專利名稱：對(duì)準(zhǔn)眼睛的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及折射外科領(lǐng)域，更具體地涉及對(duì)準(zhǔn)眼睛和眼睛追蹤器接合的系統(tǒng)、裝置和方法。
背景技術(shù)：
無(wú)論何時(shí)進(jìn)行外科手術(shù)，通常都需要極高的準(zhǔn)確度。當(dāng)對(duì)具有無(wú)意識(shí)動(dòng)作的一部分身體進(jìn)行外科手術(shù)時(shí)，這種需求很重要。在即時(shí)發(fā)明的優(yōu)選領(lǐng)域中，按普通程序?qū)颊哐劬M(jìn)行折射外科手術(shù)，例如公知的LASIK，或者類似于諸如PRK或LASEK的程序。在所述這些情況下，通常使用波長(zhǎng)193nm的激光束，將暴露角膜表面的部分體積光燒蝕掉，形成角膜表面的一種新形狀，從而校正視力缺陷。
一般地，對(duì)準(zhǔn)患者眼睛是一個(gè)問(wèn)題。眼睛進(jìn)行快速眨動(dòng)，這是一個(gè)小幅度的快速無(wú)意識(shí)動(dòng)作。人們可能在手術(shù)過(guò)程中有意移動(dòng)其注視，并且眼睛位置的穩(wěn)定性受到患者心跳和其它生理因素的影響。此外，對(duì)于什么是激光折射外科手術(shù)中眼睛對(duì)準(zhǔn)的恰當(dāng)基準(zhǔn)軸，仍存在爭(zhēng)論。一些外科醫(yī)生，例如，喜歡識(shí)別瞳孔中心，但是，瞳孔中心位置取決于瞳孔尺寸。一些外科醫(yī)生使用眼睛普肯野(Purkinje)軸，在治療系統(tǒng)中對(duì)準(zhǔn)眼睛。這是有問(wèn)題的，因?yàn)槠湛弦拜S是通過(guò)將來(lái)自角膜的照明激光束的幾個(gè)反射重疊進(jìn)行表征的。對(duì)于對(duì)準(zhǔn)軸更加詳細(xì)的描述，有興趣的讀者可以參考Uozato and Guyton，American Journal of Ophthamology，103264-275，1987年3月，其全部?jī)?nèi)容在最大允許程度上在此引用作為參考文獻(xiàn)。
在校正折射缺陷的典型激光眼科系統(tǒng)中，利用系統(tǒng)的眼睛追蹤器部分在手術(shù)過(guò)程中追蹤眼睛運(yùn)動(dòng)，并且當(dāng)不能保持追蹤時(shí)中斷供應(yīng)治療激光束。從商業(yè)上可以獲得不同的眼睛追蹤器技術(shù)，但在此實(shí)際上與下面這里所述的本發(fā)明沒(méi)有密切關(guān)系。但是，當(dāng)眼睛追蹤器鎖定在眼睛上的所需基準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)，必需接合眼睛追蹤器。常常是，當(dāng)“看上去”眼睛追蹤器恰當(dāng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)，外科醫(yī)生將手工接合眼睛追蹤器。這種主觀技術(shù)易于產(chǎn)生誤差，這可以導(dǎo)致偏心燒蝕以及對(duì)滿足視力校正的其它不足。因此，本發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要眼睛對(duì)準(zhǔn)更加可靠和準(zhǔn)確，特別是它應(yīng)用于成功激光眼睛手術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，眼激光手術(shù)系統(tǒng)包括沿光束軸輸出光束的治療激光和眼睛追蹤器，該系統(tǒng)具有協(xié)同操作部分，它放射出光軸與治療光束共同對(duì)準(zhǔn)并同心的探針光束，并在第一和第二普肯野(Purkinje)反射共同對(duì)準(zhǔn)并同心時(shí)，根據(jù)探針光束的第一普肯野反射和探針光束的第二普肯野反射發(fā)出一個(gè)信號(hào)。該信號(hào)用于觸發(fā)眼睛追蹤器的操作。
在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)診斷部分檢測(cè)從來(lái)自患者眼睛的探針光束的第一普肯野反射和第二普肯野反射同心共同對(duì)準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)接收從一個(gè)協(xié)同操作的單獨(dú)診斷部分發(fā)出的信號(hào)，自動(dòng)接合在眼睛手術(shù)過(guò)程中監(jiān)視患者眼睛運(yùn)動(dòng)的眼睛追蹤器系統(tǒng)，診斷部分起到適當(dāng)?shù)貦z測(cè)來(lái)自角膜的探針光束的至少兩個(gè)不同反射。
