專利名稱：用于形成和修改晶狀體的系統(tǒng)以及由此形成的晶狀體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種系統(tǒng)及晶狀體，特別是一種用于形成和修改晶狀體的系統(tǒng)以及由該系統(tǒng)形成的晶狀體。
背景技術(shù)：
晶狀體被植入眼中以提高視力。通常，存在兩種類型的眼內(nèi)晶狀體(intraocular lenses)。一種類型的眼內(nèi)晶狀體取代眼睛的自然晶狀體，通常取代白內(nèi)障晶狀體。另一種類型用于補充現(xiàn)有晶狀體并作為永久矯正晶狀體。取代型的晶狀體植入后房。補充型晶狀體被稱為晶狀體眼IOL (眼內(nèi)晶狀體)，其植入前房或后房中以矯正眼睛屈光不正。有兩種用于形成眼內(nèi)晶狀體的常見技術(shù)。一種技術(shù)是模塑(molding)，其中光學(xué)聚合材料形成具有預(yù)定屈光力(dioptic power)的所需形狀。這些晶狀體可用于標(biāo)準(zhǔn)屈光力， 通常差異為大約0.5屈光力。模塑技術(shù)的問題在于它以非常昂貴的方式來制造定制的晶狀體，并且因此對于大多數(shù)患者，僅得到獲得清晰視力的近似方法。對于一些患者，屈光力可有0. 25或以上的誤差。此外，這些晶狀體通常對于具有異常形狀角膜的患者，包括一些經(jīng)歷了角膜手術(shù)例如LASIK手術(shù)的患者，不那么有效。另一種使用的技術(shù)是切削(lathing)和研磨(milling)，其中盤狀晶狀體坯件被磨至所需形狀。由于用于眼內(nèi)晶狀體的材料性質(zhì)，優(yōu)選在例如-10° F的降低的溫度下用機(jī)器制造晶狀體。切削和研磨的問題在于在-10° F時晶狀體的光學(xué)性質(zhì)可能不同于體溫時晶狀體的光學(xué)性質(zhì)，從而這種晶狀體僅接近最佳視力。此外，當(dāng)晶狀體變暖時，它吸收濕氣并且晶狀體的尺寸可能改變，從而改變晶狀體的屈光力。對于一些患者，希望晶狀體是非球面的以矯正角膜球面像差，或是環(huán)面的以在一定屈光度范圍內(nèi)矯正或減輕角膜散光。市面上銷售的IOL通常不能均勻地矯正這些光學(xué)缺陷，因為這需要盤存(inventory)數(shù)百(如果沒有數(shù)千)種不同類型的晶狀體，全部晶狀體在屈光力、非球面和環(huán)面特征方面不同。與常規(guī)制造技術(shù)相關(guān)的另一問題在于晶狀體通常不能適應(yīng)已經(jīng)歷LASIK (激光輔助原位角膜磨削術(shù))手術(shù)的患者的需要。LASIK手術(shù)可以矯正近視、遠(yuǎn)視和/或散光。然而， 在LASIK手術(shù)中產(chǎn)生的角膜的更換使其對于非球面很難找到具有合適調(diào)節(jié)的I0L。對于已經(jīng)歷LASIK手術(shù)或具有異常角膜的患者，常規(guī)IOL通常不令人滿意，因為盤存適合這種患者的IOL是個挑戰(zhàn)。用于改善例如IOL中的光學(xué)聚合材料的折射率的技術(shù)在Knox等人的美國公布2008/0001320中討論。該技術(shù)使用激光來改變光學(xué)材料小區(qū)域的折射率，導(dǎo)致最多大約 0. 06的折射率的變化，這對于大多數(shù)應(yīng)用來說屈光力的改變是不夠的。因此，需要一種用于形成眼內(nèi)晶狀體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)克服了現(xiàn)有制造技術(shù)的缺點，并且還能夠用于晶狀體的定制以提供多種矯正特征來逼近最佳視力，包括對于已經(jīng)歷 LASIK手術(shù)的患者。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種滿足這種需要的系統(tǒng)，并且還提供由該系統(tǒng)形成和修改的晶狀體。由該系統(tǒng)形成的晶狀體具有獨特的性能。晶狀體一般為I0L，但是如下所述，本發(fā)明還具有其它應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的晶狀體包括由具有折射率的光學(xué)材料形成的主體。該主體具有相對的內(nèi)表面和后表面以及光軸。主體包含修改軌跡(modified loci)。修改軌跡已通過激光束形成并具有與修改前的材料不同的折射率。晶狀體具有許多獨特的特征，并且其特征在于具有至少一個下述特征、所有下述特征或者下述特征的任意組合
(i)主體中足夠的修改軌跡，使得主體的折射率已充分修改以將主體的屈光力改變至少正或負(fù)0. 5 (即至少0. 5的正屈光力改變或者-0. 5或更多例如-10的負(fù)屈光力改變)；
(ii)至少一些修改軌跡具有比未修改軌跡光路長度大0.1至約1個波的光路長度，其中波長是關(guān)于555nm波長的光；
(iii)至少一些修改軌跡為圍繞光軸的基本圓形樣式(pattern)；
(iv)足夠的修改軌跡，使得沿大致平行于光軸的方向投射到前表面上的光的至少90% 通過至少一條修改軌跡；
(ν)至少一些修改軌跡的形狀為正圓柱形，其軸基本平行于光軸，高度為至少5 μ m ； (vi)后表面和前表面基本上都是平面；以及 (viii)每條修改軌跡具有5-50 μ m的深度。通常，至少有1，000，000或以上的修改軌跡位于主體的第一層，第一層基本平行于前表面，其中該層大約50 μ m厚?？梢允褂梅Q為環(huán)形圈樣式的圓形樣式的修改軌跡。當(dāng)使用修改軌跡來獲得所需光學(xué)效果，并且未使用更多常規(guī)構(gòu)造時，優(yōu)選地，存在足夠的軌跡使至少99%沿大致平行于光軸的方向投射到主體前表面的光通過至少一條修改軌跡。從而，由晶狀體提供的基本上所有的光學(xué)效果可以由修改軌跡來提供。晶狀體可提供屈光力調(diào)節(jié)，也可以用于提供環(huán)面調(diào)節(jié)和/或非球面調(diào)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點是晶狀體主體可以制造得非常薄，按順序從約50至約400 μ m的最大厚度，在眼內(nèi)晶狀體的情況下，其可容易地插入到眼睛的后房中。與安裝常規(guī)眼內(nèi)晶狀體可能的情況相比，這使醫(yī)生可以在眼中制造較小的切口。優(yōu)選地，主體的最大厚度為大約 250 μ m0在本發(fā)明中，前表面和后表面基本為平面，其優(yōu)點在于，主體上不存在干擾IOL放置在眼睛的后房中的特征。通常，修改軌跡具有約5-約50 μ m的深度。每條修改軌跡可以具有1_10個位點， 每個位點通常由約100個紅外激光脈沖的序列以單次脈沖群(burst)聚焦到單點即位點 (site)上而形成。至少一些修改軌跡可以彼此相鄰。修改軌跡可有多層，其中每層可具有約50 μ m的厚度。通常，多層彼此間隔大約5 μ m0在晶狀體的多層方案中，第一層中至少一些修改軌跡可具有大于未修改軌跡的光路長度至少0.1波長的光路長度，其中波長是關(guān)于第一波長的光。對于與第一波長有至少 50nm不同的第二波長的光，第二層的修改軌跡可具有大于非修改軌跡的光路長度至少0. 1 波長的光路長度。還可以存在第三層，其中對于第三波長的光，光路長度的差別為至少0. 1 波長，其中第三波長與第一和第二波長有至少50nm的不同。例如，第一層可以是關(guān)于綠光的，第二層關(guān)于紅光，以及第三層關(guān)于藍(lán)光。在本發(fā)明的多層方案中，第一層可以將光聚焦到第一焦點處。第二層可以將光聚焦在與第一焦點間隔開的第二焦點處，以及附加層可以將光聚焦在其它的附加點處。通常，用于晶狀體的材料包括聚合物基質(zhì)?？梢匀芜x使用吸收劑，優(yōu)選以材料的至少0. 01%重量的量使用，其中吸收劑用于激光束波長的光。該系統(tǒng)還包括用于修改聚合物盤光學(xué)性質(zhì)的設(shè)備以形成晶狀體。該設(shè)備可以包括發(fā)射脈沖光束的激光器、控制光束脈率的調(diào)制器、用于將光束聚焦入盤中第一區(qū)域中的聚焦透鏡以及將聚焦光束分配到區(qū)域中多條軌跡的掃描儀。還有用于晶狀體的固定架(holder)以及用于移動該盤使盤的多個區(qū)域可被修改的裝置。優(yōu)選地，調(diào)制器產(chǎn)生 50-100MHZ之間重復(fù)率的脈沖。由激光器發(fā)射的脈沖可具有約50-約100飛秒的持續(xù)時間以及大約0. 2nJ的能量水平。聚焦透鏡可以是聚焦到小于5 μ m光點尺寸的顯微物鏡。掃描儀可以是光柵掃描儀或飛點掃描儀，并且在光柵掃描儀的情況下，覆蓋約 500 μ m的視野范圍。該系統(tǒng)還提供形成這些晶狀體的方法。在形成晶狀體時，由光學(xué)材料形成的盤被固定，然后利用激光束在該固定的盤中形成修改軌跡。該方法可包括下述步驟從激光器發(fā)射脈沖光束，利用調(diào)制器控制光束的脈沖率， 將光束聚焦在晶狀體的第一區(qū)域中，將聚焦光束分配到區(qū)域中的多條軌跡，以及移動晶狀體以修改該盤的多個區(qū)域中的軌跡。該方法和系統(tǒng)還可以用于修改晶狀體的光學(xué)性質(zhì)，所述晶狀體例如位于后房或前房中的眼內(nèi)晶狀體、接觸晶狀體，或自然晶狀體。這可受在晶狀體中形成修改軌跡的影響， 就好像它們已經(jīng)使用了與用于修改晶狀體相同的程序，所述修改晶狀體在晶狀體植入前使用。一個區(qū)別在于不移動原位晶狀體以修改不同區(qū)域，而是用設(shè)備的聚焦系統(tǒng)以照亮原位晶狀體的不同區(qū)域。在原位處理期間，患者的眼睛可根據(jù)眼科手術(shù)期間使用的常規(guī)技術(shù)來穩(wěn)定。


參考下面的描述、所附權(quán)利要求和隨附的附圖，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將得到更好的理解，其中
