CN112587305B - 眼科对接装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于光电仪器医疗设备和器械的技术领域，一种眼科对接装置，包括成像单元、激光振镜扫描单元、光束整形单元、眼对接单元、数据分析处理单元、控制单元，成像单元用于采集全眼动态图像信息，激光振镜扫描单元与成像单元连接，激光振镜扫描单元用于扫描眼组织实时确定的位置信息，光束整形单元与激光振镜扫描单元连接，光束整形单元用于调整初始飞秒脉冲激光束，眼对接单元与光束整形单元连接，眼对接单元用于将整形后的飞秒脉冲激光束对接到眼组织上，数据分析处理单元处理所述图像信息和所述位置信息，控制单元根据实时图像信息和位置信息发出指令调节人眼对接单元对接到眼组织上。实现了光束的精确聚焦和定位，提高了手术的质量和安全。

Description

眼科对接装置和方法

技术领域

本发明涉及光电仪器医疗设备和器械的技术领域，特别是涉及一种眼科对接装置和方法。

背景技术

许多眼外科手术采用飞秒脉冲激光束来光剥离或切割靶向眼组织。切口可通过以二维或三维扫描图案扫描激光束的焦点而产生。每次飞秒脉冲会在激光的焦点处产生等离子体或成洞气泡，这些气泡的体积会造成靶向组织的体积光剥离。能够在组织中产生等离子体的最小脉冲能量密度被称为等离子体阈值。现有的眼科手术系统通常被设计成输送(但仅是适度地)具有超过所述等离子体阈值的能量密度的激光脉冲。这类系统可在因激光脉冲的过多能量造成的有限或最小热效应和附带损害的情况下在靶向组织中产生期望切口。通常，激光束通常因为激光束自身的扭曲、扫描聚焦光学器件的光束扭曲和组织自身的扭曲而达不到扫描图案至少部分的衍射极限。

在临床眼科中，高度近视是常见的疾病类型，高度近视患者往往会伴随一些并发症如青光眼、视网膜脱落等，其中白内障就是较为高发的一种并发症。但是一般眼科手术需要将两种手术分开先进行其中一种手术，完成之后再进行第二种或者第三种手术，患者等待和治疗的时间长，治疗费用高并且心理压力大。

发明内容

基于此，本发明提供一种眼科对接装置和方法，能够对接到眼睛来固定其而提高激光束的靶向精确度，并且能够同时对接多种眼组织的多功能对接接口。

为解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种眼科对接装置，包括成像单元、激光振镜扫描单元、光束整形单元、眼对接单元、数据分析处理单元、控制单元，

所述成像单元用于采集全眼动态图像信息，

所述激光振镜扫描单元与所述成像单元连接，所述激光振镜扫描单元用于扫描眼组织实时确定的位置信息，

所述光束整形单元与所述激光振镜扫描单元连接，所述光束整形单元用于调整初始飞秒脉冲激光束，

所述眼对接单元与所述光束整形单元连接，所述眼对接单元用于将经所述光束整形单元整形后的飞秒脉冲激光束对接到眼组织上，

所述数据分析处理单元与所述成像单元连接，所述数据分析处理单元用于处理所述成像单元采集的全眼动态图像信息和所述激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息，

所述控制单元与所述数据分析处理单元连接，所述控制单元根据所述图像信息和所述位置信息发出指令调节所述眼对接单元对接到所述眼组织上。

优选地，所述光束整形单元包括沿入射光路依次设置的第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜、凹透镜，还包括与所述第一凸透镜、所述第二凸透镜、所述第三凸透镜滑动连接的自锁滑轨。

优选地，所述眼对接单元包括第一对接接口、第二对接接口、第三对接接口和XYZ三维精度调节器，所述第一对接接口、所述第二对接接口、所述第三对接接口分别与所述XYZ三维精度调节器连接，所述XYZ三维精度调节器分别用于调节所述第一对接接口、所述第二对接接口、所述第三对接接口与眼组织之间的三维距离。

