面状剖面，这些剖面可以使一个在另一个之上滑动从而增大调节幅度。这些部分壳体可以直接位于彼此之上(当沿着AP轴查看时)，或者它们可以被轻微地交错、完全交错或者其任何组合。

除了壳体和部分壳体的使用之外，线也可以被切割到晶状体中。这些线可以遵循各条自然缝线的几何形状和/或几何形状和位置。因此，提供了一种激光发射图案，该激光发射图案将发射置于图4、5、6和7所示的晶状体的一个或多个自然层的一个或多个自然缝线的几何形状以及置于15缝线层中，或者其可以遵循晶状体的层的连续体中的任何其他图案。这些发射图案可以遵循自然缝线的一般几何形状，即一系列的星形，每个星中的腿的数目随着它们的布置从晶状体的中心离开而增大。这些星形发射图案可以遵循晶状体的层的自然缝图案的精确几何形状；或者其可以在自然晶状体中所在的或通过自然晶状体的建模所确定的相同距离处，遵循缝的精确几何形状和布置。在星图案的所有这些利用中，一个或多个星可以被切割。星的腿的线的长度可以更长、更短或者与自然缝线一样长。此外，如果该长度短于缝线的自然长度，则其可以被朝向星形的中心(即，线彼此接合的点)或者朝向缝线的末端(即，缝线上离接合点最远的点)放置。此外，如果切割朝向缝线的末端，则其可以延伸超过缝线或者可以与其共终点。此外，可以使用部分星形切割，例如具有“V”形状或者垂直或者水平或者其间具有角度的切割。上面所讨论的这些线性切割在这里一般指的是激光创建的缝线。此外，激光创建的缝线可以被分组在一起，从而实际上形成壳体或部分壳体。

目前在理论上，对在缝线末端附近的切割的使用将对增大调节幅度具有最大影响，这是因为认为接近晶状体的前极和后极(AP轴与晶状体交叉的点)的纤维末端比接近赤道的纤维部分更自由地移动，在所述赤道处存在更多数目的使纤维面绑定的缝隙接合。目前，假定纤维长度的大约最后15％是具有高调节幅度的年轻晶状体中最自由的。而且在理论上，由于纤维层的上述生长所引起的表面粗糙度的增长和紧缩的组合，纤维层趋于变得随着年龄而受到绑定。因此，如图3所图示，发射图案301被提供给晶状体的层302的前面部分。该发射图案301具有轮廓303，轮廓303遵循由线304所表示的纤维的纤维长度的大约最后15％的轮廓。因此，该壳体切割类似于花的形状。另外，花形壳体中的花瓣数目应当对应于该生长层处的缝线305的数目。因此在理论上，该部分壳体切割和/或多个切割将具有使层解除绑定并且将晶状体返回到更加年轻的更大调节幅度的效果。类似地，利用部分壳体，出于相同原因可以采用该一般区域(即，在缝线的末端处或附近的一般区域)中的环形部分壳体或平面部分壳体。该理论是出于提供进一步的教导并提升技术的目的而被提出的。然而，实施本发明不需要该理论；并且这里的发明和权利要求不由该理论约束或者限制，或者局限到该理论。

对包括星形图案在内的激光创建的缝线的使用可以结合壳体、部分壳体和平面部分壳体来使用。在特定的激光发射图案或者一系列的发射图案的情况下，采用这些形状中的每一个的要素。这些图案可以基于图4-7所示的几何形状以及这里所讨论的15缝线几何图形；它们可以整个或部分地精确遵循该几何形状；并且/或者它们可以整个或部分地遵循该几何形状并遵循晶状体中该几何形状的位置。尽管在自然晶状体中已知最多15条缝线，但是也可以采用多于15条由激光创建的缝线。此外，这里所称的晶状体具有多个层，且连续缝线的范围从3到15，因此，本发明不限于图4-7的缝专利，而是覆盖从3到15的任何数目(包括其分数)的缝线。

进一步提供了用于去除晶状体材料的发射图案的递送。提供了一种发射图案，该发射图案将晶状体切割成小立方体，这些立方体然后可被从晶状体囊中去除。立方体的边长的大小范围在大约100μm至大约4mm的长度，大约500μm至2mm是优选大小。另外，本发明不限于形成立方体，可以采用类似的普通大小的其他体积形状。在另一个实施例中，激光还用于在晶状体囊的晶状体前表面中创建小开口(撕囊术(capsulorhexis))以去除所分割的立方体。因此，该过程可以用于治疗白内障。该过程也可以用于去除具有浑浊化(其还未发展到白内障的程度)的晶状体。该过程还可以用于去除清晰但丢失了调节能力的自然晶状体。在所有上述情形中，应当理解，在去除晶状体材料之后，晶状体囊随后将容纳合适的替换物，例如IOL、调节IOL或者合成晶状体再填充材料。此外，撕囊术的大小和形状是可变的且被精确地控制，并且优选地对于晶状体再填充应用是2mm或更小的直径，且对于IOL是大约5mm。用于提供撕囊术的过程的另一实现方式是仅提供部分环形的切割并因此使囊的一部分附接到晶状体，以创建铰接襟翼状结构。因此，该过程可以用于治疗白内障。

还提供的是，晶状体的体积去除可以被执行以矫正眼睛的屈光不正，例如近视、远视和散光。因此，激光发射图案使得晶状体材料的选定体积和/或形状被通过光分裂而从晶状体去除。这种去除具有改变晶状体形状并因此降低和/或矫正屈光不正的效果。可以结合为了增大调节幅度而提供的各种发射图案来执行晶状体组织的体积去除。在这种方式下，可以通过同一发射图案和/或一系列发射图案来解决老花和屈光不正这两者。晶状体组织的体积去除的进一步应用在于改进患者的矫正误差，这些患者已经进行了之前的角膜激光视力矫正(例如LASIK)和/或其角膜太薄或太脆弱以致于无法进行激光角膜手术。

在这里所提供的所有激光发生图案中，优选的是，激光发射图案大体遵循晶状体的形状，并且图案中各个发射相对于相邻发射的布置彼此足够近，以使得当图案完整时，晶状体材料的足够的连续层和/或线和/或体积已被去除；产生影响调节幅度和/或屈光不正的结构改变和/或晶状体材料从囊中的去除。这里想到了更小或更大距离的发射间隔，并且其包括获得希望的结果所需要的重叠。发射间隔考虑包括气泡消散、体积去除效率、排序效率、扫描仪性能和解理效率(cleaving efficiency)等。例如，作为示例，对于具有足以引起光分裂的能量的5μm大小的斑点而言，20μm或更大的间隔产生个体气泡，这些个体气泡与利用具有相同能量的近发射间隔(其产生气泡聚结)相比，不被聚结并且消散得更快。随着发射间隔更靠近在一起，体积效率增大。随着发射间隔更靠近在一起，气泡聚结也增加。此外，形成这样的点，在该点处，发射间隔变得如此接近以致于体积效率急剧下降。例如，作为示例，对于450费秒脉冲宽度和2微焦能量以及大约5μm斑点大小和10μm分离，导致透明眼睛组织的解理。这里所使用的术语解理(cleaving)的意思是基本上将组织分离。此外，前述那些发射间隔考虑在或大或小的程度上是相互关联的，并且本领域技术人员将知道如何基于本公开的教导来评估这些条件以实现这里的目的。最后，考虑到图案中的各个发射相对于相邻发射的布置一般可以使得它们尽可能接近，这通常由大小和光分裂物理的时间框架来限制，光分裂物理包括前一发射的气泡膨胀等。这里所使用的光分裂物理的时间框架指的是围绕光分裂所发生的效应，例如等离子体形成和膨胀、冲击波传播以及气泡膨胀和收缩。因此，对顺序脉冲进行定时使之比这些效应的一些、其要素或其全部更快地定时，可以增大体积去除和/或解理效率。因此，我们提议使用从50MHz到5GHz的脉冲重复频率，这可以通过具有以下参数的激光器来实现：腔长度从3米到3cm的模式锁定激光器。这种高PRF激光器可以更容易地产生覆盖一个位置的多个脉冲，从而允许每个脉冲的较低能量可以实现光分裂。

