TW201117788A - Apparatus for ophthalmic laser surgery - Google Patents

Description

201117788 , 六、發明說明： 【明戶斤屬^_ 冬恃々貝3 本發明係關於用於眼科雷射手術之一裝置。 L· ^cz* ^tr 脈衝性雷射輻射係於人類眼睛治療之眾多技法中使用 的。在這些技法之一些中，該被治療之眼睛係靠著一透明 的接觸部件而被壓迫的，該接觸部件藉由其面向該眼睛之 該接觸表面，形成一參考表面用於定位沿著該z方向（根據 一通㊉之§主釋，此意謂著該雷射光束之傳播方向）之該光束 ^^焦。特別地，藉助聚焦的飛秒雷射輕射，治療技法其係 使用以在該眼睛組織生成刻痕（切口）者經常採用如此之接 觸部件做為用於該雷射聚焦之一 z參考。歸因於該接觸部件 係靠著該眼睛在如此之一方式中被壓迫，以致於該眼睛與 a玄接觸部件面向5亥眼睛之該接觸表面達到緊密貼身、懷有 平坦之接觸，該接觸部件界定該眼睛前表面之該2定位。經 由參考沿著該Z方向相對於該接觸部件此接觸表面之該光 束^^焦’其然後係確保的是該切口，或該個別的光分解(藉 助脈衝性飛秒雷射輻射在人類眼睛中創造一切口正常地係 奠基於該所謂之雷射引發光突破效應（laser_induced optical breakdown)，該者導致一光分解)係位於該眼睛組織於該深 度中所要求之定位。 由一雷射產生之切口，舉例而言，在該所謂fs LASlK 之事例中發生，在fs-LASIK中該角膜之一前部覆蓋圓盤， 該者在該技藝中意指為一瓣，係藉助飛秒雷射輻射任意的 201117788 切開。如同在典型的LASIK技法(LASIk :雷射原位角膜磨 鑲術)之該事例中，在一鉸鏈區域中依舊懸垂於該角膜組織 剩餘部份之此瓣，其可以摺疊至一旁以為了藉助UV雷射輻 射剝蝕地治療該在下面之組織。用於在該眼睛中生成組織 内切口之另一應用係為所謂的透鏡狀角膜切除術(corneal lenticule extraction)，在該應用中，在該角膜組織之中一透 鏡狀之圓盤係藉助飛秒雷射輻射而全面地切掉。此圓盤然 後係經由延伸至該眼睛表面之一額外切口（該額外切口不 疋藉助一手術刀就是同樣地藉助飛秒雷射輻射而產生）而 移除。在角膜移植術（角膜塑形術)之該事例中，同樣地，一 切口可以藉助聚焦的、脈衝性雷射輻射在該角膜中產生。 為了術生理由，承載該接觸表面之該接觸部件經常係 為一拋棄式物件，該者在每一次治療之前必須被更換。在 該等接觸部件之生產中，某些製造公差—般地係不能杜絕 的，即使疋在非常南精確度製造之該事例中。在該接觸部 件更換之後，因而，面向該眼睛之接觸表面之該2定位可以 不同於-儘管只有些微地-在先前使用的接觸部件該事例中 之z定位者。在藉助聚焦的飛秒雷射輻射之雷射治療之該事 例中，聚焦直徑較佳地係愈小愈好，以為了儘可能的限定 該光分解於局部。舉例而言’現代元件叫焦直徑在該低 個位數μ m範圍中操作。一相應之精確度對在該z方向中之切 口導引係為所欲的。此要求該接觸部件之—相應精確之製 造，可是此精確度無法總是被確保。在降低製造精確度之 該接觸部件之該事财’此可能導致在該角餘織^著 4 201117788 該Z方向不精確的切口導引。 ·*· 本發明之目標係為提供用於眼科雷射手術之一裝置其 使得眼睛之高精確度雷射治療成為可能。 【發明内容3 依據本發明之一實施例，係特地提出一種用於眼科雷 射手術之裝置，其包含一接觸表面其用於成型承受該欲被 治療之眼睛之接觸，數個組件其等用於提供聚焦的、脈衝 性治療雷射輻射及用於指向該雷射輻射經由該接觸表面至 該眼睛之上，一測量元件其用於沿著該治療雷射輻射傳播 方向測量該接觸表面之定位，該測量元件提供定位資料表 示於該接觸表面至少一位置上之該接觸表面經測得的定 位，一電子處理與控制單元，該者係連接至該測量元件且 ' 係適於依賴該定位資料來控制該治療雷射輻射之聚焦定 位。 