近视矫正增强生物动态切除的制作方法

专利名称：近视矫正增强生物动态切除的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及激光视力矫正领域，更具体地，涉及诱导和利用角膜生物动态效应的方法和装置，以改进激光视力矫正。
背景技术：
目前，激光视力矫正领域有几种类型的方法用于通过激光切除角膜表面矫正或改进屈光缺陷。这些方法包括PRK、LASIK以及LASEK，通常应用于矫正具有或没有散光的近视和远视缺陷，并且在某些情况下提供定制的治疗，用于解决眼睛的高度象差。
激光技术及其在视力矫正领域中的应用的进展对激光视力矫正的技术发展水平有很大的贡献。十年前，将利用可变光阑和/或遮光板的宽束激光，通过使角膜的中心区域变平而用于治疗近视，并且在较小的程度上可用于治疗远视。此后不久，扫描束技术推动了小束、扫描型激光系统以及飞点束输出系统的发展，在角膜表面上得到0.5mm到2.0mm的激光束。这些较小的光束尺寸以及优化的扫描模式，加上现在的很高的激光脉冲重复速率，形成了光切除角膜外形轮廓的方案。
进行传统近视LASIK治疗的一种公知技术是由Technolas 217A激光系统(Bausch&Lomb Incorporated，Rochester，New York)执行的Planoscan切除算法。在这种系统中，选择直径2mm的激光束扫描模式用于切除角膜表面。感兴趣的读者可以参看美国专利6090100和5683379，这些专利整体上以完整的程度在此引用作为参考文献，这是适用的法律和法规所允许的。最近，Bausch&Lomb Incorporated推出了具有ZywaveHartmann-Shack波阵面传感器以及217Z受激准分子激光系统的Zypotix视力矫正系统，可以将直径1mm到2mm的平截Gaussian光束输出到角膜上，用于定制的激光视力矫正。
由激光器制造商和外科医生处理的长期不变的角膜是由任何激光视力矫正切除的角膜组织的数量。在一般的意义上，外科医生意欲对病人眼睛执行的近视矫正将决定矫正病人视力所需的屈光矫正量(通常用屈光度测量)，并且还决定进行切除的视觉区(OZ)。OZ的通常范围是3mm到7mm，这取决于本领域一般技术人员熟知的多种因素。一旦确定了所需的屈光矫正和视觉区尺寸，就知道了矫正所需的最大中心切除深度。当通过切除过程去除角膜组织后剩余的角膜厚度小于合理健康标准下最小剩余厚度对应的厚度时，将不能进行角膜切除。通常，可接受的最小角膜厚度为不小于200微米，优选的是250微米。一种方案是减小OZ尺寸，但是，在低光度条件下，造成眩目和光晕效应的后LASIK球面象差的一种原因被认为是由于切除的OZ，这种OZ在低光度条件下小于病人的瞳孔。
并且还认识到，例如，由于LASIK角膜切除术或角膜组织切除造成眼睛对外伤的反应，增加了外伤原因引起的各种效应的不确定程度。这样，眼睛结构完整性的变化导致了这里所指出的生物动态反应，这可以是以角膜变平、角膜增厚、退化、伤口愈合反应的形式自我证明的，并且可以是未被完全理解的其它物理方式。
考虑到上述问题，本发明者认识到，需要克服上述的局限性以及问题，从而通过激光视力矫正改善视力。

发明内容
本发明的一个实施例涉及一种LASIK或LASEK近视(具有或没有散光)激光视力矫正方法，包括其控制和改进。所述方法基本上依靠于角膜生物动态效应，以减小随着增大视觉区尺寸变化的组织切除量，即切除深度。根据本发明，引发的角膜生物动态效应导致中央角膜区变平。通过以受控的方式使角膜变平，在视觉区所执行的近视矫正切除比角膜没有从其原始形状变平的情况下在相同视觉区执行的近视矫正切除浅。在一个优选的方面，对眼睛造成的外伤是以环或环带的至少一部分或多部分或所有部分的形式的生物动态切除。这种生物动态环可以是圆形的或非圆形的(即，椭圆形或其它形状)。在这个方面，被切除角膜组织的环或环带位于视觉区的外部或环绕视觉区。生物动态环的参数，特别是距离视觉区边缘的距离以及环的宽度和深度(所有这些参数都随着生物动态切除位置的变化而是可变的)，将产生受控的生物动态效应，这对于减小用于近视矫正的视觉区角膜组织切除的深度是有利的。
本发明的另一个实施例涉及一种改进的设备可读介质，其中存储了可执行指令或指令代码，用于指导眼科视力矫正平台在角膜表面的视觉区执行近视矫正名义切除。其改进包括存储在介质中的可执行指令或指令代码，用于指导眼科视力矫正平台在视觉区外的角膜表面执行近视矫正增强生物动态切除。
通过下面的详细说明和附图以及本发明给出的权利要求，将进一步理解本发明的目的和优点。


