CN102824246A

CN102824246A - 一种智能激光乳化白内障系统

Info

Publication number: CN102824246A
Application number: CN2011101601929A
Authority: CN
Inventors: 史文勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-12-19

Abstract

本发明是一种用于眼科白内障治疗的激光手术系统，包括激光发生器、光路系统、医学图像采集和处理系统。医学图像采集和处理系统会将这些反映患者眼球解剖结构的数据，送至所述的激光发生器的光路系统，使得所述的激光发生器发出的经由光路系统处理聚焦后的激光束的焦点照射在患者眼球前节的晶体部位，完成晶体白内障激光乳化手术。采用医学图像的对手术的实时监控技术，手术全程由电脑自动完成，高能激光治疗白内障避免了对正常组织的损伤。

Description

一种智能激光乳化白内障系统

技术领域

本发明是一种用于眼科白内障治疗的激光手术仪器，涉及一种智能激光白内障乳化系统。

背景技术

我国白内障病例逐年增长，该疾病不仅给患者造成心理上的痛苦，同时成为社会的严重负担。到目前为止，超声乳化联合人工晶体植入术是治疗白内障最为有效的治疗手段。白内障超声乳化技术是利用超声振动产生的机械加速度、声微流及空化的共同作用使白内障硬核组织破碎，将其乳化，并通过负压吸除的手术方法。该技术是人工晶体植入术中的一种先进技术，其优点是手术切口小、愈合时间短，术后视功能恢复快和角膜散光小，同时明显降低了并发症的发生率。

随着白内障超声乳化术的逐步推广和人工晶体植入术的广泛开展，超声乳化设备已在各大医院得到普及。但现有的超声乳化仪存在以下缺点：首先，在手术过程中，需要医生通过显微镜对内核硬度及其乳化过程和状态进行判定和监测，增大了医生的工作强度，影响手术效果和手术质量；其次，当内核吸除后，眼球内部的高负压使得球体产生凹瘪现象，可能引起后囊撕裂等医疗事故；再次，医生必须通过改变脚闸的角度来控制超声能量的输出，操作不方便。

发明内容

本发明的目的是解决现有超声乳化技术中的不足，提供一种智能眼科白内障激光乳化设备。具体地说采用了计算机医学图像的对手术的实时监控技术，避免了白内障手术中术者经验和手术操作熟练程度等人为因素的介入，手术全程由电脑自动完成；体外无创高能激光治疗白内障避免了现有超声白内障乳化手术中对正常组织(角膜内皮，后囊袋等)有严重损伤的并发症。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括：激光发生器、光路系统、医学图像采集和处理系统。所述的医学图像采集系统能够将患者眼球前节(包括角膜、前房、囊袋、晶体等)进行高分辨率扫描，获得清晰的解剖结构，所述的医学图像处理系统会将这些反映患者眼球前节解剖结构的数据，送至所述的激光发生器的光路系统，使得所述的激光发生器发出的经由光路系统处理聚焦后的激光束的焦点照射在患者眼球前节的晶体部位，完成晶体白内障激光乳化手术。

本发明所述的智能眼科激光乳化仪与普通的超声乳化仪相比有其突出的特点。下面对其进行简要说明：

(1)本专利采用OCT医学图像精确扫描患者眼内晶体形状和大小，把这些数据及时准确的通过手术图像工作站，输送给光路控制系统，以精确控制高能激光发生器发出的激光束完成患者晶体的粉碎和乳化，同时确保不损伤患者眼内正常组织。

(2)在激光焦点处，很高的能量密度的高能激光将病变的组织(白内障晶体硬核)电离，形成小区域的大量的等离子体，而焦点区域内充满等离子体的组织，更容易吸收激光能量，形成储藏巨大能量的光声源，光声源能够实现光——声能量的转化，使得该高能光声源可在瞬间产生超声波和冲击波，这些超声波和冲击波可释放出巨大能量，在病变组织中产生空化、溅射、穴蚀等效应，从而对该激光照射的焦点区域内的病变组织产生了粉碎和破坏。本专利采用超短脉冲、高能量激光，既粉碎白内障晶体硬核，又不至于出现高温，保护了周围的正常组织。

(3)激光发生器发出的激光束经过衰减器、光强均布器送给分光镜，由分光镜将光束分为两路，一路送给功率计，另一路经聚焦透镜聚焦后，在病变组织内部的激光焦点处，聚集了具有很高能量密度的激光。

(4)本专利医学图像采集系统，采用了光学相干断层扫描成像方法，术中实时监控来观察白内障晶体病变的大小、部位、形态以及与邻近组织器官的关系，对激光在手术的整个过程中激光束的照射位置进行了校准和监控。

(5)本专利所述的医学图像处理系统，采用了分段扫描三维重建方法，获得患者眼球中囊袋和晶体的立体结构。

传统的白内障乳化手术采用连续超声对白内障内核进行乳化，手术时间长、眼内超声能量积累效应对周围组织会造成一定灼伤，同时超声手柄连续工作容易发热；为避免上述缺陷，对乳化超声释放模式进行改进，采取脉冲式超声进行乳化，在脉冲的间歇期超声换能器得到充分冷却，提升超声换能器的长时间工作性能，得到质量良好的功率超声信号，获得更好的超声乳化效果。实际测试中，乳化超声输出信号在脉冲释放期间，信号质量维持在很高的水平。同时，脉冲式的超声信号的间歇性释放有助于减小眼内手术中对正常组织的损伤，

结合临床使用实例，本专利采用了计算机医学图像的对手术的实时监控技术，避免了白内障手术中术者经验和手术操作熟练程度等人为因素的介入，手术全程由电脑自动完成；另外本专利采用的体外无创高能激光治疗白内障避免了现有超声白内障乳化手术中对正常组织(角膜内皮，后囊袋等)有严重损伤的并发症。