依據本發明之又一實施例，係特地提出一種用於雷射 治療一眼睛之方法，其包含該等步驟：在該眼睛及一接觸 表面之間產生成型承受的接觸，提供聚焦的、脈衝性治療 雷射輻射並指向該者經由該接觸表面至一眼睛上，產生定 位資料其表示於該接觸表面至少一位置上該接觸表面沿著 該治療雷射輻射傳播方向上之一測量定位，依賴該產生之 定位資料來控制該治療雷射輻射之該聚焦定位。 c實施方式3 為了達成此目標，根據本發明，用於眼科雷射手術之 一裝置係為推薦的，該者包含用於成型承受該治療眼睛之 201117788 接觸之一接觸表面，組件等其用於提供聚焦的、脈衝性治 療雷射輻射及用於指向該雷射輻射透過該接觸表面至該眼 睛之上，用於測量該接觸表面沿著該治療雷射輻射傳播方 向之該定位之一測量元件，該測量元件提供定位資料其表 示於該接觸表面上至少一位置上該接觸表面之測量定位， 及一電子處理與控制單元，該者係連接至該測量元件且係 適於依賴該定位資料來控制該治療雷射輻射之聚焦定位。 本發明使得測定及/或驗證該接觸表面沿著該Z方向（根 據該治療雷射輻射之該傳播方向）之定位及依賴該接觸表 面之測量定位來矯正該雷射裝置適當的控制參數成為可 能。該接觸表面之Z定位，舉例而言，係藉由參考在該雷射 手術裝置之固定座標系統中給定之一參考點而測量。在該 座標系統中，對不同的接觸部件等可以獲得該接觸表面之 一不同的Z定位，其取決於製造精確度。該處理及控制單元 考慮到在其控制該治療雷射輻射之聚焦中的這些變異，藉 由此，在該眼睛中實現之一切口圖案或光分解圖案實際上 係位於該眼睛深度中所要求之該位置（也就是於該Z方向中 所要求之該位置）。在此方式中，高度精確之切口深度係為 可能的，舉例而言，在生成一LASIK瓣之該事例中、在透 鏡狀角膜切除術之該事例中或在角膜塑形術程序之該事例 中〇 根據本發明之一研製，該測量元件可以適於於該接觸 表面之數個不同位置上測量該接觸表面之定位。經由於該 接觸表面之數個位置上取樣該接觸表面，其係可能，除了 6 201117788 測定該接觸表面之Z定位之外，取得其在空間中之角取向 (angular orientation)(相對於該光軸之傾斜度）。這是因為其 無法杜絕該所提及之製造公差亦影響面向該眼睛之該接觸 表面相對於該接觸部件之預界定之一安裝表面的相對角取 向。更者，該製造公差在正交於該z方向之一 x-y平面中不 需要處處相等的，因為該接觸表面之多點取樣之該理由使 得該聚焦定位之z定位對該x-y平面之中之不同位置之個別 矯正成為可能。 該測量元件較佳地係為一光學同調干涉性測量元件且 為達成此目的其包含一光學干涉儀。 該接觸表面經常地係為一配置可更換的拋棄式組件之 一部分。當然，其須強調的是，本發明不會要求承載該接 觸表面之該部件任何拋棄式之特性。本發明在具有一固定 内建的，或至少多次使用之接觸表面之設計的該事例中係 同樣可應用的。 該接觸表面較佳地係由一透明的扁平板（applanation plate)或一透明的接觸玻璃所开> 成。扁平板，其至少於面向 該眼睛之板側具有一平面的扁平表面，藉助該扁平表面， 該眼睛前側之整平係達成的。為了達成定向該被治療之眼 睛之目的，該扁平板之使用從雷射輻射之高光束品質角度 來說可能係為有利的。不過，其係同樣可能在本發明之發 明範圍之中使用具有面向該眼睛之一透鏡表面之接觸玻璃 做為一接觸部件，該透鏡表面形式上典型地係為凹面或中 凸的。