TW201440722A - 雙徑向病人介面 - Google Patents

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Abstract

為了藉由減少角膜皺褶來改良眼科手術操作的精確度，眼科系統用之病人介面可包括一接附部分，其經組裝以將該病人介面接附至該眼科系統的遠端；一接觸部分，其經組裝以將該病人介面停駐至眼睛；及一接觸元件，其耦合至該接觸部分，其經組裝以接觸眼睛角膜的表面作為該病人介面停駐至眼睛的部分，及其具有一具有中央曲率半徑Rc的中央部分及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分，其中Rc係小於Rp。

Description

雙徑向病人介面 發明領域
本專利文件係關於讓一眼科系統接附至眼睛用於前房眼睛操作的病人介面。更特別的是，本專利文件係關於減低該操作眼睛的角膜變形之雙徑向病人介面。
發明背景
本專利文件描述出用以將眼科系統穩固至眼睛的技術及裝置之實施例及具體實例。該眼科系統可係一種執行前房眼睛操作，諸如白內障操作的眼科手術雷射系統。這些裝置經常指為病人介面。病人介面提供以連接及耦合該眼科系統與病人眼睛，因此其性能為該眼科操作之精確度及成功的重要控制因素。因此，改良病人介面可導致改良眼科操作的精確度及信賴度。
發明概要
簡單地說及大體而言，本發明之具體實例能減少角膜皺褶，其中該皺褶係阻礙眼科手術操作之精確度的因素之一。角膜皺褶的原因包括由該病人介面及光學系統的 物鏡之重量在眼睛上所施加的壓力；由抽氣系統之負壓所產生的擠壓力量，此力量將該病人介面相對於眼睛固定；在病人介面的曲率半徑與眼睛角膜的曲率半徑間之失配；角膜表面的複雜形狀；及病人與病人的角膜曲率半徑變化。
為了藉由減少角膜皺褶來改良眼科手術操作的精確度，根據本發明的具體實例之眼科系統用的病人介面可包括一接附部分，其經組裝以將該病人介面接附至該眼科系統的遠端；一接觸部分，其經組裝以讓該病人介面停駐至眼睛；及一接觸元件，其耦合至該接觸部分，其經組裝以接觸眼睛角膜的表面作為該病人介面停駐至眼睛的部分，及其具有一具有中央曲率半徑Rc的中央部分及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分，其中Rc係小於Rp。
將眼科手術雷射系統的病人介面停駐至眼睛的方法之具體實例可包括：測量R(中央角膜)，眼睛角膜的中央部分之曲率半徑，及R(周邊角膜-鞏膜)，該角膜之周圍部分及眼睛的鞏膜之曲率特徵半徑；選擇一具有一中央曲率半徑Rc的中央部分及具有一周圍曲率半徑Rp的周圍部分之接觸元件，其中Rp大於Rc，其中Rc係小於R(中央角膜)+1毫米，及Rp係小於R(周邊角膜-鞏膜)+1毫米；及將該具有所選擇的接觸元件之眼科手術雷射系統的病人介面停駐至眼睛。
10‧‧‧病人
20‧‧‧操作眼睛
20c‧‧‧對照眼睛
21‧‧‧角膜，中央角膜
22‧‧‧眼睛的水晶體
23‧‧‧周邊角膜
24‧‧‧鞏膜
100‧‧‧影像導引式眼科手術雷射系統
110‧‧‧眼科雷射
112‧‧‧手術雷射束
112f‧‧‧聚焦束
112s‧‧‧散射束
120‧‧‧光學元件
130‧‧‧物鏡
132‧‧‧臺架
140‧‧‧視頻成像系統
144‧‧‧視頻影像顯示器
146‧‧‧視頻影像處理器
150‧‧‧深度成像系統
152‧‧‧成像束
154‧‧‧深度影像顯示器
156‧‧‧深度影像處理器
160‧‧‧停駐導引系統
162‧‧‧臺架控制器
164‧‧‧凝視光源
166‧‧‧凝視光束
200‧‧‧病人介面
210、310‧‧‧接附部分
220‧‧‧接觸部分
222‧‧‧抽氣裙或抽氣環
224‧‧‧抽氣口
226‧‧‧接觸空間
230‧‧‧遠端鏡片
300‧‧‧病人介面(PI)
320‧‧‧接觸部分
322‧‧‧抽氣裙或抽氣環
324‧‧‧抽氣口
330‧‧‧遠端鏡片
340‧‧‧接觸元件
342‧‧‧中央部分
344‧‧‧周圍部分
346‧‧‧邊緣
350‧‧‧附加結構
400‧‧‧方法
410-440‧‧‧步驟
BS1、BS2‧‧‧光束分離器
Dc‧‧‧橫向中央直徑
Dp‧‧‧周圍直徑
Rc‧‧‧中央曲率半徑
Ri‧‧‧中間曲率半徑
Rp‧‧‧周圍曲率半徑
圖1闡明一種眼科手術雷射系統。
圖2A-B闡明在以某些病人介面停駐期間的角膜 之起皺褶。
圖3闡明具有雙徑向接觸元件之一件式病人介面。
