專利名稱：用于眼科激光手術(shù)尤其是屈光激光手術(shù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于眼科激光手術(shù)尤其是屈光激光手術(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
對人眼進行手術(shù)包括多種治療方法，在這些治療方法中，激光輻射被指引到眼睛 上，以通過所輻射的激光輻射與眼睛的相互作用的結(jié)果，得到需要的治療目的。在屈光激光 手術(shù)的情況下，治療目的在于借助于激光輻射改變由眼睛構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)的成像特性。由 于角膜首先對人眼的成像特性至關(guān)重要，因此在許多情況下，對眼睛進行的屈光激光手術(shù) 包括對角膜的治療。通過尋標式引入切口和/或?qū)耸角谐牧?，在這些處理中，對角膜的 形狀帶來改變；因此有人也稱之為整形。為了改變角膜的屈光特性而對角膜進行整形的已知示例是LASIK(激光原位角膜 磨鑲術(shù))。在LASIK的情況下，將表面蓋盤從角膜中切出，在?？漆t(yī)生界中一般將表面蓋盤 稱為瓣。瓣的邊緣在鉸合區(qū)域中的部分上仍然與位于旁邊的角膜組織相連接，所以它可以 折疊到一邊并且稍后再折疊回來而不會有困難。出于制造瓣的目的，在之前的實踐中，特別 地，兩種方法已經(jīng)得到應(yīng)用，一方面是借助于微型角膜刀的機械方法，另一方面是激光技術(shù) 方法，其中借助于飛秒激光輻射(即具有飛秒范圍內(nèi)的脈沖持續(xù)時間的脈沖式激光輻射)， 將平坦深度切口引入到角膜中，除鉸合區(qū)域外，該平坦深度切口被從角膜表面導(dǎo)出。在將已 制造好的瓣折疊起來之后，根據(jù)預(yù)定的切削輪廓(ablation profile)實現(xiàn)從已以這種方式 暴露的基質(zhì)切除(切削)材料。切削輪廓指定在角膜的哪個點處切除多少組織。切削輪廓 通過以下方式計算在切削之后，角膜具有被治療的眼睛來說最佳的形狀并且眼睛先前存 在的光學(xué)像差最大可能地得到矯正。為了計算切削輪廓，多種合適的方法已為本領(lǐng)域?qū)？?醫(yī)生可用達相當長的時間。例如，具有UV區(qū)內(nèi)的約193nm的輻射波長的準分子激光器應(yīng)用 于切削。一旦已確定待治療眼睛的切削輪廓，就接著進行關(guān)于如何能夠用可用激光輻射 (治療輻射)最佳地實現(xiàn)期望切除的計算。所使用的激光輻射通常是脈沖式輻射。因此，問 題在于計算與角膜尤其是與基質(zhì)相互作用致使對角膜進行期望的整形的時間和空間上的 激光脈沖序列。用于以出現(xiàn)期望的激光脈沖的時間和空間序列的方式將激光束引導(dǎo)到待治療的 眼睛上的光束引導(dǎo)裝置在技術(shù)現(xiàn)狀下已為公眾所知。具體來說，光束引導(dǎo)裝置可以包括也 以掃描器為人所知的偏轉(zhuǎn)單元，用于在橫向(χ-y方向)上使治療激光束偏轉(zhuǎn)；以及聚焦光 學(xué)器件，用于將激光束聚焦在期望的垂直位置(ζ位置)。偏轉(zhuǎn)單元例如可以包括一個或多 個電流測定控制式偏轉(zhuǎn)鏡。上述光束弓ι導(dǎo)裝置借助于程控式計算機根據(jù)切削輪廓來控制。由于本發(fā)明決不限 于在LASIK過程中使用，而是可以應(yīng)用于許多其它關(guān)于眼睛的激光手術(shù)介入中，因此，在下 文中治療輪廓一般是指根據(jù)其對光束弓I導(dǎo)裝置進行控制的治療輪廓。