CN111491595A - 用于眼科手术的患者接口 - Google Patents

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CN111491595A CN201880080490.7A CN201880080490A CN111491595A CN 111491595 A CN111491595 A CN 111491595A CN 201880080490 A CN201880080490 A CN 201880080490A CN 111491595 A CN111491595 A CN 111491595A
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Abstract

在某些实施例中，披露了一种用于眼科手术的患者接口设备，所述患者接口设备包括环形构件和排空导管。所述环形构件具有外侧、内侧、远侧、以及近侧。所述内侧限定了开口，所述开口允许激光束到达眼睛的治疗区域而没有反射或折射。所述近侧具有：接触表面，所述接触表面被成形为附着于所述眼睛的表面；以及凹槽，所述凹槽与所述眼睛的表面一起限定了抽吸腔室。所述排空导管能够与所述抽吸腔室处于流体连通，并且引导流体离开所述抽吸腔室，以使所述接触表面附着于所述眼睛的表面。

Description

用于眼科手术的患者接口
技术领域
本披露总体上涉及眼科手术设备，更具体地涉及用于眼科手术的患者接口。
背景技术
在某些种类的眼科手术中，激光器产生脉冲激光束以执行手术操作，例如，在角膜中制成基质内切口或使组织从角膜上脱落。在某些情况下，激光束在角膜中形成光离解，这样可以使组织分离、例如去除。必须精确地确定光束在角膜中的焦点，例如在x、y和z方向上小于5微米(μm)的范围内。在手术过程中，通常使用患者接口来将眼睛保持在适当的位置。患者接口典型地通过抽吸附着于眼睛，以将眼睛固定在适当的位置。
发明内容
在某些实施例中，披露了一种用于眼科手术的患者接口设备，所述患者接口设备包括环形构件和排空导管。所述环形构件具有外侧、内侧、远侧、以及近侧。所述内侧限定了开口，所述开口允许激光束到达眼睛的治疗区域而没有反射或折射。所述近侧具有：接触表面，所述接触表面被成形为附着于所述眼睛的表面；以及凹槽，所述凹槽与所述眼睛的表面一起限定了抽吸腔室。所述排空导管能够与所述抽吸腔室处于流体连通，并且引导流体离开所述抽吸腔室，以使所述接触表面附着于所述眼睛的表面。
某些实施例可以包括以下特征中的一个或多个。所述患者接口设备可以包括可变形密封件，所述可变形密封件从外圆侧向外布置。所述排空导管可以包括导管联接器，所述导管联接器附接至抽吸装置。所述排空导管可以包括导管联接器，所述导管联接器附接至激光装置。所述排空导管可以紧固至所述环形构件。所述患者接口设备可以包括锥体，所述锥体从所述环形构件的远侧向外布置。所述锥体可以具有锥体联接器，所述锥体联接器附接至激光系统。所述锥体可以包括所述排空导管。所述环形构件的远侧可以被成形为接纳所述锥体，以将所述锥体可移除地联接至所述环形构件。
在某些实施例中，披露了一种用于眼科手术的系统，所述系统包括测量装置和激光系统。所述测量装置对眼睛的未变形治疗区域进行测量，其中所述眼睛与患者接口结合，所述患者接口使所述治疗区域保持未变形。所述激光系统根据所述治疗区域的测量结果来在所述治疗区域中配准切削图形；穿过所述患者接口朝向所述治疗区域引导激光束；以及控制所述激光束的焦点以在所述治疗区域中形成所述切削图形。
某些实施例可以包括以下特征中的一个或多个。所述激光系统可以通过以下方式来配准所述切削图形：从所述治疗区域的测量结果识别所述治疗区域的未变形特征；以及相对于所述未变形特征配准所述切削图形。所述测量装置可以跟踪所述眼睛的运动，并且所述激光系统进一步可以根据所述眼睛的运动来调整剩余切削图形的形成。所述未变形特征可以是角膜表面特征或角膜厚度特征。
附图说明
参考附图通过举例方式更详细地描述本披露的实施例，在附图中：
