本發(fā)明屬于激光控制相關(guān)，更具體地，涉及一種適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著激光醫(yī)療技術(shù)進步，飛秒輔助眼科手術(shù)如白內(nèi)障手術(shù)等以其安全、精準(zhǔn)兩大優(yōu)勢，被越來越多的患者選擇。相比于傳統(tǒng)超聲乳化手術(shù)，飛秒輔助眼科手術(shù)治療效果更優(yōu)。臨床研究表明，飛秒輔助眼科手術(shù)的切口具有較高的可重復(fù)性和可預(yù)測性，不依賴于醫(yī)生的技術(shù)水平，手術(shù)的穩(wěn)定性更高。

2、以飛秒輔助白內(nèi)障手術(shù)為例，該手術(shù)需要依次執(zhí)行晶狀體裂核、囊膜環(huán)切和角膜側(cè)切，不同階段的切削要求不同，例如，晶狀體裂核的切削區(qū)域直徑一般為4.0mm～6.0mm，而角膜側(cè)切的直徑一般為12mm。目前市面上所用的掃描器件多為振鏡，如愛爾康眼科設(shè)備所涉及的中國專利cn?102573717b，其通過控制振鏡能夠?qū)崿F(xiàn)晶狀體裂核、囊膜環(huán)切和角膜側(cè)切等一系列操作，但是振鏡掃描速度較慢，使得激光切削時間較長。一般而言，晶狀體破碎程度越高，越有利于手術(shù)開展，但是晶狀體破碎程度越高，所需要的切削軌跡越復(fù)雜，所需時間越長，負壓脫吸附眼球的風(fēng)險越高。

3、雙光楔棱鏡旋轉(zhuǎn)掃描的掃描速度較快，如中國專利cn?117331214?a中提出了一種雙光楔棱鏡旋轉(zhuǎn)掃描方案，可以通過旋轉(zhuǎn)棱鏡快速實現(xiàn)掃描，且調(diào)節(jié)兩個光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速比，可以得到密集程度不同的花瓣形掃描軌跡。然而，該方案不能靈活調(diào)節(jié)花瓣形掃描軌跡的直徑，掃描直徑取決于所用光楔棱鏡的光楔角，一旦光楔棱鏡選定，便確定了掃描軌跡的直徑，例如，為了適應(yīng)晶狀體裂核，選擇滿足掃描軌跡直徑為5.0mm的光楔棱鏡，但是確無法滿足角膜側(cè)切的直徑12mm要求。

4、因此，如何靈活調(diào)節(jié)掃描直徑并提高激光掃描速度，快速完成整個激光切削過程，是目前亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)，其目的在于靈活調(diào)節(jié)掃描直徑并提高激光掃描速度，快速完成整個激光切削過程，從而降低手術(shù)風(fēng)險。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)，所述超快激光掃描系統(tǒng)包括激光源、光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和眼球固定結(jié)構(gòu)，所述激光源用于發(fā)射激光，所述眼球固定結(jié)構(gòu)用于固定患者眼球，激光經(jīng)所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)后在患者眼球的指定位置進行激光掃描以實現(xiàn)切削，其中，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括掃描器

3、所述掃描器包括：延公共軸心依次排放的第一至第四光楔棱鏡，所述公共軸心的方向與所述掃描器的入射光中心軸方向相同，第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡用于調(diào)節(jié)掃描軌跡的直徑，所述掃描軌跡的直徑為覆蓋掃描軌跡的最小圓的直徑，第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡用于調(diào)節(jié)掃描軌跡的圖案形狀。

4、優(yōu)選地，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括擴束z調(diào)焦器和聚焦物鏡，所述擴束z調(diào)焦器用于調(diào)節(jié)激光在z方向上的聚焦距離；所述聚焦物鏡用于將光線會聚至患者眼球；

5、所述激光源發(fā)射的激光先經(jīng)所述擴束z調(diào)焦器調(diào)節(jié)聚焦距離后由所述掃描器調(diào)節(jié)掃描軌跡并由所述聚焦物鏡將光線聚焦至患者眼球進行激光切削。