對于將切口引入到角 膜中或引入到眼睛的另外的部分中的切口介入，治療輪廓可以表示指定在哪個點處制作多深的切口的切口輪廓。人眼不是靜止的物體，而是不斷地進行移動。存在多種類型的眼睛移動，其部分地 在多種時間尺度以多種幅度進行。重要的只是注意眼睛永遠不會不動。試圖將目光固定在 某個預(yù)定物體時候也是如此；盡管在這時，也不可避免會出現(xiàn)固視(fixation)移動。出于記錄上述眼睛移動的目的，已知用于眼睛移動追蹤或目光移動記錄的系統(tǒng) (眼睛追蹤器)。這些系統(tǒng)通常包括至少一個攝影機，其被指引到眼睛上并且其記錄瞳孔包 括周圍的虹膜的影像序列。通過接下來借助于合適的影像分析算法順序估計影像序列，可 以確立瞳孔的當前位置以及瞳孔的移動過程。特別地，就此而言，利用瞳孔的中心。通過相 對于用攝影機技術(shù)以這種方式監(jiān)測的瞳孔中心或者相對于由所述中心導(dǎo)出的點定向治療 輪廓，盡管有不可避免的眼睛移動，也可以容易地將期望的激光脈沖的空間序列傳送到待 治療的眼睛區(qū)域的正確的點上。對適合的治療輪廓進行確定的基礎(chǔ)通常是檢查處于其實際狀態(tài)下的眼睛。對于屈 光角膜治療，例如，通常至少需要知道角膜的地形圖(topography)和厚度。對于待進行的 治療，可能需要知道眼睛的其它或另外的參數(shù)，例如，前房的深度、晶狀體的厚度、眼睛的總 深度等等。例如，為了記錄治療過程并在適當?shù)那闆r下以控制方式介入治療過程，以及為了 檢查治療結(jié)果，不僅在開始治療之前而且至少部分地在治療期間或/和治療之后，對這種 類型的參數(shù)進行測量。對于對眼睛參數(shù)，例如具體是角膜厚度的非接觸性檢查，光學(xué)相干干涉測量設(shè)備 已經(jīng)可用達一段時間，光學(xué)相干干涉測量設(shè)備根據(jù)光學(xué)低相干反射術(shù)(OLCR)的原理或光 學(xué)相干斷層掃描術(shù)(OCT)的原理工作。這些測量設(shè)備以低相干、寬帶輻射進行工作并準許 以處于大約Iym范圍內(nèi)的及更精細的分辨率來檢查眼睛(或者一般地，待檢查的生物組 織)的結(jié)構(gòu)。光學(xué)相干斷層掃描術(shù)是使能產(chǎn)生切口影像的成像過程。另一方面，光學(xué)低相 干反射術(shù)特別適合于諸如角膜厚度之類的眼睛的厚度尺寸或深度尺寸的精確測量(測厚 儀)。上述眼睛移動使得難以進行角膜厚度的(或眼睛的另外的厚度尺寸或深度尺寸 的)測量。如果例如在手術(shù)進行中期望重復(fù)測量角膜厚度，則應(yīng)該盡可能總是在角膜的同 一點或者至少在角膜的可以預(yù)期到可靠測量結(jié)果的某一區(qū)域(可接受區(qū)域)內(nèi)進行測量。 然而，眼睛的固視移動可能具有這樣的結(jié)果，即該可接受區(qū)域從厚度測量儀器的“視場”中 消失，并且由于這個原因不得不中斷測量。對于醫(yī)生來說，這導(dǎo)致不能記錄測量數(shù)據(jù)的結(jié) 果。他/她必須要么接著追蹤患者的頭要么不進行任何進一步的測量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，簡化在眼睛的激光手術(shù)治療的范圍內(nèi)，在手術(shù)之前、手術(shù)期間 或手術(shù)之后所必須的厚度測量或深度測量，并且使測量結(jié)果更加可靠。為實現(xiàn)該目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于眼科激光手術(shù)尤其是屈光激光手術(shù) 的裝置，包括第一輻射源，用于提供治療激光束，第一光束引導(dǎo)裝置，用于以位置可控和時間可控的方式將治療激光束引導(dǎo)到待治 療的眼睛上，