此種接觸玻璃之優勢，舉例而言，當壓迫於該眼睛 201117788 之上時，在該眼睛之内一較小的壓力增加。 該接觸表面較佳地係由一透明的接觸部件所形成，該 接觸部件係為一病人接合器之一部分，特別可更換地結合 至該裝置之一聚焦物鏡。 根據本發明其係進一步提供用於雷射治療一眼睛之一 方法，其包含該等步驟： -在該眼睛及一接觸表面之間產生成型承受的接觸， - 提供聚焦的、脈衝性治療雷射輻射並指向該者透過該接 觸表面至一眼睛上， - 產生定位資料其表示該接觸表面之一測量定位，該者係 於該接觸表面沿著該治療雷射輻射傳播方向上至少一 位置上， - 依賴該產生之定位貢料來控制該治療雷射輕射之該聚 焦定位。 在該方法之該事例中，同樣地，該定位資料可以表示 為該接觸表面於其數個不同位置中之一測量定位。 在下文中，本發明係藉由參照至該單一附加之圖式進 一步詳細的說明。第1圖在一高度示意形式中顯示用於眼科 雷射手術之一裝置之一實施例。該雷射手術裝置一般地係 指示為10。其包含一fs雷射12,該者發射脈衝性雷射輻射其 具有在該飛秒範圍之中之脈衝持續時間。該雷射輻射沿著 一光束路徑14傳播，且最終地抵達該被治療之眼睛16。用 於導引及修整該雷射輻射之各種組件係配置於該光束路徑 14中。特別地，這些組件包括一聚焦物鏡18(舉例而言，一 201117788 F_TM鏡)及—掃描㈣’該掃描器係、從該物鏡社游連 接且错助於__，㈣料12提供之該㈣減可以 在正交於該光束路㈣之—平叫y平面）巾偏斜。在該圖 中繪製之-賴㈣指出此平面，及還有㈣光束路徑14 之方向所界定之-2軸。該掃描器2〇，舉例而言係在一方 式中建& β方式本貝上知悉為從_對檢流計控制的偏斜 鏡，該對偏斜鏡每—者係、負責偏斜該光束在橫越該x-y平面 該等轴中之—個方向巾。-巾央處理及㈣單元22依照-控制程式㈣該掃描㈣’該控制程式係儲存在—記憶體 24中且其執行在_睛财生成之_切卩剖面（該切口别 面表示為取樣點之-三維圖案，於該等取樣點之每一點 上，一光分解係為引起）。 再者，該等提及用於導引及修整該雷射輪射之組件者 包括至少-可控制之光學部件26其用於該雷射輕射之光束 聚焦之z杈正。在該顯示之例子中，此光學部件係由一透鏡 形成。一適當之啟動器28對控制該透鏡26係有用的該啟 動器係由該處理及控制單元22所控^舉例而言該透鏡 26可以沿著該光束路徑14機械地移動。或者，其係可想像 的是使用一可控制的液體透鏡其有可變的折射能力。在一 不改變的z定位及料還有不改變設定之該聚焦物鏡18之 該事例中，該光束聚焦之一2位移可以藉由移動一可縱向移 置之透鏡或藉由一液體透鏡之折射率變化而達成。其係不 言而明的是，其他組件等，譬如一可變形的鏡子，為了達 成該光束聚焦Z位移之目的係亦為可想像的。歸因於其相較 201117788 較高之慣性，藉由該聚焦物鏡18以粗糙地設定光束聚焦（也 就是聚焦於一預界定之z參考定位上），且藉由配置於該聚 焦物鏡18外部並具有一較短之反應速度之一組件以引起 由該切口剖面所預界定的該光束聚焦之z位移係為適宜 的。 在該光束出口側，該聚焦物鏡18係結合至一病人接合 器30，該者對在該眼睛16與該聚焦物鏡18之間產生一機械 耦合係為有用的。通常地，在於此考量之該治療類型之事 例中，一吸環，該者在該圖式中係沒有較詳細的描繪但本 質上係為知悉的，係置於該眼睛之上且藉由吸力而固定於 那。該吸環與該病人接合器30形成一界定之機械界面其結 合該病人接合器30至該吸環。對此，可以做為參考的是， 舉例而言，該國際專利申請案PCT/EP2008/006962,該者之 整體係特此包括的以做為參考。 