專利名稱:飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及眼外科手術(shù)激光系統(tǒng)，其中包括對角膜產(chǎn)生基質(zhì)內(nèi)作用的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
已知美國專利公開號為US4091814A中描述的激光光學(xué)儀器可以用于顯微鏡手術(shù)，該儀器使用反射鏡發(fā)送激光射線，反射射線角度為450，將激光射線發(fā)射到作為顯微鏡鏡頭的拋物線反射鏡上。然后照射到平面反射鏡上，使用馬達(dá)移動激光發(fā)射的焦點。在該技術(shù)方案中的激光發(fā)射路線與觀察術(shù)野的光學(xué)路線相吻合，可以在點作用下對物體發(fā)射激光。但是，在掃描狀態(tài)下無法使用激光束。
已知美國申請的公開號為US20080051772A中描述了準(zhǔn)分子激光近視手術(shù)修復(fù)眼角膜屈光性能的激光方法和儀器，可以用于修復(fù)近視、遠(yuǎn)視和散光。系統(tǒng)包括激光器和用作鏡頭的拋物線反射鏡。但是，發(fā)射光入射角膜時，幾乎與角膜表面接觸，不能使用類似系統(tǒng)·進行高精度的準(zhǔn)確聚焦的激光手術(shù)，因為在這種入射反射條件下，激光射線的偏差較大，而且入射的反射波較大。此外，類似系統(tǒng)將激光射線聚焦在規(guī)格為50微米的點上，對于大多數(shù)手術(shù)而言這種精度太低。
為進行角膜手術(shù)，例如使用準(zhǔn)分子激光器進行眼角膜屈光性能修復(fù)外科手術(shù)、設(shè)置移植片等，必須在很短的脈沖時間內(nèi)將激光射線聚焦在最小規(guī)格的光點上，為此應(yīng)使用大鏡口率的激光發(fā)射聚焦系統(tǒng)。
已知公開號為US20070106285A的Intralase系統(tǒng)包括飛秒激光器、聚焦系統(tǒng)、掃描系統(tǒng)，其中聚焦系統(tǒng)是價格昂貴結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鏡頭。鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)由于透鏡數(shù)值的變化而具有若干種狀態(tài)。其中一種狀態(tài)下可以在顯微鏡下觀察術(shù)野，而另一種狀態(tài)下可實施手術(shù)。因為飛秒激光器是發(fā)射源，具有很寬的發(fā)射光譜，聚焦鏡頭包括多個元件，其中包括補償透鏡色差和色散性能的元件。
已知公開號為EP1880698A1的眼外科激光系統(tǒng)包括飛秒激光器、掃描系統(tǒng)、聚焦系統(tǒng)，其中聚焦系統(tǒng)包括移動回轉(zhuǎn)鏡和移動鏡頭，該鏡頭將飛秒激光器的射線聚焦在角膜上。手術(shù)過程中，回轉(zhuǎn)鏡和大數(shù)字孔徑的鏡頭直接遮蓋整個從外部觀察的術(shù)野，造成術(shù)野無法觀察。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是建立實施眼外科手術(shù)的飛秒激光器激光系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接連續(xù)地觀察手術(shù)過程。
為達(dá)到上述目的，一種飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，它包括飛秒激光器、發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)、根據(jù)算法進行選擇掃描焦點移動的快速掃描模塊、聚焦系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，該聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件具有固定規(guī)格，元件對手術(shù)平面的投影具有一定的界限，其特征在于聚焦系統(tǒng)的聚焦點位于聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件向手術(shù)平面的投影的范圍之外，聚光焦點位于投影界限的兩側(cè)，可以觀察手術(shù)過程。在聚焦系統(tǒng)光學(xué)元件向手術(shù)平面投影之外的聚焦點位置可以安裝顯微鏡來觀察術(shù)野，在手術(shù)前準(zhǔn)備時和手術(shù)過程中無需額外的光學(xué)元件。也就是說該系統(tǒng)可以直接觀察術(shù)野，對外科醫(yī)生更方便，對患者更安全。此外，外科手術(shù)激光器向眼睛發(fā)射的入射角與標(biāo)準(zhǔn)器有所區(qū)別，因此向眼睛發(fā)射的激光不可能落在視網(wǎng)膜上，使手術(shù)過程更安全。