攝影機，用于記錄待治療的眼睛的影像，估計和控制裝置，出于檢測眼睛移動的目的估計所述攝影機的影像數(shù)據(jù)，以及光學(xué)相干干涉測量設(shè)備，用于測量眼睛的厚度尺寸或深度尺寸，尤其是角膜厚度， 所述測量設(shè)備包括提供測量光束的第二輻射源以及用于將所述測量光束引導(dǎo)到眼睛上的 第二光束引導(dǎo)裝置。根據(jù)本發(fā)明，所述第二光束引導(dǎo)裝置包括出于改變所述測量光束的光束位置的目 的而被可移動地布置的至少一個光束引導(dǎo)元件，所述估計和控制單元被設(shè)置成以依據(jù)所記 錄的眼睛移動的方式，以所述測量光束的位置跟隨所述眼睛移動的方式，來控制所述光束 引導(dǎo)元件。因此，本發(fā)明教導(dǎo)了出于控制所述測量設(shè)備的目的而使用眼睛追蹤器的記錄眼睛 移動的數(shù)據(jù)的構(gòu)思，以便在實施測量過程中所述測量光束總是基本撞擊在角膜的同一點上 或者至少在角膜表面的相同區(qū)域中。以依據(jù)所檢測的眼睛移動的方式自動地進行所述測量 光束的追蹤，使得能夠短時連續(xù)地進行大量的測量，從而允許對治療過程進行精確的文件 化或/和控制。另一方面，現(xiàn)有系統(tǒng)中不流暢的相互追蹤的結(jié)果是在連續(xù)測量之間總是存 在長的時間間隔。另外，由于測量設(shè)備與眼睛追蹤器的耦合允許將測量光束恒定精確地定 向到眼睛的預(yù)定點或者預(yù)定區(qū)域上，因此根據(jù)本發(fā)明的方案保證了測量結(jié)果的高可靠性。需要以測量光束的位置跟隨眼睛移動的方式控制測量設(shè)備的光束引導(dǎo)元件未必 意味著連續(xù)不斷地持續(xù)將所述測量光束追蹤到當前記錄的眼睛移動。如已經(jīng)提及的，可以 已預(yù)先確定可接受區(qū)域，在該可接受區(qū)域內(nèi)可以將測量光束定向在角膜表面上，而這不會 對測量精度有顯著的影響。然而，一旦測量光束離開可接受區(qū)域，就開始測量光束的追蹤， 以使測量光束的位置再次落入可接受區(qū)域內(nèi)。就此而言，可能必須要附加的邊界條件，這旨 在保護測量光束免于進行不必要的追蹤移動。例如，一種這樣的邊界條件可以是測量光束 必須在測量光束的追蹤開始之前已經(jīng)離開上述可接受區(qū)域至少一預(yù)定時段。這樣，可以濾 除短暫的離開。至少應(yīng)該確保，在測量設(shè)備正在進行測量的時間里，測量光束基本朝預(yù)定點 或可接受區(qū)域定向。由于測量光束的追蹤可能相當快，僅在打算測量之前很短的時間，因此 可以想到，以依據(jù)當前的眼睛或瞳孔的位置的方式調(diào)整測量光束的位置。當然，當未臨近測 量時，同樣可以類似地執(zhí)行追蹤測量光束的操作。在優(yōu)選實施例中，可移動地布置的光束引導(dǎo)元件為偏轉(zhuǎn)鏡，測量光束從該偏轉(zhuǎn)鏡 在不經(jīng)進一步的鏡上偏轉(zhuǎn)的情況下到達眼睛。假設(shè)該偏轉(zhuǎn)鏡位于激光手術(shù)裝置的被指引向 眼睛上的另一光束的路徑上，則該偏轉(zhuǎn)鏡有利的是部分透射鏡。例如，這種另一光束可以是 從固定光源發(fā)出的固定光束。出于改變測量光束在眼睛上的位置的目的，該偏轉(zhuǎn)鏡可以被布置為能繞至少一個 傾斜軸傾斜?？