CN102470047A - 用于眼科激光手术的设备 - Google Patents

Abstract

用于眼科激光手术的设备包括支撑关于待治疗的眼睛(16)的定形动作的接触面(34)，用于提供聚焦的、脉冲激光治疗辐射和用于使其通过所述接触面射到眼睛上的部件(12、18、20、26、40、42)，用于测量所述接触面关于所述激光治疗辐射的传播方向的位置的测量装置(38)，其中所述测量装置提供表示在所述接触面上的至少一个方位处所测得的所述接触面的位置的位置测量数据，电子评估和控制装置(22)，其连接到所述测量装置且被设计为根据位置测量数据调节激光治疗辐射的焦点。通过测量接触面(34)的位置，激光手术设备允许形成接触面的接触元件(32)的不可避免的制造公差的补偿，从而允许眼睛的前表面关于激光手术设备的精确定位。

Description

用于眼科激光手术的设备

技术领域

本发明涉及用于眼科激光手术的设备。

背景技术

脉冲激光辐射用在关于人眼治疗的很多技术中。在这些技术的一些当中，使待治疗的眼睛紧贴透明的接触元件，透明的接触元件利用其朝向眼睛的接触面，形成用于光束聚焦沿z方向(根据惯常的注释，这是指激光光束的传播方向)定位的参考面。尤其是，借助于聚焦飞秒激光辐射用于在眼睛组织中产生切割(切口)的治疗技术经常采用这样的接触元件作为激光聚焦的z参考。由于以眼睛变得靠近、平坦支撑接触于接触元件的朝向眼睛的接触面的方式使接触元件紧贴眼睛，因此接触元件定义了眼睛的前表面的z位置。通过沿z方向关于接触元件的该接触面定位光束聚焦，那么可保证切口或单独的光离解(借助于脉冲飞秒激光辐射在人眼中产生切口通常是基于所谓的导致光离解的激光诱导光学击穿的效应)位于在眼睛组织的深度上所要求的位置。

例如在所谓的飞秒-LASIK情况下发生由激光产生的切口，其中角膜的前部保护膜，在本领域称为瓣，借助于飞秒激发辐射被切掉。如关于典型的LASIK技术(LASIK：激光原位角膜磨镶术)，在铰链区中仍悬在角膜组织剩余部分的该瓣可被折叠到旁边，以借助于UV激光辐射切除术地治疗下层组织。另一种用于在眼睛中进行组织内切口的应用是所谓的角膜微透镜萃取，其中在角膜组织内部借助于飞秒激光辐射沿四周切去透镜状的膜。然后通过延伸到眼睛表面的另外切口(该另外的切口是借助于手术刀等类似物或借助于飞秒激光辐射而产生)除去该膜。类似地，关于角膜移植(角膜移植术)，可借助于聚焦脉冲激光辐射在角膜中产生切口。

鉴于卫生的原因，承载接触面的接触元件经常是在每次治疗前必须更换的一次性物品。在接触元件的生产中，通常不可能排除某些制造容差，即使是在相当高的精确制造的情况中。因此在更换接触元件之后，朝向眼睛的接触面的z位置可能不同于、即使是仅稍微不同于在之前所使用的接触元件的情况下的z位置。在借助于聚焦飞秒激光辐射的激光治疗情况中，聚焦直径优选地尽可能小，以尽可能局部地限制光离解。现代的装置例如以低的一位数μm量级的聚焦直径运行。沿z方向的切口引导期望对应的精度。这要求对应地精确制造接触元件，但该精度不可能总得到保证。在降低接触元件的制造精度的情况下，这可能在眼睛组织中导致沿z方向的不精确切口引导。

发明内容

本发明的目的是提供一种使高精度激光治疗眼睛变得可能的用于眼科激光手术的设备。

为实现该目的，根据本发明，提出了用于眼科激光手术的设备，包括：用于待治疗的眼睛的能成形的支撑接触的接触面；用于提供聚焦的、脉冲治疗激光辐射和用于使该治疗激光辐射通过所述接触面射到所述眼睛上的部件；用于测量所述接触面沿所述治疗激光辐射的传播方向的位置的测量装置，所述测量装置提供表示在所述接触面的至少一个方位处所测得的所述接触面的位置的位置数据；以及电子处理和控制单元，连接到所述测量装置且用于根据所述位置数据控制所述治疗激光辐射的聚焦位置。