圖IA是具有本發(fā)明特征的眼內(nèi)晶狀體的前向正視圖； 圖IB是圖IA晶狀體的頂部平面圖2示意性顯示了具有兩層修改軌跡的眼內(nèi)晶狀體主體的一部分； 圖3示意性顯示了具有多層修改軌跡的晶狀體主體，其中一些層在晶狀體放入眼中之后形成；圖4A是圖1晶狀體的一層的示意圖，該層被修改以產(chǎn)生球面聚焦效果； 圖4B是圖4A所示層的頂部平面圖4C是圖1晶狀體的一層的示意圖，該層被修改以產(chǎn)生非球面聚焦效果； 圖4D是圖1晶狀體的一層的示意圖，該層提供散焦子午線(meridian)以適應(yīng)散光； 圖4E是圖4D晶狀體該層在水平子午線處的頂部平面示意圖； 圖5和6示意性顯示了用于形成修改軌跡的原理； 圖7示意性顯示了根據(jù)本發(fā)明用于形成上述晶狀體的設(shè)備布置圖； 圖8顯示了用于圖7設(shè)備中的算法的流程圖； 圖9用圖表顯示了在用于形成晶狀體的材料中包括UV吸收劑的效果； 圖IOA用圖表顯示了修改軌跡的折射率改變與激光脈沖能量之間的函數(shù)關(guān)系； 圖IOB用圖表顯示了經(jīng)修改晶狀體的折射率改變與固定脈沖能量下激光束脈沖數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系；
圖11示意性表示了利用分層光柵掃描方法根據(jù)本發(fā)明形成晶狀體； 圖12示意性表示了利用分層飛點掃描方法根據(jù)本發(fā)明形成晶狀體； 圖13示意性示出了通過折射率改變的逐點變化產(chǎn)生折射層結(jié)構(gòu)的過程；以及圖14示意性示出了自然晶狀體如何可以被原位修改。
具體實施例方式概述
根據(jù)本發(fā)明，稱為定制人工相移膜(C-IPSM)的定制眼內(nèi)晶狀體利用產(chǎn)生脈沖激光束的激光單元來制造。更具體地，激光單元任選地可以產(chǎn)生50MHz的激光束脈沖，每個脈沖具有大約100飛秒的持續(xù)時間和約0. 2-約1納焦耳的能量水平。如本發(fā)明所設(shè)想的，激光束的焦點在具有折射率“η?！钡乃芰喜牧媳砻嬉苿印＿@通過產(chǎn)生材料折射率變化(Δη)的樣式 jftB^^^^MM (sub-surface layer)0優(yōu)選地，定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)由具有第一側(cè)和第二側(cè)并且兩側(cè)之間的厚度為約50-約400mm的塑料平板制造。在定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)的制造期間，激光單元改變深度僅為約50微米的次表面層。該層中具有改變材料的層的目的是補償患者的光學(xué)像差以接受C-IPSM。特別是，這補償通過光學(xué)系統(tǒng)(例如眼睛)引入光束中的光學(xué)像差。將塑料材料以預(yù)定方式暴露于由該層產(chǎn)生的電子干擾和熱中，得到塑料板中產(chǎn)生的折射率改變的樣式。特別地，這種折射率的改變通過按順序?qū)⒓す馐劢沟讲牧现械拇罅肯噜徿壽E而實現(xiàn)。每條軌跡處的結(jié)果是對于通過該點的光的光路差(0PD)。對于折射率具有既定改變(Δ η)(例如Δ η = 0. 01)的既定材料(例如塑料)，以及對于通過該材料的既定距離(例如5微米)，可以建立對于波長(λ )的光的OPD (即相位改變)。特別地，λ /10的 OPD可以對于每5微米軌跡深度而建立。從而，取決于每個點所需的折射，點深度將在5-50 微米之間。折射率的改變量(Δ η)可以對于不同軌跡位置發(fā)生變化，例如在最低值Δ η = 0. 001和最高值Δ η = 0.01之間。從而，取決于所需的折射，利用模數(shù)2 π相位包裹技術(shù)， 可使用Δ η = 0. 001和Δ η = 0.01之間的值。每條軌跡可利用預(yù)定數(shù)目的激光脈沖群(burst)(即“i”個脈沖群)用激光單元產(chǎn)生。優(yōu)選地，每個脈沖群包括大約50個脈沖并且持續(xù)大約1微秒。在每個脈沖群期間，材料發(fā)生基本為圓柱體的改變，深度為大約5微米，直徑為大約1微米。從而，軌跡包含至少一個位點，并且通常多達(dá)10個位點。一般，每個脈沖群引起大約十分之一波長(λ/10)的 OPD0對于“i”脈沖群0PD=i (χ(λ/10))。優(yōu)選地，對于本發(fā)明，每5微米的軌跡深度存在大約λ/10的改變(S卩“i”在1-10的范圍內(nèi))。例如，考慮希望產(chǎn)生0.3 λ OPD的情況。在該情況下，激光單元對于初始脈沖群以20微米的深度聚焦(即i = 3)。此后，激光單元再重聚焦到軌跡上兩次，對于每個后續(xù)的脈沖群，每次通過5微米的距離撤回激光束的焦點。 根據(jù)在軌跡處所需的折射量，選擇數(shù)目“i”(例如根據(jù)0.2λ選擇i = 2;根據(jù)0.7λ選擇 i = 7)。軌跡可以通過使激光束的焦點前進(jìn)而不是撤回來產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的另一方案，使用變量Δ η,每條軌跡利用每個激光脈沖群不同數(shù)目的脈沖用激光單元產(chǎn)生。每個激光脈沖群產(chǎn)生一位點，每條軌跡存在1-10個位點。優(yōu)選地， 每個脈沖群包括5個脈沖至50個脈沖，并且持續(xù)大約100納秒至1微秒。在每個脈沖群期間，材料發(fā)生基本為圓柱體的改變，深度為大約5微米，直徑為大約1微米。一般，如上所述， 每個脈沖群引起大約百分之一波長(λ /100)至10分之一波長(λ /10)的0PD。從而，通過在一個特定點的每個后續(xù)位置上維持每個脈沖群特定數(shù)目的脈沖，例如5個脈沖，得到預(yù)定的0PD，在此實施例中是十分之一波長(λ /10)，由(10X λ /100)產(chǎn)生。當(dāng)飛秒激光束沿橫向方向，即平行于塑料膜表面移動時，軌跡之間的改變Δ η產(chǎn)生OPD的變化。一旦確定了定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)所需的折射性質(zhì)，就計算眼內(nèi)晶狀體前表面層的模板。然后將信息發(fā)送到制造站并用于編程眼內(nèi)晶狀體多層的單個像素。隨后，在植入該定制眼內(nèi)晶狀體后，入射光通過人工晶狀體眼中的光學(xué)元件發(fā)生折射以在眼睛視網(wǎng)膜上形成改善的圖像。通過定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)入射光束的折射使得任意入射光束中各個光束的光路長度顯現(xiàn)為基本上彼此相等。以這種方式，攜帶圖像信息的入射光束被定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)補償，以說明由適當(dāng)測量數(shù)據(jù)證明的假晶狀體眼睛的折射像差。關(guān)于定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)微結(jié)構(gòu)表面層的光學(xué)性能，可采用幾種折射和衍射光學(xué)原理來對定制眼內(nèi)晶狀體(C-IPSM)的性能作不同的修改。設(shè)計包括具有或沒有相位包裹的折射以及衍射相位(“GRIN”)結(jié)構(gòu)。球面、非球面、消色、雙焦點和多焦點的具體實施方案是可能的。晶狀體
具有本發(fā)明特征的晶狀體可以是植入眼中的任意類型晶狀體，包括放置在前房或后房中的接觸晶狀體、眼內(nèi)晶狀體，以及角膜晶狀體。當(dāng)自然晶狀體存在以及是其中自然晶狀體已例如通過白內(nèi)障手術(shù)被去除的假晶狀體時，放置在后房中的IOL通?？梢允侨斯ぞw。 本發(fā)明對于原位修改晶狀體也是有用的，包括晶狀體例如前房中的接觸晶狀體、后房或前房中的I0L、自然角膜和自然晶狀體。關(guān)于圖IA和1B，具有本發(fā)明特征的眼內(nèi)晶狀體10包括中心盤狀主體12，其具有前表面14和后表面16。優(yōu)選地，前表面14和后表面16基本上都是平面的，即它們幾乎不具有或不具有曲率，例如凹或凸曲率。使用本發(fā)明技術(shù)可以形成平-平眼內(nèi)晶狀體。像許多眼內(nèi)晶狀體常規(guī)的那樣，可以存在一對觸覺(haptic) 18，用于將晶狀體固定在后房中。術(shù)語“前”和“后”指晶狀體正常放置在人眼中時的表面，前表面14面向外部，后表面16向內(nèi)朝向視網(wǎng)膜。晶狀體10具有光軸19，其為限定路徑的假想線，光沿該路徑傳播通過晶狀體10。在圖IA和IB所示的本發(fā)明方案中，光軸19與晶狀體的機(jī)械軸重合，但是這不是必須的。盡管優(yōu)選晶狀體的所有光學(xué)效果由主體12中的修改軌跡提供，如下所述，但是矯正的光學(xué)效果也可能以常規(guī)方式提供，例如通過使前表面、后表面或兩者都彎曲，例如凸、 凹或具有復(fù)合曲率。光學(xué)矯正不必全部由根據(jù)本發(fā)明的修改軌跡提供，盡管這是優(yōu)選的。具有本發(fā)明特征的晶狀體可用于矯正視覺誤差，例如近視(近視眼)，遠(yuǎn)視(遠(yuǎn)視眼)和散光。晶狀體可以是非球面和/或換面的。晶狀體10的主體12由光學(xué)材料制造，所述材料是現(xiàn)有存在或?qū)泶嬖诘倪m合于制造植入眼中的晶狀體的任意材料。材料通常是聚合的。用于主體12的材料在用激光處理時顯示出折射率的改變，如下面詳細(xì)描述。這類材料的非限制性實施例包括用于制造眼科設(shè)備的材料，例如接觸晶狀體和 I0L。例如，本發(fā)明可應(yīng)用于包含甲硅烷氧基的聚合物、丙烯酸聚合物、其它親水性或疏水性聚合物、它們的共聚物和它們的混合物?？捎米鞴鈱W(xué)材料的包含甲硅烷氧基的聚合物的非限制性實施例在下面的美國專利中描述6，762，271 ;6，770，728 ;6，777，522 ;6，849，671 ;6，858，218 ;6，881，809 ； 6，908，978 ；6，951，914 ；7，005，494 ；7，022，749 ；7，033，391 和 7，037，954。