专利名称：用于将照射目标相对于照射源定位的接口单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种接口单元，用于将待照射的目标相对于照射源定位，所述接口单元具有用于将该接口单元相对于所述照射源定位的至少一个第一定位表面以及用于承压在待照射的目标上的第二定位表面，所述接口单元为来自所述照射源的照射提供穿过所述第二定位表面的路径。
背景技术：
这种接口单元例如可用于在人眼上进行激光外科手术切割操作。接口单元在待照射人类目标的情况下还可称为病人接口，在这种情况下接口单元用于建立病人眼睛与提供激光照射的激光系统之间的位置上的固定联接，通常是眼睛与激光系统的聚焦物镜之间的位置上的固定联接。为了保持聚焦物镜与病人眼睛之间的恒定距离，固定联接是必要的，从而能够以期望的高精度在待处理的眼睛组织部位(例如角膜)中进行切割。不仅对于眼睛组织而且对于其它生物组织以及死亡物质进行的切割操作而言，本身已知的是使用所谓的激光诱导光学击穿。通过应用聚焦的激光照射，当具有在击穿阈值以上的足够的空间和时间能量密度的脉冲时，这种击穿在聚焦区域中产生。光学击穿导致被处理的组织基本不发热的局部破坏。该效果被称为光致破裂。通过按顺序进行这种光致破裂，几乎任何期望的三维切割图案能够产生在被处理的组织中。典型地，具有飞秒范围的激光照射脉冲持续时间的激光系统目前被用于切割操作。对于这些超短脉冲持续时间，击穿阈值相对低，这有益于被处理的组织的低的照射暴露。光致破裂的尺寸实质上限于照射聚焦的程度。因此，切割精 度至关重要地依赖于聚焦的空间调节精度。通过使用这里考虑的类型的接口单元，能够相对于激光系统的坐标系参考眼睛的前表面。然而，可表现为接口单元的光学特性的公差的接口单元的制造公差导致被处理的组织中的聚焦位置的对应偏差。因此，切割精度至关重要地依赖于接口单元的制造精度。因此非常期望高制造精度的接口单元。接口单元例如可以具有筒状间隔件和设置在一端上的光学窗口，在此情况下，激光照射沿筒轴线行进通过间隔件的内部区域，穿过所述窗口，并且随后从接口单元出来。窗口的外侧用于承压待处理的目标，例如待处理的眼睛。因此，激光照射从窗口直接进入待处理的物质。结果是，窗口的外侧形成用于定位待照射的目标的定位表面。在筒的远离窗口的另一端，接口单元进一步装备有用于将接口单元相对于激光系统进行轴向定位的合适的定位结构。间隔件例如可被构造为圆柱形筒的形状，间隔件选择圆锥形筒形状的方案在现有技术中是已知的，窗口提供在锥体的窄端。在这些方案中，间隔件可称为间隔锥体；将理解的是，在本发明的范围内，间隔件的圆锥形状绝不是强制性的。制造以上述方式构造的具有间隔件和用于照射穿过的窗口的接口单元的一种方法包括，使用例如铝的金属材料制造间隔件，对于窗口，将满足光学要求的玻璃板安装在间隔件中的框架中并且粘合地结合在其中。然而，这种制造方法提出符合容许公差的严格要求，因为间隔件和玻璃板各自的制造公差能够叠加在一起，并且粘合结合工艺可能进一步是误差的另一来源。
发明内容
本发明的目的是能够生产一种在引言中提及的具有高精度类型的接口单元。为了实现该目的，本发明建议接口单元应该包括整体生产的接口主体，其形成至少一个第一定位表面和第二定位表面二者。以此方式，能够避免装配误差，否则当至少一个第一定位表面被提供在第一子主体上并且第二定位表面被提供在分开制造的第二子主体上，并且两个子主体需要被粘合地结合在一起或以其它方法牢固地连接时，存在这种装配误差的风险。当由分开的子主体生产接口单元时考虑的由每一个子主体的制造精度和在连接子主体时的装配精度构成的公差链能够通过本发明的方案减化为单块接口主体的任何制造误差。能够避免多个独立公差的叠加。这不仅应用于接口单元的几何尺寸，而且还应用于其光学特性(光程长度)。至少一个第一定位表面限定接口单元在照射输入侧上的参考表面，而第二定位表面限定在照射输出侧上的参考表面。由接口单元提供的用于照射的路径沿从照射输入参考表面到照射输出参考表面的方向延伸。沿此路径，照射行进通过具有不同的光学密度的至少两种介质，并且在简单的和方便的构造中，一种介质是空气，另一种介质可为形成第二定位表面的照射透明窗口元件的材料。在优选构造中，接口主体由适用于注射模制方法的材料制成，优选由适于注射压缩模制方法的材料制成，该材料优选为塑料材料。塑料材料例如可包括环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚碳酸脂或聚甲基丙烯酸甲酯。将理解的是，提到的这些材料纯为举例，并且其他可注射模制的特别是生物适应塑料材料是可以的。优选地，接口主体的至少一部分在可见波长范围内是透明的。接口主体的这种透明性特别是对于接口主体的形成包围照射路径的间隔件的部分来说是有利的。该透明性使得能够避免来自用于照明操作区域的光源的光的局部阴影。当将接口单元构造为具有圆柱形或圆锥形间隔件时，甚至能够使其周界表面为连续的，即没有任何开口。
根据一种构造，整个接口主体可由相同的材料构成。根据可替代构造,接口主体可具有分别由不同的材料构成的各种区域。然而，即使在这种可替代构造中，接口主体被生产为一件。当接口主体具有由不同的材料构成的不同区域时，例如通过在注射模具中在同一生产步骤中注射模制各种区域，能够对接口主体进行整体生产。现代多部件注射模制装置能够注射模制由不同材料制成的部件。并且，本发明的范围不排除接口主体的至少一个子件被预先制造并且接口主体的其它区域随后被注射模制在预先制造的子件上，从而产生材料配合连接。例如，可以使用预先制造的吸环部件，将其放置在注射模具中，随后将接口主体的剩余区域注射模制在吸环部件上。优选地，接口主体的包括两个定位表面的至少一个连续的区段在任何情况下由相同的材料构成。在优选构造中，接口主体具有包围用于照射的路径的间隔锥体和提供在间隔锥体的窄端用于承压在待照射的目标上的接触元件。接触元件形成用于照射输出的所述窗口。接触元件可具有面向眼睛的接触表面，接触表面被构造为平坦的、凹的或凸的或者具有圆形边缘区域。另一方面，在其面向照射源的另一侧(即背离眼睛的一侧)，接触元件可被构造为平坦的或具有形式自由的表面。双平面接触板可例如被用作接触元件，或者可使用平凹型或平凸型接触元件，其中面向眼睛的接触表面相应地为凹的或凸的，并且背离眼睛的相反侧被构造为平坦的。通过将接触元件的背离眼睛的一侧构造为形式自由的表面，当接触表面是非平坦的构造时，能够补偿由于边缘失真(球面像差)导致的聚焦恶化。特别通过注射模制方法，本质上可以生产任何期望构造的这种形式自由的表面，从而形式自由的表面能够被优化地构造为具有补偿可能由接触表面的非平面构造诱导的任何偏差的外观。代替双平面接触板，能够使用专门针对应用以另一方法构造的接触元件，例如平凹型或平凸型接触元件和/或具有圆形边缘表面的接触元件。代替平面，接触板的面向待照射的目标的一侧还可例如为凸形的或者在边缘为圆形。接触元件在其面向眼睛的一侧和/或其背离眼睛的一侧可被提供有减反射涂层，以便在所使用的照射波长下减少接口主体的材料的任何反射损失。已知的是，结合首先被放置在眼睛上随后通过吸附力被固定在那的吸环，使用具有这里考虑的功能性的接口单元，至少用于眼科操作。随后使接口单元靠近吸环并与吸环接合。以此方式，不仅眼睛被吸环固定，而且接口单元也相对于吸环被定位，特别是被居中。在本发明的一种构造中，现在可行的是将接口主体构造为具有能够满足这种吸环的功能性的整体形成的结构。相应地，接口单元可具有至少一个排空空间，该至少一个排空空间至少部分通向待照射的目标，以便通过吸附将接口主体固定在待照射的目标上。于是能够省去使用单独的吸环。已经解释了接口主体可具有分别由不同材料构成的各种区域。在装备有满足传统吸环的功能的形成物的接口主体中，该概念可用于由与接口主体的形成这种吸环形成物(例如排空空间)的第二区段的材料不同的材料形成接口主体的包括两个定位表面的连续的第一区段。