專利名稱：用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
激光以多種方式被用在眼外科手術(shù)中。例如，在用于消除眼睛視覺紊亂的折射眼外科手術(shù)中，通常必須在角膜或晶狀體中引入切口。這方面普
遍的技術(shù)是所謂的飛秒近視激光矯正術(shù)(LASIK)。在LASIK (準(zhǔn)分子激光原位角膜切削術(shù)/近視激光矯正術(shù)laser in-situkeratomileusis)的情形中，首先從角膜上切割下表面小的圓片。在本專業(yè)領(lǐng)域標(biāo)記為扁平物(flap)的這個小的圓片仍然連接到連接區(qū)域保留的上皮組織；扁平物被折疊到一邊，以便以這種方式暴露角膜的下面的組織區(qū)域。然后根據(jù)先前確定的切除輪廓，通過受激準(zhǔn)分子激光器從基質(zhì)上切離材料。完成前面操作后，扁平物被折疊回來，并在相對短的時間內(nèi)與保留的組織縫合。傳統(tǒng)地，扁平物通過角膜刀(microkeratome)的方法機械地形成。然而，通過激光方法損傷減少?；谶@個原因而采用在飛秒范圍具有超短脈沖時間的激光輻射(因而稱為飛秒LASIK)。為了獲得切口的精確位置，需要具有短的瑞利(Rayleigh)長度的相對小的聚焦直徑(focus diameter)。與在眼睛的角膜或晶狀體中扁平物切口或其他切口的引入相關(guān)的典型的聚焦直徑大小大
約為5pm或以下。常規(guī)的瑞利長度為大約10)Lim或以下。
材料的影響和其中的變化大致僅在束聚焦區(qū)域發(fā)生。在束聚焦的外側(cè)能量密度很小。由于小的聚焦尺寸，需要將激光束精確地聚焦到希望被切開的位置。在可以由一個或更多個以被控制的方式進行調(diào)整的偏轉(zhuǎn)反射鏡組成的偏轉(zhuǎn)單元(掃描器)的情況下，聚焦位置在x-y平面(可以理解為與束軸線垂直的平面)中的精確的設(shè)置成為可能。然而，問題與在Z方向上(也就是，在束軸線的方向)的聚焦控制有關(guān)系。例如，如果希望以恒定深度(與扁平物的情形一樣)至少部分地在角膜內(nèi)延伸的表面切口的過程中避免束聚焦的Z方向調(diào)整，就不得不將在朝向眼睛的一側(cè)上是扁平的
扁平板(applanationplate)放置到眼睛上，以便用這種方法將角膜壓平。然后，通過平坦表面切口的方式形成扁平物。
在這種情況下，扁平板相對于聚焦激光輻射的物鏡固定，并且以這種方,式為束聚焦提供Z方向的參考。但是不幸的是眼睛被壓平會導(dǎo)致眼內(nèi)的壓力輕微地升高，這在某些情況下會導(dǎo)致不可撤消的視神經(jīng)損害。
如果使用朝向眼睛的一側(cè)是凹形的接觸透鏡，眼睛的變形更輕微。然而，即使使用這種透鏡，眼睛的變形也不能完全避免。此外，中凹的接觸透鏡通常對束聚焦的質(zhì)量具有負(fù)面的影響。接觸透鏡和角膜之間的彎曲界面會導(dǎo)致(例如)有毛扭曲(comatic distortions),其接著會對切口的質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在提供一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置，其容許相當(dāng)精度的眼睛治療。
為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，本發(fā)明啟用一種用于激光光學(xué)眼外科手:f:的裝置，具有脈沖的飛秒激光輻射源和用于引導(dǎo)和聚焦所述激光輻射到眼睛上或眼睛內(nèi)的治療位置的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件包括在所述激光輻射的束路徑上相繼配置的多個透鏡。根椐本發(fā)明，根據(jù)一種方法，至少所述透鏡中的一個被配置成以便相對于所述束路徑方向上的其他透鏡是可調(diào)節(jié)的，由此致動裝置被分配成用于可調(diào)節(jié)透鏡的調(diào)節(jié)，并且為控制所述致動裝置，提供控制單元，其設(shè)置成讀取與眼睛的表面形貌相關(guān)的測量數(shù)據(jù)并以依賴于測量的表面形貌的方式控制致動裝置。