图1A和图1B展示了系统的实施例，所述系统包括如图所示联接的激光系统和患者接口；
图2展示了患者接口的实施例，其中排空导管紧固至环形构件；
图3展示了患者接口的实施例，其中锥体附接至环形构件和排空导管；
图4展示了患者接口的实施例，其中锥体可移除地联接至环形构件和排空导管；以及
图5展示了可以由图1的系统执行的用于形成基质内切口的方法的示例。
具体实施方式
现在参考说明书和附图，详细地示出了所披露的设备、系统和方法的示例性实施例。本领域普通技术人员将清楚，所披露的实施例是示例性的而非是所有可能的实施例的穷举。
图1A和图1B展示了系统10的实施例，所述系统包括如图所示联接的激光系统12和患者接口14。图1B示出了患者接口14的俯视图，其中线A-A将接口14一分为二，并且图1A示出了患者接口14沿线A-A的剖视图。在实施例中，激光系统12发射激光束16以在人类患者的眼睛18的治疗区域上执行手术，并且在执行手术时，患者接口14将眼睛18固定在适当的位置。患者接口14不会使眼睛18的治疗区域变形，并且允许激光束16到达治疗区域而没有反射或折射。由于眼睛18的治疗区域未变形，因此激光系统12可以使治疗面居中于比如顶点等未变形眼睛的自然特征(或“未变形特征”)。
激光系统12可以在眼睛18上执行任何合适的对眼睛18的组织进行切削或整形的眼科手术。此类手术的示例包括眼科治疗手术，例如，激光辅助原位角膜磨镶术(LASIK)(包括膜瓣形成)、屈光微透镜取出术(ReLEx)、小切口微透镜取出术(SMILE)、屈光性角膜切削术(PRK)、激光辅助上皮下角膜磨镶术(LASEK)、基质内植入物插入术、以及角膜移植术。
激光系统12包括如图所示联接的测量装置22、激光装置24、抽吸装置26、以及计算机28。测量装置22对眼睛18的治疗区域进行测量，所述治疗区域通常是在手术过程中施加激光束16的区域。在某些实施例中，治疗区域是角膜，并且测量装置22对角膜的表面形貌和/或厚度进行测量。在某些实施例中，测量装置22可以包括眼球跟踪器，所述眼球跟踪器使用例如角膜的表面形貌和/或厚度来测量眼睛的位置和运动。测量装置22的示例包括角膜形貌测量装置、OCT装置、Scheimpflug装置、以及投影图形序列(例如，条纹)装置。当眼睛18的治疗区域未变形时，角膜具有其自然形貌和厚度，从而允许测量装置22测量眼睛18的自然(即，未变形)特征。这种未变形特征的示例包括未变形眼睛18的形貌特征，例如，未变形眼睛18的顶点。这种未变形特征的其他示例包括未变形眼睛18的角膜厚度，例如，未变形眼睛18的角膜具有特定厚度，比如最薄或最厚。
激光装置24产生激光束16，所述激光束可以定义xyz坐标系。激光束16的轴线17定义垂直于xy平面的z轴。激光器24的示例包括飞秒激光器，即可以发射红外或紫外波长范围内的光的超短脉冲激光器。飞秒激光器产生可以在组织中形成激光诱导光学击穿(LIOB)以便例如在角膜组织上形成基质内切口的激光束。激光装置24可以包括对光束40进行控制的其他部件，例如，扫描仪、光学元件、以及聚焦物镜。
抽吸装置26将空气从患者接口14的腔室56(下文描述)中抽走以降低腔室56内的气压，从而产生使患者接口14附着于眼睛18的吸力。可以将气压降低到任何合适的值，例如，在300毫巴(mbar)至500mbar、500mbar至800mbar、800mbar至1000mbar的范围内的值，比如在以下范围之一内的值：500mbar至600mbar、600mbar至700mbar、或700mbar至800mbar。例如，在某些情况下，设定点可以为大约650mbar，但是可以使用任何合适的设定点(例如，前述范围之一内的设定点)。抽吸装置26的示例包括气泵。
计算机28控制激光系统12的操作，并且包括处理器34和存储器36。处理器34根据存储在存储器36中的指令38执行操作。计算机28可以执行任何合适的操作。例如，计算机28可以从测量装置22接收治疗区域的测量结果，并根据测量结果来配准基质内切削图形(例如，将图形与眼睛18的实时图像对准)。基质内切削图形(或“切削图形”)指示激光束16在眼睛18中制成基质内切口的位置。在一些情况下，图形被计算为在眼睛18中产生所需的屈光矫正。使用这种图形的手术的示例包括小切口微透镜取出术(SMILE)、
