CN113693819A - 具有激光器的设备用于矫正眼组织的用途以及为激光器提供控制数据用于矫正眼组织的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及治疗设备(10)的用途，用于将人或动物眼睛(16)的矫正区域的组织从确定的实际状态免切割地转移到确定的期望状态，其中治疗设备(10)包括光纤激光器装置(12)，其包括光纤振荡器和/或光纤放大器。此外，本发明涉及用于提供用于矫正眼组织的光纤激光器装置(12)的控制数据的方法以及相应的设备。

Description

具有激光器的设备用于矫正眼组织的用途以及为激光器提供 控制数据用于矫正眼组织的方法
技术领域
本发明涉及具有至少一个激光器的治疗设备的用途，用于将人或动物眼睛的矫正区域的组织从确定的实际状态免切割或无切口转移到确定的期望状态。在上下文中，治疗设备被理解为包括激光器的装置或装置组，例如激光系统。
背景技术
非手术眼科方法，例如LIRIC(“激光诱导的折射率变化”，激光诱导的折射率变化)用于改变人或动物眼睛的折射率，而不必从角膜切割微透镜。
这种方法也可以被称为“免切割”，因为眼睛组织不是通过例如激光切割的。因此，“免切割”方法不包括打开组织和改变组织的形状。迄今为止，固态激光器例如用于LIRIC。其他非手术或免切割方法是交联应用，通过它不仅可以治疗视觉障碍，还可以治疗多种其他综合征，例如圆锥角膜。由于大量的废热，许多用于此类非手术方法的系统必须用水冷却。它们需要非常高的维护或未达到所需的参数。其他激光器类型有不同的优点，但也有缺点。一个缺点通常是缺乏参数空间的灵活性、所需的参数稳定性或免于维护的必要自由。
发明概述
本发明的目的是增加参数空间的灵活性和参数稳定性以及免切割眼科方法、从而非手术方法的维护的自由。
通过根据本发明的用途、根据本发明的方法和根据并列权利要求的根据本发明的设备来解决设定的目标。有利的进一步实施方案由从属权利要求给出。
本发明基于使用光纤激光器装置代替例如固态激光器用于免切割眼科方法的想法。器具、器具组或器具部件被理解为光纤激光器装置，其包括光纤激光器，换言之，光纤振荡器和/或光纤放大器。光纤激光装置结合了各种激光类型的许多优点而没有相应的缺点，因此将光纤激光装置用于免切割眼科方法会产生相当大的优势。光纤激光器在参数空间(特别是例如可变重复频率和可变/短脉冲持续时间)、所需参数稳定性(特别是例如脉冲能量、脉冲持续时间、重复频率和脉冲形状)方面提供了所需的灵活性)，以及增强的免维护性(例如风冷(“空气冷却”)和长使用寿命)。参数空间的灵活性在于使用光纤激光器可以更容易地实现许多参数。其中，根据本发明的光纤激光器装置例如可以包括光纤振荡器和光纤放大器，但也可以包括例如光纤振荡器和固态放大器。通过使用迄今为止仅用于去除现有技术中的微透镜的光纤激光装置，从而用于外科手术和侵入性方法，本发明优化了非外科手术或免切割方法。
第一方面涉及具有至少一个激光器的治疗设备的用途，因此迄今为止在眼科手术方法中，在非手术方法中，因此在用于人或动物眼睛的矫正区域的组织从确定的实际状态到确定的期望状态的免切割转移中使用的眼科激光器，特别是激光器。
例如，眼睛的实际状态可能是视觉障碍，但也可能是另一种综合症，例如圆锥角膜。确定的期望状态然后可以例如是计算的折射率校正，因此例如减少或消除的视觉障碍，或者具有减少或去除的圆锥角膜的角膜。
根据本发明的用途规定，治疗设备包括光纤激光器装置，该光纤激光器装置包括光纤振荡器和/或光纤放大器。
产生了上述优点。
任选地，该用途可以提供所确定的期望状态满足预设的视觉障碍减少标准，该标准预设具有期望状态的组织的眼睛具有与所确定的组织的实际状态相比减少的视觉障碍。这种用途可以例如在眼组织中引起化学过程，其中结合在眼组织的胶原蛋白中的水被释放，从而眼睛的折射率发生变化。通过光纤激光装置的上述优点，在以非侵入性方式或至少以极微创方式的这种使用中可以减少视觉障碍。通过结合光纤激光装置的优点，可以特别精确地进行治疗。
根据本发明的用途可以优选地在用于激光诱导的折射率变化(LIRIC)的方法中和/或在交联方法中实现。
在根据本发明的用途的另一有利配置中，光纤激光器装置被配置为发射波长范围在300纳米(nm)至1400纳米之间，优选地在700纳米和1200纳米之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在一飞秒(fs)到一纳秒(ns)之间，优选地介于10飞秒(fs)到10皮秒(ps)之间，并且重复频率大于10千赫兹(kHz)，优选地介于100千赫兹和100兆赫兹(MHz)之间。这种被配置为飞秒激光器的光纤激光器特别适用于治疗角膜，并且还具有以下优点：角膜的照射不必在低于300纳米的波长范围内进行。该范围包含在激光技术中的术语“深紫外”中。通过该实施方案，有利地避免了这些极短波长和高能光束对角膜的非故意损伤。光学突破所需的功率密度可能在空间上受到严格限制。特别地，700纳米至780纳米之间的波长范围是有利的。
上述目的通过用于提供用于矫正眼组织的光纤激光装置的控制数据的方法来解决，其中实现了上述优点。光纤激光器包括光纤振荡器和/或光纤放大器。其中，控制装置执行以下方法步骤。器具、器具部件或器具组被理解为控制装置，其被设计和配置用于接收和评估信号以及用于产生控制信号。例如，控制装置可以被配置为控制单元或控制芯片或计算机程序。
控制装置确定眼睛的矫正区域的组织的实际状态，例如视觉障碍或圆锥角膜，任选地还有圆锥角膜的形状。为了确定实际状态，控制装置可以例如评估描述视觉障碍或圆锥角膜的数据，或者例如用于测量角膜的器具的数据。
基于所确定的组织的实际状态，控制装置确定组织的期望状态，因此例如用于消除或减少视觉障碍的期望角膜形状，或例如用于改变折射率的角膜区域及其状态。替代地，期望状态可以例如描述具有减少或消除或去除的圆锥角膜的角膜的形状。
控制装置提供控制数据，该控制数据描述了用于将矫正区域的组织从确定的实际状态免切割地转移到确定的期望状态的光纤激光装置的操作。
在根据本发明的方法的一个实施方案中，控制装置可以确定人或动物眼睛的视觉障碍数据，例如屈光度的视觉障碍，其中视觉障碍数据可以描述视觉障碍。所确定的组织的期望状态然后可以满足预设的视觉障碍减少标准，该标准预设具有处于期望状态的组织的眼睛具有与所确定的组织的实际状态相比减少的视觉障碍。上面已经提到了优点。
根据根据本发明的方法的另一实施方案，所提供的控制数据可以描述激光诱导的折射率变化(LIRIC)和/或交联方法。
优选地，控制装置可以被配置为使光纤激光器装置发射波长范围在300纳米至1400纳米之间，优选地在700纳米至1200纳米之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1飞秒至1纳秒之间，优选地介于10飞秒至10皮秒之间，并且重复频率大于10千赫，优选介于100千赫至100兆赫之间。上面已经讨论了优点。
根据根据本发明的方法的另一实施方案，控制装置可以将所提供的控制数据发送到治疗设备的光纤激光器装置。由此，启动对光纤激光器装置的控制。
本发明的第三方面涉及控制装置，其被配置为执行根据本发明的方法的上述实施方案之一。出现上述优点。控制装置可以例如被配置为控制芯片、控制单元或应用程序(“应用”)。控制装置可以优选地包括处理器装置和/或数据存储装置。处理器装置理解用于电子数据处理的器具或器具部件。例如，处理器装置可以包括至少一个微控制器和/或至少一个微处理器。优选地，用于执行根据本发明的方法的程序代码可以存储在任选的数据存储装置上。然后可以配置程序代码，在由处理器装置执行时，使控制装置执行根据本发明的方法的上述实施方案之一。
本发明的第四方面涉及具有至少一个光纤激光装置的治疗设备，其中该治疗设备包括根据本发明的控制装置的实施方案。出现上述优点。
在根据本发明的治疗设备的另一有利配置中，光纤激光装置可以适合于发射波长范围在300nm至1400nm之间，优选地在700nm至30nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间介于1fs和1ns之间，优选介于10fs和10ps之间，并且重复频率大于10千赫(kHz)，优选介于100kHz至100兆赫(MHz)之间。上面已经提到的优点出现了。
在根据本发明的治疗设备的另一有利配置中，控制装置可以包括至少一个存储装置，用于至少临时存储至少一个控制数据集，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；并且可以包括至少一个光束装置，用于激光器的激光束的光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦。其中，所提到的控制数据集通常是基于待治疗角膜的测得的形貌和/或测厚和/或形态以及要矫正的视觉障碍的类型而生成的。
