用于激光切割角膜容置部的方法
【专利摘要】提供了一种使用激光在患者的角膜中制作容置部的方法。该容置部使用飞秒激光或毫微秒激光制作。激光将角膜内的组织烧蚀出特定形状。容置部的形状可以通过用于对激光的三维路径进行定制性编程的软件确定。可以使用多种角膜容置部构型或计算机编程的形状来适于各种角膜透镜形状和尺寸。然后可以将角膜内透镜插入到容置部中，以便校正患者的视力。
【专利说明】用于激光切割角膜容置部的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2009年I月8日较早提交的美国专利申请N0.12/281,749的优先权,其全部公开内容在此通过参引并入本文。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及眼部手术。更具体地，本发明涉及一种用于激光切割角膜容置部的方法。
【背景技术】
[0004]老视是近距视觉的逐渐损失，其通常随着老化过程而发生。患有老视的人的眼睛具有降低了的聚焦于诸如书本、杂志、或电脑屏幕之类的近距物体的能力。老视的症状可以包括难以阅读精细的印刷物以及将眼睛的焦点在近距物体与远距物体之间转换时视物不清。
[0005]存在有若干种老视的普通疗法。专用的成对视近眼镜(reading glasses)是这些疗法中的一种。视近眼镜提供近距物体的放大以提供改善的视觉。然而，如果人还需要用于聚焦于远距物体的眼镜，在视近眼镜与视远眼镜(distance glasses)之间进行更换会是不方便的。另一种疗法为双焦眼镜，其提供有眼镜透镜的用于辅助远距视觉的部分和用于辅助近距视觉的部分。尽管双焦点透镜针对近距视觉校正和远距视觉校正两者提供了单个的成对眼镜，但双焦点透镜会引起定向障碍。还发展出了用于眼睛的表面的隐形眼镜，其针对近距视觉和远距视觉两者提供视觉校正。尽管这些疗法为患有老视的人提供了视觉校正，但每种方法都需要必须日常佩戴或使用至少一个额外附属品或成对隐形眼镜。此外，用于插入到眼睛中的非常小的透镜正在开发中。然而，必须在角膜中形成小的容置部，以便透镜能够插入到该容置部中。`
[0006]因此，期望的是提供一种用于在角膜中制作这样的透镜能够插入到其中的小的容置部的方法。
【发明内容】
[0007]前述需求通过本发明在很大程度上得到满足，其中，在一个方面中，提供了一种设备，使得在一些实施方式中，包括用于激光切割角膜容置部的方法，透镜能够插入到该角膜容置部中。
[0008]根据本发明的一个方面，一种用于制作角膜容置部的方法包括提供配置成制作角膜容置部的低能量飞秒激光或毫微秒激光。所述方法可以还包括:将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部；以及确定所述激光的移动路径，以便形成具有特定容置部形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径。此外，所述方法可以包括将来自所述激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行切割。所述方法可以还包括使所述激光束沿所述移动路径移动，以便制作具有所述特定容置部形状的所述角膜容置部。
[0009]根据本发明的另一方面，所述方法可以包括朝向所述角膜的中部移动所述激光以补偿散光效应。所述方法可以还包括使用具有大约0.2微焦耳与1.5微焦耳之间的范围内的能量输出的激光。所述激光可以还具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸，并且所述角膜容置部可以定位在大约220微米至350微米的范围内的深度处。此外，所述激光具有多个激光束光斑，并且可以消除所述光斑之间的间距。所述方法可以还包括对所述激光进行编程以制作所述特定容置部形状。 [0010]根据本发明的又一实施方式，一种用于制作角膜容置部的方法包括提供配置成制作角膜容置部的低能量飞秒激光或毫微秒激光。所述方法可以还包括:将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部；以及确定所述激光的移动路径，以便形成具有特定容置部形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径。所述方法可以包括使用定位软件，以便制作所述特定形状。此外，所述方法可以包括将来自所述激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行切割和分离。所述方法可以还包括使所述激光束沿所述移动路径移动，以便制作具有所述特定容置部形状的所述角膜容置部。
