一种飞秒激光白内障手术装置的制作方法

本实用新型涉及医疗领域，具体涉及一种飞秒激光白内障手术装置。

背景技术：

激光产生于20世纪60年代，激光以其具有方向性强、亮度高、单色性好等优点及优势，在工业、农业、医学、国防以及科研等领域得到了快速发展。到了90年代，一种新型的超短超快激光-飞秒激光开始出现并应用于各个领域。其脉冲宽度被压缩到了飞秒量级，1飞秒等于千万亿分之一秒(1×10-1 5秒)，如此快的脉冲激光使其在工业，医学等微加工领域体现出了更高的峰值功率密度、加工热影响区极小、准确的烧蚀阈值等优势，致使其得到了更加快速的发展。

高精度、高质量、高稳定性的飞秒激光微加工系统成为了飞秒激光应用和发展的研究热点。

近年来，飞秒激光技术被引入医学眼科领域，其应用原理是利用其极短的脉冲宽度，较小的光脉冲能量就可以获得极高的峰值功率以及具有极强聚焦能力，可以在生物组织内完成精确的切割。飞秒激光第一次应用于角膜屈光手术中是作为一种微型角膜刀，在屈光性角膜成形术中[LASIK]制作角膜瓣。其精确的切割精度，更高的重复切割精度以及稳定性得到了眼科手术领域的认可，随后飞秒激光被引入了辅助白内障手术中。相比之前传统的白内障手术均由医生手工进行，手术的效果取决于医生的技术熟练水平，手术失败及产生后遗症风险难以克服。而飞秒激光技术以其更高的精度和稳定性等优势，致使白内障手术得到了一个更好的手术效果。因此飞秒激光辅助白内障手术随着近些年的不断发展和进步，逐渐被眼科医生和社会所承认和认可。

世界上第一台飞秒激光辅助超生乳化白内障手术设备来自于美国的爱尔康公司研发制造的Alcon LenSx飞秒激光系统。到目前为止，世界上共有四家国际公司在研究和生产飞秒激光辅助白内障手术系统和设备。国内各大医院出现的飞秒激光辅助白内障手术的机器人设备均来自于国外，手术设备、耗材和手术费用昂贵，很多患者因为经济的原因不得不放弃这种更为先进和安全的手术方式。而国内对飞秒激光技术的应用研究多在研究飞秒激光切割透明材料，金属材料，陶瓷材料等方面，对眼角膜，晶状体前囊等生物组织的切割机理的研究很少。因此也就阻碍了国内自己研发制造飞秒激光白内障手术系统的发展。

针对目前国内对飞秒激光技术的应用研究所设计的飞秒激光微系统，其所搭建的光路系统，首先光束的运动控制是采用控制工件的运动来实现相对光束的运动，此种光路系统不适合飞秒激光辅助白内障手术实验，另外，系统里只有CCD相机实现实时检测和观察，缺少OCT(optical coherence tomography)系统实现对眼组织的断层扫描和病理检查，不能引导实验的进行，这种微系统对于白内障手术的实验研究不够完整，且不适合投向具体应用。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型的发明目的在于提供一种飞秒激光白内障手术装置，可实现实时观察在做相关实验或者手术时的场景，并且可以实现对眼组织的断层扫描，获取眼组织的结构信息，引导手术设计切割动作等功能。

为实现上述发明目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种飞秒激光白内障手术装置，包括固定机构、光相干断层扫描系统以及飞秒激光扫描系统，所述固定机构固定实验对象，所述光相干断层扫描系统将短波长相干激光光束聚焦在实验对象上，所述飞秒激光扫描系统将飞秒激光光束聚焦在实验对象上，其特征在于：所述光相干断层扫描系统包括依次传输短波长相干激光光束的OCT光源设备、准直器、振镜以及扫描透镜；所述激光扫描系统包括依次传输飞秒激光光束的飞秒激光器、光阑、激光快门设备、激光能量调节设备、第一反射镜、第二反射镜、扩束准直器以及激光三维平动扫描平台，其中，所述扫描透镜的输出光束和所述激光三维平动扫描平台的输出光束中，其中一输出光束通过一二向色镜透射后聚焦在所述实验对象上，另一输出光束通过所述二向色镜反射后聚焦在所述实验对象上，所述OCT光源设备的控制器、所述激光快门设备的控制器以及所述激光能量调节设备的控制器分别与一控制系统通讯连接。