根據(jù)本發(fā)明的方法是基于所述束聚焦的Z方向控制，該Z方向控制以依賴于眼睛所測量的表面形貌的方式進行。方法允許不需要放置到眼睛上的平的扁平板形式或凹面透鏡形式的接觸透鏡。因而完全放棄這樣的接觸透鏡，則在治療期間就不會有不希望的任何形式的眼睛變形；也不會有由接觸透鏡的原因而產(chǎn)生的光學(xué)扭曲。特別地，形貌測量數(shù)據(jù)表示角膜表面的外部形貌。然而，應(yīng)該理解到，原則上可以想得到通過將要測量的參照表面(例如透鏡表面)使用眼睛內(nèi)不同的表面?？梢岳缡褂霉猹M縫技術(shù)(light-slit technology),通過超聲或通過光學(xué)相干性層析成像(optical coherence tomography)技術(shù)測量眼睛的表面形貌。這些技術(shù)在本領(lǐng)域同樣是已知的，基于這個原因，這里所需的有關(guān)獲得形貌測量數(shù)據(jù)的方式就不進一步說明。根據(jù)所述的測量原理運行的一個或多個的測量裝置可以是根據(jù)本發(fā)明的所述裝置的部分，并且可以將其測量數(shù)據(jù)存儲在控制單元可以讀取的存儲器中。
在某種意義上，形貌測量依靠光學(xué)相干性層析成像，特別地，本發(fā)明教示使用飛秒輻射源用于光學(xué)相干性層析成像的極快設(shè)備的使用，優(yōu)選地具有在lOGHz范圍的重復(fù)頻率，優(yōu)選地具有l(wèi)OOGHz或更高范圍的重復(fù)頻率，例如使用所謂的VECSELs (垂直的外腔面表面發(fā)射激光器)。這種半導(dǎo)體激光二極管可以電泵浦或光泵浦，盡管物理尺寸在厘米范圍，但可以獲得非常高的輸出和效率。在光學(xué)相干性層析成像范圍內(nèi)也可以采用飛秒纖維激光器。這種輻射源可以產(chǎn)生具有大于100nm到lOOOnm帶寬和大于lOOGHz重復(fù)頻率的飛秒超級連續(xù)光譜(fs supercontinua)，因而能夠獲得極高的測量速率，這樣的測量速率在需要的情況下允許在外科手術(shù)期間實際上實時測量參考表面(例如角膜表面)的形貌。因而，形貌測量不是必須全部在外科手術(shù)之前全部完成，而是可以在手術(shù)期間進行，類似于"在線"。
根據(jù)本發(fā)明所述裝置的光學(xué)元件由束擴展光學(xué)元件、配置在所述束路徑方向上所述束擴展光學(xué)元件的下游并用作在相對所述束方向為橫向的平面內(nèi)進行束掃描的掃描單元以及配置在所述束路徑的方向上所述掃描單元的下游的聚焦光學(xué)元件方便地構(gòu)造。束擴展光學(xué)元件充分?jǐn)U展所述激光束，以便獲得聚焦光學(xué)元件的高的數(shù)值孔徑，這對于努力獲取的小的聚焦直徑是需要的。束擴展光學(xué)元件通常包括在束方向上相繼配置的幾個透鏡，這些透鏡中至少一個是發(fā)散透鏡的形式而至少一個其他透鏡是會聚透鏡的形式，發(fā)散透鏡位于會聚透鏡的上游。市場上常規(guī)的束擴展光學(xué)元件通常包括總計兩個或三個透鏡，其中第一透鏡(輸入透鏡) 一般是發(fā)散透鏡。其直徑大致小于隨后的會聚透鏡的直徑。因此，其質(zhì)量也通常比束擴展光學(xué)元件的隨后的會聚透鏡低很多?；谶@個原因，本發(fā)明優(yōu)選的實施例以可調(diào)節(jié)的方式設(shè)置束擴展光學(xué)元件的發(fā)散透鏡，特別地，設(shè)置束擴展光學(xué)元件的輸入透鏡，并且位移發(fā)散透鏡以便在束方向上相對于束擴展光學(xué)元件的至少一個會聚透鏡進行束聚焦的Z方向控制。在這種情況中，發(fā)散透鏡的小的質(zhì)量允許進行高動態(tài)調(diào)節(jié)，例如通過電動或壓電致動驅(qū)動器。另一方面，在隨后的會聚透鏡或甚至聚焦光學(xué)元件的調(diào)節(jié)情況中，將要被移動的質(zhì)量將會相對地更大，這對于所需的動態(tài)將是有害的。
