專利名稱：氣體吹掃的激光系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉; lA絲的iU圣吹掃壁氣的系錄方法。更*#^>，本發(fā)明的實(shí) 施例涉JSjt徑的氮?dú)獯祾?。?地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及具有自備式氮?dú)獯?掃系統(tǒng)的激^hj^見力系統(tǒng)以及^tit^光徑的吹掃方法。
背景牀
'狄輸出功率的精確控制以及^^Jt光徑的完整'^t實(shí)現(xiàn)目P卜幹絲
手術(shù)的成功結(jié)果U關(guān)重要的。特別是，；^斤周^i者如典型艇用于、^^t光
矯正系統(tǒng)的準(zhǔn)^f"'a器發(fā)出的,在穿過周圍空氣B^f錄氣和水蒸汽高度吸
收。這種吸收的結(jié)果是，'^^的功率輸出減少并且產(chǎn)生臭氧氣體。臭氧氣體 是一種腐蝕性氣體，其能夠?qū)е聹?zhǔn)^^激光器光學(xué)元件和光學(xué)涂桿的損壞。由
于準(zhǔn)W^A在周圍空氣中的吸收而產(chǎn)生的⑩渝出功率的減少和i^圣郎分 的損壞可導(dǎo)致傳輸^^功率和位置的誤差，要4呆證成功的手a果必須考慮 這些因素。
一種減少這種^t^能量損失并且也減少有害臭氧形成的方法;U11惰性 氣體吹掃^^的i^圣，例如用氮?dú)鈄RJ^圍空氣。賄的系統(tǒng)用高純度、干
燥的氮?dú)獯蹬e^jU圣的若干部分。然而，這些賄的系統(tǒng)典型地是通艦
氮的蒸發(fā)或通to縮氣筒提供氮?dú)狻Ｈ欢涞囊篿m^險(xiǎn)的并且^4^^搬
運(yùn)的費(fèi)用昂貴。jH^卜，將這些由液氮產(chǎn)生的氮?dú)馀鋓iU'J預(yù)期的系統(tǒng)，例如外科 醫(yī)生^y^室或診所的準(zhǔn)襯'絲工作站，是昂貴并iLl雜的。錄的氮?dú)獗纫?氮更實(shí)用，但是高壓氣筒需要?jiǎng)?wù)賭的空間并且需要頻繁地更換。除了^更換 氣筒上的時(shí)間和人力"卜，高壓筒的危險(xiǎn)包^^冗重的氣筒的搬逸、高壓調(diào)節(jié)器的連接和斷開以及瓶子故障導(dǎo)致高壓氣^故的風(fēng)險(xiǎn)。
因此，需要能夠減少或消R^賄技術(shù)中氣體吹掃系統(tǒng)的這些問題的、用于
吹掃'we^光徑的自備式氣體吹掃系統(tǒng)和方法。該氣^L例如可以是氮?dú)狻?