这里所使用的术语第一、第二、第三等是相对术语，必须在使用它们的环境中来查看。它们不涉及定时，除非具体这样提及。因此，第一切割可以在第二切割之后进行。一般而言，优选地一般从激光图案的后面点向前面点来点火激光发射，以将从以前激光发射所产生的气泡的影响避免和/或最小化。然而，由于这里提供了各种激光发射图案，所以不要求遵循严格的后面到前面的发射顺序。此外，在白内障的情况下，由于激光基本无法刺穿白内障，因此可以有利地从前面到后面来发射。

无需进一步详细描述，相信本领域技术人员利用前文的描述可以在最完整的限度地利用本发明。因此，下面的具体实施例被提供作为本发明的示例，并且应当被解释为仅作为说明，无论如何也不是以任何方式来限制这里的发明或公开的范围。

以下示例基于所测量的晶状体数据和通过利用Burd建模而获得的晶状体数据，该模型在Burd等人的Numerical modeling of the accommodatinglens(调节晶状体的数字建模)，Vision Research(视觉研究)42(2002)2235-2251中给出。Burd模型提供了用于前面和/或后面形状的以下算法：

Z＝aR⁵+bR⁴+cR³+dR²+f

用于该算法的系数在表II中给出。

表II

	a	b	c	d	f
						前方(11岁)	-0.00048433393427	0.00528772036011	-0.01383693844808	-0.07352941176471	2.18
后方(11岁)	0.00300182571400	-0.02576464843559	0.06916082660799	0.08928571428571	-2.13
						前方(29岁)	-0.00153004454939	0.01191111565048	-0.02032562095557	-0.07692307692308	2.04
后方(29岁)	0.00375558685672	-0.03036516318799	0.06955483582257	0.09433962264151	-2.09
						前方(45岁)	-0.00026524088453	0.00449862869630	-0.01657250977510	-0.06578947368421	2.42
后方(45岁)	0.00266482873720	-0.02666997217562	0.08467905191557	0.06172839506173	-2.42

另外，变量Z和R由图9来定义。

因此，图10、11和12提供了基于Burd模型的具有分别针对三个年龄18、29和45岁的外表面1001、1101、1201的晶状体的剖视图，并且示出随着年龄的大小增长和形状改变。这些图以及图13、23和24上的轴的单位是毫米(mm)。

提供了第一切割和第二切割的组合，第一切割用于创建嵌套壳体，嵌套壳体一般遵循晶状体的外表面的形状并且位置接近晶状体的外表面，第二切割用于创建被朝向晶状体的内部部分而定向的图案，第一切割和第二切割不是都切割晶状体的光轴附近的材料。切割的这种组合(避免了晶状体的中心部分)提供了晶状体调节幅度的增大以及屈光力的增大。第一切割的范围可以从一个壳体到许多嵌套壳体。它们可以是部分或完整壳体或这两者的组合的形式。在部分壳体的情况下，它们可以是环形的。第二切割可以是用于覆盖材料的特定体积的壳体、立方体或其他图案，包括水平和垂直切割的组合。不被这些图案所切割的区域的大小范围可以从大约0.1mm的半径到大约2mm的半径，具体从大约0.25mm到大约1.5mm并且更具体地在以下示例中给出。除了上面提到和在这些示例中所给出的圆柱形区域之外，可以利用针对该区域的其他形状并且这些形状可以具有从大约0.5mm到大约4mm的宽度，尤其是从大约0.5mm到大约3mm，特别是大约1mm、大约2mm和大约3mm。此外，该半径或宽度可以对于第一切割中的不同壳体以及对于第二切割的不同位置而不同。在描述切割的这种组合的过程中对术语“第一”和“第二”的使用仅意味着出于区分这些切割的目的。这些术语不应认为并且也不是暗示一个切割是在另一个之前或之后进行的。事实上，进行这些切割所有顺序都已被考虑。另外，可以容易地理解，壳体切割是通过激光发射图案形成的并且因此对应于该激光发射图案。发射图案的这种组合的具体示例被通过举例而在以下的示例1-6中提供，并且不意味着限制这种组合的范围。

示例1提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图13中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1301。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割1302、1304、1306、1308、1310、1312、1314、1316和1318。壳体切割1302和1304的位置更接近于晶状体的前表面并且遵循晶状体的前表面，而壳体切割1316和1318的位置更接近于晶状体的后表面并且遵循晶状体的后表面。壳体切割1306、1308、1310、1312和1314遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体1303、1305、1307、1309、1311、1313、1315和1317。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图13中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上会减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还以水平切割1321和垂直切割1322的立方体图案1320的形式提供了第二系列的切割。壳体切割1314为边界并且与立方体切割1321和1322接合。这种壳体切割可以是存在的，但并不必需存在。此外，如图13中所示，这些第二切割(立方体切割1320)和第一切割(壳体切割1302、1304、1306、1308、1310、1312、1314、1316和1318)都被从晶状体的光轴移开大约0.5mm，并且因此形成未切割的晶状体材料的圆柱体1350，其具有大约0.5mm的半径(直径大约1mm)。因此，该图中示出了多个切割和立方体图案，它们提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

示例2提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图14中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1401。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割1402、1404、1406、1408、1410、1412、1414、1416和1418。壳体切割1402和1404的位置更接近于晶状体的前表面并且遵循晶状体的前表面，而壳体切割1416和1418的位置更接近于晶状体的后表面并且遵循晶状体的后表面。壳体切割1406、1408、1410、1412和1414遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体1403、1405、1407、1409、1411、1413、1415和1417。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图14中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上会减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还以水平切割1421和垂直切割1422的立方体图案1420的形式提供了第二系列的切割。壳体切割1414为边界并且与立方体切割1421和1422接合。这种壳体切割可以是存在的，但并不必需存在。此外，如图14中所示，这些第二切割(立方体切割1420)和第一切割(壳体切割1402、1404、1406、1408、1410、1412、1414、1416和1418)都被从晶状体的光轴移开大约1mm，并且因此形成未切割的晶状体材料的圆柱体1450，其具有大约1mm的半径(直径大约2mm)。因此，该图中示出了多个切割和立方体图案，它们提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

示例3提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图15中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1501。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割1502、1504、1506、1508、1510、1512、1514、1516和1518。壳体切割1502和1504的位置更接近于晶状体的前表面并且遵循晶状体的前表面，而壳体切割1516和1518的位置更接近于晶状体的后表面并且遵循晶状体的后表面。壳体切割1506、1508、1510、1512和1514遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体1503、1505、1507、1509、1511、1513、1515和1517。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图15中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上将减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还以水平切割1521和垂直切割1522的立方体图案1520的形式提供了第二系列的切割。壳体切割1514为边界并且与立方体切割1521和1522接合。这种壳体切割可以是存在的，但并不必需存在。此外，如图15中所示，这些第二切割(立方体切割1520)和第一切割(壳体切割1502、1504、1506、1508、1510、1512、1514、1516和1518)都被从晶状体的光轴移开大约1.5mm，并且因此形成未切割的晶状体材料的圆柱体1550，其具有大约1.5mm的半径(直径大约3mm)。因此，该图中示出了多个切割和立方体图案，它们提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

