CN105163696A - 用于眼科手术的飞秒多重射击 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了基于飞秒多重射击(FSMS)激光技术的、用于非侵入性眼科手术的方法。在一个实施方式中，所述FSMS激光技术针对角膜基质。在另一实施方式中，所述FSMS激光技术针对晶状体。

Description

用于眼科手术的飞秒多重射击
交叉引用
本申请要求2012年12月7日提交的美国序列号61/734,914的权益，其全部公开内容通过引入而并入于此。
发明背景
约60％的美国人患有屈光不正，并且全世界有数百万人患有近视。每年为了矫正近视而进行数以千计的激光屈光手术。这些程序将会最终影响全球各地的大量个体，然而角膜对激光消融的反应尚未得到很好的理解。在许多接受治疗的个体中，有大约15-50％没有达到20/20视力，这在考虑到屈光手术的极高普及率时转化成了非常大的患者数目。为了提高这一庞大人群的整体视觉质量，增加达到其目标视力的患者的数目是至关重要的。
角膜前表面形貌无法将诸如角膜后表面和晶状体等在光学上重要的眼内结构的贡献纳入考虑。如果严格按照前部形貌数据对激光进行编程，则矫正在最好情况下也是不完全的，而在最坏情况下根本就是错误的。因此，波面分析十分重要，特别是在最终目标为矫正伴随球体和柱体的高阶像差的情况下尤为如此。
传统上，用眼科镜片和接触镜来补偿屈光不正。作为对这些矫正方法的替代，在20世纪80年代出现了切开式的矫正手术程序，诸如放射状角膜切开术。它们最近已经被屈光性角膜切削术(PRK)和激光原位角膜磨镶术(LASIK)所取代，所述PRK和LASIK改变角膜的形状以从而改变其屈光度和补偿屈光不正。后两种程序使用用于角膜成形的准分子激光，以便通过消融来移除组织。在PRK手术中消融开始于角膜的表面层(首先是上皮，继而是鲍曼层)，而在LASIK手术中并不消融这些层，这是因为微角膜刀创造出角膜组织的表面薄层，该表面薄层在消融之前被移除并在事后被放回原处，所以只有基质被消融。
发明内容
本发明涉及用于眼科手术的方法，其中将着色合并于眼科手术程序中。
本发明涉及合并有飞秒多重射击(FSMS)激光技术的非侵入性眼科手术。
在一个实施方式中，在屈光眼科手术期间采用FSMS激光技术。
在另一实施方式中，在角膜基质上使用FSMS激光手术，其中激光射击导致气体微空泡以及角膜基质的密度变化，从而减少胶原纤维之间的连结并增加角膜的可塑性。
在一个实施方式中，FSMS激光技术是X63nm。
在一个实施方式中，FSMS激光用于治疗角膜像差。
在一个实施方式中，FSMS激光用于近视治疗。
在一个实施方式中，FSMS激光用于远视治疗。
在一个实施方式中，FSMS激光用于远视散光治疗。
在一个实施方式中，FSMS激光用于近视散光治疗。
在一个实施方式中，FSMS激光用于通过创造中央近视岛来进行老视治疗。
在一个实施方式中，FSMS激光用于圆锥角膜治疗。
在本发明的另一实施方式中，FSMS激光用于改进非侵入性晶状体手术，包括：
对X63nm飞秒多重射击激光技术的使用。
在一个实施方式中，FSMS激光治疗无需晶状体上的切口。
在一个实施方式中，FSMS激光治疗无需晶状体囊上的切口。
在一个实施方式中，在晶状体的层状结构上使用FSMS激光。
在一个实施方式中，使用FSMS激光用于晶状体的调节。
在一个实施方式中，使用FSMS激光用于通过宏观策略进行调节。
在备选实施方式中，使用FSMS激光用于通过微观策略进行调节。
在另一实施方式中，使用FSMS激光用于在晶状体核上的调节。
在又一实施方式中，使用FSMS激光用于老视治疗。
在另一实施方式中，使用FSMS激光用于晶状体复壮(phacorejuvenation)，以消除晶状体的不透明。
在备选实施方式中，使用FSMS激光用于在白内障阶段之前进行飞秒-晶状体复壮。
在另一实施方式中，使用FSMS激光用于晶状体分层(phacodelamination)。
援引并入
本说明书中所提及的所有出版物、专利和专利申请均通过引用而并入本文，程度如同具体地和个别地指出要通过引用而并入每一单个出版物、专利或专利申请。