可以从第一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。
本发明的第五方面涉及包括指令的计算机程序，该指令使根据第四发明方面的治疗设备执行根据第二发明方面的方法步骤。本发明的第六方面涉及计算机可读介质，在该计算机可读介质上存储了根据第五发明方面的计算机程序。
其他特征及其优点可以从对第一至第四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，未在附图中明确示出并进行了说明的实施方式也应被认为是本发明所包含和公开的，而是由与所说明的实施方式分离的特征组合产生并生成的。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，超出或偏离权利要求的关系中阐述的特征组合的实施方式和特征组合应被认为是公开的，特别是通过以上阐述的实施方式。示出了：
图1是根据本发明的设备、根据本发明的用途和根据本发明的方法的示意图；并且
图2是根据本发明的用途和根据本发明的方法的示意图。
在图中，相同或功能相同的元件具有相同的附图标记。
发明详述
图1示出了具有例如用于交联方法和/或LIRIC的光纤激光装置12的治疗设备10的示意图。光纤激光器装置12可以例如用于在人或动物眼睛16的角膜14中启动化学过程，其中水从眼组织的胶原中释放。优选地，光纤激光装置12可以包括光纤振荡器以及固态激光放大器或光纤激光放大器。
所示的光纤激光器装置12可以优选地是光纤激光器，其被形成为发射波长范围在300nm至1400nm之间，优选地在700nm至1200nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间，优选地在10fs至10ps之间，并且重复频率大于10kHz，优选地在100kHz至100MHz之间。
图1示出了用于光纤激光器装置12的控制装置18，其可以被形成以控制光纤激光器装置12，使得它例如以预定模式将脉冲式激光脉冲发射到角膜14中。或者，控制装置18可以是在治疗设备10外部的控制装置18。控制装置18可以优选地包括存储装置20，例如硬盘或存储芯片，和/或处理器装置22，其可以示例性地包括多个微处理器或微控制器。存储装置20可以用于至少临时存储至少一个控制数据集，其中一个或多个控制数据集可以包括用于在角膜14中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据。
单个激光脉冲的位置数据和/或聚焦数据可以例如基于先前测量的角膜14的局部解剖和/或测厚和/或形态以及例如待移除的病理和/或非自然改变的矫正区域来生成，或在眼睛16的上皮26下方的基质24内示例性地产生光学视觉障碍校正，优选地基于确定的角膜14的实际几何形状作为校正区域中的实际状态并且基于分析如何眼组织将被矫正以例如消除或减少圆锥角膜29或视觉障碍。
光纤激光装置12通过光束装置28产生的激光束30可以偏向角膜14的表面。光束偏转装置也由控制装置18控制。
如图2的实施例中所示，眼睛16的角膜14可以例如形成圆锥角膜29。作为实际状态的这种圆锥角膜29，因此角膜14的局部陡峭，可以形成为角膜14在这个位置像角膜14由于眼睛16的大块体的压力、因此由于眼内压而向外弯曲一样薄。想要的期望状态然后可以是减小的或甚至去除或消除的圆锥角膜29。这里，待矫正的组织所在的区域被称为矫正区域。
为了确定眼睛16的矫正区域的实际状态(方法步骤S1，参见图1)，例如可以测量圆锥角膜29，或者可以从存储装置20或从数据服务器接收描述所涉及的组织层的相应数据(图中未显示)。
为了任选地确定视觉障碍数据(任选的方法步骤S2)，其可以例如指示屈光度值，控制装置18可以例如从数据服务器或存储装置20接收相应的数据，或者可以确定该数据作为数据输入。
任选地，例如可以基于所确定的实际状态提供角膜14和/或矫正区域的三维、优选数字模型。基于这样的数字模型，例如可以确定组织的期望状态(S3)。
基于所确定的期望几何形状，控制装置18现在可以提供、优选地生成控制数据(S4)，并且将其传送到光纤激光器装置12(S5)。
总之，实施方案说明了光纤激光器装置12，特别是光纤激光器，如何可以用于非手术应用，从而用于免切割应用。