附图结合在说明书中并作为说明书的一部分，用于图解本发明的实施例，并且与描述结合在一起，用于解释本发明的目的、优点和原理。在附图中图1是眼睛的示意性正视图，显示根据本发明一个实施例的生物动态切除区；图2是图1的中央部分的放大图，显示生物动态切除区的更详细的细节；图3是根据本发明一个优选实施例的生物动态切除的示意性剖视图；图4是角膜轮廓的示意性剖视图，显示由于本发明一个实施例的生物动态切除对轮廓的影响；图5是与本发明一个优选实施例相关的激光束轮廓；图6是与本发明一个优选实施例相关的激光束轮廓成形孔的放大复印图；以及图7示意性地表示本发明设备的实施例。
具体实施例方式
根据本发明的一个实施例，本发明涉及一种LASIK或LASEK近视(具有或没有散光)激光视力矫正的方法，以及一种计算机或设备可读介质，其中存储了可执行指令或指令代码，用于指导眼科视力矫正平台以进行近视校正增强生物动态切除。
图1示意性地表示眼睛100的正视图，其中包括眼睛的视觉区(OZ)140，以及眼睛虹膜的外边界110。当对眼睛进行LASIK或LASEK矫正手术时，这里称为名义切除的实际视力矫正切除通常在称为视觉区140的瞳孔(散瞳或未散瞳)区域内进行。过渡区120通常位于视觉区外部并紧靠视觉区，并在角膜的切除区和非切除区之间形成一个边界。根据本发明的一个实施例，通过在眼睛的视觉区140以外的暴露角膜表面中形成表示为130的受控外伤，并且优选地在过渡区120内形成，将在眼睛中引起受控生物动态反应。
在普通人群中最常出现的屈光缺陷被称为近视。近视、或近视眼是由于角膜形状形成过于扁长或子弹形轮廓，从而使图像形成在视网膜前面而不是形成在视网膜平面上。图4示意性地表示典型近视眼的手术前的角膜轮廓410。可以理解的是，这里给出的图并不是按比例的画的，而是用于图解这里和权利要求给出的本发明的实施例。
本领域内的一般技术人员可以很好地理解，为了矫正近视，具有术前半径R的术前角膜轮廓410必须在视觉区140上变平。矫正近视缺陷所需的具有较大半径R’的所需术后表面410’确定了角膜组织名义体积切除的切除深度dabl，如图4所示。但是，经常出现的是，所需的切除深度dabl导致剩余的术后角膜厚度不足以达到维持角膜结构完整、以及/或者满足医疗行业中的合理护理标准的厚度(通常为200到250微米)。如果切除深度dabl减小并保持R’，则视觉区将相应地收缩。这将产生一些问题，因为由眩目和光晕效应反映出的差低光度视力的一条原因被认为是由于视觉区的名义切除小于低光度环境下的(散瞳的)瞳孔大小。这样，激光矫正手术在这些条件下是不可以选择的。
有利的是，已经发现通过在角膜的选定区域引起受控外伤，可以引起眼睛的受控生物动态反应，这已由至少在角膜中央区的角膜轮廓变平证明。在图4中由虚线420表示的生物动态变平，优选地是由切除图1、2和4中130所指的组织环形成的。如图4中进一步表示的，420所指的角膜生物动态变平将视觉区增大到140’(OZ’)示意性表示的尺寸。计算的术后曲率半径R’可以由新视觉区140’上的表面轮廓410”形成，而表面轮廓410”是通过切除比原来名义切除深度dabl小的角膜组织体积深度dabl”形成的。
虽然根据下面给出的本发明优选方面的生物动态切除是以圆形的环带或环描述的，但应该理解的是，环可以是椭圆的或其它形状的，可以是任意这种环切除的一部分或不连续部分。生物动态环的形状和位置，包括环的宽度和深度，可以取决于角膜厚度和/或屈光性能(如，散光)、或其它因素。这样，下面给出的描述不用于以任何形式限制本发明的范围，而是仅仅用于简化对这里所述和权利要求限定的本发明的理解。
如图1和2所示，生物动态环130具有内边界边缘132和外边界边缘134，二者之间形成环宽度w。生物动态环130的内边界邻近名义切除视觉区140的外边界，并且二者之间间隔最小的距离d，如图2所示。优选地，距离d为200微米到600微米之间。如同图3的示意性截面图所示，生物动态环130具有切除深度t。在一个优选的方面，生物动态环的宽度w名义上为1mm，而切除深度t在10微米到70微米之间。
优选的是，生物动态环形成的切除槽具有侧壁310，侧壁310通常垂直于槽的底面312。这表示为角度α，如图3所示。这种受控切除环轮廓可由在靶表面处具有如图5所示能量轮廓500的激光束形成。图5表示在这里被称为“弱点”轮廓，详细地请参见共同拥有的公开申请WO01/28478，在适用法律和法规允许的程度上，其说明书整个在此引用作为参考文献。如图所示，弱点轮廓500定义为具有平的或基本平的中央部分501，轮廓的边缘502与中央部分是连续的并且是圆滑的。优选地，中央部分501围绕轮廓的半径是对称的，并且延伸横跨总轮廓500的60％到80％，更优选的是65％到70％。在某个点上，例如强度阈值点504，在此点上达不到眼睛组织切除强度阈值，优选地，轮廓500快速下降或减小成基本方形、垂直或平截边缘506。切除阈值或其任何变化在本领域是公知的。落在用于切除的阈值之下的能量优选地约为轮廓500包围的总能量的5％或更小。轮廓500是非高斯形的，在方形与高斯形之间，这里称为平截高斯形。参看图6，弱点能量轮廓500可以由这里称为弱点孔径600来形成。孔径600包括较大的中央直接透射孔径部分605，它由衍射地透射激光束的多个较小的子孔径603包围。这些孔径可以从德国的Fraunhofer Institut Siliziumtechnologie，Faunhoferstrabe 1，D-25524Itzehoe得到，并且可以从其它地方得到，其详细的描述参见上面刚刚引用的公开申请。
