專利名稱：一種智能激光乳化白內(nèi)障系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于眼科白內(nèi)障治療的激光手術(shù)儀器，涉及一種智能激光白內(nèi)障乳化系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國白內(nèi)障病例逐年增長，該疾病不僅給患者造成心理上的痛苦，同時成為社會的嚴(yán)重負(fù)擔(dān)。到目前為止，超聲乳化聯(lián)合人工晶體植入術(shù)是治療白內(nèi)障最為有效的治療手段。白內(nèi)障超聲乳化技術(shù)是利用超聲振動產(chǎn)生的機(jī)械加速度、聲微流及空化的共同作用使白內(nèi)障硬核組織破碎，將其乳化，并通過負(fù)壓吸除的手術(shù)方法。該技術(shù)是人工晶體植入術(shù)中的一種先進(jìn)技術(shù)，其優(yōu)點(diǎn)是手術(shù)切口小、愈合時間短，術(shù)后視功能恢復(fù)快和角膜散光小，同時明顯降低了并發(fā)癥的發(fā)生率。
·已在各大醫(yī)院得到普及。但現(xiàn)有的超聲乳化儀存在以下缺點(diǎn)首先，在手術(shù)過程中，需要醫(yī)生通過顯微鏡對內(nèi)核硬度及其乳化過程和狀態(tài)進(jìn)行判定和監(jiān)測，增大了醫(yī)生的工作強(qiáng)度，影響手術(shù)效果和手術(shù)質(zhì)量；其次，當(dāng)內(nèi)核吸除后，眼球內(nèi)部的高負(fù)壓使得球體產(chǎn)生凹癟現(xiàn)象，可能引起后囊撕裂等醫(yī)療事故；再次，醫(yī)生必須通過改變腳閘的角度來控制超聲能量的輸出，操作不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有超聲乳化技術(shù)中的不足，提供一種智能眼科白內(nèi)障激光乳化設(shè)備。具體地說采用了計算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像的對手術(shù)的實(shí)時監(jiān)控技術(shù)，避免了白內(nèi)障手術(shù)中術(shù)者經(jīng)驗(yàn)和手術(shù)操作熟練程度等人為因素的介入，手術(shù)全程由電腦自動完成；體外無創(chuàng)高能激光治療白內(nèi)障避免了現(xiàn)有超聲白內(nèi)障乳化手術(shù)中對正常組織(角膜內(nèi)皮，后囊袋等)有嚴(yán)重?fù)p傷的并發(fā)癥。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像采集和處理系統(tǒng)。所述的醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)能夠?qū)⒒颊哐矍蚯肮?jié)(包括角膜、前房、囊袋、晶體等)進(jìn)行高分辨率掃描，獲得清晰的解剖結(jié)構(gòu)，所述的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)會將這些反映患者眼球前節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，送至所述的激光發(fā)生器的光路系統(tǒng)，使得所述的激光發(fā)生器發(fā)出的經(jīng)由光路系統(tǒng)處理聚焦后的激光束的焦點(diǎn)照射在患者眼球前節(jié)的晶體部位，完成晶體白內(nèi)障激光乳化手術(shù)。本發(fā)明所述的智能眼科激光乳化儀與普通的超聲乳化儀相比有其突出的特點(diǎn)。下面對其進(jìn)行簡要說明(I)本專利采用OCT醫(yī)學(xué)圖像精確掃描患者眼內(nèi)晶體形狀和大小，把這些數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的通過手術(shù)圖像工作站，輸送給光路控制系統(tǒng)，以精確控制高能激光發(fā)生器發(fā)出的激光束完成患者晶體的粉碎和乳化，同時確保不損傷患者眼內(nèi)正常組織。(2)在激光焦點(diǎn)處，很高的能量密度的高能激光將病變的組織(白內(nèi)障晶體硬核)電離，形成小區(qū)域的大量的等離子體，而焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)充滿等離子體的組織，更容易吸收激光能量，形成儲藏巨大能量的光聲源，光聲源能夠?qū)崿F(xiàn)光一聲能量的轉(zhuǎn)化，使得該高能光聲源可在瞬間產(chǎn)生超聲波和沖擊波，這些超聲波和沖擊波可釋放出巨大能量，在病變組織中產(chǎn)生空化、濺射、穴蝕等效應(yīng)，從而對該激光照射的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的病變組織產(chǎn)生了粉碎和破壞。本專利采用超短脈沖、高能量激光，既粉碎白內(nèi)障晶體硬核，又不至于出現(xiàn)高溫，保護(hù)了周圍的正常組織。(3)激光發(fā)生器發(fā)出的激光束經(jīng)過衰減器、光強(qiáng)均布器送給分光鏡，由分光鏡將光束分為兩路，一路送給功率計，另一路經(jīng)聚焦透鏡聚焦后，在病變組織內(nèi)部的激光焦點(diǎn)處，聚集了具有很高能量密度的激光。(4)本專利醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)，采用了光學(xué)相干斷層掃描成像方法，術(shù)中實(shí)時監(jiān)控來觀察白內(nèi)障晶體病變的大小、部位、形態(tài)以及與鄰近組織器官的關(guān)系，對激光在手術(shù)的整個過程中激光束的照射位置進(jìn)行了校準(zhǔn)和監(jiān)控。