CN116133623A - 眼睛中介质混浊的可视化和治疗 - Google Patents

Abstract

一种用于治疗眼睛的玻璃体介质中的介质混浊的系统包括可视化模块，所述可视化模块适于经由一个或多个观察光束来提供所述眼睛的一部分的可视化数据。所述系统包括激光模块，所述激光模块适于选择性地产生指向所述介质混浊以便破坏所述介质混浊的治疗光束。所述激光模块和所述可视化模块具有用于将所述治疗光束和所述一个或多个观察光束导向所述眼睛的共享孔径，所述共享孔径以中心轴线为中心。控制器被配置为获取所述介质混浊的一个或多个定义参数，并确定所述介质混浊何时在实时观察窗的预定义目标区域内。当所述介质混浊在所述预定义目标区域内时，用所述治疗光束来处理所述介质混浊。

Description

眼睛中介质混浊的可视化和治疗

技术领域

本公开总体上涉及眼睛中一种或多种介质混浊的可视化和治疗。

背景技术

人类具有五种基本感觉：视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉。视觉赋予我们看到周围世界的能力并将我们与周围环境联系起来。世界上很多人都有视觉质量问题。影响视觉质量的一个条件是眼睛的玻璃体液中存在介质混浊，有时称为飞蚊症。介质混浊可以表现为各种形状的斑点或阴影，它们似乎漂浮在患者的视野中并散射进入眼睛的光。介质混浊的起因可能是玻璃体液内的显微胶原纤维。对介质混浊的治疗可以包括玻璃体切除术或激光玻璃体消融术。因为玻璃体腔和视网膜比诸如角膜和晶状体等前部组织更深，所以对介质混浊进行有效的可视化和治疗传递通常是具有挑战性的。

发明内容

本文公开了一种用于治疗眼睛的玻璃体介质中的介质混浊的系统。所述系统包括可视化模块，所述可视化模块适于经由一个或多个观察光束来提供所述眼睛的一部分的可视化数据。所述系统包括激光模块，所述激光模块适于选择性地产生指向所述介质混浊以便切割、汽化或以其他方式破坏所述介质混浊的治疗光束。所述激光模块和所述可视化模块具有用于将所述治疗光束和所述一个或多个观察光束导向所述眼睛的共享孔径，所述共享孔径以中心轴线为中心。

控制器与所述可视化模块和所述激光模块通信，所述控制器具有处理器和其上记录有指令的有形非暂态存储器。由所述处理器执行所述指令使得所述控制器至少部分地基于所述可视化数据获取所述介质混浊的一个或多个定义参数，所述一个或多个定义参数包括所述介质混浊的形状和大小。所述控制器被配置为至少部分地基于所述一个或多个定义参数来确定所述介质混浊的阈值部分何时在实时观察窗的预定义目标区域内。在一些实施例中，所述定义参数包括介质混浊的深度。当所述介质混浊的阈值部分在所述预定义目标区域内时，所述治疗光束指向所述介质混浊。

在一些实施例中，传感器与所述控制器通信并且被配置为检测患者的运动。所述控制器被配置为当所述传感器检测到所述患者的运动时禁用所述治疗光束。所述控制器可以被配置为获得源自所述治疗光束的散射光的散斑图案，所述散射光的大小约为所述治疗光束的波长。在一些实施例中，所述系统可以包括操纵杆单元，所述操纵杆单元与控制器通信并且被配置为使得能够进行可视化模块的深度选择。

所述治疗光束可以包括多个超短激光脉冲。所述多个超短激光脉冲可以限定在约一飞秒至约50皮秒之间的相应持续时间。所述治疗光束可以在平行于所述中心轴线的方向上传播。在一些实施例中，所述治疗光束可以以偏离所述中心轴线的离轴角度传播，所述离轴角度等于或大于25度。

在一些实施例中，角膜对接构件可以紧邻所述眼睛的角膜定位，所述角膜对接构件被配置为减小所述治疗光束的景深。所述可视化模块可以被配置为在照射到所述眼睛之前采用从一个或多个光学器件反射的电磁辐射，所述一个或多个光学器件被定位成使得只有倾斜光线照射到所述眼睛而中心光线被阻挡。