Figure BDA0002536716100000041
(屈光微透镜取出术)、以及放射状角膜切开术。在其他情况下，图形被设计为产生特定目的的切口。由这种图形产生的切口的示例包括用于LASIK手术的膜瓣、用于角膜植入物的囊袋、供体角膜移植提取物、或用于接纳角膜移植物的区域。可以通过根据测量结果来识别未变形特征并相对于未变形特征配准切削图形来配准切削图形。例如，切削图形可以正好居中于所述特征。作为另一个示例，切削图形可以在比如在瞳孔中心的方向等任何合适的方向上居中于距所述特征预定距离的位置。在配准图形之后，计算机28随后指示激光装置24穿过患者接口14朝向治疗区域引导激光束16，并控制激光束16的焦点以形成切削图形。
患者接口14包括如图所示联接的环形构件30、排空导管32、以及密封件33。环形构件30具有被设计为与眼睛18的前表面接触的环形形状，并且排空导管32是被设计为允许抽吸装置26将空气从环形构件30的腔室56中抽走以使环形构件30附着于前表面的导管。密封件33防止空气泄露到环形构件30与眼睛18之间，以便使环形构件30更牢固地附着于眼睛18。
环形构件30具有外侧40、内侧42、远侧44、以及近侧48。外侧40是环形构件30的外圆侧，并且可以具有任何合适的直径do，例如，在10毫米(mm)至15mm、15mm至21mm、或21mm至30mm的范围内的值，比如在15mm至18mm、18mm至20mm(例如，大约19mm)、或20mm至21mm的范围内的值。内侧42是环形构件30的内圆侧，并且可以具有任何合适的直径di，例如，在5mm至9mm、9mm至15mm、或15mm至20mm范围内的值，比如在9mm至10mm、10mm至12mm(例如，大约11mm)、或12mm至15mm的范围内的值。远侧44是环形构件30的远离眼睛18的一侧，而近侧48是环形构件30的面向眼睛18并与之接触的一侧。环形构件30大致限定了平面49，例如，由外侧40与近侧48相遇的点形成的圆大致限定了平面49。
在所展示的实施例中，内侧42限定了开口50，所述开口允许激光束16到达治疗区域。开口50允许激光束16从激光系统12传播到治疗区域的表面而没有反射或折射。即，患者接口14中没有任何东西反射、折射或以其他方式干涉光束16。此外，开口50不会使眼睛18的治疗区域变形或改变其自然形状，从而允许测量眼睛18的自然形貌和/或角膜厚度。
近侧48具有接触表面52和凹槽54。接触表面52被成形为附着于眼睛18的表面。即，接触表面52的形状是弯曲的，以与眼睛18的与其接触的前部的形状相匹配。当接触表面52与眼睛18的表面接触时，凹槽54与所述表面限定了抽吸腔室56。凹槽54通常遵循由环形构件30限定的圆形路径，并且具有任何合适的大小和形状的截面。例如，截面在z方向上可以是0.1mm至0.5mm、0.5mm至4mm、或4mm至8mm(比如，值在0.5mm至1mm、1mm至3mm、或3mm至4mm的范围内)，而在与由环形构件30限定的圆形路径的半径平行的方向上可以是0.1mm至0.5mm、0.5mm至2mm、或2mm至5mm(例如，值在0.5mm至0.8mm、0.8mm至1.2mm、或1.2mm至2mm的范围内)。
接触表面52和凹槽54、连同由抽吸装置26提供的吸力允许患者接口14附着于眼睛18以进行手术。其他患者接口在激光系统12与治疗区域之间具有附加屏障(例如，接触板)。然而，附加屏障反射和/或折射光束16，并且在某些情况下使眼睛18变形。