發(fā)明內(nèi)容
M束iU圣的自備式氣體吹掃系統(tǒng)和方法。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該吹掃氣體 可以是氮?dú)?，但也可以是其他適合光學(xué)系統(tǒng)吹掃的氣體。本發(fā)明的自備式氮 氣吹掃系統(tǒng)的實(shí)施例可以包括構(gòu)成激光系統(tǒng)組成部分的氮?dú)獍l(fā)生器，該g
系統(tǒng)例如為準(zhǔn)^^^bf見力矯正系統(tǒng)或其他的激光束傳輸系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施
例中，周圍空氣可被過濾以分離出氧氣和其他成分，并且產(chǎn)生接近純凈的氮 氣作為吹掃氣體沿光徑部分提供。這樣，M束能量輸出損失能夠減少并且
由tt束(例如準(zhǔn)M^6束)與周圍空^目互作用而產(chǎn)生的臭氧能夠減少 或消除。
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例包拾^bt系統(tǒng)，例如準(zhǔn)^^'^LS光矯正系統(tǒng)，它 具有、M束光徑，,皮配置成允許用氣體吹掃圍繞該、 >束光徑的體積的"~^ 分，以及氣體發(fā)生器，用于產(chǎn)生吹掃氣體并提供該氣體到該體積部分。該體 積部分可以是圍繞a束光徑的全部體積或其中的選定部分。該氣體可以是 氮?dú)獠⑶以摎怏w發(fā)生器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的自備式氮U生器。實(shí) 施例還可包括響應(yīng)于接收到的代耒各種M的信號(hào)來控制吹掃氣體流動(dòng)的控 制器，所述^t例如為溫度、氧水平、壓強(qiáng)、濕度以及;tt。該控制器可以 并入到激光系統(tǒng)控制器中或作為氣體發(fā)生器的部件。
本發(fā)明的其他實(shí)施例可包括根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)用于激光系統(tǒng)光束光徑 的氣體吹掃的方法。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可以合并到任何需要吹掃^b^ 光徑的一部分的激光系統(tǒng)中。這些激光系統(tǒng)可以包括目w卜科手術(shù)系統(tǒng)，例如 用于屈光矯正的準(zhǔn)^^bbs光矯正系統(tǒng)。盡管本發(fā)明在此參考準(zhǔn)W'^t 屈光矯正系統(tǒng)進(jìn)行權(quán)述，可以預(yù)料的是本發(fā)明的教導(dǎo)同樣適用于并能實(shí)現(xiàn)于 4封可需要?dú)怏w吹掃光徑的W6系統(tǒng)或裝置中。


通過參考下列的描述、結(jié)合附圖可以對(duì)本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)有更全面的理
解，附圖中相同的附圖標(biāo)記^4^目同的特征，其中
圖1是依照本發(fā)明的具有自備式氣體發(fā)生器的'^Ut系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的
圖示；
圖2是依照本發(fā)明的可被吹掃的屈光矯正^tAi^圣的一個(gè)實(shí)施例的圖
示；
圖3是氣體發(fā)生器的實(shí)施例以;M^發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的吹掃路徑的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明皿的實(shí)施例在附圖中示出，使用相同的附圖^i^旨示不同的附圖 中的相應(yīng)部分。
本發(fā)明的實(shí)施例提供吹掃諸如準(zhǔn)分子激光屈光矯正系統(tǒng)的吹掃激光系 統(tǒng)的激光束光徑的自備式氣體吹掃系統(tǒng)和方法。在優(yōu)選的實(shí)施例中，該吹掃
