CN104487029B - 用来减少不透明气泡层的扫描方法和系统 - Google Patents

用来减少不透明气泡层的扫描方法和系统 Download PDF

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Abstract

在一些实施例中，减少不透明气泡层(OBL)包括：接收对组织的组织区域进行描述的信息，其中激光脉冲被施加到所述组织区域以在所述组织区域中产生激光诱导光学击穿(LIOB)。LIOB产生气体气泡。根据所述信息估计所述组织区域中气体的浓度。响应于所述气体的浓度来调节一个或多个激光参数，以满足临界浓度规则。

Description

用来减少不透明气泡层的扫描方法和系统
技术领域
本公开一般地涉及外科设备，并更具体地涉及用来减少不透明气泡层的扫描方法和系统。
背景技术
在激光外科手术中，可通过在组织中引起激光诱导光学击穿(LIOB)来改变(例如摘除、切除或分离)生物组织。作为副产品，LIOB可以产生少量气体或气体气泡，并且单体的气体气泡可以进行组合，以产生充气腔体。所述腔体可以在组织内引起压迫并可能使组织畸变，这可能会改变组织的透明度或其它光学性质，产生不透明气泡层(OBL)。
在一些情况中，由于气体可引起某些问题，所以可能需要停止外科手术，直到气体扩散到组织中为止，这可能会耗费10到30分钟。例如，气体可以抑制追踪眼睛的位置的眼睛追踪设备。再例如，气体气泡可以比实际的切割深度穿入得更深，这可影响后续的切割。
某些已知的技术尝试减少气体气泡的影响。一种技术切割出一条把气体带到组织表面的通道。另一种技术产生气体可以流入的口袋。
发明内容
在一些实施例中，减少不透明气泡层(OBL)包括接收对组织的组织区域进行描述的信息，激光脉冲被施加到所述组织区域以在所述组织区域中产生激光诱导光学击穿(LIOB)。LIOB产生气体气泡。根据所述信息估计所述组织区域中气体的浓度。响应于气体的浓度来调节一个或多个激光参数，以满足临界浓度规则。
附图说明
现在将通过示例的方式参照附图详细描述本公开的示例性实施例，其中：
图1示出了根据一些实施例，被配置为减少在激光外科手术期间形成的不透明气泡层(OBL)的设备的示例；
图2示出了正在溶解到组织中的气体气泡；
图3示出了根据一些实施例，可被用来减少不透明气泡层(OBL)的方法的示例；
图4示出了气泡的脉冲线的示例；以及
图5示出了扩散和桥的示例。
具体实施方式
现在参见说明书和附图，详细示出了所公开的装置、系统和方法的示例实施例。说明书和附图不旨在是详尽无遗的，也不通过其它方式将权利要求限制或束缚到附图中所示的以及说明书中所公开的具体实施例。虽然附图表示可能的实施例，但是附图不是必然规定了尺寸，而且一些特征可被简化、放大、移除或部分分割，以便更好的说明实施例。此外，一些附图可采用示意的形式。
图1示出了根据一些实施例，被配置为减少在激光外科手术期间形成的不透明气泡层(OBL)的设备10的示例。在实施例中，设备10包括激光设备和控制计算机。控制计算机能够接收对组织的组织区域进行描述的信息，其中由激光设备将激光脉冲施加到所述组织区域以在所述组织区域中产生激光诱导光学击穿(LIOB)。控制计算机可以使用该信息估计所述组织区域中气体的浓度，并响应于气体的浓度来调节一个或多个激光参数，以满足临界浓度规则。以这种方式调节参数将减少不透明气泡层(OBL)。在其它实施例中，设备10可以接收激光指令，激光指令包括以这种方式确定的激光参数。