(5)本專利所述的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)，采用了分段掃描三維重建方法，獲得患者眼 球中囊袋和晶體的立體結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的白內(nèi)障乳化手術(shù)采用連續(xù)超聲對白內(nèi)障內(nèi)核進(jìn)行乳化，手術(shù)時間長、眼內(nèi)超聲能量積累效應(yīng)對周圍組織會造成一定灼傷，同時超聲手柄連續(xù)工作容易發(fā)熱；為避免上述缺陷，對乳化超聲釋放模式進(jìn)行改進(jìn)，采取脈沖式超聲進(jìn)行乳化，在脈沖的間歇期超聲換能器得到充分冷卻，提升超聲換能器的長時間工作性能，得到質(zhì)量良好的功率超聲信號，獲得更好的超聲乳化效果。實(shí)際測試中，乳化超聲輸出信號在脈沖釋放期間，信號質(zhì)量維持在很高的水平。同時，脈沖式的超聲信號的間歇性釋放有助于減小眼內(nèi)手術(shù)中對正常組織的損傷，結(jié)合臨床使用實(shí)例，本專利采用了計算機(jī)醫(yī)學(xué)圖像的對手術(shù)的實(shí)時監(jiān)控技術(shù)，避免了白內(nèi)障手術(shù)中術(shù)者經(jīng)驗(yàn)和手術(shù)操作熟練程度等人為因素的介入，手術(shù)全程由電腦自動完成；另外本專利采用的體外無創(chuàng)高能激光治療白內(nèi)障避免了現(xiàn)有超聲白內(nèi)障乳化手術(shù)中對正常組織(角膜內(nèi)皮，后囊袋等)有嚴(yán)重?fù)p傷的并發(fā)癥。


圖I是本專利的工作原理示意2是本專利的高能激光粉碎、乳化病變組織的原理示意3是本專利的激光發(fā)生器和光路系統(tǒng)的示意4是本專利的OCT醫(yī)學(xué)圖像術(shù)中監(jiān)控系統(tǒng)程序運(yùn)行流程5是本專利的用分段掃描三維重建方法獲得患者晶體的立體結(jié)構(gòu)的程序運(yùn)行流程圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖所示實(shí)例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。如圖I所示，本系統(tǒng)由激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像采集和處理系統(tǒng)組成。所述的醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)能夠?qū)⒒颊哐矍蚯肮?jié)(包括角膜、前房、囊袋、晶體等)進(jìn)行高分辨率掃描，獲得清晰的解剖結(jié)構(gòu)，所述的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)會將這些反映患者眼球前節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，送至所述的激光發(fā)生器的光路系統(tǒng)，使得所述的激光發(fā)生器發(fā)出的經(jīng)由光路系統(tǒng)處理聚焦后的激光束的焦點(diǎn)照射在患者眼球前節(jié)的晶體部位，完成晶體白內(nèi)障激光乳化手術(shù)。如圖2所示，高能激光器產(chǎn)生的平行的激光束I經(jīng)過聚焦凸透鏡2聚焦后，會聚在激光焦點(diǎn)3處，很高的能量密度的高能激光將病變的組織5 (白內(nèi)障晶體硬核)電離，形成小區(qū)域的大量的等離子體，而焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)充滿等離子體的組織，更容易吸收激光能量，形成儲藏巨大能量的光聲源4，光聲源4能夠?qū)崿F(xiàn)光——聲能量的轉(zhuǎn)化，使得該高能光聲源4可在瞬間產(chǎn)生超聲波和沖擊波，這些超聲波和沖擊波可釋放出巨大能量，在病變組織中產(chǎn)生空化、濺射、穴蝕等效應(yīng)，從而對該激光照射的焦點(diǎn)區(qū)域內(nèi)的病變組織產(chǎn)生了粉碎和破壞。本專利采用超短脈沖、高能量激光，既粉碎白內(nèi)障晶體硬核，又不至于出現(xiàn)高溫，保護(hù)了周圍的正常組織。
在手術(shù)時，激光發(fā)生器7發(fā)出的激光束I經(jīng)過衰減器6、光強(qiáng)均布器8送給分光鏡9，由分光鏡9將光束分為兩路，一路送給功率計10，另一路經(jīng)聚焦透鏡I聚焦后，在病變組織5內(nèi)部的激光焦點(diǎn)處，聚集了具有很高能量密度的激光，可以將患者的晶體粉碎和乳化。本專利的激光發(fā)生器和光路系統(tǒng)的示意圖如圖3所示。本專利醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)，采用了光學(xué)相干斷層掃描成像方法，術(shù)中實(shí)時監(jiān)控來觀察白內(nèi)障晶體病變的大小、部位、形態(tài)以及與鄰近組織器官的關(guān)系，對激光在手術(shù)的整個過程中激光束的照射位置進(jìn)行了校準(zhǔn)和監(jiān)控，如圖4所示，是本專利的OCT醫(yī)學(xué)圖像術(shù)中監(jiān)控系統(tǒng)程序運(yùn)行流程圖。