很明顯，只要根據(jù)本發(fā)明所述裝置的透鏡的布局和位置合適，束擴展
光學(xué)元件的輸入透鏡的10.0mm的可調(diào)節(jié)的間距可以滿足，以便能夠在1.4mm范圍內(nèi)位移束聚焦。結(jié)果，這足以補償角膜的凸面并將位于恒定深度處的二維切口引入到角膜。
控制單元被設(shè)置成，以依賴于所測的表面形貌的方式并且以依賴于輻射作用在眼睛上的期望位置離形貌測量的表面的高度間距的方式確定可調(diào)節(jié)透鏡的名義位置，并且以依賴于所確定的名義位置的方式控制致動裝置。在這一點上，高度間距涉及Z方向上的間距。即使是在理想地靜止的頭部姿勢并且通過吸力環(huán)固定眼睛，也不能完全避免角膜在Z方向上的輕微移動。這種移動例如可由于呼吸作用引起。盡管如此，為了能夠總是精確地將束聚焦定位在眼睛的希望的位置上，在優(yōu)選的進一步發(fā)展中，根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)置有測量裝置，測量裝置被設(shè)置成測量眼睛上或眼睛內(nèi)的至少一個參考位置的高度位置的位移。在這種情況下，控制單元被設(shè)置成以依賴于至少一個參照位置所測量的當(dāng)前高度位置的方式校正可調(diào)節(jié)透鏡的所確定的名義位置并且以依賴于所校正的名義位置的方式控制致動裝置。例如可以考慮將角膜頂點作為參考位置。
在可以省略固定眼睛的吸力環(huán)的情況中，即使在其它靜止頭部姿勢的情況下，眼球的轉(zhuǎn)動通常是不可避免的。眼睛的這種移動可能也需要對所確定的可調(diào)節(jié)透鏡的名義位置進行Z方向校正，因為眼球的轉(zhuǎn)動同時會帶來作用在眼睛上的激光輻射的希望的位置的Z坐標(biāo)上的位移。因而，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括測量裝置，測量裝置被設(shè)置成測量眼睛上或眼睛內(nèi)至少一個參照位置在相對束路徑方向為橫向的平面內(nèi)的移動，控制單元被設(shè)置成以依賴于至少一個參照位置的所測量的當(dāng)前橫向位置的方式校正可調(diào)節(jié)透鏡的名義位置，并且以依賴于所校正的名義位置的方式控制致動裝置。在可調(diào)節(jié)透鏡的名義位置的校正時不管是否考慮眼睛的轉(zhuǎn)動，在任何情況下都需要以依賴于眼睛的移動的方式控制束掃描單元(掃描器)，以便總是能夠精確地跟蹤束聚焦。適于這種需要的監(jiān)測系統(tǒng)(眼睛跟蹤器)在本領(lǐng)域同樣是已知的。例如，在這里可以監(jiān)測角膜頂點用于束軸線的橫向位移。
激光輻射的聚焦直徑優(yōu)選地不大于大約10^m，更優(yōu)選不大于大約7 ^m,并更優(yōu)選地不大于大約5 pm。激光輻射的瑞利長度優(yōu)選不大于大約20 pm,更佳地不大于大約15 inm,更優(yōu)選地不大于大約10 (^m。
對于在角膜中以行掃描形成大致平行于角膜表面的二維切口 ，控制單元可以設(shè)置成將具有近似三角形特征和具有變化的三角形高度的控制信號提供給致動裝置。作為束在眼睛之上以平行的行移動的行掃描的替換，可以想到螺旋掃描。在這種情況下，對于在角膜中以螺旋掃描形成大致平行于角膜表面的二維切口，控制單元被設(shè)置成提供振幅可單調(diào)變化的控制信號給致動裝置。在行掃描的情況中控制信號的三角形形狀與每行從下邊角膜邊緣通過上邊的中間區(qū)域并且回到角膜邊緣的實際情況有關(guān)。相應(yīng)地，透鏡必須設(shè)置在不同的位置?？刂菩盘栕兓娜切胃叨仍醋赃@個事實，即由于角膜凸面，行在角膜頂點上或靠近角膜頂點上延伸的情況中，行的z方向行程要大于行在靠近邊緣的情況中行的z方向行程。另一方面，在螺旋掃描情況中，需要在一個方向上連續(xù)地調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)透鏡，這可以由控制信號的振幅單調(diào)變化表達。
根據(jù)本發(fā)明的裝置不僅不需要將接觸透鏡放置在眼睛上，而且優(yōu)選地不用用于這種接觸透鏡的安裝結(jié)構(gòu)。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置的控制方法，所述裝置包括脈沖的飛秒激光輻射源、在所述激光輻射的束路徑上相繼配置的多個透鏡、以及用于調(diào)節(jié)至少一個可調(diào)節(jié)透鏡的致動裝置，所述透鏡的至少一個被配置成以便在束路徑上方向上相對于其他透鏡可以調(diào)節(jié)。根據(jù)本發(fā)明，在方法中，用于可調(diào)節(jié)透鏡的名義位置基于所存儲的形貌測量數(shù)據(jù)確定，并且以基于所確定的名義位置的方式生成用于致動裝置的控制信號。


下面在附圖的基礎(chǔ)上對本發(fā)明進行進一步的說明，在附圖中圖1是一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置的示例性實施例的示意性框圖2是行掃描的情況中圖1中激光裝置的單個可調(diào)節(jié)透鏡的實際位置的定性行進；
圖3是螺旋掃描的情況中圖1中激光裝置的單個可調(diào)節(jié)透鏡的實際位置的定性行進。
具體實施例方式
圖1中示出的用于眼外科手術(shù)激光裝置包括激光發(fā)生器10，其產(chǎn)生并輸出具有飛秒范圍內(nèi)的脈沖時間的脈沖激光束。這里的術(shù)語"飛秒"可以廣義地理解；而不應(yīng)該理解成明確地限定起始于lps (皮秒)的脈沖持續(xù)時間。正相反本發(fā)明在原理上也適于脈沖持續(xù)時間大于lps (皮秒)的情況。所說的脈沖持續(xù)時間在飛秒范圍(fs range)內(nèi)，某種程度上僅指的是，在眼外科手術(shù)采用的飛秒激光(fs lasers)通常具有相對小的聚焦尺寸，例如聚焦直徑最大為5 nm，瑞利長度最大為l(^m，并且本發(fā)明尤其是在小的聚焦尺寸的情形中顯現(xiàn)出其優(yōu)點。不過，激光輻射的脈沖持續(xù)時間優(yōu)選地在lps以下，例如在三位數(shù)飛秒范圍(three-digit femtoseconds)內(nèi)。
激光發(fā)生器10的脈沖重復(fù)頻率可以例如在兩位數(shù)或三位數(shù)kHz范圍一直到MHz范圍。特別地，激光發(fā)生器10的脈沖速率是可控制的。產(chǎn)生并采用用于治療用途的激光輻射的波長可以例如在紅外線范圍，大約lpm左右，但也可以更短， 一直到紫外范圍(UVregion)。
在由激光發(fā)生器輸出的激光束的束路徑中，按順序相繼是束擴展光學(xué)元件12、掃描器14和聚焦光學(xué)元件16。這里的束擴展光學(xué)元件12表示雙透鏡系統(tǒng)，其中具有發(fā)散透鏡18和位于發(fā)散透鏡18下游的會聚透鏡20。應(yīng)該理解，束擴展光學(xué)元件也可以由多于兩個透鏡組成。然而，通常束擴展光學(xué)元件的輸入透鏡，這里的透鏡18是發(fā)散透鏡。束擴展光學(xué)元件12的透鏡18、 20被容納在沒有詳細表示的殼體內(nèi)，會聚透鏡20被穩(wěn)定地配置在殼體內(nèi)，而發(fā)散透鏡18在束軸線方向上(用22表示)相對于會聚透鏡20是可調(diào)節(jié)的。由控制單元26控制的致動驅(qū)動器24用來調(diào)節(jié)發(fā)散透鏡18。致動驅(qū)動器24是例如電動或壓電致動驅(qū)動器。在沒有詳細表示的一種方式中，致動驅(qū)動器24接合到例如透鏡支座上，該透鏡支座在殼體內(nèi)可以被依次移動地操縱并支撐發(fā)散透鏡18。
發(fā)散透鏡18在束軸線22方向上的移動行程總計幾毫米，例如大約10mm。調(diào)節(jié)發(fā)散透鏡18的必要的速度尤其依賴于掃描的圖案，激光束利用所述掃描的圖案被引導(dǎo)到用28表示的將要被治療的眼睛之上。很明顯，發(fā)散透鏡18的調(diào)節(jié)速度至少為0.5m/s，更佳地大約lm/s，則扁平物切口可以在可接受的短的時間內(nèi)引入到角膜中。致動驅(qū)動器24以這樣的方式設(shè)計，使得其能夠保證發(fā)散透鏡18的這個調(diào)節(jié)速度。
以與己知相同的并且這里沒有詳細地表示的方式，掃描器14包括一對偏轉(zhuǎn)反射鏡，偏轉(zhuǎn)反射鏡允許激光束在位于垂直于束軸線22的x-y平面內(nèi)的目標(biāo)的偏轉(zhuǎn)。掃描器14由控制單元26以依賴于將要引入到眼睛28中的切口的x-y圖像的方式和依賴于任何眼睛移動的方式進行控制。這樣在沒有通過吸力環(huán)進行眼球固定的任何情況下都是不可避免的眼睛移動，可以通過眼睛跟蹤系統(tǒng)(眼睛跟蹤器)記錄，該眼睛跟蹤系統(tǒng)示意地用功能塊30表示并連接到控制單元26。這種類型的系統(tǒng)在本專業(yè)領(lǐng)域同樣是已知的；因而這里省略了其功能和結(jié)構(gòu)更詳細的說明。已經(jīng)提到，眼睛跟蹤器30可以例如基于模式識別來記錄眼睛的移動，該模式識別通過快速相繼地一個接一個地記錄的大量的瞳孔或眼睛其他部分的圖像來實施。
聚焦光學(xué)元件16同樣以與已知同樣的方式由多個這里沒有詳細表示的透鏡構(gòu)成。聚焦光學(xué)元件16的焦距是固定的。聚焦光學(xué)元件16可以已經(jīng)固定地合并到激光裝置中，使得束聚焦的Z方向調(diào)節(jié)可以僅通過調(diào)節(jié)發(fā)散透鏡18來實現(xiàn)。當(dāng)然，同樣聚焦光學(xué)元件16可以可調(diào)節(jié)地沿束軸線22配置，使得束聚焦的Z方向調(diào)節(jié)可以通過發(fā)散透鏡18的調(diào)節(jié)和通過聚焦光學(xué)元件16的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)。在后一種情況中，聚焦光學(xué)元件16的調(diào)節(jié)性能可以例如用于開始實際操作之前的粗調(diào)(coarse setting)用途，而發(fā)散透鏡18的調(diào)節(jié)性能用于治療過程中在不同的Z方向位置上的束聚焦的設(shè)置。在粗調(diào)的過程中，發(fā)散透鏡18方便地保持在中心位置，使得大致在操作期間發(fā)散透鏡在調(diào)節(jié)的兩個方向上提供足夠的移動行程。圖1中的激光裝置還包括測量裝置32，其用于測量眼睛28的角膜表 面的形貌。例如，測量裝置根據(jù)光學(xué)相干性層析成像(簡稱OCT)的原理 運行。在測量裝置32內(nèi)的合適的評估裝置由所測的值產(chǎn)生表示角膜表面 的形貌輪廓的形貌測量數(shù)據(jù)，并且將形貌測量數(shù)據(jù)用于控制單元26。