商娲鼗蛘咦鳛檠a充，該偏轉(zhuǎn)鏡可以沿至少一個直線(linear)方向是直線 (rectiinearly)可調(diào)的。已經(jīng)提及了不必要在每種情況下都將測量光束連續(xù)地調(diào)整到每次記錄的眼睛移 動。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的進一步發(fā)展，估計和控制單元可以已被設(shè)置成僅在記錄的眼 睛移動滿足至少一個預(yù)定條件時通過控制光束引導(dǎo)元件使測量光束追蹤眼睛移動。用于測 量光束的追蹤的這種預(yù)定條件可以例如是眼睛相對于基準位置至少已經(jīng)移動預(yù)定的范圍。 基準位置可以例如與瞳孔中心的位置相關(guān)。當前市場上的眼睛追蹤器及其影像估計軟件能根據(jù)所記錄的影像數(shù)據(jù)計算瞳孔中心的當前位置。例如，激光手術(shù)開始時瞳孔中心的位置 可以用作第一基準位置，并且測量光束可以相對于該第一基準位置被定向。只要瞳孔中心 連續(xù)位于第一基準位置周圍的預(yù)定(例如由預(yù)定半徑限定的)區(qū)域內(nèi)，就不發(fā)生測量光束 的追蹤。另一方面，如果瞳孔中心遠離基準位置超過所述預(yù)定的半徑，則可以發(fā)生測量光束 的追蹤。例如這可以這樣發(fā)生，即基于與瞳孔中心的位置有關(guān)的當前信息確立新的基準位 置，并且現(xiàn)在使測量光束相對于新的基準位置定向。新的基準位置可以例如是瞳孔中心在 離開先前的可接受位置之后的平均位置。接著依據(jù)新的基準位置，再一次例如采用以預(yù)定 半徑在新的基準位置周圍劃圓的形式，確立新的可接受位置。應(yīng)當理解，在任何時候，用于 以依據(jù)眼睛的移動的方式進行測量光束的追蹤的其它進程或條件也是可以的。


以下將基于單個附圖進一步闡述本發(fā)明。附圖在示意性框圖表示中示出了用于對 眼睛進行屈光激光手術(shù)的裝置的示例性實施例。
具體實施例方式在附圖中，待由激光手術(shù)例如屈光激光手術(shù)治療的眼睛示意性被表示為10。眼睛 10的角膜以及瞳孔緣分別示出為12和14。所表示的激光手術(shù)裝置以已知的方式展示出固定光源18，固定光源18發(fā)出(弱 的)固定光束18'并出于固定眼睛的目的被患者觀看。此外，激光手術(shù)裝置包括治療激光器20，治療激光器20發(fā)射治療輻射20'，治療 輻射20'經(jīng)由透鏡22指引到一對掃描鏡M、24'上并經(jīng)由部分透射的偏轉(zhuǎn)鏡沈發(fā)送到眼 睛10上。對于LASIK治療，激光器20可以是準分子激光器，其輻射波長處于UV區(qū)中，例如， 為193nm。應(yīng)當理解，為了其它治療目的，在需要的情況下，也可以使用其它治療波長，包括 紅外區(qū)中的波長。掃描鏡M、24 ‘例如可被電流測定地控制，并且與激光器一起被程控式計 算機C根據(jù)預(yù)先計算出的治療輪廓控制。計算機C表示本發(fā)明意義中的估計和控制單元。激光手術(shù)裝置還具有用于追蹤眼睛的移動的設(shè)備(眼睛追蹤器)。眼睛追蹤器 包括攝影機30，可以用攝影機30在箭頭32的方向上經(jīng)由部分透射的偏轉(zhuǎn)鏡觀記錄眼睛 的——具體而言瞳孔和虹膜的——影像。然后，在計算機C中借助于影像分析軟件估計攝 影機30的影像數(shù)據(jù)，以追蹤患者的盡管試圖將目光固定在固定光束18'上但通常不可避 免的眼睛的運動。