6、優(yōu)選地，所述擴束z調(diào)焦器包含：

7、第一片凹透鏡，用于將所述激光源出射的平行激光發(fā)散；

8、第二片凸透鏡，用于會聚所述第一片凹透鏡出射的發(fā)散光線。

9、優(yōu)選地，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括：

10、第一分光鏡，用于將所述掃描器的出射光線反射至所述聚焦物鏡，以及透射成像光，所述成像光包含眼前節(jié)成像光和術(shù)中觀察可見光；

11、第二分光鏡，用于反射所述眼前節(jié)成像光并透射所述術(shù)中觀察可見光；

12、所述超快激光掃描系統(tǒng)還包括：

13、眼前節(jié)成像模塊，用于接收所述眼前節(jié)成像光以實現(xiàn)患者眼前節(jié)成像；

14、術(shù)中成像模塊，用于接收所述術(shù)中觀察可見光以觀測掃描軌跡。

15、優(yōu)選地，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括控制器，所述控制器用于控制所述掃描器依次進入裂核模式、囊膜環(huán)切模式和角膜側(cè)切模式：

16、當(dāng)進入所述裂核模式時，先根據(jù)裂核所需的掃描軌跡的直徑調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡的夾角并固定夾角，再控制第一至第四光楔棱鏡沿所述公共軸心同向轉(zhuǎn)動且第一至第三光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速相同、根據(jù)裂核所需的掃描軌跡的圖案形狀調(diào)節(jié)第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速以實現(xiàn)裂核；

17、當(dāng)進入所述囊膜環(huán)切模式時，先將第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的夾角調(diào)節(jié)至0°并固定夾角、根據(jù)囊膜環(huán)切所需的掃描軌跡的直徑調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡的夾角并固定夾角，再控制第一至第四光楔棱鏡沿所述公共軸心同向同速轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)囊膜環(huán)切；

18、當(dāng)進入角膜側(cè)切模式時，先根據(jù)角膜側(cè)切所需的掃描軌跡的直徑調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡的夾角并固定夾角、保持第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的夾角為0°，再控制第一至第四光楔棱鏡沿所述公共軸心同向同速轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)角膜側(cè)切。

19、優(yōu)選地，在所述裂核模式下，裂核所需的掃描軌跡的直徑范圍為4.0mm～6.0mm。

20、優(yōu)選地，在所述裂核模式下，所述第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速比范圍為3～6。

21、優(yōu)選地，在所述囊膜環(huán)切模式下，囊膜環(huán)切所需的掃描軌跡的直徑為4.0mm～6.0mm。

22、優(yōu)選地，在所述角膜側(cè)切模式下，角膜側(cè)切所需的掃描軌跡的直徑為11.0mm～13.0mm。

23、優(yōu)選地，在所述角膜側(cè)切模式下，角膜側(cè)切只切開兩個切口，兩個切口的中心位于掃描軌跡的同一條直徑上，其中一個切口的長度為1.0mm，另一個切口的長度為2.0mm。

24、優(yōu)選地，所述掃描器中各光楔棱鏡的初始夾角為0°，在每個模式下根據(jù)所需的掃描軌跡的直徑調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡的夾角時，使第一光楔棱鏡相對于初始位置正向旋轉(zhuǎn)夾角的一半、并使第二光楔棱鏡相對于初始位置反向旋轉(zhuǎn)夾角的一半。

25、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明主要具有以下有益效果：

26、本發(fā)明所提出的以上適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)，由于掃描器中采用兩組光楔棱鏡，第一光楔棱鏡、第二光楔棱鏡為第一組光楔棱鏡，第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡為第二組光楔棱鏡，可以通過調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡、第二光楔棱鏡調(diào)節(jié)掃描軌跡的直徑，通過調(diào)節(jié)第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡調(diào)節(jié)掃描軌跡的圖案形狀，結(jié)合兩組光楔棱鏡，調(diào)節(jié)各光楔棱鏡的旋轉(zhuǎn)以及相對位置關(guān)系，既能夠快速進行激光掃描，且能夠靈活調(diào)節(jié)掃描軌跡的直徑以及掃描圖案，提高了手術(shù)的安全性。