圖4闡明具有雙徑向接觸元件之二件式病人介面。
圖5闡明使用具有雙徑向接觸元件的病人介面之方法。
較佳實施例之詳細說明
某些雷射眼睛手術操作諸如角膜折射校正、及雷射輔助式水晶體光致破裂(photodisruptions)、及囊切除術，可從在操作期間相對於該眼科手術雷射系統固定該操作眼睛而受惠。某些眼科手術雷射系統利用所謂的病人介面來進行此工作。可將該病人介面的近側部分接附至該手術雷射系統之遠端，諸如至其物鏡。該病人介面的遠端部分可包括一接觸鏡片。可藉由將該病人介面壓至眼睛，然後對在該病人介面與眼睛間之空間施加抽氣而讓其停駐至眼睛。當該病人介面係停駐至眼睛時，該接觸鏡片係對著眼睛的角膜加壓。該病人介面之壓力及抽氣保持眼睛相對於該手術雷射系統穩定，及該接觸鏡片對眼睛提供經良好控制的光學耦合。這些屬性二者能夠讓雷射束高精確導向及聚焦至在眼睛內的預定標靶場所。
某些病人介面使用平面接觸鏡片，亦稱為扁平板。其它包括單曲率半徑的彎曲接觸鏡片。為了防止由覆蓋眼睛的淚膜之滑溜所造成的眼睛滑動及轉動，這些接觸鏡片係藉由機械力量及藉由真空系統對環繞的抽氣環施加 抽氣來對眼睛的角膜加壓。
雖然使用單曲率半徑的接觸鏡片具有提供一界限分明且簡單的光學元件，用以最佳化眼科系統的雷射束之束性質；及可能一參考平面，用以指導該手術雷射具有精確度的利益，但其使用同樣可導致包括下列的問題。
(1)在停駐期間經常於接觸鏡片下捕捉氣泡。為了避免此氣泡形成，典型會選擇該單曲率半徑接觸鏡片的曲率半徑，使其大於角膜。在中央部分中(在中央角膜中)的典型角膜曲率半徑係在7.2-8.0毫米之範圍內，常常接近7.6毫米。此外，經常選擇該單曲率半徑接觸鏡片的曲率半徑，使其明顯大於這些值，經常在10-15毫米範圍中。對最佳化雷射束112的波前及最小化其像差來說，10-15毫米範圍的曲率半徑可係有用。
但是，此接觸鏡片與角膜的曲率半徑大失配可導致在停駐至眼睛後該接觸鏡片平坦化，因此讓該角膜的表面起皺褶之問題。這些皺褶可讓雷射束變形，導致增加該束之散射，及將其功率減低至低於光致破裂閾，此可能使得白內障手術的重要囊切除術切割不完全。若因應此，增加雷射束功率來克服由該皺褶所增加的散射時，則較高的功率可損傷眼睛的光敏組織，諸如視網膜，特別是當該束掃描通過角膜不起皺褶的區域中時。皺褶同樣可減低雷射束對準的精確度。
(2)使用單曲率半徑接觸鏡片可因額外的理由讓角膜起皺褶，其中眼睛的前面表面比單一半徑接觸鏡片更 複雜。其包括具有曲率半徑R(中央角膜)在7-8毫米範圍內的中央角膜，其典型的曲率半徑係約7.6毫米。環繞該中央角膜係周邊角膜，其曲率半徑R(周邊角膜)可從8毫米逐漸增加至最高11毫米。環繞該周邊角膜係鞏膜，其曲率半徑R(鞏膜)與中央角膜顯著不同，其係在9-14毫米範圍內，經常在9.5-12毫米範圍內。在該病人介面停駐於眼睛上之後，單曲率半徑接觸鏡片與具有二或甚至三個可區別的半徑之正面眼睛表面呈失配至一定程度，此失配可造成角膜的實質上皺褶。
(3)接觸鏡片之失配的曲率半徑與其單曲率半徑結構不僅可讓角膜起皺褶，而且亦可造成內部變形，因為眼睛的內部水晶體之支撐系統係非常軟。因此，停駐該單曲率半徑、失配的接觸鏡片典型讓眼睛的水晶體相對於眼睛的光學軸偏移及傾斜。此位移及傾斜可使得典型的白內障手術之切割偏離中央及變形，包括在囊袋上的關鍵性囊切除術切割及在水晶體內的白內障手術切割圖案，而導致該白內障操作的光學結果降低。
對全部這些理由來說，發展出不具有單曲率半徑結構及失配的曲率半徑之新型接觸鏡片可改良眼科手術雷射系統的性能。本發明之具體實例對於此所概述的問題及挑戰提供解答。
圖1闡明影像導引式眼科手術雷射系統100。該手術雷射系統100可包括眼科雷射110，其可產生手術雷射束112。該手術雷射束112可係具有脈衝長度在1-1,000飛秒範 圍內的脈衝束。該雷射束112可具有足以在眼科標靶組織中造成光致破裂的功率。該雷射束112可經由光束分離器BS1耦合進光學元件120中。該光學元件120可聚焦雷射束112及經由物鏡130將其導至在病人10的操作眼睛20之標靶區域中的標靶點。隨著掃描鏡及致動器之幫助，該光學元件120亦可讓雷射束112掃描通過一連串的標靶點，以沿著手術切割圖案切割該眼睛組織。
該操作眼睛20可以病人介面200相對於手術雷射系統100固定以防止眼睛20之不由自主的移動，因此提高手術操作的精確度及信賴度。病人介面(PI)200係在近側端處接附至物鏡130，其可使用真空抽氣系統停駐至眼睛20。為了讓該PI 200停駐至眼睛20，該物鏡130可藉由臺架132與眼睛20對準。