[0011]根据本发明的又一实施方式，一种用于制作角膜容置部的方法包括提供配置成制作角膜容置部的低能量飞秒激光或毫微秒激光。所述方法可以还包括:将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部；以及确定所述激光的三维移动路径，以便形成具有特定容置部形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径。所述方法可以包括对计算机进行编程以控制所述激光，使得所述激光遵循所述三维移动路径以形成所述特定形状。此外，所述方法可以包括将来自所述激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行切割和分离。所述方法可以还包括使所述激光束沿所述移动路径移动，以便制作具有所述特定容置部形状的所述角膜容置部。
[0012]根据本发明的另一方面，所述方法可以包括朝向所述角膜的中部移动所述激光以补偿散光效应。所述方法可以还包括使用具有大约0.2微焦耳与1.5微焦耳之间的范围内的能量输出的激光。所述激光可以还具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸，并且所述角膜容置部可以定位在大约220微米至350微米的范围内的深度处。此外，所述激光可以具有多个激光束光斑，并且可以消除所述光斑之间的间距。
[0013]这样，已经相当概括地略述了本发明的特定实施方式，以便本文中的实施方式的详细描述可以得到更好的理解，并且对本领域的现有贡献可以得到更好的认可。当然，存在有将在下面进行描述的本发明的其它实施方式，并且这些实施方式形成了这里所附的权利要求的主题。
[0014]在这方面，在详细地对本发明的至少一个实施方式进行解释之前，应当理解的是，本发明并不将其应用局限于在下面的描述中提出的或在附图中示出的构造的细节和部件的设置。本发明具有除了所描述的那些之外的实施方式并且能够以不同的方式实施和执行。而且，应当理解的是，本文中所采用的用语和术语以及摘要是出于进行描述的目的，并且不应当认为是限制。[0015]因而，本领域技术人员将理解的是，本公开所基于的概念可以容易地用作对用于实现本发明的若干目的其它结构、方法和系统进行设计的基础。因此，重要的是，权利要求被认为包括这样的等效构造，只要这些等效构造没有脱离本发明的精神和范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1示出了根据本发明的实施方式的用于进行激光手术以制作角膜内容置部的激光手术设备；
[0017]图2为根据本发明的实施方式的眼睛的前部的截面图，其中眼睛具有设置在其中的角膜内透镜；
[0018]图3示出了根据本发明的实施方式的眼睛的前部的截面图，其中眼睛具有设置在眼睛的角膜内的植入物；
[0019]图4示出了在用于将透镜插入到患者的角膜中的方法中所涉及到的一系列步骤；
[0020]图5A和图5B示出了根据本发明的实施方式的角膜中的切口以及角膜容置部；
[0021]图6A和图6B示出了根据本发明的实施方式的角膜中的切口 ；
[0022]图7示出了根据本发明的实施方式的角膜容置部的俯视图；
[0023]图8A和图SB示出了根据本发明的实施方式的激光束的三维路径；
[0024]图9示出了根据本发明的实施方式的激光束的移动路径。`
【具体实施方式】
[0025]现在将参照附图对本发明进行描述，在所有的附图中，相同的附图标记表示相同的元件。根据本发明的实施方式提供了一种用于在角膜中制作瓣片或容置部的设备和方法。该晶状体或容置部优选地由在常规的激光矫视(Iasik)手术中使用的激光制作出。
[0026]图1示出了根据本发明的实施方式的用于进行激光手术以制作角膜内容置部的激光手术设备10。激光手术设备10可以包括激光源12，该激光源12能够通过使用软件来产生和控制具有连续序列的激光脉冲(具有基本上恒定的脉冲宽度和脉冲能量)的源光束
14。在激光手术设备10的一个实施方式中，源光束14可以采用飞秒(femtosecond)激光或毫微秒(nanosecond)激光的形式。源光束14也可以具有大于800毫微米(nanometers)的波长和大约0.2微焦耳(mu.J)至1.5微焦耳的范围内的脉冲能量。对脉冲而言使用较少的能量是优选的，但可以是适于制作角膜容置部的任何级别的能量。
[0027]激光手术设备10还包括光学系统16,该光学系统16用于形成成形的激光束18,并且用于朝向眼睛22的角膜28引导该成形的激光束18并将该成形的激光束18引导到眼睛22的角膜28中。激光束18可以通过计算机进行编程以确定激光束18在患者眼睛的范围内的路径。此外，激光束18可以被配置成遵循三维路径以对角膜进行切割和分离，以便形成用于透镜的插入的容置部。
