CN111568638A - 眼外科激光器的控制方法及治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于控制眼外科激光器的方法,该方法用于从人或动物角膜分离具有预定界面(14、16)的体积体(12),该方法包括借助于控制装置(20)控制激光器(18),使得其以预定的模式发射脉冲激光脉冲进入角膜,其中待分离的体积体(12)的界面(14、16)由预定模式限定,并且界面(14、16)通过光致破裂产生,其中,确定体积体(12)的界面(14、16),使得在角膜基质内的病理和/或不自然改变的区域(32)被包围。此外,本发明还涉及治疗装置(10),该治疗装置具有至少一个用于通过光致破裂来将预定角膜体积(12)与人眼或动物眼睛的预定界面(14、16)分离的眼外科激光器(18),以及至少一个用于所述一个或多个激光器(18)的控制装置(20),形成以执行根据本发明的方法的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制眼外科激光器的方法,该方法用于从人或动物角膜分离具有预定界面的体积体。此外,本发明涉及治疗装置,该治疗装置具有至少一个用于通过光致破裂将预定角膜体积与人眼或动物眼睛的预定界面分离的眼外科激光器,以及至少一个用于该一个或多个激光器的控制装置,以及计算机程序和计算机可读介质。
背景技术
角膜内的不透明物和疤痕可能是发炎、受伤或自然疾病引起的,损害视力。尤其是在角膜的这些病理和/或不自然改变的区域位于眼睛的视轴中的情况下,明显的视力受到很大干扰。以已知的方式,借助于所谓的光治疗性角膜切除术(PTK),通过消融有效的激光器,例如准分子激光器,消除了如此改变的区域。但是,这仅在角膜的病理和/或不自然改变的区域位于角膜的浅层中时才是可能的。不能通过消融激光方法到达下邻区域,特别是在基质内的区域。在此,必须通过附加的角膜切口采取附加措施,例如暴露于下邻区域。通过附加措施,治疗时间不利地大大增加。另外,存在通过另外的角膜切口发生进一步的并发症,例如在切口位置发生炎症的风险。
发明概述
因此,本发明的目的是提供一种用于控制眼外科激光的方法和治疗装置,该方法和治疗装置用于将具有预定界面的体积体与人或动物角膜分离,由此克服现有技术的缺点。
用于解决该目的的根据权利要求1的特征的通用方法,包括权利要求9的特征的通用治疗装置,以及根据权利要求12的特征的计算机程序和根据权利要求13的特征的计算机可读介质。
在相应的从属权利要求中说明了本发明的具有方便发展的有利构造,其中,该方法的有利构造被认为是治疗装置、计算机程序以及计算机可读介质的有利构造,反之亦然。
本发明的第一方面涉及用于控制眼科手术激光器的方法,用于从人或动物角膜分离具有预定界面的体积体,其中该方法包括借助于控制装置来控制激光器,使得其以预定模式向角膜发射脉冲激光脉冲,其中,待分离的体积体的界面由该预定模式限定,并且该界面通过光致破裂而产生。在此,确定体积体的界面,使得包围角膜基质内的病理和/或不自然改变的区域。其中,控制激光器,使得在角膜上以预定角度和具有预定几何形状产生至少一个切口和/或至少一个孔,其中切口或孔与体积体的界面相交并形成直至角膜的表面,使体积体可通过切口或孔从角膜上取下,其中角膜的表面是通过消融或移位最上层的角膜层和/或通过生产角膜瓣而人工产生的眼睛表面。因此,根据本发明的方法可用于多种光疗性角膜切除术方法。应用的可能性大大增加。
通过根据本发明的方法,可以可靠地去除位于角膜下邻区域中的角膜基质中的病理和/或不自然改变的区域。基本上不需要通过额外的角膜切口额外暴露这些角膜下邻区域。因此,治疗时间可以大大缩短,避免了通常需要的额外角膜切口可能引起的并发症。
其中,体积体可以是透镜状地形成的,由此可以经由所述切口或所述孔简单地移除。因为待分离的体积体仅由界面描述和限定,并且这些界面一方面分别包围病理和/或不自然改变的组织以及相应改变的区域,另一方面通过光致破裂产生,所以可以省略体积体的全区域或全体积消融。仅通过光致破裂产生界面,使得随后可以从角膜上去除预定的体积体。还应通过术语“界面”来理解的是,可以通过位于角膜中的单个界面任选地限定和分离体积体。通过根据本发明的方法,一方面可以在角膜的深处区域,特别是在基质中进行光治疗性角膜切除术。另一方面,用于分离体积体的治疗时间缩短,另外还显著减少了输入患者角膜的能量。其中,透镜状体积体可以布置在围绕角膜中心同心地布置或相对于眼睛的光轴同心地布置的区域中。但是,也可以将透镜状体积体设置在围绕角膜中心非同心地布置或相对于眼睛的光轴非同心地布置的区域中。