眼外科手術(shù)激光系統(tǒng)的特點是飛秒激光器對手術(shù)平面的發(fā)射中心入射角與聚焦系統(tǒng)一半孔徑的標(biāo)準(zhǔn)角有所區(qū)別，而且角度區(qū)別不大于2°。當(dāng)偏離標(biāo)準(zhǔn)時，聚焦系統(tǒng)光學(xué)元件聚焦光束的周邊部分落在角膜上的角度與布儒斯特角有本質(zhì)上的區(qū)別。這樣可以進行高精度的手術(shù)，因為聚焦在角膜上的射線實際上并不取決于入射射線的偏光作用，也不會導(dǎo)致聚焦光點出現(xiàn)變形。聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件是離軸拋物線反射鏡，其鏡口率大于O. 3，反射鏡的偏離角小于90°。使用數(shù)值孔徑小于O. 3的拋物線反射鏡可以產(chǎn)生患者眼部角膜的自聚焦效應(yīng)。偏離角度小于90度的拋物線反射鏡可以對飛秒激光器向選擇的眼部點的高精度發(fā)射進行聚焦，并進行高精度的聚焦掃描，而且可以直接觀察術(shù)野。根據(jù)鏡頭透鏡材料色散性能，使用大鏡口率的透鏡鏡頭可以產(chǎn)生聚焦像差，因此必須使用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進行像差補償。使用拋物線反射鏡作為聚焦系統(tǒng)的主要元件可以排除材料的色散性能問題。此外，拋物線反射鏡與透鏡的區(qū)別是不要求復(fù)雜的鏡框，該鏡框可以部分遮蓋從外部觀察的術(shù)野，提高光學(xué)元件向手術(shù)平面的投射，最大限度地使外科激光射線的下降角接近標(biāo)準(zhǔn)，所要求的條件是直接從顯微鏡觀察手術(shù)過程。使用拋物線反射鏡可以構(gòu)建更輕便的結(jié)構(gòu)，簡化光路圖，因為在類似的示意圖中不要求使用回轉(zhuǎn)鏡。此外，可以使系統(tǒng)的使用和維護變得更可靠和更簡便。
該聚焦系統(tǒng)包括輔助激光。該聚焦系統(tǒng)也包括手術(shù)顯微鏡。使用沒有色散性能的拋物線反射鏡可以向現(xiàn)有系統(tǒng)提供穩(wěn)固的激光，即輔助激光，可以共同使用顯微鏡進行觀察，減輕外科醫(yī)生的工作強度，使系統(tǒng)變得更安全、更有預(yù)見性。
本發(fā)明的飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)安全方便，可以進行眼外科手術(shù)，并直接觀察手術(shù)。


圖I為飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)光學(xué)原理示意圖。
圖2為提供根據(jù)所附的技術(shù)方案向眼表面發(fā)射射線的入射示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對實用新型的技術(shù)方案作進一步具體的說明。
實施例
如圖I所示，飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)包括激光器1，發(fā)射波長約為1050毫微米，脈沖的持續(xù)時間為300飛秒；衰減器2 ;能量監(jiān)視器3 ;光閥4 ;掃描系統(tǒng)，包括快速掃描模塊5 ;掃描方向調(diào)節(jié)模塊6 ;包括送達(dá)線路7的發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)；光束位置傳感器8 ;光閥9 ;射線擴張器10 ;聚焦系統(tǒng)，包括安裝在移動基礎(chǔ)12上的離軸拋物線反射鏡11，離軸拋物線反射鏡11與二維定位的傳感器13相連接。激光器I、衰減器2、能量監(jiān)視器3、光閥4、掃描系統(tǒng)、調(diào)節(jié)模塊6、發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)、光束位置傳感器8、光閥9、射線擴張器10、聚焦系統(tǒng)均與操作系統(tǒng)14相連接。觀察系統(tǒng)包括安裝在術(shù)野16直視視距區(qū)域內(nèi)的顯微鏡15和通過分離鏡18安裝的攝像機17，攝像機接入顯示器19?；颊叩难劬M織的區(qū)域20使用穩(wěn)定系統(tǒng)21進行固定。在觀察系統(tǒng)中安裝真空泵22，用于穩(wěn)定系統(tǒng)21，使用腳踏板23可以開始手術(shù)/結(jié)束手術(shù)。啟動系統(tǒng)后，激光器I發(fā)射激光脈沖，發(fā)射過程的持續(xù)時間為數(shù)百飛秒，發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)保證將上述脈沖送達(dá)掃描系統(tǒng)，聚焦系統(tǒng)將激光器脈沖聚焦到患者眼睛組織的區(qū)域20。作用范圍位于觀察系統(tǒng)的顯微鏡15的直視范圍內(nèi)。掃描系統(tǒng)根據(jù)算法選擇進行射線掃描。