其它的光束能量轮廓将产生相应的不同切除槽轮廓。确定与生物动态环的尺寸、形状和布置相关的具体参数来自于连续的模型化提炼，对统计的大量人口群的经验分析将得到生物动态切除参数与所需生物动态反应之间的更准确的关系。
根据本发明的另一个实施例，如图7所示，提供一种改进的设备可读介质710，其中存储了可执行指令，用于指导眼科激光平台730在角膜表面的视觉区执行近视矫正名义切除。其中的改进涉及存储在介质710中的可执行指令720，如上所述，用于指导激光平台在视觉区140以外的角膜表面上执行近视矫正增强生物动态切除130。可执行指令的特殊结构有不同的形式。在一个优选的示例性方面，与激光平台一起使用的启动型卡可以具有数据存储能力，包括由激光平台下载的软件，用于指令激光平台进行生物动态切除。在另外的方面中，介质可以包括符合寄存在激光平台内部或外部的预编程指令程序的代码，当指令代码与寄存指令匹配时将使激光平台执行生物动态切除。这些上述的方面根本不是用于限制上述的本发明，而是仅仅给出本发明的代表性实施方式。对设备可读介质以及与控制激光视力矫正相关的指令代码请参见未审查的申请S.N.10/184441，标题为激光视力矫正设备和控制方法，它是与本申请同时提交并且通常属于共有。
虽然这里特别地图解和描述了优选的实施例，但是应该理解的是，根据上面所述以及权利要求，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明做出不同的修改和变化。
权利要求
1.一种用于激光视力矫正的方法，包括通过在确定的视觉区以外的暴露角膜表面上形成受控外伤，在眼睛的角膜组织中提供受控生物动态反应，以便角膜的近视矫正名义激光切除。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供生物动态反应包括在视觉区的至少中心部分上使角膜表面变平。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，形成受控外伤包括激光切除一部分暴露的角膜表面。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，激光切除一部分暴露的角膜表面包括将圆形或非圆形的角膜组织环的至少一部分切除。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，至少一部分切除环具有与视觉区外边界相邻的内边界。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，至少一部分切除环的内边界距离视觉区外边界的距离为d，其中200μm≤d≤600μm。
7.如权利要求4所述的方法，包括将至少一部分环切除到深度t，其中10μm≤t≤70μm，并且其宽度为w。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，t和w随着角膜上生物动态切除位置的变化是可变的。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，w随着角膜上激光束直径而变化。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，w的名义值为大约1mm。
11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，包括在角膜名义切除的过渡区内切除至少一部分环。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供受控生物动态反应包括为所需屈光矫正形成比没有受控生物动态反应时为所需屈光矫正的相应组织切除体积小的组织切除体积。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，减少的组织切除体积在视觉区上的切除深度比没有受控生物动态反应时视觉区上的相应切除深度小。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供受控生物动态反应包括从统计大量人口中经验地确定受控生物动态反应。