在图1的所示示例中，设备10在眼睛22的组织上进行外科手术。设备10包括激光设备15、患者适配器20、控制计算机30和如所示例性地示出地耦合的存储器32。激光设备15可包括激光源12、扫描器16、一个或多个光学元件17和/或如所示例性地示出地耦合的聚焦物镜18。患者适配器20可包括接触元件24(其具有从样本向外布置的邻接面26)和如图所示地耦合的套筒28。存储器32存储控制程序34。眼睛22可以是生物组织，比如眼睛组织，例如角膜组织。
激光源12生成具有超短脉冲的激光束14。在本文中，光的“超短”脉冲指的是持续时间短于纳秒的光脉冲，比如具有纳秒、皮秒(picosecond)、飞秒(femtosecond)或阿秒(attosecodn)或更小的量级。激光束14的焦点可在组织(比如角膜)中造成激光诱导光学击穿(LIOB)。激光束14可以是精确聚焦的，以使得能够在角膜细胞层中精确地切割，这可以减少或避免对其它组织不必要的损伤。
激光源12的示例包括纳秒、皮秒、飞秒和阿秒激光。激光束14可具有任意的适合波长，比如在300到500纳米(nm)范围内的波长，例如在300到650、650到1050、1050到1250或1100到1500(nm)范围内的波长。激光束14还可具有相对较小的焦点体积，例如直径20微米(μm)或更小，比如10μm或5μm或更小。在一些实施例中，激光源12和/或传送通道可处于真空或接近真空，例如小于100mbar。
扫描器16、光学元件17和聚焦物镜在波束路径中。扫描器横向和纵向控制激光束14的焦点。“横向”指的是与激光束14的传播方向垂直的方向，“纵向”指的是波束传播的方向。横平面可被标示为x-y平面，纵向可被标示为z-方向。在一些实施例中，患者适配器20的邻接面26位于x-y平面上。
扫描器16可以通过任意合适的方式横向指引激光束14。例如，扫描器16可以包括可绕相互垂直的轴倾斜的一对电流测定地激励的扫描器镜。再例如，扫描器16可包括能够通过电-光方式导引激光束14的电-光晶体。扫描器16可以通过任意合适的方式纵向指引激光束14。例如，扫描器16可以包括可纵向调节的透镜、具有可变折射能力透镜或可以控制波束焦点的z-位置的可变形镜。可以沿波束路径(例如在相同或不同模块化单元中)以任意适合的方式布置扫描器16的聚焦控制组件。
一个或多个光学元件17将激光束14指引向聚焦物镜18。光学元件17可以是能够反射、折射和/或散射激光束14的任意适合的光学元件。例如，光学元件17可以是不可移动的偏向(deviating)镜。聚焦物镜18将激光束14聚焦在患者适配器20上，并可分离地耦合到患者适配器20上。聚焦透镜18可以是能够聚焦激光放射的任意合适的光学元件(比如f-theta物镜)。
患者适配器20与眼睛22的角膜相接。在本例中，患者适配器20具有耦合到接触元件24的套筒28。套筒28耦合到聚焦物镜18。接触元件24对于激光放射可以是半透明的或透明的，并且具有与眼睛22的角膜相接的邻接面26，并且可以使角膜的一部分平整。在一些实施例中，邻接面26是平面并且在角膜上形成平面区域。邻接面26可以位于x-y平面上，从而平面区域也位于x-y平面上。在其它实施例中，邻接面26不必是平面的，例如其可以是凹面或凸面。
控制计算机30根据控制程序34控制可控组件，例如激光源12、扫描器16和一个或多个光学元件。控制程序34包含计算机代码，该计算机代码指示可控组件将脉冲激光放射聚焦在眼睛22的角膜的区域处，以便对所述区域中的至少一部分进行光致破裂(photodisrupt)。
在一些操作示例中，扫描器16可以指引激光束14来形成对任意合适的几何结构的切割。切割类型的示例包括平面叨割和侧向切割。平面叨割是通常在x-y平面上的二维切割。扫描器16可以通过将激光束14聚焦在邻接面26之下的恒定z值处并在x-y平面中按图样移动所述焦点来形成平面切割。侧向切割是从角膜表面之下(比如从平面切割)延伸到表面的切割。扫描器16可以通过改变激光束14的焦点的z值以及可选地改变x和/或y值来形成侧向切割。