親水性聚合物的非限制性實例包括聚合物，所述聚合物包含以下單元N-乙烯基吡咯烷酮、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、N，N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸、聚(乙二醇單甲基丙烯酸酯)、1，4-丁二醇單乙烯基醚、2-氨基乙基乙烯基醚、二(乙二醇)單乙烯基醚，乙二醇丁基乙烯基醚、乙二醇單乙烯基醚、縮水甘油基乙烯基醚、丙三醇乙烯基醚、碳酸乙烯酯和乙烯基氨基甲酸酯。疏水性聚合物的非限制性實例包括聚合物，所述聚合物含有以下單元碳數(shù)1-碳數(shù)10的烷基的甲基丙烯酸酯(例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸辛酯或2-乙基己基甲基丙烯酸酯；優(yōu)選甲基丙烯酸甲酯以控制機(jī)械性能)、碳數(shù)1-碳數(shù)10的烷基的丙烯酸酯(例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯或丙烯酸己酯；優(yōu)選丙烯酸丁酯以控制機(jī)械性能)、碳數(shù)6-碳數(shù)40的芳烷基的丙烯酸酯(例如2-苯乙基丙烯酸酯、丙烯酸芐酯、3-苯丙基丙烯酸酯、4-苯丁基丙烯酸酯、5-苯戊基丙烯酸酯、8-苯辛基丙烯酸酯或2-苯乙氧基丙烯酸酯；優(yōu)選2-苯乙基丙烯酸酯以提高折射率)，以及碳數(shù)6-碳數(shù)40的芳烷基的甲基丙烯酸酯(例如2-苯乙基甲基丙烯酸酯、3-苯丙基甲基丙烯酸酯、4-苯丁基甲基丙烯酸酯、5-苯戊基甲基丙烯酸酯、8-苯辛基甲基丙烯酸酯、2-苯乙氧基甲基丙烯酸酯、3，3-二苯丙基甲基丙烯酸酯、2-(1-萘乙基)甲基丙烯酸酯、 甲基丙烯酸芐酯或2-(2-萘乙基)甲基丙烯酸酯；優(yōu)選2-苯乙基甲基丙烯酸酯以提高折射率)。優(yōu)選的材料是由N-芐基-N-異丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸乙酯和丙烯酸丁酯與乙二醇二甲基丙烯酸酯交聯(lián)制造的疏水性丙烯酸聚合物。材料可以任選地包含紫外光阻斷劑，例如苯并三唑的丙烯酸衍生物。對于典型的I0L，主體12具有大約6mm的直徑并優(yōu)選具有約50 μ m_約400 μ m以及最優(yōu)選約250 μ m的厚度20。這比常規(guī)IOL的厚度要小。當(dāng)折疊晶狀體10以將其放置在后房中時，由于其較薄，因此與常規(guī)晶狀體相比，外科醫(yī)生可能制造出更小的切口。這可以增加患者的安全性，并且被認(rèn)為可以導(dǎo)致術(shù)后恢復(fù)時間減少，以及手術(shù)引起的散光減小。同樣在本發(fā)明前表面和后表面都是平面的方案中，很容易插入晶狀體，從而使得某些白內(nèi)障手術(shù)的情形創(chuàng)傷較少。由晶狀體10提供的光學(xué)效果是主體12中修改軌跡存在的結(jié)果，其中修改軌跡已經(jīng)通過激光束形成，該激光束使修改軌跡具有與修改前晶狀體材料不同的折射率。圖2顯示了一部分示例性晶狀體主體12，其具有大致平行于晶狀體主體12的前表面14的兩個間隔開的平面層，上層22和下層23。層22和23的厚度優(yōu)選為50 μ m。僅示出了每層的一部分并且示例性修改軌跡僅對上層22示出。層22包含示例性的相鄰修改軌跡Ma-Mj。每條軌跡M是直徑約Iym的圓柱形，其軸大致平行于晶狀體的光軸19。每條軌跡Ma-j包含一個或以上的位點沈，其通過來自激光器的單脈沖形成。每個位點的高度通常為約5 μ m,以及從而修改軌跡的高度范圍為從約5-約50 μ m。如圖2所示，軌跡2 包含10個位點沈，軌跡24b包含9個位點，這樣繼續(xù)到包含1個位點的軌跡Mj。存在于修改軌跡中的材料折射率的改變導(dǎo)致光路長度的改變。特別地，與未經(jīng)修改軌跡的光路長度相比，對于選定波長的光，每條修改軌跡的光路長度增加大約0. 1個波。 通常，具有大約555nm波長的綠光是修改的基礎(chǔ)，因為人眼通常最佳接收該波長的光。從而，每條修改軌跡具有大于未修改軌跡的光路長度約0. 1-約1個波的光路長度，其中波長是相對于555nm波長的光。優(yōu)選地，存在足夠的修改軌跡，使得沿大致平行于光軸19的方向投射到晶狀體10 的前表面14的至少90%，更優(yōu)選至少99%的光通過至少一條修改軌跡M。圖3顯示了多層微結(jié)構(gòu)的定制眼內(nèi)晶狀體10的示意圖，該晶狀體是膜狀的，表現(xiàn)出盤狀平面外觀，直徑62為約6mm，寬度64為約500 μ m。微結(jié)構(gòu)定制眼內(nèi)晶狀體的折射性質(zhì)記錄在66-88表示的薄層中，這些層的厚度通常為50 μ m。最初，產(chǎn)生深度65的后層，例如在后表面16和平面69之間。層72、74、76、78、80、82、84、86和88相應(yīng)地為微結(jié)構(gòu)。在體內(nèi)精細(xì)調(diào)整植入定制眼內(nèi)晶狀體的折射性質(zhì)的步驟期間，附加層66、68和70可以是微結(jié)構(gòu)的，其覆蓋平面69和71之間的人工相移膜的前部分，具有厚度67。每層66-88包含修改軌跡，并且通常多于1，000, 000條修改軌跡，以及多至大約 30，000, 000條軌跡，每層通常處于基本上平行于晶狀體主體14的前表面14的平面內(nèi)。圖4顯示了用于實現(xiàn)不同光學(xué)效果的修改軌跡的樣式。圖4A和4B所示的層提供大約+0. 4屈光度的球面調(diào)節(jié)量。它包括三個環(huán)形圈402、404和406，環(huán)形圈與光軸19同心并圍繞中心區(qū)域408。從而，修改軌跡為與光軸同心的圓形樣式中。最外面半徑環(huán)402的外邊緣位于r4，其離光軸19為3mm，即它處于主體12的外圍邊緣。第二環(huán)404的外邊緣r3 離光軸19為2. 5mm。第三環(huán)406的外邊緣位于r2，其離光軸19為2mm。中心部分408的外邊緣A處于1.4mm。每個環(huán)由多個相鄰的修改軌跡構(gòu)成，其中每條軌跡中位點的數(shù)目隨著軌跡越接近于光軸19而增加。從而，處于第一環(huán)402外邊緣的修改軌跡具有一個位點，以及高度大約5 μ m,而最接近光軸19的修改軌跡具有10個位點，以及高度為大約50 μ m。圖4C所示的層被樣式化以提供非球面聚焦效果。在該層中，最內(nèi)環(huán)406 ’和中心區(qū)域408，分別與圖4A中的環(huán)406和中心區(qū)域408具有相同的樣式。然而，外環(huán)402，和404， 具有相反的修改軌跡，離光軸19越遠(yuǎn)的修改軌跡比徑向向內(nèi)的修改軌跡具有更多的位點。因為圖4C所示的ri、r2和r3與圖4A中的方案相同，所以4B的頂部平面示意圖也可應(yīng)用于圖4C所示的布置。圖4D顯示了修改軌跡的樣式以適應(yīng)散光和/或晶狀體水平子午線處的環(huán)曲面性 (toricitytaken)。在該方案中，所有的環(huán)402”、404，，和406，，以及中心區(qū)域408，，任意單環(huán)的修改軌跡的高度越接近于光軸19越低，在水平子午線處表現(xiàn)出散焦效果。圖4D的層的頂部平面圖在圖4E中示出，其中圖4D所示的層水平放置。圖4D的散光連接層的垂直子午線與圖4A所示的相同。水平子午線提供-0. 4屈光力，而垂直子午線提供+0.4屈光力。在45°對角線處，不存在折射效果。在所示的層的不同區(qū)域之間存在平滑的過渡。每條軌跡具有非常小的直徑，順序為約1 μ m。從環(huán)外側(cè)到環(huán)內(nèi)側(cè)的過渡不需要是位點數(shù)目的穩(wěn)定逐步降低，因為可以存在多條修改軌跡，它們具有相同數(shù)目的彼此相鄰的位點。晶狀體10提供的光學(xué)效果可以容易地通過改變環(huán)的數(shù)目增加或降低。例如，利用圖4A示意性顯示的晶狀體，每個環(huán)提供0. 1屈光力，從而圖4A所示的晶狀體提供0. 4屈光力。為了制造具有10屈光力的晶狀體，其中每個環(huán)貢獻(xiàn)0. 1屈光度，那么晶狀體被制造成具有大約100個環(huán)，其中99個環(huán)具有與圖4A中環(huán)402、404和406相同的大體構(gòu)形，以及中心環(huán)具有圖4A所示中心環(huán)408的構(gòu)形。然而，由于在相同的表面區(qū)域中存在較多的環(huán)，因此每個環(huán)的寬度比圖4A中的環(huán)小得多。圖5和6表面了可用來表征本發(fā)明的模數(shù)2 π相位包裹技術(shù)的原理。特別地，產(chǎn)生成形的微結(jié)構(gòu)以補償鄰近射線例如射線542、544和Μ6的陣列內(nèi)的光路長度差，使得所有相鄰的各個光束542、544和546彼此同相。對于這里的討論，各個相鄰光束542、544和 546被認(rèn)為是示例性的。在圖5中，第一光束542和第二光束Μ4的正弦特性顯示為時間的函數(shù)。如果光束542和544彼此同相，這不是圖5中所示的情況，那么第二光束544將示為重疊在第一光束542之上。然而，如圖所示，光束542和544彼此異相，并且該相位差顯示為相移590。概念上，相移590可被認(rèn)為是時間差或傳播距離的差。例如，在時間592的特定點處，第一光束542處于自由空間中的某個位置。然而，由于存在相移590，第二光束544直到后續(xù)的時間點594才處于該相同位置。對于圖5所示的情況，當(dāng)考慮第一光束542將從時間點592 傳播到時間點596，經(jīng)歷360° (2 π弧度)的完整周期或循環(huán)時，第一光束542和第二光束 544之間的相移590的幅度小于2 Ji。對于圖6中所示的第一光束542和第三光束Μ6，第一光束542的時間點592相應(yīng)于第三光束546的時間點598。從而，第一光束542和第三光束546之間存在的總相移604 大于2π。如所設(shè)想的，對于本發(fā)明，總相移604實際上包括等于的模數(shù)相移500以及小于2 π的單獨相移502。利用這種表示方法，任意兩個光束之間的總相移604可以表示為等于η2π的模數(shù)相移500 (其中“η”為整數(shù))與小于2 π的、稱為模數(shù)2 π相移的單獨相移 502的和。從而，整數(shù)“η”可以采用不同的值(例如0，1，2，3，……)，特別地，對于光束Μ4 (圖3A)n = 0，而對于光束Μ6 (圖;3Β)η = 1。在所有情況下，對于每個光束Μ4、546的總相移604通過將其與作為參考的相應(yīng)光束542作比較來確定。然后將模數(shù)相移500從總相移604中減去，得到對于特定光束Μ4，、46的單獨相移502。然而，首先要確定總相移604。