本发明使得可确定和/或验证接触面沿z方向(根据治疗激光辐射的传播方向)的位置和根据所测得的接触面的位置调整激光设备的适当控制参数。例如参照在激光手术设备的固定坐标系中给定的参考点测量接触面的z位置。根据制造精度，对于不同的接触元件可得到接触面在坐标系中不同的z位置。处理和控制单元在其控制治疗激光辐射的焦距中考虑到这些变化，使在眼睛中待实现的切口图形或光离解图形实际上位于在眼睛的深度上的所要求的位置(即沿z方向的所要求位置处)。通过这种方式，在角膜微透镜萃取或在角膜移植术外科手术的情况中，例如在LASIK瓣的生产中非常精确的切口深度是可能的。

根据本发明的改进，所述测量装置可用于在所述接触面的多个不同方位处测量所述接触面的位置。通过在接触面的多个方位对接触面进行取样，除了确定接触面的z位置之外，还可获取其在空间上的角取向(相对光束轴的斜度)。这是因为不能排除所述的制造公差也影响朝向眼睛的接触面相对接触元件的预定安装面的相对角取向。而且，制造公差不必在垂直于z方向的x-y平面中到处都相等，鉴于此，接触面的多点取样使得对于x-y平面内的不同位置可单独进行焦距位置的z位置调整。

所述测量装置优选为光学相干干涉测量装置且为此包括光学干涉仪。

所述接触面通常为能更换布置的一次性部件(disposable component)的一部分。当然必须强调的是，本发明不要求承载接触面的元件的任何一次性的特点。本发明同样适用于具有固定嵌入式或至少多用途的接触面的设计的情况中。

所述接触面优选地由透明的压平片或透明的接触玻璃形成。压平片至少在它们的朝向眼睛的片侧面具有平坦的压平面，借助于平坦的压平面可实现眼睛前侧的对准。从激光辐射的高光束质量来看，为了定位待治疗的眼睛，压平片的使用可能是有利的。然而，在本发明的范围内同样可能利用朝向眼睛具有透镜面的接触玻璃作为接触元件，透镜面通常在形状上为凹的或凸的。此类接触玻璃的优点为例如当紧贴眼睛时较少地增加眼睛内部的压力。

所述接触面优选地由作为患者适配器的一部分的透明接触元件形成，患者适配器尤其是可更换地连接到所述设备的聚焦物镜。

根据本发明，进一步提供一种用于眼睛的激光治疗的方法，包括步骤：

在所述眼睛和接触面之间产生能成形的支撑接触，

提供聚焦的、脉冲治疗激光辐射并使该治疗激光辐射穿过所述接触面射到眼睛上，

生成表示在所述接触面的至少一个方位处沿所述治疗激光辐射的传播方向所测得的所述接触面的位置的位置数据，以及

根据所生成的位置数据控制所述治疗激光辐射的聚焦位置。

同样，关于该方法，所述位置数据可表示在所述接触面的多个不同方位处所测得的所述接触面的位置。

具体实施方式

下面，参照唯一的附图更为详细地解释本发明。图1以十分简略的形式示出了用于眼科激光手术的设备的实施例。该激光手术设备总体上以10表示。该激光手术设备包括可发出具有飞秒量级脉宽的脉冲激光辐射的飞秒(fs)激光器12。激光辐射沿光束路径14传播，并最终到达待治疗的眼睛16。在光束路径14中布置有各种用于引导和定形激光辐射的部件。特别是，这些部件包括聚焦物镜18(例如F-θ物镜)和扫描仪20，扫描仪20自物镜18向上被连接，且由激光器12提供的激光辐射借助于扫描仪20可在垂直于光束路径14的平面(x-y平面)中偏转。在该图中绘制的坐标系标出了该平面，也标出了由光束路径14的方向所定义的z轴。扫描仪20例如根据一对受电流测定控制的偏转镜以本身已知的方式构造而成，其中每一个偏转镜负责使光束沿穿过x-y平面的轴的其中一个轴的方向偏转。中央处理和控制单元22根据在存储器24中存储并在眼睛16中执行待生成的切口轮廓(该切口轮廓以取样点的立体图形来表示，在每一个取样点处将实现光离解)的控制程序来控制扫描仪20。

