CN118265482A - 具有增强的玻璃体可视化的眼科手术用接触镜 - Google Patents
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Abstract
在某些实施例中，一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜包括框架、物镜和照明环。框架具有眼睛端、操作者端、以及带有内部区域的凸缘状形状。眼睛端被配置成从眼睛向外设置。物镜设置在框架的内部区域内。物镜将激光束透射穿过眼睛端以对眼睛进行治疗。照明环联接到框架并且提供穿过眼睛端的环形照明以照明眼睛。照明环包括环衬底和耦接至环衬底的光发射器。光发射器发射光。
Description
技术领域
本披露内容总体上涉及眼科系统，更特别地涉及一种具有增强的玻璃体可视化的眼科手术用接触镜。
背景技术
玻璃体视网膜眼部手术在眼睛的玻璃体视网膜区域中执行。这样的手术的示例包括：击碎玻璃体的预先存在的结块胶原纤维(“漂浮物”)；在诊室内进行充气性视网膜固定术治疗局限视网膜脱离之前对瓣撕裂(“马蹄形撕裂”)进行玻璃体牵引；在手术玻璃体切割术之后进行残留玻璃体视网膜牵引；因手术视网膜切除术不完整导致的造成视网膜脱离(隆起)的残留视网膜组织；选定的小型糖尿病性牵引性视网膜脱离；以及选定的玻璃体黄斑牵引综合征病例。
医生必须能够看到玻璃体视网膜区域才能成功执行手术。另外，合适的照明是有效的玻璃体视网膜可视化的关键。不幸的是，在一些情况下，已知的系统无法提供能产生有效可视化的照明。
发明内容
在某些实施例中，一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜包括框架、物镜和照明环。框架具有眼睛端、操作者端、以及带有内部区域的凸缘状形状。眼睛端被配置成从眼睛向外设置。物镜设置在框架的内部区域内。物镜将激光束透射穿过眼睛端以对眼睛进行治疗。照明环联接到框架并且提供穿过眼睛端的环形照明以照明眼睛。照明环包括环衬底和耦接至环衬底的光发射器。光发射器发射光。
实施例可以不包括以下特征或者可以包括以下特征中的一个、部分或全部：
*光发射器包括光源，这些光源可以包括发光二极管(LED)灯。
*光发射器包括光纤，这些光纤将光源耦接至照明环，其中光纤将光从光源输送至照明环。光纤可以包括输送光纤和输出光纤。光源可以提供激光束，比如具有散斑图案的激光束。
*照明环设置在物镜与眼睛之间。
*物镜设置在照明环内。
*物镜是一组可互换物镜中的一个，其中至少两个可互换物镜具有不同的焦点。
*眼科手术用接触镜包括控制器，该控制器控制照明环的照明。控制器可以控制由这些光发射器中的一个或多个光发射器发射的光的特征、和/或可以控制由这些光发射器发射的照明的模式。
*物镜是可抛弃式物镜。
*照明环是可抛弃式照明环。
在某些实施例中，一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜包括框架、物镜和照明环。框架具有眼睛端、操作者端、以及带有内部区域的凸缘状形状。眼睛端被配置成从眼睛向外设置。物镜设置在框架的内部区域内。物镜将激光束透射穿过眼睛端以对眼睛进行治疗。照明环联接到框架并且提供穿过眼睛端的环形照明以照明眼睛。照明环包括环衬底和耦接至环衬底的光发射器。光发射器是发射光的光源，这些光源包括发光二极管(LED)灯。
实施例可以包括以下特征：
*眼科手术用接触镜包括控制器，该控制器控制照明环的照明。
在某些实施例中，一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜包括框架、物镜和照明环。框架具有眼睛端、操作者端、以及带有内部区域的凸缘状形状。眼睛端被配置成从眼睛向外设置。物镜设置在框架的内部区域内。物镜将激光束透射穿过眼睛端以对眼睛进行治疗。照明环联接到框架并且提供穿过眼睛端的环形照明以照明眼睛。照明环包括环衬底和耦接至环衬底的光发射器。光发射器发射光并且包括光纤，这些光纤将光源耦接至照明环。光纤将光从光源输送至照明环，其中光源提供激光束。
实施例可以包括以下特征：
*光源提供具有散斑图案的激光束。
