CN102470049A - 借助激光辐射切割眼睛组织部分的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种借助激光辐射切割眼睛组织部分的设备，包括：吸环单元(16)，所述吸环单元(16)能够被放置到眼睛上且具有环轴线(22)；和机械式连接器件(34)，所述连接器件(34)与所述吸环单元(16)分离，所述连接器件(34)能够沿所述环轴线(22)移动至与所述吸环单元(16)联接接触，并且所述连接器件(34)能够机械地联接到光学装置(70)，所述光学装置(70)将所述激光辐射聚焦到眼睛组织部分(12)上或眼睛组织部分(12)中；以及密封装置(44，52)，当所述连接器件(34)移动至与所述吸环单元(16)联接接触时，所述密封装置(44，52)形成能够被抽空的空间(58)，该空间由所述连接器件(34)和所述吸环单元(16)的密封表面(46，60)以及所述密封装置(44，52)划界。

Description

借助激光辐射切割眼睛组织部分的设备

技术领域

本发明涉及一种用于切割眼睛组织部分的设备，具有权利要求1前述部分的特征。这种设备从PCT/EP2008/006962已知。

本发明大致涉及生物组织与激光器之间的机械联接的建立，本发明的激光辐射被用于治疗组织的目的。特别地，本发明涉及激光器与眼睛(特别是人类眼睛)的联接，以便用激光辐射将一个或多个切口引入眼睛。

背景技术

为了激光辐射的目标作用，相对待治疗组织的光束聚焦的精确定位是绝对必要的。特别对于组织中切口的产生，经常争取相对较小的光束聚焦，以保持切口的厚度小。因而，光束聚焦的定位也必须精确。特别地，对于诸如发生在眼睛组织中引入切口的情况，这保持在例如所谓fs LASIK的范围内。LASIK代表激光原位角膜磨削术并表示一种用于治疗视力缺陷的技术，其中首先覆盖圆盘(在专业医师圈内通常表示为角膜瓣)被从角膜的前部区域切除，其部分地仍维持连接到角膜从而使得它能够被折到旁边以便随后借助激光辐射切除下面的角膜组织。在完成切除(组织切除术)之后，角膜瓣被折回，并发生相对快的愈合，角膜表面很大程度上未被损坏。

为了角膜瓣的制作，先前普通的技术使用机械刨刀(显微角膜刀)，其用快速振荡切割刀片从一侧切入角膜中。允许借助聚焦激光辐射制作角膜的工作也已经进行了一段时间，所述聚焦激光辐射具有在飞秒范围内的脉冲宽度。因此，称为飞秒LASIK或fs LASIK。在这种情况下，辐射聚焦在角膜的前部表面之下的组织内部中，并且焦点以使得角膜瓣由此被从角膜切除的方式定位于期望的表面中。

但是眼睛中的组织切口不仅在fs LASIK中被需要，而且在其他适应症中被需要，例如，在角膜成形术(例如，前部的或后部的薄片状的角膜成形术，在角膜移植中的穿透角膜移植术)中，在用于折光校正目的的飞秒透镜体抽取中，在用于稳定圆锥形角膜以及角膜突出部目的的内角膜环状片段切割中(例如用于角膜环(intacs)，即用于角膜的生物力学稳定性的小的移置环状片段的植入)，在白内障切口中，在晶体状中的老花眼切口中，在基质内嵌入术中，在用于散光的角膜切除术中，在角膜切除术中等。

在现有技术中，已知(参见，例如US5,549,632，WO03/002008A1)在眼睛-激光器械(eye-laser device)的情况下将平面平行扁平透镜压到角膜上。压扁平透镜的结果是，眼睛变形并且二维上与扁平透镜朝向眼睛的底侧一致。激光辐射的光束聚焦在关于扁平透镜的z方向(就此而言z方向意味着光束的纵向方向)上定位。通过将眼睛邻接抵靠扁平透镜，在眼睛和透镜之间存在固定的z坐标，允许光束聚焦在角膜中或在深入眼内的其他组织结构中的精确的z向定位。