在一些实施例中，所述可视化模块包括光源、反射镜单元、第一偏振器和第二偏振器，所述第二偏振器相对于所述第一偏振器以90度定向。所述第一偏振器适于偏振来自所述光源的至少一个入射光束，以产生线性偏振光波。所述反射镜单元适于将所述线性偏振光波指引到所述眼睛上。所述第二偏振器被定位成使得离开所述眼睛的反射光束被投射到所述第二偏振器上。所述可视化模块可以进一步包括双折射棱镜，所述双折射棱镜被配置为在所述线性偏振光波照射到所述眼睛之前拦截所述线性偏振光波。所述双折射棱镜被配置为在所述反射光束被投射到所述第二偏振器上之前拦截所述反射光束。

在一些实施例中，所述可视化模块包括响应时间在1毫秒至5毫秒之间的电控液体透镜。所述系统可以包括波前传感器，所述波前传感器被配置为确定离开所述眼睛的所述一个或多个观察光束中的视觉像差。可变形反射镜被配置为部分地基于由所述波前传感器确定的视觉像差来对所述治疗光束的波前进行整形。所述系统可以包括空间光调制器，所述空间光调制器适于对所述一个或多个观察光束的相应相位和相应振幅中的至少一者进行整形。所述空间光调制器可以被定位成与所述中心轴线同轴。所述空间光调制器可以相对于所述中心轴线离轴旋转。

本文公开了一种用于利用系统治疗眼睛中的介质混浊的方法，所述系统具有可视化模块、激光模块和控制器，所述控制器具有处理器和其上记录有指令的有形非暂态存储器。所述方法包括调整激光模块以选择性地产生指向所述介质混浊的治疗光束，以及经由所述可视化模块获得所述眼睛的可视化数据。所述方法包括至少部分地基于所述可视化数据来获取和存储所述介质混浊的一个或多个定义参数。所述定义参数包括所述介质混浊的形状和大小。所述方法进一步包括经由所述控制器至少部分地基于所述一个或多个定义参数来确定所述介质混浊的阈值部分何时在预定义目标区域内。当所述介质混浊的阈值部分在所述预定义目标区域内时，所治疗光束经由所述激光模块指向所述介质混浊，以便破坏所述介质混浊。

通过以下结合附图对实施本公开的最佳模式的详细描述，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将显而易见。

附图说明

图1是用于治疗眼睛中的介质混浊的系统的示意图，所述系统具有控制器、可视化模块和激光模块；

图2是图1的系统的一部分的示意图；

图3是根据另一个实施例的可以被图1的系统采用的可视化模块的示意性片段图；

图4是可以被图1的系统采用的示例空间光调制器的示意性片段图；

图5是可由图1的控制器执行的方法的示意性流程图；

图6是由图1的系统实施的示例实时观察窗的示意图；

图7是根据又另一个实施例的可以被图1的系统采用的可视化模块的示意性片段图；以及

图8是可以被图1的系统采用的角膜对接构件的示意性片段图。

具体实施方式

参考附图，其中，相同的附图标记指代相同的部件，图1示意性地展示了具有可视化模块12、激光模块14和手术相机15的系统10。如下所述，可视化模块12是立体光学可视化系统。系统10被配置为对目标部位进行成像和治疗。在所示实施例中，目标部位是患者18的眼睛16。参考图1，可视化模块12和激光模块14至少部分地位于外壳组件22的头部单元20中，其中头部单元20被配置为至少部分地指向眼睛16。头部单元20可以被设置成适应患者18的各种姿势。例如，在眼睛手术期间，患者18可以处于直立坐姿。参考图1，选择器24可以安装在头部单元20上，以用于选择特定特征，如放大或变焦、聚焦和其他特征。

现在参考图2，示出了系统10的一部分的示意图。系统10被配置为治疗眼睛16中的至少一种介质混浊26，如图2所示。介质混浊26可以位于玻璃体介质28中的各种位置，如第一介质混浊26A、第二介质混浊26B和第三介质混浊26C所指示的(参见图2)。如下所述，系统10利用可视化数据和光束传递参数来优化对介质混浊26的治疗。系统10结合了共享孔径30，以用于对介质混浊26同时进行可视化、成像和治疗传递。

参考图2，激光模块14被配置为经由激光源34选择性地产生指向介质混浊26的至少一个治疗光束32。在一些实施例中，治疗光束32包括多个超短激光脉冲，每个超短激光脉冲的持续时间在约一飞秒(10^-15秒)至约50皮秒(50×10^-12秒)之间。治疗光束32被优化，以便至少部分切割、汽化、破坏、分解或以其他方式减少介质混浊26。

参考图1和图2，系统10包括控制器C，所述控制器具有至少一个处理器P和至少一个存储器M(或非暂态有形计算机可读存储介质)，在所述存储器上可以记录用于执行方法300的指令，所述方法在下文中参考图5示出和描述。存储器M可以存储控制器可执行指令集，并且处理器P可以执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。

