用于激光手术系统的自由浮动式患者接口的制作方法_4

文档序号:9582671阅读:来源:国知局
实施例的适应激光手术系统中的患者移动的方法100的动作的简化框图。本文所描述的任何合适的设备、组件和/或系统可以用于实践方法100。方法100包括使用第一支撑组件(例如第一支撑组件32)来支撑扫描仪(例如扫描仪16)以便适应扫描仪与第一支撑组件之间的平行于第一方向(例如方向46)的相对平移。扫描仪可操作成可控地扫描电磁辐射射束(例如射束26)并且被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(动作102)。第二支撑组件(例如第二支撑组件34)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(例如方向62)的相对平移(动作104)。底座组件(例如底座组件36)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(例如方向64)的相对平移(动作106)。电磁辐射射束在相对于底座组件固定的方向上传播(动作108)。第一支撑组件用于支撑第一反射器(例如第一反射器66),该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传播并且传播到扫描仪(动作110)。第二支撑组件用于支撑第二反射器(例如第二反射器68),该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(动作112)。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(动作114)。
[0071]图4是可以作为方法100的部分而实现的附加方面和/或可选动作的简化框图。例如,方法100可以包括使用底座组件来支撑第三反射器(例如第三反射器70),该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(动作116)。方法100可以包括操作扫描仪以在至少两个维度上扫描电磁辐射射束(动作118)。方法100可以包括将电磁辐射射束聚焦到焦点(动作120)。方法100可以包括操作扫描仪以在三个维度上扫描焦点(动作122)。方法100可以包括使用配衡机构来抑制扫描仪的重力引致移动和/或抑制重力引致力向与扫描仪耦合的眼睛的传递(动作124)。方法100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(动作126)。方法100可以包括在扫描仪相对于患者的定位期间抑制以下中的至少一个之间的相对移动:(1)扫描仪与第一支撑组件,(2)第一支撑组件与第二支撑组件,以及(3)第二支撑组件与底座组件(动作128)。
[0072]图5示意性地图示了依照许多实施例的可以用在可以用于适应患者移动的自由浮动式机构14中的相对移动。自由浮动式机构14包括第一反射器66、第二反射器68和第三反射器70。在许多实施例中,自由浮动式机构14包括被配置成准许扫描仪16与第一反射器66之间、第一反射器66与第二反射器68之间以及第二反射器68与第三反射器70之间的一定的相对移动的联动装置组件(未示出)以便将电磁辐射射束26 —致地引导到扫描仪16而同时适应患者接口设备20与用于生成电磁辐射射束26的激光器组件之间的三维相对移动。例如,类似于图2中图示的自由浮动式机构14的实施例,自由浮动式机构14可以被配置成使得扫描仪16由第一支撑组件支撑,以使得扫描仪平行于第一方向46自由地相对于第一支撑组件平移,从而维持第一反射器66与扫描仪16之间的射束26的位置和取向。同样地,第一支撑组件可以由第二支撑组件支撑以使得第一支撑组件平行于第二方向62自由地相对于第二支撑组件平移,从而维持第二反射器68与第一反射器66之间的射束26的位置和取向。并且第二支撑组件可以由底座组件支撑以使得第二支撑组件平行于第三方向64自由地相对于底座组件平移,从而维持第三反射器70与第二反射器68之间的射束26的位置和取向。
[0073]自由浮动式机构14还可以采用一个或多个相对旋转以便维持射束26的路径段的位置和取向。例如,扫描仪16可以由第一支撑组件支撑以使得扫描仪自由地经受围绕与第一反射器66和扫描仪16之间的射束26的路径段重合的轴相对于第一支撑组件的旋转78,从而维持第一反射器66与扫描仪16之间的射束26的位置和取向。同样地,第一支撑组件可以由第二支撑组件支撑以使得第一支撑组件自由地经受围绕与第二反射器68和第一反射器66之间的射束26的路径段重合的轴相对于第二支撑组件的旋转80,从而维持第二反射器68与第一反射器66之间的射束26的位置和取向。并且第二支撑组件可以由底座组件支撑以使得第二支撑组件自由地经受围绕与第三反射器70和第二反射器68之间的射束26的路径段重合的轴相对于底座组件的旋转82,从而维持第三反射器70与第二反射器68之间的射束26的位置和取向。
[0074]自由浮动式机构14还可以采用相对平移和相对旋转的任何合适组合以便维持射束26的路径段的位置和取向。例如,关于图5中图示的配置,自由浮动式机构14可以采用平行于第二方向62的相对平移、平行于第三方向64的相对平移和相对旋转82,从而允许患者接口 20相对于用于生成电磁辐射射束26的激光器组件的三维移动,并且从而适应患者移动。
[0075]图6A是依照许多实施例的适应激光手术系统中的患者移动的方法200的动作的简化框图。本文所描述的任何合适的设备、组件和/或系统可以用于实践方法200。方法200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被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(动作202)。方法200包括使用射束源来生成电磁辐射射束(动作204)。方法200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(动作206)。