本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例涉及將患者眼睛的光軸與眼睛治療裝置的治療軸和/或眼睛診斷裝置的診斷軸對(duì)準(zhǔn)的方法，包括如下步驟將傳播軸線與治療軸線和/或診斷軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的探針光束照射到眼睛上，檢測(cè)探針光束的第一普肯野反射，檢測(cè)探針光束的第二普肯野反射，根據(jù)從眼睛檢測(cè)的第一和第二普肯野反射的同心相互對(duì)準(zhǔn)，建立患者光軸與治療軸線和/或診斷軸線的對(duì)準(zhǔn)。在此實(shí)施例的一個(gè)方面，另外的步驟包括根據(jù)檢測(cè)的第一和第二普肯野反射的同心相互對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生一個(gè)信號(hào)。在另一個(gè)方面，方法包括使用信號(hào)接合眼睛追蹤器裝置，使其與眼治療裝置和/或眼診斷裝置協(xié)同配合。
另一個(gè)實(shí)施例涉及測(cè)量和/或校正患者眼睛視力缺陷的眼睛系統(tǒng)，包括測(cè)量視力缺陷的診斷部分，或者優(yōu)選的校正視力缺陷的治療部分，以及眼睛追蹤部分，它與診斷部分和/或治療部分協(xié)同配合，用于在測(cè)量和/或校正視力缺陷時(shí)監(jiān)視眼睛運(yùn)動(dòng)，其中當(dāng)患者眼睛的光軸與診斷部分和/或治療部分的光束軸線對(duì)準(zhǔn)時(shí)，實(shí)現(xiàn)眼睛追蹤部分的配合是通過(guò)提供與系統(tǒng)協(xié)同配合的一個(gè)裝置部分，它將探針光束發(fā)射到光軸與診斷部分和/或治療部分的光束軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的眼睛中，當(dāng)?shù)谝缓偷诙湛弦胺瓷湎嗷?duì)準(zhǔn)并同心時(shí)，檢測(cè)探針光束的第一普肯野反射和探針光束的第二普肯野反射，并且根據(jù)檢測(cè)產(chǎn)生信號(hào)，使用此信號(hào)觸發(fā)眼睛追蹤部分的工作。
在所述上述實(shí)施例中，光學(xué)相干斷層成像(OCT)裝置的優(yōu)選部分和裝置是用于產(chǎn)生探測(cè)光束，檢測(cè)普肯野反射，以及產(chǎn)生觸發(fā)眼睛追蹤器的信號(hào)。
從下面的詳細(xì)描述可以更加容易地清楚本發(fā)明的這些和其它目的。但是，應(yīng)該理解的是，詳細(xì)說(shuō)明和特定例子，在表示本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的同時(shí)，其給出僅僅是為了解釋，在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的多種變化和修改，根據(jù)這里以及權(quán)利要求的說(shuō)明和圖示，對(duì)于本領(lǐng)域一般技術(shù)人員是明顯的。


圖1是眼睛剖面示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例的示意圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸發(fā)信號(hào)的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種裝置和方法，用于客觀地將患者眼睛的光軸與折射視力校正手術(shù)系統(tǒng)的診斷或治療部分，例如，受激準(zhǔn)分子激光器的光束軸對(duì)準(zhǔn)。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例還涉及在此系統(tǒng)中眼睛追蹤器的自動(dòng)接合或觸發(fā)。本發(fā)明是根據(jù)檢測(cè)患者眼睛的第一和第二普肯野反射的共同對(duì)準(zhǔn)，如圖1所示。在圖1中，示意性表示出眼睛100的剖面，包括前角膜表面12、后角膜表面14、前晶狀體表面16、后晶狀體表面18和視網(wǎng)膜表面19(為了說(shuō)明的目的以直的虛線表示)。本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員早就認(rèn)識(shí)到，當(dāng)輸入光束20適當(dāng)?shù)卣盏窖劬r(shí)，可以檢測(cè)到四個(gè)普肯野反射。第一普肯野反射22定義為前角膜表面12反射的光線形成的虛像。第二普肯野反射24是后角膜表面14反射形成的輸入光線的圖像。未在前角膜表面或后角膜表面反射的光穿過(guò)角膜和房水，并穿過(guò)眼睛的晶狀體到達(dá)視網(wǎng)膜19。第三普肯野反射26是從前眼晶狀體表面16反射的輸入光20形成的虛像，而第四普肯野像是由后晶狀體表面18反射的光在其與玻璃體的界面上形成的。感興趣的讀者可以參考P.N.Cornsweet and H.D.Crane，J.Opt.Soc.Am.，63，921(1973)，其中更加詳細(xì)討論普肯野像形成，其全部?jī)?nèi)容在此引用作為參考文獻(xiàn)。