在根据本发明的方法的其他有利的设计方案中,控制激光器,使得预定的模式至少部分地圆形和/或螺旋形地消融。其中,光致破裂的开始可以通过在相应界面的中心或者在相应界面的边缘处的各个激光脉冲来实现。
在根据本发明的方法的另一有利的设计方案中,基于一个或多个控制数据集来定义预定模式,其中,一个或多个控制数据集包括用于在角膜中定位和/或聚焦各个激光脉冲的控制数据。控制数据集的确定是已知的,并且特别是从要治疗的角膜的形貌和/或测厚法测量以及角膜基质的病理和/或不自然改变的区域的类型、位置和范围而得出。特别地,至少通过提供未治疗的角膜的形貌和/或测厚和/或形态学数据并提供在角膜内要去除的病理和/或不自然改变的区域的形貌和/或测厚和/或形态学数据来生成控制数据集。
在根据本发明的方法的其他有利的设计方案中,形成待分离的体积体,使得通过移走体积体额外地实现眼睛的屈光矫正。所提及的眼睛的视觉障碍可以是近视、远视、老花眼、散光或其他眼睛视觉障碍。此外,角膜内的病理改变区域可能是不透明物和/或疤痕。
在根据本发明的方法的其他有利的设计方案中,控制装置这样构成,使得激光器发射激光脉冲,波长范围在300nm至1400nm之间,优选在900nm至1200nm之间,相应的脉冲持续时间是1fs至1ns之间,优选在10fs至10ps之间,重复频率大于10KHz,优选在100KHz和100MHz之间。这样的激光器已经在眼外科手术中用于光致破裂方法。因此,例如EP 2 211803 B1描述了一种相应的飞秒激光器,其用于在角膜内产生所谓的小透镜,其是透镜状的体积体。随后,通过其中的切口在角膜中除去由此产生的微孔。然而,在光治疗性角膜切除术(PTK)中使用这种光致破裂性激光器代替消融有效的激光器是新的,并且在现有技术中是未知的。在根据本发明的方法中使用光致破裂性激光器还具有以下优点:不必在低于300nm的波长范围内进行角膜的照射。该范围在激光技术中被术语“深紫外线”所涵盖。由此,有利地避免了通过这些非常短的波长和高能量的光束对角膜的意外损坏。在此使用的类型的光致破裂性激光器通常将脉冲持续时间在1fs至1ns之间的脉冲激光辐射输入到角膜组织中。由此,可以在空间上狭窄地限制光学穿透所需的各个激光脉冲的功率密度,从而确保在生成界面时的高切割精度。
本发明的第二方面涉及一种治疗装置,该治疗装置具有至少一个用于通过光致破裂将预定角膜体积与人眼或动物眼睛的预定界面分离的眼外科激光器,以及至少一个用于该一个或多个激光或激光器的控制装置,控制装置形成为执行根据本发明的第一方面的方法的步骤。根据本发明的治疗装置允许可靠地避免在使用常规的消融治疗装置时出现的缺点,即相对长的治疗时间和由激光器输入到角膜中的相对高的能量。这些优点特别是通过将眼外科激光器形成为光致破裂性激光器来实现。
其中,激光器适合于发射激光脉冲,波长范围内在300nm至1400nm之间,优选在900nm至1200nm之间,相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间,优选在10fs至10ps之间,重复频率大于10KHz,优选在100KHz和100MHz之间。
在根据本发明的治疗装置的另一有利的设计方案中,控制装置包括至少一个用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置,其中一个或多个控制数据集包括用于定位和/或聚焦角膜中的单个激光脉冲的控制数据;并且包括至少一个用于对激光器的激光束进行光束引导和/或光束整形和/或光束偏转和/或光束聚焦的光束装置。其中,通常基于测量的要治疗的角膜的形貌和/或测厚法和/或形态以及要在角膜内去除的病理和/或不自然改变的区域的类型来生成提及的控制数据集。
其他特征及其优点可以从第一发明方面的描述中得出,其中,每个发明方面的有利构造应被视为分别是另一个发明方面的有利构造。