首先OCT圖像采集系統(tǒng)瞄準(zhǔn)靶組織(即患者的晶體及囊袋部分)，激光發(fā)生器輸出小能量功率的激光束在靶組織上做標(biāo)記，做完標(biāo)記后，OCT對靶組織進(jìn)行掃描，通過分段掃描，分段三維重建的方法，患者眼球中囊袋和晶體的立體解剖結(jié)構(gòu)，從患者的囊袋和晶體的立體解剖結(jié)構(gòu)上確定手術(shù)位置，上述步驟為術(shù)前醫(yī)學(xué)圖像采集和手術(shù)計劃，在該手術(shù)計劃中，患者病變的晶體將被高能激光乳化粉碎，而位于晶體外部的囊袋將不受損傷。以上步驟完成后，由OCT引導(dǎo)下，激光器輸出正常的激光能量，對靶組織進(jìn)行乳化粉碎。每次乳化粉碎結(jié)束后，OCT對靶組織進(jìn)行掃描，對激光脈沖照射的位置進(jìn)行校正，判斷手術(shù)位置是否準(zhǔn)確。如果手術(shù)位置不準(zhǔn)確，OCT對靶組織重新進(jìn)行掃描，對激光脈沖照射的位置重新進(jìn)行校正。如果手術(shù)位置準(zhǔn)確，激光乳化白內(nèi)障系統(tǒng)將繼續(xù)手術(shù)，直至完成全部手術(shù)過程。本專利采用了分段掃描三維重建方法，獲得患者眼球中囊袋和晶體的立體結(jié)構(gòu)，如圖4所示。在分段掃描之前,OCT開始整體掃描患者晶體,確定患者晶體上表面的中心標(biāo)記點(diǎn)的位置，用小能量激光做標(biāo)記。標(biāo)記做好后，OCT開始分段掃描，首先，掃描患者晶體的上凸面，直至赤道部分，對該部分OCT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建；其次，OCT掃描患者晶體的中間段，包括赤道部分，對該部分OCT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建；最后，OCT掃描患者晶體的下凸面，直至赤道部分，對該部分OCT掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行三維重建。分段掃描和三維重建結(jié)束后，對以上各部分三維數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得到整個患者晶體三維形狀和結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)。本發(fā)明上述實(shí)例和實(shí)施方式可認(rèn)為是實(shí)例性的，而不是限定性的，而且本發(fā)明并不局限于本說明書所給出的細(xì)節(jié)，而是在隨附權(quán)利要求書及其等同替換的范圍之內(nèi)，可以進(jìn)行改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種智能激光白內(nèi)障乳化系統(tǒng)，包括激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像采集和處理系統(tǒng)。所述的醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)能夠?qū)⒒颊哐矍蚯肮?jié)(包括角膜、前房、囊袋、晶體等)進(jìn)行高分辨率掃描，獲得清晰的解剖結(jié)構(gòu)，所述的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)會將這些反映患者眼球前節(jié)解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，送至所述的激光發(fā)生器的光路系統(tǒng)，使得所述的激光發(fā)生器發(fā)出的經(jīng)由光路系統(tǒng)處理聚焦后的激光束的焦點(diǎn)照射在患者眼球前節(jié)的晶體部位，完成晶體白內(nèi)障激光乳化手術(shù)。
2.如權(quán)利要求I所述的激光發(fā)生器，其特征是采用超短脈沖、高能量激光。
3.如權(quán)利要求I所述的光路系統(tǒng)，其特征是包含衰減器、光強(qiáng)均布器、分光鏡、聚焦透鏡。
4.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)學(xué)圖像采集系統(tǒng)，其特征是采用了光學(xué)相干斷層掃描成像方法，對激光在手術(shù)的整個過程中激光束的照射位置進(jìn)行了校準(zhǔn)和監(jiān)控。
5.如權(quán)利要求I所述的醫(yī)學(xué)圖像處理系統(tǒng)，其特征是分段掃描三維重建方法，獲得患者眼球中囊袋和晶體的立體解剖結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于眼科白內(nèi)障治療的激光手術(shù)系統(tǒng)，包括激光發(fā)生器、光路系統(tǒng)、醫(yī)學(xué)圖像采集和處理系統(tǒng)。醫(yī)學(xué)圖像采集和處理系統(tǒng)會將這些反映患者眼球解剖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)，送至所述的激光發(fā)生器的光路系統(tǒng)，使得所述的激光發(fā)生器發(fā)出的經(jīng)由光路系統(tǒng)處理聚焦后的激光束的焦點(diǎn)照射在患者眼球前節(jié)的晶體部位，完成晶體白內(nèi)障激光乳化手術(shù)。采用醫(yī)學(xué)圖像的對手術(shù)的實(shí)時監(jiān)控技術(shù)，手術(shù)全程由電腦自動完成，高能激光治療白內(nèi)障避免了對正常組織的損傷。
文檔編號A61B3/14GK102824246SQ20111016019
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者史文勇 申請人:史文勇