优选地，所述第一对接接口包括第一反射透镜、第一负压环和第一液体层，所述第一反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第一负压环与所述第一反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第一液体层设置在所述第一负压环内并与所述眼组织接触。

优选地，所述第一负压环包括环中心、裙缘和气密结构中的至少一个。

优选地，所述第一液体层为BSS平衡盐溶液，用于与所述眼组织浸润式接触。

优选地，所述第一负压环中心、聚焦中心和所述眼组织中心位于同一中心圆。

优选地，所述第二对接接口包括第二反射透镜、第二负压环和第二液体层，所述第二反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第二负压环与所述第二反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第二液体层设置在所述第二负压环内并与所述眼组织接触。

优选地，所述第三对接接口包括第三反射透镜、第三负压环和第三液体层，所述第三反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第三负压环与所述第三反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第三液体层设置在所述第三负压环内并与所述眼组织接触。

另一方面，本发明还提供了一种眼科对接方法，包括下述步骤：

S110：调整XYZ三维精度调节器，使对接接口与眼组织对准；

S120：成像单元采集全眼动态图像信息；

S130：激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S140：数据分析处理单元处理所述成像单元采集的全眼动态图像和所述激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S150：控制单元根据所述图像信息和所述实时确定的位置信息发出指令调节人眼对接单元的基于确定的位置和定向调整第一对接接口、第二对接接口和第三对接接口，使所述第一对接接口或所述第二对接接口或所述第三对接接口与所述眼组织对准。

本申请的有益效果：

本申请的眼科对接装置，成像单元采集全眼动态图像信息，激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息，数据分析处理单元处理所述图像信息和所述位置信息，控制单元根据所述图像信息和所述位置信息发出指令调节第一对接接口、第二对接接口、第三对接接口和所述眼组织之间的三维距离，采用非接触式、浸润式的对接接口，在术中不间断的将对接接口至少部分固定，并且对接接口中心、聚焦中心和眼组织中心位于同一同心圆以进行手术，在不同眼科手术之间对接接口可以实现切换，能够实现在手术期间对光束的精确聚焦和定位，提高眼外壳手术的质量和安全性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的眼科对接装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的眼用对接方法流程图。

附图中各标号的含义为：

1-成像单元；2-激光振镜扫描单元；3-第一凸透镜；4-第二凸透镜；5-第三凸透镜；6-自锁滑轨；7-凹透镜；8-XYZ三维精度调节器；9-第一对接接口；10-第二对接接口；11-第三对接接口；12-第一液体层；13-第一负压环；14-第一反射透镜；15-数据分析处理单元；16-控制单元。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

实施例1：

请参阅图1，本申请实施例提供一种眼科对接装置，包括成像单元1、激光振镜扫描单元2、光束整形单元、眼对接单元、数据分析处理单元15、控制单元16，

所述成像单元1用于采集全眼动态图像信息，所述激光振镜扫描单元2与所述成像单元1连接，所述激光振镜扫描单元2用于扫描眼组织实时确定的位置信息，所述光束整形单元与所述激光振镜扫描单元2连接，所述光束整形单元用于调整初始飞秒脉冲激光束，所述眼对接单元与所述光束整形单元连接，所述眼对接单元用于将经过所述光束整形单元整形后的飞秒脉冲激光束对接到所述眼组织上，

所述数据分析处理单元15与所述成像单元1连接，所述数据分析处理单元15处理所述成像单元1采集的全眼动态图像信息和所述激光振镜扫描单元2扫描眼组织实时确定的位置信息，

所述控制单元16与所述数据分析处理单元15连接，所述控制单元16根据所述图像信息和所述位置信息发出指令调节所述眼对接单元对接到眼组织上。

所述眼组织为全眼，可以为角膜、角膜缘、瞳孔、巩膜、虹膜、晶状体、睫状肌、玻璃体或视网膜中的任一个或多个。

本申请实施例的激光扫描振镜单元2包括XYZ轴三向振镜、XYZ轴三向反射镜，所述激光振镜扫描单元2为三维一体系统，将飞秒激光实时引导在聚焦位置上进行手术。在所述激光振镜扫描单元2的作用下，可以对光束在XYZ轴方向的位置进行调节，由于激光振镜扫描单元2的振镜偏转速度极快，缩短了三维扫描时间，节约了手术时间。

