CN1220592A - 准分子激光器眼外科手术系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种紧致准分子激光器系统,它包括紧致布置的氟化氩激光气体、电子设备及激光头,从而患者手术台可在所有这些组件上方旋转。使得能够旋转患者手术台,便于患者进出手术台,而不会使患者头部撞到导引准分子激光入射到患者眼睛上的光学延伸部分。此外自动化层状角膜成形术系统被结合到激光器系统的电子设备和组件中,以便能够方便地进行激光就地治疗角膜真菌病。

Description

准分子激光器眼外科手术系统
本发明涉及眼外科手术的激光器系统，具体地说涉及一种特别适于激光就地治疗角膜真菌病(keratomileusis)的紧致准分子激光器眼外科手术系统。
自从发明眼镜以来，医生和科学家一直在努力改善人类的视力。从眼镜，到隐形眼镜，再到放射状角膜切除术，医生一直在为视力缺陷寻找更为方便、持久的解决方法。
准分子激光器的发展为视力校正提供了一个极难得的机会。准分子激光器，尤其是193nm的氟化氩准分子激光器通过非热“烧蚀”方法除去组织，在该方法中组织的分子键被完全破坏。这样能够除去精确数量的组织，而不会加热周围的组织-加热周围的组织会烧伤该组织而留下疤痕。使用准分子激光器的烧蚀法已被应用于多种方法中，以便完全重构眼睛表面。受让人的美国专利申请，申请号08/338495，申请日1994年11月16日，及申请号08/324782，申请日1994年10月18日中说明了这些技术，这两件专利申请在此作为参考文献。
通过激光就地治疗角膜真菌病(LASIK)技术的发展，这些技术又前进了一步，在激光就地治疗角膜真菌病技术中，眼睛的表面层被切除，并用烧蚀技术除去下面的基质(stromal)组织。随后把表面层复位，上皮重新生长，并使表面层固定就位。该项技术已由Gholam Peyman获得美国专利(专利号4840175)，该专利在此作为参考文献。
但是这些技术都得益于有效并且紧致的工作站。通常这些技术应在外科手术等级的净室中进行。这种净室往往会很昂贵，因此准分子激光器外科手术系统占用空间的任何减小都将是有益的。此外也强烈希望功能性的整体化及提高效率。
于是，根据本发明，以高度紧致的形式提供了一种准分子激光器系统，其中患者手术台构成其中放置有准分子激光器系统的气瓶，及驱动和控制准分子激光器系统的电子设备的机箱，气瓶中通常装有氟化氩气体。此外，患者手术台最好可被滚动移开，以便能够容易地接近这些组件，便于维修保养。
激光头紧邻手术台，但是其高度低于手术台。手术台包括一个轴承，使得手术台能在激光头上方旋转，并能够离开准分子激光器光学延伸部分，激光束通过该光学延伸部分射到患者眼睛上。这使得患者在站起来时不致于撞到头。此外，手术台可被旋转90°，使得能够利用同一净室中的同一设备进行非激光眼科手术。
另外根据本发明，自动化层状角膜成形术(ALK)系统被结合到该激光器系统中，提供计算机及对微型角膜刀的监视和连接。提供了两个脚踏开关，一个用于微型角膜刀的进刀和退刀，另一个用于启动微型角膜刀的真空。这种集成系统提供了一种进行激光就地治疗角膜真菌病(LASIK)的使用简便的受控系统。
结合附图，参考下面的最佳实施例的详细说明可更好地理解本发明，其中：
图1是根据本发明的激光器系统的透视图；
图2A-C是根据本发明的激光器系统的顶视图、侧视图及前视图；
图3A-D是根据本发明的患者手术台机箱和患者手术台的顶视图、前视图、后视图及侧视图；
图4A-C是图3A-D的患者手术台机箱封装的设备的顶视图、前视图及侧视图；
图5是图1的系统的内部组件的前视图，此外还说明了用于进行LASIK所包含的自动化层状角膜成形术(ALK)系统。