示例4提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图16中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1601。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割1602、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616和1618。壳体切割1602和1604的位置更接近于晶状体的前表面并且遵循晶状体的前表面，而壳体切割1616和1618的位置更接近于晶状体的后表面并且遵循晶状体的后表面。壳体切割1606、1608、1610、1612和1614遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体1603、1605、1607、1609、1611、1613、1615、1617和1619。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图16中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上会减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还提供了以嵌套的或基本上同心的壳体切割1622、1624、1626、1628、1630和1632的壳体图案1620的形式提供了第二系列的切割，它们形成壳体1623、1625、1627、1629和1631。此外，如图16中所示，这些第二切割1620和第一切割(壳体切割1602、1604、1606、1608、1610、1612、1614、1616和1618)都被从晶状体的光轴移开。在该示例中，通过针对切割1620移开大约0.25mm并且针对1602及下述的切割移开大约0.75mm到大约2mm来变更距离，提供了用于形成未切割的晶状体材料的圆柱状区域1650的方式。未切割的晶状体材料的该区域具有大约0.25mm的基本上一致半径(直径大约0.5mm)的部分1652(注意，内部切割1632是拱形的)和具有改变半径的部分1651，该部分1651的半径从针对切割1616的大约0.75mm(直径大约1.5mm)变动到针对切割1614的大约2mm(直径大约4mm)。在改变半径的区域1651中，可以看到该示例中半径/切割的改变是非线性的，切割1602具有大约0.75mm的半径，切割1604具有大约1mm的半径，切割1606具有大约1.25mm的半径，切割1608具有大约1.4mm的半径，切割1610具有大约1.6mm的半径，切割1612具有大约1.7mm的半径，并且切割1614具有大约1.8mm的半径。因此，该图中示出了多个切割，这些切割提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

示例5提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图17中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1701。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割1702、1704、1706、1708、1710、1712和1714，它们遵循晶状体的前面形状。还提供了一系列的嵌套的或基本上同心的壳体切割1716(统称)，壳体切割1716遵循晶状体的后表面，但是对于晶状体的后表面和前表面的形状的不同，基本上是1702等切割的镜像。1702等壳体切割或1716都不遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体1703、1705、1707、1709、1711、1713、1715和1717，并且统称1717。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图17中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上会减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还以嵌套的或基本上同心的壳体切割1722、1724、1726、1728、1730、1732和1734的壳体图案1720的形式提供了第二系列的切割，它们形成壳体1723、1725、1727、1729、1731和1733。此外，如图17中所示，这些第二切割1720和第一切割(壳体切割1702、1704、1706、1708、1710、1712、1714和1716)都被从晶状体的光轴移开。提供了未切割的晶状体材料的圆柱状区域1750。未切割的晶状体材料的该区域具有大约0.25mm的基本上一致半径(直径大约0.5mm)的部分1752(注意，内部切割1734是拱形的)和具有改变半径的部分1751。因此，该图中示出了多个切割，这些切割提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

示例6提供了结合立方体形的切割来作出嵌套的、晶状体形的壳体切割。用于该示例的激光发射图案在图18中图示出。在该图中，示出了晶状体的外表面1801。还提供了第一系列的嵌套的或基本上同心的壳体和壳体切割，这些壳体或壳体切割基本上遵循晶状体的形状。因此，提供了环形壳体切割，统称为1802和1804。切割1802遵循晶状体的前面形状。切割1804遵循晶状体的后表面。这些壳体切割1802、1804都不遵循晶状体从前面到后面的整个曲率。这些壳体切割形成壳体(示出但未编号)。这些壳体和壳体切割形成环形结构，但在图18中以截面示出。照此，图中左侧的壳体或切割对应于图中右侧示出的壳体或切割并且是其一部分。这些壳体或部分壳体被设计为通过将绑定层分离来降低嵌套纤维层的强度，从而增大晶状体的挠性，这在理论上将减小结构强度并在给定负荷或力的情况下增大偏转。

还以嵌套的或基本上同心的壳体切割(统称为1820)的图案的形式提供了第二系列的切割，它们形成壳体(示出但未编号)。此外，如图18中所示，这些第二切割1820和第一切割1802、1804都被从晶状体的光轴移开。提供了未切割的晶状体材料的圆柱状区域1850。未切割的晶状体材料的该区域具有基本上一致半径的部分1852(注意，最内部的切割是拱形的)和具有变动或改变半径的部分1851、1853。在该示例中，在后侧1851和前侧1853之间，半径的改变是不同的。此外，这些切割1802、1804的外半径变动，并且在该实例中对于前侧和后侧切割是不同的。因此，该图中示出了多个切割，这些切割提供了围绕未被激光改变的晶状体中心部分的一系列环形切割。

可以采用第一和第二壳体切割的各种组合。因此，示例1至6中的任何一个的第一和第二图案可以与这些示例的其他第一和第二图案中的任何一个一起使用。类似地，这些图案中的任何一个也可以结合其他图案和本说明书中提供的图案的教导来使用，包括通过引用而结合于此的图案。此外，当利用这些示例中关于变更或改变的未切割区域的半径的教导时，每个切割的这些半径的改变可以是均匀的、不均匀的、线性的或者非线性的。此外，针对内半径(最接近眼睛光轴)或外半径中的任一者或者这两者的每个切割的半径的这种改变可以从前侧到后侧是相同的，或者这些改变可以从前侧切割到后侧切割是不同的。

尽管不受该理论约束，但是理论上，针对给定负荷或小带力来增大晶状体的偏转将会增大晶状体结构的挠性，并且又增大针对该同一小带力的调节幅度。此外，在理论上，通过提供这些环形壳体以及圆柱形切割和晶状体的未受影响的中心部分(例如1350、1450、1550、1650、1750和1850)，晶状体的形状将被以提供晶状体的屈光力的增长的方式而改变。因此，这些第一和第二切割的组合既提供了晶状体的改善的调节幅度，又提供了晶状体的增大的屈光力。

激光发射图案的另一应用是创建晶状体中的浑浊化的区域，该浑浊化用于提供晶状体中的限制孔，该限制孔小于适应黑暗的瞳孔直径。在视觉系统中使用限制孔改善了景深、焦深和图像质量。因此，相信在晶状体中创建这样的限制孔将会提供这些益处，并且例如可以辅助看见并读取印刷材料的能力。此外，相信这种限制孔的创建可以与如本说明书和通过引用结合于此的未决申请的说明书中所教导的晶状体中其他切割和结构的创建相结合，所述切割和结构是出于增大屈光力并改善调节幅度的目的。因此，相信限制孔和其他结构的这种结合将具有改善视力(尤其是近视力)的附加效果。

这种限制孔可以被通过浑浊化的晶状体材料的环面(annulus)的创建来提供。浑浊化的材料的该环面的内直径可以在大约1至大约4mm之间，并且外直径可以在大约4至大约7mm之间。环面中浑浊化的程度不必是100％阻挡，而是必须足以降低负面视觉症状的阻挡。因此，例如，提供了环面内的大约90％、大约80％、从大约20％到大约100％并且尤其是从大约50％到大约100％的浑浊化(由所阻挡的光量来测量，即100％减去透射比例)。该浑浊化环面基本上位于晶状体光轴的中心，或者基本上位于自然瞳孔的中心。另外，限制孔可以位于晶状体的前表面和后表面之间的任何点处。为了在晶状体中创建这样的浑浊化环面，可以选择激光参数，使之与满足最小光分裂阈值的需求的相比具有足够过量的能量或能量密度，从而使得晶状体材料保持一定程度的浑浊化。此外，通过示例，可以通过选择具有较长脉冲宽度的激光(包括但不限于那些延伸到连续波操作的激光)，来获得用于创建浑浊化晶状体孔的过量能量(包括热能)的其他源。