眼睛測(cè)厚，特別是角膜測(cè)厚(角膜厚度測(cè)量)，例如，是諸如折射視力校正的眼睛外科手術(shù)中的重要測(cè)量參數(shù)。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種技術(shù)測(cè)量角膜厚度，包括超聲波測(cè)量和光學(xué)相干斷層成像(OCT)。
OCT的原理是為本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所熟悉的，對(duì)于本發(fā)明的目的，包括光學(xué)相干反射計(jì)和可以用于得到角膜測(cè)量的其它形式的光學(xué)干涉測(cè)量。感興趣的讀者可以參考Hitzenberger，“Measurement of Corneal Thickness by Low CoherenceInterferometry”，Applied Optics，Vol.31，No.31(1992年11月)，在適用法律和法規(guī)許可的程度上其內(nèi)容整體在此引用作為參考文獻(xiàn)。實(shí)質(zhì)上，OCT裝置的信號(hào)產(chǎn)生僅僅是在測(cè)量表面反射的OCT探針?lè)派涞墓馐肪€等于OCT裝置建立的基準(zhǔn)光束路線，并且在相應(yīng)于OCT放射的臨時(shí)相干長(zhǎng)度的距離內(nèi)。為了測(cè)量角膜的中心厚度，OCT裝置必須識(shí)別與第一普肯野反射22對(duì)應(yīng)的前角膜表面12的探針光束的反射，與第二普肯野反射24對(duì)應(yīng)的后角膜表面14的反射。如圖3所示，直到在310檢測(cè)到第一和第二普肯野像重合反射前，測(cè)厚信號(hào)330基本為零。在該點(diǎn)，用此裝置測(cè)量了角膜厚度，并且根據(jù)本發(fā)明，此信號(hào)用于觸發(fā)眼睛追蹤器裝置，所述眼睛追蹤器裝置用于在診斷或治療過(guò)程期間監(jiān)視眼睛運(yùn)動(dòng)或其它眼睛追蹤器功能。在傳統(tǒng)眼睛追蹤器系統(tǒng)中，患者可以被要求注視照明源，同時(shí)將與治療光束軸重合的可見(jiàn)激光束引導(dǎo)到患者角膜上。根據(jù)外科醫(yī)生對(duì)可見(jiàn)激光光束相對(duì)于角膜位置的觀察，外科醫(yī)生將利用他或她對(duì)角膜位置的最佳判斷手工接合眼睛追蹤器。有優(yōu)勢(shì)的是，根據(jù)本發(fā)明，眼睛追蹤器現(xiàn)在可以自動(dòng)地和更加準(zhǔn)確地被觸發(fā)，因?yàn)镺CT信號(hào)僅僅在患者光軸恰當(dāng)對(duì)齊時(shí)產(chǎn)生。
一個(gè)本發(fā)明系統(tǒng)的實(shí)施例示意性表示在圖2中。系統(tǒng)200代表一個(gè)光燒蝕眼睛外科系統(tǒng)，用于重新成形患者角膜，角膜由前角膜表面12和后角膜表面14代表。系統(tǒng)包括OCT部分30，它發(fā)出穿過(guò)分光鏡26并朝眼睛傳播的探針光束34。光束被公知的孔徑裝置36遮光，優(yōu)選地將探針光束直徑限制在約200到300微米之間。其優(yōu)勢(shì)在于它限制了在小的橫向尺寸上探針光束掃描，導(dǎo)致OCT信號(hào)的較快檢測(cè)。系統(tǒng)還包括治療激光部分50，它發(fā)出具有圖中52所示傳播軸線的治療光束。OCT部分30的探針光束34在角膜表面與治療光束軸52對(duì)準(zhǔn)并重合。在治療過(guò)程中，治療光束軸52在角膜表面的位置由眼睛追蹤器40控制，其方式是本領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員公知的。即，由于有意識(shí)或無(wú)意識(shí)動(dòng)作造成的眼睛運(yùn)動(dòng)被實(shí)時(shí)監(jiān)視，用治療光束調(diào)節(jié)角膜的燒蝕。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)前角膜表面12的探針光束反射22和后角膜表面14的探針光束反射24相互對(duì)準(zhǔn)時(shí)，根據(jù)檢測(cè)這兩個(gè)反射由OCT得到中心角膜厚度值。反射22和24分別代表第一和第二普肯野反射。在成功測(cè)量角膜厚度的瞬間，OCT部分30接收的測(cè)量信號(hào)在38提供到眼睛追蹤器40，眼睛追蹤器40由信號(hào)38觸發(fā)并通過(guò)信號(hào)42與激光器50通訊。