例如，第二区段可由聚碳酸酯或另外的塑料构成。实际上不排除第二区段由金属材料构成的可能性。根据进一步的方面，本发明涉及一种用于生产上述类型的接口单元的方法。在这种情况下，接口主体通过注射压缩模制方法生产。在注射压缩模制中，塑料熔体被注入还没有完全闭合的注射模制工具中。该工具直到固化过程才完全闭合。因此建立的闭合压力确保模制部分的被限定的形状。在此程度上，其具有结合的注射模制-压缩模制方法。已经发现，利用注射压缩模制方法，能够在相对经济的成本下以要求的光学质量并尤其以非常高的制造精度大批量生产塑料接口主体。
在下面将借助附图进一步解释本发明，其中:图1采用局部剖切透视图示出根据实施例的接口单元，图2示出图1的接口单元以及放置在人眼上的吸环单元，和图3示意性地示出根据另一实施例的接口单元。
具体实施例方式
首先将参照图1和图2。图1和图2示出整体由10表示的接口单元，其用于联接到激光系统(未详细示出)并且能够相对于激光系统定位和参考待处理的人眼12。接口单元10包括具有锥体轴线16的间隔锥体14。间隔锥体14的圆锥形侧表面在所示的示例性情况下具有多个开口 18，将理解的是，该圆锥形侧表面可替代地被构造为由实心材料构成的侧表面。当这里提及间隔锥体时，将理解的是，无论锥体的内周表面还是外周表面未必确切地形成数学意义上的圆锥形表面。而是，当沿轴向方向前进时，圆锥形侧表面可以容易地具有多个凹口、台阶或弯曲部。然而，总体上，间隔锥体通过从其一个轴向端沿到另一轴向端的方向逐渐变宽而呈现出大体的圆锥形构造。将理解的是，在变型中，圆柱形的或不同形状的内部中空的间隔主体可用来代替间隔锥体14。在间隔锥体14的窄端，接口单元10具有在这里被构造为平面平行方式的接触板20，其形成用于承压在待处理的眼睛12的表面上的接触表面22。接触板20被定向为垂直于锥体轴线16，并且在技术术语中由于其接触表面22的平面性而通常被称为压平板；其能使眼睛12的角膜变平。
接触板20的与接触表面22相反的一侧(即背离眼睛的一侧)由23指代。在间隔锥体14的宽端上，接口单元10被进一步构造为具有安装凸缘24，其绕间隔锥体14成环形延伸并且从间隔锥体14径向地凸出。在其周界范围的一部分上，安装凸缘24被加宽以形成抓持板26，其允许使用者抓持接口单元10并将接口单元10径向地插入激光系统的槽(未详细示出)中。径向插入深度可被突出部28限制，突出部28形成在抓持板26上并且与激光系统的径向承压凸缘(未详细示出)相互作用。在槽中，接口单元10相对于激光系统轴向固定；如果需要，能够将安装凸缘24牢固地夹持在槽中的合适的夹持单元可提供在激光系统上。在安装凸缘24的上侧，总共提供三个定位突出部30，这些突出部沿锥体的周界以近似相等的角间距分布，并且分别在它们上侧形成轴向定向的定位表面32。当接口单元10被安装时，突出部30的定位表面32与激光系统的轴向承压表面进入轴向定位接合，从而通过定位突出部30在该承压表面上的相互承压而提供接口单元10相对于激光系统的固定的轴向定位。接口单元10提供用于激光系统10的激光照射的进入路径，其沿锥体轴线16延伸，如图1中聚焦射线束34所指示的那样。用于激光照射的进入路径延伸通过接触板20。定位突出部30的定位表面32分别形成本发明意义下的第一定位表面,而接触板20的接触表面22形成本发明意义下的第二定位表面。因为接口单元10由于卫生的原因特别是在用于眼科治疗情况下通常为一次性物品，所以使用者需要一批接口单元以便能够为每次操作使用新的接口单元。当然，接口单元的更换不应引起必须重新调节激光系统，即，光束焦点的Z向位置必须被重新参考。这对接口单元10的制造精度提出了相当严格的要求，并且尤其是对定位表面32与接触表面22的轴向(几何)距离和接触板20的厚度提出相当严格的要求。定位表面32与接触表面22的几何距离和接触板20的轴向厚度二者均在射线束34穿过接口单元10时影响接口单元10的有效光程长度。