此外，所述用于引导和定形激光辐射的部件包括至少一个可控的光学元件26，用于激光辐射的光束聚焦的z调整。在所示示例中，该光学元件由透镜形成。由处理和控制单元22所控制的适当的激励器28用于控制透镜26。例如，透镜26可沿光束路径14机械移动。可替代地，可以想象使用可变屈光力的可控液体透镜。在未改变z位置、另外也未改变聚焦物镜18的设置的情况下，通过移动可纵向移置的透镜或通过液体透镜的折射率变化，可实现光束聚焦的z偏移。应该理解的是，其它部件，例如变形反射镜，也可能用于实现光束聚焦的z偏移。由于聚焦物镜18较高的惯性，通过聚焦物镜18粗略地设置光束聚焦(即聚焦在预定的z参考位置上)和通过布置于聚焦物镜18外部且具有较短反应速度的部件实现由切口轮廓预定的光束聚焦的z偏移，这是有利的。

在光束输出侧，聚焦物镜18连接到患者适配器30，患者适配器30用于在眼睛16和聚焦物镜18之间产生机械连接。通常地，关于这里所考虑的类型的治疗，吸环，其在附图中没有被更具体地表示出来但其本身却是已知的，被放置在眼睛上且通过吸引力被固定在此。吸环和患者适配器30形成了将患者适配器30连接到吸环的限定的机械接口。关于这方面，可参考例如国际专利申请PCT/EP2008/006962，通过引用将其全部包括于此。

患者适配器30充当透明接触元件32的承载器，在所示示例中，透明接触元件32被视为平面平行压平片。患者适配器30包括例如锥形套筒体，压平片32布置在其较窄(附图中的下端)套筒末端。另一方面，在较宽(附图中的上端)套筒末端的区域中，患者适配器30被安装在聚焦物镜18上，在此处患者适配器30具有能够根据需要使患者适配器30可拆卸地固定到聚焦物镜18上的合适结构。

由于在治疗时压平片32接触眼睛16，因此压平片32是从卫生方面来讲是关键的物品，因此在每次治疗之后要适宜地将其更换。为此，压平片32可以可替换地安装在患者适配器30上。可替代地，患者适配器30可与压平片32一起形成一次性单元(disposable unit)，为此，压平片32可以不可分开地连接到患者适配器30。

在任何情况下，压平片32的朝向眼睛的底部形成了平坦接触面34，为了治疗准备，使眼睛16紧贴平坦接触面34。这实现了眼睛前表面的对准，而同时使以36表示的眼睛16的角膜变形。

为使接触面34能够用作光束聚焦的z控制的参考，有必要知道接触面34在激光手术设备的坐标系中的z位置。由于不可避免的制造公差，不能排除在不同的压平片或每一个都装配有压平片32的不同患者适配器30适合的情况下，接触面34的z位置以及可能还有角取向呈现出较显著或不显著的变化。只要在光束聚焦的z控制中没有考虑到这些变化，就可得到关于在眼睛16中所产生的切口的实际位置的不利的误差。

因此，激光手术设备10包括光学相干干涉测量装置38，例如可发出测量光束的OLCR测量装置(OLCR：光学低相干反射计)，测量光束借助于固定布置的、半透明的偏转反射镜40连接到激光器12的治疗激光辐射的光束路径14中。测量装置38使所产生的测量光束与从眼睛16返回的反射光束发生干涉。可根据在这方面所获得的干涉测量数据并参照激光手术设备的坐标系来确定接触面34的z位置。出于该原因，该干涉测量数据也可称为位置测量数据。处理和控制单元22从测量装置38获得干涉测量数据，并根据该数据计算测量光束所射到的或测量光束所穿过的接触面34的方位的z位置。在眼睛16的下述激光治疗中，处理和控制单元22考虑由此所确定的接触面34在光束聚焦的z控制上的实际z位置，这样通过这种方式在角膜36的深度上的预期位置处实际地产生切口。为此，由处理和控制单元22所测量的接触面34的z位置参考光束聚焦的待设置的z位置。