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參考圖4A，在每條軌跡處，從總相移604中減去模數(shù)相移500 (=ηΧ2π )，以得到例如圖4Α中的單獨相移502，模數(shù)相移500在中心區(qū)域等于0X2 π = 0，在第二區(qū)域(巧至 Γ2)等于丄父？^！，在第三區(qū)域 至！^等于〗※〗^! = ，以及在第四區(qū)域(!^至！^等于3X2JI = 631。單獨相移502 (0_2 π，相應(yīng)于0. 0至1. 0個波)被記錄在軌跡中，等于 5 μ m-50 μ m @。從而，進(jìn)一步參考圖4A，繪制了依賴于離瞳孔軸線的距離的局部相移，如由微結(jié)構(gòu)定制眼內(nèi)晶狀體加上去的那樣，從光軸19處的等于1. 0個波的2 π相移變化至徑向位置處的0。假定入射到微結(jié)構(gòu)定制眼內(nèi)晶狀體的初始光束被準(zhǔn)直，顯現(xiàn)為具有相同光路長度的單獨射線，成形為平面光波。作為單獨射線通過微結(jié)構(gòu)定制眼內(nèi)晶狀體的傳播結(jié)果，產(chǎn)生了聚焦光波。在光束的中心部分，半徑T1限定的區(qū)域內(nèi)側(cè)，光學(xué)相移關(guān)于離光軸的距離二次方地改變。在位置巧處，實現(xiàn)等同于0.0個波的零相移。從半徑巧橫向的相鄰光線受到等同于1.0個波的2 π相移，導(dǎo)致在模數(shù)2 π相位包裹技術(shù)的區(qū)域邊界處等同于1.0個波的特征性2 π相位跳變。對于圖5，這種2 π量的相位跳變，分別為多個2 π (“移動500”)，可以形象化為“捕捉下一個波”，其關(guān)于相鄰光束延遲一整個循環(huán)。一般，在每個徑向位置巧、r3、r4處，2 π的局部相移跳變相應(yīng)于1. 0個波，而在這些跳變之間，相位二次方地改變， 從等同于1. 0個波的2 π值到等同于0. 0個波的零。通常，存在足夠的修改軌跡使得主體的折射率已充分地修改以將主體的屈光力改變至少+0.5 (+0. 5至+X)或至少-0. 5 (-0.5至-Y)，其中X可為約48，以及Y可為約15。在本發(fā)明的多層方案中，多層通常間隔開至少1微米，以及優(yōu)選至少5 μ m。在多層方案中，對特定選定波長的光優(yōu)化不同的層是可能的。例如，第一層可以對第一波長的光例如綠光進(jìn)行優(yōu)化，第二層對與第一波長至少相差50nm的第二波長的光例如紅光進(jìn)行優(yōu)化，以及第三層可以對與第一和第二波長相差至少50nm的第三波長的光例如藍(lán)光進(jìn)行優(yōu)化。同樣，可以形成不同的層以將光聚焦在不同的焦點處。多層的另一用途是使單層進(jìn)行多種光學(xué)矯正，而不是在單層中進(jìn)行所有的視力矯正。因此，有可能使第一層提供屈光度調(diào)節(jié)，而其它層提供其它光學(xué)矯正例如環(huán)面調(diào)節(jié)或非球面調(diào)節(jié)。從而，第一層可以提供屈光度調(diào)節(jié)，第二層軌跡可以提供環(huán)面調(diào)節(jié)，以及第三層可以提供非球面調(diào)節(jié)。用于制造和修改晶狀體的系統(tǒng)
本發(fā)明使用充足能量的非常短的激光脈沖緊密聚焦在光學(xué)聚合材料上來形成晶狀體。 焦點處的高密度光引起光子的非線性吸收(通常為多光子吸收)并導(dǎo)致焦點處材料的折射率改變。剛好在聚焦區(qū)域外部的材料區(qū)域受到激光最小限度的影響。因此，選擇光學(xué)聚合材料的區(qū)域，用激光進(jìn)行修改，由此獲得這些區(qū)域折射率的正改變。因此，晶狀體可以通過利用具有從0. 05nJ-1000nJ脈沖能量的聚焦的可見或近頂激光照射光學(xué)聚合材料的選擇區(qū)域來形成。照射區(qū)域幾乎沒有或沒有顯示出散射損耗，這意味著照射區(qū)域中形成的結(jié)構(gòu)在沒有對比增強的適當(dāng)放大的情況下不是清楚可見的。該方法中使用的聚焦激光的脈沖能量部分依賴于被照射光學(xué)材料的類型、需要折射率改變多少以及想要印刻在材料內(nèi)的結(jié)構(gòu)類型。選定的脈沖能量還依賴于該結(jié)構(gòu)被寫入光學(xué)材料的掃描速率。通常，較大的掃描速率需要較大的脈沖能量。例如，一些材料需要0. 2nJ-100nJ的脈沖能量，而其它光學(xué)材料需要0. 5nJ-10nJ的脈沖能量。保持脈沖寬度，使脈沖峰值功率足夠強，以超過光學(xué)材料的非線性吸收閾值。但是，由于玻璃的正色散，所使用聚焦物鏡的玻璃可以顯著增加脈沖寬度。使用補償方案以提供相應(yīng)的負(fù)色散，其可以補償聚焦物鏡引起的正色散。因此，本申請中的術(shù)語“聚焦的”是指在光學(xué)聚合材料內(nèi)來自激光器的光的聚焦，其使用補償方案來矯正聚焦物鏡引入的正色散。補償方案可包括光學(xué)布置，其選自至少兩個棱鏡和至少一個反射鏡、至少兩個衍射光柵、啁啾反射鏡和色散補償反射鏡，用以補償聚焦物鏡引入的正色散。使用帶聚焦物鏡的補償方案可以產(chǎn)生脈沖，所述脈沖具有O.OlnJ-lOOnJ，或 0. 01nJ-50nJ脈沖能量以及4fs-200fs的脈沖寬度。有時，可以有利地產(chǎn)生具有0. 2nJ-20nJ 能量和4fs-lOOfs脈沖寬度的激光脈沖。或者，可以有利地產(chǎn)生具有0. 2nJ-10nJ能量和 5fs-50fs脈沖寬度的激光脈沖。激光可以產(chǎn)生從紫到近紅外輻射范圍波長的光。在多個實施方案中，激光的波長處于 400nm-1500nm、400nm-1200nm 或 600nm-900nm 范圍內(nèi)。圖7示意性顯示了用于形成修改軌跡的優(yōu)選設(shè)備702。設(shè)備702包括激光器704 (優(yōu)選用在2光子顯微鏡內(nèi)的飛秒激光器)、控制單元706、掃描單元708、晶狀體盤12的固定架710，以及用于移動其中形成修改軌跡的盤12的裝置712。合適的激光器可從加利福尼亞州森尼維耳市的Calmar Laser公司購得。激光器發(fā)射的每個脈沖可具有約50-約100 飛秒的持續(xù)時間以及至少約0. 2nJ的能量水平。優(yōu)選地，激光器704每秒產(chǎn)生約5千萬個 780nm波長、約50fs脈沖長度的脈沖，每個脈沖具有約IOnJ的脈沖能量，激光器為500mW的激光器。發(fā)射的激光束721由轉(zhuǎn)向反射鏡722引導(dǎo)通過聲光調(diào)制器724，其控制脈沖頻率， 所述脈沖頻率通常為約50MHz-100MHz重復(fù)率。當(dāng)由激光器發(fā)射時，激光束721通常具有 2mm的直徑。激光束721隨后傳播通過掃描單元708，掃描單元將脈沖在空間上分配為多個光束。其樣式可以是光柵掃描樣式或飛點樣式。掃描單元708受計算機(jī)控制系統(tǒng)726的控制以提供盤12中修改軌跡所需的構(gòu)形。激光器發(fā)射的光束721具有約2-約2. 5nm的直徑。光束721從掃描儀708出來后，接著聚焦成適于形成修改軌跡的尺寸，通常形成具有約1-約3 μ m直徑的軌跡。聚焦可以用伸縮式透鏡對7M和744以及顯微物鏡746實現(xiàn)，其中另一轉(zhuǎn)向反射鏡748將光束從透鏡對引導(dǎo)至顯微物鏡。聚焦顯微物鏡可以是具有3. 3mm工作距離的40X/0. 8的物鏡。 掃描和控制單元優(yōu)選為購自位于德國海德堡的Heidelberg Engineering的Heidelberg Spectralis HRA 掃描單元。掃描單元中的光學(xué)器件可修改具有約150-約450 μ m直徑的區(qū)域而不必移動盤14 或光學(xué)器件。通常，50 μ m厚的單層的區(qū)域可在約1分鐘內(nèi)被微結(jié)構(gòu)化。為了修改盤12的其它區(qū)域，需要用移動裝置712移動固定架710。移動裝置712 可以沿“ζ”方向移動用于提供不同層中的修改軌跡，并且還可以在“χ”和“y”方向上移動用于以相同深度處理不同區(qū)域。移動裝置712用作精確定位系統(tǒng)以覆蓋人工晶體盤的全徑， 其直徑通常為6mm。固定架710可以是支架、具有晶狀體尺寸的凹槽的輸送帶、具有用于晶狀體的凹槽的托盤以及可足夠穩(wěn)妥地固定晶狀體用于形成所需折射樣式的任何其它結(jié)構(gòu)。移動裝置可以是任意的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通常由電機(jī)驅(qū)動，其提供X、y和ζ方向上的移動，即三維移動。電機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)。通常，移動可達(dá)約IOmm/秒。晶狀體制造工藝使用從2光子顯微鏡(光柵掃描或飛點掃描)的一個掃描區(qū)域(通常是450 μ m直徑)到下一個掃描區(qū)域的由xyz定位的步進(jìn)。2光子顯微鏡提供深度掃描。 通常，一個折射層可在2光子顯微鏡范圍內(nèi)完成?；蛘撸贫ㄎ挥蓹C(jī)械ζ定位提供，以提供盤14中較深層的延伸到達(dá)?？刂茊卧?06可以是任何計算機(jī)，其包括存儲器、處理器、顯示器和輸入裝置如鼠標(biāo)和/或鍵盤?？