附图说明
图1：示出角膜基质中的胶原原纤维的排列。
图2：示出角膜基质中的单一和多重射击飞秒激光。
图3：示出角膜基质上的FSMS(飞秒激光多重射击)X63nm。
图4：图示了用于近视治疗的FSMS治疗。
图5：图示了用于远视治疗的FSMS治疗。
图6：图示了FSMSX63nm远视治疗。
图7：图示了针对远视散光的FSMS治疗。
图8：图示了用以治疗近视屈光不正的FSMS。
图9：图示了用以治疗近视散光的FSMS。
图10：示出由FSMS创造的中央近视岛。
图11：图示了用以治疗经典像差的、基于FSMS的方法。
图12：图示了用以治疗圆锥角膜的、基于FSMS的方法。
图13：示出晶状体的细胞层的电子显微图像。
图14：示出晶状体的生发区。
图15：图示了调节期间的体积转移。
图16：示出增厚的细胞的滑动假设。
图17：图示了水分离术。
图18：示出白内障手术期间晶状体的分裂面与患者的年龄的关系。
图19：图示了宏观策略。
图20：图示了微观策略。
图21：图示了通过连续激光射击造成的冲击直径的增大。
具体实施方式
本发明提供了用于眼科手术的方法，其中将着色合并到眼科手术程序中。本发明涉及合并有飞秒多重射击(FSMS)激光技术的非侵入性眼科手术。在一个实施方式中，在屈光眼科手术期间采用FSMS激光技术。在另一实施方式中，在角膜基质上使用FSMS激光手术，其中激光射击导致气体微空泡以及角膜基质的密度变化，从而减少胶原纤维之间的连结并增加角膜的可塑性。
在被称为标准的屈光程序中，消融图案是基于Munnerlyn函数(MunnerlynC,KoonsS,MarshallJ.Photorefractivekeratectomy:atechniqueforlaserrefractivesurgery.JCataractRefractSurg1988；14:46-52)，其值是在角膜的每个点处的消融深度。Munnerlyn函数是代表在消融前后的角膜表面的两个球面之差。这两个球的屈光度的差异即为希望矫正的屈光度。Munnerlyn消融图案可以用于近视矫正(减小角膜的屈光度)和用于远视矫正(增大角膜的屈光度)。这样的消融图案还可以通过向Munnerlyn函数中引入对屈光度的子午线依赖性而用于散光矫正。经常使用抛物型方程作为对Munnerlyn函数的近似(JiménezJ,AneraR,JiménezdelBarcoL.Equationforcornealasphericityaftercornealrefractivesurgery.JRefractSurg.2003:65-69；LinJ.Criticalreviewonrefractivesurgicallasers.OpticalEngineering1995；34:668-675)。所述抛物型公式是通过截断Munnerlyn函数的泰勒展开式而获得的。
除了Munnerlyn和抛物型消融图案之外，还提出了其他消融图案，所述其他消融图案由双锥面所定义(SchwiegerlingJ,SnyderR.Customphotorefractivekeratectomyablationsforthecorrectionofsphericalandcylindricalrefractiveerrorandhigher-orderaberration.JournaloftheOpticalSocietyofAmericaA1998；15:2572-2579)或由个体光学像差所定义(personalizedablationpatterns:MannsF,HoA,ParelJ,CulbertsonW.Ablationprofilesforwavefront-guidedcorrectionofmyopiaandprimarysphericalaberration.JCataractRefractSurg2002；28:766-774)。