該手術操作可藉由包括進入該手術雷射系統100中的多種成像系統輔助。可在手術雷射系統100中包括視頻成像系統140諸如視頻顯微鏡，其成像出眼睛20及將其顯示在視頻影像顯示器144上。在某些具體實例中，該視頻成像系統140亦可包括視頻影像處理器146以處理該視頻影像。此視頻成像系統140可提供眼睛20的主視圖(frontal view)，但是典型提供有限的眼睛20之深度或z方向結構的訊息。
為了提供深度或z方向的影像，該手術雷射系統100可包括深度成像系統150。該深度成像系統150可包括光學相干性斷層X射線照像術(OCT)成像系統、沙伊姆弗勒(Scheimpflug)成像系統、狹縫燈系統或同等系統。該深度 成像系統150可發射出成像束152，其藉由光束分離器BS2耦合進光學元件120中及藉由光學元件120導向標靶。該成像束152可從眼睛20反射及返回該深度成像系統150，於此其進行分析及顯示在深度影像顯示器154上。在某些具體實例中，可包括深度影像處理器156以處理該深度影像，諸如識別邊緣及減低雜訊。在某些手術雷射系統100中，可耦合該視頻成像系統140及深度成像系統150。
最後，該手術雷射系統100亦可包括一停駐導引系統160，以導引該病人介面200之停駐。該停駐導引系統160可包括一臺架控制器162，其可移動臺架132以對準該物鏡130與眼睛20。在某些具體實例中，亦可包括凝視光源164以將凝視光束166經由物鏡130投射進對照眼睛20c中或進入眼睛20中。凝視光束166可經調整以指揮病人轉動他/她的眼睛以進一步改良與物鏡130之對準。該導引系統160之某些運轉可經電腦控制及可以視頻影像處理器146及深度影像處理器156之輸出為基準。
圖2A-B更詳細地闡明該病人介面200停駐在眼睛20上。該病人介面(PI)200可包括一接附部分210，以將該PI 200接附至物鏡130；一停駐至眼睛20的接觸部分220；及一遠端鏡片230，其將該手術雷射束112與該成像束光學耦合進眼睛20的角膜21中。該接觸部分220可包括一具有抽氣口224的抽氣裙或抽氣環222。此抽氣口224可與真空或抽氣系統耦合以施加真空或負壓力而從接觸空間226排出空氣，因此讓遠端鏡片230加壓到角膜21上。
在理想的運轉中，該雷射束112透過光學元件120、物鏡130及遠端鏡片230傳播如為聚焦束112f，以到達眼科手術操作的標靶，諸如眼睛的水晶體22，及形成精準的手術切割。但是，圖2B闡明在某些情況下，該停駐的壓力可讓角膜21起皺褶。這些皺褶可將雷射束112散射成散射束112s，其在標靶處具有較低的功率，因此會無法執行手術切割。同樣地，該散射雷射束112s可由該皺褶偏斜或誤導。降低的束功率及誤導可如較早討論般具有多種負面結果。
圖3闡明根據本發明的具體實例之病人介面(PI)300，其經組裝以減少與停駐相關的角膜皺褶。該病人介面300可包括一接附部分310，其經組裝以將病人介面300接附至眼科手術雷射系統100的遠端，特別是至其物鏡130。該接附部分310可包括例如插銷鎖(bayonet lock)、直接固定鎖(snap-on lock)或鎖定凸緣。其可由塑膠或其它可撓材料製得。
該PI 300亦可包括一接觸部分320，其經組裝以讓病人介面300停駐至眼睛20。該接觸部分320可包括一具有抽氣口324的抽氣裙或抽氣環322。該抽氣口可接附至真空或抽氣系統，其可對在PI 300與眼睛的角膜間之接觸空間施加負壓或抽氣。隨著此設計，該接觸部分320可讓PI 300接附至眼睛，因此相對於手術雷射系統100固定眼睛20。該PI 300亦可包括遠端鏡片330，其可以經控制的方式將雷射束112光學耦合進角膜中。該遠端鏡片330可係具有界限分明的光學特徵之剛性或硬鏡。
除了這些元件外，該病人介面300亦可包括一接觸元件340，其與該接觸部分320耦合。該接觸元件340可經組裝以接觸角膜表面作為該病人介面300停駐至眼睛的部分。該接觸元件340的具體實例可藉由具有與現存的接觸鏡片不同的結構而減少角膜皺褶，其中該結構可具有二個具有不同曲率半徑的部分：一具有中央曲率半徑Rc的中央部分342及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分344，其中Rc係小於Rp。此設計可具有多種優點。