[0076]图6B是可以作为方法200的部分而实现的附加方面和/或可选动作的简化框图。例如,方法200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(动作208)。方法200可以包括使用第一支撑组件来支撑第一反射器,该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部分传播到扫描仪(动作210)。方法200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(动作212)。方法200可以包括使用第二支撑组件来支撑第二反射器,该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部分传播以便入射在第一反射器上(动作214)。方法200可以包括使用底座组件来支撑第三反射器,该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部分传播以便入射在第二反射器上(动作216)。方法200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和相对取向中的至少一个:(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(动作218)。方法200可以包括抑制扫描仪相对于患者的定位期间在以下中的至少一个之间的相对移动:(1)扫描仪与第一支撑组件,(2)第一支撑组件与第二支撑组件,以及(3)第二支撑组件与底座组件(动作220)。
[0077]图7示意性地图示了依照许多实施例的激光手术系统300。激光手术系统300包括激光器组件12、自由浮动式机构14、扫描仪16、物镜组件18、患者接口 20、通信路径302、控制电子设备304、控制面板/图形用户接口(⑶I) 306和用户接口设备308。控制电子设备304包括处理器310,其包括存储器312。患者接口 20被配置成与患者22对接。控制电子设备304经由通信路径302与激光器组件12、自由浮动式机构14、扫描仪16、控制面板/⑶I 306和用户接口设备308操作耦合。
[0078]自由浮动式机构14可以如图2中图示的那样被配置成包括例如第一反射器66、第二反射器68和第三反射器70。因此,自由浮动式机构14可以被配置成适应由三个正交单位方向的任何组合所产生的任何方向上的患者22相对于激光器组件12的移动。
[0079]扫描仪16包括z扫描设备314和xy扫描设备316。激光手术系统300被配置成将电磁辐射射束26聚焦到在三个维度上扫描的焦点。z扫描设备314可操作成在射束26的传播方向上改变焦点的位置。xy扫描设备316可操作成在与射束26的传播方向横切的两个维度上扫描焦点的位置。因此,z扫描设备314和xy扫描设备316的组合可以被操作成在三个维度上(包括在患者22的组织内,诸如在患者22的眼睛组织内)可控地扫描射束的焦点。如以上关于组件30所描述的,扫描仪16由自由浮动式机构14支撑,该自由浮动式机构14在三个维度上适应扫描设备相对于激光组件12的患者移动引致移动。
[0080]患者接口 20耦合到患者22以使得患者接口 20、物镜18和扫描仪16连同患者22一起移动。例如,在许多实施例中,患者接口 20采用真空附接到患者20的眼睛的负压吸引环。负压吸引环可以例如使用真空与患者接口 20耦合以将负压吸引环紧固到患者接口 20。[0081 ] 控制电子设备304经由通信路径302控制激光器组件12、自由浮动式组件14、扫描仪16、患者接口 20、控制面板/⑶I 306和用户接口设备308的操作和/或可以从其接收输入。通信路径302可以以任何合适的配置来实现,合适的配置包括控制电子设备304与相应系统部件之间的任何合适的共享或专用通信路径。
[0082]控制电子设备304可以包括任何合适的部件,诸如一个或多个处理器、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)和一个或多个存储器储存设备。在许多实施例中,控制电子设备304控制控制面板/GUI 306以提供根据用户指定治疗参数的术前规划以及提供对激光眼科手术过程的用户控制。
[0083]控制电子设备304可以包括用于执行涉及系统操作的计算并且向各种系统元件提供控制信号的处理器/控制器310。计算机可读介质312耦合到处理器310以便存储由处理器和其他系统元件所使用的数据。处理器310与系统的其他部件交互,如遍及本说明书更加完整描述的那样。在实施例中,存储器312可以包括可以用于控制激光系统手术系统300的一个或多个部件的查找表。
[0084]处理器310可以是被配置成执行指令和数据的通用微处理器,诸如加利福尼亚州圣克拉拉的Intel公司制造的Pentium处理器。其还可以是以软件、固件和/或硬件体现用于执行依照本公开的实施例的方法的指令的至少一部分的专用集成电路(ASIC)。作为示例,这样的处理器包括专用电路、ASIC、组合逻辑、其他可编程处理器、其组合,等等。
[0085]存储器312可以是本地的或者分布式的,如对于特定应用而言适当的那样。存储器312可以包括数个存储器,包括用于在程序执行期间存储指令和数据的主随机存取存储器(RAM)以及其中存储固定指令的只读存储器(ROM)。因此,存储器312提供用于程序和数据文件的持久性(非易失性)存储,并且可以包括硬盘驱动器、闪速存储器、软盘驱动器以及相关联的可移除介质、致密盘只读存储器(CD-ROM)驱动器、光学驱动器、可移除介质盒式磁带和其他类似的存储介质。
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