此外，已经提出并进行了使用多焦点算法的消融(OdrichN,GreenbergK,LegertonJ,MunnerlynC,SchimmickJ.Methodandsystemsforlasertreatmentofpresbyopiausingoffsetimaging.U.S.Pat.No.6,663,619；VISXIncorporated,2003)。用双锥面以及顶点曲率半径设计的消融图案以如下方式考虑角膜的非球面度：不仅允许控制屈光度的改变，而且还允许控制消融之后的角膜非球面度(并从而控制球面像差)。角膜非球面度被定义为提供对角膜表面的最佳拟合的圆锥面x2+y2+(1+Q)z2-2zR＝0的非球面度Q，其中R是顶点曲率半径，并且(x,y,z)是笛卡尔坐标。手术前角膜的平均非球面度略为负值(Q＝-0.26)，表明在角膜的中心比在外围更大的曲率。这样的非球面度提供了略为正值的角膜球面像差，其在年轻受试者中往往由晶状体的负球面像差来补偿。无球面像差的角膜将会具有-0.52的非球面度(AtchisonDA,SmithG.OpticsoftheHumanEye.Oxford:Butterworth-Heinemann,2000)。个人化消融图案利用了由飞点准分子激光系统提供的非对称地消除组织的可能性。基于对患者的眼像差图的先前测量，这在理论上允许在角膜上形成图案以使得手术后的眼像差逼近于零。已经针对通过飞点准分子激光系统制造用于矫正患者的眼像差的定制相位板或接触镜而提出了这种类型的算法(ChernyakD,CampbellC.,Systemsforthedesign,manufacture,andtestingofcustomlenseswithknownamountsofhigh-orderaberrations(JOSAA2003:20；2016-2021)。为此，必须将角膜的折射率与所使用的塑料材料的折射率的差异纳入考虑。目前正在开始应用这样的算法：其产生用于在患有老视(丧失聚焦能力，其影响45岁以上的整个人群)的患者中使用的多焦点消融图案。
临床经验表明，PRK和LASIK手术总体上令人满意地消除了患者的常规屈光不正。然而，实验上已经证明，伴随着针对近视的标准LASK屈光手术，球面像差显著增大(在具有22D的患者组中平均接近4倍)(Moreno-BarriusoE,Merayo-LlovesJ,MarcosS等人，Ocularaberrationsbeforeandaftermyopiccornealrefractivesurgery:LASIK-inducedchangesmeasuredwithLaserRayTracing(Invest.Oph.Vis.Sci.2001:42；1396-1403)。这样的增大主要产生在角膜中(MarcosS,BarberoB,LlorenteL,Merayo-LlovesJ.；OpticalresponsetoLASIKformyopiafromtotalandcornealaberrationmeasurements,Invest.Oph.Vis.Sci.2001:42；3349-3356)并产生视觉功能在对比敏感度方面的降低(MarcosS.AberrationsandVisualPerformancefollowingstandardlaservisioncorrection.J.Refract.Surgery2001:17:596-601)，这以夜间晕轮和其他视觉伪影的形式表现出来，有时可能对患者造成非常大的困扰。
光致破裂激光技术可以向晶状体中递送激光脉冲，以在不插入探针的情况下光学地使晶状体破碎，并因此可以提供改进晶状体摘除的潜力。激光诱发光致破裂已被广泛用于激光眼科手术中，并且经常使用Nd:YAG激光器作为激光源，包括经由激光诱发光致破裂进行的晶状体破碎。一些现有系统采用具有几mJ脉冲能量的纳秒激光(E.H.Ryan等人，AmericanJournalofOpthalmology104:382-386,October1987；R.R.Kruger等人，Opthalmology108:2122-2129,2001)以及具有几十mJ脉冲能量的皮秒激光(A.Gwon等人，J.CataractRefractSurg.21,282-286,1995)。这些相对较长的脉冲将相对大量的能量投入到手术点中，因而导致对程序的精度和控制上的很大限制，同时产生不期望结果的相对较高的风险水平。
并行地，在角膜手术的相关领域中认识到，可以通过使用数百飞秒持续时间的脉冲替代纳秒和皮秒脉冲来获得更短的脉冲持续时间和更好的聚焦。飞秒脉冲在每一脉冲中投入少得多的能量，从而显著提高程序的精度和安全性。
目前，若干家公司商业化供应飞秒激光技术用于对角膜进行的眼科程序，诸如LASIK皮瓣和角膜移植。这些公司包括IntralaseCorp./AdvancedMedicalOptics,USA、20/10PerfectVisionOptischeGerateGmbH,Germany、CarlZeissMeditec,Inc.Germany以及ZiemerOphthalmicSystemsAG,Switzerland,Alcon。
然而，这些系统是根据角膜手术的需求而设计的。关键在于，激光聚焦的深度范围通常小于约1mm，即角膜的厚度。因此，对于在眼睛的晶状体上进行手术的巨大挑战，这些设计并不提供解决方案。
眼科手术程序：
–用以治疗近视、散光、远视、老视的针对角膜的屈光手术为a)用切口来产生生物力学改变的Fiodorov方法；b)基于Baraquer方法、Krumeisch方法和Swinguer方法的、在无需激光的情况下利用消融的手术；c)使用由Ruiz和Technolas描述的Intracor的飞秒激光的生物力学方法；d)用于年龄相关老视的KAMRA嵌体。
–使用以下各项进行针对晶状体的手术：a)ICLTM有晶状体植入式人工晶状体；b)IOL复曲面和多焦点人工晶状体植入物，人工晶状体眼；c)使用伴随切口的飞秒激光的生物力学方法。
–巩膜扣带术是晶状体复壮技术之一：a)使用Schachard巩膜手术的带扩张；b)使用准分子激光消融的AlainTelandro巩膜手术。
–结合两种不同技术的混合或活检眼科手术。
本文所提供的方法涉及通过使用在角膜上或晶状体上的飞秒多重射击的概念的屈光手术来提高视觉质量。这项工作对于在角膜或晶状体上进行手术的途径是要分布多个彼此分离的飞秒激光脉冲，其不创造切口，而是通过利用角膜的或者老化的晶状体的解剖结构，用适当间隔开的激光脉冲进行对角膜基质或晶状体纤维的结构改变来起作用。
飞秒激光射击在无任何切口并且不改变晶状体透明度的情况下，在角膜或晶状体的组织上创造出微空泡或微腔。飞秒激光的这些“簇射”冲击生物靶——在本例中为角膜、晶状体或者全部两者，并在无需光消融的情况下改变其生物力学。这种技术相比于提供数百微米精度的使用角膜切口的现有技术，提供了优于一微米的手术精度。
FMSF
I.本文提供了以基于角膜的解剖特征而在角膜上无切口的飞秒激光多重射击(FSMS)为基础的方法。
1.首先：X63nm
人类角膜具有五个层。从前到后，人类角膜的五个层为：
A.角膜上皮：快速生长和易再生的细胞的非常薄的多细胞上皮组织层(非角化复层鳞状上皮)，用泪液保持湿润。角膜上皮的不规则或水肿破坏空气/泪膜界面的平滑度——眼睛的总屈光力的最重要的组成部分，因而降低视敏度。
B.鲍曼层(Bowman’slayer)：保护角膜基质的坚韧层，其包含相似的、不规则排列的胶原纤维，主要是I型胶原原纤维，本质上是一种类型的基质。
C.角膜基质：厚的透明中间层，其包含规则排列的胶原纤维连同稀疏分布的互连角膜细胞，所述角膜细胞是用于一般修复和维护的细胞。它们是平行的，并且像书页一样重叠。角膜基质包含大约200层主要为I型的胶原原纤维。每层为1.5-2.5μm。高达90％的角膜厚度由基质构成。关于角膜中的透明度是如何产生的，存在两种理论：
a)基质中的胶原原纤维的格子状排列。单个原纤维的光散射由来自其他单个原纤维的散射光造成的相消干涉所抵消。(Maurice,1957)图1。
b)为了实现透明，基质中的相邻胶原原纤维的间距必须<200nm。(Goldman和Benedek)
D.德斯密膜(Descemet’smembrane)：薄的高度透明的无细胞层，其充当细胞从中来源的角膜内皮的改性的基膜。这个层主要由刚度小于I型胶原原纤维的IV型原纤维构成。
E.角膜内皮：约5μm厚，具有富含线粒体的细胞。这些细胞负责调控房水区室与角膜基质区室之间的流体和溶质转运。不同于角膜上皮，内皮的细胞不再生。相反，它们伸展以补偿死亡的细胞从而降低内皮的整体细胞密度，并且对流体调控产生影响。如果内皮不再能够维持适当的流体平衡，则将会发生由于过量流体引起的基质肿胀以及随后的透明度丧失，而这可能导致角膜水肿和干扰角膜的透明度并因此有损于所形成的图像。
角膜基质是成层于平行片上的胶原，每个片以不同取向覆盖角膜表面。在飞秒激光的冲击期间，形成需要平衡的微空泡。飞秒激光的一次射击会干扰频率，在胶原结构中可能随不良频率的多重射击而发生同样的干扰。
图2是飞秒激光在角膜基质中的单一和多重射击的表示。
具有32-34nm直径的I型胶原细丝的成层和62nm至64nm的层状胶原结构的周期性是X63nm的基础。通过使用X63nm飞秒激光多重射击，允许形成在3维中彼此分隔开的x乘以63nm的微空泡。以这种方式，每个点将会通过周围射击的作用而得以平衡。角膜基质的密度发生改变，并且使总体结构保持平衡，而且保持角膜的透明度。胶原的每个纤维之间的连结数目的减少增加了可塑性并减小了对IOP的机械阻力。图3表示X63nm的飞秒激光。
冲击对于角膜中随深度的密度变化允许调整眼科治疗的类型。
图4是近视治疗的示例，其中飞秒激光射击以从底部向上的密度分布在角膜基质的表面上而不是其深度上。
图5呈现了远视治疗的示例，其中飞秒激光射击的密度位于表面中心及其外围内。
2.近视的影响以及角膜的角膜曲率测量值的增大：模式M。
一种控制该影响的方式是在视区上创造扩张以增大K值。通过选择各种形状和尺寸的扇区(诸如环形、圆形、三角形或弧形)来进行利用FSMS的治疗。被治疗的表面增大其K值，因此在本例中所述治疗通过使中央角膜变陡而对焦距造成直接影响。这是治疗远视屈光不正的基本方法。
图6呈现了针对远视散光的FSMS射击，并且图7示出针对远视散光的FSMS射击的结构(organisation)。
3.远视影响，伴有角膜的角膜曲率测量值的减小：模式H。
图8描述了如何用FSMS射击来治疗近视屈光不正，其中外环治疗表面的K的增大将会像最初的放射状角膜切开术Fiodoro那样使中央区域减小和变得扁平。在继发于角膜的直径的稳定性的低度近视状况中，相当于角膜缘圆形稳定结构。在继发于角膜的表面的稳定性的高度近视状况中，胶原纤维没有弹性。
图9是对用于治疗近视散光的FSMS的描述。
4.通过创造中央近视岛来使用FSMS治疗老视，以这种方式，可以创造多焦点角膜以生成角膜假性调节。
图10表示通过FSMS创造的中央近视岛。
5.使用FSMS来矫正光学成像和像差。图11描述了由Zernike提出的不同的经典光学像差。FSMS通过在特殊空间上的多重射击来治疗这些像差，所述特殊空间可适应于远视或近视模式。
6.圆锥角膜是眼睛的一种变性病症，其中角膜内的结构变化致使其变薄并改变成比其正常的渐变曲线更加圆锥化的形状。圆锥角膜可能导致视觉的大幅失真，伴随有患者经常报告的多重图像、尾影以及对光敏感。类似于光学像差，可以在模式M(近视)或者模式H(远视)中使用FSMS来矫正角膜不对称。图12图示了模式M和模式H中的飞秒激光多重射击。
II.向晶状体应用飞秒多重射击
晶状体是眼睛中的透明的双凸面结构，其与角膜一起帮助使光折射以聚焦在视网膜上。晶状体通过改变形状而发挥功能，以改变眼睛的焦距，使得其可以聚焦于不同距离处的物体上，从而允许在视网膜上形成感兴趣物体的锐利实像。晶状体的这种调整被称为调节；其类似于照相机经由其镜头移动而进行的聚焦。晶状体的前侧较为扁平。
晶状体结构和功能
晶状体具有三个主要部分：晶状体囊、晶状体上皮和晶状体纤维。晶状体囊形成晶状体的最外层，而晶状体纤维形成晶状体内部的主体。位于晶状体囊与晶状体纤维的最外层之间的晶状体上皮的细胞仅见于晶状体的前侧。
1.晶状体囊
晶状体囊是完全包围晶状体的平滑的、透明的基膜。该囊是弹性的并且由胶原构成。它由晶状体上皮合成，并且其主要组成部分是IV型胶原和硫酸化糖胺聚糖(GAG)。该囊非常有弹性，并因此导致晶状体在不处于小带纤维的张力下时呈现更为球形的形状，所述小带纤维将晶状体囊连接至睫状体。该囊的厚度从2-28微米不等，在赤道附近最厚而在后极附近最薄。晶状体囊可涉及比晶状体的后部更高的前曲率。