(1)結構相配：因為加入具有二種半徑取代一種的自由度設計，通常來說，該接觸元件340的雙徑向結構可比單曲率半徑接觸元件更好反映及適應眼睛的複雜前面表面，因此與單曲率半徑接觸元件比較可減少皺褶。
(2)半徑相配：通常來說，除了具有雙徑向結構之優點外，在某些具體實例中，特別是該半徑Rc及Rp可經選擇以接近中央角膜曲率半徑R(中央角膜)及鞏膜曲率半徑R(鞏膜)，因此進一步減低先前討論的半徑失配、平坦化及起皺褶。在某些具體實例中，Rc可在6.6毫米-9.1毫米的範圍內及Rp在8.8毫米-10.8毫米的範圍內。在其它具體實例中，Rc可在7.1毫米-8.1毫米的範圍內及Rp在9.3毫米-10.3毫米的範圍內。於此回想該中央角膜曲率半徑R(中央角膜)典型在7-8毫米的範圍內，經常接近7.6毫米；及鞏膜的曲率半徑R(鞏膜)典型在9-14毫米的範圍內，經常在9.5-12毫米的範圍內。因此，上述列出的Rc及Rp範圍可在病人介面300與中央角膜21及鞏膜24間提供一緊密的相配。因為從現在 開始，將更詳細討論及解析該角膜結構，標籤21將僅指為中央角膜及標籤23係周邊角膜，如顯示在圖3中。
於此要注意的是，正面眼睛表面的半徑在不同病人群中具有寬廣的分佈。已經鑑定出非常小百分比的病人具有半徑在上述範圍外：它們構成半徑分佈的尾部。因此，關於半徑範圍的說明於此指為大多數病人群體的典型範圍，及可不包括該分佈之最邊遠的少數百分比尾部。
半徑大約與中央角膜及鞏膜半徑相配的雙徑向病人介面提供超過現存之單曲率半徑、失配的病人介面之優點。中央曲率半徑Rc與中央角膜R(中央角膜)大約相配可有效率地減低或甚至消除角膜起皺褶，因為停駐該接觸元件340不再於中央角膜上發揮平坦化效應。同樣地，周圍曲率半徑Rp與R(鞏膜)大約相配可允許沿著在周圍部分344與角膜間之接觸表面有效率地抽氣及移除在停駐期間形成的氣泡。移除氣泡可藉由對該接觸表面施加潤滑劑進一步容易化及幫助。
在某些具體實例中，由於所提供的眼睛之複雜前面表面，Rp會無法單獨地與鞏膜的曲率半徑R(鞏膜)相配，而是其可經選擇而具有周邊角膜曲率半徑R(周邊角膜)及鞏膜曲率半徑R(鞏膜)二者的特徵。
在上述討論中，Rc及Rp代表曲率半徑。接觸元件340的中央部分342亦具有一橫向中央直徑Dc。此橫向中央直徑Dc係與曲率半徑不同：在其Z軸沿著物鏡130的光學軸之笛卡兒(Cartesian)座標系統中，曲率半徑Rc及Rp係界 定在XZ或YZ平面中，然而橫向中央直徑Dc係界定在XY平面中。此外，該接觸元件的周圍部分344可具有一周圍直徑Dp。
為了討論直徑Dc及Dp與角膜直徑的關係，於此回想該中央角膜21的直徑D(中央角膜)可在6-9毫米範圍內，及周邊角膜的直徑D(周邊角膜)在10-12毫米範圍內，經常約11毫米。D(周邊角膜)係該周邊角膜23符合鞏膜24因此相當界限分明的量之地方。另一方面，角膜的曲率半徑從其在中央角膜21中的R(中央角膜)值稍微逐漸地朝向其在周邊角膜23中的R(周邊角膜)值改變。因此，在這些部分間之過渡線可不明顯，因此D(中央角膜)值可依所採用的特別界定而定。
按照這些值，該接觸元件340的某些相配具體實例可具有中央直徑Dc在6-9毫米範圍內，在某些情況中於8-9毫米範圍內。具體實例亦可具有周圍直徑Dp在10-14毫米內。
為了完整討論，於此我們重現R(中央角膜)典型落在7-8毫米範圍內，其平均值約7.6毫米；R(周邊角膜)在8-11毫米範圍內；及R(鞏膜)在9-14毫米範圍內，經常在9.5-12毫米範圍內。
返回直徑之討論，圖3闡明在某些具體實例中，雖然該接觸元件340的中央直徑Dc通常可追描複雜正面眼睛表面，但是其會無法精確地與D(中央角膜)或D(周邊角膜)對準或相配。反而，該中央直徑Dc可落在這些值之間。具 有此特徵的具體實例可具有超過(1)結構相配及(2)半徑相配的額外優點，如其次將討論。
(3)橫向拉伸：如顯示在圖3中，在某些具體實例中，可在中央直徑Dc處形成邊緣346，於此該中央部分342及周圍部分344連結，因為該中央半徑Rc係與周圍半徑Rp不同。在D(中央角膜)<Dc<D(周邊角膜)的具體實例中，在停駐後，該邊緣346座落在周邊角膜23上。因為該中央部分的曲率半徑Rc不等於周邊角膜R(周邊角膜)的曲率半徑，該接觸元件340在邊緣346處可與周邊角膜23不平順地相配，反而是當停駐開始時加壓或楔入其中。當停駐繼續進行時，此楔入邊緣346可橫向地拉伸該周邊角膜23因此中央角膜21，在”熨平”皺褶的觀念中，其可已由停駐壓力開始而形成。此係該接觸元件340的雙徑向設計之額外優點，此當具有中央直徑Dc的邊緣346係大於中央角膜21的直徑：D(中央角膜)<Dc，及小於周邊角膜的直徑D(周邊角膜)：Dc<D(周邊角膜)時特別有效。如上述討論，對大部分眼睛來說，D(中央角膜)落在6-9毫米範圍內，及D(周邊角膜)在10-12毫米範圍內，因此上述不等式廣泛轉移至Dc落在6-12毫米範圍內。在某些具體實例中，Dc可落在8-10毫米範圍內。