一种实施方式中，所述扫描透镜的输出光束通过所述二向色镜透射后聚焦在所述实验对象上，所述激光三维平动扫描平台的输出光束通过所述二向色镜反射后聚焦在所述实验对象上。

一种实施方式中，所述激光三维平动扫描平台的输出光束通过所述二向色镜透射后聚焦在所述实验对象上，所述扫描透镜的输出光束通过所述二向色镜反射后聚焦在所述实验对象上。

一种实施方式中，所述飞秒激光白内障手术装置还包括CCD相机，所述CCD相机接收由实验对象所反射的可见光，实时观察实验对象。

一种实施方式中，所述CCD相机的可见光线通过所述振镜与所述光相干断层扫描系统共用所述扫描透镜。

一种实施方式中，所述飞秒激光白内障手术装置还包括照明灯，所述照明灯的光线投射在所述实验对象上。

一种实施方式中，所述固定机构采用负压吸引环。

一种实施方式中，所述激光能量调节设备包括一激光格兰棱镜和驱动所述激光格兰棱镜旋转的旋转机构，所述旋转机构的控制器构成所述激光能量调节设备的控制器。

一种实施方式中，所述OCT光源设备输出第一短波长相干激光光束，所述第一短波长相干激光光束经所述准直器准直后输入所述振镜中，所述振镜对光束在水平面内的位置进行调节后输出第二短波长相干激光光束，所述第二短波长相干激光光束经所述扫描透镜聚焦后输出第三短波长相干激光光束，所述飞秒激光扫描器输出第一飞秒激光光束，所述第一飞秒激光光束依次经所述光阑调节形状、经所述激光快门设备控制通断以及经所述激光能量调节设备调节能量后输入所述第一反射镜中，所述第一反射镜对光束进行反射后输出第二飞秒激光光束，所述第二飞秒激光光束输入所述第二反射镜中，所述第二反射镜对光束进行反射后输出第三飞秒激光光束，所述第三飞秒激光光束经扩束准直器扩束准直后输入所述激光三维平动扫描平台，所述激光三维平动扫描平台对光束在三维空间内的位置进行调节和聚焦后输出第四飞秒激光光束，所述第三短波长相干激光光束和所述第四飞秒激光光束中，其中一输出光束通过所述二向色镜透射后聚焦在所述实验对象上，另一输出光束通过所述二向色镜反射后聚焦在所述实验对象上。

一种实施方式中，所述准直器、所述振镜、所述扫描透镜、所述第二反射镜、所述扩束准直器、所述激光三维平动扫描平台均安装在一竖直升降台上。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型所搭建的飞秒激光白内障手术装置，集合了飞秒激光发生器、光相干断层扫描系统(OCT系统)、CCD相机、激光三维平动扫描平台、固定机构和照明灯等于一体，系统功能完善，且整个系统成本相对较低。CCD相机高速高分辨率，可以通过计算机实时显示在做相关实验或者手术时的图像，OCT系统可以实现对眼组织的断层扫描，获取眼组织的结构信息，引导手术设计切口等功能。通过把飞秒激光进行反射扩束准直等引入自行设计的三维平动平台进行聚焦并实现控制光束的运动，通过一个负压吸引环吸附患眼球并相对固定，并且带有照明系统，整个微加工系统功能完整。此微系统由于功能的完善性，且运行稳定，可以直接应用于眼科相关手术的实验。

附图说明

图1为本实用新型公开的飞秒激光白内障手术装置的立体图；

图2为本实用新型公开的飞秒激光白内障手术装置的主视图；

图3为本实用新型公开的飞秒激光白内障手术装置的激光传输示意图。

其中，10、固定机构；21、OCT光源设备；22、准直器；23、振镜；24、扫描透镜；31、飞秒激光器；32、光阑；33、激光快门设备；331、控制器；34、激光能量调节设备；35、第一反射镜；36、第二反射镜；37、扩束准直器；38、激光三维平动扫描平台；381、聚焦透镜；40、二向色镜；50、PC机；60、CCD相机；70、照明灯；80、竖直升降台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1至图3，如其中的图例所示，一种飞秒激光白内障手术装置，包括固定机构10、光相干断层扫描系统以及飞秒激光扫描系统，固定机构10固定实验对象，光相干断层扫描系统将短波长相干激光光束聚焦在实验对象上，飞秒激光扫描系统将飞秒激光光束聚焦在实验对象上，光相干断层扫描系统包括依次传输短波长相干激光光束的OCT光源设备21、准直器22、振镜23以及扫描透镜24；激光扫描系统包括依次传输飞秒激光光束的飞秒激光器31、光阑32、激光快门设备33、激光能量调节设备34、第一反射镜35、第二反射镜36、扩束准直器37以及激光三维平动扫描平台38，其中，扫描透镜24的输出光束通过二向色镜40透射后聚焦在实验对象上，激光三维平动扫描平台38的输出光束通过二向色镜40反射后聚焦在实验对象上，OCT光源设备21的控制器、激光快门设备33的控制器331以及激光能量调节设备34的控制器分别与一PC机50通讯连接。