氣體可以是氮?dú)?，但也可以是其^ii合于吹掃光學(xué)系統(tǒng)的氣體。本發(fā)明的自 備式氣體吹掃系統(tǒng)的實(shí)施例可以包括構(gòu)成激光系統(tǒng)整體一部分的氮?dú)獍l(fā)生
在一個(gè)實(shí)施例一中，可過濾周圍空氣以分離出氧氣^^他成分，'并且產(chǎn)生接近 純凈的氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w沿光徑部分提供。這樣，能夠減少^b5t束功率輸出 損耗并且能夠減少或消除由g束(例如準(zhǔn)^^Ut束)與周圍空^目互作 用而產(chǎn)生的臭氧。
本發(fā)明的實(shí)施例允許激光系統(tǒng)，例如準(zhǔn)^"^ 力矯正系統(tǒng)，自禮^以 產(chǎn)生氮?dú)庖灾糹^圣部分并減少在非保護(hù)^f圣上^^發(fā)生的^t能量損失。周
圍空氣將典型^^t t^"米的光農(nóng)^Ul損失大約10C/。的M能量。通過使
用本發(fā)明實(shí)施例提供的氮?dú)獯祾?，能夠幾乎?^消除這種^^能量損失。
從而本發(fā)明的"系統(tǒng)實(shí)施例能夠^>方便用;，需ii^少的維護(hù)費(fèi)、更少的
務(wù)賭空間并且由于用戶不再需要^#或調(diào)換吹掃系統(tǒng)的氣筒，花費(fèi)更少。
能夠合并到本發(fā)明實(shí)施例中的氮^^生器的一個(gè)例子AM分離型氮U
生器。這種類型的發(fā)生器能夠產(chǎn)生高達(dá)99.9%純度的干燥氮?dú)狻＿@樣的系g型地需要壓縮空氣源，其可以是一體式的壓縮機(jī)或分離式的空氣壓縮單元。這 種類型的氮^^生器可提供對(duì)氣體流速以及氮?dú)猱a(chǎn)生M的控制，同時(shí)在最大
的預(yù)期使用下可產(chǎn)生吹掃激光系統(tǒng)的光徑所需的足夠流速。itb^卜，這種類型的 氮^^系統(tǒng)可以相對(duì)少卿護(hù)，例如，只需^—年調(diào)換一次&慮器/膜作為常 麟護(hù)。
艦型氮^jl器可以提^"""種將空^^離成其成分氣體的《錄費(fèi)、高效 率的手段。因?yàn)檫@種技術(shù)不需要移動(dòng)部件并且消裕目對(duì)少的能量，，作和維 修A^濟(jì)的——主要的費(fèi)用是提供壓縮的饋入空氣^/斤需的能量。這樣的系統(tǒng) 典型地包括氣體壓強(qiáng)控制閥和儀表、凝聚逸慮器和碳過濾器(從饋入管線中去 除微蜂氣態(tài)氣體)以及艦微。
該tJ^狹可以由成束的中空纖維、半itJ^試。每個(gè)纖維具有圓形的橫 截面以;5Lf過其中心的均勻的核。因此每個(gè)纖維的壁厚^:一致的，這有助于增 強(qiáng)每個(gè)膜的物理強(qiáng)度。因?yàn)槔w銜艮細(xì)(大約人頭發(fā)的直徑)，大量的纖維可以束 4L^7艮的空間內(nèi)，提供可產(chǎn)生相對(duì)高容量的產(chǎn)生流的非常大的g面區(qū)域。
中空的纖維平行于中央核管排列，并且纖維束插A^夕MP的^H形成空氣 分離模塊。壓縮的空氣引入到位于才狹一端的纖維中心并且當(dāng)其流入到纖維孔 時(shí)接觸膜。氧氣、水蒸氣以及^的"快速氣體"通過纖維的夕卜側(cè)。然后該富氧 氣體;艦過纖維束排到絲以外，作為副產(chǎn)品流出。
當(dāng)一小部分的氧^tii^材料到達(dá)中空纖維的夕h^時(shí)，在饋入空氣中的大
部分氮?dú)獗Ａ粼谥锌绽w維膜中。由于7條氣艦^t過該膜，該氮V品鉢 上不含水分。該氮?dú)鈄tt現(xiàn)出的壓強(qiáng)刷氐于^t入空氣的壓強(qiáng)。
因?yàn)槟つK不包含移動(dòng)部件，因此它不需要維護(hù)。^^一要注意的是^這樣的 氮^^系g型地需，爾重^i氧^fl^Ali目。雖然M明
的實(shí)施例參考如上述的膜型氮^1^器描迷，但可預(yù)^f封可適合的氮^A器
都^M^發(fā)明范圍內(nèi)。