刂茊卧痪幊桃酝ㄟ^為掃描單元708以及必要時為移動裝置712提供控制指令，來提供盤12中所需的修改軌跡樣式。圖8顯示了用于形成盤的示例性程序，其中光束被保持靜止(S卩，不使用掃描儀)并且目標(biāo)盤被機(jī)械地移動。當(dāng)程序開始時，步驟801提示用戶選擇所需晶狀體。接著，在步驟 802激光跳動期間，用戶提供用于掃描盤14的所需速度。在步驟803，僅當(dāng)計算機(jī)確定該速度為安全速度(通常為每秒4mm或以下的行進(jìn)距離)時，程序才接受輸入。接著，在步驟804， 程序設(shè)定激光器使用最大功率，并提示用戶確認(rèn)繼續(xù)。在此階段，程序為用戶提供最后的機(jī)會以避免在步驟805之前寫入晶狀體。如果用戶選擇退出寫入，則程序終止。否則，在步驟 806，程序修改日志文件以記錄適于記錄保持和推進(jìn)的變量。激光器在χ和y方向末端處的位置開始，這構(gòu)成了起始位置。修改晶狀體中的每層可被看作深度等于位點厚度的微型層堆疊。在既定微型層上，激光器跨過一個維度(例如， X)推進(jìn)，同時保持另外兩個維度(例如，y和Z)恒定，進(jìn)而寫入一系列位點。在步驟807，程序通過查找構(gòu)成當(dāng)前系列起始點的網(wǎng)格位置開始每個系列的寫入。接著，在步驟808，程序在合適的地方寫入系列。在步驟809，當(dāng)程序掃描到激光器到達(dá)既定系列的外圍時，其修改日志文件以反映該系列完成。在步驟810，程序隨后詢問輸入指令以確定是否存在待形成的后續(xù)系列。該過程繼續(xù)進(jìn)行，直到既定微型層中修改軌跡的所有系列都形成。無論何時需要制造新的系列，程序都會推進(jìn)第二個變量(例如，y)，并重置第一維度(例如，χ)以開始新的序列807。一旦激光器完成了微型層所有網(wǎng)格位置的掃描(已依次考慮每個位置，并已在適當(dāng)?shù)臅r候?qū)懭胂盗?，程序?qū)υ撐⑿蛯拥膶懭胪瓿?。在步驟811，掃描儀隨后重置第一和第二維度至其原始位置，進(jìn)而使激光器返回至其起始位置。在步驟812，程序更新日志文件以顯示該層已完成。在步驟813，程序隨后詢問以確定是否需要更多的微型層以獲得用戶所需的晶狀體。如果需要更多的微型層，程序推進(jìn)第三維度(例如，ζ)并重復(fù)上述過程，以查找用于新層817第一條線的第一個網(wǎng)格位置開始。如果不需要更多的微型層，在步驟814，對于所有三個維度，程序使激光器返回其原來的起始位置，在步驟815，修改日志文件以反映寫入完成以及系統(tǒng)時間，并終止執(zhí)行。一旦完成了一個層，所述層通常具有1-10個微型層，那么需要制備的任意附加層可以利用相同過程制備。在任選程序中，掃描儀708的焦點可以沿ζ 方向(深度)移動以形成較深的位點。一般形成相同深度的所有位點，并且隨后形成層內(nèi)下一個深度的所有位點，直到層內(nèi)所有位點都完成。存儲器可以是用于存儲數(shù)據(jù)的一個或多個裝置，包括只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、磁盤存儲介質(zhì)、光存儲介質(zhì)、閃存裝置和/或其它用于存儲信息的機(jī)器可讀介質(zhì)?？赏ㄟ^硬件、軟件、固件、中間件、微碼或它們的組合來實現(xiàn)控制。當(dāng)用軟件、固件、中間件或微碼實現(xiàn)時，執(zhí)行所需任務(wù)的程序代碼或代碼段可存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)中，如存儲介質(zhì)或其它存儲器。處理器可執(zhí)行必要任務(wù)。一代碼段可表示一進(jìn)程、一函數(shù)、一子程序、一程序、一例行程序、一子例行程序、一模塊、一軟件包、一類或指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或程序語句的組合。代碼段可通過傳遞和/或接收信息、數(shù)據(jù)、自變量、參數(shù)或存儲器內(nèi)容來與其它代碼段或硬件電路耦合。信息、自變量、參數(shù)、數(shù)據(jù)等可以通過合適的手段包括存儲器共享、 消息傳遞、權(quán)標(biāo)傳遞、網(wǎng)絡(luò)傳送等被傳遞、轉(zhuǎn)發(fā)或傳送。任選地，對于圖像清晰度和焦深，可用自適應(yīng)光學(xué)模塊(AO模塊)來模擬折射矯正的效果。AO模塊可由相點補償器和活動反射鏡構(gòu)成，活動反射鏡用于預(yù)補償激光器 704產(chǎn)生的單個光束。用于補償光束中不對稱像差的自適應(yīng)光學(xué)裝置用于我的美國專利 7，611，244中描述的發(fā)明。用自適應(yīng)光學(xué)反饋控制預(yù)補償人屈光性質(zhì)的方法和設(shè)備在我的美國專利6，155，684中描述。活動反射鏡的使用在我的美國專利6，220，707中描述。雙光子信號的光學(xué)分辨率(Axy，Δ ζ) 等于2AXy = 2χ(0.325λ) / (ΝΑΟ. 9 1) =6 2 2nm (1 / e 2 直徑)，Δ ζ = 2x0. 532 λ χ / (n-
^ 2-NA2)=3102nm (NA=數(shù)值孔徑，例如0. 8)。這得到位點尺寸。光柵掃描模式中典型的掃描區(qū)域等于150 μ m的視場5Hz處的1536X 1536像素或IOHz處的786 X 786像素；300 μ m的視場5Hz處的1536 X 1536像素或9Hz處的786 X 786 像素；450 μ m的視場5Hz處的1536X 1536像素或9Hz處的786X786像素。對于形成修改軌跡時的質(zhì)量控制，可用激光器從晶狀體材料的自發(fā)熒光產(chǎn)生光。 修改軌跡比未修改材料產(chǎn)生更多的熒光。如果未檢測到發(fā)射的熒光的適當(dāng)增加，那么這表示用于形成修改軌跡的過程未正確進(jìn)行。用于檢測自發(fā)熒光的合適系統(tǒng)顯示在我的同時待審美國專利申請12/717,866的圖7中，該專利與本申請的提交日期相同，標(biāo)題為“System for Characterizing A Cornea And Obtaining An ophthalmic Lens (用于表征角膜禾口獲得眼用晶狀體的系統(tǒng))”(專利案卷19330-1)中。同樣，使用具有參考位置的已檢測的修改軌跡，可將檢測的自發(fā)熒光用于定位激光束系統(tǒng)的焦點以形成附加軌跡，所述激光束來自顯微鏡物鏡746。用于任何特定患者的晶狀體10所提供的光學(xué)效果可利用常規(guī)晶狀體設(shè)計技術(shù)確定。參見例如美國專利 5，050，981 (Roffman)、5，589，982 (Faklis) ,6, 626, 535 (Altman)、 6，413，276 (Werblin)、6，511，180 (Guirao 等)和 7，241，311 (Norrby 等)中描述的技術(shù)。合適的技術(shù)還在我的前述同時待審美國專利申請12/717,866 (案卷號19330-1)中描述。任選地，激光光束波長的光的吸收劑可包含在盤中以減少形成修改軌跡所需能量的量。對此目的，期望使用盡可能少的能量，因為暴露于多余能量中可導(dǎo)致主體12的破裂或其它不期望的機(jī)械改變?？膳c激光器704 —起使用的示例性UV吸收劑是苯并三唑 (benzotriozoles)的衍生物，如2-(5-氯-2-H-苯并三唑-2-唑)-6-(1, 1_ 二甲基-乙基)-4-(丙基己烯氧丙基)苯酚(2- (5-cholro-2-H-benzotriazol-2-yl) -6-(1, 1-dimethy 1-ethyl) -4- (propyenyloxypropyl) phenol )，和苯甲酮衍生物如3_乙烯基-4-苯偶氮苯胺 (3-vinyl-4-phenylazophenylamine)，它是在390nm波長處吸收的黃色染料。優(yōu)選地，提供的UV吸收劑的量是至少0. 01%重量，以及高達(dá)用于形成晶狀體主體12的材料的大約重量。在圖9中，示出了依賴于芳香UV吸收劑濃度(％)的用于獲得塑料材料中永久結(jié)構(gòu)改變的閾值能量(I) (nj)。典型特征表明閾值能量與UV吸收劑濃度的強烈相關(guān)性，說明局部永久結(jié)構(gòu)改變隨UV吸收劑濃度而增加，由于在390nm波長，即780nm參考入射飛秒激光脈沖的半波長處雙光子吸收過程的可能性增加。塑料主體分子的局部相互作用導(dǎo)致塑料材料局部的部分微結(jié)晶化，得到折射率η的增加Δη。在0.8% UV吸收劑濃度處，如市售眼內(nèi)晶狀體材料中所使用的，需要大約0. InJ的閾值能量。相反，在未摻雜的大塊塑料材料中，需要大約InJ的閾值能量。所說的閾值能量基于大約Iym直徑的點尺寸，分別產(chǎn)生約 0. 01J/cm2和0. lj/cm2的閾值激光通量。圖10顯示了用用飛秒激光脈沖改變塑料材料折射率的激光材料相互作用過程。 在圖IOA中，折射率的改變Δη被描繪為脈沖能量的函數(shù)；在圖IOB中，折射率的改變Δη被描繪為固定脈沖能量(例如，0. 2nJ)處焦點區(qū)域中脈沖數(shù)量的函數(shù)。圖IOA中的曲線1050表明，隨著脈沖能量從0. InJ升高到8nJ，折射率η的改變Δη從大約0. 1 %增強至大約1. 0%。 折射率η的可測量改變Δη初始出現(xiàn)的閾值在曲線1050的位置1052處表示；在大約SnJ 的脈沖能量水平，相應(yīng)于大約0. 8nJ/cm2的激光流量處，達(dá)到塑料材料的光子干擾閾值，導(dǎo)致材料的附帶損壞和混濁，促進(jìn)了通過塑料材料傳送的光不期望的散射損失。從曲線1050 可見，脈沖激光能量可能的范圍延伸覆蓋兩個數(shù)量級，從0. 05nJ到8nJ，使得在大約0. 2nJ 的脈沖能量處能夠安全操作上述范圍較低端發(fā)生的制造過程。在未摻雜的塑料材料中，相應(yīng)制造過程的安全范圍僅延伸覆蓋一個數(shù)量級。