該病人接合器30做為一載體用於一透明的接觸部件 32，該接觸部件在顯示之該例子中係認知為一平行平面之 扁平板。該病人接合器30包含，舉例而言，一錐形套管主 體，該扁平板32係配置於其較窄之(在該圖式中之下部）套管 端。在該較寬套管端（在該圖式中之上部）之該區域中，另一 方面，該病人接合器30係安裝於該聚焦物鏡18上，在該處 其具有適當形態，假若要求的話，該等形態使得該病人接 合器3 0能夠可分離地裝配於該聚焦物鏡18。 由於該扁平板32在治療期間係與該眼睛16接觸，從衛 生觀點該扁平板32係為一緊要之物件，且該者因而適宜地 10 201117788 係於母次治療之後更換。為達成此目的’該扁平板3 2可以 可更換地安裝於該病人接合器30上。或者，該病人接合器 30連同該扁平板32可以形成一拋棄式單元，針對該目的該 扁平板32可以不可分離地連接至該病人接合器30上。 在任何事例中，节爲命板32面向該眼睛之底面形成一 平面的接觸表面34，該眼睛16係靠著該接觸表面被壓迫的 以為了達成預備該治療之目的。此引起該眼睛之前表面之 一整平而在同—時間變形該眼睛16之角膜’該者係指示為 36 〇 為了使該接觸表面34能夠使用做為用於該光束聚焦之 z控制之一參考，知悉其在該雷射手術裝置之座標系統中之 z定位係為必要的。歸因於不可避免之製造公差，其無法杜 絕的是’在裝配不同的扁平板或不同的病人接合器30其每 一者係配備以扁平板32者之該事例中，該接觸表面34之2定 位與可能還有該角取向展現或多或少顯著之變異。到目前 為止因為這些變異係未在該光束聚焦之z控制中考慮，在該 眼目月16中產生之該等切口的確實定位中係獲得不想要之誤 差。 ‘。、 必然地’該雷射手術裝置⑴包括-光學同調干涉性測 量元件38，臬办，丨η

生之測量光束處於干涉狀 201117788 態。該接觸表面34之z定位可以藉由參照該雷射手術裝置之 座標系統從在這方面中獲得之該干涉測量資料而測定。為 此’該干涉測量資料亦可以稱之為定位測量資料。該處理 及控制單元22從該測量元件38獲得該干涉測量資料，且從 此資料計算該測量光束碰撞於其處或該測量光束通過其處 之該接觸表面34那些位置之z定位。在該眼睛16後來之雷射 治療中’該處理及控制單元22在該光束聚焦之2控制中考量 該由此測定之該接觸表面34之確實z定位，此係為這樣的— 種方式以致於該切口實際上係於該角膜36之深度中該意欲 之定位上生成的。為了達成此目的，該被設定之光束聚焦乙 定位係由該處理及控制單元22參照於該接觸表面3 4之測量 z定位。 在該顯示之例子中，由該測量元件38發射之該測量光 束通過該掃描器20。此使得該掃描器20之偏斜功能亦能夠 使用於該測量光束。該掃描器模組2〇亦可以包括一第二、 分別之掃描器，只用於該OLCR ,該者係配備以較小之鏡 子，操作明顯更為迅速的。然而，該測量元件38之確實掃 描器鏡子亦可以分別地配置於該〇LCr之該第—光束路押 14a中（在第i圖中未指出的）。因此，藉由該測量光束取樣嗲 接觸表面34，且必然地，於不同位置上該接觸表面34之2測 量係為可能的。在此方式中，其係可能對在該x_y平面中之 不同定位生成表格或其他適合的資料結構，該資料結構給 予該接觸表面34在每一事例中於那裡測量之該2定位，戈终 予一z矯正值，後者係取決於該接觸表面34之局部測量之z 12 201117788 定位而計算並由該處理及控制單元22在該光束聚焦之z控 制中對此加以考慮。假若，舉例而言，該切口剖面對每一 產生之光分解係由一表格其藉由參照至在該雷射手術裝置 之座標系統之一業已決定點給予其z定位而界定，用於該切 口剖面之該表格可以根據此一z矯正值而由該處理及控制 單元22適當地矯正。 