圖1是包括自備式氣體U器150的'g系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施例的圖示。 激光系統(tǒng)100可以包括具有觸摸屏115的監(jiān)視器110。觸摸屏115可以4^供閨形 用戶界面(GUI)以允"i午用戶與^Ut系統(tǒng)100互動(dòng)。用戶^L可以通過^Jt 120 和/或鼠標(biāo)與' >系統(tǒng)100互動(dòng)。'a系統(tǒng)100還包括病人支撐結(jié)構(gòu)130和M 光徑外殼140。激it^f圣夕卜殼140容納并圍繞光徑的至少一部分以^U目應(yīng)的光學(xué)元件，這些; ^圣和光學(xué)元件用于將'^^WL光源145引導(dǎo)到潮jfeX^^卜殼 140的輸出口 160， It^引導(dǎo)到病人眼睛的手木泉上。沒有顯示光學(xué)部件和ife^ 的細(xì)節(jié)，因?yàn)樗鼈兛梢宰兓Lit樣的;^圣設(shè)計(jì)是;^^頁域技^A員所知的。通 it^發(fā)明實(shí)例和實(shí)施例提供的激光系統(tǒng)100可以包M要吹掃光徑的任何適合 的'狄系統(tǒng)。如圖1所示，她的示例性系統(tǒng)包拾^bS^f見力矯正系統(tǒng)。
氣體;^器150可以包括分離的或4的壓縮機(jī)170從而為氣體產(chǎn)生iif呈 提供壓縮空氣。壓縮機(jī)170提供的空氣M無油的。在他逸的實(shí)施例中，氣體 ^i器150狄^L器，例如;^頁域凈^Mv員所知的膜型氮^A器。可操 作氮U生器150以產(chǎn)生并提供爭化的氮?dú)庖源祾咴赹y^^f殼140內(nèi)圍繞
vWt^源145到W^T出口 160的^4J^圣的圍繞^^、的至少-^分，在某
些情形中是全部。氮?dú)獯祾邭怏w供給系統(tǒng)的一^分用氣體^^徑180i^示， 其可以包括閥、管道系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)從氣體^A器150到^U6 4^卜殼140的、用于吹掃、W^^光徑的氮?dú)饬鲃?dòng)(供給)。
自備式氣體紐器150允許才娥需要產(chǎn)生和供斜'如氮?dú)狻Ｒ颉穊^J賄 技術(shù)中高壓 ^液氮的務(wù)賭。本發(fā)明的實(shí)施例也可以包括，器190用于存 儲(chǔ)足夠的氣體以保證氣體發(fā)生器150的故障將不^礙進(jìn)行中的外樸手術(shù)的完 成。jM^卜，皿器190允許在'a源145發(fā)射以及傳愉^t^到病人目^fr期間 關(guān)閉氣體發(fā)生器150。因?yàn)榈猆生器150的泵以及壓縮才幾170可負(fù)誠為^ 和振動(dòng)源，在準(zhǔn)M、fcb'臺(tái)療期間(例如，大約60秒)將兩者都關(guān)閉，同時(shí)從 絲器l卯提供需要的氮?dú)獯祾邭怏w到i^圣是本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，這##有助于實(shí) 現(xiàn)好的手術(shù)^。
本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)一步提供了按需的吹掃氣體產(chǎn)生、低的維護(hù)費(fèi)和服務(wù)花
費(fèi)、縮小的空間和^f^要(不需要高壓筒)以及自備在^bt系統(tǒng)ioo體內(nèi)(例 如準(zhǔn)^^bbs光手術(shù)工作站)的優(yōu)點(diǎn)。預(yù)期^jt^發(fā)明的氣體產(chǎn)生方面產(chǎn)生的
主要置粉維護(hù)費(fèi)用^X換用于禍"-種選定的氣體(如氮?dú)?從周圍空氣的， 成分中分離出來的膜。
^JU^卜殼140可以配置成一個(gè)或多個(gè)吹掃區(qū)域，可以采用薄的光學(xué)窗 封閉這些吹掃區(qū)域，光學(xué)窗位于每個(gè)封閉體積的兩端，使得^Ut束穿過該^U圣 時(shí)不受到干涉。氮?dú)饪梢韵蚯皞鰽f'J吹掃區(qū)域的頂部并iUi午其以受控的方式 泄漏iU^l如iMl似排《閥iM械。圖2 ^ 本發(fā)明在可被幼的狄光徑外殼140中的屈光矯正^tA光徑的一個(gè)實(shí)施例的圖示。