15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供受控生物动态反应包括将多个光切除的光脉冲输送到角膜表面上，所有这些脉冲的直径仅为1mm。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，多个光切除的光脉冲具有直射孔径透射部分和衍射孔径透射部分，从而形成弱点束强度轮廓。
17.一种用于LASIK或LASEK近视矫正的方法，包括将角膜名义切除区的视觉区以外的部分角膜组织切除。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所切除的角膜组织部分的形式是具有圆形或非圆形的切除角膜组织环的至少一部分。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，至少一部分环具有与视觉区外边界相邻的内边界。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，至少一部分切除环的内边界距离视觉区外边界的距离为d，其中200μm≤d≤600μm。
21.如权利要求20所述的方法，包括将至少一部分环切除到深度t，其中10μm≤t≤70μm，并且其宽度为w。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，t和w随着角膜上生物动态切除位置的变化是可变的。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，w随着角膜上激光束直径而变化。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，w的名义值为大约1mm。
25.如权利要求24所述的方法，包括在角膜名义切除的过渡区内切除至少一部分环。
26.如权利要求17所述的方法，其特征在于，切除部分角膜组织包括为所需屈光矫正在视觉区形成比没有受控生物动态反应时为所需屈光矫正在视觉区的相应组织名义切除体积小的组织名义切除体积。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，减少的组织名义切除体积在视觉区上的切除深度比没有切除部分角膜组织时在视觉区上的相应切除深度小。
28.一种改进的设备可读介质，所述设备可读介质中存储了可执行指令，用于指导眼科视力矫正激光平台在角膜表面的视觉区中进行近视矫正名义切除；其改进包括存储在介质中的可执行指令，所述可执行指令用于指导眼科视力矫正激光平台在视觉区以外的角膜表面上进行近视矫正增强生物动态切除。
29.如权利要求28所述的设备可读介质，其特征在于，生物动态切除具有至少一部分环的形式，所述环具有与视觉区的外边界相邻的内边界，并且所述环具有圆形或非圆形的形状。
30.如权利要求29所述的设备可读介质，其特征在于，生物动态切除的内边界距离视觉区外边界的距离为d，其中200μm≤d≤600μm。
31.如权利要求29所述的设备可读介质，其特征在于，至少一部分环的深度为t，其中10μm≤t≤70μm，并且其宽度为w。
32.如权利要求31所述的设备可读介质，其特征在于，t和w随着角膜上生物动态切除位置的变化是可变的。
33.如权利要求31所述的设备可读介质，其特征在于，w随着角膜上激光束直径而变化。
34.如权利要求29所述的设备可读介质，其特征在于，w的名义值为大约1mm。
35.如权利要求29所述的设备可读介质，其特征在于，至少一部分环位于角膜的名义切除的过渡区内。
36.如权利要求29所述的设备可读介质，其特征在于，受控进行的生物动态切除包括将多个光切除的光脉冲输送到角膜表面上，所有这些脉冲的直径仅为1mm。
全文摘要
本发明涉及一种用于LASIK或LASEK近视视力矫正的方法，以及涉及一种介质，所述介质中存储了用于指导激光视力矫正用的激光平台执行根据本发明的受控生物动态切除的指令。通过在视觉区以外的眼睛角膜上执行受控激光切除，以便激光视力矫正外科手术中的名义切除，引发眼睛的公知生物动态反应。视觉区以外的切除环或其部分产生角膜中央区域的生物动态变平，从而得到减小的体积切除深度，以对眼睛的近视屈光缺陷进行矫正。这种受控生物动态变平可以为术后角膜厚度不足的病人提供激光视力矫正的机会，保证可以进行激光视力矫正。
文档编号A61B18/20GK1722996SQ03815075
公开日2006年1月18日 申请日期2003年6月26日 优先权日2002年6月27日
发明者格哈德·尤苏斐, 弗里德里希·莫里茨 申请人:博士伦公司