CN103415268B - 辅助在人眼中移植角膜假体的装置 - Google Patents

Abstract

提出了一种辅助在人眼中移植角膜假体（50）的装置。所述装置包括用于提供聚焦脉冲激光辐射的激光装置（10）和用于所述激光装置的控制程序。所述控制程序被设计为当被执行时，使得利用所述激光辐射在眼的组织中产生允许所述角膜假体被插入的切口图形。在此情况下的所述切口图形包括以一深度完全位于角膜材料内的底层切口（44），并且进一步包括环形切口（46），所述环形切口（46）位于所述底层切口的圆周线内，所述环形切口沿其整个环形圆周从所述底层切口（44）延伸至角膜的前表面（38）。优选地，所述切口图形进一步包括辅助切口（48），所述辅助切口（48）从眼表面中一位于所述底层切口（44）的圆周线外的位置处延伸至所述底层切口。

Description

辅助在人眼中移植角膜假体的装置

技术领域

本发明涉及在人眼中进行角膜假体的移植。

背景技术

某些适应症（例如，严重的浑浊或治愈后形成严重疤痕的损伤）使得很适合用人工植入物（假体）来替换患病的眼角膜组织。可适用于所述目的的角膜假体的样品由来自加利福尼亚州的森尼维尔市的商标为KeraKlear的克拉美德有限公司（KeraMedInc.）提供。角膜假体和用于将这种假体插入到人眼角膜中的方法和装置的示例的另外的文件，可参考美国2007/0244559A1。

发明内容

本发明的目标在于提供一种可在人眼中移植角膜假体的眼部手术中使用的温和的且同时精确的方法。

为了实现所述目标，本发明提出了一种辅助在人眼中移植角膜假体的装置，所述装置包括用于提供聚焦脉冲激光辐射的激光装置和用于所述激光装置的控制程序，所述控制程序被设计为当被执行时，使得利用所述激光辐射在眼组织中产生允许角膜假体被插入的切口图形，所述切口图形包括以一深度完全位于角膜材料内的底层切口，并且所述切口图形进一步包括环形切口，所述环形切口位于所述底层切口的圆周线内，所述环形切口沿其整个环形圆周从所述底层切口延伸至角膜的前表面。

利用激光辐射产生切口的物理效应是所谓的光致破裂，所述光致破裂是由于被辐射的材料的组织中的激光感应的光学分离而产生的，并且所述光致破裂能引起组织被分离。每个单个的辐射脉冲可导致这种光致破裂，但是辐射参数还可被设置为使得两个或多个脉冲大体上辐射在相同位置，这样设置是有必要的，以便超过分离所需的影响阀值。通过光致破裂的多重性的约束，可在眼组织中产生多种二维的或三维的切口图形。对于患者而言，用激光辅助产生眼中的切口通常比利用刀片的机械变形承受的心理压力更小。另外，激光产生的切口可具有很高的精度，这是非常重要的，在眼部治疗的情况下这尤为重要。

在根据本发明的解决方法的情况下，利用激光辐射产生的切口图形被设计用于植入物，所述植入物具有假体的主要部分和至少一个从所述假体的主要部分横向地伸出的支撑元件。所述假体的主要部分构成了一种人工晶状体，所述人工晶状体到达位于所述环形切口内的空间并构成了人工眼表面。为了使所述假体能够被插入，首先有必要去除位于所述底层切口和所述环形切口之间的组织块，所述组织块已经通过所述两个切口与所述角膜组织的其余部分分离开。留下了一个开口，在所述假体被插入后所述开口被所述假体充满。作为支撑元件，所述假体可具有例如圆周的边缘，所述边缘大体上以相等的宽度从所述假体的主要部分的所有位置伸出，或者可替代地，所述边缘具有变化的伸出部分。还有可能的是，所述假体具有两个或多个支撑翼板或支撑指，所述两个或多个支撑翼板或支撑指以规则的间隔角分布在所述假体的主要部分的四周。不考虑所述支撑元件的数量，当被植入时，每个所述支撑元件延伸至所述底层切口的以下区域中：即位于去除所述组织块之后留下的开口外。