角膜的任意合适部分都可被光致破裂。角膜层中的任意一个或多个可被选择用于光致破裂。此外，可在z-方向对细胞层的一部分进行光致破裂，但该细胞层的一部分可保持在眼睛22的角膜上。此外，x-y平面中的具体区域(或“目标区域”)可被选择用于光致破裂。例如，形成平面切割的目标区域可被光致破裂。
设备10可以通过任意合适方式对角膜层进行光致破裂。在一些实施例中，控制计算机30可以指示激光设备将激光束14聚焦在邻接面26之下的恒定z值处并在x-y平面中按基本覆盖目标区域的图样来移动所述焦点。可以使用任意合适的图样。例如，根据曲折图样或线形图样，扫描路径具有恒定y值并且在+x方向中移动。当扫描路径达到目标区域的边界的点时，路径移动到距之前的y值预定距离的下一y值，然后在-x方向移动，直到其达到边界的另一点为止。扫描路径继续，直到扫描了整个目标区域为止。再例如，根据螺旋图样，扫描路径起始于目标区域的中心或其附近，并且按照例如螺旋图样或同心圆环图样移动，直到路径达到目标区域中的边界为止，反之亦然。
图2示出了正在溶解到组织82中的气体80的气泡84。在一些实施例中，组织82可以是生物组织，例如眼睛组织，比如角膜组织，并且可以包括多个组织区域。组织82可以包括组织结构和组织液，比如组织水。气体80可以是由组织82中的激光诱导光学击穿(LIOB)产生的气体，并且气泡84是一定量的气体80。一般地，气泡84的减少减少了不透明气泡层(OBL)的可能性。
在所示的示例中，激光设备15在组织82中的中点81处生成LIOB，并且还生成等离子体膨胀。等离子体膨胀被描述为气泡84。气体80从气泡84移动到组织82的邻近气泡84的区域。从而气体80的溶解部分通过扩散而移开。随着气体80离开气泡84，气泡84的半径(以及因此的体积)减小。通过下式给出半径Rb(t)的减小：
其中，D是扩散系数，cg是组织区域中已经存在的气体浓度，cs是饱和系数，M是气体的摩尔质量，R是一般气体常数，T是温度，pa是环境压力(例如角膜裂口压力)，以及σ是气体气泡的表面张力。
对于单个气泡，解是：
对于多个气泡，考虑到其它气泡的气体，微分方程不能被数值求解。当将较小的气泡进行组合以形成较大的气泡时，气体溶解可能更缓慢地发生。
气体气泡84溶解的速率取决于激光能量、焦点直径、重复速率以及组织区域中的气体成分的饱和度，并取决于气泡84的体积。饱和度越小，气泡溶解就越快，从而降低饱和度尤其是浓度差D(cg-cs)可减小气泡84。可通过从LIOB区域扩散该成分来降低饱和度，可通过以下扩散等式来表示：
其中c是气泡的区域中的气体的浓度。可通过任意合适的方式计算扩散并且可以考虑任意合适的性质，比如组织性质和LIOB在组织中的位置和深度。
一个或多个在先脉冲的尚未从组织区域扩散离开的气体成分对所述区域处的气体饱和度作出贡献，这可以影响一个或多个后续脉冲的扩散。也就是说，一个或多个在先脉冲的所积累的气体成分可以影响一个或多个后续脉冲的扩散。在一些实施例中，可以调节影响激光脉冲之间的关系的一个或多个激光参数，以降低在先脉冲对后续脉冲的影响。通过降低这种影响，气泡更有可能溶解，这可以降低不透明气泡层的可能性。
在一些情况中，可以调节参数，以使得气体的浓度满足临界浓度规则，在该临界浓度规则中，饱和度几乎没有影响或没有任何影响。例如，临界浓度规则可以是最大浓度，其中在该最大浓度之下(或在该最大浓度处)不对后续脉冲造成不令人满意的影响。其浓度处于或高于(或只是高于)临界浓度的组织可被描述为是过饱和的。取决于气体和组织成分以及温度和局部压力，临界浓度可以具有任意合适值，比如在小于1kg/m3的范围中的值。作为参考，水中的空气气泡的饱和度如下：
(4)浓度饱和度/密度＝0.02.