可视化模块12引导外科医生进行诊断、选择目标部位并引导激光玻璃体消融能量。可视化模块12适于获得眼睛16的可视化数据。如下所述，可视化模块12可以采用各种技术来产生对比度，包括使用空间光调制器200的数字可编程落射照明显微镜，如图4所示。参考图1，控制器C可以被配置为处理来自可视化模块12的信号，以用于在显示器36上播放。显示器36可以包括但不限于高清电视、超高清电视、智能眼镜、投影仪、一个或多个计算机屏幕、膝上型计算机、平板计算机，并且可以包括触摸屏。

参考图1，控制器C可以被配置为处理去往和来自用户接口38的信号，所述用户接口可由外科医生或手术团队的其他成员操作。在一个示例中，用户接口38是操纵杆单元38。在一个实施例中，可视化模块12是具有可经由操纵杆单元38控制的深度选择的立体光学显微镜。精确的深度控制用于保护眼睛的晶状体40和视网膜42，如图2所示。

可视化模块12和激光模块14可以包括与控制器C通信的集成处理器或设备控制器。例如，参考图1，可视化模块12可以包括模块处理器44，并且激光模块14可以包括激光处理器46。模块处理器44和激光处理器46可以是与控制器C通信的单独模块。替代性地，模块处理器44和激光处理器46可以嵌入控制器C中。

手术相机15可以通信地耦合到控制器C和系统10的其他部件，如显示器36。手术相机15可以包括具有处理器、存储器和图像处理单元的集成控制单元48。参考图1，可见光照明源49可以用作手术相机15的照明源。可见光照明源49可以包括氙源、白光LED光源或任何其他适合的可见光源。手术相机15可以包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为检测从眼睛16反射的光并将对应于检测到的光的信号发送到控制器C或集成控制单元48。传感器可以是互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、电荷耦合器件(CCD)传感器或本领域技术人员可获得的其他传感器。眼睛16的数字图像可以在显示器36上示出。手术相机15可以是数字相机、HDR相机、3D相机或其任何组合。手术相机15可以是单色相机或彩色相机。手术相机15可以利用本领域技术人员可获得的相应组件(未示出)来进行光学机械聚焦、改变变焦和改变手术相机15的工作距离。

参考图1，系统10可以包括运动传感器50，所述运动传感器与控制器C通信并且被配置为检测患者18的运动。在一个示例中，运动传感器50与支撑患者18的结构构件52(如头枕)接触。在另一个示例中，运动传感器50与患者18的前额接触。控制器C可以被配置为当传感器50检测到患者18的运动时禁用治疗光束32。

系统10的各种部件可以被配置为经由网络54进行通信，如图1所示。网络54可以是以各种方式实施的双向总线，例如局域网形式的串行通信总线。局域网可以包括但不限于控域网(CAN)、具有灵活数据速率的控域网(CAN-FD)、以太网、蓝牙、WIFI以及其他形式的数据。可以采用其他类型的连接。系统10可以进一步包括通信接口56，用于发射和接收来自远程服务器和/或云单元的信息。

可视化模块12适于经由一个或多个观察光束V(参见图1)来提供眼睛16的可视化数据。如下所述，可视化模块12被配置为在照射到眼睛16之前采用从一个或多个光学器件反射的电磁辐射。虽然在图1中示出了可视化模块12的示例实施例，但是应当理解，可视化模块12可以包括本领域技术人员可获得的其他类型的成像设备。参考图1，可视化模块12包括光源60，所述光源发射电磁波谱的可见范围内的光。如图1所示，第一观察光束B1和第二观察光束B2源自光源60，并且可以穿过准直单元62。准直单元62可以包括各种视场和孔径光阑以及本领域技术人员可获得的其他光学器件。

第一观察光束B1和第二观察光束B2分别经由第一反射器件64和第二反射器件66指向眼睛16。第一反射器件64和第二反射器件66可以以选定的距离放置，并且被配置为选择性地反射特定期望波长的光。第一反射器件64和第二反射器件66可以是反射镜、角隅棱镜或空间光调制器200，如下所述。来自第一反射器件64和第二反射器件66的反射光分别向第一曲面镜68和第二曲面镜70传播。参考图1，第一曲面镜68和第二曲面镜70以倾斜入射角度将第一观察光束B1和第二观察光束B2分别指引到眼睛16的一部分上，作为第一倾斜光线O1和第二倾斜光线O2。在图1所示的实施例中，通常穿过目标部位并在目标部位周围的中心光被阻挡，并且只有来自每个方位的倾斜光线能够照射到目标部位，即眼睛16。这种环形照明去除了零级或非散射光，从而导致由眼睛16散射的高阶衍射强度形成的图像。因此，眼睛16的成像部分与暗背景相比看起来是明亮的。