除了平面平行扁平透镜，在现有技术中还已知透镜(或大致接触镜片)具有球形弯曲表面、非球形弯曲表面或其它弯曲表面，它们同等地能够实现z向定位。通过透镜朝向眼睛底侧的合适的凹面设计，能够降低安装透镜过程中眼睛的变形。在眼内压力未增加到如压入的具有扁平底侧的扁平透镜的情况那么大时是有利的。然而，弯曲的透镜表面削弱了激光辐射的可聚焦性。

为了使病人的眼睛保持在距激光器的聚焦光学器件的固定距离处，在现有技术的状态下，通常使用吸环，该吸环借助局部真空被吸到眼睛的巩膜上并以环的形式围绕角膜。在这种情况下，或者例如如前述的US5,549,632的图4C中所示，扁平透镜被整合至吸环中，或者扁平透镜为与吸环联接的分离部件的一部分；参见，例如WO03/002008A1的图7，其中，扁平透镜被永久地安装到锥形体，锥形体在其锥形基体的区域中被构造为与激光器的聚焦光学器件联接，且在其窄的锥形端处能够借助分离的压缩钳与吸环固定联接。

根据WO03/002008A1的三重结构设计，具有吸环、压缩钳和支撑扁平透镜的锥形体，允许激光器的治疗光学器件和病人的眼睛彼此靠近的相互独立的引导。吸环在此情况下已经安置在眼睛上，而圆锥体已经安装到治疗光学器件上。一旦治疗光学器件和病人的眼睛已经足够靠近彼此，在圆锥体和吸环之间建立机械联接的压缩钳开始操作。

已经可以理解借助压缩钳相对于治疗光学器件机械固定眼睛是手术准备的重要阶段。在此过程中作用的压缩力和剪切力必须不会由于所包含的机械部件相对彼此的不精确定位而导致病人眼睛受伤或带来过度的且可能危险的眼内压力增加。如果在相对长的时间内发生眼内压力增加，在某些情况下这可能导致对视觉神经的损害。即使能够借助操纵杆而差不多精确地定位光学器件，圆锥体仍然刚性地连接到光学器件，由此，机械接触最终在眼睛和与眼睛相关的矫正维持不变的情况下发生。就此而言，在眼睛上施加的力，特别是在联接程序期间产生的力和在已经发生变平作用后作用的力很难能够被预计并且可能每个病人之间不同。

总之，对于现有技术中已经已知的很多方案，特征在于扁平透镜，或者更一般地表达为不论何种形状的接触镜片，在将眼睛与治疗光学器件联接的过程中被特别强有力地压到眼睛上，使得眼睛在期望用于下面治疗的区域中与接触镜片一致。这种将接触镜片压到眼睛上通常伴随有可能使病人感到不舒服的压力波动。眼睛在该过程中被挤压并在某些情况下可能损坏，特别因为拉力、压力和剪切力不能提前精确地限定。

发明内容

本发明的目的在于构造一种在背景技术中提到的类型的设备，使得促进病人的眼睛与激光系统的光学器件的最佳联接。将防止眼睛上的不期望的负荷，例如，特别是对上皮细胞的组织压痕或伤害。

为此，本发明提供一种借助聚焦激光辐射切割眼睛组织部分的设备，所述设备包括下列元件：

吸环单元，所述吸环单元能够被放置到眼睛上且具有环轴线，

机械式连接器件，所述连接器件与所述吸环单元分离，所述连接器件能够沿所述环轴线移动至与所述吸环单元(16)联接接触，并且所述连接器件能够与光学装置机械地联接，所述光学装置将所述激光辐射聚焦到眼睛组织部分上或眼睛组织部分中，和

密封装置，所述密封装置根据与所述吸环单元联接接触的所述连接器件的移动而形成能够被抽空并且通过所述连接器件和所述吸环单元的密封表面以及所述密封装置划界的空间。

根据本发明，前述能够被抽空的空间因此由所述设备本身的机械部件而不是由眼睛的部分专门地划界。这意味着根据本发明不会发生连接器件通过真空与角膜直接固定(这在现有技术的很多情况下仍然被提供)，而是在联接的第一步骤中仅由“连接器件”和“吸环单元”组成的机械部件被彼此紧固地机械联接，特别是通过在前述空间中产生真空，所述空间能够被抽空且由属于连接器件或吸环单元而不属于眼睛的表面专门地划界。