激光参数是指示激光以具体方式操作的参数，并且可以指定例如激光脉冲的能量或(在x、y和/或z方向上的)位置或者一个或多个脉冲的定时。
可被调节的激光参数的示例是重复速率，包括指定脉冲之间的间隔(比如脉冲序列的时间间隔或空间间隔)的间隔参数。脉冲序列的时间间隔是后续脉冲之间流逝的时间，并且可以通过脉冲重复速率来给出。较大的流逝时间使得可以降低来自之前脉冲的气体饱和度。从而，增加时间间隔增加了气泡将会溶解的可能性。
在一些实施例中，临界时间间隔可以指定最小时间间隔，在该最小时间间隔处，在先脉冲可以引起后续脉冲的气体浓度达到临界浓度。从而，可以将实际的时间间隔选为大于临界时间间隔。可以根据热扩散导出临界时间间隔：
其中D＝1.43x10-7m2/s，且
可以具有任意合适值，比如在1纳秒(ns)到1ms或1kHz到1GHz的范围内的值。
脉冲序列的空间间隔是后续脉冲之间的距离，并且可通过脉冲扫描图样给出。较大的距离会降低在先脉冲的气体饱和度对后续脉冲的影响。从而，增加空间间隔会增加气泡将会溶解并且不与邻近位置中的下一脉冲发生干扰的可能性。在一些实施例中，临界空间间隔可以指定最小空间间隔，在该最小空间间隔，一个脉冲可以引起另一脉冲的气体浓度达到临界浓度。从而，可以将实际的空间间隔选为大于临界空间间隔。临界空间间隔可以具有任意合适值，比如在1μ以到20mm(比如0.1μ.到10μ0)的范围内的值。
图4示出了气泡84(84a、84b、84c)的脉冲线98的示例。脉冲线98是具有所定义的重复速率的激光脉冲序列。在本例中，气泡84a在完全膨胀85后正在减小(如箭头86所示)。气泡84b处于完全膨胀85。气泡84c正在向完全膨胀85增长(如箭头88所示)。交叠区域96a和96b分别是气泡84a和84b重叠以及气泡84b和84c重叠的区域。区域96随时间改变。连续脉冲的气泡84的交叠应该避免，这是因为气泡84可合成一体，产生不透明气泡层。从而，后续气泡的实际部分应位于在先气泡的空间之外，以避免气泡合成一体。
瞬时生成的气泡的半径可被表示为：
(7)τL＜τo＜＜f-1
其中f表示重复速率，单位是s-1。
图5更具体地示出了图4的示例。到周围组织82中的扩散90发生于气泡84从完全膨胀85开始减小时。如果气泡84之间的距离过小，则出现桥92。由于这将产生大的OBL，所以应避免这一情况。
在一些实施例中，选择针对脉冲线98的参数，以使得后续脉冲不碰到已被在先脉冲影响的区域94。区域94可能已经被破坏性的热冲击(impact)所影响或者可能已经经历了另一改变。在一些实施例中，下一焦点位置可被置于区域94之外。
可使用任意合适参数来分隔气泡84。参数的示例包括斑点间隔，其可被表示为：
(8)dSpot≥2rbubble+2rdiffusive[gas]
气泡半径Rb，其可被表示为：
(9)rbubble＝(EL，τL)的函数或
或激光脉冲持续时间，其可被表示为：
(10)τL＝((D，cg-cs)，rbubble)的函数，
其中EL表示激光能量，以及cg-cs表示浓度梯度。
可通过任意合适的方式来确定空间和时间间隔。斑点间隔可被表示为：
或，对于给定的重复速率：
(12)dSpot[μm]＞～12(f[kHz])-1/2
其中IDiff表示热扩散长度，Δt＝f-1表示两个脉冲之间的时间间隔，t表示时间，以及D表示角膜的热扩散率1.43x10-7m2/s。
可以调节脉冲重复速率以防止后续激光脉冲达到已经被在先脉冲的热变形影响的区域94。
或：
(14)f[kHz]＞～144d-2 [μm]
例如，如果焦点的斑点分隔是1μm，则重复速率可以大于144kHz。
与OBL相关的任何合适事件都可触发对激光参数的调节。在一些实施例中，一个或多个传感器可以进行用于计算以上所讨论的值的测量。作为补充或备选，成像设备(例如相机和/或光学相干断层扫描(OCT)系统)可以检测OBL，而且系统可以自动调节参数。
虽然实施例使用分隔参数，但是可以调节任意其它合适参数，以降低达到临界条件的可能性。例如，可以调节脉冲能量、切割深度或其它合适参数。
可通过任意合适方式调节一个或多个激光参数。例如，如果分隔参数产生大于临界浓度的气体浓度，则参数值可被降低。在一些实施例中，激光参数可被彼此配合地进行调节。例如，如果时间间隔和空间间隔的组合产生令人满意的气体浓度，则减少时间间隔并增加空间间隔或者减少空间间隔并增加时间间隔仍然可以产生令人满意的气体浓度。
可通过任意合适的方式为脉冲选择激光参数(比如脉冲重复速率)。在一些实施例中，可将参数选择为使得在组织的范围内满足临界浓度规则，以便降低或基本上消除不透明气泡层的出现。在一些实施例中，可将参数选择为使得在一些组织区域中满足临界浓度规则，以便在这些区域中降低或基本上消除不透明气泡层的出现，但在其它组织区域中不满足临界浓度规则，以使得在该其它区域中出现不透明气泡层。在这些实施例中，可在所述层不太可能对外科手术产生负面影响的区域(例如角膜的深层基质的周边)中形成不透明气泡层。