[0028]图2为根据本发明的实施方式的眼睛22的前部的截面图，其中眼睛22具有设置在其中的角膜内透镜26。在图2中示出的本发明的实施方式中，角膜内透镜26可以设置在眼睛22的角膜28内，角膜28可以部分地包封眼睛22的前房30。在图2中还示出了虹膜32。根据本发明的实施方式，在形成了角膜容置部29之后，即可以将透镜26插入到角膜28内，角膜容置部29可以通过使用图1中示出的激光手术设备10来形成。[0029]角膜内透镜26并不局限于附图中示出的构型，而是可以具有多种形状，例如圆形或椭圆形。在一些实施方式中，角膜内透镜26可以具有圈饼状(doughnut-like)的构型。在某些情况下，角膜内透镜26的尺寸和形状可以确定角膜容置部的尺寸和形状。
[0030]角膜内透镜26优选地可以由允许充分的气体扩散以使内部眼组织能够进行适当的氧合作用的生物相容材料形成。这样的材料可以包括硅树脂、水凝胶、聚氨酯橡胶或丙烯酸树脂。还期望的是透镜由在与水结合时略微膨胀的亲水材料制成。这样的材料(例如，水凝胶)是已知的并且在一些现有的隐形眼镜中被使用。
[0031]角膜内透镜26的光学特性可以选定成对各种视觉缺陷进行校正，所述视觉缺陷包括但不局限于:近视(短距可视)、远视(长距可视)、老视和散光。作为示例，角膜内透镜26可以具有从+15至-30的范围内的屈光度能力或屈光度值。角膜内透镜26可以针对特定患者进行定制以便提供用于校正患者的具体视觉缺陷的光学特性。角膜内透镜26可以是多焦的、可以作为具有预定光学特性的成品单元来提供、并且可以具有有屈光力的区域和没有屈光力的区域。应当理解的是，本发明不限于前述视觉缺陷的治疗，并且其它眼部疾病的治疗也在本发明的范围内。
[0032]图3示出了角膜28的横截面，其中角膜28具有由根据本发明的一个实施方式的激光手术设备10形成的角膜容置部29。角膜28具有前表面31和后表面33。角膜容置部29可以由使用来自激光源12的激光束18进行的光致分裂形成。
[0033]角膜容置部29可以形成有与角膜内透镜26的表面相符的厚度和形状。例如，角膜容置部29的内表面可以是凸起的、凹入的、平面的或不规则的。根据期望的结果和角膜内透镜26的形状，角膜容置部29的边缘可以形成具有各种形状的轮廓。角膜容置部的各种构型能够进行调整以便与具有各种形状和尺寸的透镜一起使用。角膜容置部也可以构造成便于透镜的插入并且最小化切口的尺寸以便改善角膜的的术后愈合。角膜容置部也可以包括进入通道34，该进入通道34可以在角膜容置部29形成之后被切入到角膜28中。进入通道34可以允许将角膜内透镜26插入到角膜容置部29中。
[0034]图4示意性地表示出了根据本发明的一个实施方式的、在制作角膜容置部以及在患者的角膜中插入透镜的过程中所涉及到的一系列步骤。该过程可以开始于提供角膜内透镜26的步骤74。根据角膜内透镜26的用途，角膜内透镜26可以具有或可以不具有屈光力。在步骤78中，可以形成角膜容置部29。这可以使用图1中示出的激光手术设备10来完成。具体地，可以使用由光学系统16控制的激光源12以使激光束18聚焦在角膜组织内。激光束18将对角膜组织 的位于激光束18的焦点区域中的部位进行切割和分离。然后可以用手来使激光束18的焦点横向移动以切割出一层角膜组织。在激光束18的焦点正在横向移动的同时，可以使用已知的激光手术技术使该焦点在角膜内保持固定深度。受控软件可以使激光束18的焦点容易、快速并且精确地在容置部区域的范围内横向移动，而不具有切割由该软件限定的期望区域的外侧的风险。
[0035]使用以上技术制作出的角膜容置部的厚度将大约是激光束18的焦点的直径的尺寸。在一些情况下，根据角膜内透镜26的厚度和形状，可以在角膜28内的不同深度处对额外的组织进行切割。
[0036]在步骤80中，可以形成进入通道34。这可以使用激光源12完成或可以通过使用常规的手术刀来形成。进入通道34可以提供用于将角膜内透镜26插入的手段并且还使在形成角膜内容置部29时由激光烧蚀产生的气体能够释放出。
[0037]然后在步骤82中，可以将角膜内透镜26插入到角膜内容置部29中。步骤82可以进一步涉及在角膜内透镜26被引入到角膜28中之前使角膜内透镜26暂时变形。角膜内透镜26可以通过滚卷、折叠和类似方式而变形。角膜内透镜26可以具有如下的规定记忆特性:使角膜内透镜26能够在插入到角膜28中之后恢复到其原始尺寸和构型，同时保持其期望的光学特性。角膜内透镜29可以由在与水结合时产生膨胀的亲水材料制成。该透镜可以在完全与水结合的情况下被插入以弹性地装配到角膜容置部中，或者至少部分地与水结合，使得随后的水合作用有助于对在容置部中的装配进行固定。