在优选的开发中，由激光技术产生的切口图形进一步包括辅助切口，所述辅助切口从眼表面中一位于所述底层切口的圆周线外的位置处延伸至所述底层切口。所述辅助切口包含进入通道，通过所述进入通道所述假体可被插入到形成于角膜中的容纳凹部中。便利地，所述辅助切口在每个位置处都比所述环形切口的最大直径更窄。为了插入，于是有必要将所述假体的主要部分折叠起来或以其它方式收缩，以便使所述假体通过由所述辅助切口构成的进入通道。例如，在上述美国2007/0244559A1中已经描述并示出针对所述目的的适当的装置。在穿过所述辅助切口之后，所述假体可通过其本身或（如果必要的话）在外科医生的帮助下展开（铺开），并且呈现其所需的底部。

根据可能的实施例，所述底层切口可在角膜材料的大体上恒定的深度处延伸，所述辅助切口随其到所述底层切口的距离增大而渐趋近所述眼表面。

根据进一方面，本发明提供了一种用于在人眼中移植角膜假体的方法，所述方法包括步骤：

-提供聚焦脉冲激光辐射，

-利用所述激光辐射在眼组织中产生切口图形，所述切口图形包括以一深度完全位于角膜材料内的底层切口，并且进一步包括环形切口，所述环形切口在所述底层切口的圆周线内，所述环形切口沿其整个环形圆周从所述底层切口延伸至角膜前表面，

-去除由所述底层切口和所述环形切口限定的角膜组织块，

-以如下方式将所述角膜假体插入到眼中：所述假体的主要部分置于由所述被去除的组织块留下的开口中，并且从所述假体的主要部分横向伸出的一个或多个支撑元件延伸至位于底层切口中位于所述开口外的区域中。

附图说明

现在参考附图对本发明进行更充分地说明，在附图中：

图1示出了用于产生角膜内的切口的激光装置的一个实施例的原理框图；

图2示出了根据一个实施例的切口图形的俯视图，所述切口利用图1中的激光装置来产生并且适合于角膜假体移植；

图3示出了图2中的切口图形的剖视图，所述剖视图示出了所述假体。

具体实施方式

首先参考图1。图1中所示的激光装置（总体上用附图标记10表示）包括激光源12，所示激光源12提供了脉冲激光辐射，所示脉冲激光辐射具有在飞秒范围直到较低的皮秒范围的脉冲持续时间。激光辐射从所述激光源12以激光束14的形式发射，一系列组件被布置在所述激光束14的光束路径上，所述一系列组件包括扫描器16、固定的偏转镜17（如果有的话，存在许多这种偏转镜）和聚焦物镜18，此处图示的所述扫描器16为单独单元功能块。所述扫描器16用于控制所述激光束14的焦点的横向和纵向的位置控制。横向在此情况下表示与所述激光束14的传播方向垂直的方向，所述纵向与所述光束传播的方向一致。在通常的标记中，眼部的横截面可以被标记为x-y面，而纵向方向可以被标记为z向。为了进行说明，图1中示出了相应的坐标轴。

为了所述激光束14横向偏转，例如所述扫描器16可包括一对电流测定驱动的扫描镜，所述扫描镜可绕相互垂直的轴线倾斜。可替代地，例如，通过电光晶体来实现横向偏转也是可能的。为了焦点位置的z向控制，例如所述扫描器16可包括（可纵向地调节或具有可变的屈光力的）透镜或包括可变形的反光镜，利用所述透镜或反光镜可影响所述激光束14的发散，并因此影响光束焦点的z向位置。应理解的是，扫描器16中起横向的焦点控制作用的组件和起纵向的焦点控制作用的组件可被分布到不同的结构单元。例如，所述z向的焦点控制功能可通过透镜来实现，所述透镜可被布置在扩束光学系统（扩束器，例如伽利略望远镜）中，在此就不详细地描述了。例如，起横向的焦点控制的组件可被安置在所述扩束光学系统和所述聚焦物镜18之间的单独的结构单元中。因此，图1中将扫描器16描述为单独单元功能块，仅因有助于更清楚地描述。