示例7至9提供了用于改善调节幅度并增大屈光力的目的的限制孔、壳体和其他结构的组合。因此，图19中所图示出的示例7提供了限制孔1902以及其他结构1903，限制孔1902具有大约2mm的直径(半径大约1mm)并且位于前晶状体表面1901附近。限制孔1902由外直径大约为7mm的浑浊化环面1904提供。

图20中所图示出的示例8提供了限制孔2002以及其他结构2003，限制孔2002具有大约2mm的直径并且位于晶状体表面2001的中心(即，在晶状体的前表面和后表面之间)。限制孔2002由外直径大约为4.5mm的浑浊化环面2004提供。

图21中所图示出的示例9提供了限制孔2102以及其他结构2103，限制孔2102具有1.5mm的直径并且位于晶状体表面2101后面附近。限制孔2102由外直径大约为6mm的浑浊化环面2104提供。

还应当理解，尽管将限制孔与其他结构结合示出，但是也可以在不存在那些结构的情况下使用限制孔。此外，尽管这些示例中的限制孔被示出为比其他结构具有更小的内直径，但是应当理解，一些或全部其他结构的内直径可以小于限制孔的内直径，因为这些其他结构未被浑浊化。此外，环面的浑浊化可以随着时间而降低。因此，可能周期性地要求晶状体的再治疗以保持上面所给出的益处。

还提供了基本上垂直的发射图案的使用，基本上垂直的发射图案是具有基本上与眼睛的光轴平行的切割的发射图案。因此，图23中所图示的示例10提供了具有一发射图案的晶状体的外表面2301，该发射图案具有以提供切割的环形区域2303的图案的形式布置的垂直切割(例如2302)。这些图被以截面示出，因此右侧的图案对应于左侧的图案。此外，照此，垂直切割的密度在图的左侧和右侧是相同的。

图24中所图示的示例11提供了垂直切割的使用的另一示例。在该示例中，提供了具有一发射图案的晶状体的外表面2401，该发射图案具有以提供切割的环形区域2403的图案的形式布置的垂直切割(例如2402)。这些图被以截面示出，因此右侧的图案对应于左侧的图案。此外，照此，垂直切割的密度在图的左侧和右侧是相同的。如图所示，示例11中的垂直切割的密度远大于示例10中的发射的密度。

在环形区域中可以将垂直切割彼此分离地间隔开，从而创建一系列平行且不连续的垂直切割，这些垂直切割的位置可以足够靠近在一起以创建一系列同心垂直圆柱体。

在使用这种如示例10和11所说明的垂直切割时，切割的环形区域的内直径从大约0.5mm到大约2.5mm，并且这种垂直切割的外直径从大约2或3mm到大约7或8mm。

垂直发射图案或主要是垂直发射图案的使用在较慢的激光系统中具有更多优点。具体而言，垂直发射图案的使用在慢于F/#等于1.5(F/1.5)(尤其是慢于F/2)的激光系统中有更多优点。另外，移动这些发射使其更接近在一起(即，更加密集)的能力是可利用这种垂直发射图案获得的。因此，间隔可以小于斑点大小的三倍。因此，通过利用小的发射密度已作出了全解理的水平晶状体截面，所述发射密度小于斑点大小的三倍，例如对于10μm的斑点而言大约是10-20μm的分离。

当具有相长和相消干涉的光波的相干叠加发生时，出现相干光学效应。彩虹眩光是相干光学效应的示例。这种效应可能出现在光学系统中存在高度规则性和空间上周期性光学特征时。因此，为了防止这些效应作为在本说明书和通过引用结合于此的申请中所描述的晶状体组织的各种切割的结果而发生在眼睛中，提供了在整个发射图案中部分地或完全地结合随机或不规则的发射间隔。因此，作为示例，可以利用比发射间隔的数目更小的因数来偏置具有规则形状的发射的多个连续层，所述因数不是间隔的整数倍并且超过四。此外，这种多个层可以纯粹是随机的，以使得没有可识别的图案。这种随机性或者不规则性应当足以防止光波的叠加并因此防止相长和相消干涉的发生。

在这些示例和本说明书所提供的教导中，通过示例而非限制来提供了切割间隔和数目。因此，应当理解，立方体的大小可以不同于所示出的0.25mm，并且可以从大约10μm到大约2.5mm。类似地，壳体切割的间隔和数目可以不同于与示例1至6对应的图中所示出的。少至一个这种壳体切割到多至大约100个可以被使用，它们的间隔是一致或不同的。此外，壳体切割与立方体切割或第二壳体切割之间的距离可以不同于这些图中示出的。对于较近地间隔的切割并且对于较大数目的切割，用于所聚焦的激光的较小斑点大小是优选的。例如，F/#(即，焦距对束直径的比率)等于1.5的光学系统可以在1μm的波长时产生量级在3μm的斑点大小和等于+/-10μm的瑞利范围(Rayleigh range)，这可以用于创建多个壳体切割，例如大约100个壳体切割。这种斑点大小也可以用于较小的立方体，例如小至大约10μm。但是更小的斑点也可以用于这些示例所提供的切割的其他组合。通过进一步的例示，F/#等于4的光学系统可以用于创建10到20个壳体。

对于本说明书以及通过引用结合于此的那些说明书中所公开并教导的发射图案，可以优选地用发射图案的最外尺寸来避免晶状体中的活组织。

在眼睛的晶状体中存在细胞器丰富区域，其位于晶状体的纤维伸长区域中。在该区域中，纤维细胞具有细胞器的完全补充，包括细胞核。例如，在大约50岁的晶状体中，细胞器丰富区域可以从赤道处的大约250μm变细至各极处的大约100-150μm(前极处大约是100μm，且后极处大约是150μm)。

从晶状体的外表面向里，存在具有较少细胞器的区域，其被称为细胞器退化区域。该区域在某种程度上与细胞器丰富区域的内侧部分重叠。在该区域中，细胞器正在退化或消除。纤维在积极地消除包括核在内的细胞器。例如，在大约50岁的晶状体中，退化区域将从细胞器丰富区域延伸到离赤道大约300μm，在各极处变细至大约125-200μm(前极处大约是125μm，且后极处大约是200μm)。

从晶状体的外表面向里，存在基本上没有细胞器的区域，其被称为细胞器空闲区域。该区域可以位于退化区域内侧并且可以在某种程度上与该区域重叠。细胞器空闲区域中的纤维将被去核(denucleate)并且晶状体的该区域中的材料可以认为是去核的。

激光发射图案可以使得没有发射(或者，最少是基本上没有发射)处于细胞器丰富区域。此外，发射图案可以使得没有发射(或者最少是基本上没有发射)处于细胞器退化区域。因此，作为一种用于避免将激光定向到晶状体的活组织的方式，通过示例提供了发射图案应当离晶状体的所有外表面有大约0.4mm或更大的插入(inset)。因此，通过示例，被如此定向的激光脉冲将被限制在被去核的晶状体材料上。通过进一步的示例，发射图案应当被限制于如下区域：该区域在赤道处离表面有0.3mm的插入，在前极变细至离表面大约0.125mm的插入并且在后极变细至离表面大约0.2mm的插入。

获得激光和激光发射图案的最佳性能的另一参数可以通过利用激光器提供非常快的多个脉冲(实际上是脉冲的快速突发串)使其基本上在图案的斑点上来获得。该实现方式提供了双重优点，通过利用较低能量脉冲降低了瑞利范围，还增大了实现光分裂的概率，光分裂也被称为激光诱导的光学击穿(LIOB)。先前，相信通过较低能量脉冲来降低瑞利范围效应的能力导致实现LIOB的概率降低。

例如，诸如Lumera Rapid Laser振荡器/放大器之类的激光器可以提供50kHz速率的20μJ的一个脉冲，或者提供一系列或一突发串的2至20个脉冲，由于是50MHz激光振荡器，突发串中的每个脉冲被分开20纳秒。因此，突发串可以被递送以使得突发串中的总能量大约为20μJ。例如，4个脉冲的突发串可以具有每个脉冲大约5μJ，并且每个突发串发生的速率将是50kHz。