在某些实施例中，一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜包括框架、物镜、照明环和控制器。框架具有眼睛端、操作者端、以及带有内部区域的凸缘状形状。眼睛端被配置成从眼睛向外设置。物镜设置在框架的内部区域内，并且将激光束透射穿过眼睛端以对眼睛进行治疗。照明环联接到框架并且提供穿过眼睛端的环形照明以照明眼睛。物镜和照明环都是可抛弃式的。照明环包括环衬底和耦接至环衬底的光发射器。光发射器发射光，并且包括：光源，这些光源包括发光二极管(LED)灯；或光纤，这些光纤将光源耦接至照明环，其中光纤包括输送光纤和输出光纤，光纤将光从光源输送至照明环，并且光源提供具有散斑图案的激光束。控制器通过以下方式控制照明环的照明：控制由这些光发射器中的一个或多个光发射器发射的光的特征，以及控制由这些光发射器发射的照明的模式。
附图说明
图1展示了根据某些实施例的增强玻璃体可视化的眼科手术用接触镜的示例；
图2展示了根据某些实施例的具有照明环的眼科手术用接触镜的示例；
图3A和图3B展示了根据某些实施例的具有照明环的眼科手术用接触镜的示例，该照明环利用环形照明来照明眼睛；以及
图4A和图4B展示了根据某些实施例的与控制器通信的照明环的示例。
具体实施方式
现在参考说明书和附图，来详细示出所披露的设备、系统和方法的示例实施例。说明书和附图不旨在是穷举的或以其他方式将权利要求限制为附图中所示和说明书中所披露的具体实施例。尽管附图代表了可能的实施例，但附图不一定是按比例绘制的，并且某些特征可以被简化、夸大、移除或部分剖切以更好地展示实施例。
玻璃体视网膜可视化(即，玻璃体和/或视网膜的可视化)可能很困难，这是因为一些目标(比如眼睛漂浮物)几乎是透明的并且吸收的光很少。此外，玻璃体视网膜区域的外部照明受浦肯野图像(Purkinje image)的限制，浦肯野图像是来自角膜和晶状体的表面的反射。另外，激光玻璃体视网膜手术通常是实时的观看-瞄准-射击手术，因此可视化应是实时、立体且彩色的。例如，当治疗眼睛漂浮物时，医生应具有实时可视化来观看漂浮物响应于激光射击而进行的移动。此外，医生应能够看到立体且彩色的晶状体和视网膜，因为这提供了防止空间定向障碍的解剖标志。
这些和其他挑战使得已知的玻璃体视网膜成像技术在某些情况下不能令人满意。相应地，本文描述了一种利用环形照明来照明眼睛的眼科手术用接触镜。如果环形照明的轴线与眼睛的眼轴(例如，视轴或光轴)基本上同轴，则可以减少视网膜反射和浦肯野图像，从而增强玻璃体视网膜可视化。
图1展示了根据某些实施例的增强玻璃体可视化的眼科手术用接触镜110的示例。作为概述，接触镜110从眼睛112的角膜114向外设置。接触镜110包括被实施为照明环120的照明系统。照明环120提供增强玻璃体可视化的环形照明。激光束116被透射穿过接触镜110的光学元件以对眼睛112进行治疗。
转向细节，照明系统提供光以照明玻璃体视网膜区域(例如玻璃体和/或视网膜)的至少一部分或全部。照明光可以是任何合适的光，例如激光束(比如具有固有散斑图案的激光束)。光学元件136可以修改照明光以产生任何合适的照明，例如以下一种或多种类型的照明：
(1)环形照明(AN)：环形照明是以管或空心锥(比如截头锥)形式提供的光(例如，白色发光二极管(LED)光)，其中内部没有光。在使用示例中，环形照明以例如位于巩膜与角膜相接处的内侧的环的形式照射眼睛。环形照明具有轴线，例如照明管或照明锥的轴线。如果环形照明的轴线与眼睛的眼轴(例如，视轴或光轴)基本上重合，则可以减少视网膜反射和浦肯野图像。
(2)多光束照明(MB)：多光束照明是以多个光束(例如，多个激光束)形式提供的光。在某些实施例中，多个光束可以产生环形照明。多光束照明增强了目标(例如，玻璃体漂浮物)的可视化。
(3)散斑图案(SP)：一组相干光(比如激光)波前的相互干涉会产生散斑图案。散斑图案增强了玻璃体目标(例如，玻璃体漂浮物)的可视化。可以以任何合适的光学配置使用散斑图案。例如，散斑图案光可以以例如单个光束、狭缝光束和/或多个光束形式提供。
图2展示了根据某些实施例的具有照明环120的眼科手术用接触镜110的示例。作为概述，接触镜122包括框架130，该框架具有眼睛端132和操作者端134。照明环120和光学元件136联接到框架132并设置在该框架内。