图3示出了可被用来减少能够在激光外科手术期间形成的不透明气泡层(OBL)的方法的示例。可以通过任意合适的计算系统(比如控制计算机30或其它计算系统)执行所述方法。
所述方法起始于步骤110，其中计算系统接收对组织的组织区域进行描述的信息，激光脉冲被施加到所述组织区域以在所述组织区域中产生激光诱导光学击穿(LIOB)。在步骤112中，根据所述信息估计所述组织区域中的气体浓度。可通过任意合适方式估计气体浓度。在一些实施例中，计算气体浓度。在所述实施例中，计算由一个或多个在先激光脉冲所导致的在先气体浓度。计算从组织区域离开的气体扩散。使用在先气体浓度和从组织区域离开的气体扩散来估计气体的浓度。
在其它实施例中，使用仿真来计算气体浓度。在所述实施例中，执行对组织区域中的激光诱导光学击穿的仿真，并且根据所述仿真估计气体的浓度。在其它实施例中，使用例如光学氧传感器、光学相干断层扫描(OCT)或多光子成像在组织区域中测量气体浓度。
在步骤114，临界浓度规则指定最大浓度，在该最大浓度之下不以不令人满意的方式对后续脉冲产生影响。如果气体浓度低于(或者低于或处于)最大浓度，则气体浓度可以满足所述规则，或者如果气体浓度处于或高于(或只是高于)最大浓度，则气体浓度不能满足所述规则。如果气体浓度没能满足所述规则，则方法进行到步骤118。
在步骤118，响应于浓度，调节激光参数。可通过任意合适的方式调节激光参数。例如，可增加脉冲的空间间隔和/或时间间隔。再例如，可增加空间(或时间)间隔，但减少时间(或空间)间隔。所述方法返回到步骤112，以估计气体的浓度。
如果气体浓度满足所述规则，则所述方法进行到步骤120，以便选择将用于脉冲的激光参数。激光参数可以包括激光的能量、斑点位置和/或激光脉冲持续时间。可通过任意适合方式选择激光参数，或者举例来讲，可以选择组织体积中基本上所有组织区域的满足临界浓度的激光参数，以便减少或基本消除组织体积中非透明气泡层的出现。再例如，可选择组织体积中的第一部分中的一个或多个区域的满足临界浓度的激光参数，以减少或基本消除该第一部分中非透明气泡层的出现，而且可以选择组织体积中的第二部分中的一个或多个区域的未能满足临界浓度的激光参数，以允许第二部分中出现非透明气泡层。
在步骤122，报告所述结果。可以通过任意合适的方式(例如显示器、打印或数据传输)报告所述结果。
可通过任意合适的应用执行所述方法的实施例。例如，可以使用计算机仿真来执行方法，以产生可被用于实际外科手术的激光设备指令。在示例中，计算机仿真接收初始信息(包括初始条件)，然后对在组织区域中产生激光诱导光学击穿进行仿真。可以根据仿真来计算气体浓度，而且如果浓度不满足浓度规则，可以对参数进行调节。可以迭代地执行实施例，直到浓度满足浓度规则为止。激光参数可用于针对类似初始条件的激光指令。可将激光指令输入到能够执行实际外科手术的激光系统中。
再例如，可在实际外科手术期间由激光系统实时地执行实施例。在示例中，激光系统接收初始信息(其包括初始条件)，然后进行到在组织区域中产生激光诱导光学击穿。可测量气体浓度，并且可以调节参数，直到浓度满足浓度规则为止。
这里公开的系统和装置的组件可以包括接口、逻辑、存储器和/或其它合适的元件，其中的任一个可包括硬件和/或软件。接口可以接收输入，发送输出，处理输入和/或输出，和/或执行其它合适的操作。逻辑可以执行组件的操作，例如执行用来从输入生成输出的指令。逻辑可被编码于存储器中，并可在由计算机执行时时执行操作。逻辑可以是处理器，比如一个或多个计算机、一个或多个微处理器、一个或多个应用和/或其它逻辑。存储器可以存储信息并且可以包括一个或多个可触知的、计算机可读的、和/或计算机可执行的存储介质。存储器的示例包括计算机存储器(例如，随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)、大容量存储介质(例如硬盘)、可移除存储介质(例如压缩盘(CD)或数字视频盘(DVD))、数据库和/或网络存储(例如服务器)、和/或其它计算机可读介质。
在具体实施例中，可由使用计算机程序、软件、计算机可执行指令和/或能够由计算机执行的指令编码的一个或多个计算机可读介质执行实施例的操作。在具体实施例中，可由存储了、实现了和/或编码了计算机程序的和/或具有存储的和/或编码的计算机程序的一个或多个计算机可读介质执行操作。