参考图1，第一倾斜光线O1和第二倾斜光线O2可以由相应的中空光锥构成。第一倾斜光线O1和第二倾斜光线O2照射到眼睛16上。玻璃体可视化类似于反射显微术(落射照明)，因为光源和成像/可视化光学器件在目标部位的同一侧。然而，玻璃体可视化/成像的不同之处在于，可视化数据的来源是从视网膜42和/或巩膜71反射的穿过玻璃体介质28中的相位物体(如介质混浊26)的光。本质上，光源在目标部位的后面。参考图1，反射光束R(来自视网膜42和/或巩膜71)被玻璃体介质28中的介质混浊26(参见图2)衍射、反射和/或折射。反射光束R通过物镜72和管透镜74传播回来。

参考图1，物镜72和管透镜74中的至少一者可以是电控液体透镜。在一些实施例中，电控液体透镜可以包括包含光学流体的芯，所述芯用柔性外膜密封。电控液体透镜的焦距可以通过改变柔性外膜流体的曲率来改变，例如经由电流控制音圈来改变。在一个示例中，电控液体透镜具有1毫秒的响应时间。

反射光束R对眼睛16中多个反射点相对于某个已知参考点或相对于彼此的位置进行编码。参考图1，编码可以由检测器76捕获，并经由模块处理器44和/或控制器C处理。在一个示例中，检测器76包括耦合到电气设备的感光器。然而，应当理解，检测器76可以包括本领域技术人员可获得的其他类型的感受器设备。在一些实施例中，可以采用光纤来传输和/或引导第一观察光束B1和第二观察光束B2，并指引其落在眼睛16中适当的感兴趣区域上。可以采用本领域技术人员可用的其他方法在系统10内传输和/或引导各种光束。另外，系统10可以包括光学观察以及电子可视化。

参考图1，可视化模块12可以包括用于使第一观察光束B1和/或第二观察光束B2转向的转向单元78。在一个实施例中，转向单元78包括多轴检流计或单轴检流计。单轴检流计是一种小型轻质反射镜，其可以在电气控制下在轴线上来回摆动，从而改变沿一个轴线反射的光路径的反射方向。

第一反射器件64和第二反射器件66可以包括空间光调制器200，所述空间光调制器的示例在图4中示出。参考图4，空间光调制器200可以包括与零电压电极层204相邻的覆盖层202。覆盖层202可以由硅树脂、玻璃或其他合适的材料构成。液晶调制器206位于零电压电极层204与像素电极阵列208之间，所述像素电极阵列包括第一至第四像素电极E1、E2、E3和E4。

空间光调制器200适于在逐像素的基础上对入射光210的相应相位和相应振幅中的至少一者进行整形。参考图4，像素电极阵列208中的每一个可以被配置为相对于零电压电极层204施加不同的电势差。像素电极208的电势差可以由控制器C直接或间接地选择。因此，反射光212(其包括第一波前部分W1、第二波前部分W2、第三波前部分W3和第四波前部分W4)可以在空间维度上以可变的振幅和/或相位形成。空间光调制器200可以包括仅相位、仅振幅或组合的相位和振幅调制模式。在所示的示例中，最高的电势差由第三像素电极E3施加。为了减少衍射损失，可以将介质镜214定位在液晶调制器206与像素电极阵列208之间。

介质混浊26的更好的可视化对于精确和有效的激光玻璃体切除术是至关重要的。空间光调制器200在每个像素处提供可编程的相位和/或振幅偏移，使得能够产生进入眼睛16的定制设计的波前。通过在空间上选择性地控制光的相位和/或振幅，可以更准确地辨别和可视化介质混浊26相对于周围玻璃体介质28的边界或边缘。因此，空间光调制器200导致对患者18的治疗的整体改善。空间光调制器200可以相对于中心轴线A倾斜或同轴。空间光调制器200可以位于照明路径和/或观察路径中。系统10可以采用各种其他光学机构和光学器件来将局部相位的微小变化(例如，由于光程长度差异和/或局部折射率)转换成亮度的对应变化，这可以被可视化为图像对比度的差异。