优选地，所述聚焦物镜18为f-theta物镜，并且优选地，所述聚焦物镜18在其光束输出端处可拆卸地连接到患者接合器20上，所述患者接合器20包含用于待治疗的眼22的角膜的支承接触面。为此，所述患者接合器20具有接触元件24，所述接触元件24对于激光辐射而言是可透射的，并且所述接触元件24在其朝向眼的下侧处具有用于角膜的支承面（接触面）26。在所示的示例性的情况下，所述支承面26被实现为一平面，并且有助于使角膜变得平坦，其中所述接触元件24以适当的压力被压在眼22上或者通过负压将角膜吸到所述支承面26上。在所示的示例性的情况下，所述接触元件24（在成平行面实现的情况下，通常被称为扁平板）被安装在成圆锥形渐宽的载体套筒28的较窄端处。所述接触元件24和所述载体套筒28之间的连接可以是不可拆卸式的，例如通过粘合剂粘合；或可拆卸式的，例如通过螺纹连接。某种程度上没有更详细地描述，在套筒较宽端处，所述载体套筒28具有用于连接在所述聚焦物镜18上的适当的连接构造。

通过控制计算机30来控制所述激光源12和所述扫描器16，所述控制计算机30根据存储在存储器32中的控制程序34运行。所述控制程序34包含指令（程序代码），通过所述控制计算机30对所述指令的执行，实现所述激光束14的光束焦点的位置控制从而在眼22的被支承在所述接触元件24上的角膜中产生切口图形，所述切口图形适合于随后的角膜假体移植、所述角膜假体构成了人工眼表面并替换了患病的或其它损害视力的角膜组织。

为了说明所述切口图形和所述假体的实施例，现在进一步参考图2和图3。在这些图中，待治疗的眼22的角膜被标记为36。所述角膜36具有前表面38和朝向眼部内侧的后表面40。图2所示的外部的圆形虚线表示所使用的激光装置在所述x-y面内能够达到的最大扫描区域。所述最大扫描区域可被称为有效扫描区域。毋庸赘述，圆形的最大x-y扫描区域仅是示例性的，并且所述有效扫描区域不限于此。另外，眼的瞳孔在图2中被标记为42。

在图2和图3的示例性的情况下，利用图1的激光装置（或者，如果合适话，利用另一适当的激光装置）在所述角膜36中产生的切口图形由底层切口44、环形切口46和辅助切口48组成。在所示的示例性的情况下，所述底层切口44以一完全位于所述角膜36内的深度延伸（优选地，大体上恒定的深度处），并且在所示的示例性情况中所述底层切口44具有圆形的轮廓。当然，如果需要的话，所述底层切口44的轮廓还可具有不同的形状，所述形状尤其取决于将被移植到所述角膜36中的角膜假体（图中50所示）的轮廓形状。由于所述底层切口44，产生了可将所述假体50插入其中的凹部。

所述假体50具有主要部分52和支撑边缘54，所述支撑边缘54与主要部分52相比较薄。所述假体50的主要部分52包含人工晶状体，所述人工晶状体用于替换所述角膜36的患病的或其它无法医治的病变的组织区域。所述组织区域被界限于所述底层切口44和所述环形切口46之间，并且正待去除。在图3中，所述待去除的组织区域被标记为56。通过所述底层切口44和所述环形切口46，所述组织区域56与周围的角膜组织全面地分离开。为此，所述环形切口46从所述底层切口44一直延伸到所述角膜的前表面38，在所示的示例性的情况下所述环形切口46实现为环形柱体。然而，应理解的是，例如，取决于所述假体的主要部分52的构造，所述环形切口46可或多或少地具有锥度。便利地，所述环形切口46的尺寸使得所述假体的主要部分52完全地填充所述环形切口46内的空间，即所述假体50可完全地替换待去除的组织块56。

便利地，所述环形切口46的圆周形状取决于所述假体50的主要部分52的轮廓形状。在所示的示例性的情况下，假体的主要部分52具有圆盘的形状，所以所述环形切口46相应地具有圆形的圆周的行程。

所述假体50的支撑边缘54可沿所述主要部分52的整个圆周以帽檐的形式从所述主要部分52伸出，所述支撑边缘54中超出所述假体的主要部分52的伸出部分可大体上在所有位置处相等或能够沿圆周方向变化。便利地，所述底层切口44的直径至少和所述支撑边缘54的最大直径一致。根据支撑边缘54中超出所述假体的主要部分52的伸出部分，所述环形切口46径向地位于所述底层切口44的圆周线之内，因为所述底层切口44关于所述环形切口46完全对称。