参考图22，提供了示出单个较高能量激光脉冲与较低能量激光脉冲的突发串随时间的比较的图示。因此，提供了具有20μJ能量的单独激光脉冲2271(仅出于示例目的而以虚线示出)和具有20μJ能量的另一单独激光脉冲2272(仅出于示例目的而以虚线示出)。脉冲2271和脉冲2272之间的箭头2292所示出的时间是t₂。因此，2271和2272表示单独20μJ脉冲的使用。如果例如t₂等于20μ秒(微秒)，则这些脉冲的速率可以是50kHz。

仍然参考图22，另外示出了突发串2200、2210和2220。这些突发串各自被示出为由四个激光脉冲构成。四个脉冲的使用仅出于示例的目的，并不应该也不会限制可以利用的脉冲数量。因此，突发串2200由脉冲2201、2202、2203和2204构成；突发串2210由脉冲2211、2212、2213和2214构成；并且突发串2220由脉冲2221、2222、2223和2224构成。突发串2200、2210和2220中的每个脉冲是5μJ。箭头2291所示出的时间是突发串(例如2200)中每个个体脉冲(例如2201和2202)之间的时间，并且在这里被称为t₁。顺序突发串中的第一脉冲(例如2201和2211)之间的箭头2293所示出的时间是t₃。

通过示例，提供了对于大约30kHz到大约200kHz的扫描速率，可以利用大约5μ秒至大约33μ秒的t₃和大约5纳秒到大约20纳秒的t₁。

对于给定的光斑大小，超过光分裂阈值所需要的能量的量可能是5μJ。不是向发射图案中的斑点提供20μJ的单独脉冲，而是可以利用4个5μJ脉冲的突发串，突发串中的每个脉冲被分开大约20纳秒。这种突发串的使用将趋于增大实现光分裂阈值的概率，同时将在z方向或沿束路径扩展组织效应的瑞利范围效应最小化。在这种方式下，这种突发串的使用增大了实现光分裂的概率，光分裂也称为激光诱导的光学击穿(LIOB)。

因此，希望使用LIOB阈值(即，发生光分裂的阈值)周围区域中的能量密度以将瑞利范围效应最小化。然而，在LIOB阈值的附近，例如由于光学像差所引起的透射、吸收、激光能量波动或光学斑点大小的较小且有时随机的变更可能在整个治疗领域的不希望且随机的问题上妨碍LIOB。例如由于光学像差所引起的光学斑点大小变更尤其在低F/#系统中可以发现。

还希望在任何给定的治疗领域中进行完全的治疗。因此，例如，在这里所提供的发射图案中，治疗领域可以是图案的所有x、y和z坐标。对于特定应用并且在特定的水平切割中，希望具有在LIOB附近的激光能量密度。这种能量密度将瑞利范围效应最小化，并因此将Z方向上被去除的材料量最小化。然而，通过利用这种能量密度并因此获得最小化的瑞利范围效应的益处，可能发生在前面的段落中所讨论的对LIOB的不希望且随机的妨碍。因此，为了将瑞利范围效应最小化并且避免妨碍LIOB，提供了对时间脉冲中紧密间隔的突发串的使用，其中突发串中的每个脉冲在LIOB阈值的附近。通过使用这种突发串，与使用具有相同能量密度的单独脉冲相比，实现LIOB阈值的概率增大。

在通过引用结合于此的那些说明书中更详细地公开了各种其他发射图案，这些发射图案包括诸如范围由屈光形状来限定的切割水平部分平面之类的配置。可以理解，作为对水平平面的替换物，可以使用范围由屈光形状来限定的垂直部分平面或其他方位切割。用于治疗和去除白内障和/或用于清晰晶状体提取的方法和发射图案可以被采用。因此，提供了一种用于晶状体材料的结构化修改的方法，以使得更容易将其去除，并同时通过消除目前在晶状体乳化(Phaco emulsification)中所使用的高频超声波能量而可以增大该过程的安全性。一般而言，使用特定形状图案的光分裂切割被用于将晶状体材料分割成极小的立方体状结构，这些立方体状结构足够小以使得可以被利用1至2mm大小的吸针(aspiration needle)吸走。

此外，也可以利用从遵循45岁的Burd模型晶状体的结构形状的晶状体材料中创建0.5mm大小的立方体的发射图案。因此，提供了创建栅格状切割的发射图案，这些切割的末端基本上遵循晶状体的形状。该图案中激光发射的顺序可以从后面到前面来执行(与这里所公开的多数图案中一样)，以通过减少因射穿气泡所引起的变更来获得更可预测的结果。然而，出于在两种不希望的效应中选择更小者的目的，可能希望从前面向后面地射击白内障。因此，可以有利地射穿气泡或者使它们消散，而不是射穿白内障组织，后者与气泡干涉相比更加严重地将光散射并且更加迅速地防止光分裂。因此，建议首先使白内障的最前部分光分裂，然后向后移动，射穿白内障组织的残余气泡，并移动到白内障组织下面的下一层。除了在前面的z平面中发射激光然后向后移动之外，还提供了基本上从前向后地向下钻(在该文献的各处我们都称之为z轴)，然后在x/y上移动并再次向下钻。

另外，可以采用涉及晶状体的梯度指数修改的发射图案。因此，提供了在晶状体纤维材料中创建小空隙的过程中使用光分裂激光(这些小空隙然后将填充有具有较低折射率的房水流体)，并且通过面积加权或者体积加权来降低特定区域的净折射率。因此如果在嵌套的壳体体积中布置不同的空隙密度，则可以以与年轻晶状体类似的方式减小基本上同心的区域的平均折射率。此外，可以采用在嵌套体积中布置不同空隙密度的梯度指数修改。因此，提供了一系列嵌套的发射图案，每个图案在晶状体材料中创建渐增地不同的空隙密度。例如，如果在被最密集地治疗的区域中获得名义上25％的加权效率，以1.38的房水折射率来填充该体积，剩余区域是1.42的折射率的75％晶状体材料，则所产生的平均折射率将是0.25×1.38+0.75×1.42，即1.41(从图31看出)，这将恢复从中心到2mm半径的梯度，其是视觉功能的最中心光学区域。因此，可以采用从晶状体的中心到晶状体的外围增大密度的分布式区域治疗。

也可以采用提供与缝线有关的切割的壳体图案。因此，可以使用沿着所建模的缝线或者所测量的缝线的切割。后者是通过利用CCD相机测量患者晶状体缝并将缝的切割与所测量的缝线位置对准而提供的。因此，最亮的缝线和/或具有最宽空间分布的缝线可能属于最深的层，并且初始的Y缝分支可能出现在胎核中。此外，提供了在晶状体中最低的层处切割Y缝形状，然后随着这些层向外地增大切割的数目。

此外，可以采用截面图案。这种图案可以包括立方体图案、这种立方体图案的形状和大小的变体、同心圆柱体、径向平面、水平平面和垂直平面、部分壳体和壳体、以及其组合。当用于描述这些图案时，垂直指的是基本上与光轴(即，AP轴)平行。这些截面图案是在特定形状的体积中采用的或者包括特定形状的体积。因此，可以在提供正或负屈光矫正的成形体积中使用这些截面图案。此外，可以在导致成形结构弱化的成形体积中使用这些成形图案，成形结构弱化引起形状改变并导致正或负屈光矫正。另外，成形结构弱化也可以造成更大调节幅度。