根据替代实施例，可视化模块112在图3中示出。可视化模块112包括偏振器件，如第一偏振器165和第二偏振器175。参考图3，第一入射光束I1和第二入射光束I2源自光源160，并且可以穿过准直单元162。第一入射光束I1和第二入射光束I2可以在反射镜单元164将其指引到物镜172中之前被第一偏振器165偏振。线性偏振光波聚焦到眼睛16上并反射回物镜172。在从眼睛16返回的路径上，第一反射光束R1和第二反射光束R2遇到相对于第一偏振器165以90度定向的第二偏振器175。只有消偏振的波前能够穿过第二偏振器175到达管透镜174和检测器176，从而提高对比度。

可选地，参考图3，除了第一偏振器165和第二偏振器175之外，可视化模块112还可以包括双折射棱镜185(以虚线示出)。双折射棱镜185被放置在物镜172上方，并且被配置为在眼睛16的存在表面起伏的区域中产生横向位移。双折射棱镜185将偏振光波前(其已经穿过第一偏振器165)在去往眼睛16的途中分成两个正交的偏振光束。这允许表面上的微小高度差异可视化。如果被第一入射光束I1或第二入射光束I2照射的轮廓完全平坦，则观察不到特征。如果轮廓包括表面变化，则第一入射光束I1或第二入射光束I2中的一个必须传播更长的路径并且被指派该路径差。

参考图3，在穿过物镜172和双折射棱镜185之后的返回路径上，第一反射光束R1和第二反射光束R2穿过干涉产生中间图像的第二偏振器175(在遇到管透镜174和检测器176之前)。检测器176可以包括感光器和其他电子部件，用于将路径差转化为图像上可辨别的对比度。可视化模块112可以包括未示出的附加部件、附件和电路系统。

现在参考图2，角膜对接构件80可以定位在眼睛16附近。角膜对接构件80适于消除角膜非球面性，所述角膜非球面性可能是由于患者18的先前角膜手术而产生的。通过减小激光传递的景深，角膜对接构件80使治疗光束32高度会聚并实现高空间相干性。角膜对接构件80可以采用直接戴在眼睛16的角膜82上的平面接触透镜的形式。角膜对接构件80可以采用由传递单元500支撑的平面接触透镜的形式，所述传递单元的示例在图8中示出。参考图8，传递单元500可以包括在第一端504处支撑角膜对接构件80的中空框架502。透镜506可以被定位在传递单元500的相对端508处。在一些实施例中，对角膜对接构件80应用高粘度触变接触流体的表面处理以增加摩擦。角膜对接构件80可以被配置为通过将高粘度触变接触流体与具有最小接触力的大表面积相结合来降低扫视速度。

参考图1至图2，激光源34可以是飞秒激光器或皮秒激光器，并且可以发射波长为约1,050nm的光。激光设置的非限制性示例是10毫焦耳。在一个示例中，激光源34被配置为传递红外辐射，即一种约700nm至1220nm之间的波长。激光模块14被配置为将治疗光束32中的多个超短激光脉冲精确地瞄准介质混浊26。在一个实施例中，激光源34以主振荡器功率放大器(MOPA)配置构造，其中掺镱单模光纤激光器被半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模。激光源34可以用飞秒光纤激光器构造，从成本、大小、坚固性和稳定性的角度来看，飞秒光纤激光器具有技术优势。在一个实施例中，激光模块14可以包括使用光子晶体光纤和SESAM的MOPA架构。使用MOPA的基于光纤的飞秒激光器具有KHz-MHz重复率，使得外科医生能够进行连续操作，而不是采用不频繁的短暂脉冲(如由YAG激光器提供的)。

参考图2，治疗光束32的方向可以基于手头的应用而变化。例如，第一治疗光束32A可以在平行于由共享孔径30限定的中心轴线A的方向上传播。参考图2，共享孔径30以中心轴线A为中心并垂直于所述中心轴线。参考图2，第二治疗光束32B以治疗光束32B与参考线83之间的离轴角度84指向离轴方向。参考线83平行于中心轴线A。在一些实施例中，离轴角度84等于或大于25度。离轴角度84可以等于或大于45度。在一些实施例中，激光模块14可以相对于中心轴线A旋转。虽然激光模块14的激光源34在图1的示例中被示出为不与可视化模块12的光源60同轴，但是应当理解，激光源34相对于光源60的位置可以变化。例如，激光源34的位置和取向可以改变为与光源60同轴。