雖然選擇了不同優(yōu)點(diǎn)的實(shí)施例解釋本發(fā)明，但本領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離權(quán)利要求限定的本發(fā)明范圍的情況下可以做出不同的變化和修改。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)激光眼睛外科手術(shù)系統(tǒng)中，所述系統(tǒng)包括產(chǎn)生具有治療光束軸線的治療激光光束的激光器裝置，以及用于監(jiān)視眼睛運(yùn)動(dòng)的具有對(duì)準(zhǔn)軸線的眼睛追蹤器，其中所述眼睛追蹤器的動(dòng)作與所述激光器裝置協(xié)同配合，改進(jìn)的特征在于一種與所述激光眼睛外科手術(shù)系統(tǒng)協(xié)同配合的裝置，該裝置適于發(fā)出具有與治療光束軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的光軸的探針光束，并且適于在所述第一和第二普肯野反射相互對(duì)準(zhǔn)并同心時(shí)，根據(jù)所述裝置檢測(cè)的探針光束第一普肯野反射和探針光束第二普肯野反射發(fā)出信號(hào)，其中所述信號(hào)用于觸發(fā)眼睛追蹤器的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括一個(gè)具有孔徑的部分，用于限制探針光束與角膜相交的前角膜表面上的區(qū)域大小。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述孔徑的直徑在約200到300μm之間。
4.如權(quán)利要求1到3中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述裝置是OCT裝置。
5.如權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中探針光束是光譜的IR區(qū)。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中探針光束的相干長(zhǎng)度在約5到8μm之間。
7.一種眼外科手術(shù)系統(tǒng)，包括治療激光器部分，用于提供具有治療光束軸線的光束；眼睛追蹤器部分，用于監(jiān)視患者眼睛的運(yùn)動(dòng)，將治療光束定位在眼睛上；以及提供具有與治療光束軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的光軸的探針光束的一個(gè)裝置部分，所述裝置部分在所述第一和第二普肯野反射相互對(duì)準(zhǔn)并同心時(shí)，根據(jù)所述裝置部分檢測(cè)的探針光束第一普肯野反射和探針光束第二普肯野反射發(fā)出信號(hào)，其中所述信號(hào)用于觸發(fā)眼睛追蹤器的工作。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述裝置部分是OCT裝置。
9.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中探針光束是在光譜的IR區(qū)內(nèi)。
10.如權(quán)利要求7到9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中探針光束的相干長(zhǎng)度在約5到8μm之間。
11.如權(quán)利要求7到10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中所述裝置部分具有一個(gè)孔徑，用于限制探針光束與角膜相交的前角膜表面上的區(qū)域大小。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述孔徑的直徑在約200到300μm之間。
13.一種眼睛追蹤器系統(tǒng)，用于在眼手術(shù)過(guò)程中監(jiān)視患者眼睛的運(yùn)動(dòng)，其中當(dāng)一個(gè)協(xié)同工作的單獨(dú)診斷部分檢測(cè)照射到患者眼睛的光束的第一普肯野反射和第二普肯野反射的同心相互對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述眼睛追蹤器系統(tǒng)在接收所述部分發(fā)出的信號(hào)時(shí)自動(dòng)接合。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中協(xié)同工作部分是OCT裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中OCT裝置發(fā)出光束，所述光束的相干長(zhǎng)度在約5到8μm之間。