在所示示例中，测量装置38发出的测量光束穿过扫描仪20。这使得扫描仪20的偏转功能也能够用于测量光束。该扫描仪模块20还包括OLCR专用的次级单独扫描仪，这样配备有较小反射镜的OLCR明显更加快速地工作。不过，测量装置38的实际扫描仪反射镜还可单独布置在OLCR(在图1中未指出)的第一光束路径14a中。因此，在不同方位由测量光束对接触面34进行取样和因此对接触面34进行z测量是可能的。通过这种方式，可生成表格或其它适合的数据结构，表格或其它适合的数据结构针对x-y平面中不同位置显示出每一种情况中此处被测的接触面34的z位置、或显示出根据接触面34局部测得的z位置而计算出的z校正值，z校正值在光束聚焦的z控制中被处理和控制单元22所考虑。如果例如切口轮廓由一个表格定义出，其中针对每一个待进行的光离解该表格显示出其关于激光手术设备的坐标系中已知的预定点的z位置，则该切口轮廓的表格可由处理和控制单元22基于所述z校正值被适当地调整。

在一个实施例中，扫描仪可包括一对反射镜或根据另一个偏转技术工作的、连带地用于激光辐射和测量光束的x-y偏转的偏转单元。在另一个实施例中，扫描仪20可包括分开的成对反射镜或通常分开的偏转单元，偏转单元的其中一个用于激光辐射的x-y偏转，另一个用于测量光束的x-y偏转。用于测量光束的偏转单元可配置有例如与激光辐射的偏转单元相比更小、更快速移动的反射镜。在又另一个实施例中，用于测量光束的偏转单元可布置在测量光束的位于偏转反射镜40前方的光束路径的那部分中。该部分在图1中以14a表示。

应该理解，在还可替代的实施例中，扫描仪20可位于沿激光辐射的传播方向的偏转反射镜40的前方，因此仅在唯一的位置处的接触面34的z测量是可能的。在这种情况下，处理和控制单元22可计算出在光束聚焦的z控制中同样适用于x-y平面的所有位置的综合z校正量。

附图标记42表示用于引导治疗激光辐射的另一个固定的偏转反射镜。

Claims (9)

1.一种用于眼科激光手术的设备，包括：

用于待治疗的眼睛的能成形的支撑接触的接触面，

用于提供聚焦的、脉冲治疗激光辐射和用于使该治疗激光辐射通过所述接触面射到所述眼睛上的部件，

用于测量所述接触面沿所述治疗激光辐射的传播方向的位置的测量装置，所述测量装置提供表示在所述接触面上的至少一个方位处所测得的所述接触面的位置的位置数据，

电子处理和控制单元，连接到所述测量装置且用于根据所述位置数据控制所述治疗激光辐射的聚焦位置。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述测量装置用于在所述接触面的多个不同方位处测量所述接触面的位置。

3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述测量装置包括光学干涉仪。

4.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述接触面为能更换布置的一次性部件的一部分。

5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述接触面由透明的压平片或透明的接触玻璃形成。

6.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述接触面由作为连接到所述设备的聚焦物镜的患者适配器的一部分的透明接触元件形成。

7.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述治疗激光辐射的脉宽为飞秒量级。

8.一种用于眼睛的激光治疗的方法，包括步骤：

在所述眼睛和接触面之间产生能成形的支撑接触，

提供聚焦的、脉冲治疗激光辐射并使该治疗激光辐射通过所述接触面射到所述眼睛上，

生成表示在所述接触面的至少一个方位处沿所述治疗激光辐射的传播方向所测得的所述接触面的位置的位置数据，

根据所生成的位置数据控制所述治疗激光辐射的聚焦位置。

9.根据权利要求8所述的方法，所述位置数据表示在所述接触面的多个不同方位处所测得的所述接触面的位置。

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