RU2563448C1 - Ophthalmosurgical laser system - Google Patents
Ophthalmosurgical laser system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2563448C1 RU2563448C1 RU2014120634/14A RU2014120634A RU2563448C1 RU 2563448 C1 RU2563448 C1 RU 2563448C1 RU 2014120634/14 A RU2014120634/14 A RU 2014120634/14A RU 2014120634 A RU2014120634 A RU 2014120634A RU 2563448 C1 RU2563448 C1 RU 2563448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- scanning
- plane
- focusing lens
- focusing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F9/00—Methods or devices for treatment of the eyes; Devices for putting-in contact lenses; Devices to correct squinting; Apparatus to guide the blind; Protective devices for the eyes, carried on the body or in the hand
- A61F9/007—Methods or devices for eye surgery
- A61F9/008—Methods or devices for eye surgery using laser
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к офтальмохирургическим лазерным системам, использующим фемтосекундный лазер в качестве источника излучения.The invention relates to ophthalmic surgical laser systems using a femtosecond laser as a radiation source.
Офтальмохирургические лазерные системы на основе фемтосекундного лазера могут быть использованы для проведения различных операций, в том числе операций на переднем отрезке глаза, на хрусталике. Для проведения различных видов операций лазерная система должна обеспечивать трехкоординатное сканирование с высокой скоростью и высокой точностью фокусировки.Ophthalmic surgical systems based on a femtosecond laser can be used for various operations, including operations on the anterior segment of the eye, on the lens. To carry out various types of operations, the laser system must provide three-coordinate scanning with high speed and high focus accuracy.
Известна заявка US 2011028951, описывающая оптическую систему с подвижной линзой для офтальмологического хирургического лазера. В оптической системе используется предварительная компенсация волнового фронта, оптическая система содержит группу линз с подвижной линзой, перемещаемой в направлении распространения лазерного излучения. Однако подвижная линза имеет большие габариты и большой вес, что не позволяет перемещать положение фокуса в направлении распространения излучения с высокой скоростью.Known application US 2011028951, describing an optical system with a movable lens for an ophthalmic surgical laser. The optical system uses preliminary compensation of the wavefront, the optical system contains a group of lenses with a movable lens moving in the direction of propagation of laser radiation. However, the movable lens has large dimensions and large weight, which does not allow you to move the focus position in the direction of radiation propagation at high speed.
Известен патент US 7618415, описывающий систему и метод точного позиционирования луча в глазной хирургии, в оптической системе которой использована оптическая система переноса изображения для точной передачи излучения с зеркала сканера на вход фокусирующего объектива. Сканер системы содержит три зеркала, дополнительное зеркало служит для компенсации отклонения луча по первому направлению, размер и вес которого значительно превосходят соответствующие параметры входного зеркала. Однако увеличение количества подвижных частей в системе снижает ее устойчивость и усложняет юстировку, а увеличенный размер зеркал снижает быстродействие.A known patent is US 7618415, which describes a system and a method for precise beam positioning in eye surgery, in the optical system of which an optical image transfer system is used to accurately transmit radiation from the scanner mirror to the input of the focusing lens. The system scanner contains three mirrors, an additional mirror serves to compensate for the deviation of the beam in the first direction, the size and weight of which significantly exceed the corresponding parameters of the input mirror. However, an increase in the number of moving parts in the system reduces its stability and complicates alignment, and an increased mirror size reduces performance.
Задачей изобретения является создание офтальмохирургической лазерной системы на основе фемтосекундного лазера, обеспечивающей максимально точную фокусировку с переменной глубиной фокуса и высокую скорость сканирования фокальной точкой.The objective of the invention is the creation of an ophthalmic surgical system based on a femtosecond laser, which provides the most accurate focusing with a variable depth of focus and a high scanning speed of the focal point.
Офтальмохирургическая лазерная система, содержащая импульсный лазер с сверхкороткой длительностью импульса, систему сканирования луча по двум координатам, содержащую первое зеркало сканера для отклонения луча в направлении X, перпендикулярном оптической оси системы, второе зеркало сканера для отклонения луча в направлении Y, перпендикулярном направлению X и оптической оси системы, систему передачи луча, содержащую систему согласования плоскости сканирования и плоскости входного зрачка фокусирующего объектива, фокусирующий объектив, между первым и вторым зеркалами системы сканирования симметрично установлена система согласования плоскости сканирования по направлению X с плоскостью сканирования по направлению Y, содержащая два одинаковых сканирующих безаберрационных объектива, установленных с общей фокальной плоскостью. Симметричная система согласования плоскостей сканирования, в англоязычной литературе «relay system», установленная между первым и вторым зеркалами сканера, позволяет отобразить без введенных аберраций зеркало сканирования по оси X на второе зеркало, так что система сканирования работает как одно зеркало. Такая система не ухудшает качество пучка лазерного излучения, позволяет осуществлять эффективное сканирование по двум координатам с высокой скоростью.An ophthalmic laser system comprising a pulsed laser with an ultra-short pulse duration, a two-coordinate beam scanning system, comprising a first scanner mirror for deflecting the beam in the X direction perpendicular to the optical axis of the system, a second scanner mirror for deflecting the beam in the Y direction, perpendicular to the X direction and optical the axis of the system, a beam transmission system comprising a system for matching the scanning plane and the entrance pupil plane of the focusing lens, the focusing lens, Between the first and second mirrors of the scanning system, a system for matching the scanning plane in the X direction with the scanning plane in the Y direction is installed symmetrically, containing two identical scanning non-aberration lenses mounted with a common focal plane. The symmetric system for matching scan planes, in the English literature "relay system", installed between the first and second mirrors of the scanner, allows you to display the scanning mirror along the X axis to the second mirror without any aberrations, so that the scanning system works like one mirror. Such a system does not impair the quality of the laser beam; it allows for efficient scanning at two coordinates at high speed.
Оптическая система согласования плоскости сканирования и входного зрачка фокусирующего объектива, установленная между вторым зеркалом сканера и фокусирующим объективом, содержит два различных сканирующих безаберрационных объектива, установленных с общей фокальной плоскостью, фокусное расстояние объектива со стороны сканера меньше фокусного расстояния объектива со стороны фокусирующего объектива. Такое техническое решение позволяет безаберационно передать обобщенную плоскость сканирования по X и Y в плоскость входного зрачка фокусирующего объектива с увеличением диаметра пучка. В такой оптической системе можно использовать зеркала сканера малого размера, обеспечивающие высокую скорость сканирования фокальной точкой.The optical system for matching the scanning plane and the entrance pupil of the focusing lens mounted between the second mirror of the scanner and the focusing lens contains two different scanning non-aberrational lenses mounted with a common focal plane, the focal length of the lens on the side of the scanner is less than the focal length of the lens on the side of the focusing lens. Such a technical solution makes it possible to transfer the generalized scanning plane along X and Y to the plane of the entrance pupil of the focusing lens without increasing the diameter of the beam. In such an optical system, small-sized scanner mirrors can be used to provide high focal point scanning speeds.
Отношение фокусного расстояния объектива со стороны фокусирующего объектива к фокусному расстоянию объектива со стороны сканера больше или равно 1.5 и меньше или равно 4. При меньшем увеличении для достижения необходимой апертуры на фокусирующем объективе придется использовать зеркала сканера большего размера, что уменьшит скорость изменения положения фокальной точки. При большем увеличении сам безаберационный объектив станет существенно сложнее.The ratio of the focal length of the lens on the side of the focusing lens to the focal length of the lens on the side of the scanner is greater than or equal to 1.5 and less than or equal to 4. At a lower magnification, to achieve the necessary aperture on the focusing lens, you will need to use larger scanner mirrors, which will reduce the speed of changing the position of the focal point. With a larger magnification, the non-aberrational lens itself will become significantly more complicated.
Фокусирующий объектив содержит одиночную подвижную линзу, в зависимости от положения которой изменяется положение плоскости фокусировки в направлении оптической оси системы, при изменении положения одиночной подвижной линзы практически не происходит деформации волнового фронта. Безаберационная система сканирования и фокусировки представляет собой фокусирующий объектив с одиночной подвижной линзой, обеспечивающий одинаковый размер фокальной точки по всему операционному полю в пределах глубины сканирования. Это важно для обеспечения точности проведения процедуры.The focusing lens contains a single movable lens, depending on the position of which the position of the focusing plane changes in the direction of the optical axis of the system, with a change in the position of a single movable lens, wavefront deformation practically does not occur. The non-aberrational scanning and focusing system is a focusing lens with a single movable lens, providing the same focal point size throughout the operating field within the scanning depth. This is important to ensure the accuracy of the procedure.
Одиночная подвижная линза фокусирующего объектива имеет малую оптическую силу в диапазоне от 2D до 20D, это позволяет сделать линзу с малым весом и перемещать линзу с высокой скоростью. Оптическая сила линзы выбиралась из соображений, чтобы ее перемещение было на порядок больше, чем перемещение фокальной плоскости. При этом не предъявляются высокие требования к точному позиционированию этой линзы. Малая оптическая сила подвижной линзы позволяет сохранить размер фокального пятна при изменении положения фокальной плоскости, что обеспечивает точность проведения операции.A single moving lens of the focusing lens has a small optical power in the range from 2D to 20D, this allows you to make the lens with a small weight and move the lens at high speed. The optical power of the lens was chosen for reasons that its displacement was an order of magnitude greater than the displacement of the focal plane. At the same time, high requirements are not imposed on the exact positioning of this lens. The small optical power of the movable lens allows you to save the size of the focal spot when changing the position of the focal plane, which ensures the accuracy of the operation.
Фокусирующий объектив способен изменять плоскость фокусировки от 0 до 1 мм. Этого диапазона достаточно для проведения большинства операций на роговице.The focusing lens is capable of changing the focus plane from 0 to 1 mm. This range is sufficient for most corneal surgery.
Фокусирующий объектив способен изменять плоскость фокусировки от 0 до 5 мм. Этого диапазона достаточно для проведения большинства операций на хрусталике.The focusing lens is capable of changing the focus plane from 0 to 5 mm. This range is sufficient for most operations on the lens.
Техническим результатом является создание офтальмохирургической лазерной системы, позволяющей осуществлять сканирование фокальной точкой по трем координатам с высокой скоростью и высокой точностью.The technical result is the creation of an ophthalmic surgical laser system that allows scanning with a focal point in three coordinates with high speed and high accuracy.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемой системы.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed system.
На фиг. 2 представлен ход луча в оптической системе согласования плоскости сканирования в направлении X и плоскости сканирования в направлении Y, луч падает на оптическую систему согласования под углом.In FIG. Figure 2 shows the beam path in the optical matching system of the scanning plane in the X direction and the scanning plane in the Y direction, the beam hits the optical matching system at an angle.
На фиг. 3 схематически представлен ход лучей, отклоненных на различные углы первым зеркалом сканера в оптической системе согласования между зеркалами сканера.In FIG. Figure 3 schematically shows the course of rays deflected at different angles by the first scanner mirror in an optical matching system between scanner mirrors.
На фиг. 1 представлен лазер 1 со сверхкороткой длительностью импульса, зеркало 2 гальваносканера для отклонения луча лазера в направлении X, перпендикулярном направлению оптической оси системы, симметричная система согласования плоскостей сканирования 3. Симметричная система согласования плоскостей сканирования 3 содержит два одинаковых сканирующих объектива 3А, 3В, установленных с общей фокальной плоскостью, как показано на фиг. 2, 3. Общая фокальная плоскость показана штрихпунктирной линией. Зеркало 4 гальваносканера для отклонения луча в направлении Y, перпендикулярном направлению X и оптической оси системы. Система согласования плоскостей сканирования 3 установлена симметрично между зеркалами 2 и 4. Система согласования плоскости сканирования с плоскостью входного зрачка фокусирующего объектива 5 содержит два сканирующих безаберационных объектива, установленных с общей фокальной плоскостью, причем фокусное расстояние объектива со стороны сканера 4 меньше фокусного расстояния второго объектива. Вторая оптическая система согласования 5 позволяет использовать меньшие по размеру зеркала 2 и 4, что обеспечивает высокую скорость сканирования. Система содержит поворотное зеркало 6. Фокусирующий объектив 8 содержит одиночную подвижную линзу 7, соединенную с приводом (не показан), обеспечивающим перемещение подвижную линзу 7 фокусирующего объектива 8 вдоль оптической оси системы. Лазер 1, гальваносканер, привод подвижной линзы фокусирующего объектива 7 соединены с системой управления (не показана).In FIG. 1 shows a laser 1 with an ultrashort pulse duration, a
На фиг. 2 показан ход отклоненного луча между зеркалами сканера 2,4 через систему согласования плоскостей сканирования 3, состоящую из одинаковых объективов 3А и 3В, установленных с общей фокальной плоскостью, показанной штрихпунктирной линией. От лазера на зеркало сканера 2 попадает параллельный луч, пройдя через систему согласования плоскостей сканирования, состоящую из одинаковых объективов 3А, 3В, параллельный луч падает на зеркало сканера 4 под тем же углом в направлении X. Зеркало 4 отклоняет луч на выбранный угол в направлении Y, перпендикулярном направлению X.In FIG. 2 shows the course of the deflected beam between the mirrors of the scanner 2.4 through the matching system of the scanning planes 3, consisting of the
На фиг. 3 показаны направления распространения лучей, отклоненных под различными углами зеркалом 2 через оптическую систему согласования плоскостей сканирования, состоящую из двух одинаковых объективов 3А и 3В.In FIG. 3 shows the propagation directions of rays deflected at different angles by
При включении лазера 1 генерируется лазерный луч, луч отклоняется зеркалом 2 в направлении X, проходит через оптическую систему согласования плоскостей сканирования 3, отклоняется в направлении Y зеркалом 4. В оптической системе согласования плоскостей сканирования 3 лучи, отклоненные на различные углы зеркалом сканера 2, распространяются телецентрически и без искажений отображаются на зеркало 4, как показано на фиг. 2, 3. В результате использования такой схемы после зеркала 4 луч будет отклонен по двум координатам согласно выбранному алгоритму. Луч проходит вторую оптическую систему согласования 5 с увеличением и без искажений, отклоняется поворотным зеркалом 6, фокусируется фокусирующим объективом 8 на операционное поле 9. Изменение положения подвижной линзы 7 фокусирующего объектива 8 приводом позволяет изменять положение фокальной плоскости в направлении распространения лазерного излучения, то есть по оси Z, перпендикулярной осям X и Y.When laser 1 is turned on, a laser beam is generated, the beam is deflected by the
Подвижными элементами в системе являются зеркала гальваносканера 2, 4 и легкая линза 7 фокусирующего объектива 8. Каждый из подвижных элементов обеспечивает изменение положения фокальной точки по одной координате, причем положение фокальной точки может изменяться с высокой скоростью. Оптическая система, по которой распространяется излучение от лазера 1 до фокусирующего объектива 8, является безаберационной, что важно для обеспечения точности фокусировки на всем операционном поле.The movable elements in the system are
Claims (7)
импульсный лазер со сверхкороткой длительностью импульса,
систему сканирования луча по двум координатам, содержащую
первое зеркало сканера для отклонения луча в направлении X, перпендикулярном оптической оси системы,
второе зеркало сканера для отклонения луча в направлении Y, перпендикулярном направлению X и оптической оси системы,
систему передачи луча, содержащую систему согласования плоскости сканирования и плоскости входного зрачка фокусирующего объектива,
фокусирующий объектив,
отличающаяся тем, что между первым и вторым зеркалами системы сканирования симметрично установлена система согласования плоскости сканирования по направлению X с плоскостью сканирования по направлению Y, содержащая два одинаковых сканирующих безаберрационных объектива, установленных с общей фокальной плоскостью.1. Ophthalmic surgical laser system containing
ultrashort pulsed laser
a two-coordinate beam scanning system comprising
a first scanner mirror for deflecting the beam in the X direction perpendicular to the optical axis of the system,
a second scanner mirror for deflecting the beam in the Y direction perpendicular to the X direction and the optical axis of the system,
a beam transmission system comprising a matching system for the scanning plane and the entrance pupil plane of the focusing lens,
focusing lens
characterized in that between the first and second mirrors of the scanning system, a system for matching the scanning plane in the X direction with the scanning plane in the Y direction is installed symmetrically, containing two identical scanning non-aberration lenses mounted with a common focal plane.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120634/14A RU2563448C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Ophthalmosurgical laser system |