16.一種將患者眼睛的光軸與眼治療裝置的治療軸線和/或眼診斷裝置的診斷軸線對(duì)準(zhǔn)的方法，包括將其傳播軸線與治療軸線和/或診斷軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的探針光束照射到眼睛上；檢測(cè)探針光束的第一普肯野反射；檢測(cè)探針光束的第二普肯野反射；以及檢測(cè)眼睛的第一和第二普肯野反射的同心相互對(duì)準(zhǔn)，其中，所述同心相互對(duì)準(zhǔn)建立患者光軸與治療軸線和/或診斷軸線的對(duì)準(zhǔn)。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，包括從OCT裝置產(chǎn)生所述探針光束。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，包括所述探針光束經(jīng)過(guò)直徑約200到300μm的孔徑到達(dá)患者眼睛前表面。
19.如權(quán)利要求17或18所述的方法，包括產(chǎn)生相干長(zhǎng)度在約5到8μm之間的所述探針光束。
20.如權(quán)利要求16到19中任一項(xiàng)所述的方法，還包括根據(jù)檢測(cè)第一和第二普肯野反射的同心相互對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生信號(hào)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，包括使用信號(hào)接合眼睛追蹤器裝置，使其與眼治療裝置和/或眼診斷裝置協(xié)同配合。
22.在測(cè)量和/或校正患者眼睛視力缺陷的眼睛系統(tǒng)中，包括至少一個(gè)測(cè)量視力缺陷的診斷部分和校正視力缺陷的治療部分，并且包括眼睛追蹤部分，它與診斷部分和/或治療部分協(xié)同配合，用于在測(cè)量和/或校正視力缺陷時(shí)監(jiān)視眼睛運(yùn)動(dòng)，一種當(dāng)患者眼睛的光軸與診斷部分和/或治療部分的光束軸線對(duì)準(zhǔn)時(shí)與眼睛追蹤部分接合的方法，包括提供與所述系統(tǒng)協(xié)同配合的一個(gè)裝置部分，所述裝置部分將探針光束發(fā)射到其光軸與診斷部分和/或治療部分的光束軸線相互對(duì)準(zhǔn)并同心的眼睛中；當(dāng)所述第一和第二普肯野反射相互對(duì)準(zhǔn)并同心時(shí)，用所述裝置部分檢測(cè)探針光束的第一普肯野反射和探針光束的第二普肯野反射；以及根據(jù)所述檢測(cè)產(chǎn)生信號(hào)，并使用所述信號(hào)觸發(fā)眼睛追蹤部分的工作。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，包括提供產(chǎn)生探針光束的OCT裝置。
24.如權(quán)利要求22或23所述的方法，包括所述探針光束經(jīng)過(guò)直徑約200到300μm的孔徑到達(dá)患者眼睛前表面。
25.如權(quán)利要求22到24中任一項(xiàng)所述的方法，包括產(chǎn)生相干長(zhǎng)度在約5到8μm之間的所述探針光束。
全文摘要
在優(yōu)選用于光燒蝕折射外科手術(shù)的一種眼激光系統(tǒng)中，一種用于測(cè)量角膜厚度的優(yōu)選為光學(xué)相干斷層成像裝置的組成裝置，在檢測(cè)到OCT探針光束的第一和第二普肯野反射時(shí)進(jìn)行其測(cè)量，否則，反射信號(hào)的強(qiáng)度不足以進(jìn)行OCT測(cè)量。系統(tǒng)治療激光的光束軸線與OCT探針光束相互對(duì)準(zhǔn)。當(dāng)檢測(cè)到OCT探針光束的第一和第二普肯野反射時(shí)，OCT裝置產(chǎn)生信號(hào)并將信號(hào)發(fā)送到系統(tǒng)的眼睛追蹤器部分，開(kāi)始眼睛追蹤器的工作。這客觀上使眼睛追蹤器自動(dòng)接合以及患者光軸對(duì)準(zhǔn)治療軸線或診斷光束軸線。
文檔編號(hào)A61F9/008GK1794945SQ200480007857
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2004年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月24日
發(fā)明者格哈德·優(yōu)素菲, 弗里德里?！つ锎?申請(qǐng)人:博士倫公司