排空导管32与抽吸腔室56处于流体连通，并且被配置为将流体(可以是气体或液体)引导离开抽吸腔室56，以使接触表面附着于眼睛的表面。排空导管32可以被成形为像管一样，其中所述管的纵向轴线限定了排空导管32的轴线60。轴线60可以相对于平面49具有任何合适的角度A，例如，在45度至90度、90度至180度、或180度至200度的范围内的值(比如在90度至120度、120度至160度、160度至170度、或170度至180度的范围内的值)。轴线60可以相对于外侧40的导管32连接至环形构件30处的切线具有任何合适的角度B，例如，在0度至180度或180度至270度的范围内的值(比如在0度至40度、40度至80度、80度至100度、100度至140度、或140度至180度的范围内的值)。在某些实施例中，排空导管32可以具有导管联接器62，所述导管联接器被成形为附接至激光系统12的部件。例如，导管联接器62可以被成形为附接至抽吸装置26或激光装置24。
密封件33从外侧40向外布置，并形成密封以防止空气泄漏到环形构件30与眼睛18之间，以便使环形构件30更牢固地附着于眼睛18。密封件33可以包括任何合适的可变形材料，例如，可变形的生物相容的可消毒的材料。
图2-4展示了患者接口14的实施例。图2展示了患者接口14的实施例，其中排空导管32紧固至环形构件30。排空导管32可以具有任何合适的尺寸。例如，长度l和宽度w可以被选择为形成方便的手柄，所述手柄允许使用者抓握接口14，比如长度l在5mm至10mm、10mm至50mm、或50mm至100mm的范围内并且宽度w在2mm至5mm、5mm至10mm、或10mm至20mm的范围内。轴线60可以相对于平面49具有任何合适的角度A，例如，产生方便手柄的角度。导管联接器62可以以任何合适的方式附接至激光系统12。例如，联接器62可以具有与激光系统12的部件(例如，抽吸装置26或激光装置24)互锁的形状。
图3和图4展示了具有锥体66的患者接口14的实施例。锥体66具有近侧68、远侧70、以及锥体联接器72。近侧68更靠近眼睛18定位，而远侧70远离眼睛18定位。近侧68被设计为从环形构件30的远侧向外布置，并且可以具有与环形构件30的直径大致相同的直径。远侧70可以具有任何合适的直径，所述直径可以大于或等于近侧68的直径。例如，远侧70的直径的尺寸的大小可以被确定为允许锥体66方便地在系统12中使用，例如，大小被确定为允许锥体66联接至系统12。锥体联接器72可以位于远侧70，并且可以被成形为附接至激光装置24。例如，锥体联接器72可以被成形为与激光装置24发射光束16穿过的部件互锁。
图3展示了患者接口14的实施例，其中锥体66附接至环形构件30和排空导管32。在实施例中，锥体66的近侧68附接至环形构件30的远侧。排空导管32可以附接至锥体66或者可以形成在锥体66的侧面内。
图4展示了患者接口14的实施例，其中锥体66可移除地联接至环形构件30和排空导管32。在实施例中，环形构件30的远侧被成形为接纳锥体66的近侧68。
图5展示了可以由图1的系统执行的用于形成基质内切口的方法的示例。在示例中，患者接口14不会使眼睛18变形，因此激光系统12可以使用眼睛18的未变形特征来配准切削图形。所述方法开始于步骤100，其中测量装置22测量眼睛18的治疗区域。眼睛18联接至患者接口14，所述患者接口使治疗区域保持未变形。
激光系统12的计算机28根据在步骤102和104的测量结果来在治疗区域中配准切削图形。在步骤102，计算机28根据测量结果来识别治疗区域的未变形特征，并在步骤104，相对于未变形特征配准切削图形。例如，计算机28识别眼睛18的顶点，并使切削图形居中在顶点或顶点附近。作为另一个示例，计算机28识别眼睛18的角膜最薄的位置，并使切削图形居中于所述位置或在所述位置附近。在步骤106，激光装置24穿过患者接口14朝向治疗区域引导激光束16，并控制激光束16的焦点以在治疗区域中形成切削图形。
在步骤110，测量装置22跟踪眼睛18的运动。例如，测量装置22确定顶点已经在xy平面中沿特定方向平移距离d。计算机28根据眼睛的运动来调整剩余切削图形的形成。例如，计算机28根据顶点的平移来重新对准切削图形。然后，所述方法结束。