OCT光源设备21输出第一短波长相干激光光束，第一短波长相干激光光束经准直器22准直后输入振镜23中，振镜23对光束在水平面内的位置进行调节后输出第二短波长相干激光光束，第二短波长相干激光光束经扫描透镜24聚焦后输出第三短波长相干激光光束，飞秒激光扫描器31输出第一飞秒激光光束，第一飞秒激光光束依次经光阑32调节形状、经激光快门设备33控制通断以及经激光能量调节设备34调节能量后输入第一反射镜35中，第一反射镜35对光束进行反射后输出第二飞秒激光光束，第二飞秒激光光束输入第二反射镜36中，第二反射镜36对光束进行反射后输出第三飞秒激光光束，第三飞秒激光光束经扩束准直器37扩束准直后输入激光三维平动扫描平台38，激光三维平动扫描平台38对光束在三维空间内的位置进行调节和聚焦后输出第四飞秒激光光束，第三短波长相干激光光束通过二向色镜40透射后聚焦在实验对象上，第四飞秒激光光束通过二向色镜40反射后聚焦在实验对象上。

第一短波长相干激光光束、第一飞秒激光光束以及第三飞秒激光光束两两平行，第二飞秒激光光束分别与第一飞秒激光光束和第三飞秒激光光束相互垂直相交，第三短波长相干激光光束的投射光束与第四飞秒激光光束的反射光束平行或重合。

固定机构10采用负压吸引环。

光相干断层扫描系统的主要作用主要是对患者眼睛进行术前检查或者对实验材料进行实验前的检查，通过对眼睛或者材料的断层扫描，可以得到组织的结构信息，可以眼组织的病理结构信息，方便辅助进行术前手术规划和术中的导航。

OCT光源设备21用于发出短波长相干激光光束。OCT光源设备21由PC机10控制。

准直器22的作用是对光束进行准直。

振镜23的作用是对光束在平面内的位置进行调节。

扫描透镜24的作用是聚焦激光。。

飞秒激光扫描系统是将飞秒激光引导实验对象上进行试验获手术。

飞秒激光发生器31用于输出飞秒激光。

光阑32的作用是可以滤掉光束中不圆的部分，获得较好的圆形光斑，从而使光束聚焦后光斑在径向的均匀分布，保证了聚焦光斑质量。

激光快门设备33的作用是控制激光在工作过程中的通断，激光快门设备33的运作通过一个激光快门控制器控制，激光快门控制器由PC机50控制。

激光能量调节设备34的作用是可以针对不同的需要进行调节和控制激光输出的能量，由一个激光格兰棱镜和一个控制激光格兰棱镜旋转角度的旋转机构组成，旋转机构由PC机50控制。

第一反射镜35和第二反射镜36改变激光的传输方向。

扩束准直器37的作用是可以对激光束进行扩束，增大激光束的直径，并对激光束进行准直，减小激光束的发散角，提高激光的聚焦质量。

激光三维平动扫描平台38为已经公开的激光平动扫描镜，其具有聚焦透镜381，,作用是可实现25×25×25mm小范围的空间扫描，满足白内障手术及相关实验的工作空间要求。三维激光平动扫描平台的作用是对激光进行聚焦，且能实现聚焦斑点在XYZ空间内运动，激光三维平动扫描平台38的运动控制由PC机50进行控制。

二向色镜40可以对1030nm激光完全反射，对950nm以下激光完全透射，经过反射的激光激光通过一个固定眼球的固定机构10-负压吸引环聚焦在患者眼睛或者实验所用材料。

一种实施方式中，飞秒激光白内障手术装置还包括CCD相机60，CCD相机60接收由实验对象所反射的可见光，实时观察实验对象。CCD相机60的可见光线通过振镜23与光相干断层扫描系统共用扫描透镜24。

CCD相机60主要作用可以实现对实验过程的实时检测，CCD相60搭接在光相干断层扫描系统上方。

一种实施方式中，飞秒激光白内障手术装置还包括照明灯70，照明灯70的光线投射在实验对象上。照明灯70可以提高视场的亮度，方便CCD相机60进行观察。

一种实施方式中，准直器22、振镜23、扫描透镜24、第二反射镜36、扩束准直器37、激光三维平动扫描平台38均安装在一竖直升降台80上，可对整个平台进行竖直方向进行调整。整个系统结构布置合理，整体结构稳定性好，系统功能完善。

一种实施方式中，激光三维平动扫描平台的输出光束通过二向色镜透射后聚焦在实验对象上，扫描透镜的输出光束通过二向色镜反射后聚焦在实验对象上。

以上为对本实用新型实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。