根据另一实施方案，光纤激光器装置12，特别是光纤激光器，被用于这种免切割的眼科应用。光纤激光器装置12结合了各个激光器类型的许多优点而没有相应的缺点。光纤激光器装置12特别适用于免切割应用。

Claims (15)

1.用于将人或动物眼睛(16)的矫正区域的组织从确定的实际状态免切割地转移到确定的期望状态的治疗设备(10)的用途，
其特征在于
所述治疗设备(10)包括光纤激光器装置(12)，其包括光纤振荡器和/或光纤放大器。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所确定的期望状态满足预设的视觉障碍减轻标准，该标准预设具有期望状态的组织的眼睛(16)具有与组织的确定的实际状态相比减少的视觉障碍。
3.根据前述权利要求中任一项的在用于激光诱导的折射率变化(LIRIC)的方法中和/或在交联方法中的用途。
4.根据前述权利要求中任一项所述的用途，其特征在于，所述光纤激光器装置(12)被形成为发射波长范围在300nm至1400nm之间、优选地在700nm至1200nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间，优选地在10fs至10ps之间，并且重复频率大于10kHz，优选地在100kHz至100MHz之间。
5.提供用于矫正眼组织的光纤激光器装置(12)的控制数据的方法，其包括光纤振荡器和/或光纤放大器，其中控制装置(18)：
-确定眼睛(16)的矫正区域的组织的实际状态(S1)，
-基于所确定的组织的实际状态来确定组织的期望状态(S3)，
-提供控制数据，其描述了光纤激光装置(12)的用于将矫正区域的组织从确定的实际状态免切割地转移到确定的期望状态的操作(S4)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制装置(18)：
-确定人类或动物眼睛(16)的视觉障碍数据，所述视觉障碍数据描述视觉障碍(S2)，
其中所确定的组织的期望状态满足预设的视觉障碍减少标准，该标准预设具有处于期望状态的组织的眼睛(16)具有与所确定的组织的实际状态相比减少的视觉障碍。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所提供的控制数据描述了激光诱导的折射率变化(LIRIC)和/或交联方法。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(18)被配置为使所述光纤激光装置(12)发射波长范围在300nm至1400nm之间、优选地在700nm至1200nm之间的激光脉冲，相应脉冲持续时间在1fs至1ns之间，优选在10fs至10ps之间，以及重复频率大于10kHz，优选在100kHz至100MHz之间。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的方法，其特征在于，所述控制装置(18)将所提供的控制数据发送到所述治疗设备(10)的所述光纤激光器装置(12)(S5)。
10.控制装置(18)，其被配置为执行根据权利要求5至9中任一项所述的方法。
11.具有至少一个光纤激光装置(12)的治疗设备(10)，其特征在于，所述治疗设备(10)包括根据权利要求10所述的控制装置(18)。
12.根据权利要求11所述的治疗设备(10)，其特征在于，所述光纤激光器装置(12)适合发射波长范围在300nm至1400nm之间，优选地在700nm至1200nm之间的激光脉冲，相应的脉冲持续时间在1fs至1ns之间，优选地在10fs至10ps之间，重复频率大于10kHz，优选地在100kHz至100MHz之间。
13.根据权利要求11或12所述的治疗设备(10)，其特征在于，所述控制装置(18)：
-包括用于至少临时存储至少一个控制数据集的至少一个存储装置(20)，其中一个或多个控制数据集包括用于在角膜(14)中定位和/或聚焦单个激光脉冲的控制数据；以及
-包括至少一个光束装置(28)，用于光纤激光装置(12)的激光束(30)的光束引导和/或光束成形和/或光束偏转和/或光束聚焦。
14.包括指令的计算机程序，所述指令使根据权利要求11至13中任一项所述的治疗设备(10)执行根据权利要求5至9中任一项所述的方法。
15.计算机可读介质，其上存储了根据权利要求14所述的计算机程序。
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