参见图1，图中表示的是根据本发明的激光器系统L。该激光器系统最好基于193nm氟化氩准分子激光器，但是也可使用其它激光器。患者手术台机箱100包括布置在其上面的患者手术台102。位于患者手术台102斜对面的医生工作位置平台104包括键盘106和控制输入器108。键盘106和控制输入器108向部分控制激光器系统L的计算机系统提供输入。该计算机系统为显示器110提供数据。控制输入器108、键盘106及显示器110和计算机系统一起用来控制激光器系统L，并激发准分子激光束通过垂直贯穿医生工作站机箱112的光路，随后水平通过光学延伸部分114。激光束的源是激光头外罩118中的准分子激光头。当患者躺在患者手术台102上时，光学延伸部分114导引准分子激光到达患者眼睛，另外还提供在手术前或手术进行过程中，医生用于观察手术的光学仪器116。
光学延伸部分114还包括部分使用贯穿医生工作台机箱112的光路的眼睛跟踪摄影系统。眼睛跟踪摄影系统最好采用高速摄象机及专用电子设备，并和计算机系统一起工作，以维持激光光学仪器对准患者眼睛上的目标点。
患者手术台机箱100还包括手术中供医生使用的搁脚板117。搁脚板117还包括两个脚踏开关119和121，这两个脚踏开关控制LASIK过程中使用的自动化层状角膜成形术(ALK)系统中的微型角膜刀的真空和电源。这将在下面结合图5进一步说明。
另外眼睛跟踪摄影系统最好采用和安装在计算机系统中的Parsytech公司生产的Transputer Frame GrabberTM一起使用的，由INMOS有限公司生产的TransputerTM板。
参见图2A-C，图中表示了图1的系统的各个视图。图2A的顶视图图解说明了光学延伸部分114怎样充分延伸到患者手术台102的前部124的上方。随后当进行手术时，医生使用光学仪器116观察手术。
另外从该位置，还可看出邻近患者手术台102的是激光头外罩118。激光头外罩118中的激光头发射激光束，最好是193nm准分子激光。平行于台面发射该激光束，随后该激光束被垂直向上反射，穿过医生工作台机箱112，之后穿出光学延伸部分114。随后激光束被向下反射到中心点120处的患者眼睛。
参见图2B，图中表示了工作站的另一个视图。该视图表示了从光学延伸部分114向下朝着手术台102的前部124发射光束的最后的光束路径122。还可看出如果患者坐起，则他或她的头部将撞着光学延伸部分114。在图2B中，可看出激光头118未伸展到患者手术台102的上方。结合下面说明的图3A将认识到这一特征。
参见图2C，该图为端视图，再次表示了光束路径122，在该光束路径上准分子激光将射到手术台102的前部124上。另外，可看出设定工作位置平台104的高度，以便医生能够容易地接触键盘106和位于患者手术台102前部124中的患者头部。图2C还表示了为患者手术台机箱一部分的患者手术台调节平台125。通过控制器108，调节平台125提供患者手术台102在x、y和z轴方向的电动控制。
参见图3A，图中表示了处于其旋转位置的患者手术台102。患者手术台102在轴承126上旋转，轴承126牢固地连接患者手术台102和患者手术台机箱100。患者手术台102的位置由提供调节平台125的x、y和z轴控制的电机和滑轮140调节。此外，患者手术台102在激光头118的上方旋转。患者手术台最好旋转足够的程度，使得患者手术台102的前部124从光学延伸部分114的下方旋转出来。这样患者可坐起，其头部不会撞到光学延伸部分114。此外，患者手术台102最好旋转90°，以便单个净室可用于进行激光和非激光眼科手术。在这个位置下(图中未表示出)，医生将对位于患者手术台102前部124中，但是旋转90°离开医生工作位置平台104的患者头部施行手术。此外，最好一个电螺线管127电锁入患者手术台102上的闭锁孔128中，在手术过程中使患者手术台102固定就位。通过在患者手术台102的表面下设置激光头118，患者手术台102可在激光头118的上方旋转。