27、進一步地，還涉及了控制器，控制器可以對掃描器進行具體的控制，通過調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡、第二光楔棱鏡的夾角，實現(xiàn)掃描直徑的靈活調(diào)控，通過調(diào)節(jié)第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速比，實現(xiàn)掃描軌跡的圖案的靈活調(diào)控，基于控制器的調(diào)控方案，可以連續(xù)完成裂核模式、囊膜環(huán)切模式和角膜側(cè)切模式的激光操作，中途不需要更換光楔棱鏡，提高手術(shù)的安全性。

技術(shù)特征：

1.一種適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，包括激光源、光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和眼球固定結(jié)構(gòu)，所述激光源用于發(fā)射激光，所述眼球固定結(jié)構(gòu)用于固定患者眼球，激光經(jīng)所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)后在患者眼球的指定位置進行激光掃描以實現(xiàn)切削，其中，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括掃描器；

2.如權(quán)利要求1所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括擴束z調(diào)焦器和聚焦物鏡：所述擴束z調(diào)焦器用于調(diào)節(jié)激光在的聚焦距離；所述聚焦物鏡用于將光線會聚至患者眼球；

3.如權(quán)利要求2所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述擴束z調(diào)焦器包含：

4.如權(quán)利要求2所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括：

5.如權(quán)利要求1至4任一項所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)還包括控制器，所述控制器用于控制所述掃描器依次進入裂核模式、囊膜環(huán)切模式和角膜側(cè)切模式：

6.如權(quán)利要求5所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，在所述裂核模式下，裂核所需的掃描軌跡的直徑范圍為4.0mm～6.0mm，在所述囊膜環(huán)切模式下，囊膜環(huán)切所需的掃描軌跡的直徑為4.0mm～6.0mm。

7.如權(quán)利要求5所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，在所述裂核模式下，所述第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡的轉(zhuǎn)速比范圍為3～6。

8.如權(quán)利要求5所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，在所述角膜側(cè)切模式下，角膜側(cè)切所需的掃描軌跡的直徑為11.0mm～13.0mm。

9.如權(quán)利要求5所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，在所述角膜側(cè)切模式下，角膜側(cè)切只切開兩個切口，兩個切口的中心位于掃描軌跡的同一條直徑上，其中一個切口的長度為1.0mm，另一個切口的長度為2.0mm。

10.如權(quán)利要求5所述的超快激光掃描系統(tǒng)，其特征在于，所述掃描器中各光楔棱鏡的初始夾角為0°，在每個模式下根據(jù)所需的掃描軌跡的直徑調(diào)節(jié)第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡的夾角時，使第一光楔棱鏡相對于初始位置正向旋轉(zhuǎn)夾角的一半、并使第二光楔棱鏡相對于初始位置反向旋轉(zhuǎn)夾角的一半。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于激光控制相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，其公開了一種適用于眼科手術(shù)的超快激光掃描系統(tǒng)，包括激光源、光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)和眼球固定結(jié)構(gòu)，光路調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括掃描器；所述掃描器包括：延公共軸心依次排放的第一至第四光楔棱鏡，所述公共軸心的方向與所述掃描器的入射光中心軸方向相同，第一光楔棱鏡和第二光楔棱鏡用于調(diào)節(jié)掃描直徑，第三光楔棱鏡和第四光楔棱鏡用于調(diào)節(jié)掃描軌跡圖案。本發(fā)明結(jié)合兩組光楔棱鏡，調(diào)節(jié)各光楔棱鏡，既能夠快速進行激光掃描，且能夠靈活調(diào)節(jié)掃描軌跡的直徑以及掃描圖案，提高了手術(shù)的安全性。

技術(shù)研發(fā)人員：呂曉華,呂海軍,曹峰,劉秀麗,全廷偉,張浩
受保護的技術(shù)使用者：華中科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9