接触镜122的示例包括眼部用Singh中部玻璃体镜头、Peyman多分割镜头、Karickhoff离轴镜头、Karickhoff四反射镜镜头，以及具有允许操作者观察眼睛的内部的光学元件的其他框架。例如，Singh中部玻璃体镜头具有提供玻璃体的例如从晶状体后方到视网膜的视野的镜头。作为另一示例，Peyman多分割镜头可以包括用于观察眼睛的不同区域(例如，前房到后囊、中部玻璃体和深部玻璃体)的单独的镜头嵌件。作为另一示例，Karickhoff离轴镜头具有提供眼睛的离轴区域的视野的镜头。操作者旋转镜头以观察其他离轴区域，而无需患者移动其眼睛。
作为又一示例，Karickhoff四反射镜镜头具有四个反射镜和中心轴视野。反射镜以不同的角度定位以提供眼睛内部的不同视野。例如，62°的反射镜提供锯齿缘附近的周边眼底的视野；67°的反射镜提供从赤道到中锯齿缘的视野；76°的反射镜提供从赤道到中周边视野的视野；以及80°的反射镜提供主要血管弓的视野。视野可能会重叠，使得可以通过旋转镜头来观察从中心区域到周边的区域。
转向细节，框架130具有带有内部区域的凸缘状形状(例如，围绕光学部分的裙部，其曲率半径类似于例如眼睛、巩膜或角膜的曲率半径)。眼睛端132从眼睛112向外设置。可以利用粘性材料处理巩膜结膜接触表面以增大摩擦。可以使用触变性流体。操作者端134要由操作者(比如医生)握持，并且可以具有允许操作者容易地握持端134的纹理。
光学元件136用于放大和/或聚焦眼睛112的内部。一般来说，光学元件透射光、折射光、反射光或以其他方式调制光。在某些实施例中，光学元件136包括对眼睛112的内部进行放大和/或聚焦的一个或多个透镜和/或反射镜。例如，光学元件136包括设置在框架130的内部区域内的物镜。一般来说，物镜是聚集来自物体的光并将光线聚焦以产生物体的图像的光学元件。接触镜110的物镜使激光束透射穿过眼睛端132以对眼睛进行治疗。
照明环120提供穿过眼睛端132的环形照明以照明眼睛112。在示例中，照明环120包括环衬底142和耦接至该环的光发射器142。参考图4A和图4B更详细地描述照明环120。
图3A和图3B展示了根据某些实施例的具有照明环120的眼科手术用接触镜110(110a和110b)的示例，该照明环利用环形照明来照明眼睛112。在使用示例中，环形照明以例如位于巩膜与角膜相接处的内侧的环的形式照射眼睛。如果环形照明的轴线与眼睛的眼轴(例如，视轴或光轴)基本上同轴，则可以减少视网膜反射和浦肯野图像。环形照明将照明路径和可视化路径分开，类似于显微术中的科勒原理(Koehler principle)，从而提高了漂浮物的对比度和可见度。
转向特定示例，接触镜110包括物镜150。在图3A的接触镜110a中，照明环120设置在物镜150的最靠近眼睛112的一侧、即在物镜150与眼睛112之间。在图3B的接触镜110b中，物镜150设置在照明环120的内部区域内。这些布置消除了从接触镜和角膜反射的光并且减少了来自晶状体或人工晶状体(IOL)的反射。物镜150聚集来自眼睛112的光并且根据所聚集的光形成眼睛112的图像。
在某些实施例中，物镜150可以是一组可互换物镜中的一个，其中不同的物镜150的焦点可以在眼睛112的不同深度处。例如，可以使用不同的物镜150来聚焦于眼睛112的前部玻璃体、中部玻璃体和后部玻璃体。在某些实施例中，物镜150可以是可抛弃式物镜，或者在其他实施例中，物镜可以是在清洁后可重复使用的物镜。物镜150可以以任何合适的方式(例如，通过注塑成型)形成，并且具有任何合适的涂层(例如，眩光和/或防雾涂层)和任何合适的晶圆级光学器件。
图4A和图4B展示了根据某些实施例的与控制器160通信的照明环120(120a和120b)的示例。在示例中，照明环120(120a和120b)包括如图所示相耦接的环衬底140和光发射器142。环衬底140支撑光发射器142并且可以具有适合于设置在框架内的任何直径(例如1厘米至3厘米)。光发射器142发射光以产生环形照明并且可以以任何合适的方式布置在环衬底140上。例如，发射器142可以彼此相邻，或者可以彼此隔开。通常，发射器142可以围绕环衬底140对称地和/或均匀地分布，但是在某些实施例中不必如此。控制器160可以控制光发射器142的照明。图4B的照明环120b包括光纤164，这些光纤将光源162耦接至照明环120b。