若對病人選擇一接觸元件340，使其具有中央曲率半徑Rc稍微小於病人的中央角膜之曲率半徑R(中央角膜)時，此拉伸或熨燙功能可特別有效。
總結上述考量：該雙徑向接觸元件340可提供優於現存接觸鏡片的性能，其中該鏡片之不相配、單曲率半 徑設計會平坦化及讓角膜起皺褶，因為於此所描述的雙徑向接觸元件之具體實例可提供(1)結構相配、(2)半徑相配、及(3)角膜的橫向拉伸之一或多種，這些效應全部能減少角膜起皺褶。
該接觸元件340的某些具體實例可再進一步及與眼睛的前面表面之三部分結構相配。在某些具體實例中，該接觸元件340可具有一具有中央曲率半徑Rc在7-9毫米範圍內的中央部分，其與中央角膜21對準；一具有中間曲率半徑Ri在8-12毫米範圍內的中間部分，其與周邊角膜23對準；及一具有周圍曲率半徑Rp在10-14毫米範圍內的周圍部分，其與鞏膜對準。在某些具體實例中，這三種半徑的關係為：Rc<Ri<Rp。此接觸元件與正面眼睛表面的結構相配及接近其三種半徑，此可造成甚至更有限的角膜皺褶。此病人介面及接觸元件可稱為”三半徑”。
此外，如在上述(3)中討論，若分開此三半徑接觸元件的三個區域的直徑之一或二者未與D(中央角膜)及D(周邊角膜)對準時，其可導致有益地提高的橫向拉伸效應。
在某些具體實例中，該接觸部分320可包括一排洩結構，以幫助從在接觸元件340與角膜間之接觸空間排除空氣。此排洩結構可採用多種形式，諸如該邊緣346沿著短弧線段的徑向管道或圓。
該接觸元件340的雙徑向結構具有進一步態樣：在停駐期間，該雙徑向結構可幫助病人介面300居中。在當 該雙徑向接觸元件340於偏離中央位置處讓其與角膜初始接觸的情況中，該邊緣346及雙徑向接觸表面可發揮橫向力量，其可橫向移動眼睛直到其到達更中央的位置。若對接觸表面施加潤滑液體時，亦可更有效製得此自中央化。
在某些具體實例中，該遠端鏡片330可係剛性或具有減低的彈性。該遠端鏡片330可適應該接觸元件340的近側表面，防止該接觸元件340在停駐至眼睛後多於5%的半徑變形(△Rc/Rc<5%)。在某些具體實例中，此係藉由使用具有大約與該接觸元件340的近側表面曲率半徑相配之遠端表面曲率半徑的遠端鏡片330達成。
在某些具體實例中，該接觸部分320可包括一附加結構350，其將該接觸元件340沿著周圍附加至該接觸部分320。該附加結構350可經組裝以防止在停駐至眼睛後，該接觸元件340有多於5%的橫向變形。為了達成此功能，該附加結構350可包括附加溝槽、支撐框邊、插入結構、連鎖結構、滑入結構、彈入(pop-in)結構或鎖定(lock-in)結構。
在該遠端鏡片330可限制該接觸元件340的半徑變形及該附加結構350可限制其橫向擴展之某些具體實例中，該接觸元件340可由具有低壓縮性的軟材料製得。實施例可係具有高水含量的接觸元件340。此接觸元件340可良好地潤滑該接觸表面及可局部小程度地調整其形狀以在停駐後適應角膜表面，二者因素皆減少角膜皺褶。同時，因為遠端鏡片330及附加結構350不允許實質上半徑或橫向變形，此接觸元件340仍然保持其整體形狀及半徑，因此對雷 射束112提供已知及良好控制的光學路徑、最小化其散光及變形。
在上述具體實例中，該接觸元件340可製成係該接觸部分320的部分，因此該病人介面300的部分。在其它具體實例中，該接觸元件340可提供如為個別元件，例如在填充水溶液的袋中水合以防止乾燥。此接觸元件340可經組裝以在眼科手術的準備步驟期間由外科醫生或其它取得資格人員插入該接觸部分320中。在此具體實例中，該接觸部分320可經組裝以接受該接觸元件340之插入。
該接觸部分320可由具有附加結構350的具體實例適應該接觸元件340之插入，其中該附加結構可係附加溝槽、支撐框邊、插入結構、連鎖結構、滑入結構、彈入結構或鎖定結構。在這些具體實例的任何中，該附加結構350可經組裝以結實地將該插入的接觸元件附加至該接觸部分，及防止在停駐至眼睛後該接觸元件有多於5%的橫向擴展或凸起。