虽然本公开已经根据一些实施例进行了描述，对于本领域技术人员来讲，对实施例的修改(比如变更、替换、添加、省略和/或其它修改)将是显而易见的。从而，在不偏离本发明的范围的情况下，可以对实施例进行修改。例如，可对这里公开的系统和装置进行修改。可集成或分离系统和装置的组件，可由更多、更少的组件或其它组件来执行系统和装置的操作。再例如，可对这里公开的方法进行修改。所述方法可包括更多、更少的步骤或其它步骤，而且可通过任意合适的顺序执行所述步骤。
在不偏离本发明的范围的情况下，其它修改是可能的。例如，说明书示出了具体实际应用中的实施例，而其它应用对于本领域技术人员来讲将是显而易见的。此外，在这里所讨论的本领域中，将出现进一步的进展，并且将使用这些进一步的进展来利用所公开的系统、装置和方法。
本发明的范围不是根据说明书确定的。根据专利法条，说明书使用示例性实施例解释并说明本发明的操作原理和操作方式。说明书使得本领域其它技术人员能够利用各个实施例中的系统、装置和方法以及对其进行的各种修改，但不应被用来确定本发明的范围。
本发明的范围应根据权利要求以及权利要求所具有的等同替代的完全范围来确定。除非在这里明确给出相反的指示，所有的权利要求术语应具有其最宽的合理构想以及本领域技术人员所理解的其普通含义。例如，除非权利要求给出相反的明确限制，对“一”、“所述”等单数形式的使用应被理解为指代所指示的元素的一个或多个。再例如，“每个”指的是一个集合中的每一个成员或一个集合的子集的每一个成员，其中一个集合包括零个、一个或不止一个元素。综上，本发明能够被修改，应该根据权利要求及其等同的完全范围而不是根据说明书来确定本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于减少不透明气泡层的系统，包括：
激光设备，被配置为将多个激光脉冲施加到组织的组织区域以在所述组织区域中产生多个激光诱导光学击穿“LIOB”，所述LIOB产生多个气体气泡；以及
控制计算机，被配置为：
接收对所述组织区域进行描述的信息；
通过以下步骤根据所述信息估计所述组织区域中气体的浓度：
计算由所述激光脉冲中的一个或多个在先激光脉冲导致的气体的在先浓度；
计算离开所述组织区域的气体的扩散；以及
根据所述气体的在先浓度和所述离开所述组织区域的气体的扩散来估计气体的浓度；以及
响应于所述气体的浓度来调节一个或多个激光参数，以满足临界浓度规则。
2.根据权利要求1所述的系统，根据所述信息估计气体的浓度还包括：
使用仿真来仿真所述组织区域中的激光诱导光学击穿；以及
根据所述仿真来估计所述组织区域中的气体的浓度。
3.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，根据所述信息估计气体的浓度还包括：
测量所述组织区域中的气体的浓度。
4.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，调节一个或多个激光参数还包括：
增加至少两个激光脉冲之间的空间间隔。
5.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，调节一个或多个激光参数还包括：
增加至少两个激光脉冲之间的时间间隔。
6.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，调节一个或多个激光参数还包括：
增加至少两个激光脉冲之间的时间间隔；以及
减少所述至少两个激光脉冲之间的空间间隔。
7.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，调节一个或多个激光参数还包括：
增加至少两个激光脉冲之间的空间间隔；以及
减少所述至少两个激光脉冲之间的时间间隔。
8.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，所述控制计算机还被配置为：
选择在所述组织区域以及所述组织的多个其它组织区域中满足所述临界浓度规则的所述一个或多个激光参数，以减少不透明气泡层的出现。
9.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，所述控制计算机还被配置为：
选择在所述组织区域中满足所述临界浓度规则的所述一个或多个激光参数，以减少不透明气泡层的出现；以及
选择在所述组织的第二组织区域中不能满足所述临界浓度规则的所述一个或多个激光参数，以允许不透明气泡层的出现。
10.根据权利要求1-2中的任一项所述的系统，所述控制计算机还被配置为：
使用成像设备检测气泡；以及
响应于检测所述气泡，调节一个或多个激光参数。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11083625B2 (en) 2015-07-01 2021-08-10 Amo Development, Llc Sub-nanosecond laser surgery system utilizing multiple pulsed laser beams