转向具体实施例，图4A的照明环120a包括光发射器142，这些光发射器是产生光的光源，例如发光二极管(LED)灯(比如白色或RGB微型LED灯)。光发射器142可以具有任何合适的尺寸，例如，长、宽和高为0.1毫米(mm)至3.0mm(例如，0.65mm长×0.35mm宽×0.2mm高)。光发射器142可以具有由未来LED灯实现的更小尺寸。
图4B的照明环120b包括作为光输出的光发射器142。在示例中，光发射器142是将光从光源162输送至照明环120b的光纤的输出。例如，光源162可以是提供激光束(比如具有散斑图案的激光束)的激光束源。在某些实施例中，照明环120可以是可抛弃式照明环，和/或可以是在清洁后可重复使用的照明环。
光纤164可以具有任何合适的特征。作为概述，在某些实施例中，光纤164包括一个或多个光纤，该一个或多个光纤包括相耦接的输送光纤和输出光纤，其中输送光纤耦接至光源162，并且输出光纤耦接至衬底140。在实施例中，输送光纤可以是将光从光源162输送至多个输出光纤的直径更大的光纤。输出光纤可以是端部发射光的直径更小的光纤，比如纳米光纤。
转向某些实施例的细节，输送光纤可以具有适合于将光从光源162输送至输出光纤的任何特征。在某些实施例中，输送光纤具有比输出光纤的数值孔径更低的数值孔径NA(例如，0.0至0.5)和比输出光纤的直径更大的直径(例如，50微米至100微米)。输送光纤的示例是多模光纤。多模光纤具有较大的纤芯直径，使得能够传播多种光模式，并且比单模光纤具有更高的聚光能力。
输出光纤可以具有任何合适的特征。在某些实施例中，输出光纤例如可以是纳米光纤(直径在纳米范围内)或微米光纤(直径在微米范围内)。远端可以具有0.5至1.0的数值孔径NA、30度至70度的临界角、以及70度至130度的发射锥角(该发射锥角不输出到眼睛中)。例如，30微米的输出光纤可以具有0.66的NA、41.3°的临界角、以及82.6°的发射锥角。作为另一示例，输出光纤可以具有0.86的NA、59.32°的临界角、以及118.6°的发射锥角。远端可以呈锥形以提供环形照明。
可以使用任何合适的技术来耦接输送光纤和输出光纤以将光从光源162传输至发射器142的输出。光纤164可以包括锥形部、连接器(例如，对接连接件)和/或光学元件(例如，透镜、透明球)以耦接光纤。当耦接输出光纤和输送光纤(加上锥形部或光学元件)时，可以使用辐射度测量的A*omega乘积来匹配光纤。A*omega乘积是光纤截面面积A乘以光锥的立体角NA。输送光纤的A*omega乘积应与输出光纤的A*omega乘积相匹配。
光发射器142可以与任何合适的光学元件一起使用以产生环形照明(例如，均匀环形照明或光束环)。例如，输出光纤可以沿着衬底的周边与接触部的前表面垂直或不垂直地设置。如果光纤与前表面不垂直(例如，与前表面平行)，则可以使用光学元件(例如，模制棱镜或光导管)将光重新引导朝向眼睛以产生环形照明。
在某些实施例中，控制器160控制照明环120的照明。控制器160可以控制光的一个或多个特征，例如强度、波长(比如颜色)、相干性、方向和/或偏振。例如，控制器160可以指示照明环120使用蓝光来减少红色反射。控制器160还可以控制由发射器142发射的光的模式。例如，光的模式可以包括哪些发射器142正在发射光、什么时候发射光以及发射光的持续时间和/或所发射的光的特征。例如，控制器160可以指示照明环120使用多个发射器142来产生多光束环形照明。作为另一示例，控制器160可以指示照明环120使用具有散斑图案的激光束来增强可视化。
本文披露的系统和设备的部件(比如控制器160)可以包括接口、逻辑、和/或存储器，其中的任何一个都可以包括计算机硬件和/或软件。接口可以接收给部件的输入和/或从部件发送输出，并且通常用于在例如软件、硬件、外围装置、用户以及这些的组合之间交换信息。用户接口是用户可以用来与计算机通信(例如，向计算机发送输入和/或从计算机接收输出)的一种类型的接口。用户接口的示例包括显示器、图形用户接口(GUI)、触摸屏、键盘、鼠标、手势传感器、麦克风和扬声器。
逻辑可以执行部件的操作。逻辑可以包括处理数据(例如，执行用于由输入生成输出的指令)的一个或多个电子装置。这种电子装置的示例包括计算机、处理器、微处理器(例如，中央处理单元(CPU))和计算机芯片。逻辑可以包括对能够由电子装置执行以执行操作的指令进行编码的计算机软件。计算机软件的示例包括计算机程序、应用程序和操作系统。