再者，在某些具體實例中，該接觸部分320可包括剛性遠端鏡片330的具體實例，其具有一具有遠端曲率半徑在該接觸元件340的近側表面之近側曲率半徑的5%內之遠端表面。在這些具體實例中，該遠端鏡片330在其插入後可與接觸元件340形成擴大的接觸，及可防止在停駐至眼睛後該接觸元件多於5%的半徑變形。如上述討論，該接觸元件340可係可撓但是具有低壓縮性，其實施例可係具有高水含量的材料。
因為該遠端鏡片330及附加結構350之概略嵌入幾何形狀及因為其低壓縮性，該接觸元件340一旦插入該接觸部分320中會大大地防止彎曲、變形、拉伸、壓縮及凸起，因此當停駐至眼睛時會高程度保持其形狀。
在這些具體實例中，雖然該接觸元件340可與中央角膜及鞏膜之結構及半徑廣泛地相配，當這些半徑的精確值隨著病人而變化時，可存在有小失配。因此，當將該病人介面300停駐至眼睛時，該中央角膜21及接觸元件340可仍然需要小程度變形以適應這些殘餘的小失配。如僅概述，在某些具體實例中，該遠端鏡片330、附加結構350及中央曲率半徑Rc可經選擇，如此它們大大地防止該接觸元件340變形、拉伸及彎曲。再者，該接觸元件340的材料可經選擇以使得該接觸元件340的壓縮性低，因此同樣防止接觸元件340壓縮。在此接觸元件340之設計中，該中央角膜21在停駐後可非常大程度地變形而超過接觸元件340。以數值項來說，中央角膜的曲率半徑R(中央角膜)之改變可大於該接觸元件340的中央曲率半徑Rc之改變：△R(中央角膜)>△Rc。在其它具體實例中，於停駐後，該中央角膜變形可實質上大於接觸元件340之變形。這些具體實例的停駐可具有△R(中央角膜)>3△Rc，△R(中央角膜)>5△Rc之特徵，及在某些具體實例中，△R(中央角膜)>10△Rc。
該接觸元件340之材料的選擇可在保證上述屬性中扮演一角色。在某些具體實例中，該接觸元件340可包括一接觸材料，其在角膜的表面處形成潤滑膜。該潤滑可藉 由接觸元件340之包含親水性材料的表面變有效。親水性材料不僅有效率地潤滑，它們亦可減低接觸元件340的霧化，其否則可能在停駐期間顯現出問題。
該接觸元件340的接觸材料之具體實例可係水凝膠。典型來說，該水凝膠可包括氟矽氧烷與親水性單體之摻合物。多個水凝膠的具體實例可具有廣泛變化的水含量、具有不同潤滑及光學性質及不同壓縮性。藉由某些分類，水凝膠若其水含量(藉由折射計或藉由重量)在10-50%範圍內時指為具有低水含量，在某些情況中在30-50%範圍內；中等，若該水含量係在50-70%範圍內時；及高，若該水含量係大於70%時。該水含量可藉由讓該接觸元件340在水溶液中水合到達及維持，其中該水溶液的實施例可係鹽液。
一旦水合，該接觸元件340可具有水合的折射率在1.32-1.44之範圍內，此提供與約1.37的角膜折射率緊密相配。
水含量愈高，接觸元件340愈潤滑該接觸表面與中央角膜21，可進一步減低皺褶發生。
圖3亦顯示出該接觸部分320可包括一抽氣環或抽氣裙322，其經由抽氣口324耦合至抽氣系統，以接受來自抽氣系統的抽氣，及該抽氣系統對在病人介面300與眼睛20間之接觸空間施加抽氣，以讓該病人介面300結實地停駐至眼睛。
圖3亦闡明在病人介面300的某些具體實例中，該接附部分310及接觸部分320可係該病人介面300的整合 部分。它們可在製造過程期間結實地整合，有時甚至從相同單一塑膠材料形成。
圖4闡明在某些其它具體實例中，該接附部分310可與該接觸部分320分離。在此具體實例中，該可自由移動的接觸部分320可首先容易地停駐至眼睛20。一旦眼睛20由該接觸部分320佔取時，該接觸部分320可使用來操控及對準眼睛20與接附部分310，其中該接附部分較難以移動，因為其係接附至難以調整的眼科雷射系統100。一旦達成對準，該接觸部分320可耦合至該接附部分310。
圖5闡明一種將病人介面停駐至眼睛的方法400。該方法400可包括下列步驟。該步驟410可包括測量R(中央角膜)，角膜的中央部分之曲率半徑；及R(周邊角膜-鞏膜)，操作眼睛的角膜之周圍部分及鞏膜的曲率特徵半徑。例如，R(周邊角膜-鞏膜)可係在眼睛之R(周邊角膜)與R(鞏膜)間的值。該步驟420可包括選擇一接觸元件，其具有一具有中央曲率半徑Rc的中央部分及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分，其係大於Rc。關於步驟420，該接觸元件可經選擇以具有Rc小於R(中央角膜)+1.0毫米，及Rp小於R(周邊角膜-鞏膜)+1.0毫米。最後，該步驟440可包括將具有所選擇的接觸元件之眼科手術雷射系統的病人介面停駐至眼睛。在選擇420的某些具體實例中，該接觸元件可經選擇以具有Rc小於R(中央角膜)+0.75毫米，及Rp小於R(周邊角膜-鞏膜)+0.75毫米。在選擇420的更其它具體實例中，該接觸元件可經選擇以具有Rc小於R(中央角膜)+0.5毫米，及 Rp小於R(周邊角膜-鞏膜)+0.5毫米。