根据优选构造，吸环单元的密封表面以及与吸环单元的密封表面互补的连接器件的密封表面各自为截头圆锥体形(圆锥形)。

在分离状态下，也就是说，在吸环单元仍远离连接器件的状态下，密封装置可被提供在吸环单元和/或连接器件上。

密封装置优选各自为环形且由弹性材料制成。也可能借助机械滑动配合以自密封方式产生密封。

附图说明

在下文中将基于附图更详细地描述本发明的示例性实施例。附图为：

图1a-1c示意性地示出在连接器件与位于眼睛上的吸环单元联接的过程中的连续阶段和；

图2以示意性的方式示出用于切割眼睛组织部分的激光器的示例性实施例。

具体实施方式

在如图1a-1c中所示的示例性实施例中，待治疗的(人)眼睛由10表示。眼睛10的角膜由12显示，巩膜由14表示。

借助具有在飞秒范围内的脉冲宽度的脉冲激光辐射，一个或多个切口被引入眼睛10的角膜12中。为此所需要的激光辐射由激光源提供，激光源未详细示出。例如，传播到眼睛10中的治疗辐射的波长处于近红外线区域。例如，可以使用以1030nm辐射的Yb激光(Yb laser)。

在开始眼睛的激光治疗之前，眼睛10首先必须被联接到装备有激光源的激光器，以便能够在角膜中沿所谓的z方向(辐射方向)精确地定位光束焦点。为此目的，首先，吸环单元16以已知的方式被放置在眼睛10上并通过局部真空被固定到眼睛10上。吸环单元16稳定并固定眼睛10。展示了形成实际吸环18的下部18、连接到下部18并与下部18制造为整体的插入漏斗20以及环轴线22。下部18形成环的形式的两个全周界密封表面24、26，每个密封表面24、26旨在邻接抵靠巩膜14，并且在它们自身之间限制有环的形式的全周界吸腔30，吸腔30连接到抽空通道28。密封表面24、26可例如各自通过安装到下部18的分离的密封元件形成。为了形成吸腔30，在下部18朝向眼睛的内周界外壳上形成由32表示的相应的环形槽。吸腔30被专门地限制在吸环单元16与巩膜14之间。吸腔30抽空的结果是，吸环16被吸力牢固地附接到眼睛10上。为此目的，抽空通道28被连接到未详细示出的抽空泵形式的局部真空源，。

与以这种方式固定在眼睛10上的吸环单元16机械结合的部件为连接器件，连接器件以未详细示出的方式一般地由34表示，能够被牢固但能释放地与前述激光器的聚焦光学器件联接。连接器件34能够与聚焦光学器件一起相对于病人和紧固到他/她的吸环单元16沿由水平箭头36指示的水平方向和沿由竖直箭头38指示的竖直方向被移位。连接器件34的移位能力可至少部分地由机动装置(motorised means)带来，例如借助于电动驱动器。还可以想到连接器件34相对于吸环单元16移动的至少部分手动能力。

总体上，连接器件34为截头圆锥体形设计，被形成为其较宽的圆锥端部(图1a-1c中的顶部)用于与聚焦光学器件联接，在其较窄的圆锥端部支承接触镜片40，接触镜片40在所示的示例性情况下采用平面平行扁平透镜形式。

在用于将眼睛10联接到激光器的程序的第一阶段中，连接器件34相对于吸环单元16沿箭头方向36移动至连接器件34被同轴地定位在插入漏斗20上方的位置，从而连接器件34能随后通过轴向降低进入插入漏斗20。连接器件34进入吸环单元16的插入漏斗20中的阶段在图1b中表示。在连接器件34降低的过程中，扁平透镜40接近眼睛10；同时，在插入漏斗20与连接器件34之间的径向空气间隙变小。插入漏斗20的圆锥形延伸的内周界外壳60以及连接器件34的等同的圆锥形延伸(即以互补方式)的外周界外壳34在每种情况下支承或形成密封装置44、52。