另外，由于UV吸收劑的加入而被促進(jìn)的低脈沖能量使材料性質(zhì)能夠特別平滑地被修改，為人工相移膜提供極低的光散射損失。在圖 IOB中，曲線1060表明，焦體積(focal volumn)中大約50個激光脈沖的累積效應(yīng)產(chǎn)生達(dá)到 1%的數(shù)量級的折射率改變△ n，選擇0. 2nJ的低脈沖能量，足以在50 μ m厚的塑料材料層中獲得1. 0個波的光路長度差(OPD= (Δη) X厚度)。在圖11中，示例性顯示了人工相移晶狀體的制造過程，其中掃描單元708提供光柵掃描樣式。說明了展示10個相鄰微型層的連續(xù)定位程序，每個范圍包括密集間隔的光柵掃描樣式。光柵掃描微型層 1176、1178、1180、1182、1184、1186、1188、1190、1192 和 1194 的疊層1170顯示在χ-(1172)和y_(1174)坐標(biāo)系中并在大約50 μ m的厚度1202上延伸，即每個微型層達(dá)到大約5μπι。對于χ(1198)和y(1199)尺寸，單個微型層的橫向尺寸通常在 150 μ m-450 μ m之間變化，使每個點1 μ m直徑的焦體積中激光脈沖的覆蓋改變因數(shù)10。表面1996是層的末端。在圖12中，呈現(xiàn)了人工相移晶狀體的制造，其中掃描單元708提供了分層的飛點樣式。作為舉例，示出了 10個緊密間隔圓形掃描的連續(xù)定位。圓形掃描1216、1218、1220、 1222、1224、1226、1228、1230、1232 和 1234 的疊層 1210 顯示在 χ (1212)和 y (1214)坐標(biāo)系統(tǒng)中并在大約50 μ m的厚度1238上延伸，即單個圓形掃描或微型層之間的距離達(dá)到大約 5 μ m。圓形掃描的直徑1236可以小至幾微米至大約450 μ m,使得每個可分解點的激光脈沖的覆蓋量可在較寬的范圍內(nèi)變化。需要時，可通過改變掃描線的長度選擇每行點序列的速度。單獨的掃描線可展現(xiàn)各種形狀。最小掃描細(xì)節(jié)的分辨率可以遵循大約Iym直徑的雙光子顯微鏡的分辨率限制，而光柵掃描程序，如對圖11的描述，被限制為大約150μπι的分辨率，如雙光子顯微鏡的最小光柵掃描范圍所給出的。對于實際應(yīng)用，人工相移膜的制造過程通過雙掃描系統(tǒng)以補償方式實現(xiàn)該過程的大部分用時間最佳光柵掃描方法進(jìn)行，而所需折射性質(zhì)精細(xì)的細(xì)節(jié)則由具備固有高空間分辨率的飛點掃描儀實現(xiàn)。
圖13說明了通過折射率改變Δη的逐點變化產(chǎn)生折射分層結(jié)構(gòu)。一般，折射結(jié)構(gòu)包括在人工相移晶狀體主體12的矩形層內(nèi)。在圖13中，示出了部分人工相移膜裝置，其由例如分別具有150 μ m、300 μ m和450 μ m寬度的三個相鄰條帶1344,1348,1350和1384構(gòu)成。主體14區(qū)域的整體尺寸達(dá)到900 μ m的寬度1340以及50 μ m的厚度1342。因為χ和 y方向上每條掃描線的標(biāo)準(zhǔn)像素數(shù)目被選定為1536X 1536像素，每條掃描線1346、1350和 1354上的脈沖密度分別達(dá)到每微米10個脈沖、每微米5個脈沖和每微米3個脈沖，分別產(chǎn)生每點100個脈沖、每點25個脈沖和每點9個脈沖的二維覆蓋因子。原位修改
基本上上述同樣的方法和設(shè)備可以用于原位修改晶狀體。這包括眼內(nèi)晶狀體、角膜晶狀體、角膜接觸晶狀體和自然晶狀體。在大多數(shù)情況下，晶狀體已經(jīng)具有光學(xué)特征，例如屈光力、環(huán)曲面性和/或非球面性。該方法對于精細(xì)調(diào)整晶狀體是有用的，并為LASIK手術(shù)提供選擇。對于原位修改，使用圖7的設(shè)備，除了不需要用于移動晶狀體的晶狀體固定架710 或裝置712。當(dāng)然，當(dāng)由聚焦系統(tǒng)提供的修改范圍僅覆蓋正被修改晶狀體的一部分時，可改變聚焦系統(tǒng)以聚焦在附加區(qū)域中。參考圖14，自然晶體直徑大約6mm的層1410可用圖7 的設(shè)備修改。層1410包含修改軌跡，每條修改軌跡具有1-10個位點。通常，直徑大約2mm 的區(qū)域被修改為一個掃描范圍。然后，按順序移動圖7設(shè)備的晶狀體系統(tǒng)以修改附加區(qū)域。 每個區(qū)域可具有一個或多條修改軌跡平面。通過例如修改角膜，定制晶狀體設(shè)計和原位修改的概念可以用來實現(xiàn)活人眼中的定制折射矯正?？蛇x擇用本文描述的方法在人角膜中產(chǎn)生折射層。例如，假定膠原組織中有1 %的折射率變化，暴露角膜前基質(zhì)內(nèi)50 μ m厚的層足以促進(jìn)多達(dá)+/-20屈光度的折射矯正。優(yōu)選地，一系列修改軌跡層位于角膜表面下100 μ m-150 μ m。可實現(xiàn)環(huán)面和非球面折射誤差的矯正，以及較高級光學(xué)像差。所需矯正的計算可類似于定制IOL設(shè)計的情況，通過本領(lǐng)域熟知的技術(shù)，或通過我前述共同待審申請12/717,866 (專利案卷19330 — 1)中描述的技術(shù)來實現(xiàn)?；诓煌悄そM織的自發(fā)熒光成像，2光子顯微鏡704可促進(jìn)原位組織改變過程，該顯微鏡提供在線程序控制。與聚合晶狀體材料相比，角膜組織是非均質(zhì)的。角膜的結(jié)構(gòu)可以通過使用熒光和二次諧波產(chǎn)生(SHG)成像模式的2光子顯微鏡觀察到。在圖14中，描繪了人晶狀體前部內(nèi)折射層的產(chǎn)生。優(yōu)選地，選擇層1410，其位于晶狀體前囊下大約100 μ m。用于修改晶狀體組織的應(yīng)用特別適用于在遠(yuǎn)視人眼中產(chǎn)生多焦點以促進(jìn)近距離視力或矯正近視(近視眼)或遠(yuǎn)視(遠(yuǎn)視眼)以及散光(環(huán)面性)。角膜和晶狀體組織的原位修改被認(rèn)為可以最終取代LASIK手術(shù)、折射晶狀體替換 (RLE)手術(shù)和提供非侵入式、對患者友好的另一選擇的人工晶體手術(shù)。盡管本發(fā)明已經(jīng)參考優(yōu)選方案詳細(xì)描述，但是其它方案也是可能的。因此，所附權(quán)利要求的范圍不應(yīng)受限于其中包含的優(yōu)選方案的描述。
2權(quán)利要求
1.一種尺寸適用于人眼的晶狀體，其包括a)由具有折射率的聚合光學(xué)材料形成的主體，該主體具有相對的前表面和后表面以及光軸；以及b)主體中的修改軌跡，該修改軌跡已通過激光束形成并具有不同于修改前材料的折射率，該晶狀體的特征在于具有至少一個以下特征(i)主體中足夠的修改軌跡，使主體的折射率已被充分修改以將主體的屈光力改變至少正或負(fù)0. 5 ；(ii)至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度0.1至約1個波的光路長度，其中該波長是關(guān)于555nm波長的光；(iii)至少一些修改軌跡為圍繞光軸的基本圓形樣式；(iv)足夠的修改軌跡，使得沿大致平行于光軸的方向投射到前表面的光的至少90%通過至少一條修改軌跡；(ν)至少一些修改軌跡的形狀為正圓柱形，其軸基本上平行于光軸，并且高度為至少 5 μ m ；(vi)后表面和前表面基本上都是平的；以及(vii)每條修改軌跡具有5-50μ m的深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(i)0
3.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(ii)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(iii)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(iv)0
6.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(v)0
7.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(Vi)0
8.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有特征(b)(Vii)0
9.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其提供環(huán)面調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其提供非球面調(diào)節(jié)。
11.一種尺寸適用于人眼的晶狀體，其包括a)由具有折射率的聚合光學(xué)材料形成的主體，該主體具有相對的前表面和后表面以及光軸；以及b)主體中的修改軌跡，該修改軌跡已由激光束形成并具有不同于修改前材料的折射率，其中基本平行于前表面的50 μ m厚的第一層中存在至少1，000, 000條修改軌跡。
12.根據(jù)權(quán)利要求4的晶狀體，其中所有基本為圓形樣式的修改軌跡處于基本平行于前表面的平面內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的晶狀體，其中該平面為約50μπι厚。
14.根據(jù)權(quán)利要求5的晶狀體，其中晶狀體具有足夠的軌跡，使得沿大致平行于光軸的方向投射到前表面的光的至少99%通過至少一條修改軌跡。