为了高的制造精度，并且对应地为了接口单元10的高精度光学特性，在所示的示例性情况下，接口单元10被构造为单块接口主体，即间隔锥体14与接触板20和安装凸缘24被生产成一件。由于对接触板20的透明性要求，该单块接口主体的材料为对于激光照射为透明的材料。接口主体的材料优选还在可见波长范围下具有高的中性色透明性，从而为医生提供足够明亮的真色彩操作区域。塑料注射模制方法适于生产诸如一件式接口单元10的相对复杂形状的结构，并且接口单元10的严格的精度要求能够特别通过注射压缩模制方法而被满足。这里，注射压缩模制方法旨在表示这样的方法:塑料熔体被注入放大空腔中并且在随后的压缩阶段被移动工具元件压缩。使用注射压缩模制技术能够生产具有满足甚至眼科应用中对激光系统的严格要求的光学质量的部件。用于生产接口单元10的塑料合适地是生物适应性的。能够被认证为生物适应性的适合的塑料例如为PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯)、环烯烃聚合物、环烯烃共聚物和聚碳酸脂。适于通过注射压缩模制方法整体生产接口单元10的市场上可买到的材料的示例为来自Topas先进聚合物公司(Topas advanced polymers)的I opas 和来自瑞翁化学公司(ZeonChemicals)的Zeonex ,.将理解的是，并不旨在限于这些示例性材料中的一种；适于注射压缩模制方法和至少在使用的激光照射波长下表现出足够传播性，并且进一步对照射足够稳定的任何塑料材料理论上都可被使用。为了避免反射损失，推荐在接触板20的至少一个或两个板侧为整体生产的接口主体提供减反射涂层。
根据图2的图示，在使用中，使接口单元10轴向地靠近先前被放置在眼睛12上并且通过由两个方向箭头38指示的吸附力(以未详细示出的方式)被固定在那的吸环单元36。间隔锥体14随后被引入吸环单元36的接纳斗40中，并且因此相对于吸环单元36被居中。吸腔可被界定在接口单元10和吸环单元36之间，该吸腔的排空导致接口单元10被吸附在吸环单元36上，因此将这两个部件相互固定。在将接口单元10引入吸环单元36的接纳斗40的过程中，接触板20能够通过其接触表面22承压在眼睛的表面上；作为替代，可行的是，接触板20在接口单元10处于完全引入状态时还不承压在眼睛12上，并且，为了在眼睛12和接触板20之间建立承压接触，首先必须排空它们之间的空间。在所示的示例性情况下，吸环单元36被构造为具有两个连接压盖42、44，其分别用于附接到管线(未详细示出)以连接到泵系统。每个连接压盖42、44分别经由内部路径系统被连接到吸环单元36的吸腔，从而这两个吸腔能够彼此独立地被排空。在图3所示的实施例中，与之前部件相同或具有相同效果的部件被提供具有相同的附图标记，但带有小写字母后缀。为了避免不必要的重复，参考上面结合图1和图2的解释进行的描述，除非下面以另外的方式指出。根据图3的实施例的接口单元IOa由整体生产的接口主体形成，接口主体不仅形成间隔锥体14a、接触板20a和安装凸缘24a，而且形成具有吸腔48a的吸环46a，吸腔48a通向眼睛表面并被用于将吸环46a吸附在眼睛12a上。吸腔48a在这里被构造为环形腔，其沿其整个环形周界通向眼睛表面，并且被连接到示意性地以50a指示的排空连接部，管线(未详细示出)能够附接到排空连接部从而将接口单元IOa连接到泵系统。接口单元IOa因此结合了吸环的固定眼睛12a、使眼睛12a的角膜变平以及相对于激光系统轴向定位眼睛12a的功能。上面的陈述应用于生产接口单元IOa ;接口单元IOa通过注射模制方法，特别是通过注射压缩模制方法由透明和生物适应的塑料材料生产。在注射模制方法的范围内，可以想到吸环46a使用与接口单元IOa的其它部分(特别是间隔锥体14a、接触板20a和安装凸缘24a)不同的材料。以此方式，能够生产单块的但无论如何具有分别以不同材料构成的区域 的接口主体。作为替代，当然能够由相同的材料制造整个接口单元10a。