如圖2所示，說明聚焦系統(tǒng)，該系統(tǒng)的主要元件是離軸拋物線反射鏡11，離軸拋物線反射鏡11具有小于90°的偏離角度和較高的鏡口率。飛秒激光器的平行掃描射線，即虛線標(biāo)明的中軸，進入離軸拋物線反射鏡11，在患者眼睛組織的區(qū)域20進行聚焦。離軸拋物線反射鏡11的入射和反射射線之間的角度大約為70°。鏡口率為O. 3-0. 4。在此參數(shù)條件下，聚焦光點位于離軸拋物線反射鏡向術(shù)野16平面投射的范圍之外，可以借助顯微鏡15或者觀察攝像機對術(shù)野進行直接觀察，使手術(shù)過程變得可以控制而且更安全。
該系統(tǒng)對患者眼睛組織區(qū)域進行射線聚焦的精度很高，因為入射角最大限度地接近于標(biāo)準(zhǔn)，而且術(shù)野位于觀察系統(tǒng)的直視區(qū)域內(nèi)。因此，可以實施各種類型的手術(shù)，包括形·成皮瓣組織、基質(zhì)內(nèi)修復(fù)、供體角膜移植的切口形成等。
使用拋物線反射鏡可以從本質(zhì)上簡化缺乏反射鏡色散性能的飛秒激光器射線聚焦系統(tǒng)并設(shè)置輔助激光器，使手術(shù)過程變得更安全、更有預(yù)見性。
本實用新型可以用于眼外科手術(shù)的飛秒激光器激光系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，它包括飛秒激光器、發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)、根據(jù)算法進行選擇掃描焦點移動的快速掃描模塊、聚焦系統(tǒng)和操作系統(tǒng)，該聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件具有固定規(guī)格，元件對手術(shù)平面的投影具有一定的界限，其特征在于聚焦系統(tǒng)的聚焦點位于聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件向手術(shù)平面的投影的范圍之外，聚光焦點位于投影界限的兩側(cè)，可以觀察手術(shù)過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，其特征在于飛秒激光器對手術(shù)平面的發(fā)射中心入射角與聚焦系統(tǒng)一半孔徑的標(biāo)準(zhǔn)角有所區(qū)別，而且角度區(qū)別不大于2° ο
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，其特征在于聚焦系統(tǒng)的光學(xué)元件是離軸拋物線反射鏡，其鏡口率大于O. 3，反射鏡的偏離角小于90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，其特征在于該聚焦系統(tǒng)包括輔助激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3或4所述的飛秒激光器眼外科激光系統(tǒng)，其特征在于該聚焦系統(tǒng)包括手術(shù)顯微鏡。
專利摘要
一種眼外科手術(shù)激光系統(tǒng)，其中包括對角膜產(chǎn)生基質(zhì)內(nèi)作用的系統(tǒng)。眼外科手術(shù)激光系統(tǒng)包括飛秒激光器、操作系統(tǒng)、發(fā)射送達(dá)系統(tǒng)、根據(jù)算法選擇的焦點移動掃描模塊、向術(shù)野平面(16)范圍激光發(fā)射聚焦的拋物線反射鏡(11)。手術(shù)過程中，例如，通過顯微鏡(15)可以觀察提供的焦點。本實用新型的實施例是安全方便的飛秒激光器眼外科手術(shù)激光系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以直接觀察術(shù)野。
文檔編號A61F9/008GKCN202682148SQ201190000156
公開日2013年1月23日 申請日期2011年3月2日
發(fā)明者謝爾蓋·卡列諾維奇·瓦爾塔佩托夫, 康斯坦丁·埃多阿爾多維奇·拉普申, 阿列克塞·扎哈洛維奇·奧比京 申請人:光學(xué)系統(tǒng)有限責(zé)任公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan