CN106667658A - 用于眼睛外科手术的激光系统和接口设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于眼睛外科手术的激光系统和接口设备。该系统包括：眼睛外科手术激光装置，具有：用于提供脉冲聚焦激光辐射的光学组件，该脉冲聚焦激光辐射具有与人眼睛组织中的光致破裂的产生相匹配的辐射性质，以及用于激光辐射的辐射聚焦的位置控制的控制单元，被设计用于执行代表多种类型的切口形状的多个控制程序；以及一组接口设备，每个接口设备包括：激光辐射能够透过的接触主体，具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面，以及耦合部分，该耦合部分用于将接口设备可拆卸地耦合在激光装置的对耦合部分上，该一组接口设备中的各接口设备由于对激光装置提供的激光辐射的不同光学效应而不同。

Description

用于眼睛外科手术的激光系统和接口设备

本申请是中国专利申请号为201180075420.0、申请日为2011年10月10日的PCT申请PCT/EP2011/005062的、名称为“用于眼睛外科手术的系统、接口设备、接口设备的应用以及方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

总体来说，本发明涉及对人眼睛的激光外科手术治疗。更具体地，本发明涉及在一种或相同的眼睛外科手术激光装置的辅助下，对人眼睛的治疗的各种形式的应用。

背景技术

一段时间以来，聚焦脉冲辐射用于在人眼睛的角膜组织或其它组织部位中产生切口的目的成为人类眼科中的深入研究的课题。提供这种类型的激光辐射产生切口的功能的仪器也已被投放市场。通常在该方面，具有飞秒范围内的脉冲宽度的超短脉冲激光辐射开始投入使用。然而，本发明并不局限于此，本发明同样还涵盖能够利用具有更短多更长的脉冲宽度的激光辐射，在角膜炎组织中产生切口，例如，脉冲宽度在阿秒范围内，或在1位、2位或3位数字皮秒范围内。

借助脉冲激光辐射产生切口的过程中使用的物理效应被称为激光引发的光穿透，其导致了所谓的光致破裂，该光致破裂的级别被大致限制至辐射的腰点处的辐射聚焦的程度。由于并列了大量的这种光致破裂，在眼组织中产生不同且相对复杂的切口形状。

借助脉冲激光辐射来产生切口的示例性应用被称为LASIK(激光原位角膜磨镶术)。在其通常被分类到屈光手术的该外科手术过程中，也就是说，旨在消除或至少改进眼睛的有缺陷的成像特性的手术中-首先是横向切开人类角膜(从斜躺的病人的角度来看)，从而产生能够折叠到一边的小盖子(在专业领域中通常称为皮片(flap))。在皮片被折叠起来之后，在角膜的基质被暴露，在该情况下，借助激光辐射(例如，波长为193nm的激态辐射)实现了所谓的切除术，也即，根据预先为病人计算合适的切削轮廓检查间质组织。此后，小盖(皮片)向后折叠，在该点处进行相对无痛且迅速的愈合过程。在该干预之后，角膜具有不同的成像特性，在该方面，先前视力障碍的基本上完全消除得以以最好的情况实现。

作为现有“经典的”的程序(机械微型角膜刀)的替代，皮片的切割也可以使用激光技术来实现。该技术的现有概念通常提供为：通过邻接能透过激光辐射的接触元件的平面抵接面，而使角膜的前表面扁平(平整)，然后皮片通过位于产生恒定深度底层切口(bedincision)以及从底层切口延伸直至角膜的表面的横切口而形成。角膜的平整允许底层切口成为二维切口，这样，仅需要控制垂直于辐射的传播方向的平面(在传统表示法中指定为x-y平面)内的辐射聚焦的位置，而无需控制沿激光辐射的传播方向(根据传统表示法，此方向被指定为z-方向)的辐射聚焦的位置。例如，如本申请人的EP 1837696中描述了在液体透镜的辅助下，能够实现对沿z-方向的辐射聚焦的位置的控制。在这方面，可参考上述专利申请，并且该申请的内容并入本申请。总之，本申请人的EP 2111831和WO2010/142311中描述了对辐射聚焦位置的控制，这两个专利的内容并入到本申请中。

另一种形式的操作为激光辅助的透镜状角膜切除术，其中，借助脉冲激光辐射在角膜中产生切口。在该情况下，在角膜的基质中，其中，例如组织量具有小圆盘的形状，通过辅助切口能够从眼睛中切除而被自由切断。根据适应症(例如近视、远视)，待移除的透镜体可具有不同的形状。为了自由切割透镜体的目的，该过程迄今为止通常这样进行：首先在角膜中形成界定透镜体的下侧(透镜体的后侧)的下部切口表面，以及界定透镜体的上侧(透镜体的前侧)的上部切口表面，这两个切口的表面经常为三维的，其均需要辐射聚焦的z-方向控制。

为在角膜中的辐射聚焦的x-y-调节，可利用足够快的扫描仪，例如，利用电流控制的扫描镜来进行操作。另一方面，与检流镜的扫描仪的相比，可用的z-扫描仪(也就是说，扫描仪能够是聚焦沿z-方向移位)–通常是相对缓慢的。此外，利用可用的z-扫描仪只能覆盖有限的z范围。

相比之下，在以LASIK为基础以及以透镜状角膜切除术为基础的前述眼屈光手术中，在角膜中产生切口，在白内障手术的情况下，切口在人眼的晶状体上实施。然而，在z-扫描器的辅助下，仅借助于激光装置的激光束的激光聚焦的z-移位，不能使聚焦以足够良好的质量到达眼内更深的位置，从而使得晶状体(在眼内的更深的位置)中的切割与在角膜上的切割具有相同的质量。

因此，本发明的目的是提供一种具有眼睛外科手术激光装置的激光系统，该激光装置，以及用于该眼睛外科手术激光装置的一组接口设备，借助接口设备，可以在相同的眼睛外科手术激光装置下实施多种类型的治疗。此外，本发明的目的是提供在该眼睛外科手术激光装置的辅助下，进行各种形式的治疗的激光外科手术眼睛治疗的合适的方法。

发明内容

这个目的是通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中示出了有利的实施例。

在下文中，尽管术语“接口设备”、“接口单元”、“患者接口”、“患者适配器”和“眼睛接口”交替使用，当应被理解为同义。

根据本发明的第一方面，根据本发明的用于眼睛外科手术的激光系统包括：眼睛外科手术激光装置和一组接口设备(患者/眼睛接口)。眼睛外科激光装置包括：用于提供脉冲聚焦激光辐射的光学组件，所述脉冲聚焦激光辐射具有与人眼睛组织中的光致破裂的产生相匹配的辐射性质；以及用于所述激光辐射的辐射聚焦(radiation focus)的位置控制的控制单元。所述控制单元被设计用于执行代表多种类型的切口形状的多个控制程序。所述一组接口设备中的每个接口设备包括：所述激光辐射能够透过的接触主体，所述接触主体具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面；以及耦合部分，所述耦合部分用于将所述接口设备(患者接口)可拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分(counter-coupling portion)上；该组的各接口设备由于对所述激光装置中提供的所述激光辐射(例如对从激光装置发出的激光辐射)的不同的光学效应而不同。

可能的是，该接口装置的至少一个子组由于对辐射聚焦相对于抵接面的位置的不同影响而不同。

例如，不同的光学效果可包括这样的事实：根据一个接口设备对于对耦合部分的耦合，在同一激光装置的情况下，激光辐射的焦点相对于抵接面可能被定位在眼睛中的不同位置处(即在不同的聚焦位置处)。例如，根据耦合的接口设备，聚焦位置(焦点的位置)可能被位于在眼睛的角膜中、眼睛的晶状体中或眼睛上或内的不同点处，例如眼睛的虹膜角膜角中。例如，在第一接口设备的耦合在250μm和350μm之间，尤其在280μm和320μm之间且优选在300μm处的情况下，能够设想到聚焦位置(即，焦点相对于抵接面沿z-方向被定位眼睛中有多深)。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工角膜的目的的操作应用。同样，例如，在第二接口设备的耦合在4mm和6mm，尤其在4.5mm和5.5mm且优选在5mm处的情况下，能够设想到聚焦位置在接口设备的接触透镜的下方。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工晶状体的目的的操作应用。

不同的光学效果可进一步包括这样的事实：根据耦合的接口设备，z-方向中的不同范围的调整(即，不同范围深度的聚焦)是可能的，或者根据统一激光装置设置z-方向中的不同范围的调整。例如，根据耦合的接口设备，聚焦的深度范围(即，z-方向上的焦点的调整范围)可以被匹配，或者可以被匹配到眼睛的角膜的机械加工，或匹配到眼睛的晶状体或眼睛上或在眼睛内的其他点上。例如，在第一接口设备的耦合在1mm和1.4mm之间，尤其在1.1mm和1.3mm之间且优选在1.2mm处的情况下，能够设想到聚焦的深度范围(即，在z-扫描仪的辅助下，焦点沿同一激光装置的z-方向能够多远地调节焦点)。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工角膜的目的的操作应用。同样，在第二接口设备的耦合在8mm和16mm之间，尤其在10mm和14mm之间且优选在12mm处的情况下，能够设想到聚焦的深度范围。尤其如此可以想到的是聚焦。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工晶状体的目的的操作应用。例如通过z-扫描仪和患者接口可设定用于各个应用所需的聚焦的深度的值。

不同的光学效果可进一步包括这样的事实：根据耦合的接口设备，在同一激光装置中获得不同的光斑直径的焦点。例如，根据耦合的接口设备，焦点的光斑直径可被匹配到眼睛的角膜、眼睛的晶状体或眼睛上或中的其他点的机械加工。例如，在第一接口设备的耦合在1μm和6μm之间，尤其在2μm和5μm之间，优选地在3μm和5μm之间的情况下，能够设想到光斑直径。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工角膜的目的的操作应用。同样，在第二接口设备的耦合在3μm和14μm之间，尤其在4μm和12μm之间，优选地在5μm和10μm之间的情况下，能够设想到光斑直径。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工晶状体的目的的操作应用。

不同的光学效果可进一步包括这样的事实：根据耦合的接口设备，在同一激光装置中获得不同的扫描场直径(即，能够被在x-y方向/平面中的激光光束照射的区域的不同直径)。例如，根据耦合的接口设备，扫描场直径可被匹配到眼睛的角膜、眼睛的晶状体或眼睛上或中的其他点的机械加工。例如，在第一接口设备的耦合在9mm和15mm之间，尤其在11mm和13mm之间，优选12mm的情况下，能够设想到扫描场直径。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工角膜的目的的操作应用。同样，在第二接口设备的耦合在5mm和9mm之间，尤其在6mm和8mm之间，优选地7mm的情况下，能够设想到扫描场直径。这种接口设备将适合于在眼外科手术的激光装置的辅助下机械加工晶状体的目的的操作应用。

优选地，在激光装置中提供的激光辐射的不同的光学效应具有这样的结果：在眼睛内的机械加工区域中存在小且至少几乎同样大的(均匀的)聚焦。具体地，这导致了在低脉冲能量的激光辐射中和/或在患者的微小载荷中良好的合适的聚焦。

此外，接口设备中至少一个子组可由于至少一个光学边界表面的不同形状/位置而不同。例如，光学边界表面可以是，例如，在相对应的接口设备中存在的接触透镜的一个面，其通常提供与眼睛的抵接。还可能的是，除了接触透镜之外，在接触设备中存在的光学辅助元件的面来构成光学边界表面。因此，还可设想的是，该接口设备的至少一个子组由于光学元件的不同数目而不同。例如，这些光学元件可以包括接触透镜，该接触透镜用于抵靠眼睛或光学辅助元件，例如透镜(折射光学元件)或衍射光学元件。

所述接口设备中的至少一个可以包括压平锥(applanation cone)，所述压平锥被设计用于耦合至眼睛且耦合至所述激光装置的聚焦光学器件。但是，几个、大量的或所有的接口设备可以包括这样类型的压平锥。

激光装置还可进一步包括自适应性光学元件，所述自适应性光学元件沿所述激光辐射传播的方向被布置在所述激光装置的聚焦光学器件的上游。所述自适应性光学元件可以包括自适应性反射镜或光透射自适应性系统。在该情况下，所述自适应性光学元件可提供一种用于可能增加的波前像差的补偿。例如，如果激光系统被用于不同的应用，这种增加可能会发生。具体地，在需要扩大范围的深度的聚焦必须在晶状体的切割期间进行校正。

所述接口设备的至少一个可包括编码/代码，所述编码/代码使激光装置能够根据所述编码/代码执行控制单元中的控制程序。例如，激光装置可优选自动地识别所述编码/代码并且调用所述控制单元中的相关联的控制程序(分配给上述编码/代码)。

根据本发明的第二方面，一组接口设备可用于眼睛外科手术激光装置，例如，用于在各个眼内应用的每个实例的接口设备(病人接口)。每个接口设备包括激光装置的激光辐射能够透过的接触主体，所述接触主体具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面；以及耦合部分，所述耦合部分用于将所述接口设备可拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分。接口设备：(i)由于对所述激光辐射的辐射聚焦相对于所述抵接面的位置的不同影响而不同，和/或(ii)所述接口设备由于至少一个光学边界表面的不同形状和/或位置而不同，和/或(iii)所述接口设备由于光学元件的不同数目而不同，导致在激光装置中得到不同光学效应的激光辐射(例如，导致不同聚焦的光束、偏转的光束和/或分裂的光束)。具体地，根据哪个接口设备与激光装置相连接，借助于接口设备能够覆盖x-y-方向和/或z-方向中的不同的机械加工区域(例如，聚焦的深度范围)。

接口设备中的至少一个或一个子组可包括平面形接触透镜。在这种平面形接触透镜的情况下，适用于抵靠眼睛的面采用平面抵接面的形式，与所述抵接面相反定位的面(背向眼睛的面)被设计为与所述抵接面形成面平行。接口设备的至少一个可以包括光学辅助元件。例如，该光学辅助元件可存在于所述接口设备中或与存在于具有平面形接触透镜的接口设备中。例如，光学辅助元件可以以这样的方式被设置在接口设备中：背向所述接触透镜的面被成形为外凸或平面形形式，朝向所述接触透镜的面被内凹地成形。然而，也可想到的是，其他设计的光学辅助元件。不考虑光学辅助元件的精确形状，朝向接触透镜的面和/或背向接触透镜的光学辅助元件的面可形成为光学自由曲面。

接口设备的至少一个或一个子组包括双凹接触透镜。在这种类型的双凹接触透镜的情况下，内凹抵接面被提供用于抵靠眼睛，与抵接面相反定位的面内凹地形成。此外或替代地，接口设备的至少一个可以包括凹凸接触透镜或平凹接触透镜。在凹凸接触透镜的情况下，凹抵接面被提供用于抵靠眼睛，与抵接面相反定位的面被外凸地成形。在平凹接触透镜的情况下，内凹抵接面被提供用于抵靠眼睛，与抵接面相反定位的面被成形为平面形形式。不考虑接触透镜的精确配置，抵接面和/或与抵接面相反定位的面可以采取具有折射效应或衍射效应的光学自由曲面的形式。

根据本发明的第三方面，提供一组接口设备的应用，所述应用包括所述接口设备中的一个在每种情况下在眼睛外科手术激光装置中的可变操作应用(variableoperational application)。激光装置包括：用于获得脉冲聚焦激光辐射的光学组件，所述脉冲聚焦激光辐射具有与人眼睛组织中的光致破裂的产生相匹配的辐射性质；以及用于所述激光辐射的辐射聚焦的位置控制的控制单元。所述控制单元被设计用于执行代表多种类型的切口形状的多个控制程序，每个接口设备包括所述激光辐射能够透过的接触主体，所述接触主体具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面；以及耦合部分，所述耦合部分用于将所述接口设备可拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分上。该组的各接口设备由于对所述激光辐射中提供的所述激光辐射(例如对从激光装置发出的激光辐射)的不同光学效应而不同；并且该应用包括所述一组接口设备中的各个接口设备根据在给定情况下的待执行控制程序的可操作应用。

该接口设备的至少一个子组可能由于对辐射聚焦相对于抵接面的位置的不同影响而不同。此外，该接口设备中的至少一个子组可能由于光学边界表面的不同形状和/或不同位置而不同。还可设想到的是，该接口装置的至少一个子组由于光学元件的不同数目而不同。

在更换接口设备的情况下，激光装置的聚焦光学器件的聚焦设定可以保持不变。因此，由于用于各个应用的接口设备的更换和聚焦设定保持不变而在同一激光装置中实现了激光装置中的不同的光学效应。

在更换接口设备的情况下，控制单元可以以这样的方式控制激光装置：自适应性光学元件或光透射自适应性系统被引入或被驱动至所述激光辐射的光束路径中。为此目的，接口设备可能存在相应的编码/代码，在此基础上，进行接口设备的识别。随后，根据上述识别，相关联的自适应性元件或系统(分配给上述编码/代码)可被引入，例如可被自动地引入至光束路径中。所述自适应性光学元件或光投射自适应性系统也沿着激光辐射传播的方向被引入至激光装置的聚焦光学器件的上游。

根据本发明的第四方面，提供一种用于激光外科手术眼睛治疗的方法，其中，具有与人眼睛组织的光致破裂的产生相匹配的辐射性质的脉冲聚焦激光辐射借助激光装置而被提供，并且借助控制单元来控制激光辐射的辐射聚焦的位置；其中，在第一治疗类型的情况中，代表第一类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元而被执行，从而与所述第一治疗类型相匹配的第一接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第一接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合到所述激光装置的对耦合部分上；其中，在第二治疗类型的情况中，代表不同于所述第一类型的切口形状的第二类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元而被执行，从而与所述第二治疗类型相匹配的第二接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第二接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合到所述激光装置的对耦合部分上。

例如，前述接口设备中的编码/代码可用来确保相关联的控制程序被自动识别、设置和执行。

在第一次治疗类型可包括借助所述激光辐射对眼睛的角膜的治疗。第二治疗类型包括借助所述激光辐射对眼睛的晶状体的治疗。

在一个替代实施例中，可以想到的是，第二治疗类型包括借助激光发射，对于虹膜、视网膜、玻璃体或虹膜角膜角的区域(例如，用于治疗青光眼的目的)的治疗。

在第三治疗类型的情况下，代表不同于所述第一类型的切口形状和/或第二类型的切口形状的第三类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元可被执行，从而与所述第三治疗类型相匹配的第三接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第三接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分上，并且所述第三治疗类型可包括借助所述激光辐射对眼睛的虹膜的治疗。

在第四治疗类型的情况中，代表不同于所述第一类型的切口形状、第二类型的切口形状和/或第三类型的切口形状的第四类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元可被执行，从而与所述第四治疗类型相匹配的第四接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第四接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合到所述激光装置的对耦合部分上，并且所述第四治疗类型可包括借助所述激光辐射对眼睛的虹膜角膜角的青光眼治疗。

在第五治疗类型的情况中，代表不同于所述第一类型的切口形状、第二类型的切口形状、第三类型的切口形状和/或第四类型的切口形状的第五类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元可被执行，从而与所述第五治疗类型相匹配的第五接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第五接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合到所述激光装置的对耦合部分上，并且所述第五治疗类型可包括借助所述激光辐射对眼睛的玻璃体的治疗。

在第六治疗类型的情况中，代表不同于所述第一类型的切口形状、第二类型的切口形状、第三类型的切口形状、第四类型的切口形状和/或第五类型的切口形状的第六类型的切口形状的至少一个控制程序的序列借助所述控制单元可被执行，从而与所述第六治疗类型相匹配的第六接口设备被放置在所述激光辐射能够透过的接触主体之上，所述接触主体具有抵靠待治疗的眼睛的抵接面，并且第六接口设备经由耦合部分可拆卸地耦合到所述激光装置的对耦合部分上，并且所述第六治疗类型可包括借助所述激光辐射对眼睛的视网膜的治疗。

附图说明

以下，基于示意性附图将进一步阐述本发明。其中：

图1为根据一个实施例的用于眼睛外科手术治疗的激光设备的元件的示意性框图；

图2a为用于机械加工人眼睛的角膜的激光光束的光束路径的示意图；

图2b为用于机械加工人眼睛的晶状体的激光光束的光束路径的示意图；

图2c为用于机械加工人眼睛的虹膜的激光光束的光束路径的示意图；

图2d为用于机械加工人眼睛的虹膜角膜角的激光光束的光束路径的示意图；

图2e为用于机械加工人眼睛的玻璃体的激光光束的光束路径的示意图；

图2f为用于机械加工人眼睛的视网膜的激光光束的光束路径的示意图；

图3为用于图2b的晶状体的激光光束的光束路径的另一示意图；

图4a为用于根据图1的激光设备中的第一接口设备的示意图；

图4b为用于根据图1的激光设备中的第二接口设备的示意图；

图4c为用于根据图1的激光设备中的第三接口设备的示意图；

图4d为用于根据图1的激光设备中的第四接口设备的示意图；

图4e为用于根据图1的激光设备中的第五接口设备的示意图；以及

图4f为用于根据图1的激光设备中的第六接口设备的示意图。

具体实施方式

在图1中示出的激光设备(在其中大致由10表示)包括激光源12，其用于提供脉冲激光光束14，在该情况下，其中，辐射脉冲的脉冲宽度适用于激光光束14在待治疗的患者的眼睛16的角膜组织中产生切口的目的。例如，激光光束14的辐射脉冲的脉冲宽度在纳秒，皮秒，飞秒或阿秒范围内。由激光源12获得的激光光束14具有在提出的应用中所需的脉冲重复速率，即，从激光装置10发射并引导到眼睛16的辐射脉冲的重复速率对应于在激光源12的输出处获得到辐射脉冲的重复速率；除非在根据预定的眼睛16的机械加工轮廓的方式中，借助布置在激光光束14的辐射路径中的光学开关18而封锁部分数量的从激光源12发射的辐射脉冲。这种被封锁的辐射脉冲相应地不到达眼睛16。

在未详细示出但公知的方式中，例如激光源12可包括：激光振荡器(例如固态激光振荡器)；前置放大器，该前置放大器增加了振荡器发射的激光脉冲的脉冲功率，并同时在时间上伸展它们；随后的脉冲选择器，该脉冲选择器从振荡器的预放大的激光脉冲中选择个别的激光脉冲，以在这种方式下使重复速率降低到所希望的程度；功率放大器，该功率放大器放大所选择的同时在时间上拉长的脉冲至应用中所述的脉冲能量；以及脉冲压缩器，该脉冲压缩器在时间上将从功率放大器输出的脉冲压缩酯应用所需的的脉冲宽度。

也可被设计为脉冲调制器的光学开关18例如可采用取一个声-光调制器或电-光调制器的形式。通常，光学开关18可包括能够快速阻碍个别的激光脉冲的任意的旋光元件。光学开关18例如可包括用20示意性表示的光束阱(beam trap)，其用于吸收待阻碍的辐射脉冲，这部分辐射脉冲不会到达眼睛16。光学开关18能够使待阻碍的辐射脉冲从激光光束14的辐射脉冲的正常光束路径处偏转，并且将其引导到光束阱20上。

在激光光束14的光束路径中，布置有另外的光学组件，在示出的示例性的情况下，该光学组件包括：z-扫描仪22；x-y扫描仪24；以及聚焦物镜26。聚焦物镜26用于使激光光束14聚焦在眼睛16上或眼睛16内的所需的机械加工位置，尤其是眼睛的角膜中的位置。z-扫描仪22用于纵向控制激光光束14的焦点的位置；另一方面，x-y扫描仪24用于横向控制焦点的位置。在该方面，“纵向”是指激光光束14的传播方向；其在常规书写法中表示为z-方向。另一方面，“横向”是指垂直于激光光束14的传播的方向；其在常规书写法中表示为x-y平面。为了说明的目的，图1中示出了代表眼睛16的区域中x-y-z方向的坐标系。

为了激光光束14的横向偏转的目的，x-y扫描仪24例如可包括电流控制的驱动扫描反射镜，其能够绕相互垂直的轴倾斜。另一方面，在z-扫描仪22例如可包括纵向可调的透镜或可变折光力的透镜或可变形的反射镜，利用该扫描仪22，能够影响激光光束14的发散，并且因此影响光束聚焦的z-位置。例如，这种可调节的透镜或反射镜可被包括在光束放大器(未详细示出)中，并且其放大了从激光源12发射的激光光束14。光束放大器例如可被配置为伽利略望远镜。

优选地，聚焦物镜26为f-3物镜，且优选地在其光束-出口侧被可拆卸地耦合至患者适配器28a，其中，患者适配器28a构成用于眼睛16的角膜的抵接接口。为此，患者适配器28a包括激光辐射能够透过的接触元件30a，在其面向眼睛的下侧面上包括用于眼睛16的角膜的抵接面32a。在示出的示例性情况中，该抵接面32a以平面表面的形式来实现，并且用于通过用合适的压力来使接触元件30a按压至眼睛16来使角膜压平，或者通过负压来其角膜16a被吸入到抵接面32a。接触元件30a(其在平面平行设计的情况中通常被指定为扁平板)被安装到成圆锥扩大的载体套筒34a的较窄的端部。接触元件30a和载体套筒34a之间的连接可以是永久性的，例如借助于粘附粘接，或者接触元件30a和载体套筒34a之间的连接可以是可拆卸的，例如借助于螺旋耦合。此外，能够设想到的是，利用具有载体套筒34a以及接触元件30a的功能的光学注塑成型的部件。在未详细示出的方式中，载体套筒34a在其较宽的套筒端部(图中的上端)具有用于耦合至聚焦物质26的合适的耦合结构。

将理解的是，光学开关18、z-扫描仪22、x-y扫描仪24和聚焦物镜26的顺序并不一定如图1所示。例如，光学开关18可以容易地被布置在z扫描仪22的光束路径的下游。就该点而言，图1中示出这些组件的顺序不应当被理解为限制性的。

通过控制计算机36控制激光源12、光学开关18及两个扫描仪22、24(如果需要，这两个扫描仪也在一个结构单元中被组合)，该控制计算机36根据存储器38中存储的控制程序40来运行。控制程序40包含通过控制计算机36来执行的指令(程序代码)，该指令在透镜状角膜切除术或角膜移植术中的范围内得到待移除的角膜组织体积，这样的控制包括将激光光束14的光束聚焦的位置控制在抵靠接触元件30a的眼睛16的角膜中、晶状体中或其他位置处；以及例如在机械加工角膜的过程中，产生完全与周围角膜组织分离的切口形状。如果需要，该切口形状可以额外导致该组织体积分割成多个彼此隔离的体积片段。

此外，采用反射镜42的示例性方式的自适应性光学元件或自适应性光学系统能够被引入到聚焦物镜26上游的激光光束14的辐射路径中。该反射镜42可被设计为可变形的反射镜。此外，可提供用于代替反射镜42的另一自适应性光学元件或光投射自适应性系统。如果对眼睛16的晶状体进行机械加工以减少波前像差，反射镜42优选地被引入至激光光束14的辐射路径中。在机械加工眼睛16的角膜的过程中，反射镜42可被放置在一个零点位置(静止位置)，其中使用图1中用虚线所示的辐射路径，在该路径中，激光光束14并不穿过反射镜42(反射镜42不影响激光光束14)。可以由控制计算机36来实现对辐射路径(例如，无论反射镜42是否被引入到辐射路径中)的控制。在替代实施例中，反射镜保持在光束路径中，从而根据应用程序，经由应用程序的启动来实现驱动。

在图1示出的激光设备10的情况下，患者适配器(接口单元)28a被耦合在示例性方式的聚焦物镜26中。因此，图1中的眼睛16被抵靠在附属于患者适配器28a的接触元件30a的平的抵接面32a。图4a中更详细地示出了该患者适配器28a。图4b至图4e示出的患者适配器28b至28e与图4a的患者适配器28a联结起来形成一组患者适配器，所有这些适配器优选地能够与同一聚焦物镜26耦合。将参照图4b至图4e，更详细地描述另外的患者适配器28b至28e。然而，首先，通常被证实的是，不同的患者适配器对激光设备10的光学效应具有什么样的影响。

在图2a到图2f中，示出了六种不同类型的患者适配器28u、28v、28w、28x、28y、28z。患者适配器28u包括接触透镜30u，该接触透镜30u具有用于抵靠眼睛16的抵接面32u，并且能够在激光光束14的辅助下进行眼睛16的角膜16a的机械加工。另一方面，患者适配器28v包括接触透镜30v，该接触透镜30v具有用于抵靠眼睛16的抵接面32v，并且能够在不改变激光设备10的设定的情况下进行眼睛16的角膜16b的机械加工。因此，利用相同的激光设备10(例如，利用具有相同设置的激光设备)，能够得到激光设备10的光学效应的改变。此外，患者适配器28w能够在激光光束14的辅助下进行眼睛16的虹膜16c的机械加工；患者适配器28x能够在激光光束14的辅助下进行眼睛16的虹膜角膜角16e的机械加工；患者适配器28y能够在激光光束14的辅助下进行眼睛16的玻璃体e的机械加工；患者适配器28z能够在激光光束14的辅助下进行眼睛16的视网膜16f的机械加工。患者适配器28w包括接触透镜30w，该接触透镜30w具有用于抵靠眼睛16的抵接面32w；患者适配器28x包括接触透镜30x，该接触透镜30x具有用于抵靠眼睛16的抵接面32x；患者适配器28y包括接触透镜30y，该接触透镜30y具有用于抵靠眼睛16的抵接面32y；以及患者适配器28z包括接触透镜30z，该接触透镜30z具有用于抵靠眼睛16的抵接面32z。

在利用患者适配器28u的情况下，由于激光光束14被聚焦在角膜16上的事实，激光设备10的光学效应是不同的。这尤其意味着该激光光束14的焦点被定位在角膜中。对于常规的眼睛的角膜16a的机械加工，有利的是，可得到约110μm的值的聚焦位置Z₀(焦点与在z-扫描仪22的限定状态下用于抵靠眼睛16的患者适配器28u的抵接面32u的间隔)。此外，对于角膜的机械加工，通常需要Δz＝0…1200μm的焦点深度的变量设置，也就是说，1.2mm的焦点的调节范围。此外，通常，需要约3～5μm的焦点的光斑直径和约12mm的扫描区域直径Φ_F。这些性质例如通过患者适配器28u而满足。

如果保持激光设备10的设置，仅患者适配器28u被替换为患者适配器28v时，激光光束14的焦点并不会位于角膜16a中，而是在眼睛16的晶状体16b(例如，平均焦点位置Z₀采用5mm的值)。这可由于患者适配器28v与患者适配器28u的长度L₁相比的较短的长度L2来获得。此外，由于患者适配器28v确保(例如Δz＝3…12mm的聚焦的深度的设定是可能的)了达到5μm至10μm的焦点的光斑直径，以及达到约7mm的扫描场直径。因此，尽管使用了相同的激光设备10，但是能够进行眼睛的晶状体16b的机械加工。

上述言论是适用于其他患者适配器28w、28x、28y、28z的应用。此外，当这些患者适配器28w、28x、28y、28z中的一个被连接到相同的激光设备15时，例如，通过焦点深度的不同设定的可能性，和不同光斑直径的存在以及不同的扫描区域直径，得到不同的机械加工区域。在本说明书的结尾处示出了这些实施例的典型值的总结。

现将基于图3进一步描述上述参数的重要性。

在图3中，激光光束14的聚焦位置z₀在示例性实施方式可达到约0.8mm。聚焦位置z₀特指，对于z-扫描的限定状态，焦点在z-方向上被多深地定位在眼睛中(在此，相对于晶状体16b的前表面；相对于抵接面32y，在示例性方式中，聚焦位置z₀达到约4mm)。根据图3，激光光束的焦点的深度范围Δz在示例性方式中达到约4mm，并且特指定在同一激光设备10的z-方向上的焦点的调节范围。以示范性的方式，约8mm的扫描区域直径Φ_F特指在x-y方向中能够被激光光束14(利用同一激光设备10)照射的区域的直径。从图3中可以看到，对于角膜16a的机械加工，与晶状体16b的机械加工相比，需要较大的扫描区域直径Φ_F。另一方面，对于晶状体16的机械加工，与角膜的机械加工相比，需要相对于抵接面32y的较高值的平均聚焦位置z₀和较大的调节范围Δz。然而，在示例性方式中记载的这些值不应当被理解为是限制性的，其仅用于说明。

图4a、图4b、图4c、图4d和图4e示出了用于激光设备10的各种患者适配器28a、28b、28c、28d和28e。根据使用的患者适配器28a、28b、28c、28d和28e，在激光设备10中可能带来不同的光学效果。图4a中示出的患者适配器28a适用于实施对眼睛16的角膜16a的治疗，例如，借助激光设备10在角膜16a实施切口。

如图1所示，患者适配器28a被可拆卸地耦合至聚焦物镜26，并且构成用于眼睛16的角膜16a的抵接接口。为此，患者适配器28a包括激光辐射能够透过的接触元件30a，并且在其朝向眼睛的下侧包括用于角膜16a的抵接面32a。在患者适配器28a的情况下，抵接面32a以平表面的形式实现，并且用于通过用合适的压力来使接触元件30a按压至眼睛16来使角膜压平，或者通过负压来其角膜16a被吸入到抵接面32a。在图4示出的平面平行设计的情况中，通常，接触元件被设计为扁平板，且被安装至成圆锥扩大的载体套筒34a的较窄的端部。接触元件30a和载体套筒34a之间的连接可以是永久性的，例如借助于粘附粘接，或者接触元件30a和载体套筒34a之间的连接可以是可拆卸的，例如借助于螺旋耦合。或者，在应用中使用一体制成的注塑成型部件。在未详细示出的方式中，载体套筒34a在其较宽的套筒端部具有用于耦合至聚焦物质26的合适的耦合结构。

在图4a中示意性示出的激光光束14穿透激光发射能够透过的患者适配器28a的主体，并且射在平面形接触透镜30a上。平面形接触透镜30a的两个面(朝向眼睛16的抵接面32a和背向眼睛的面33a)均被平坦地成形。待治疗的眼睛16抵靠在接触透镜30a的抵接面32a上。在穿过该接触透镜30a之后，激光光束14在示意性示出的聚焦处射在角膜16a上。通过焦点的x-y位移和z-位移，根据控制程序预确定的切开数据的类型，能够在角膜16a中实现切口。

对应于图4a中的附图标记的图4b至图4e中的附图标记也表示相应的元件。

图4b示出了适用于在眼睛16的晶状体16b中进行机械加工且能够与聚焦物镜16耦合的患者适配器28b。正如图4a中的患者适配器28a一样，根据图4b的患者适配器28b包括平面形接触透镜30b。与患者适配器28a(具有长度L₁)相比，患者适配器28b包括更短的长度L2。也就是说，与适用于治疗角膜16a的根据图4a的患者适配器28a相比，适用于治疗晶状体16b的根据图4b的患者适配器28b在z-方向是缩短的。如图4b中可以看到，该缩短使得激光光束14的焦点并没有定位在角膜16a中而是定位在晶状体16b中。在焦点的x-y位移和z-位移的辅助下，现在能够在晶状体16b中产生切口。如果激光光束14被横向地偏转，基于图4b中的另一激光光束14b，从而导致焦点在晶状体16b中的横向位移。图4b中示意性地示出了，根据在x-y方向和z-方向中的聚焦位置，焦点具有不同聚焦直径。从图4b中可以看到，焦点直径沿横向方向和轴向方向从中央激光束14的焦点处开始增加。通过增加激光脉冲能量，能够补偿不同深度区域和横向光束偏转的非均匀聚焦，以便在晶状体16b的边缘区域中获得所希望的光致破裂阈值。然而，或者非均匀的聚焦还可通过自适应性光学元件、衍射光学元件或具有自由曲面形状的元件进行补偿。

图4c示出了适用于治疗晶状体16b且能够与聚焦物镜16耦合的患者适配器28c。与根据图4b的患者适配器28b使用的平面形接触透镜30b不同，根据图4c的患者适配器28c利用凹凸接触透镜30c。在该凹凸接触透镜30c的情况下，背向眼睛16的面33c被外凸地成形，而面向眼睛16的抵接面32c(抵靠眼睛的面)被内凹地成形。由于面向眼睛的抵接面32c的内凹的形状，降低了眼压的升高。接触透镜30c的形状使得由图4b的患者适配器28b的情况下产生的聚焦直径中的变化在聚焦点处被补偿。在图4c中可以看到，中央焦点(与图4b相比)要么被保持(它们保持不变)，要么轻度扩大(恶化)，边缘区域的焦点的聚焦直径(与图4b相比)在横向上和轴向上均减少(改进)。因此，不考虑焦点沿横向和轴向的位置，焦点的聚焦直径包括至少几乎恒定的聚焦直径。例如，通过在接触透镜30c上形成的自由曲面，可得到该至少几乎恒定的聚焦直径。例如，面向眼睛的抵接面和/或背向眼睛的接触透镜30c的面33c可被形成为自由曲面。因此，在边缘区域中，产生光致破裂所必须的激光辐射14的能量不必增加或如使用根据图4b的患者适配器28b中一样强烈地增加，就可以保持几乎恒定。

仅仅由于使用平凹接触透镜30d而不是使用凹凸接触透镜30c，图4d中的患者适配器28d不同于图4c中的患者适配器28c。在该平凹接触透镜30d的情况下，面向眼睛16的抵接面32d内凹地成形，而背向眼睛的面33d是平面形的。除了使用平凹接触透镜30d外，也可使用双凹接触透镜，在该双凹接触透镜中，面向眼睛16的抵接面和背向眼睛16的面均内凹地成形。接触透镜32在面32d和面33d中的一个或两个可包括自由曲面。从图4d中可以看到，患者适配器28d也会在横向方向和轴向方向中产生至少几乎恒定的聚焦直径。

图4e中示出的患者适配器28e包括平面形接触透镜30e，其中，抵接面32e(面向眼睛的面32e)和与所述抵接面相反定位的面33e(背向眼睛的面33e)以平面的形式成形。另外，在患者适配器28e中，形成有光学辅助元件35。光学辅助元件包括：面向眼睛的凹面35b和背向眼睛的平面35b。面35a和面35b中的一个或两个可以以自由曲面的形式成形。从图4e中可以看到，该光学辅助元件带来在边缘区域中聚焦直径的缩减。在中央区域中，能够带来聚焦直径的扩大，并且因此带来在晶状体16b中的所有位置中聚焦直径的适应。在中央区域中，也可使聚焦直径维持不变。

图4f示出的患者适配器28f包括凹凸接触透镜30f，其中，抵接面32f(面向眼睛的面32f)被内凹地成形，且与所述抵接面相反定位的面33f(眼睛的面33f)外凸地成形。该接触透镜30f还可包括在面32f和面33f中的一个或两个上的光学自由曲面。从图4f可以看到，患者适配器28f也将在横向方向和轴向方向中产生至少几乎恒定的聚焦直径。图4f的患者适配器28f对应于图2d的患者适配器28x。

不考虑在其上形成一个或多个自由曲面的元件(光辅助元件35、接触透镜30c、接触透镜30d)，所述至少一个自由曲面可被匹配到平均人眼(averagehuman eye)或可以患者个体的形式形成。从而，患者适配器可以包括一个或多个自由曲面，其在平均人眼中带来聚焦直径的所需的适应性。然而，可以想到的是，在机械加工人眼睛之前，

检查该眼睛，并且从中推导出患者个体数据。从患者个体(眼部专用)数据，能够计算随后在相关的患者个体患者适配器中形成的自由曲面。因此，能够提高机械加工的精度。同样，可以想到的是，为了增加了机械加工的精度通过采用示例性方式的反射镜42的形式的适配系统来增加前波校正。

此外，每个自由曲面可提供有光学涂层，以减少激光辐射14的反射损失。

如结合附图的描述中，在不同的患者适配器28a至28e的辅助下，在相同高的激光设备10中可实施不同的机械加工，即使激光设备的设定保持不变。因此，利用同一激光设备能够实现得到不同类型的治疗的系统。

总之，在被视为示例性的表中给出了通常用于眼睛的特定区域的治疗目的的具体数值，其不应当被理解为限制性的)。

Claims (12)

1.一种用于眼睛外科手术的激光系统，包括：

眼睛外科手术激光装置，所述眼睛外科手术激光装置具有：

用于提供脉冲聚焦的激光辐射的光学组件，所述脉冲聚焦的激光辐射具有与人眼睛组织中的光致破裂的产生相匹配的辐射性质，所述光学组件包括聚焦光学器件，其中所述聚焦光学器件的设置限定了所述激光辐射的聚焦在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上的深度范围；以及

用于所述激光辐射的辐射聚焦的位置控制的控制单元，所述控制单元被设计用于执行代表多种类型的切口形状的多个控制程序；以及

一组接口设备，每个接口设备包括：所述激光辐射能够透过的接触主体，所述接触主体具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面；以及耦合部分，所述耦合部分用于将所述接口设备能够拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分上；所述一组接口设备中的各接口设备由于对所述激光装置中提供的所述激光辐射的不同光学效应而不同，其中，在不改变所述聚焦光学器件的设置的情况下，根据耦合的所述一组接口设备获得所述激光辐射的聚焦在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上的不同深度范围。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接口设备的至少一个子组由于对所述辐射聚焦相对于所述抵接面的位置的不同影响而不同；和/或

其中，所述接口设备的至少一个子组由于至少一个光学边界表面的不同形状和/或位置而不同；和/或

其中，所述接口设备的至少一个子组由于光学元件的不同数目而不同；和/或

其中，所述接口设备中的至少一个包括压平锥，所述压平锥被设计用于耦合至眼睛上且耦合至所述激光装置的聚焦光学器件上。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述激光装置进一步包括自适应性光学元件，所述自适应性光学元件沿所述激光辐射传播的方向被布置在所述激光装置的聚焦光学器件的上游。

4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述自适应性光学元件包括自适应性反射镜或光透射自适应性系统。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其中，所述接口设备中的至少一个包括编码/代码，所述激光装置被配置为识别所述编码/代码并且调用所述控制单元中的相关联的控制程序。

6.在眼睛外科手术的激光装置中使用的一组接口设备，每个所述接口设备包括：所述激光装置的激光辐射能够透过的接触主体，所述接触主体具有用于抵靠待治疗的眼睛的抵接面；以及耦合部分，所述耦合部分用于将所述接口设备能够拆卸地耦合在所述激光装置的对耦合部分；

所述接口设备由于对所述激光辐射的辐射聚焦相对于所述抵接面的位置的不同影响而不同，和/或

所述接口设备由于至少一个光学边界表面的不同形状和/或位置而不同，和/或

所述接口设备由于光学元件的不同数目而不同；

其中，在不改变所述激光装置的聚焦光学器件的设置的情况下，根据所述一组接口设备能够获得所述激光辐射的聚焦在x方向、y方向和z方向中的至少一个方向上的不同深度范围。

7.根据权利要求6所述的一组接口设备，其中，所述接口设备的至少一个包括平面形接触透镜，所述平面形接触透镜具有用于抵靠眼睛的平面抵接面，与所述抵接面相反定位的面被布置为与所述抵接面成面平行。

8.根据权利要求6或7所述的一组接口设备，其中，所述接口设备中的至少一个包括光学辅助元件。

9.根据权利要求8所述的一组接口设备，其中，所述光学辅助元件以这样的方式被布置在所述接口设备中：背向所述接触透镜的面被成形为外凸或平面形形式，朝向所述接触透镜的面被内凹地成形。

10.根据权利要求9所述的一组接口设备，其中，朝向所述接触透镜的所述面和/或背向所述接触透镜的所述面形成为自由曲面。

11.根据权利要求6到10中任意一项所述的一组接口设备，其中，所述接口设备中的至少一个包括双凹接触透镜，所述双凹接触透镜具有用于与眼睛抵靠的内凹抵接面，且与所述抵接面相反定位的面被内凹地成形；和/或

其中，所述接口设备中的至少一个包括凹凸接触透镜或平凹接触透镜，所述凹凸接触透镜或平凹接触透镜具有用于与眼睛抵靠的内凹抵接面，且与所述抵接面相反定位的面被成形为外凸或平面形形式。

12.根据权利要求11所述的一组接口设备，其中，所述抵接面和/或与所述抵接面相反定位的面形成为自由曲面。