用于激光手术系统的自由浮动式患者接口的制作方法
【专利说明】
[0001]
【背景技术】
相关申请的交叉引用
本申请要求享有2013年3月13日提交的美国申请N0.61/780，881的优先权，其内容出于所有目的通过引用并入本文。在此明确保留完整巴黎公约优先权。
技术领域
[0002]激光眼科手术系统已经变得普遍存在并且有意变化。例如，激光眼科手术系统可以被配置成经由切除(ablat1n)重塑角膜的前表面以实现屈光矫正。激光眼科手术系统还可以被配置成创建角膜瓣以暴露角膜的底层部分，使得底层部分可以经由切除来重塑并且然后利用所述瓣来恢复。最近开发的激光眼科手术系统可以被配置成创建角膜或角膜缘中的一个或多个切口以重塑角膜、创建角膜中的一个或多个切口以提供用于白内障手术仪器的通路和/或提供用于人工晶状体(intraocular lens)的植入的通路、在晶状体前囊中切割囊切开术以提供用于移除白内障晶状体的通路、对白内障晶状体分段和/或在晶状体前囊开口中切割囊切开术。
[0003]许多激光眼科手术系统经由激光束源生成一系列激光束脉冲。激光束脉冲沿到患者眼睛的光学路径传播。光学路径典型地包括诸如扫描机构和/或聚焦机构之类的可控元件以相对于患者控制所发射的激光束脉冲的方向和/或位置。
[0004]一些激光眼科手术系统被配置成追踪眼睛移动(例如眼睛的观看方向的改变)，使得可以实现对所发射的激光束脉冲的方向和/或位置的控制以便计及眼睛移动。例如，激光眼科手术系统可以在光学上追踪眼睛中的特征，诸如自然特征或添加到眼睛的基准标记(fiduciary marker),以便追踪眼睛的移动。
[0005]相比之下，其他激光眼科手术系统可以被配置成抑制眼睛移动。例如，可以采用直接接触角膜的前表面的接触透镜以便限制眼睛移动。然而，这样的限制可能导致相关联的患者不适和/或焦虑。
[0006]除了眼睛移动之外，许多激光眼科手术系统被配置成抑制患者与激光眼科手术系统之间的相对移动。例如，激光眼科手术系统可以包括诸如专用支撑组件(例如座椅或床)之类的多少有些坚固的患者限制特征，其可以包括被配置成抑制患者相对于支撑组件的移动的限制特征。这样的专用支撑组件可以包括患者通过其可以被移动以相对于激光眼科手术系统的光学路径适当定位患者眼睛的定位机构。此外，激光眼科手术系统可以被配置成刚性支撑确定激光脉冲的光学路径位置的部件以便基本上防止光学路径相对于专用支撑组件的移动，从而还抑制患者的眼睛相对于所发射的激光脉冲的相对移动。然而，专用支撑组件和光学路径部件的刚性支撑可能显著增加激光眼科手术系统的复杂度和有关成本。此夕卜，光学路径部件的刚性支撑和专用患者支撑组件的使用可能未能排除患者与激光眼科手术系统之间的某个水平的显著相对移动的可能性。
[0007]因此，具有关于患者移动的改进特性的激光手术系统和有关方法可以是有益的。
【发明内容】
[0008]提供了可以在诸如例如激光眼科手术系统之类的合适激光手术系统中使用的患者接口组件和有关方法。在许多实施例中，患者接口组件被配置成适应患者的相对移动而同时维持扫描电磁治疗射束与患者之间的对准。通过适应患者的移动，可以避免与试图限制患者移动相关联的附加系统复杂度和有关成本。此外，患者移动的适应可以用于增加激光手术系统的使用简易性，诸如通过将激光手术系统配置成由可以邻近于现有患者支撑组件(例如诸如床之类的非专用患者支撑组件)移动的可重定位推车来支撑。