例如， 測量裝置32可以將形貌測量數(shù)據(jù)寫入到存儲器34，之后控制單元26可以 從存儲器中重新找回這些數(shù)據(jù)。這允許在實際操作之前對整個角膜形貌的 實時的分離的測量。在形貌測量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，控制單元可以首先計算用于 發(fā)散透鏡18的兩維的執(zhí)行剖面(actuating profile),執(zhí)行剖面為在x-y平 面內(nèi)的所有掃描點指定在每種情況下的名義位置，發(fā)散透鏡18將要被設(shè) 置在名義位置中。在這個致動輪廓計算中，控制單元26考慮在Z方向上 距離角膜表面的間距(垂直間距)，切口以該間距設(shè)置在x-y平面內(nèi)的每個 點上。在形成角膜扁平物的情形中，例如通常努力獲得恒定厚度的扁平物。 因而，發(fā)散透鏡18的名義位置以這種的方式進行計算，使得對于將要形 成的扁平物的所有x-y位置，束聚焦到角膜表面總是具有大致相同的Z向 間距(遠離扁平物的邊緣，必須引導(dǎo)切口朝向角膜的表面)。在操作過程 中，然后監(jiān)測角膜頂點或/和眼睛28的至少一個其他參考點的Z方向位置， 并且以依賴于當(dāng)前記錄的眼睛參考位置的Z方向位置的方式來校正由致 動輪廓得到的發(fā)散透鏡18的名義位置，是足夠的。在合適的情況下，這 種監(jiān)測同樣可以通過OCT測量裝置32來執(zhí)行，OCT測量結(jié)構(gòu)隨后直接地 提供有關(guān)這方面的測量值到控制單元26。
眼睛28在整個治療期間都不是固定的，或僅用防止眼球轉(zhuǎn)動的吸力 環(huán)固定。如果用到吸力環(huán)，后者方便地通過合適的機械接口固定地連接到 Z方向上的聚焦光學(xué)元件16。在每個情形中，治療都是在沒有在眼睛28 上放置接觸透鏡的情況下進行的。
對于在角膜上形成表面切口，行掃描和螺旋掃描都是已知的。圖2和 3顯示了在形成角膜扁平物的情況中通常的理想的發(fā)散透鏡18的致動位 置的行進，其中圖2是行掃描的情況，圖3是螺旋掃描的情況。在行掃描 的情形中，激光束以并排設(shè)置的行被引導(dǎo)到角膜上，發(fā)散透鏡18連續(xù)地 來回移動，以便計算在每行掃描過程中將要克服的角膜的凸面。這導(dǎo)致所 示出的致動位置的三角形行進。相應(yīng)地，在行掃描的情況中，由控制單元26提供到致動驅(qū)動器24的控制信號具有三角形特征。由于在角膜中間上
面延伸的中心掃描行的情況中，行中間和行端部之間的高度差比接近邊緣 的掃描行情況中的大，控制信號的三角形高度發(fā)生改變。
另一方面，在螺旋掃描的情況下，發(fā)散透鏡18在一個方向上的連續(xù) 的調(diào)節(jié)是足夠的，而不管螺旋是從角膜的中心開始還是從邊緣開始。因此， 在圖3中示出的透鏡位置的行進以單調(diào)上升的直線形式增大。因而，提供 到致動驅(qū)動器24的控制信號將具有類似的特征。由于在螺旋掃描的情況 中不得不克服每單位時間更小的高度差，因而螺旋掃描允許發(fā)散透鏡18 比行掃描時低的移動速度。另一方面，在螺旋掃描的情況中，必須考慮到， 對于連續(xù)切口點的恒定的間距，只要激光束的角速率保持不變，用于接近 邊緣的外部螺旋轉(zhuǎn)動的激光發(fā)生器10的脈沖速率必須設(shè)置成大于用于內(nèi) 部的中心螺旋轉(zhuǎn)動的激光發(fā)生器10的脈沖速率。
權(quán)利要求