PCT/RU2015/000287 WO2015178803A1 (en) | 2014-05-22 | 2015-05-05 | Ophthalmic surgical laser system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120634/14A RU2563448C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Ophthalmosurgical laser system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2563448C1 true RU2563448C1 (en) | 2015-09-20 |
Family
ID=54147833
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120634/14A RU2563448C1 (en) | 2014-05-22 | 2014-05-22 | Ophthalmosurgical laser system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2563448C1 (en) |
WO (1) | WO2015178803A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3079742B1 (en) | 2018-04-06 | 2023-01-13 | Keranova | TISSUE TREATMENT APPARATUS INCLUDING ORIGINAL OPTICAL SYSTEMS FOR DEVIATION AND FOCUSING A L.A.S.E.R. |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2301650C1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-27 | ООО "Оптосистемы" | Ophthalmic surgical excimer laser system |
US7618415B2 (en) * | 2004-04-09 | 2009-11-17 | Technolas Perfect Vision Gmbh | Beam steering system for corneal laser surgery |
JP3165462U (en) * | 2009-11-06 | 2011-01-20 | ライカ インストルメンツ(シンガポール)プライベート リミテッドLeica Instruments(Singapore)Pte. Ltd. | Stereo microscope |
RU2423959C1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-07-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптосистемы" | Ophthalmosurgical laser system based on femtosecond laser |
WO2012110053A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Wavelight Gmbh | Apparatus for measuring optical properties of an object |
RU2492514C1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптосистемы" | Resonant scanner-based laser scanning system |
WO2014008904A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Wavelight Gmbh | Process and apparatus for determining optical aberrations of an eye |
-
2014
- 2014-05-22 RU RU2014120634/14A patent/RU2563448C1/en active
-
2015
- 2015-05-05 WO PCT/RU2015/000287 patent/WO2015178803A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7618415B2 (en) * | 2004-04-09 | 2009-11-17 | Technolas Perfect Vision Gmbh | Beam steering system for corneal laser surgery |
RU2301650C1 (en) * | 2005-12-22 | 2007-06-27 | ООО "Оптосистемы" | Ophthalmic surgical excimer laser system |
JP3165462U (en) * | 2009-11-06 | 2011-01-20 | ライカ インストルメンツ(シンガポール)プライベート リミテッドLeica Instruments(Singapore)Pte. Ltd. | Stereo microscope |
RU2423959C1 (en) * | 2010-03-10 | 2011-07-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптосистемы" | Ophthalmosurgical laser system based on femtosecond laser |
WO2012110053A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Wavelight Gmbh | Apparatus for measuring optical properties of an object |
RU2492514C1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Оптосистемы" | Resonant scanner-based laser scanning system |
WO2014008904A1 (en) * | 2012-07-10 | 2014-01-16 | Wavelight Gmbh | Process and apparatus for determining optical aberrations of an eye |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015178803A1 (en) | 2015-11-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI392475B (en) | Laser scanner | |
JP6127090B2 (en) | Scanning device | |
JP6298127B2 (en) | Ophthalmic equipment | |
US11471328B2 (en) | Full depth laser ophthalmic surgical system, methods of calibrating the surgical system and treatment methods using the same | |
RU2012125039A (en) | OPTICAL SYSTEM WITH ADJUSTABLE CASCADES FOR OPHTHALMOLOGIC LASER SCALPEL | |
JP2013510657A5 (en) | ||
RU2019104071A (en) | DEVICE AND METHOD FOR SKIN PROCESSING BASED ON RADIATION | |
JP2015003024A (en) | Low wavefront aberration device and system | |
US11351061B2 (en) | Optical system for a laser therapy instrument | |
US10010451B2 (en) | Ophthalmic laser surgical apparatus | |
RU2563448C1 (en) | Ophthalmosurgical laser system | |
JP6338043B2 (en) | Ophthalmic laser surgery device | |
JPS61500395A (en) | Neodymium laser device suitable for ophthalmological procedures | |
RU2012107317A (en) | OPTICAL SYSTEM FOR OPHTHALMIC SURGICAL LASER | |
KR101684426B1 (en) | System and method for scanning a beam of ultra-short pulse light | |
JP2015037474A5 (en) | ||
US20230310214A1 (en) | Device For Treating Eye Tissue Using Laser Pulses | |
JP2015037473A (en) | Ophthalmic laser surgery device | |
JP2017176776A (en) | Ophthalmic laser surgery device |