[0009]因此，在一方面中，提供了一种在激光手术系统中适应患者移动的方法。该方法包括使用第一支撑组件来支撑扫描仪以便适应扫描仪与第一支撑组件之间的平行于第一方向的相对平移。扫描仪可操作成可控地扫描电磁辐射射束并且配置成与患者耦合以使得扫描仪连同患者的移动一起移动。第二支撑组件用于支撑第一支撑组件以便适应第一支撑组件与第二支撑组件之间的平行于与第一方向横切的第二方向的相对平移。底座组件用于支撑第二支撑组件以便适应第二支撑组件与底座组件之间的平行于与第一和第二方向中的每一个横切的第三方向的相对平移。电磁辐射射束在相对于底座组件固定的方向上传播。第一支撑组件用于支撑第一反射器，所述第一反射器被配置成反射电磁辐射射束以便平行于第一方向并且平行于扫描仪传播。第二支撑组件用于支撑第二反射器，所述第二反射器被配置成反射电磁辐射射束以便平行于第二方向传播并且入射在第一反射器上。扫描仪与第一组件之间、第一组件与第二组件之间、以及第二组件与底座组件之间的相对平移用于适应扫描仪与底座组件之间的三维相对平移。
[0010]在该方法的许多实施例中，扫描仪具有相对于电磁辐射射束的特定操作特性。例如，扫描仪可以可操作成扫描至少两个维度上的电磁辐射射束。扫描仪可以可操作成将电磁辐射射束聚焦到焦点。扫描仪可以可操作成在三个维度上扫描焦点。
[0011]在该方法的许多实施例中，第二方向垂直于第一方向并且第三方向垂直于第一和第二方向中的每一个。第一、第二和第三方向中的一个可以被竖直取向。例如，第三方向可以被竖直取向并且第一和第二方向中的每一个可以被水平取向。所述方法可以包括抑制以下中的至少一个:(1)扫描仪在竖直方向上的重力引致移动和(2)重力引致力向患者的传递。
[0012]在该方法的许多实施例中，电磁辐射射束包括一系列激光脉冲。所述激光脉冲可以被配置成修改眼睛组织。
[0013]该方法可以包括使用底座组件来支撑第三反射器。所述第三反射器可以被配置成将电磁辐射射束反射成平行于第三方向传播并且入射在第二反射器上。
[0014]该方法可以包括监视组件之间的一个或多个相对位置。例如，该方法可以包括监视包括以下各项的组中的至少一个的相对位置:(1)扫描仪与第一支撑组件之间，(2)第一支撑组件与第二支撑组件之间，以及(3)第二支撑组件与底座组件之间。
[0015]该方法可以包括抑制以下各项中的至少一个之间在扫描仪相对于患者的定位期间的相对移动:(1)扫描仪和第一支撑组件，(2)第一支撑组件和第二支撑组件，以及(3)第二支撑组件和底座组件。这样的在扫描仪相对于患者的定位期间抑制相对移动可以用于确保在扫描仪相对于患者被定位之后适当的相对移动范围是可得到的。
[0016]在另一方面中，提供了一种用于激光眼科手术系统的患者接口组件。所述患者接口组件包括眼睛接口设备、扫描仪、第一支撑组件、第二支撑组件、底座组件、射束源、第一反射器和第二反射器。眼睛接口被配置成与患者的眼睛对接。扫描仪与眼睛接口耦合并且可操作成在与眼睛接口设备对接的眼睛中的至少两个维度上扫描电磁辐射射束。扫描仪和眼睛接口连同眼睛的移动一起移动。第一支撑组件支撑扫描仪以便适应扫描仪与第一支撑组件之间的平行于第一方向的相对平移。第二支撑组件支撑第一支撑组件以便适应第一支撑组件与第二支撑组件之间的平行于与第一方向横切的第二方向的相对平移。底座组件支撑第二支撑组件以便适应第二支撑组件与底座组件之间的平行于第三方向的相对平移。所述第三方向与第一和第二方向中的每一个横切。射束源生成电磁福射射束并且输出电磁福射射束以便在相对于底座组件的固定方向上传播。第一反射器由第一支撑组件支撑并且被配置成将电磁辐射射束反射成平行于第一方向传播并且传播到扫描仪。第二反射器由第二支撑组件支撑并且被配置成将电磁辐射射束反射成平行于第二方向传播并且入射在第一反射器上。扫描仪与第一组件之间、第一组件与第二组件之间以及第二组件与底座组件之间的相对平移适应眼睛接口与底座组件之间的三维相对平移。