1.一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置，包括脈沖飛秒激光輻射源(10)和用于引導(dǎo)所述激光輻射和將所述激光輻射聚焦到眼睛上或眼睛內(nèi)的治療位置上的光學(xué)元件(12、14、16)，所述光學(xué)元件包括在所述激光輻射的束路徑上相繼配置的多個透鏡(18、20)，其特征在于，所述透鏡中的至少一個透鏡(18)被配置為在所述束路徑的方向上相對于其他透鏡可調(diào)節(jié)，致動裝置(24)被分配給可調(diào)節(jié)的所述透鏡以便調(diào)節(jié)所述透鏡，并且設(shè)有控制單元(26)，以便控制所述致動裝置，所述控制單元(26)被設(shè)置成讀取有關(guān)所述眼睛表面形貌的測量數(shù)據(jù)并且基于測量的表面形貌控制所述致動裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述至少一個可調(diào)節(jié)透鏡(18)是束擴展光學(xué)裝置(12)的部分，所述束擴展光學(xué)裝置(12)位于所述束方向上掃描單元(14)的上游，所述掃描單元(14)在相對于所述束方向為橫向的平面內(nèi)進行激光輻射掃描。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述束擴展光學(xué)裝置(12)至少包括發(fā)散透鏡(18)和位于所述束方向上所述發(fā)散透鏡(18)下游的會聚透鏡(20)，所述發(fā)散透鏡可通過所述致動裝置(24)相對于所述會聚透鏡進行調(diào)節(jié)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中的一個所述的裝置，其特征在于，所述控制單元(26)被設(shè)置成基于所述測量的表面形貌和基于所述輻射在眼睛中的期望作用位置距離被形貌測量的表面的高度距離來確定用于所述可調(diào)節(jié)的透鏡的名義位置，以及基于所確定的名義位置控制所述致動裝置(24)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于測量裝置(32)，該測量裝置(32)被設(shè)置以測量所述眼睛上或眼睛內(nèi)的至少一個參照位置的高度位置的位移，所述控制單元(26)被設(shè)置成基于所述至少一個參照位置的被測得的當(dāng)前高度位置來校正所述可調(diào)節(jié)透鏡(18)的所述名義位置，以及基于所校正的名義位置來控制所述致動裝置(24)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的裝置，其特征在于測量裝置(32)，該測量裝置(32)被設(shè)置以測量所述眼睛上或眼睛(28)內(nèi)的至少一個參照位置在相對于所述束路徑的方向為橫向的平面內(nèi)的移動，所述控制單元(26)被設(shè)置成基于所述至少一個參照位置的被測得的當(dāng)前橫向位置來校正所述可調(diào)節(jié)透鏡(18)的所述名義位置，以及基于所校正的名義位置控制所述致動裝置(24)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6中的一個所述的裝置，其特征在于，所述裝置沒有放置在角膜上的接觸透鏡，并且也沒有用于這種接觸透鏡的安裝結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中的一個所述的裝置，其特征在于測量裝置(32)，該測量裝置(32)被設(shè)置以測量所述眼睛的角膜表面形貌。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中的一個所述的裝置，其特征在于，所述激光輻射的聚焦直徑不大于大約lOjim，優(yōu)選地，不大于大約7pm，并且更優(yōu)選地，不大于大約5pm，并且所述激光輻射的瑞利長度不大于大約20pm，優(yōu)選地，不大于大約15pm，更優(yōu)選地，不大于大約l(Hmi。