图3B、3C和3D中表示了患者手术台102和患者手术台机箱100的另外三个视图。图3B是患者手术台102的前部124的端透视图，图中表示了患者手术台102安放在滚轮129上，并用止动器130固定就位。实际上，患者手术台机箱100构成封闭装有激光头所需氟化氩气体的气瓶、冷却组件及整个系统所需的电子设备的覆盖物。这将在下面结合图4A-C进一步说明。
患者手术台机箱100在这些组件的上方沿方向131滚动，随后在系统运转之前，用止动器130就其固定就位。
图3C图解说明了患者手术台机箱100和患者手术台102的左(根据患者的观察)侧视图。
图3D图解说明了患者手术台102和患者手术台机箱100的后部的端视图(根据患者的观察)。如图所示，形成一个附加的凹槽132，用于容纳下面将结合图4A-C说明的激光头。
图3A-D的情况下，可认识到存在一个形成于患者手术台机箱100下面的空间隙。该空间隙用于封装激光器系统L运转所必需的材料。通过提供患者手术台机箱100作为这些组件的覆盖物，可很容易地使患者手术台102和患者手术台机箱100滚离这些组件，从而便于接近和维修这些组件。同时，由于净室工作空间是很珍贵的资源，因此在手术系统中使用这种封闭的空间是一种优点。于是，更小并且更为紧致的系统具有更多的好处，因为它减少了所需净室的尺寸。
参见图4A-C，图4A-C是图解说明在患者手术台机箱100下的组件的布置的方框图。参见图4A，图中表示的是气瓶200、向激光器系统L提供动力及提供计算机系统的电子设备202，及内激光头204。交流电源组件设置在电子设备202左侧的空间隙203中。电子设备202包括计算机系统，手术台电源，及其它系统电子设备，例如变压器及接口电路。内激光头204由激光头外罩118封闭，它产生激光束，最好是从图4的左侧射向右侧的193nm准分子激光束。激光头204最好包括整体的30K伏电源。此外患者手术台机箱下的组件还包括各种冷却组件206。
参见图4B的端视图，可看出为了在滚动移开患者手术台机箱100后能够方便地替换气瓶200，气瓶200被安放在滚轮208上。另外还可看出电子设备202的一部分围绕着气瓶200，从而更有效地利用了空间。图4B中再次表示了激光头204，同时表示了提供随后被反射横向穿过光学延伸部分114的准分子激光束的出口点210和212，光学延伸部分114构成最后激光束导引部分。随后该最后激光束导引部分使激光束改向射到患者眼睛。该最后激光束导引部分包括有调节准分子激光束射到患者眼睛上的位置所必需的光学仪器。另外，最好在光学延伸部分114中提供共线对准准分子激光的瞄准激光。这最好包括两个瞄准镜，每个轴一个。
参见图4C，图中表示了内部组件的如图3C的侧透视图。再次可看到电子设备202环绕着气瓶200。
参见图5，图中表示了另一个视图。这种情况下，ALK，即自动化层状角膜成形术系统300被结合到激光器系统L中。自动化层状角膜成形术系统是用于在LASIK过程，即激光就地治疗角膜真菌病过程中起协助作用的系统。该过程需要一个微型角膜刀，微型角膜刀最好包括提供附着到眼睛上的吸力的真空通口，及提供叶片的高速振荡运动的动力通口。根据在前面引入的Gholam Peyman的美国专利中描述的技术，当患者头部躺在手术台124上时，一旦从患者眼睛取起一块片状物时，该片状物被拉回，下面的组织被切除。