[0017]患者接口组件可以包括布置在扫描仪与眼睛接口之间的物镜组件。例如，电磁辐射射束可以从扫描仪传播以穿过物镜组件并且然后从物镜组件传播经过眼睛接口。
[0018]在患者接口组件的许多实施例中，电磁辐射射束被聚焦到焦点。扫描仪可以可操作成在与眼睛接口设备对接的眼睛中的三个维度上扫描焦点。
[0019]在患者接口组件的许多实施例中，扫描仪包括z扫描设备和xy扫描设备。z扫描设备可以可操作成改变眼睛中的焦点的深度。xy扫描设备可以可操作成在与电磁辐射射束的传播方向横切的两个维度上扫描焦点。
[0020]在患者接口组件的许多实施例中，第二方向垂直于第一方向并且第三方向垂直于第一和第二方向中的每一个。第一、第二和第三方向中的一个可以被竖直取向。患者接口组件可以包括与扫描仪耦合并且被配置成抑制以下中的至少一个的配衡机构:(1)眼睛接口在竖直方向上的重力引致移动，以及(2)重力引致力向与眼睛接口设备耦合的眼睛的传递。第三方向可以被竖直取向并且第一和第二方向中的每一个可以被水平取向。
[0021]患者接口组件可以包括至少一个传感器以监视患者接口组件的部件之间的相对位置。例如，患者接口组件可以包括被配置成监视包括以下各项的组中的至少一个的相对位置的至少一个传感器:扫描仪与第一支撑组件之间、第一支撑组件与第二支撑组件之间以及第二支撑组件与底座组件之间。
[0022]在患者接口组件的许多实施例中，电磁辐射射束包括一系列激光脉冲。激光脉冲可以被配置成修改眼睛组织。
[0023]患者接口组件可以包括至少一个设备(例如一个或多个电磁制动器组件、一个或多个锁销机构或配置成选择性地抑制耦合用于相对移动的部件之间的相对移动的任何其他合适机构)，该至少一个设备被配置成抑制以下中的至少一个之间在扫描仪相对于患者的定位期间的相对移动:(1)扫描仪和第一支撑组件，(2)第一支撑组件和第二支撑组件，以及(3)第二支撑组件和底座组件。这样的(多个)设备可以用于确保在扫描仪相对于患者被定位之后适当的相对移动范围是可得到的。
[0024]在许多实施例中，患者接口组件包括由底座组件支撑的第三反射器。第三反射器被配置成将电磁辐射射束反射成平行于第三方向传播并且入射在第二反射器上。
[0025]在另一方面中，提供了一种在激光手术系统中适应患者移动的方法。该方法包括使用第一支撑组件来支撑扫描仪以便适应扫描仪与第一支撑组件之间的相对移动，以便适应患者移动。扫描仪可操作成可控地扫描电磁辐射射束并且配置成与患者耦合，使得扫描仪连同患者的移动一起移动。该方法还包括使用射束源来生成电磁辐射射束。该方法还包括沿具有响应于患者移动而改变的光学路径长度的光学路径从射束源向扫描仪传播电磁辐射射束。
[0026]该方法还可以包括与光学路径有关的动作。例如，该方法可以包括使用第二支撑组件来支撑第一支撑组件以便适应第一支撑组件与第二支撑组件之间的相对移动，以便适应患者移动。该方法可以包括使用第一支撑组件来支撑第一反射器，所述第一反射器被配置成反射电磁辐射射束以便沿光学路径的一部分传播到扫描仪。该方法可以包括使用底座组件来支撑第二支撑组件以便适应第二支撑组件与底座组件之间的相对移动，以便适应患者移动。该方法可以包括使用第二支撑组件来支撑第二反射器，所述第二反射器被配置成将电磁辐射射束反射成沿光学路径的一部分传播以便入射在第一反射器上。该方法可以包括使用底座组件来支撑第三反射器，所述第三反射器被配置成将电磁辐射射束反射成沿光学路径的一部分传播以便入射在第二反射器上。
[0027]该方法可以包括使用光学路径有关部件之间的相对平移和/或相对旋转。例如，扫描仪与第一支