参考图2，治疗光束32可以与调制器件86相互作用以用于各种光束修改目的。例如，调制器件86可以被配置为调制由激光源34发射的治疗光束32的相位。调制器件86可以被配置为分配治疗光束32的能量，以在其焦平面中产生多个撞击点。调制器件86可以被定位成与中心轴线A同轴。在一些实施例中，调制器件86可相对于中心轴线A离轴旋转。

在一些实施例中，调制器件86是可变形反射镜88，如图2所示。可变形反射镜88的表面可以通过致动器阵列90变形或弯曲，以便实现光学像差的校正。

可变形反射镜88可以与波前传感器92(参见图2)结合使用。这种方法有利于减少具有多焦点和延伸焦深人工晶状体的患者的散焦和像差。波前传感器92被配置为确定离开眼睛16的反射光束R(参见图1)中的视觉像差。在一个示例中，波前传感器92是夏克-哈特曼(Shack-Hartmann)波前传感器，其具有耦合到集成检测器的小透镜阵列。小透镜阵列使光斑聚焦到检测器上，并且这些光斑的位置可以被计算并与来自参考光束的参考光斑的位置进行比较。第一观察光束B1和第二观察光束B2(参见图1)可以用作波前传感器92的参考光束。控制器C被配置为经由波前传感器92获得反射光束R的波前中的局部相位误差，并使用相位误差在数值上重建波前，所述波前然后可以用于经由调制器件86校正局部相位误差。如本领域技术人员所理解的，控制器C可以经由开环或闭环校正来校正波前误差。

现在参考图5，示出了可由图1的控制器C执行的方法300的流程图。方法300不需要以本文列举的特定顺序应用，并且可以省略一些框。存储器M可以存储控制器可执行指令集，并且处理器P可以执行存储在存储器M中的控制器可执行指令集。

根据图5的框302，控制器C被配置为经由可视化模块12获得眼睛16的可视化数据。来自可视化模块12的图像流可以被发送到模块处理器44和/或控制器C，所述控制器可以被配置为准备图像流。控制器C可以被配置为将视频和/或立体视频信号存储到视频文件中，并且被存储到存储器M中。

根据图5的框304，控制器C被配置为部分地基于框302中的可视化数据来获取介质混浊26的一个或多个定义参数。定义参数包括介质混浊26中的每一个的相应形状和相应大小。换句话说，控制器C被配置为提取介质混浊26的结构特征，如形状和大小。每个介质混浊26包括一组单独的定义参数。在一些实施例中，定义参数可以包括介质混浊26从预选参考平面沿着中心轴线A的深度d(参见图2)。此外，根据框304，控制器C被配置为存储与多个介质混浊26相关的定义参数。

根据图5的框306，控制器C被配置为确定介质混浊26的阈值部分何时在实时观察窗352的预定义目标区域350内。图6是实时观察窗352和预定义目标区域350的示意性示例。实时观察窗352被配置为实时反映来自可视化模块12的可视化数据。在一个示例中，阈值部分是50％。控制器C部分地基于框304中的定义参数来进行这种识别。实时观察窗352和预定义目标区域350的相应形状可以是矩形或圆形，并且可以根据需要变化。

参考图6，实时观察窗352可以包括用于帮助聚焦和提高透明组织附近的可见度的交叉激光线354。在一个示例中，交叉激光线354发射绿色。在一些实施例中，控制器C不跟踪介质混浊26的实时位置，并且仅依赖于对预定义目标区域350内的介质混浊26的阈值部分的检测。

如果介质混浊26在预定义目标区域350内，则方法300进行到框308，在所述框中，治疗光束32指向介质混浊26，以便切割介质混浊26。控制器C可以被配置为向激光模块14发送信号，以将治疗光束32的焦点精确地瞄准介质混浊26。如果介质混浊26不在预定义目标区域内，则方法300循环回到框306。

来自治疗光束32的激光脉冲可以均匀地瞄准特定的治疗体积，所述治疗体积可以小于或大于介质混浊26。治疗光束32可以基于手头的应用以各种图案传递。例如，治疗光束32可以作为单个平面中的线性分布的点阵列传递。对于一些类型的介质混浊26(例如，魏斯环(Weiss ring))，治疗光束32可以作为小角度图案或圆形图案传递。激光设置可以包括单脉冲、多脉冲或连续传递。如上所述，激光模块14可以包括使用光子晶体光纤和SESAM的MOPA架构。在外科医生看来，MOPA架构中KHz范围内的脉率是连续的。可以优化激光脉冲能量、击中点的位置和治疗体积，以实现打破介质混浊26的最高效率，同时最小化各种因素，如气泡的形成和扩散、激光暴露、与眼睛16后部的接近度和手术时间。