存储器可以存储信息，并且可以包括有形的、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)、可移除存储介质(例如，光盘(CD)或数字视频或通用盘(DVD))、数据库、网络存储装置(例如，服务器)和/或其他计算机可读介质。特定实施例可以涉及用计算机软件编码的存储器。
尽管本披露内容是根据某些实施例来描述的，但对本领域技术人员而言，对这些实施例的修改(比如改变、替换、添加、省略和/或其他修改)将是显然的。相应地，可以在不脱离本发明范围的情况下对实施例进行修改。例如，可以对本文披露的系统和设备进行修改。系统和设备的部件可以是集成的或分开的，或者系统和设备的操作可以由更多、更少的部件或其他部件来执行，这对于本领域技术人员来说是显然的。作为另一示例，可以对本文披露的方法进行修改。这些方法可以包括更多、更少的步骤或其他步骤，并且这些步骤可以以任何合适的顺序执行，这对于本领域技术人员来说是显然的。
为了帮助专利局和读者理解权利要求，申请人不旨在让任何权利要求或权利要求要素援引35U.S.C.§112(f)，除非在特定权利要求中明确使用词语“用于……的装置”或“用于……的步骤”。申请人理解，在权利要求内使用任何其他术语(例如，“机构”、“模块”、“装置”、“单元”、“部件”、“元件”、“构件”、“设备”、“机器”、“系统”、“处理器”或“控制器”)是指相关领域技术人员已知的结构，并且不旨在援引35U.S.C.§112(f)。
Claims (15)
1.一种利用激光束对眼睛进行眼科治疗的眼科手术用接触镜，包括：
框架，所述框架具有眼睛端和操作者端，所述框架具有带有内部区域的凸缘状形状，所述眼睛端被配置成从所述眼睛向外设置；
物镜，所述物镜设置在所述框架的内部区域内，所述物镜被配置成将所述激光束透射穿过所述眼睛端以对所述眼睛进行治疗；以及
照明环，所述照明环联接到所述框架并且被配置成提供穿过所述眼睛端的环形照明以照明所述眼睛，所述照明环包括：
环衬底；以及
多个光发射器，所述多个光发射器耦接至所述环衬底，所述多个光发射器被配置成发射光。
2.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述多个光发射器包括多个光源。
3.如权利要求2所述的眼科手术用接触镜，所述多个光源包括多个发光二极管(LED)灯。
4.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述多个光发射器包括多个光纤，所述多个光纤将光源耦接至所述照明环，光纤被配置成将光从所述光源输送至所述照明环。
5.如权利要求4所述的眼科手术用接触镜，所述光纤包括输送光纤和输出光纤。
6.如权利要求4所述的眼科手术用接触镜，所述光纤包括：
输送光纤，所述输送光纤包括多模光纤；以及
输出光纤，所述输出光纤包括纳米光纤。
7.如权利要求4所述的眼科手术用接触镜，所述光源被配置成提供具有散斑图案的激光束。
8.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述照明环设置在所述物镜与所述眼睛之间。
9.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述物镜设置在所述照明环内。
10.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述物镜是多个可互换物镜中的一个，至少两个可互换物镜具有不同的焦点。
11.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制所述照明环的照明。
12.如权利要求11所述的眼科手术用接触镜，所述控制器被配置成控制由所述多个光发射器中的一个或多个光发射器发射的光的特征。
13.如权利要求11所述的眼科手术用接触镜，所述控制器被配置成控制由所述多个光发射器发射的照明的模式。
14.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述物镜是可抛弃式物镜。
15.如权利要求1所述的眼科手术用接触镜，所述照明环是可抛弃式照明环。
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