所述辅助切口48包含进入通道，通过所述进入通道所述假体50可从外部被插入到所述角膜36中。为此，所述辅助切口48产生了所述底层切口44和所述角膜的前表面38之间的连接，在所示的示例性的情况下，角膜切口从所述底层切口44的边缘到所述角膜的前表面38倾斜地向上延伸。在每个位置，所述辅助切口48的宽度都小于所述假体的主要部分52的最大直径，这使得有必要将包括其主要部分52的所述假体50折叠起来，以使得可通过所述辅助切口48将所述假体50植入。

在图2所示的示例性的情况下，所述辅助切口48在所述角膜的前表面38处的端部直接位于所述有效的x-y扫描区域的边缘处。当然，这仅是一个可能的示例，并且在一个可替代的实施例中，所述辅助切口48贴近所述前表面38的端部可位于离所述有效的x-y扫描区域的边缘一定距离处（即，在图2中绘出的外部的圆形虚线之内）。在任何情况下，所述辅助切口48总是延伸至所述角膜的前表面48。

所述假体50一抵达所述底层切口44，所述假体50就通过其本身或者在工具的帮助下展开，所述工具由外科医生通过所述辅助切口48或通过在去除所述组织块56之后产生的开口施加。所述假体的主要部分52因此在上述开口中展开，并且之后在其上侧构成了人工眼表面，有利地，所述人工眼表面以大体上齐平的方式邻接所述角膜的前表面38的周围区域。

为了产生所述辅助切口48和所述底层切口44，图1中的激光装置10（或另一适当的激光装置）例如可使用线扫描，所述线扫描在图2中显示为扫描虚线58。在这种情况下，便利地，所述扫描过程开始于所述辅助切口48位于所述角膜的前表面38上的端部，并且随后沿朝着所述底层切口44的方向前进。所述扫描过程的前进方向被保持在所述底层切口44上，即所述底层切口44的产生从所述辅助切口48和所述底层切口44之间的过渡区域开始并且朝所述底层切口44的相对的边缘部分前进。优选地，所述切口图形按所述辅助切口48、所述底层切口44和所述环形切口46的次序产生。这具有如下优点：在切入期间产生的任何气泡可通过已存在的通道被排到眼外，并且在切入期间切口不深，不会出现角膜较深区域的阴影。

例如，如图3中扫描虚线60所示的重叠的环形线扫描可被用于产生所述环形切口46。可替代地，可使用螺旋扫描。例如，所述扫描过程可沿从所述底层切口44到所述角膜的前表面38的方向来进行（所述变形在图3中补充）。可替代地，所述扫描过程可能有相反的方向，即沿从所述角膜的前表面38到所述底层切口44的方向。

尽管图3中没有显示，如果所述环形切口46与所述底层切口44交叉并且所述环形切口46延伸至稍微超出所述底层切口44，因此以便提供所述组织块56与所述周围的角膜组织的可靠的分离，这是有益的。

Claims (2)

1.一种辅助在人眼中移植角膜假体(50)的装置，包括：

用于提供聚焦脉冲激光辐射的激光装置(10)，和

用于所述激光装置的控制程序(34)，所述控制程序被设计为当被执行时使得利用所述激光辐射在眼组织中产生允许角膜假体被插入的切口图形，所述切口图形包括

以一深度完全位于角膜材料内的底层切口(44)，

环形切口(46)，所述环形切口(46)位于所述底层切口的圆周线内，所述环形切口(46)沿其整个环形圆周从所述底层切口(44)延伸至角膜前表面(38)，和

辅助切口(48)，所述辅助切口作为角膜假体通过其插入的进入通道，所述辅助切口(48)从眼表面中一位于所述底层切口(44)的圆周线外的位置处延伸至所述底层切口，所述辅助切口在每个位置处都比所述环形切口(46)的最大直径更窄。

2.根据权利要求1所述的装置，所述底层切口(44)在角膜材料的大体上恒定的深度处延伸，并且所述辅助切口(48)随其到所述底层切口的距离增大而渐趋近眼表面。