[0038]图5A和图5B示出了根据本发明的实施方式的角膜中的切口模式。如图5A和图5B所示，可以在角膜100、200上形成进入切口 102、202。在图5A和图5B中，进入切口 102、202示出为定位在角膜100、200的朝右的边缘上。然而，进入切口 102、202可以定位在角膜100、200的任何适合的部分中。在角膜中还可以形成圆形容置部104、204。插入通道106、206可以定位在进入切口 102与容置部104之间。此外，如图5A所示，第二通道108可以定位在圆形容置部104的左侧。替代性地，如图5B所示，可以在角膜200中形成松驰切口210，以便缓和角膜透镜的插入并且减少散光。
[0039]图6A和图6B也示出了根据本发明的实施方式的角膜中的切口图案。如图6A和图6B所示，可以在角膜300、400上形成进入切口 302、402。在图6A和图6B中，进入切口302、402示出为定位在角膜300、400的朝右的边缘上。然而，进入切口 302、402可以定位在角膜300、400的任何适合的部分中。插入通道306、406可以定位在进入切口 302、402的左侦牝并且可以横跨角膜300、400延伸。此外，如图6B所示，可以在角膜400中形成松施切口410，以便缓和角膜透镜的插入并且减少预先存在的散光。
[0040]图7示出了同一角膜容置部29的俯视图。容置部和松施切口可以通过具有大约
0.2微焦耳(micro joules)至1.5微焦耳的范围内的能量分布的飞秒激光或毫微秒激光形成。可以使用任何适合的能量等级，但较低的能量输出是优选的。此外，激光束可以具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸。切割的深度可以在大约220微米至350微米的范围内。应当注意的是，如果切割进行的太深，角膜的结构会变得较不稳定。图8中示出的容置部轮廓29可以用于通过新植入的透镜最小化患者视觉的失真。然而，如果患者患有散光，切割可以朝向角膜的中部移动以便最小化散光效应。
[0041]图8A、图8B和图9示出了根据本发明的实施方式的激光束的路径和激光束的移动方向。更具体地，图8A示出了激光束的路径的侧视图，而图8B示出了该路径的俯视图。可以形成容置部229并且可以形成相邻的进入通道234，以便使角膜内透镜能够插入到角膜容置部229中。尽管图8A和图SB示出了激光束的路径，但这仅仅是可以用于形成容置部229和进入通道234的路径的一个示例。适用于形成容置部的目的的任何路径都可以使用。优选地，激光移动的路径为曲线的(curvilinear)，以遵循眼睛的自然弧度。图9示出了跨越眼睛的轴线移动的激光束240。激光束240可以具有分别产生单个激光光斑或多个激光光斑的单个光束或多个光束。此外，如果所使用的激光束具有多个光斑，则优选地在激光束的光斑之间不存在间距。
[0042]本领域技术人员可以理解的是，本发明可以通过可以容易地插入到角膜容置部29中的角膜内透镜26来提供用于校正患者的视力的方法。角膜容置部29可以使用激光源12制作出或可以使用其它形式的电磁辐射制作出。角膜容置部29的制作通过软件的使用而得以便利化，该软件防止了激光束18切割和分离期望形状的边界外侧的组织。可以使用多种角膜容置部构型以适于各种角膜透镜形状和尺寸。诸如弧状切割之类的其它手术程序也可以使用本发明的技术实现。
[0043]本发明的许多特征和优点从详细说明中变得明显，因而，所附权利要求的目的是涵盖落入到本发明的真正精神和范围内的本发明的所有的这些特征和优点。此外，由于本领域技术人员能够容易地想到许多改型和变型，因此不希望将本发明限制到所示出的和所描述的确切构造和操作，因此，可以采用落入到本发明的范围内的所有适合的改型和等效
方案。`
【权利要求】
1.一种用于制作角膜容置部的方法，包括: 提供配置成制作角膜容置部的低能量飞秒激光； 将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部； 确定所述激光的移动路径，以便形成具有特定容置部形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径； 将来自所述激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行烧蚀；以及 使所述激光束沿所述移动路径移动，以便制作具有所述特定容置部形状的所述角膜容置部。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括朝向所述角膜的中部移动所述激光以补偿散光效应。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括使用具有大约0.2微焦耳与1.5微焦耳之间的范围内的能量输出的激光。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括使用具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸的激光。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括在大约220微米至350微米的范围内的深度处形成所述角膜容置部。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括提供具有多个激光束光斑的激光。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括消除所述激光束光斑之间的间距。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述激光来在所述角膜中提供松驰切口。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括对所述激光进行编程以制作所述特定容置部形状。
10.一种用于制作角膜容置部的方法，包括: 提供配置成制作角膜容置部的低能量毫微秒激光； 将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部； 确定所述激光的移动路径，以便形成具有特定形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径； 通过使用定位软件将所述激光配置成遵循所述移动路径； 将来自所述激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行切割和分离；以及 使所述激光束沿所述移动路径移动，以便制作具有所述特定形状的所述角膜容置部。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括朝向所述角膜的中部移动所述激光以补偿散光效应。
12.根据权利要求10所述的方法，还包括使用具有大约0.2微焦耳与1.5微焦耳之间的范围内的能量输出的激光。
13.根据权利要求10所述的方法，还包括使用具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸的激光。
14.根据权利要求10所述的方法，还包括在大约220微米至350微米的范围内的深度处形成所述角膜容置部。
15.根据权利要求1所述的方法，还包括提供具有多个激光束光斑的激光。
16.根据权利要求6所述的方法，还包括消除所述激光束光斑之间的间距。
17.一种用于制作角膜容置部的方法，包括: 提供配置成制作角膜容置部的低能量飞秒激光或毫微秒激光； 将所述激光定位成接近角膜，使得所述激光能够被用于制作所述角膜容置部； 确定所述激光的三维移动路径，以便形成具有特定形状的所述角膜容置部，其中，所述移动路径遵循大致曲线的路径； 对计算机进行编程以控制所述激光，使得所述激光遵循所述移动路径以形成所述特定形状； 将来自所述 激光的激光束聚焦于所述角膜的前表面与后表面之间的所述角膜内的预定深度，使得所述激光束在所述预定深度处对角膜组织进行烧蚀；以及 使所述激光束沿所述三维移动路径移动，以便制作具有所述特定形状的所述角膜容置部。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括朝向所述角膜的中部移动所述激光以补偿散光效应。
19.根据权利要求17所述的方法，还包括使用具有大约0.2微焦耳与1.5微焦耳之间的范围内的能量输出的激光。
20.根据权利要求17所述的方法，还包括使用具有大约0.2微米至4.0微米的范围内的光斑尺寸的激光。
21.根据权利要求1所述的方法，还包括在大约220微米至350微米的范围内的深度处形成所述角膜容置部。
22.根据权利要求1所述的方法，还包括提供具有多个激光束光斑的激光。
23.根据权利要求6所述的方法，还包括消除所述激光束光斑之间的间距。
【文档编号】A61F9/00GK103764079SQ201280042486
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】弗拉基米尔·费恩戈尔德 申请人:超精密技术公司