在一實施例中，該掃描器可以包括一對鏡子或一偏斜 單元其根據另一偏斜技法操作者，該者係共同地使用於該 雷射輻射與該測量光束之該x-y偏斜。在另一實施例中，該 掃描器20可以包括個別對之鏡子或一般地個別的偏斜單 元，該者之一係使用於該雷射輻射之x-y偏斜且另一者係使 用於該測量光束之x-y偏斜。用於該測量光束之該偏斜單 元，舉例而言，較諸用於該雷射輻射之該偏斜單元可以配 備以較小、可移動更迅速之鏡子。在還有另一實施例中， 用於該測量光束之一偏斜單元可以被配置於該測量光束之 光束路徑中位於該偏斜鏡40前面的那個部分中。此部分在 第1圖中係指示為14a。 其應為不言而明的是，在還有一可選擇之實施例中， 該掃描器20可以位於該偏斜鏡40前面，在該雷射輻射傳播 之該方向中且，相應地，於單一位置z測量該接觸表面34係 為可能的。在此事例中，該處理及控制單元22可以計算一 球狀z矯正數值其在該光束聚焦之z控制中係相同地適用於 該x-y平面中所有地點。 該參考42指示一進一步固定不動之偏斜鏡其對導引該 13 201117788 治療雷射幸昌射係為有用的。 L圖式簡單說明3 第1圖在一高度示意形式中顯示用於眼科雷射手術之 一裝置之一實施例。 【主要元件符號說明】 10…裝置 26···光學部件(透鏡) 12…fs雷射 28···啟動器 14…光束路徑 30…病人接合器 14a_··第一光束路徑 32···接觸部件 16…眼睛 34…接觸表面 18…聚焦物鏡 36…角膜 20…掃描器 38…測量元件 22…處理及控制單元 40···偏斜鏡 24…記憶體 42…偏斜鏡 14

Claims (1)

1. 201117788 七、申請專利範圍： h —種用於眼科雷射手術之裝置，其包含 一接觸表面，翻於成型承受—欲被治療之眼睛之 接觸， -數個組件’其㈣於提供m脈紐治療雷射 ==及用於指向該雷射鋪經由該接觸表面至該眼睛 測罝7L件制m n療雷射輕射傳播方向 測量該接觸表面之枝，_量元件提供定位資料表示 於該接觸表面至少—位置上之該接觸表面經測得的定 ^電子處理與控制單元，其係連接至該測量元件且 係適於依賴該定位f料來控制該治療雷㈣ 定仿。 … 2. 元件 觸表 如申請專利範圍第旧之裝置，其特徵在於該測量 係適於測量於該接觸表面數個不同位置上的該接 面定位。 3.如申料利範时述第丨或2項任—項之裝置其特徵在 於該測量元件包含一光學干涉儀。 4·如申請專利範圍前述第卜2或3項任—項之裝置其特 徵在於該接觸表面係為一配置可更換的拋棄式組件之 一部分。 5·如申請專利範圍前述第卜2、3或4項任—項之裝置，其 特徵在於該接觸表面係係由一透明的扁平板或一透明 15 201117788 的接觸玻璃所形成。 6.如申請專利範圍前述第卜2、3、4或5項任—項之裝置， 其特徵在於該接觸表面係係由一透明的接觸部件所形 成，該接觸部件係為結合至該裝置之—聚焦物鏡的病人 接合器之一部分。 7·如申請專利範圍前述第！、2、3、4、邮項任—項之裝 置，其特徵在於該治療雷射輕射之脈衝持續時間係 飛秒範圍中。 8. 一種用於雷射治療-眼睛之方法，其包含該等步驟： 觸，在該眼睛及一接觸表面之間產生一成型承受的接 提供聚焦的、脈衝性治療#射輻射並 該接觸表面至一眼睛上， 爷、左田 產生定位資料其表示於該接觸表面至少—位置上 該接觸表面沿著該治療雷射輕射傳播方向 定位， 叫里 雷射輕射之 依賴"亥產生之疋位資料來控制n療 該聚焦定位。 9.如申請專利範圍第8項之方 芝方法，该定位資料表示於全玄桩 觸表面數個不同位置上的 °接 上的§亥接觸表面之測量定位。 16