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1到9中的一個所述的裝置，其特征在于，為了通過行掃描在角膜內(nèi)產(chǎn)生大致平行于所述角膜表面的二維切口，所述控制單元(26)被設(shè)置成提供具有近似三角形特征曲線并具有變化的三角形高度的控制信號給所述致動裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1到10中的一個所述的裝置，其特征在于，為了通過螺旋掃描在角膜內(nèi)產(chǎn)生大致平行于所述角膜表面的二維切口，所述控制單元(26)被設(shè)置成提供振幅可單調(diào)變化的控制信號給所述致動裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1到11中的一個或根據(jù)權(quán)利要求1前序部分所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)元件由束擴展光學(xué)裝置(12)、配置在所述束路徑的方向上所述束擴展光學(xué)裝置的下游并用于在相對于所述束方向為橫向的平面內(nèi)進行束掃描的掃描單元(14)以及配置在所述束路徑的方向上所述掃描單元的下游的聚焦光學(xué)裝置(16)構(gòu)成，所述束擴展光學(xué)裝置(12)包括幾個透鏡，該幾個透鏡在所述束方向上相繼配置的，并且至少包括發(fā)散透鏡(18)和會聚透鏡(20)，并且所述發(fā)散透鏡配置成可相對于所述會聚透鏡進行調(diào)節(jié)。
13. —種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置的控制方法，特別是根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個的裝置，其中所述裝置包括脈沖飛秒激光輻射源(10)、在所述激光輻射的束路徑上相繼配置的多個透鏡、致動裝置(24)，所述透鏡中的至少一個透鏡(18)被配置成在所述束路徑的方向上相對于其他透鏡(20)可調(diào)節(jié)，所述致動裝置(24)用于調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)的所述至少一個透鏡(18),其中，在所述方法中，用于所述可調(diào)節(jié)透鏡(18)的名義位置基于所存儲的形貌測量數(shù)據(jù)進行確定，并且基于所確定的名義位置生成用于所述致動裝置(24)的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于激光光學(xué)眼外科手術(shù)的裝置，包括脈沖飛秒激光輻射的源(10)和用于引導(dǎo)所述激光輻射和將所述激光輻射聚焦到眼睛(28)上或眼睛內(nèi)的治療位置上的光學(xué)元件(12、14、16)，光學(xué)元件包括在所述激光輻射的束路徑上相繼配置的多個透鏡。根據(jù)本發(fā)明，所述透鏡的至少一個(18)被配置以便可以相對于所述束路徑的方向上的其他透鏡進行調(diào)節(jié)。具體地，可調(diào)節(jié)透鏡是束擴展光學(xué)元件(12)的第一發(fā)散透鏡。致動裝置(24)被分配給所述可調(diào)節(jié)透鏡，用于調(diào)節(jié)所述可調(diào)節(jié)透鏡，為了控制致動裝置，提供控制單元(26)，其被設(shè)置成讀取有關(guān)所述眼睛表面形貌的測量數(shù)據(jù)并且以依賴于所測量的表面形貌的形式控制致動裝置。激光裝置能夠不用將接觸透鏡放置到眼睛上。
文檔編號A61F9/008GK101564333SQ20091013211
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月22日
發(fā)明者克勞斯·福格勒, 奧拉夫·基特爾曼 申請人:波光股份有限公司