此外，可以在晶状体的各种位置处彼此结合地(即，垂直和水平)或者隔离地(即，仅垂直或水平)采用这些图案，所述位置的范围可以从完全分离，到轻微重叠，到重叠。另外，通过选择性地安排这些图案的布置和密度和/或主要是垂直的图案与主要是水平的图案的组合，晶状体中的局部结构可以被弱化不同的预定量，这可以导致选择性地改变挠性和形状。因此，通过这种选择性布置和密度确定，可以实现成形结构弱化。

可以用主要是垂直的或主要是水平的图案来利用这些截面图案。与基本上水平的图案相比，主要是垂直的图案包括垂直圆柱体和垂直平面，并由于光分裂斑点的景深与斑点的较窄宽度相比而言相对较长，所以可以提供更加完全的解理。主要是水平的图案例如是水平平面和接近晶状体中心(即，极)的壳体切割，其由于不那么完全的解理而可以提供较小的结构弱化。此外，主要是水平的图案例如是对晶状体的形状的切割，其趋于保持晶状体的总形状，而仍然提供某种结构弱化以改善挠性。

在确定使用的结构图案的具体类型的过程中，可以通过在其中提供主要是垂直的图案来采用较大的结构弱化而较少考虑保持初始形状。此外，还可以通过在其中既提供主要是垂直的图案也提供主要是水平的图案来采用较大的结构弱化而较少考虑保持初始形状。此外，在确定使用的结构图案的具体类型的过程中，可以通过在其中提供主要是垂直的图案而在晶状体的中心(例如紧缩的胎核)内采用较大的结构弱化而较少考虑保持初始形状。此外，还可以通过在其中既提供主要是垂直的图案也提供主要是水平的图案而在晶状体的中心(例如紧缩的胎核)内采用较大的结构弱化而较少考虑保持初始形状。

光学性能和光学质量取决于晶状体的表面形状和质量。因此，为了将通过增大挠性来增大调节幅度与针对希望的光学性能和光学质量来维持和/或获得晶状体形状进行平衡，可以采用这些图案的各种组合、密度和布置。例如，可以用中心图案和外围图案的组合来将结构弱化和对晶状体形状的控制最大化。因此，可以选择图案布置于晶状体的中心(例如胎核和胚核)，这将产生最大的成形结构弱化并对晶状体表面形状改变具有最小影响，这种表面影响基本上基于图案的布置。结合这种中心图案，可以利用主要是水平的图案来治疗更加外围的晶状体区域(例如婴幼儿、青少年和成人核以及皮层)，以增大挠性但保持晶状体的形状。此外，例如可以选择这些主要是水平的图案，从而以预定方式改变晶状体表面形状。

另外，用于增大调节幅度的前述方法以及其他这种方法可能导致屈光不正的增大。因此，当调节幅度被增大了某个屈光度范围时，屈光不正可能被引入到晶状体中，下文中称为引入的屈光不正。该引入的屈光不正可以被预测和/或观察到。通过另外的激光发射(作为用于增大调节幅度的发射图案的一部分或者作为单独的发射图案)的预定布置可以减小、防止和/或最小化这种引入的屈光不正。另外，可以通过本领域技术人员已知的任何用于矫正屈光不正的技术来解决这种引入的屈光不正。

一般而言，为了矫正、防止和/或最小化引入的屈光不正的影响，在用于增大调节幅度的激光过程之后，针对发射图案来选择发射以同时矫正屈光不正并增大调节幅度。此外，出于屈光不正改变的目的，这些所选择的发射可以提供成形结构弱化。因此，这些所选择的用于矫正引入的屈光不正的发射包括对图案形状的修改、对发射的布置的修改，并且还可以包括相同数目的发射或者更多或更少数目的发射。为了确定所选择的发射，可以基于建模和/或以前的测试和观察来预测引入的屈光不正。

尽管不太优选，但是在用于增大调节幅度的激光过程被执行之后，可以通过观察来确定眼睛的屈光的实际改变。基于所观察到的屈光的改变，选择矫正屈光过程以矫正所观察到的改变和/或将其最小化。该矫正屈光过程可以是提供给晶状体的激光发射图案，例如但不限于这里所提供的屈光激光发射图案。该矫正屈光过程也可以是针对角膜的激光矫正过程，例如本领域技术人员已知的用于通过角膜组织的修改来治疗屈光不正的激光技术，例如PRK和LASIK。在这些角膜过程中，用于对引入的屈光不正进行矫正的激光可以与用于调节幅度过程的激光不同。另外的角膜屈光过程是本领域技术人员已知的，并且可以用于解决引入的屈光不正；这些过程包括但不限于放射状角膜切开术和传导性角膜切开术。此外，所观察到的屈光的改变可以通过眼镜或隐形眼镜来解决。

矫正屈光过程可以在用于增大调节幅度的过程之后不久被执行。然而，矫正屈光过程也可以被设在调节幅度过程之后的较长时期，包括几天、几周、几个月或者更长时间之后。

可以通过以下的说明性和示例性教导来进一步理解对引入的屈光不正的矫正。在晶状体挠性治疗之前，患者的调节范围将会扩展0屈光度的矫正后远视力。在晶状体挠性治疗之后，患者的调节范围将被显著增大，但是该范围现在将会从0到-β屈光度进行负向扩展。第二次晶状体屈光治疗被执行以通过将晶状体的屈光力增加β屈光度来正向地偏移该范围。在这种方式下，患者的调节范围从0到β屈光度进行正向扩展。

在任何给定的患者群体中，挠性力改变不会是-β，而是将会围绕平均值X_flex(我们将其指定为-β)的分布，方差为σ² _flex。类似地，屈光力改变也不会是β，而是将会围绕平均值X_ref(我们将其指定为β)分布，方差为σ² _ref。挠性和屈光力改变相加的结果也将会围绕X_flex+X_ref＝0的平均值而分布，总标准偏差对于正常分布的群体为sd_total＝sqrt(σ² _flex σ² _ref)。

尽管希望挠性力改变和屈光力改变之和为0，但是这些力改变的正常范围将会使一些患者经历一调节范围，该调节范围不是从0而是从某个正值延伸。这种偏移将是不希望的，因为其要求另外的屈光矫正来恢复患者的名义远视力。这些患者处于总的挠性和屈光力改变大于平均值0的患者群体中。通过使该分布从0进行负向偏移，可以降低需要进一步屈光矫正的患者的比例。

为了防止对额外的屈光矫正的需要，屈光力切割的大小被从X_ref减小到X_ref-α×sd_total，其中，经历调节范围不是从0而是从某一正值延伸的患者相对于正常分布的群体，α＝1的结果是16％，α＝2的结果是2.5％，α＝3的结果是0.15％。该方法通过将调节范围从β减小到β-α×sd_total，将对另外的屈光校正的需要最小化。

以上详细给出了可以整体或部分地执行这些示例的系统的组件及其彼此的关联。另外，应当注意，这里所公开的方法和系统的功能可以通过单个设备或者通过彼此关联的几个系统来执行。因此，基于这些教导，用于执行这些示例或这些示例的一些部分的系统可以包括(通过示例而非限制)激光器、用于递送激光束的光学系统、扫描仪、相机、照明源和有基准标记的夷平器。这些组件被定位为使得当眼睛被照明源所照明时，光将会从眼睛通过夷平器传播到扫描仪。在该系统中，照明源是可相对于眼睛移动的，以提供可以照明眼睛的不同角度。

类似地，这种系统还可以包括(通过示例而非限制)激光器、用于确定眼睛的组件的位置和形状的系统、相机、控制器(该术语指的是并且非限制性地包括处理器、微处理器和/或本领域技术人员已知的具有操作这种系统所需要的能力的其他计算设备)、照明源和眼睛接口设备。在该系统中，扫描仪被光学地与眼睛接口设备相关联，以使得当眼睛被照明源所照明时，光将会从眼睛通过眼睛接口设备传播到扫描仪。扫描仪被进一步与相机光学地相关联，以使得扫描仪具有向相机提供眼睛的立体图像对的能力。相机被与控制器相关联，并且能够向控制器提供眼睛的数字图像；并且，控制器还具有部分地基于从相机所提供的数字图像来确定眼睛的组件的形状、位置和方向的能力。