权利要求
1.一种接口单元(10)，用于将待照射的目标相对于照射源定位，所述接口单元具有用于将所述接口单元相对于所述照射源定位的至少一个第一定位表面(32)以及用于承压在所述待照射的目标上的第二定位表面(22)，所述接口单元为来自所述照射源的照射提供穿过所述第二定位表面的路径， 其特征在于，所述接口单元包括被整体生产的接口主体，所述接口主体形成所述至少一个第一定位表面和所述第二定位表面二者。
2.根据权利要求1所述的接口单元，其中所述接口主体由适于注射模制方法，优选适于注射压缩模制方法的材料制成，特别是塑料材料。
3.根据权利要求2所述的接口单元，其中所述塑料材料包括环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸脂。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的接口单元，其中所述接口主体的至少一部分在可见波长范围内是透明的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的接口单元，其中所述接口主体具有分别由不同材料构成的各种区域。
6.根据前述权利要求中任一项所述的接口单元，其中所述接口主体的包括所述两个定位表面的至少一个连续区段由相同的材料构成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的接口单元，其中所述接口主体具有包围所述路径的间隔锥体(14)以及提供在所述间隔锥体的窄端上用于承压在所述待照射的目标上的接触元件(20)。
8.根据权利要 求7所述的接口单元，其中所述接触元件(20)具有面向眼睛的接触表面(22)，该接触表面(22)被构造为平坦的、凹的或凸的或者具有圆形边缘区域。
9.根据权利要求8所述的接口单元，其中所述接触元件(20)被构造为在所述接触元件(20 )的远离所述接触表面(22 )的另一侧(23 )为平坦的或者具有形式自由的表面。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的接口单元，其中所述接触元件(20)在所述接触元件(20)的面向眼睛的一侧(22)和/或在所述接触元件(20)的背离所述眼睛的一侧(23)上被提供有减反射涂层。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的接口单元，其中所述接口单元具有至少一个排空空间(48a)，该至少一个排空空间(48a)至少部分地通向所述待照射的目标，用于通过吸附将所述接口主体固定在所述待照射的目标上。
12.根据权利要求9所述的接口单元，其中所述接口主体的包括所述两个定位表面的连续的第一区段由与所述接口主体的形成所述排空空间的第二区段不同的材料构成。
13.一种用于生产根据权利要求1至10中任一项所述的接口单元的方法，其中所述接口主体通过注射压缩模制方法而被生产。
全文摘要
一种接口单元(10)，用于将待照射的目标相对于照射源定位，所述接口单元具有用于将所述接口单元相对于所述照射源定位的至少一个第一定位表面(32)以及用于承压在所述待照射的目标上的第二定位表面(22)。所述接口单元为来自所述照射源的照射提供穿过所述第二定位表面的路径。根据本发明，所述接口单元包括被整体生产的接口主体，所述接口主体形成所述至少一个第一定位表面(32)和所述第二定位表面(22)二者。所述接口主体优选通过注射压缩模制方法由塑料材料生产，从而实现期望的高的制造精度。
文档编号A61F9/009GK103221003SQ201080069906
公开日2013年7月24日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者克劳斯·沃格勒, 托马斯·戴辛格, 格哈德·罗布 申请人:威孚莱有限公司