計算機通過控制掃描鏡M、24'將所檢測到的眼睛運動考慮進來，從而以 該方式來保持治療輪廓相對于眼睛的例如位于角膜表面上的預(yù)定基準點盡可能不變地被 定向激光手術(shù)裝置中另外還集成有用于光學(xué)低相干反射術(shù)(OLCR)的測量設(shè)備34，其 以已知的方式包括輻射源(例如SLED、ASE、超連續(xù)譜激光器)，輻射源的測量光束經(jīng)由部分 透射的偏轉(zhuǎn)鏡42被指引到眼睛10上。測量設(shè)備34經(jīng)由偏轉(zhuǎn)鏡42在與測量設(shè)備34發(fā)射 的測量輻射所在的相同路徑上接收從眼睛10反射的輻射。這由雙箭頭36來圖示說明。測量設(shè)備34對角膜厚度，以及在需要時，對待治療的眼睛10的一個或多個其它厚 度尺寸或深度尺寸(例如前房的深度)，測量至少一次，但優(yōu)選測量若干次。有利的是，對 角膜厚度的測量在開始激光手術(shù)之前進行至少一次并在結(jié)束激光手術(shù)之后再進行一次。優(yōu)選地，在激光手術(shù)期間也連續(xù)進行測量，例如以預(yù)定的規(guī)則間隔進行測量。測量設(shè)備34將 其測量數(shù)據(jù)供給計算機C，計算機C能例如在顯示單元50上以數(shù)字形式或/和以圖形形式 表示測量結(jié)果。在需要的情況下，計算機C還可以已被設(shè)置成存儲測量結(jié)果，并且在手術(shù)之 后，將包含連續(xù)測量范圍內(nèi)獲得的結(jié)果的測量記錄打印輸出。然而，在顯示單元50上顯示 測量結(jié)果是有利的，到這個程度，它準許操作人員直接監(jiān)測治療的進展。如果需要的話，計 算機C或其控制程序可以已被設(shè)置成能夠接納操作人員的校正介入并且適當?shù)卣{(diào)整治療 過程。這樣的校正介入可以例如經(jīng)由未以任何細節(jié)表示的并且與計算機C連接的輸入裝置 進行。偏轉(zhuǎn)鏡42——經(jīng)由該偏轉(zhuǎn)鏡42，測量光束被耦合到固定光18'和治療激光束 20'的公共光束路徑中——相對于兩個其它的偏轉(zhuǎn)鏡沈、觀可移動地被布置，即在當前的 示例性例子中，以如雙向箭頭52所示的擺動方式被布置。就此而言，偏轉(zhuǎn)鏡42能夠繞至少 一個基本平行于激光手術(shù)裝置的x-y平面的傾斜軸擺動。根據(jù)當前的概念，x-y平面是平 行于治療激光束20'的入射方向(ζ方向)的平面。通過使得偏轉(zhuǎn)鏡42繞以這種方式設(shè)置 的傾斜軸傾斜，測量光束的撞擊到眼睛10上的部分可以被擺動，由此可以改變該激光束的 入射位置。有利的是，偏轉(zhuǎn)鏡42能繞各自基本平行于x-y平面的兩個相互垂直的傾斜軸擺 動，從而可以在兩個維度上改變測量光束在眼睛10上的位置。出于調(diào)整偏轉(zhuǎn)鏡42的目的， 電流測定式定位裝置例如可以如本身在專科醫(yī)生領(lǐng)域中已知的那樣被提供，以驅(qū)動掃描鏡 (例如，鏡M、24')。當然，不排除其它類型的驅(qū)動，例如電動或壓電驅(qū)動。所提及的偏轉(zhuǎn) 鏡42的定位裝置由計算機C控制，這在該圖中由控制連接M來表示。作為對偏轉(zhuǎn)鏡42的擺動能力的替代，偏轉(zhuǎn)鏡42也可以在不改變其相對于χ-y平 面的定向的情況下在x-y平面中可調(diào)。以這種方式，同樣能夠使測量光束在眼睛中位置發(fā) 生位移。計算機C以依據(jù)根據(jù)攝影機30的影像數(shù)據(jù)確定的眼睛的位置——更精確地，瞳孔 中心的位置——的方式控制偏轉(zhuǎn)鏡42。這樣，可以以依據(jù)記錄的眼睛移動的方式追蹤測量 光束的位置，從而保證厚度測量總是發(fā)生在準許關(guān)于角膜厚度的可靠表述的角膜區(qū)域。為 了給出用數(shù)字表示的示例，假設(shè)眼睛10與偏轉(zhuǎn)鏡42之間具有例如445mm的間隔，并且假設(shè) 由測量光束看到的角膜點具有例如1. Omm的位移，則偏轉(zhuǎn)鏡42應(yīng)該被傾斜例如0. 065°以 便獲得0. 13°的測量光束的必要傾斜，這對使測量光束連續(xù)基本撞擊在同一角膜點來說是 必要的。