此外，这种系统还可以包括(通过示例而非限制)用于向眼睛递送激光的系统。该系统可以具有激光器、扫描仪、相机、照明源、眼睛接口设备、用于确定眼睛内的组件的形状和位置的装置、以及用于将激光束的递送从激光器定向到相对于眼睛的组件的精确三维坐标的装置，用于定向激光束递送的装置具有至少部分地基于由确定装置对眼睛内组件的形状和位置的确定来定向激光束的能力。根据前述描述，本领域技术人员可以容易地确定本发明的实质特性，并且在不脱离其精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种改变和/或修改以使其适应于各种使用和状况。

Claims (97)

1.一种以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体的方法，包括：

a.提供激光器；

b.提供用于将来自所述激光器的激光束定向到所述眼睛的晶状体的光学路径；

c.以第一图案将所述激光束定向在所述眼睛的晶状体的第一部分上；

d.所述第一图案一般遵循所述眼睛的晶状体的外表面的形状；

e.以第二图案将所述激光束定向在所述眼睛的晶状体的第二部分上；

f.所述第二图案具有用于将所述眼睛的晶状体的所述第二部分的特定体积覆盖的图案；

g.所述第一图案和所述第二图案的关系使得所述第一图案位于所述晶状体内的比所述第二图案更接近所述晶状体外表面处；以及

h.所述第一图案和所述第二图案都在所述眼睛的晶状体内定位成使得它们避开所述眼睛的晶状体的中心部分。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二图案是立方的。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一发射图案包括多个嵌套壳体。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循所述眼睛的晶状体的前表面。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循所述眼睛的晶状体的后表面。

6.如权利要求1所述的方法，其中，所述所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循除与被避开的区域临近的表面之外的、所述眼睛的晶状体从前面到后面的整个曲率。

7.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一图案在所述第二图案之前被定向到所述眼睛的晶状体。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二图案在所述第一图案之前被定向到所述眼睛的晶状体。

9.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一图案和所述第二图案被基本同时地递送。

10.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1mm的宽度。

11.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1mm的直径。

12.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1.5mm的宽度。

13.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1.5mm的直径。

14.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约0.2mm至大约4mm的宽度。

15.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8和9中任一项所述的方法，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.2mm至大约4mm的直径。

16.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.2mm至大约4mm的直径。

17.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.5mm至大约3mm的直径。

18.如权利要求1所述的方法，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约2mm的直径。

19.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二图案不同于所述第一图案。

20.一种以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体的系统，包括：

a.激光器；

b.光学路径，用于将来自所述激光器的激光束定向到所述眼睛的晶状体；

c.控制系统，至少用于以第一图案将所述激光束定向在所述眼睛的晶状体的第一部分上，并且以第二图案将所述激光束定向在所述眼睛的晶状体的第二部分上；

d.所述第一图案一般遵循所述眼睛的晶状体的外表面的形状；

e.所述第二图案具有用于将所述眼睛的晶状体的所述第二部分的特定体积覆盖的图案；

f.所述第一图案和所述第二图案的关系使得所述第一图案位于所述晶状体内的比所述第二图案更接近所述晶状体外表面处；以及

g.所述第一图案和所述第二图案都在所述眼睛的晶状体内定位成使得它们避开所述眼睛的晶状体的中心部分。

21.如权利要求20所述的系统，其中，所述所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循所述眼睛的晶状体的后表面。

22.如权利要求20所述的系统，其中，所述所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循除与被避开的区域临近的表面之外的、所述眼睛的晶状体从前面到后面的整个曲率。

23.如权利要求20所述的系统，其中，所述第一图案在所述第二图案之前被定向到所述眼睛的晶状体。

24.如权利要求20所述的系统，其中，所述第二图案在所述第一图案之前被定向到所述眼睛的晶状体。

25.如权利要求20所述的系统，其中，所述第一图案和所述第二图案被基本同时地递送。

26.如权利要求20所述的系统，其中，所述第一发射图案和所述第二发射图案是不同的。

27.如权利要求20所述的系统，其中，所述第二图案是立方的。

28.如权利要求20所述的系统，其中，所述第一发射图案包括多个嵌套壳体。

29.如权利要求20所述的系统，其中，所述第一发射图案包括多个嵌套壳体，所述多个嵌套壳体遵循所述眼睛的晶状体的前表面。

30.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1mm的宽度。

31.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1mm的直径。

32.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1.5mm的宽度。

33.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1.5mm的直径。

34.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约0.2mm至大约4mm的宽度。

35.如权利要求20、21、22、23、24、25、26、27、28和29中任一项所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约0.2mm至大约4mm的宽度。

36.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.2mm至大约4mm的直径。

37.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.5mm至大约3mm的直径。

38.如权利要求20所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约2mm的直径。

39.一种增大人视力的景深的方法，包括：提供用于眼睛的晶状体的孔；该孔是由包括人晶状体材料的浑浊化环面的材料形成的。

40.如权利要求39所述的方法，其中，所述环面是大约100％浑浊化的。

41.如权利要求39所述的方法，其中，所述环面是大约90％浑浊化的。

42.如权利要求39所述的方法，其中，所述环面是大约50％至大约100％浑浊化的。

43.如权利要求39所述的方法，其中，所述环面是大约20％至大约100％浑浊化的。

44.一种增大人视力的景深的方法，包括：在眼睛的晶状体内提供浑浊化材料的环面；该环面离所述晶状体的外表面至少大约0.25mm。

45.如权利要求44所述的方法，其中，所述环面产生直径大约2mm的孔。

46.一种治疗老花的方法，包括：既增大人晶状体的挠性又增大眼睛的景深。

47.如权利要求46所述的方法，其中，提供用于眼睛的晶状体的孔；该孔是由包括人晶状体材料的浑浊化环面的材料形成的；并且提供激光发射图案，所述激光发射图案用于增大所述晶状体的挠性。

48.如权利要求46所述的方法，其中，所述激光发射图案产生所述浑浊化环面。

49.如权利要求46所述的方法，其中，提供第二激光发射图案，并且该第二激光发射图案产生所述浑浊化环面。

50.一种用于从眼睛的晶状体来产生浑浊化材料的环面的系统，包括：

a.激光器和用于提供激光发射的激光聚焦光学装置；

b.扫描仪；

c.控制系统，其包括图案，所述图案用于以环形图案将多个激光发射定向到所述眼睛的晶状体的一部分；

d.其中，被定向的所述激光发射被预定为将晶状体材料浑浊化。

51.如权利要求50所述的系统，其中，所述环形图案具有从大约0.5mm至大约3mm的内直径。

52.如权利要求51所述的系统，其中，所述环形图案的中心大约在所述眼睛的光轴上。

53.如权利要求52所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为从大约20％至大约100％的浑浊化。

54.如权利要求50所述的系统，其中，所述环形图案的中心大约在所述眼睛的光轴上。

55.如权利要求50所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为从大约20％化至大约100％的浑浊化。

56.如权利要求50所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为至少大约90％的浑浊化。

57.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器和用于提供激光发射的激光聚焦光学装置；

b.扫描仪；和

c.控制系统，其包括第一图案和第二图案，所述第一图案用于以环形图案将多个激光发射定向到所述眼睛的晶状体的一部分；所述第二图案用于将多个激光发射定向到所述眼睛的晶状体的一部分；