方法300从框308进行到框310，以评估是否已经满足一个或多个退出条件。示例退出条件可以是介质混浊26已经达到最小可接受大小。如果已经满足退出条件，则方法300结束。如果未满足退出条件，则方法300循环回到框302。

在一些实施例中，控制器C可以被配置为获得源自治疗光束32的散射光的散斑图案，其中散射光的大小约为治疗光束32的波长。当治疗光束32指向介质混浊26时，所述介质混浊散射光。散射光源自眼睛16内的不同位置并传播不同的长度，从而导致相长干涉和相消干涉。干涉在空间中随机变化，从而产生随机变化的强度图案，称为散斑。换句话说，散斑是由于以不同相位和振幅散射的相干光线之间的干涉而产生的。散射光引起材料不规则性，其大小可以大约为照射散射材料的激光的波长。

激光模块14可以包括其他操作模式。例如，激光模块14可以包括手动模式，在手动模式中，外科医生手动识别介质混浊26的俯仰、偏转和深度，按压触发器以经由可视化模块12捕获介质混浊26的图像，并激活激光模块14。如果没有检测到介质混浊26或眼睛16的运动，则激光模块14启动。手动模式可以包括闭环跟踪。

在替代实施例中，可视化模块12可以结合基于狭缝的共焦成像模块，所述共焦成像模块使用具有滚动快门的红外光，而不是光机狭缝。狭缝共焦成像比共焦点光源需要更少的光。共焦成像减少了有利于玻璃体可视化的景深并且减少了散射光，从而提高了信噪比。系统10可以包括具有使用反射光的空间光调制器200的狭缝扫描共焦立体可视化选项。在一些实施例中，可视化模块12可以采用本领域技术人员可获得的环形相控阵3D超声单元。

参考图7，示出了根据又另一个实施例的可视化模块412。可视化模块412包括具有狭缝灯422的同轴照明单元420，所述狭缝灯产生与第一反射器424和第二反射器426相互作用的相应光束。第一反射器424和第二反射器426中的至少一者包括空间光调制器200(如图4所示)。第一反射器424和第二反射器426可以与图1的中心轴线A同轴。参考图7，可视化模块412包括具有狭缝灯432的倾斜照明单元430，所述狭缝灯产生与反射器434相互作用的相应光束。反射器434包括空间光调制器200(如图4所示)。倾斜照明单元430可以经由附接到外壳428的旋转臂438相对于目标部位或眼睛16旋转。换句话说，反射器434可以相对于中心轴线A离轴旋转。同轴照明单元420和倾斜照明单元430可以包括用于光学聚焦的各种透镜420、422以及用于放大和转向的其他附件(未示出)。

应当理解，在一个实施例中描述的不同特性可以彼此独立地使用，或者可以与来自其他实施例的一个或多个期望特性相结合。例如，空间光调制器200可以在仅可视化应用(没有激光玻璃体消融)的自适应光学方法中使用。空间光调制器200可以与或不与角膜对接构件80一起使用。空间光调制器200可以用于同轴或倾斜照明路径和/或立体/光学外科医生可视化路径。

图1的控制器C可以是与激光模块14和可视化模块12、112集成的其他控制器的整体部分，或者是可操作地连接到所述其他控制器的独立模块。图1的控制器C包括计算机可读介质(也称为处理器可读介质)，该计算机可读介质包括参与提供可以由计算机(例如，由计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的非暂态(例如，有形)介质。这种介质可以采取多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他持久性存储器。易失性介质可以包括例如动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。这样的指令可以通过一个或多个传输介质来传输，包括同轴电缆、铜线和光纤，包括包含耦合到计算机的处理器的系统总线的线。一些形式的计算机可读介质包括，例如，软盘、软磁盘、硬盘、磁带、其他磁介质、CD-ROM、DVD、其他光学介质、穿孔卡、纸带、其他具有孔图案的物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EEPROM、其他存储芯片或盒、或计算机可以读取的其他介质。

本文所述的查找表、数据库、数据储存库或其他数据存储装置可以包括用于存储、访问和检索各种数据的各种机制，包括分层数据库、文件系统中的一组文件、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个这样的数据存储装置可以被包括在采用如上述之一的计算机操作系统的计算设备内，并且可以经由网络以各种方式中的一种或多种来访问。文件系统可以从计算机操作系统访问并且可以包括以各种格式存储的文件。RDBMS可以采用结构化查询语言(SQL)，以及用于创建、存储、编辑和执行所存储的过程的语言，比如上面提到的PL/SQL语言。