2.晶状体上皮
位于晶状体囊与晶状体纤维之间的晶状体前部中的晶状体上皮是单层立方上皮。晶状体上皮的细胞调控晶状体的大部分内环境稳定功能。当离子、营养素和液体从房水进入晶状体时，晶状体的上皮细胞中的Na+/K+ATP酶泵将离子泵出晶状体以维持适当的晶状体摩尔渗透压浓度和体积，其中位于赤道的晶状体上皮细胞对这种流贡献最大。Na+/K+ATP酶的活性保持水和流从极点流过晶状体并流过赤道区。
3.晶状体纤维
晶状体纤维形成晶状体的主体。它们是稳固堆积的、长而薄的透明细胞，其直径通常在4-7微米之间且长度长达12mm。晶状体纤维从后极向前极纵向延伸，并且当水平地切开时，就像洋葱的层那样按同心层排列。如果沿着赤道切开，其看起来像蜂窝。每个纤维的中部位于赤道上。这些紧密堆积的晶状体纤维层被称为薄层。晶状体纤维通过细胞的像“球窝”形式的缝隙连接和趾状突起而连结在一起。图14图示了生发区，其生成相同的细胞，以朝向囊前部或后部拼接一些细胞。
调节和老视
调节是眼睛的屈光度的屈光变化，发生所述调节以允许将近处的物体聚焦在视网膜上。在人类和猴子中，调节能力随着年龄的增长而丧失。这种现象称为老视，是最常见的人类眼疾，并且其病理生理学仍不确定。人类调节幅度的逐渐丧失在生命早期就已开始，并导致到50岁至55岁的年龄时完全丧失调节。老视可通过各种光学手段来矫正，尽管不是一种致盲状况，但其设备成本、生产力以及(近期的)手术干预的损失是相当可观的。在人类中，调节的经典理论提出，睫状肌在收缩期间在眼睛中向前且轴向地移动，从而释放前小带纤维上的张力并允许晶状体变得更呈球形且在轴向上变厚。在解调节期间，睫状肌松弛，从而允许弹性脉络膜向后牵拉睫状肌，增大前小带上的张力以使晶状体变得扁平。已经提出了调节器的每个组成部分的改变来解释老视。猕猴和人类表现出相似的调节机制以及整个生命中的晶状体生长，并且以相似的相对年龄进程产生老视。用以解释远视的病理生理学的理论分为两个主要类别，涉及晶状体或睫状肌的功能障碍。
关于使用激光来使晶状体复壮，已经有许多出版物，其概念是切开晶状体以便使结构松弛。然而，针对老视获得的结果至今仍令人失望。
本发明的方法基于利用X63nm在晶状体的层状结构上的飞秒多重射击激光(FSMS)。
具体而言，由于飞秒激光(FSL)的在10-19秒范围内的超快脉冲及其对于组织破坏的降低的能量需求，从而允许减少对周围组织的非计划破坏，因此其有助于眼部手术。光致破裂主要通过对靶组织的汽化而诱发，这通过以下步骤而发生：聚焦的激光能量增大至生成等离子体的水平；等离子体膨胀并导致冲击波、空化以及气泡形成；并且继而气泡膨胀并瓦解，从而导致组织的分离。
涉及FSMSX63nm的非侵入性治疗的前景可适用于晶状体，用于晶状体复壮和老视。重要的是确认调节的生理学和老视的病理生理学，以便在晶状体复壮中定义最高优先级。晶状体核是最老的，它从胚胎期就已存在；在随着时间而暴露于光的过程中，其会变硬。相比之下，晶状体的外围层不是胚胎期形成的，具有完美的延展性，并且保持其响应于睫状肌的所有能力。重要的是，使激光所寻求的效果针对于晶状体的中央核而不是外围；而实际上，当前的激光技术针对的是外围层而不是核，并且使该中央核与睫状肌更加隔离，这加剧了老视。
使用FSMS对闭合囊进行飞秒-晶状体复壮
保持晶状体的透明度是非侵入性FSMS的首要目标，并且其可由于以下原因而实现：
–晶状体囊的完整性消除了治疗的常规现象；另外，晶状体代谢不涉及DNA和RNA并因此不涉及任何类型的蛋白质；这确保了面对激光“攻击”时的代谢中性。
–在晶状体的细胞和组织结构以及解剖特征的方面，允许作用于衰老的微小变化，同时恢复调节功能。图13示出晶状体的细胞层的电子显微图像。
–通过电子显微术观察到的层中的结构确认了细胞层之间漂移空间的存在。细胞通过其末端接合和连接；在细胞层之间未观察到细胞间接合部。晶状体在睫状肌的作用下的可变形性是这样的解剖结构的结果。图15描述了在调节期间的体积转移，而图16图示了增厚的细胞的滑动假设。