但是这种系统需要监视和控制，因此最好为ALK系统300提供两个脚踏开关119和121。这些开关打开及关闭微型角膜刀的真空和动力。通过两个通口306和308，经过激光器系统L整体地提供ALK的真空和动力。最好一个护士站在医生旁边，并当需要微型角膜刀时，加上微型角膜刀。当然通口306和308也可位于激光器系统L的其它地方，但是它们的整体特性有助于操作。此外，ALK系统和用于监视的电子设备连接。例如，如果真空不合格，操作者将希望立即停止叶片的运动，因为高速叶片运动是当取走薄层片状物时，防止和薄层片状物粘合所必需的。此外，ALK系统可由电子设备202中的计算机系统通过计算机访问进一步集成和控制。计算机系统最好归并到电子设备202中，并控制各种系统，包括显示器110、控制输入器108及键盘106。计算机系统最好控制眼睛跟踪摄影系统、瞄准系统、激光头204及激光头204的发射。此外，计算机系统最好包括一个远程磁盘驱动器插槽312，用于插入如受让人的与本发明同时申请的待批美国专利申请(申请号08/656855)“Distributted Laser SurgerySystem”中描述的预编程激光炮模型。
还可把计算机系统和自动化层状角膜成形术系统300结合起来。自动化层状角膜成形术系统300一般提供真空度输出信号，微型角膜刀电压和电流输入信号，及控制输入。计算机系统可显示微型角膜刀电压和电流，以及真空度，并当出现故障时，产生报警信息，或者停用自动化层状角膜成形术系统中的动力源，及自动化层状角膜成形术系统中的真空源。另外，可把计算机系统布置在自动化层状角膜成形术系统300和脚踏开关119和121之间，以便计算机系统响应脚踏开关119和121自己控制自动化层状角膜成形术系统300。
此外，通过使用键盘106，处于这种情况下的操作者可利用根据在电子设备202的计算机系统中执行的程序而在显示器110上显示的反馈，设置自动化层状角膜成形术系统300中的动力源的功率水平，及自动化层状角膜成形术系统300中的真空源的真空度。
鉴于前述说明及附图，可认识到本发明的系统提供了紧致的准分子器外科手术系统，它具有方便患者，及适合于非准分子激光手术的可旋转手术台。此外，结合的ALK系统保证了激光就地治疗角膜真菌病的方便性。
最后，把各组件布置在患者手术台机箱和患者手术台下面，及布置在激光头附近，减小了系统占用的空间，从而更有效地利用了净室环境。
上面的本发明公开内容及说明是对本发明的例证说明，在不脱离本发明精神的情况下，尺寸、形状、材料、组件、电路元件、线路连接及接触，及图解说明的线路、结构及操作方法的细节均可作出各种改变。

Claims (19)

1．一种激光器眼外科手术系统，该系统包括：
产生适于从眼睛除去组织的激光束的激光头；
和激光头连接，用于驱动激光头的电源；
提供从所述激光头开始的光路，并使激光束沿着光路对准患者眼睛的瞄准系统，所述瞄准系统还包括：水平伸展到处于手术位置的患者上方的最后激光束导引部分，当患者处于手术位置时，该最后激光束导引部分导引激光束垂直射到患者眼睛上；
可旋转地布置在最后激光束导引部分下方的患者手术台，所述患者手术台可从第一位置旋转到第二位置，在第一位置下，患者位于所述最后激光束导引部分下方的手术位置，而在第二位置下，患者被从所述最后激光束导引部分下方移开，从而患者可容易地坐起，而不会使他或她的头部撞在最后激光束导引部分上。
2．按照权利要求1所述的系统，其中当患者处于所述最后激光束导引部分下的手术位置时，患者的眼睛位于所述最后激光束导引部分下方约半米处。
3．按照权利要求1或2所述的系统，其中所述手术台可从所述最后激光束导引部分下方旋转移开约30°。
4．按照权利要求1到3任一所述的系统，其中所述手术台可旋转90°到能够进行非激光外科手术的第二操作位置。