在圖2的實(shí)施例中，it^^卜殼140包括三個(gè)吹掃區(qū)域210、 220和230。任 一或全部的這三個(gè)吹掃區(qū)域能夠用從氣體發(fā)生器150通過氣^M^^M圣180(如 圖3中清^示)1^il的氮?dú)獯祾?。圖2示出了示例性的光徑結(jié)構(gòu)以及具有估 算的氣體^P、的it^^JL
圖3是示例性的氣體發(fā)生器150和本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的吹掃路徑的結(jié)構(gòu)示 意圖。在圖3的實(shí)施例中，氣體發(fā)生器150;UL^CA器。氮^生器150包 括用于控制所生成的氮?dú)獾漠a(chǎn)生、流動(dòng)以及氣##性的控制面板300。控制面 板300可以是輛域技權(quán)員所知的印刷電3^1并且如圖3所示可以與氣體發(fā) 生器150是一體的，或者可以A^Ut系統(tǒng)100控制面M控制系統(tǒng)的一部分。 控制面板300提供控制信號(hào)到螺線管310,螺線管310控制氮^it過孔320和 330到光4圣外殼140中的光徑的不同部分的流動(dòng)和分配。孑L 320和330可以是
例中螺線管310也可以通過旁路管線340直^^供氮^fij光徑。
控制面板310可以接受^UJuK平(例如來自氧氣傳感器390 )、來自諒^如 壓強(qiáng)傳感器370的壓強(qiáng)(流動(dòng))、溫度、濕度、氮?dú)釳以及^f可^it種M (包括用戶i議的錄)作為輸入信號(hào)，這可肯樹調(diào)節(jié)^i!U小絲系統(tǒng)100的 ^f圣上的氮?dú)獾臄?shù)量和質(zhì)量是有用的?；谶@些輸入信號(hào)，控制面板300可以 產(chǎn)生并提供控制信號(hào)到螺線管310，螺線管310進(jìn)而可以通過控制孔320、 330 和335的打開和關(guān)閉#制氮?dú)饬鲃?dòng)。
氣體發(fā)生器1鄰還可以包括空^縮機(jī)170、電源345、熱交換器350、過 濾器355、加熱器元件360、 365、壓強(qiáng)傳感器370、 tt^儀375、氣M 儲(chǔ)器l卯(也可以是在氣體^A器150夕Nl0以及調(diào)壓器3卯。這些部件，以不
同的組合,iL4^頁域技權(quán)員認(rèn)為對(duì)于膜型氮^^器是常見的，并且可辦用 于^f亍氣體發(fā)生器150的合理操怍所必要的功能。圖3的氣體發(fā)生器150是示 例性的，并且顯示的部^ffi期可,來"^^M頁域才^人員所知的功能。
^it種情況下，如上所述氣體發(fā)生器150產(chǎn)生氮?dú)獠^該氣體到i^圣外 殼140中的光4圣部分。在圖3的示例性實(shí)施例中，這些it^圣部分可以包括M 成形樓失410、光學(xué)臂420以;Sjt學(xué)頭430。盡管圖3的實(shí)施例只顯示了光徑的 it^個(gè)離散的部分，i^^發(fā)明在其范圍中預(yù)期有糾不同的構(gòu)造，具有不同數(shù)量的可能為特定的激光系統(tǒng)100的光徑所需的離散部分?？梢园从脩舻男枰?控制，通過氣體發(fā)生器150向一些或所有這些i^圣部分的任何組合提供氮?dú)狻?氮?dú)獯祾呖勺詣?dòng)開始、響應(yīng)于M系統(tǒng)100上的麥降而開始、或由用戶才娥需 要手動(dòng)開始。盡管沒有顯示，^^發(fā)明的實(shí)施例預(yù)期具有如^5域^bpv員所 知的控制系統(tǒng)中;緣流動(dòng)所需的樹閥、螺線管、控制才竭等。
控制面板300可以是才A^的或連接到氣體^ji器150和'M系統(tǒng)100上。 控制面板300可以包^iH口 Intel處理器(Intel ;1>利福尼亞州圣克##市的 Intel公司的商標(biāo))的處理器、^W器(例如RAM、 ROM、閃存、EEPROM