在一些实施例中，所述光束整形单元包括沿入射光路依次设置的第一凸透镜3、第二凸透镜4、第三凸透镜5、凹透镜7，还包括与所述第一凸透镜3、所述第二凸透镜4、所述第三凸透镜5滑动连接的自锁滑轨6，所述自锁滑轨6为微型自锁滑轨。

在一些实施例中，所述眼对接单元包括第一对接接口9、第二对接接口10、第三对接接口11和XYZ三维精度调节器8，所述第一对接接口9、所述第二对接接口10、所述第三对接接口11分别与所述XYZ三维精度调节器8连接，所述XYZ三维精度调节器8根据所述眼组织的位置和方向调整所述第一对接接口9、所述第二对接接口10、所述第三对接接口11与眼组织之间的三维距离，实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位。

具体的，在同时治疗多种眼科疾病时，对接接口可以从施加眼前段激光脉冲的第一对接接口9改变为施加眼中段激光脉冲的所述第二对接接口10和/或施加眼底激光脉冲的所述第三对接接口11。在术中不间断的将对接接口至少部分固定并且对接接口中心、聚焦中心和眼组织中心位于同一中心圆以进行手术，在不同眼科手术之间对接接口可以实现切换，实现在手术期间对光束的精准聚焦和定位，提高眼外科手术的质量和安全性。

进一步的，所述第一对接接口9包括第一反射透镜14、第一负压环13和第一液体层12，所述第一反射透镜14与所述XYZ三维精度调节器8连接且用于聚焦光束，所述第一负压环13与所述第一反射透镜14连接且用于与眼组织对接，所述第一液体层12设置在所述第一负压环13内并与所述眼组织接触。

同理，所述第二对接接口10包括第二反射镜、第二负压环、第二液体层，所述第二反射透镜与所述XYZ三维精度调节器8连接且用于聚焦光束，所述第二负压环与所述第二反射透镜连接且用于与眼组织对接，所述第二液体层设置在所述第二负压环内并与所述眼组织接触；所述第三对接接口11包括第三反射镜、第三负压环、第三液体层，所述第三反射透镜与所述XYZ三维精度调节器8连接且用于聚焦光束，所述第三负压环与所述第三反射透镜连接且用于与眼组织对接，所述第三液体层设置在所述第三负压环内并与所述眼组织接触。

更进一步的，所述第一负压环13、第二负压环、第三负压环均包括环中心、裙缘和气密结构中的至少一个。所述第一液体层12、第二液体层、第三液体层均为BSS平衡盐溶液，用于与所述眼组织浸润式接触。所述眼对接单元的负压环中心、聚焦中心和眼组织中心位于同一中心圆。

本申请通过采用上述非接触式、浸润式的对接接口，通过液体接触角膜而不是锥镜直接接触角膜，角膜挤压小，从而避免了接触式患者接口会产生角膜皱褶会产生不规则散射损伤角膜组织或者刺激虹膜使瞳孔收缩。

本申请的眼科对接装置，成像单元采集全眼动态图像信息，激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息，数据分析处理单元处理所述图像信息和所述位置信息，控制单元根据所述图像信息和所述位置信息发出指令调节第一对接接口、第二对接接口、第三对接接口和所述眼组织之间的三维距离，采用非接触式、浸润式的对接接口，在术中不间断的将对接接口至少部分固定，并且对接接口中心、聚焦中心和眼组织中心位于同一同心圆以进行手术，在不同眼科手术之间对接接口可以实现切换，能够实现在手术期间对光束的精确聚焦和定位，提高眼外壳手术的质量和安全性。