本发明的第三方面涉及包括命令的计算机程序,所述命令使根据第二发明方面的治疗装置执行根据第一发明方面的方法步骤。本发明的第四方面涉及计算机可读介质,其上存储了根据第三发明方面的计算机程序。可以从第一和第二发明方面的描述中获得其他特征及其优点,其中,每个发明方面的有利构造应被认为分别是另一个发明方面的有利构造。
附图说明
根据权利要求书、附图和附图说明,本发明的其他特征是显而易见的。在说明书中上面提到的特征和特征组合以及在附图说明中下面提到的特征和/或特征组合和/或仅在附图中示出的特征和特征组合不仅可以在分别规定的组合中使用,而且可以在不脱离本发明的范围的情况下以其他组合使用。因此,实施方式也应被认为是本发明所涵盖和公开的,其未在附图中明确示出并进行了说明,而是由与所说明的实施方式分离的特征组合产生并生产的。实施方式和特征组合也应被认为是公开的,因此不包括最初制定的独立权利要求的所有特征。此外,实施方式和特征组合应被认为是公开的,尤其是通过以上阐述的实施方式,其超出或偏离权利要求的关系中阐述的特征组合。其中显示了:
图1是根据本发明的治疗装置的示意图;并且
图2是根据本发明的方法的第一实施方案的待分离的体积体的产生的示意图。
发明详述
图1示出了具有眼外科激光器18的治疗装置10的示意图,该眼外科激光器18通过光致破裂将预定角膜体积或体积体12与人或动物眼睛的角膜的预定界面14、16分离。人们认识到,除了激光器18之外还形成了用于激光器18的控制装置20,使得其以预定的模式将脉冲激光脉冲发射到角膜中,其中,待分离的体积体12的界面14、16通过光致破裂以预定义模式产生。在所示的实施方案中,界面14、16形成透镜状体积体12,其中,选择体积体12的位置,使得角膜基质36内的病理和/或不自然改变的区域32被包围(见图2)。此外,从图1可以看出,在基质36和上皮28之间形成了所谓的鲍曼膜38。
此外,人们认识到,借助于光束装置22,即光束偏转装置,例如扫描仪,由激光器18产生的激光束24在角膜表面26的方向上偏转。光束偏转装置22也由控制装置20控制,以在角膜中产生上述预定模式。
示出的激光器18是光致破裂性激光器,其被形成为发射这样的激光脉冲:波长范围在300nm至1400nm之间,优选在900nm至1200nm之间,相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间,优选在10ns至10ps之间,重复频率大于10KHz,优选在100KHz和100MHz之间。
另外,控制装置20包括用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置(未示出),其中一个或多个控制数据集包括用于在角膜中定位和/或聚焦各个激光脉冲的控制数据。各个激光脉冲的位置数据和/或聚焦数据是基于先前测量的角膜的形貌和/或测厚法和/或形态以及在眼睛基质36内要去除的病理和/或不自然改变的区域32而生成的。
图2示出了根据本方法的实施方案的待分离的体积体12的产生的示意图。人们认识到,界面14、16是借助于脉冲激光束24产生的,该脉冲激光束24经由光束偏转装置22指向角膜的方向或角膜的表面26的方向。其中,界面14、16形成了一个透镜状的体积体,它包围了基质36内的病理和/或不自然改变的区域32。此外,在所示的实施方案中,激光器18产生了另一个切口34,该切口以预定的角度与体积体相交,并且具有预定的几何形状并形成至角膜的表面26。然后,可以通过切口34将由界面14、16限定的体积体从角膜移除。在所示的实施方案中,病理和/或不自然改变的区域32形成在基质36内并且在其眼睛的光轴30的外部。
在所示的实施方案中,首先通过激光束24形成界面14,即位于眼睛或基质36中的更深处的界面。这可以通过根据预定模式至少部分地圆形和/或螺旋地引导激光束24来实现。随后,以可比较的方式生成界面16,使得界面14、16形成透镜状体积体12(也参见图1)。随后,切口34也由激光器18产生。然而,界面14、16和切口34的产生顺序也可以改变。
Claims (13)
1.用于控制眼外科激光器(18)的方法,该方法用于将具有预定界面(14、16)的体积体(12)从人或动物角膜分离,该方法包括:
-借助于控制装置(20)控制激光器(18),使得其以预定的模式将脉冲激光脉冲发射到角膜中,其中待分离的体积体(12)的界面(14、16)是由预定模式限定的,并且界面(14、16)通过光致破裂而产生,其中,确定体积体(12)的界面(14、16),使得角膜基质内的病理和/或不自然改变的区域(32)被包围,
其中控制所述激光器(18)使得在角膜上以预定角度并以预定几何形状产生至少一个切口(34)或至少一个孔,其中切口(34)或孔与体积体(12)的界面(14、16)相交并且形成直到角膜的表面(26),使得体积体(12)能通过所述切口(34)或孔从角膜移除,并且
其中,角膜的表面(26)是通过最上层角膜层的消融或移位和/或通过角膜瓣的产生人工地产生的眼睛的表面。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述体积体(12)是透镜状地形成的。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,控制所述激光器(18),使得所述预定模式至少部分地圆形和/或螺旋形地被消融。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,基于一个或多个控制数据集来定义所述预定模式,其中,一个或多个控制数据集包括用于在所述角膜中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,至少通过提供未治疗的角膜的形貌和/或测厚和/或形态学数据并提供要在角膜内去除的病理改变区域(32)的形貌和/或测厚和/或形态学数据来生成控制数据集。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述待分离的体积体(12)还被形成为使得通过移除所述体积体(12)来另外实现眼睛的视觉障碍的矫正。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述角膜内的病理改变区域(32)是不透明物和/或疤痕。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述控制装置(20)被形成为使得所述激光器(18)发射激光脉冲,波长范围在300nm至1400nm之间,优选在900nm至1200nm之间,相应脉冲持续时间在1fs至1ns之间,优选10fs至10ps之间,重复频率大于10KHz,优选在100KHz至100MHz之间。
9.治疗装置(10),其具有至少一个眼外科激光器(18),用于通过光破裂将角膜体积(12)与人或动物眼睛的预定界面(14、16)分离,以及用于一个或多个激光器(18)的至少一个控制装置(20),其形成为执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.根据权利要求9所述的治疗装置,其特征在于,所述激光器(18)适合于发射激光脉冲,波长范围在300nm至1400nm之间,优选在900nm至1200nm之间,相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间,优选在10fs和10ps之间,重复频率大于10KHz,最好在100KHz至100MHz之间。
11.根据权利要求9或10所述的治疗装置,其特征在于,所述控制装置(20)
-包括至少一个用于至少临时存储至少一个控制数据集的存储装置,其中一个或多个控制数据集包括用于在角膜中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据;并且
-包括至少一个光束装置(22),用于对激光器(18)的激光束(24)进行光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦。
12.包括命令的计算机程序,所述命令使根据权利要求9至11中任一项所述的治疗装置(10)执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法步骤。
13.计算机可读介质,其上存储有根据权利要求12所述的计算机程序。
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