15.根據(jù)權(quán)利要求1或11的晶狀體，調(diào)節(jié)其尺寸為眼內(nèi)晶狀體。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的晶狀體，其中主體具有至少一個觸覺。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中由晶狀體提供的基本上所有的光學(xué)效果均由修改軌跡提供。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有約-15至約+42的屈光力。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中修改軌跡提供環(huán)面調(diào)節(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中修改軌跡提供非球面調(diào)節(jié)。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中至少一個表面基本上是凸的。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的晶狀體，其中至少一個表面基本上是凹的。
23.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中至少一個表面基本上是凹的。
24.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中主體為盤狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其具有至少15的屈光力。
26.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項的晶狀體，其中主體的最大厚度為約50-約400μ m。
27.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中主體的最大厚度為約250μπι。
28.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中每條修改軌跡具有不大于約50μ m的深度。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的晶狀體，其中每條修改軌跡具有至少約5μ m的深度。
30.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中在厚度約50μ m的第一層中存在至少兩條修改軌跡。
31.根據(jù)權(quán)利要求11的晶狀體，其中第一層具有約50μπι的厚度。
32.根據(jù)權(quán)利要求30或31的晶狀體，其中大厚度約50μ m的第二層中存在至少兩條修改軌跡，第二層與第一層間隔至少1微米。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的晶狀體，其中第二層與第一層間隔至少5微米。
34.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中每條修改軌跡具有至少5微米的深度。
35.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中每條修改軌跡具有1-10個位點，每個位點由單個激光脈沖群形成。
36.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中在基本平行于前表面的第一層中存在至少兩條修改軌跡。
37.根據(jù)權(quán)利要求36的晶狀體，其中在基本平行于前表面的第二層中存在至少兩條修改軌跡，第二層與第一層間隔開。
38.一種尺寸適合用作IOL的晶狀體，其包括a)由聚合光學(xué)材料形成的主體，該主體具有相對的前表面和后表面；b)主體中修改軌跡的第一層，其中第一層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中波長是關(guān)于第一波長的光；以及c)主體中修改軌跡的第二層，其中第二層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中波長是關(guān)于與第一波長有至少50nm不同的第二波長的光。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的晶狀體，其中第一波長的光是綠光，第二波長的光是紅光。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的晶狀體，其包括主體中修改軌跡的第三層，其中第二層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中波長是關(guān)于第三波長的光，第三波長與第一波長有至少50nm地不同并且與第二波長有至少50nm的不同。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的晶狀體，其中第一波長的光是綠光，第二波長的光是紅光，以及第三波長的光是藍(lán)光。
42.一種尺寸適于放置在人眼中的晶狀體，其包括a)由聚合光學(xué)材料形成的主體，該主體具有相對的前表面和后表面；b)主體中修改軌跡的第一層，其中第一層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中第一層使晶狀體將光聚焦在第一焦點處；以及c)主體中修改軌跡的第二層，其中第二層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中第二層使晶狀體將光聚焦在與第一焦點間隔開的第二焦點處。
43.根據(jù)權(quán)利要求42的晶狀體，包括主體中修改軌跡的第三層，其中第三層中的至少一些修改軌跡具有大于與修改軌跡相鄰的未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中第三層使晶狀體將光聚焦在與第一和第二焦點間隔開的第三焦點處。
44.根據(jù)權(quán)利要求42的晶狀體，其中至少一些修改軌跡彼此相鄰。
45.根據(jù)權(quán)利要求42的晶狀體，其中材料包括聚合物基質(zhì)和用于激光束波長的光的吸收劑。
46.根據(jù)權(quán)利要求45的晶狀體，其中材料包括至少0.01%重量的吸收劑。
47.一種尺寸適用于人眼的晶狀體，其包括a)由聚合光學(xué)材料形成的主體，其具有相對的前表面和后表面；b)主體中修改軌跡的第一層，其中第一層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中第一層提供屈光度調(diào)節(jié)；以及c)主體中修改軌跡的第二層，其中第二層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1個波長的光路長度，其中第二層提供環(huán)面調(diào)節(jié)和非球面調(diào)節(jié)至少之一。
48.根據(jù)權(quán)利要求47的晶狀體，其中第二層提供環(huán)面調(diào)節(jié)，并進(jìn)一步包括主體中修改軌跡的第三層，其中第三層中的至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度至少0. 1 個波長的光路長度，其中第三層提供非球面調(diào)節(jié)。
49.一種用于修改尺寸適于放置在人眼中的晶狀體光學(xué)性質(zhì)的方法，其包括步驟a)在眼睛外部固定一盤，該盤具有前表面和后表面并由光學(xué)材料形成；以及b)用激光束修改被固定的盤的軌跡，該修改軌跡具有不同于修改前材料的折射率，其中修改后的盤的特征在于具有至少一個以下特征(i)主體中足夠的修改軌跡，使主體的折射率已被充分修改以將主體的屈光力改變至少正或負(fù)0. 5 ；(ii)至少一些修改軌跡具有大于未修改軌跡光路長度0.1至約1個波的光路長度，其中波長是關(guān)于555nm波長的光；(iii)至少一些修改軌跡為圍繞光軸的基本圓形樣式；(iv)足夠的修改軌跡，使得沿大致平行于光軸的方向投射到前表面的光的至少90%通過至少一條修改軌跡；(ν)至少一些修改軌跡的形狀是正圓柱形，其軸基本平行于光軸，并且高度為至少 5 μ m ；(vi)后表面和前表面基本上都是平的；以及(vii)每條修改軌跡具有5-50μ m的深度。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(i)0
51.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(ii)0
52.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(Iii)0
53.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(iv)0
54.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(v)0
55.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(Vi)0
56.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(Vii)0
57.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改軌跡提供非球面調(diào)節(jié)。
58.根據(jù)權(quán)利要求49的方法，其中修改軌跡提供環(huán)面調(diào)節(jié)。
59.一種用于修改尺寸適用于人眼的盤的光學(xué)性質(zhì)的方法，該盤具有前表面和后表面并由光學(xué)材料形成，該方法包括步驟當(dāng)盤在眼睛外部時修改盤軌跡的折射率，在第一層中存在至少1，000，000條修改軌跡，每條修改軌跡具有不大于約50 μ m的深度，第一層處于基本平行于前表面的平面中。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中第一層基本上平行于后表面。
61.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中相對于后表面，第一層更接近于前表面。