權(quán)利要求
1.一種用于眼科激光手術(shù)尤其是屈光激光手術(shù)的裝置，包括第一輻射源00)，用于提供治療激光束OO')，第一光束引導(dǎo)裝置04、M'、沈)，用于以位置可控和時間可控的方式將所述治療激光 束引導(dǎo)到待治療的眼睛(10)上，攝影機(30)，用于記錄待治療的眼睛的影像，估計和控制裝置(C)，出于識別眼睛移動的目的而估計所述攝影機的影像數(shù)據(jù)，光學(xué)相干干涉測量設(shè)備(34)，用于測量眼睛的厚度尺寸或深度尺寸，尤其是角膜厚度， 所述測量設(shè)備包括提供測量光束的第二輻射源以及用于將所述測量光束指引到眼睛上的 第二光束引導(dǎo)裝置，其特征在于，所述第二光束引導(dǎo)裝置包括至少一個可移動地布置的光束引導(dǎo)元件 (42)，用于改變所述測量光束的光束位置，并且所述估計和控制單元(C)已被設(shè)置成以依 據(jù)所記錄的眼睛移動的方式，以所述測量光束的位置跟隨所述眼睛移動的方式，來控制所 述光束引導(dǎo)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述可移動布置的光束引導(dǎo)元件(42)，尤其是部分透射的偏轉(zhuǎn)鏡，所述測 量光束從所述偏轉(zhuǎn)鏡在不經(jīng)進一步的鏡上偏轉(zhuǎn)的情況下到達眼睛(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)鏡0 被布置成能夠繞至少一個傾斜軸傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述偏轉(zhuǎn)鏡被布置成直線可調(diào)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述估計和控制單元(C)已被設(shè)置成只在所記錄的眼睛移動滿足至少一 個預(yù)定條件時通過控制所述光束引導(dǎo)元件0 使所述測量光束追蹤所述眼睛移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，用于所述測量光束的追蹤的預(yù)定條件為眼睛相對于基準位置至少移動預(yù) 定的程度。
全文摘要
在用于眼科激光手術(shù)尤其是屈光激光手術(shù)的裝置中，基于光學(xué)相干干涉測量過程的厚度測量設(shè)備(34)以測量設(shè)備(34)所發(fā)射的測量光束的位置跟隨待治療的眼睛(10)移動的方式被控制。借助于眼睛追蹤器的攝影機(30)記錄眼睛移動。出于改變測量光束的位置的目的，部分透射的偏轉(zhuǎn)鏡(42)可移動地尤其是可傾斜地被布置，其中測量光束經(jīng)由該部分透射的偏轉(zhuǎn)鏡(42)被傳送到眼睛(10)上。
文檔編號A61F9/01GK102105122SQ200880130158
公開日2011年6月22日 申請日期2008年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月30日
發(fā)明者克里斯托夫·德尼茨基, 彼得·里德爾 申請人:威孚萊有限公司