本文披露的系统和设备的部件可以包括界面、逻辑、存储器和/或其他合适的元件，其中的任何一种都可以包括硬件和/或软件。接口可以接收输入、提供输出、处理输入和/或输出、和/或执行其他合适的操作。逻辑可以执行部件的操作，例如，执行指令以从输入生成输出。逻辑可以被编码在存储器中并且可以在由计算机执行时执行操作。逻辑可以是处理器，比如一个或多个计算机、或一个或多个微处理器、一个或多个应用程序、和/或其他逻辑。存储器可以存储信息，并且可以包括一个或多个有形的、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)、可运动存储介质(例如，光盘(CD)或数字视频光盘(DVD))、数据库和/或网络存储装置(例如，服务器)、和/或其他计算机可读介质。在特定实施例中，实施例的操作可以由一个或多个计算机可读介质执行，所述计算机可读介质存储和/或编码有计算机程序、软件、和/或其他计算机可执行指令。
虽然已经根据某些实施例描述了本披露，但是实施例的修改(比如替换、添加、省略、和/或其他修改)将是本领域技术人员清楚的。相应地，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对实施例作出修改。例如，可以对本文披露的系统和设备作出修改。系统和设备的部件可以是集成的或分离的，并且系统和设备的操作可以由更多、更少或其他的部件来执行。作为另一个示例，可以对本文披露的方法作出修改。所述方法可以包括更多、更少或其他的步骤，并且这些步骤可以以任何合适的顺序执行。

Claims (14)

1.一种用于眼科手术的患者接口设备，所述患者接口设备包括：
环形构件，所述环形构件具有外侧、内侧、远侧、以及近侧：
所述内侧限定了开口，所述开口允许激光束到达眼睛的治疗区域而没有反射或折射；以及
所述近侧具有：
接触表面，所述接触表面被成形为附着至所述眼睛的表面；以及
凹槽，所述凹槽与所述眼睛的表面一起限定了抽吸腔室；以及
排空导管，所述排空导管能够与所述抽吸腔室处于流体连通，所述排空导管被配置为将流体引导离开所述抽吸腔室，以使所述接触表面附着于所述眼睛的表面。
2.如权利要求1所述的患者接口设备，进一步包括可变形密封件，所述可变形密封件从外圆侧向外布置。
3.如权利要求1所述的患者接口设备，其中，所述排空导管包括导管联接器，所述导管联接器被配置为附接至抽吸装置。
4.如权利要求1所述的患者接口设备，其中，所述排空导管包括导管联接器，所述导管联接器被配置为附接至激光装置。
5.如权利要求1所述的患者接口设备，其中，所述排空导管紧固至所述环形构件。
6.如权利要求1所述的患者接口设备，进一步包括锥体，所述锥体从所述环形构件的远侧向外布置。
7.如权利要求6所述的患者接口设备，所述锥体具有锥体联接器，所述锥体联接器被配置为附接至激光系统。
8.如权利要求6所述的患者接口设备，其中，所述锥体包括所述排空导管。
9.如权利要求6所述的患者接口设备，其中，所述环形构件的远侧被成形为接纳所述锥体，以将所述锥体可移除地联接至所述环形构件。
10.一种用于眼科手术的系统，所述系统包括：
测量装置，所述测量装置被配置为测量眼睛的未变形治疗区域，所述眼睛联接至患者接口，所述患者接口使所述治疗区域保持未变形；
激光系统，所述激光系统被配置为：
根据所述治疗区域的测量结果来在所述治疗区域中配准切削图形；
穿过所述患者接口朝向所述治疗区域引导激光束；以及
控制所述激光束的焦点以在所述治疗区域中形成所述切削图形。
11.如权利要求10所述的系统，所述激光系统被进一步配置为通过以下方式来配准所述切削图形：
从所述治疗区域的测量结果识别所述治疗区域的未变形特征；以及
相对于所述未变形特征配准所述切削图形。
12.如权利要求10所述的系统：
所述测量装置被进一步配置为跟踪所述眼睛的运动；以及
所述激光系统被进一步配置为根据所述眼睛的运动来调整剩余切削图形的形成。
13.如权利要求10所述的系统，所述未变形特征包括角膜表面特征。
14.如权利要求10所述的系统，所述未变形特征包括角膜厚度特征。
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