用于使用FSMS进行飞秒-晶状体复壮的方法
1.在白内障阶段之前对晶状体的晶状体复壮：
通过在晶状体的中央部分内的激光冲击的非连接等距轰击来进行冲击的分布以便恢复其延展性——用于恢复其调节能力的必要状态；冲击的频率和密度从晶状体的中心到外围是可变的，并且可以连续多次使用冲击。
2.通过使原纤维的重叠层中的组织结构分裂而进行晶状体分层：
一系列冲击(总是非连接的)生成气体，从而允许根据晶状体的天然结构而分离成同心带与核。所实施的漂移空间的数目可以是可根据年龄而改变的；为了避免囊破裂的风险，晶状体分层使得必需若干次FSMS治疗。
FSMS晶状体复壮消除了所出现的晶状体不透明，因此还是针对白内障的预防性治疗。
使用FSMS技术的调节
Helmholtz的调节理论已于随后被Glasser和Kaufman的工作所确认。
在调节期间，睫状肌的收缩导致其直径减小，如同括约肌一样。这样的移动使小带松弛并因此使在晶状体囊的赤道中向其施加的张力松弛；这产生了晶状体的赤道直径的减小，并且同时根据矢状中心而产生前后增厚。晶状体的内部结构包含结构如同扁平条带的细胞层。为了使晶状体变得更呈球形，将一定体积的细胞从赤道移向极点是必要的。
在白内障手术期间，通过BSS射流进行的水分离术确认了所述带之间不存在连接；接合部中的这样的缝隙允许细胞层的滑动；通过改变细胞的厚度和缩短细胞从而保持恒定体积，使这样的移动成为可能；只有在这种情况下，赤道体积才可以朝向极点迁移并且反之亦然。通过在白内障手术期间观察分裂面，很容易观察到它们对于晶状体分裂面的等价形式，根据深度而更小；平行于表面并且没有障碍物，特别是具有与细胞接合解剖水平一样的水平；在晶状体变得过于老化之前，即使在晶状体的中央核内，在两个不同的平面之间也不存在连接。事实上，在白内障手术期间，根据白内障的阶段，水分离术期间的分裂面离中心越来越远并且更加朝向外围。图17描述了水分离术的过程，而图18示出白内障患者的年龄与治疗区之间的关系。
晶状体的硬化伴随着从中央朝向外围的细胞层粘连；该现象同时也是老视增加的原因。
技术
FSMS拥有OCT，该OCT精确地描述了晶状体的形态及其在干预期间的解剖位置。在通过睫状肌麻痹进行的调节的中和作用期间，晶状体在空间中的体积和形状是恒定的；这样的形态是精确界定的，伴随着激光的每次冲击释放一定体积的气体以产生一系列分裂。
FSMS的宏观策略
FSMS的宏观策略包括从主平面(例如，根据平行于后囊的凹面，为后囊前方50微米处)开始，朝向晶状体的中央核的一系列等距分裂面。所述分裂距晶状体的中央核的距离将会根据患者的年龄而变化。该程序将会重复，但这次是根据与前段侧之中的囊平行并且与治疗的第一阶段中所处理的分裂面等距的凸起形态而朝向表面；结果是创造出在赤道处相遇的虚拟空间，图19。实际上，当所有的晶状体细胞具有相同的年龄时，不管它们是位于前段还是后段，其厚度是相同的。这允许从晶状体囊获得等距分裂，图1。
FSMS的微观策略
激光射击的策略性冲击实现所述分裂。根据该策略来分布冲击：图20。
1.第一冲击在所考虑的表面的中心内产生第一气泡；该气泡的直径是与所选激光冲击的能量水平直接相关的。
2.同心圆中的一系列的3至5个冲击产生第二代气泡。第一冲击与随后的冲击系列之间的距离对应于第一和第二代气泡的所有一半气泡的直径。
3.FSMS能量增加的第三冲击圈允许使气泡扩大，从而减少分裂面的数目同时增大所述面的宽度。
4.该策略类似于射箭，其中箭头冲击从原始冲击起一个接一个地落在直径越来越大的螺旋上，图21。
5.与角膜或基质(其中胶原层是连结的)相反，在晶状体中，所创造出的空间在解剖学上对应于预先存在的滑动表面。FSMS的这种策略完全不同于Lasik或角膜瓣。
晶状体核上的FSMS
在白内障的晚期(因此老化)，用于调节的分裂方法不再现实。在这种情况下，直接的飞秒多重射击是X63nm的等效策略，以使老化的结构软化。
结合角膜基质中的X63nmFSMS以及晶状体内FSMS的技术，FSMS是非侵入性屈光手术的解决方案。

Claims (26)