具体实施方式和附图或图对于本公开是支持性的和描述性的，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施所要求保护的公开的一些最佳模式和其他实施例，但是存在各种替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定的公开。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特性不一定要被理解为彼此独立的实施例。而是，在实施例的一个示例中描述的每个特性可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望的特性相结合，从而产生没有用文字描述或参考附图描述的其他实施例。因此，这样的其他实施例落入所附权利要求的范围框架内。

Claims (15)

1.一种用于治疗眼睛的玻璃体介质中的介质混浊的系统，所述系统包括：

可视化模块，所述可视化模块适于经由一个或多个观察光束来提供所述眼睛的一部分的可视化数据；

激光模块，所述激光模块适于选择性地产生指向所述介质混浊以便破坏所述介质混浊的治疗光束；并且

其中，所述激光模块和所述可视化模块具有用于将所述治疗光束和所述一个或多个观察光束导向所述眼睛的共享孔径，所述共享孔径以中心轴线为中心。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

控制器，所述控制器与所述可视化模块和所述激光模块通信，所述控制器具有处理器和其上记录有指令的有形非暂态存储器；并且

其中，由所述处理器执行所述指令使得所述控制器至少部分地基于所述可视化数据获取所述介质混浊的一个或多个定义参数，所述一个或多个定义参数包括所述介质混浊的形状和大小以及所述介质混浊的深度。

3.如权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置为：

至少部分地基于所述一个或多个定义参数来确定所述介质混浊的阈值部分何时在预定义目标区域内；并且

当所述介质混浊的阈值部分在所述预定义目标区域内时，将所述治疗光束指向所述介质混浊。

4.如权利要求2所述的系统，进一步包括：

传感器，所述传感器与所述控制器通信并且被配置为检测患者的运动；并且

其中，所述控制器被配置为当所述传感器检测到所述患者的运动时禁用所述治疗光束。

5.如权利要求2所述的系统，其中，所述控制器被配置为获得源自所述治疗光束的散射光的散斑图案，所述散射光的大小约为所述治疗光束的波长。

6.如权利要求1所述的系统，其中，所述治疗光束包括多个超短激光脉冲，其中，所述多个超短激光脉冲限定了在约一飞秒至约50皮秒之间的相应持续时间。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述治疗光束在平行于所述中心轴线的方向上传播。

8.如权利要求1所述的系统，其中，所述治疗光束以偏离所述中心轴线的离轴角度传播，所述离轴角度等于或大于25度。

9.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

角膜对接构件，所述角膜对接构件紧邻所述眼睛的角膜定位，所述角膜对接构件被配置为减小所述治疗光束的景深。

10.如权利要求1所述的系统，其中：

所述可视化模块被配置为在照射到所述眼睛之前采用从一个或多个光学器件反射的电磁辐射，所述一个或多个光学器件被定位成使得只有倾斜光线照射到所述眼睛而中心光线被阻挡。

11.如权利要求1所述的系统，其中：

所述可视化模块包括光源、反射镜单元、第一偏振器和第二偏振器，所述第二偏振器相对于所述第一偏振器以90度定向；

所述第一偏振器适于使来自所述光源的至少一个入射光束偏振，以产生线性偏振光波；并且

所述反射镜单元适于将所述线性偏振光波指引到所述眼睛上；并且

所述第二偏振器被定位成使得离开所述眼睛的反射光束被投射到所述第二偏振器上，

其中，所述可视化模块进一步包括双折射棱镜，所述双折射棱镜被配置为在所述线性偏振光波照射到所述眼睛之前拦截所述线性偏振光波，所述双折射棱镜被配置为在所述反射光束被投射到所述第二偏振器上之前拦截所述反射光束。

12.如权利要求1所述的系统，其中，所述可视化模块包括响应时间在1毫秒至5毫秒之间的电控液体透镜。

13.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

波前传感器，所述波前传感器被配置为确定离开所述眼睛的所述一个或多个观察光束中的视觉像差；以及

可变形反射镜，所述可变形反射镜被配置为部分地基于由所述波前传感器确定的所述视觉像差来对所述治疗光束的波前进行整形。

14.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

空间光调制器，所述空间光调制器适于对所述一个或多个观察光束的相应相位和相应振幅中的至少一者进行整形，所述空间光调制器被定位成与所述中心轴线同轴。

15.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

空间光调制器，所述空间光调制器适于对所述一个或多个观察光束的相应相位和相应振幅中的至少一者进行整形，所述空间光调制器可相对于所述中心轴线离轴旋转。

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