其中，被以所述第一图案定向的激光发射被预定为将晶状体材料浑浊化，并且被以所述第二图案定向的激光发射被预定为增大所述晶状体的挠性。

58.如权利要求57所述的系统，其中，所述第一图案和所述第二图案被预定为基本同时地提供给所述眼睛的晶状体。

59.如权利要求57所述的系统，其中，所述第二图案被预定为提供嵌套壳体的图案。

60.如权利要求57所述的系统，其中，所述第二图案被预定为避开将任何激光发射置于所述晶状体的中心部分中。

61.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1mm的宽度。

62.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1mm的直径。

63.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约1.5mm的宽度。

64.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大于大约1.5mm的直径。

65.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴上的、大约0.2mm至大约4mm的宽度。

66.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.2mm至大约4mm的直径。

67.如权利要求58、59和60中任一项所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.2mm至大约4mm的直径。

68.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约0.5mm至大约3mm的直径。

69.如权利要求57所述的系统，其中，被避开的中心区域是圆柱形的，并且具有中心大约在所述晶状体的光轴周围的、大约2mm的直径。

70.如权利要求57所述的系统，其中，所述环形图案具有从大约0.2mm至大约4mm的内直径。

71.如权利要求57所述的系统，其中，所述环形图案的中心大约在所述眼睛的光轴上。

72.如权利要求57所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为从大约20％至大约100％的浑浊化。

73.如权利要求57所述的系统，其中，所述环形图案的中心大约在所述眼睛的光轴上。

74.如权利要求57所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为从大约20％化至大约100％的浑浊化。

75.如权利要求57所述的系统，其中，所述激光发射被预定为将所述晶状体材料浑浊化为至少大约90％的浑浊化。

76.一种用于治疗老花的方法，包括向眼睛的晶状体的一部分提供激光束；该部分基本由去核的材料构成。

77.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器；

b.激光聚焦光学装置；

c.扫描仪；以及

控制系统，其包括图案，所述图案用于以一图案将来自所述激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分；所述部分基本由去核的材料构成。

78.一种用于治疗老花的方法，包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束；所述发射图案基本由被朝着去核的晶状体材料而定向的发射构成。

79.一种用于治疗老花的方法，包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束；所述晶状体具有细胞器退化区域和细胞器空闲区域；所述发射图案基本由被朝着所述眼睛的晶状体的所述细胞器退化区域和/或所述细胞器空闲区域而定向的发射构成。

80.一种用于治疗老花的方法，包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束；所述晶状体具有细胞器空闲区域；所述发射图案基本由被朝着所述眼睛的晶状体的所述细胞器空闲区域而定向的发射构成。

81.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器；

b.激光聚焦光学装置；

c.扫描仪；以及

d.控制系统，其包括图案，所述图案用于以发射图案将来自所述激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分；所述发射图案基本由被朝着去核的晶状体材料而定向的发射构成。

82.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器；

b.激光聚焦光学装置；

c.扫描仪；以及

d.控制系统，其包括图案，所述图案用于以发射图案将来自所述激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分；所述发射图案基本由被朝着所述眼睛的晶状体的细胞器退化区域和/或细胞器空闲区域而定向的发射构成。

83.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器；

b.激光聚焦光学装置；

c.扫描仪；以及

d.控制系统，其包括图案，所述图案用于以发射图案将来自所述激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分；所述发射图案基本由被朝着所述眼睛的晶状体的细胞器空闲区域而定向的发射构成。

84.一种用于治疗老花的方法，包括以发射图案向眼睛的晶状体的一部分提供激光束；所述发射图案基本由被朝着位置离所述晶状体的所有外表面大于0.4mm的晶状体材料而定向的发射构成。

85.一种用于治疗老花的系统，包括：

a.激光器；

b.激光聚焦光学装置；

c.扫描仪；以及

d.控制系统，其包括图案，所述图案用于以发射图案将来自所述激光器的多个激光脉冲定向到眼睛的晶状体的一部分；所述发射图案基本由被朝着位置离所述晶状体的所有外表面大于0.4mm的晶状体材料而定向的发射构成。

86.一种系统，用于以一图案将激光突发串递送到眼睛的晶状体，包括：

a.激光器，用于提供激光脉冲，所述激光脉冲包括激光脉冲的多个突发串，所述多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲；

b.扫描仪，该扫描仪具有扫描速率；以及

c.控制系统，该控制系统包括预定激光发射图案，所述预定激光发射图案用于将激光定向到所述眼睛的晶状体的一部分，该发射图案包括多个点；

其中，所述扫描速率使得所述多个突发串的任何一个突发串中的脉冲的至少大多数被放置得离所述发射图案中的一个点比离所述发射图案中的其他点更近。

87.如权利要求86所述的系统，其中，所述激光脉冲小于大约20μJ。

88.如权利要求86所述的系统，其中，所述激光脉冲小于大约10μJ。

89.如权利要求86所述的系统，其中，所述激光脉冲小于大约5μJ。

90.如权利要求86所述的系统，其中，所述激光脉冲大约是4μJ。

91.如权利要求86所述的系统，其中，所述扫描速率从大约30kHz到大约200kHz。

92.一种系统，用于将激光束递送到眼睛的晶状体，同时增大实现LIOB的概率并降低瑞利范围效应，所述系统包括：

a.激光器，用于提供激光脉冲，所述激光脉冲的能量密度被预定为位于或接近LIOB阈值；

b.激光光学装置，用于提供激光脉冲的多个突发串，所述多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲；

c.扫描仪，该扫描仪具有扫描速率；以及

d.控制系统，该控制系统包括预定激光发射图案，所述预定激光发射图案用于将激光定向到所述眼睛的晶状体的一部分，该发射图案包括多个发射；

其中，一个突发串中的脉冲数目至少大到足以提供至少90％机会在与所述发射图案中的发射相对应的所述晶状体中的斑点处获得LIOB。

93.一种系统，用于以一图案将激光突发串递送到眼睛的晶状体，包括：

a.激光器，用于提供激光脉冲，所述激光脉冲被隔开时间t₁；

b.激光光学装置，用于提供激光脉冲的多个突发串，所述多个突发串中的突发串包括多个个体激光脉冲，所述突发串被隔开时间t₃；

c.扫描仪；以及

d.控制系统，该控制系统包括预定激光发射图案，所述预定激光发射图案用于将激光定向到所述眼睛的晶状体的一部分，该发射图案包括多个发射；

其中，时间t₁是大约5纳秒至大约20纳秒，时间t₃是大约5μ秒至大约33μ秒。

94.如权利要求93所述的系统，其中，所述扫描仪具有大约30kHz至大约200kHz的扫描速率。

95.一种系统，用于以多个图案将激光束递送到眼睛的晶状体，包括：

a.激光器；

b.光学路径，用于将来自所述激光器的激光束定向到所述眼睛的晶状体；以及

c.控制系统，至少用于以发射图案在所述眼睛的晶状体中定向所述激光束，所述图案被以基本上随机的方式布置在所述眼睛的晶状体中。

96.一种系统，用于以一图案将激光束递送到眼睛的晶状体，包括：

a.激光器；

b.光学路径，用于将来自所述激光器的激光束定向到所述眼睛的晶状体；

c.所述光学路径具有大于或等于大约1.5的F/#；

d.控制系统，至少用于以发射图案在所述眼睛的晶状体中定向所述激光束，所述图案基本上由垂直布置的发射的图案构成。

97.一种系统，用于以一图案将激光束递送到眼睛的晶状体，包括：

a.激光器；

b.光学路径，用于将来自所述激光器的激光束定向到所述眼睛的晶状体；

c.所述光学路径提供激光斑点大小x；

d.控制系统，至少用于以发射图案在所述眼睛的晶状体中定向所述激光束，所述图案基本上由垂直布置的发射的图案构成，所述垂直图案中的所述发射被隔开小于3x。

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