在該方法400的步驟中，該元件可係關於圖1-4的具體實例之類似元件。特別是，該病人介面可係病人介面300，該操作眼睛可係眼睛20，該接觸元件可係接觸元件340及該眼科手術系統可係眼科手術系統100。
如先前描述，具有上述特徵的接觸元件可與眼睛的前面表面之雙徑向結構相配。隨著該半徑Rc及Rp在所描述的範圍內，它們可對中央角膜及鞏膜二者提供緊密相配。如亦較早描述，該中央及周圍部分可在邊緣處符合，其可在角膜上具有拉伸或熨燙效應以進一步減少皺褶。若該選擇420包括選擇一具有中央曲率半徑Rc小於R(中央角膜)的接觸元件時，此拉伸或熨燙效應可特別有效。
在該接觸元件係與該病人介面分別地提供的具體實例中，該方法400可進一步包括在停駐前將所選擇的接觸元件插入該病人介面中。在這些具體實例之某些中，製造商可對手術外科醫生提供一病人介面及一組接觸元件。在外科醫生測量R(中央角膜)及R(周邊角膜-鞏膜)後，她或他可按照所測量的半徑R(中央角膜)及R(周邊角膜-鞏膜)來選擇中央曲率半徑Rc及周圍曲率半徑Rp係最合適的接觸元件，因此允諾最好地達成手術目標。
在其它具體實例中，該接觸元件可在製造期間已經安裝或插入病人介面中。在這些具體實例中，該選擇420可包括從一組具有經選擇的接觸元件之病人介面選擇出該病人介面。
在該方法400的某些具體實例中，該測量410可包括產生眼睛的前面部分之深度影像，及從該深度影像測量R(中央角膜)及R(周邊角膜-鞏膜)。該深度影像可藉由光學相干性斷層X射線照像術(OCT)系統、沙伊姆弗勒系統或狹縫燈產生。
雖然本文件包括許多細節，這些應該不解釋為在本發明的範圍或可欲主張的範圍上之限制，而是作為對本發明的特別具體實例特定之特徵的描述。在此文件中，於個別具體實例的上下文中所描述之某些特徵亦可在單一具體實例中以組合履行。相反地，在單一具體實例的上下文中所描述之多種特徵亦可分別在多個具體實例中或以任何合適的次組合履行。再者，雖然上述特徵可描述為作用在某些組合中及甚至最初就此主張，但在某些情況中，可從該組合中刪除來自所主張的組合之一或多個特徵，及所主張的組合可針對次組合或次組合之變化。同樣地，可根據所描述製得所描述的履行之變化及提高，及其它履行。
20‧‧‧眼睛
21‧‧‧中央角膜
23‧‧‧周邊角膜
24‧‧‧鞏膜
300‧‧‧病人介面
310‧‧‧接附部分
320‧‧‧接觸部分
322‧‧‧抽氣裙或抽氣環
324‧‧‧抽氣口
330‧‧‧遠端鏡片
340‧‧‧接觸元件
342‧‧‧中央部分
344‧‧‧周圍部分
346‧‧‧邊緣
350‧‧‧附加結構

Claims (28)

  1. 一種用於眼科系統之病人介面，其包括：一接附部分，其經組裝以將該病人介面接附至該眼科系統的遠端；一接觸部分，其經組裝以將該病人介面停駐至眼睛；及一接觸元件，其耦合至該接觸部分；其經組裝以接觸眼睛角膜的表面作為該病人介面停駐至眼睛的部分；及其具有一具有中央曲率半徑Rc的中央部分及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分，其中Rc係小於Rp。
  2. 如請求項1的病人介面，其中：Rc係在6.6mm-9.1mm的範圍內及Rp係在8.8mm-10.8mm的範圍內。
  3. 如請求項1的病人介面，其中：Rc係在7.1mm-8.1mm的範圍內及Rp係在9.3mm-10.3mm的範圍內。
  4. 如請求項1的病人介面，其中：該中央部分及該周圍部分係在邊緣處連結。
  5. 如請求項1的病人介面，該接觸部分包括：一排洩結構，其經組裝以幫助空氣從該中央部分與角膜間之接觸空間排出。
  6. 如請求項1的病人介面，其包括： 一剛性遠端鏡片，其經組裝以適應該接觸元件的近側表面；及以防止該接觸元件在停駐至眼睛後多於5%之半徑變形；及一附加結構，其經組裝以將該接觸元件沿著周圍附加至該接觸部分；及以防止該接觸元件在停駐至眼睛後多於5%之橫向擴展。