1.一种非侵入性眼科手术的方法，包括：
将激光冲击的非连接等距轰击引导至眼睛；其中所述冲击是通过飞秒多重射击(FSMS)激光技术而生成的。
2.根据权利要求1所述的方法，包括通过FSMS激光冲击进行的屈光手术。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述FSMS激光冲击促进屈光眼科角膜手术的操作。
4.一种非侵入性眼科手术的方法，包括：
通过飞秒多重射击(FSMS)激光在角膜基质结构上生成冲击，从而形成微空泡并改变角膜基质的密度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述FSMS激光冲击减少胶原纤维之间的连结。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述FSMS激光冲击增大所述角膜基质的可塑性，同时减小对眼内压的机械阻力。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述FSMS激光技术是X63nm，其中形成x乘以63nm的微空泡。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述FSMS激光冲击利用对角膜深度的不同的密度冲击来促进治疗角膜像差。
9.根据权利要求7所述的方法，包括从角膜基质的底部向上定向所述FSMS激光冲击以治疗近视。
10.根据权利要求7所述的方法，其中表面中心上到其外围的所述FSMS激光冲击促进治疗远视。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述FSMS激光冲击在视区上创造扩张以治疗远视散光。
12.根据权利要求7所述的方法，其中外部环面上的所述FSMS激光冲击促进治疗近视散光。
13.根据权利要求7所述的方法，其中所述FSMS激光冲击创造用于治疗老视的中央近视岛。
14.根据权利要求7所述的方法，其中模式M近视中的所述FSMS激光冲击促进治疗圆锥角膜。
15.根据权利要求7所述的方法，其中模式H远视中的所述FSMS激光冲击促进治疗圆锥角膜。
16.一种非侵入性晶状体手术的方法，包括：
在晶状体的细胞层之间的漂移空间上引导FSMSX63nm的激光冲击。
17.根据权利要求16所述的方法，其中进行引导FSMS激光治疗而不切开晶状体。
18.根据权利要求16所述的方法，其中进行引导FSMS激光治疗而不切开晶状体囊。
19.根据权利要求16所述的方法，其中晶状体的中央部分中的FSMS非连接等距激光冲击提供晶状体复壮。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述FSMS激光冲击从中心到外围具有不同的密度。
21.根据权利要求16所述的方法，其中用于晶状体分层的所述FSMS激光冲击促进使原纤维的重叠层中的组织结构分裂。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述FSMS激光非连接冲击使晶状体分离成同心带。
23.一种用于通过宏观策略进行调节的非侵入性FSMS激光X63nm的方法，包括：
在一系列等距分裂面上引导FSMS激光冲击朝向与后侧的囊平行的凹面上的晶状体中央核；在一系列等距分裂面上从前侧朝向所述中央核重新引导使用激光冲击的程序。
24.一种用于通过微观策略进行调节的非侵入性FSMS激光X63nm的方法，包括：
首先激光的冲击创造出具有与激光冲击的能量水平成比例的直径的微空泡；随后同心圆中的3至5个冲击的系列产生第二代气泡，接着产生第三冲击圈并且增加所述FSMS激光的能量；导致所述气泡变宽并且减少分裂面的数目。
25.一种用于无需分裂面来进行调节的FSMS激光X63nm的方法，包括：
在晶状体核上直接引导FSMS激光冲击，以使晶状体的老化的结构软化。
26.根据权利要求23、24或25所述的方法，其中用于调节的所述FSMS激光促进治疗老视。
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