US10485705B2 (en) 2015-07-01 2019-11-26 Optimedica Corporation Sub-nanosecond laser cataract surgery system
RU2638687C1 (ru) * 2017-01-12 2017-12-15 Федеральное государственное автономное учреждение "Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" имени академика С.Н. Федорова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Способ устранения непрозрачного пузырькового слоя, возникающего в процессе выполнения операции ФемтоЛАЗИК
DE102019122167A1 (de) * 2019-08-19 2021-02-25 Schwind Eye-Tech-Solutions Gmbh Verfahren zur Steuerung eines augenchirurgischen Lasers und Behandlungsvorrichtung

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5993438A (en) * 1993-11-12 1999-11-30 Escalon Medical Corporation Intrastromal photorefractive keratectomy
US7101364B2 (en) * 2001-10-12 2006-09-05 20/10 Perfect Vision Optische Geraete Gmbh Method and apparatus for intrastromal refractive surgery
DE10334109A1 (de) * 2003-07-25 2005-02-17 Carl Zeiss Meditec Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ausbilden von Schnittflächen in einem transparenten Material
US7717905B2 (en) * 2004-11-01 2010-05-18 Technolas Perfect Vision Gmbh Time-resolved scanning patterns for intrastromal surgery
US8553735B2 (en) * 2005-10-14 2013-10-08 Carl Zeiss Meditec Ag Device and method for material processing by means of laser radiation
US8092446B2 (en) * 2005-10-14 2012-01-10 Carl Zeiss Meditec Ag Device and method for material processing by means of laser radiation
FR2892962B1 (fr) * 2005-11-04 2009-06-05 Centre Nat Rech Scient Microtome laser femtoseconde pour decoupe par faisceau laser d'une tranche de matiere, notamment dans une cornee
JP2011502585A (ja) * 2007-11-02 2011-01-27 アルコン レンゼックス， インコーポレーテッド 術後の眼の光学的性能を改善するための方法および装置
US20110206071A1 (en) * 2010-02-24 2011-08-25 Michael Karavitis Compact High Power Femtosecond Laser with Adjustable Repetition Rate

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