在吸环单元16和连接器件34之间有效的密封装置在所示的示例情况下显示由安装到插入漏斗20的环密封件44和连接器件34的外周界外壳的在进入状态下与该环密封件44相对的部分形成。连接器件34的外周界外壳的作用为密封表面的该部分在图1a中由46表示。环密封件44可例如为唇形密封件或O形环。将理解的是，可替换地，这种环密封件可以被提供到连接器件34上。进一步能想到，如果连接器件34的外表面和插入漏斗20的内表面足够光滑且被定为为彼此足够紧密地靠在一起，则可以省去单独的密封元件。

以类似于环密封件44的方式，另外的环密封件52以偏移的方式沿着朝向眼睛的方向被布置在吸环单元16上。在上文中说明的关于环密封件44的构造及其在吸环单元或连接器件34上的布置被相应地应用于另外的环密封件52。

当连接器件34联接到吸环单元16时，上面描述的两个环密封件44、52形成空间58，参见图1b和图1c。空间58在顶部和底部处由密封件44和52竖直地限制，并且在水平的两个侧部，一方面由作为密封表面46的连接器件34的外表面限制，另一方面由作为密封表面60的吸环单元16的插入漏斗20的外表面60限制。空间58因此由上述元件专门地划界并且在任何部位不与眼睛10的部件接触。特别地，在空间58的内部与眼睛10的表面之间不存在空气传导连接。

根据图1b，连接器件34关于吸环单元16在至少大约共轴的位置被竖直降低，即，在图中向下。在此过程中，吸环单元16和连接器件34的位置使它们自己由于后者的浮动支承(floating bearing)而彼此适应(见下文)。

连接器件沿箭头方向38(对应于吸环单元16的轴向方向)的降低在两个单元的预定轴向相对位置处停止，其中空间58以足够气密性的方式被关闭，以便借助泵56(未示出)经由抽空通道54将其抽空，并以这种方式将连接器件34牢固地联接到吸环单元16。这种状态在图1c中示出。为了检测结束位置并由此终止降低，可在合适的点布置传感器。例如，传感器50可被定位在图中指定的点处。还可以将传感器布置在聚焦光学器件70上(图2)。还可以提供机械式限制开关86(图2)。传感器50被合适地定位，以便当连接器件与吸环单元之间的相对位置已经达到两个单元的预定间距时发出适当的传感器信号。

图2示意性示出了用于借助激光辐射切割眼睛的组织部分的设备的部件，其中能够采用先前基于图1a-1c描述的吸环单元与连接器件之间的联接。与图1a-1c中的部件相同的或表现相同的部件在此情况下用相同的附图标记表示。为了避免重复，参考与这些部件相关的在先的评述。

根据图2的激光器包括用于具有飞秒范围内的脉冲宽度的脉冲激光辐射的激光源60。由激光源60发射的由62表示的激光光束经由这里由两个可控制偏转镜64、66形成的偏转装置(扫描器)到达偏折镜68，激光光束62从偏折镜68到达聚焦光学器件70。在聚焦光学器件70的末端，即接近眼睛的端部，连接器件34被可释放地联接。偏转镜64、66各自被布置为可倾斜的并允许激光光束62在垂直于光束的纵向方向(z方向)的x-y平面中偏转。它们根据由期望切口的形状和位置给定的切口轮廓通由电子控制装置72控制。切口轮廓被录入到保存在能被控制装置72访问的内存中的控制程序74中。为了光束焦点的z向重新定位，聚焦光学器件或者包含在其中的至少一个透镜可在控制装置72的控制下沿光束的纵向方向调节。可替换地，可以布置一布置在激光源60与偏转镜64、66之间的光束扩展光学器件的透镜(在图2中未详细表示)，从而能够沿光束的纵向方向重新定位，特别是这种光束扩展光学器件的输入侧凹透镜。