实施例2：

请参阅图2，本申请还提供了一种眼用对接方法，包括下述步骤：

S110：调整XYZ三维精度调节器，使对接接口与眼组织对准；

S120：成像单元采集全眼动态图像信息；

S130：激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S140：数据分析处理单元处理所述成像单元采集的全眼动态图像和所述激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S150：控制单元根据所述图像信息和所述实时确定的位置信息发出指令调节人眼对接单元的基于确定的位置和定向调整第一对接接口、第二对接接口和第三对接接口，使所述第一对接接口或所述第二对接接口或所述第三对接接口与所述眼组织对准。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种眼科对接装置，其特征在于，包括成像单元、激光振镜扫描单元、光束整形单元、眼对接单元、数据分析处理单元、控制单元，

所述成像单元用于采集全眼动态图像信息，

所述激光振镜扫描单元与所述成像单元连接，所述激光振镜扫描单元用于扫描眼组织实时确定的位置信息，

所述光束整形单元与所述激光振镜扫描单元连接，所述光束整形单元用于调整初始飞秒脉冲激光束，

所述眼对接单元与所述光束整形单元连接，所述眼对接单元用于将经所述光束整形单元整形后的飞秒脉冲激光束对接到眼组织上，

所述数据分析处理单元与所述成像单元连接，所述数据分析处理单元用于处理所述成像单元采集的全眼动态图像信息和所述激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息，

所述控制单元与所述数据分析处理单元连接，所述控制单元根据所述图像信息和所述位置信息发出指令调节所述眼对接单元对接到所述眼组织上。

2.根据权利要求1所述的眼科对接装置，其特征在于，所述光束整形单元包括沿入射光路依次设置的第一凸透镜、第二凸透镜、第三凸透镜、凹透镜，还包括与所述第一凸透镜、所述第二凸透镜、所述第三凸透镜滑动连接的自锁滑轨。

3.根据权利要求1所述的眼科对接装置，其特征在于，所述眼对接单元包括第一对接接口、第二对接接口、第三对接接口和XYZ三维精度调节器，所述第一对接接口、所述第二对接接口、所述第三对接接口分别与所述XYZ三维精度调节器连接，所述XYZ三维精度调节器分别用于调节所述第一对接接口、所述第二对接接口、所述第三对接接口与眼组织之间的三维距离。

4.根据权利要求3所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第一对接接口包括第一反射透镜、第一负压环和第一液体层，所述第一反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第一负压环与所述第一反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第一液体层设置在所述第一负压环内并与所述眼组织接触。

5.根据权利要求4所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第一负压环包括环中心、裙缘和气密结构中的至少一个。

6.根据权利要求4所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第一液体层为BSS平衡盐溶液，用于与所述眼组织浸润式接触。

7.根据权利要求4所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第一负压环中心、聚焦中心和所述眼组织中心位于同一中心圆。

8.根据权利要求3所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第二对接接口包括第二反射透镜、第二负压环和第二液体层，所述第二反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第二负压环与所述第二反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第二液体层设置在所述第二负压环内并与所述眼组织接触。

9.根据权利要求3所述的眼科对接装置，其特征在于，所述第三对接接口包括第三反射透镜、第三负压环和第三液体层，所述第三反射透镜与所述XYZ三维精度调节器连接且用于聚焦光束，所述第三负压环与所述第三反射透镜连接且用于与所述眼组织对接，所述第三液体层设置在所述第三负压环内并与所述眼组织接触。

10.一种眼科对接方法，其特征在于，包括下述步骤：

S110：调整XYZ三维精度调节器，使对接接口与眼组织对准；

S120：成像单元采集全眼动态图像信息；

S130：激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S140：数据分析处理单元处理所述成像单元采集的全眼动态图像和所述激光振镜扫描单元扫描眼组织实时确定的位置信息；

S150：控制单元根据所述图像信息和所述实时确定的位置信息发出指令调节人眼对接单元的基于确定的位置和定向调整第一对接接口、第二对接接口和第三对接接口，使所述第一对接接口或所述第二对接接口或所述第三对接接口与所述眼组织对准。

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