62.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中激光束具有波長，并且盤包括聚合物基質(zhì)和用于激光束波長的光的吸收劑。
63.根據(jù)權(quán)利要求62的方法，其中盤包括至少0.01%重量的吸收劑。
64.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中激光束具有波長，以及選擇盤的步驟包括選擇由聚合物基質(zhì)形成的盤，該聚合物基質(zhì)摻雜有用于激光束波長的光的吸收劑。
65.一種用于修改聚合物盤的光學(xué)性質(zhì)的系統(tǒng)，該盤經(jīng)尺寸調(diào)節(jié)適用于人眼并具有相對的表面，該系統(tǒng)包括a)發(fā)射脈沖光束的激光器；b)控制光束脈沖率的調(diào)制器；c)用于將光束聚焦到盤中第一區(qū)域內(nèi)的聚焦透鏡；d)用于將聚焦光束分配到第一區(qū)域中多條軌跡的掃描儀；e)用于晶狀體的固定架；以及f )用于移動該盤使多個區(qū)域可被修改的裝置。
66.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中盤為眼內(nèi)晶狀體。
67.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中聚焦透鏡將光束聚焦到相對表面之間的層中。
68.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中調(diào)制器產(chǎn)生50-100MHZ之間重復(fù)率的脈沖。
69.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中由激光器發(fā)射的每個脈沖具有約50-約100飛秒的持續(xù)時間和至少約0. 2nJ的能量水平。
70.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中聚焦透鏡包括顯微物鏡。
71.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中聚焦透鏡聚焦至小于1μ m的點尺寸。
72.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中聚焦透鏡將光束聚焦到小于5μπι的焦深。
73.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中掃描儀是光柵掃描儀。
74.根據(jù)權(quán)利要求73的系統(tǒng)，其中光柵掃描儀覆蓋約500μ m的視場。
75.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其中掃描儀是飛點掃描儀。
76.根據(jù)權(quán)利要求65的系統(tǒng)，其包括自適應(yīng)光學(xué)模塊。
77.一種用于修改尺寸適用于人眼的聚合物盤的光學(xué)性質(zhì)的方法，該方法包括步驟a)從激光器發(fā)射脈沖光束；b)控制光束的脈沖率；c)將光束聚焦在盤的第一區(qū)域中；d)將聚焦光束分配到區(qū)域中的多條軌跡中以形成具有改變的折射率的修改軌跡；以及e)移動透鏡以修改盤的多個區(qū)域中的軌跡。
78.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中盤為I0L。
79.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中聚焦步驟包括將光束聚焦到相對表面之間的層中。
80.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中盤在眼睛內(nèi)部，以及其中修改軌跡在原位形成。
81.根據(jù)權(quán)利要求80的方法，其中盤是IOL的部分。
82.根據(jù)權(quán)利要求77的方法，其中盤在修改步驟之前提供光學(xué)矯正。
83.一種用于在人眼中原位修改晶狀體的至少一個光學(xué)性質(zhì)的方法，該晶狀體包括由材料形成的主體并具有前表面和后表面，該方法包括步驟用激光束修改主體中的軌跡，該修改軌跡具有不同于修改前材料的折射率，其中修改后的主體的特征在于具有至少一個以下特征(i)主體中足夠的修改軌跡，使主體的折射率已被充分修改以將晶狀體的屈光力改變至少正或負(fù)0. 5 ；(ii)至少一些修改軌跡具有大于非修改軌跡光路長度0.1至約1個波的光路長度，其中波長是關(guān)于555nm波長的光；(iii)至少一些修改軌跡為圍繞光軸的基本圓形樣式；(iv)足夠的修改軌跡，使沿大致平行于光軸的方向投射到前表面的光的至少90%通過至少一條修改軌跡；(ν)至少一些修改軌跡的形狀是正圓柱形，其軸基本上平行于光軸，并且高度為至少 5ym;以及(vi)每條修改軌跡具有5-50 μ m的深度。
84.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(i)0
85.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(ii)。
86.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(iii)。
87.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(iv)0
88.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(v)0
89.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(Vi)0
90.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中修改后的盤具有特征(b)(Vii)0
91.方法，其中至少一些修改處于基本平行于前主體的50μ m厚的平面中。
92.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中晶狀體是I0L。
93.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中IOL處于眼睛的后房中。
94.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中晶狀體是接觸晶狀體。
95.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中晶狀體是角膜。
96.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中晶狀體是自然晶狀體。
97.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中在修改步驟前，晶狀體具有大于+1或小于-1的屈光力。
98.一種用于在人眼中原位修改晶狀體的方法，該晶狀體包括具有前表面和后表面的盤，該方法包括修改盤軌跡折射率的步驟，在第一層中存在至少1，000，000條修改軌跡，每條修改軌跡具有不大于約50 μ m的深度，第一層處于基本平行于前表面的平面中。
99.根據(jù)權(quán)利要求98的方法，其中第一層基本平行于前表面。
100.根據(jù)權(quán)利要求98的方法，其中相比于后表面，第一層更接近前表面。
101.一種用于修改位于人眼中的聚合物盤的光學(xué)性質(zhì)的方法，該方法包括步驟a)從激光器發(fā)射脈沖光束；b)控制光束的脈沖率；c)將光束聚焦在晶狀體的第一區(qū)域中；d)將聚焦光束分配到第一區(qū)域中的多條軌跡中，用于在第一區(qū)域中形成多條修改軌跡；e)將光束聚焦到晶狀體的第二區(qū)域中，其中至少一部分第二區(qū)域不同于第一區(qū)域；以及d)將聚焦光束分配到第二區(qū)域的多條軌跡中，用于在第二區(qū)域中形成修改軌跡，修改軌跡具與有未修改軌跡不同的折射率。
102.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中盤是I0L。
103.根據(jù)權(quán)利要求101的方法，其中兩個聚焦步驟都包括將光束聚焦到相對表面之間的層中。
104.根據(jù)權(quán)利要求103的方法，其中第一區(qū)域中的層和第二區(qū)域中的層與前表面間隔開不同的距離。
105.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中盤原位處于人眼中。
106.根據(jù)權(quán)利要求1的晶狀體，其中主體中的層中存在至少1，000,000條修改軌跡。
107.根據(jù)權(quán)利要求18的晶狀體，其在第一層中包括至少1，000,000條軌跡。
108.根據(jù)權(quán)利要求59的方法，其中晶狀體在眼睛外部。
109.根據(jù)權(quán)利要求83的方法，其中主體的層中存在至少1，000,000條修改軌跡。
110.根據(jù)權(quán)利要求79的方法，其中當(dāng)形成修改軌跡時盤在眼睛外部。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于放置在人眼中的晶狀體，例如眼內(nèi)晶狀體，其具有至少一些用激光形成的光學(xué)性質(zhì)。當(dāng)修改軌跡的折射率與修改前材料折射率不同時，激光在晶狀體中形成修改軌跡。修改軌跡的不同樣式可以提供選定的屈光力、環(huán)面調(diào)節(jié)和/或提供的非球面調(diào)節(jié)。優(yōu)選地，晶狀體前表面和后表面都是平的，以使其易于放入人眼中。
文檔編號A61F2/16GK102438549SQ201080019199
公開日2012年5月2日 申請日期2010年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月4日
發(fā)明者J·F·比勒 申請人:安倫科技股份有限公司