聚焦光学器件70以重量补偿的方式被悬挂在支架78上。支架78在图2中以非常示意性的方式由绘制在聚焦光学器件70两侧的两根线示出。聚焦光学器件70的重量补偿由平衡器(counterweight)80示意性地示出，平衡器80经由绳索/滑轮装置82连接到聚焦光学器件70并在聚焦光学器件70上施加平衡力，补偿所述聚焦光学器件70的重量。当然，绳索/滑轮装置仅为附接到聚焦光学器件的平衡器的一个示例。可替换地，例如可以使用杠杆系统。其他可能的构造在US 5,336,215中示出，其中弹簧系统被用于悬挂聚焦光学器件的目的。

聚焦光学器件70能够与支架78一起通过机动的(优选电动的)驱动单元84沿竖直方向降低至位于眼睛10上的吸环单元16的插入漏斗20中，如方向箭头38所示。在此情况下，聚焦光学器件70不是刚性地连接到支架78，而是关于支架78具有与下降方向38相反的向上移位的某种能力。由于聚焦光学器件70的重量补偿，聚焦光学器件70借助施加特别小的力的关于支架的移位成为可能。扁平板40与眼睛接触并承受来自眼睛的反压力的时刻因此可导致聚焦光学器件70相对于支架78的移位。该移位借助限制开关86(可替换地，例如，反作用力开关)检测，该限制开关86以固定方式相对于支架78被安装并将其转换信号提供给控制装置72。限制开关的转换因而将达到连接器件34与吸环单元16之间的预定相对位置(例如，连接器件34触碰插入漏斗20)的信号发送给控制装置72，其中聚焦光学器件70的进一步机动下降运动必须停止。因此，当从限制开关86接收转换信号时，控制装置72感知操作停止而控制驱动单元84。之前的由驱动单元84导致的聚焦光学器件70降低能同样根据控制程序74由控制装置72控制；可替换地，能想到操作者借助连接到控制装置72的操纵杆手动地开始降低运动，在此情况下，当达到前述连接器件34与吸环单元16的预定相对位置时，控制装置72取消操纵杆的优先权并自动停止驱动单元84的操作。

由于限制开关86的存在，在此情况下，可省去安装到部件16或/和34的传感器。

根据图2的激光器还包括两个抽空泵88、56，两个抽空泵88，56经由合适的软管管线被分别连接到形成在吸环单元16上的管嘴92和94。根据图1a-1c的抽空通道28通到管嘴92中；抽空泵88随后用于抽空吸腔30。另一方面，抽空通道54通到管嘴94中，这是由于抽空泵56用于抽空如图1a-1c中所示的空间58。

在已经抽空的吸腔30的情况下，在先前描述的连接器件34和吸环单元16的联接位置，抽空泵56被启动，以便抽空空间58。空间58的抽空可由于被传感器50检测到的两个单元的相对位置而由控制设备72自动开始或甚至由于医师任意地手动开始。还可以借助开关86控制空间58的抽空。

Claims (2)

1.一种借助激光辐射切割眼睛组织部分的设备，包括：

吸环单元(16)，所述吸环单元(16)能够被放置到眼睛上且具有环轴线(22)，和

机械式连接器件(34)，所述连接器件(34)与所述吸环单元(16)分离，所述连接器件(34)能够沿所述环轴线(22)移动至与所述吸环单元(16)联接接触，并且所述连接器件(34)能够与光学装置(70)机械地联接，所述光学装置(70)将所述激光辐射聚焦到眼睛组织部分(12)上或眼睛组织部分(12)中，

其特征在于：

密封装置(44，52)，所述密封装置(44，52)根据与所述吸环单元(16)联接接触的所述连接器件(34)的移动而形成能够被抽空并且通过所述连接器件(34)和所述吸环单元(16)的密封表面(46，60)以及所述密封装置(44，52)划界的空间(58)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于：所述密封表面(46，60)至少在所述密封装置(44，52)的区域中为截头圆锥体形。

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