或^M^域所知的計(jì)算才幾可讀介質(zhì))，并且在一些實(shí)施例中包括輔助務(wù)賭器 (例如石a驅(qū)動(dòng)器、#驅(qū)動(dòng)器、M驅(qū)動(dòng)器或^k^4頁^/斤知的計(jì)算機(jī)可讀 介質(zhì))。員器控制器可以控制訪問輔助#器?？刂泼姘?00可以包括輸入輸 出I/0接口，例如觸^##口、 11#^/或勉。^M控制器可以控制觸4錄上
的交互。類A她，輸入輸出控制器可以控制^Wr入輸出接口上的交互?？刂?br> 面板300可以包括多種輸^^置?？刂泼姘?00的不同部件可以通it悉線連接。 輔助存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ)多種計(jì)算機(jī)指令，包括諸如Windows操作系統(tǒng) (Windows是惑部在華盛頓州雷德蒙市的Microsoft公司的商標(biāo))這樣的, 系統(tǒng)以;5L^行在該M系^Ji的應(yīng)用考聘連同M數(shù)據(jù)。JUr^地，輔助， 器可以^^誠制用于外^"f^it程的氮?dú)獾漠a(chǎn)生和流動(dòng)的軟^N^。在處理 器運(yùn)行期間，該軟^Hl^的各部分可以^ft，助，器和/或i^器中。
盡管扭b^考示出的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)該,，這些描iLR 是為了舉例而并沒有限制的含義。因此，可以進(jìn)一步理解，對(duì)^"發(fā)明的以上實(shí) 施例的細(xì)節(jié)所做的眾多改變以"^^發(fā)明其它實(shí)施例是清楚的，并且可以由^ 域技^A員參考這些描述做出這些改變?？梢云谕羞@些改變以及其它實(shí)施 例都^^發(fā)明要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種激光系統(tǒng)，包括激光束光徑，被配置成允許用氣體吹掃圍繞該激光束光徑的體積的一部分；以及氣體發(fā)生器，用于產(chǎn)生吹掃氣體并提供該氣體到所述體積部分。
2、 N又利要求1所述的、絲系統(tǒng)，其中所述^H的所述部分是圍繞'就 束絲的條
3、 W又利要求1所述的'狄系統(tǒng)，其中所述氣體^A器狄^jt器， 并JL/斤述氣體為氮?dú)狻?br> 4、 如權(quán)利要求1所述的'^bt系統(tǒng)，還包輛應(yīng)于接^'J的^4各種^t 的信號(hào)來控制吹掃氣體流動(dòng)的控制器。
5、 如權(quán)利要求4所述的^bt系統(tǒng)，其中所述各種W:選自包^^顯度、氧 水平、壓強(qiáng)、濕度和^il的一組^:。
6、 如權(quán)利要求1所述的激光系統(tǒng)，其中該激光系統(tǒng)是準(zhǔn)M^t^光矯 正系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體吹掃的激光系統(tǒng)以及氣體吹掃激光系統(tǒng)的方法。該激光系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括準(zhǔn)分子激光屈光矯正系統(tǒng)，其具有激光束光徑，被配置成允許用氣體吹掃圍繞該激光束光徑的體積的一部分，以及氣體發(fā)生器，用于產(chǎn)生吹掃氣體并提供該氣體到該體積部分。該體積部分可以是圍繞激光束光徑的全部體積或其中選定的部分。該氣體可以是氮?dú)獠⑶以摎怏w發(fā)生器可以是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的自備式氮?dú)獍l(fā)生器。實(shí)施例還可包括響應(yīng)于接收到代表各種參數(shù)例如溫度、氧水平、壓強(qiáng)、濕度以及流速的信號(hào)來控制吹掃氣體流動(dòng)的控制器。
文檔編號(hào)A61F9/013GK101530360SQ200810168689
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月6日
發(fā)明者G·H·佩蒂特, G·R·道恩斯三世, S·E·伯特 申請(qǐng)人:愛爾康折射視界公司