5．按照权利要求1到4任一所述的系统，其中激光头是准分子激光器。
6．按照权利要求5所述的系统，其中准分子激光器是提供约193nm激光束的氟化氩激光器。
7．按照权利要求1到6任一所述的系统，还包括位于手术台和手术台基座之间的螺线管，当手术台处于手术位置时，所述螺线管把手术台固定就位。
8．按照权利要求1到7任一所述的系统，其中手术台可在和手术台基座连接的单轴承上旋转。
9．一种用于进行激光就地治疗角膜真菌病(keratomileusis)的激光器系统，该激光器系统包括：
产生烧蚀基质(stromal)组织的激光束的激光头；
为激光束提供从所述激光头开始的光路，并使激光束沿着光路对准患者眼睛的瞄准系统；
与所述瞄准系统和所述激光头系统配合的计算机系统，所述计算机系统控制所述激光头的发射，及控制瞄准系统，并在显示器上显示数据，所述计算机系统和所述自动化层状角膜成形术系统连接，并显示来自所述自动化层状角膜成形术系统的真空数据和动力数据；
一个集成的自动化层状角膜成形术系统，它包括：向微型角膜刀提供真空的真空通口的真空源；向为微型角膜刀提供动力的通口供给动力的动力源。
10．按照权利要求9所述的系统，还包括：
水平放置的患者手术台，并且
其中所述瞄准系统还包括：
水平伸展到患者手术台上方的最后激光束导引部分，并且
其中所述最后激光束导引部分包括当患者位于手术台上时，医生易于接触，以便施行自动化层状角膜成形术的所述真空通口及所述动力通口。
11．按照权利要求9或10所述的系统，还包括：
患者手术台，所述患者手术台包括：
具有两个和自动化层状角膜成形术系统连接的脚踏开关的搁脚板，所述脚踏开关控制所述真空源和所述动力源。
12．按照权利要求9到11任一所述的系统，其中所述计算机系统还响应所述脚踏开关，控制所述自动化层状角膜成形术系统的所述真空源和所述动力源。
13．按照权利要求9到12任一所述的系统，其中所述计算机系统还为医生提供输入，以设置自动化层状角膜成形术系统中的所述真空源和所述动力源的真空度和功率水平。
14．一种紧致激光器外科手术系统，它包括：
具有患者平面和患者高度的患者手术台机箱，所述患者手术机箱围绕着一个空间隙；
放置在所述空间隙中，朝向所述患者手术台第一侧面的激光气体容器；
放置在所述空间隙中，邻近所述激光气体容器并朝向所述患者手术台第二侧面的电子设备组件；
在低于所述患者高度的高度上，邻近所述患者的激光头，所述激光头和激光气体容器连接，以便接收激光气体，并和所述电子设备连接，以便接收动力。
15．按照权利要求14所述的系统，还包括提供从所述激光头开始的光路的瞄准系统，所述瞄准系统垂直布置在激光头上方，并在患者手术台上方的光学延伸部分中横向越过激光头，所述瞄准系统使激光束基本垂直地入射到位于患者手术台上的患者的眼睛上。
16．按照权利要求14或15所述的系统，其中患者平面旋转越过激光头，并离开光学延伸部分。
17．按照权利要求14至16中任一项所述的系统，还包括放置在所述空间隙中，邻近所述激光气体容器，朝向所述患者手术台的所述第二侧面，但是远离所述电子设备的冷却系统组件。
18．按照权利要求17所述的系统，其中动力组件被放置在所述冷却系统组件和所述电子设备之间。
19．按照权利要求14到18中任一项所述的系统，其中所述患者手术台被安放在具有止动器的滚轮上，从而使所述患者手术台能够滚动移动，以便接触检修所述气体容器和所述电子设备。
CNB971951195A 1996-05-30 1997-05-26 准分子激光器眼外科手术系统 Expired - Lifetime CN1198546C (zh)

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