  7. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件經組裝以插入該接觸部分中；及該接觸部分經組裝以接受該接觸元件之插入。
  8. 如請求項7的病人介面，該接觸部分包括：一剛性遠端鏡片，其具有一遠端表面，該遠端表面具有一遠端曲率半徑係落在該接觸元件的近側表面之近側曲率半徑的5%內，其中該遠端鏡片經組裝以在其插入後與該接觸元件形成擴大的接觸；及以防止該接觸元件在停駐至眼睛後多於5%之半徑變形。
  9. 如請求項7之病人介面，該接觸部分包括：一附加結構，具有下列之至少一種：附加溝槽、支撐框邊、插入結構、連鎖結構、滑入結構、彈入結構及鎖定結構；其中該附加結構經組裝 以將該插入的接觸元件堅固地附加至該接觸部分；及以防止該接觸元件在停駐至眼睛後多於5%之橫向擴展。
  10. 如請求項7之病人介面，其中：一遠端鏡片、一附加結構、該接觸元件的材料及中央曲率半徑Rc係經選擇，藉此在該病人介面停駐至眼睛後，眼睛角膜的曲率半徑之改變係大於該中央曲率半徑Rc的改變：△R(中央角膜)>△Rc。
  11. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件包含一接觸材料，其在角膜的表面處形成一潤滑膜。
  12. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件的表面包含一親水性材料。
  13. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件包含具有水含量大於70%的水凝膠。
  14. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件包含具有水含量在50-70%的範圍內之水凝膠。
  15. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件包含具有水含量在30-50%的範圍內之水凝膠。
  16. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件具有水合的折射率在1.32-1.44的範圍內。
  17. 如請求項1的病人介面，該接觸部分包含：一抽氣環，其經組裝以耦合至一抽氣系統；以接受來自該抽氣系統的抽氣；及以對該病人介面與眼睛間之接觸空間施加該抽氣系統的抽氣以讓該病人介面停駐至眼睛。
  18. 如請求項1的病人介面，其中該接附部分及該接觸部分係該病人介面的整合部分。
  19. 如請求項1的病人介面，其中：該接附部分係與該接觸部分分離；及該接附部分經組裝以在該接觸部分已經停駐至眼睛後耦合至該接觸部分。
  20. 如請求項1的病人介面，其中：該接觸元件包含一介於該中央部分與該周圍部分間之中間部分，其具有中間曲率半徑Ri，其中Rc<Ri<Rp。
  21. 如請求項20之病人介面，其中：Rc係在7-9mm的範圍內，Ri係在8-12mm的範圍內及Rp係在10-14mm的範圍內。
  22. 一種將眼科手術雷射系統的病人介面停駐至眼睛之方法，該方法包括：測量R(中央角膜)，眼睛角膜的中央部分之曲率半徑；及測量R(周邊角膜-鞏膜)，眼睛的角膜之周圍部分及鞏膜的曲率特徵半徑；選擇一接觸元件，其具有一具有中央曲率半徑Rc 的中央部分及一具有周圍曲率半徑Rp的周圍部分，Rp係大於Rc，其中Rc係小於R(中央角膜)+1mm，及Rp係小於R(周邊角膜-鞏膜)+1mm；及將該具有所選擇的接觸元件之眼科手術雷射系統的病人介面停駐至眼睛。
  23. 如請求項22之方法，該選擇包括：選擇一接觸元件，其中Rc係小於R(中央角膜)+0.5mm，及Rp係小於R(周邊角膜-鞏膜)+0.5mm。
  24. 如請求項22之方法，該選擇包括：選擇具有Rc小於R(中央角膜)之接觸元件。
  25. 如請求項22之方法，其中：所選擇的接觸元件係在停駐前插入該病人介面中。
  26. 如請求項22之方法，該選擇包括：從一組具有所選擇的接觸元件之病人介面中來選擇該病人介面。
  27. 如請求項22之方法，該測量包括：產生眼睛的前面部分之影像；及從該影像測量R(中央角膜)及R(周邊角膜-鞏膜)。
  28. 如請求項27之方法，該產生包括：以光學相干性斷層X射線照像術系統、沙伊姆弗勒(Scheimpflug)系統及狹縫燈系統之至少一種產生一深度影像。
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