附图说明

图1是本专利的工作原理示意图

图2是本专利的高能激光粉碎、乳化病变组织的原理示意图

图3是本专利的激光发生器和光路系统的示意图

图4是本专利的OCT医学图像术中监控系统程序运行流程图

图5是本专利的用分段扫描三维重建方法获得患者晶体的立体结构的程序运行流程图

具体实施方式

下面结合附图所示实例对本发明作详细说明。

如图1所示，本系统由激光发生器、光路系统、医学图像采集和处理系统组成。所述的医学图像采集系统能够将患者眼球前节(包括角膜、前房、囊袋、晶体等)进行高分辨率扫描，获得清晰的解剖结构，所述的医学图像处理系统会将这些反映患者眼球前节解剖结构的数据，送至所述的激光发生器的光路系统，使得所述的激光发生器发出的经由光路系统处理聚焦后的激光束的焦点照射在患者眼球前节的晶体部位，完成晶体白内障激光乳化手术。

如图2所示，高能激光器产生的平行的激光束1经过聚焦凸透镜2聚焦后，会聚在激光焦点3处，很高的能量密度的高能激光将病变的组织5(白内障晶体硬核)电离，形成小区域的大量的等离子体，而焦点区域内充满等离子体的组织，更容易吸收激光能量，形成储藏巨大能量的光声源4，光声源4能够实现光——声能量的转化，使得该高能光声源4可在瞬间产生超声波和冲击波，这些超声波和冲击波可释放出巨大能量，在病变组织中产生空化、溅射、穴蚀等效应，从而对该激光照射的焦点区域内的病变组织产生了粉碎和破坏。本专利采用超短脉冲、高能量激光，既粉碎白内障晶体硬核，又不至于出现高温，保护了周围的正常组织。

在手术时，激光发生器7发出的激光束1经过衰减器6、光强均布器8送给分光镜9，由分光镜9将光束分为两路，一路送给功率计10，另一路经聚焦透镜1聚焦后，在病变组织5内部的激光焦点处，聚集了具有很高能量密度的激光，可以将患者的晶体粉碎和乳化。本专利的激光发生器和光路系统的示意图如图3所示。

本专利医学图像采集系统，采用了光学相干断层扫描成像方法，术中实时监控来观察白内障晶体病变的大小、部位、形态以及与邻近组织器官的关系，对激光在手术的整个过程中激光束的照射位置进行了校准和监控，如图4所示，是本专利的OCT医学图像术中监控系统程序运行流程图。首先OCT图像采集系统瞄准靶组织(即患者的晶体及囊袋部分)，激光发生器输出小能量功率的激光束在靶组织上做标记，做完标记后，OCT对靶组织进行扫描，通过分段扫描，分段三维重建的方法，患者眼球中囊袋和晶体的立体解剖结构，从患者的囊袋和晶体的立体解剖结构上确定手术位置，上述步骤为术前医学图像采集和手术计划，在该手术计划中，患者病变的晶体将被高能激光乳化粉碎，而位于晶体外部的囊袋将不受损伤。以上步骤完成后，由OCT引导下，激光器输出正常的激光能量，对靶组织进行乳化粉碎。每次乳化粉碎结束后，OCT对靶组织进行扫描，对激光脉冲照射的位置进行校正，判断手术位置是否准确。如果手术位置不准确，OCT对靶组织重新进行扫描，对激光脉冲照射的位置重新进行校正。如果手术位置准确，激光乳化白内障系统将继续手术，直至完成全部手术过程。

本专利采用了分段扫描三维重建方法，获得患者眼球中囊袋和晶体的立体结构，如图4所示。在分段扫描之前，OCT开始整体扫描患者晶体，确定患者晶体上表面的中心标记点的位置，用小能量激光做标记。标记做好后，OCT开始分段扫描，首先，扫描患者晶体的上凸面，直至赤道部分，对该部分OCT扫描数据进行三维重建；其次，OCT扫描患者晶体的中间段，包括赤道部分，对该部分OCT扫描数据进行三维重建；最后，OCT扫描患者晶体的下凸面，直至赤道部分，对该部分OCT扫描数据进行三维重建。分段扫描和三维重建结束后，对以上各部分三维数据进行融合，得到整个患者晶体三维形状和结构的数据。

本发明上述实例和实施方式可认为是实例性的，而不是限定性的，而且本发明并不局限于本说明书所给出的细节，而是在随附权利要求书及其等同替换的范围之内，可以进行改进。

Claims

1.一种智能激光白内障乳化系统，包括：激光发生器、光路系统、医学图像采集和处理系统。所述的医学图像采集系统能够将患者眼球前节(包括角膜、前房、囊袋、晶体等)进行高分辨率扫描，获得清晰的解剖结构，所述的医学图像处理系统会将这些反映患者眼球前节解剖结构的数据，送至所述的激光发生器的光路系统，使得所述的激光发生器发出的经由光路系统处理聚焦后的激光束的焦点照射在患者眼球前节的晶体部位，完成晶体白内障激光乳化手术。

2.如权利要求1所述的激光发生器，其特征是采用超短脉冲、高能量激光。

3.如权利要求1所述的光路系统，其特征是包含衰减器、光强均布器、分光镜、聚焦透镜。

4.如权利要求1所述的医学图像采集系统，其特征是采用了光学相干断层扫描成像方法，对激光在手术的整个过程中激光束的照射位置进行了校准和监控。

5.如权利要求1所述的医学图像处理系统，其特征是分段扫描三维重建方法，获得患者眼球中囊袋和晶体的立体解剖结构。