專利名稱：一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于醫(yī)療器械領域，涉及激光手術治療裝置，具體涉及治療青光眼的激光手術裝置。
背景技術：
目前，青光眼是一組以視神經(jīng)萎縮和視野缺損為共同特征的疾病，損傷不可逆，為目前全球第二位致盲的疾病，嚴重威脅人類的視覺健康。主要機制為:房水流出途徑受阻，導致房水積聚于眼內(nèi)，眼壓增高，從而壓迫、損害視神經(jīng)，引起一系列以視力下降、視野變小為主的臨床表現(xiàn)，最終導致失明。治療青光眼的手術方法最常用的為濾過手術。即建立新的房水眼外引流途徑，制作功能性濾過泡，即在鞏膜、tenon囊及結(jié)膜之間形成一個貯水池，它可吸收房水并將房水引致眼外，使得眼壓下降。手術切口的纖維化反應是導致青光眼濾過性手術失敗的主要原因，迄今尚無滿意的防治方法。飛秒激光以其“超快”、“超強”的物理特性為解決濾過性手術后組織纖維化反應的痼疾提供了新的途徑。飛秒激光器產(chǎn)生的激光作用在所有物體之前都需要經(jīng)過傳輸過程，目前主要包括兩種傳輸方法:一是開放光路傳輸，是指飛秒激光經(jīng)過各種準直透鏡、反射鏡、聚焦透鏡鏡后作用在目標物體上；二是飛秒激光經(jīng)過光子晶體光纖傳輸后作用在目標物體上。方法一決定了飛秒激光傳輸是在開放空間進行傳輸，為使用人帶來不安全因素，同時需要調(diào)節(jié)各種光學透鏡來滿足飛秒激光的使用條件，造成使用上極為不便利，尤其是對非專業(yè)人士，另外這種方法只適用于直線傳輸，不能用于如結(jié)膜下或前房內(nèi)操作。方法二中光子晶體光纖具有多孔結(jié)構決定了它在應用上有如下不足:1、多孔結(jié)構的光子晶體光纖不適合做端面處理，在切割、熔接過程中造成孔結(jié)構封閉、塌陷等，破壞光子晶體光纖結(jié)構，造成傳輸性能下降。2、多孔結(jié)構的光子晶體光纖不能進入含液體的材料如生物組織中，否則液體會滲進光纖孔結(jié)構中造成飛秒激光傳輸失敗。3、目前沒有技術能在光子晶體光纖端面做透鏡，以聚焦激光能量達到對組織相應效應。從而聚焦需通過外界透鏡，對環(huán)境要求較高。4、光纖傳輸飛秒激光能量與光纖直徑成正比，而光子晶體光纖直徑較小，傳輸能量不大，尚不足以在鞏膜上做切口。傳能光纖是一種大直徑的實芯光纖，在光纖中沒有空氣孔結(jié)構，不同于普通的通信光纖和光子晶體光纖，可傳輸高功率激光，目前常用作高功率半導體激光器產(chǎn)生激光的傳輸。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的任務是 提供一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，使其具有周圍組織損傷小、可有效減小術后纖維化反應、濾過手術起效時間久等特點。實現(xiàn)本實用新型的具體方案是:本實用新型提供的這種一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，由飛秒激光器(I)、飛秒激光輸出尾纖(2)和傳能光纖(4)組成；傳能光纖(4)的一端與飛秒激光器(I)的輸出尾纖(2)相熔接，以傳輸激光；傳能光纖(4)的另一端通過透鏡座(6)與凸透鏡(5)相連接，或者傳能光纖(4)的另一端的端面為球面狀結(jié)構(7)，該球面狀結(jié)構(7)的聚焦球面曲率半徑3-20 μ m,達到球面折射效果以聚焦激光。所述的凸透鏡(5)的透鏡焦距為1mm，折射率為1.5，曲率半徑為1mm，透鏡半徑為
0.5-1.5mm,中心厚度為0.064-0.68mm。凸透鏡(5)和透鏡座(6)可以委托福州愷星光電技術有限公司加工制作。所述的傳能光纖(4)由階躍折射率多模石英光纖構成，其芯徑為62.5_1200nm，包層直徑為125-1250nm，光纖數(shù)值孔徑0.22。構成傳能光纖(4)的階躍折射率多模石英光纖的芯徑具體可以是62.5“111、10(^111、20(^111或40(^111，所述的芯徑為62.5um的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是125 μ m ;所述的芯徑為100 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是125 μ m ;所述的芯徑為200 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是250 μ m ;所述的芯徑為400 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是500 μ m。所述的飛秒激光器(I)的單脈沖能量為luj-lmj，飛秒激光器(I)的輸出波長為800-1700nm，頻率為 ΙΟΟΟΗΖ-ΙΟΟΜΗζ，脈寬為 50_1000fs。本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置的具體操作方式是:選擇鼻上象限做以穹隆部為基底的結(jié)膜瓣，用光纖使飛秒激光在鞏膜表面精確聚焦，開啟平臺，使光纖頭以一定速度發(fā)生2_的水平位移，飛秒激光以luj/pulse的能量，在與虹膜表面平行的方向上線性切割12點至I點處角鞏膜緣，完成鞏膜的穿透性切除。膜造瘺術后，將球結(jié)膜復位，用3-0絲線間斷縫合球結(jié)膜切口 2到3針。采用本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，可以克服手術刀進行濾過手術后手術切口容易發(fā)生術后纖維化反應的不足，減少手術切口術后纖維化反應；可以有效避免光子晶體光纖在飛秒激光應用上無法進入結(jié)膜下或前房、與飛秒激光器熔接困難、無 法在端面形成透鏡、傳輸激光能量較小以致無法在鞏膜上做切口的缺點。我們采用本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置與手術刀進行濾過手術相比較，用本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置在鞏膜上做切口連接前房與結(jié)膜下，從而形成房水流出通道，降低眼壓。結(jié)果顯示:與手術刀進行濾過手術相比較，本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置在表現(xiàn)出良好手術效果的情況下，能顯著降低對周圍組織損傷程度和手術切口術后纖維化反應。為了克服光子晶體光纖在飛秒激光應用上無法進入結(jié)膜下或前房、與飛秒激光器熔接困難、無法在端面形成透鏡、傳輸激光能量較小以致無法在鞏膜上做切口的缺點，本實用新型采用了傳能光纖來傳輸飛秒激光的方法，該光纖能夠在液體的環(huán)境進行操作，容易與飛秒激光器尾纖熔接，能通過于傳能光纖端面安置凸透鏡或者直接將傳能光纖的端面研磨成球面狀結(jié)構，達到球面折射效果使激光聚焦在相應鞏膜手術區(qū)域，能傳輸可在鞏膜上做切口的較大能量激光。本實用新型實現(xiàn)了采用飛秒激光進行青光眼的手術。飛秒激光具有以下特點:1、其具有其超快、超強的物理特性，以極低的能量瞬間在極小的空間產(chǎn)生極高的能量密度，使組織電離并形成等離子體，等離子體產(chǎn)生的電磁場強度比原子核對其周圍電子的作用力還大數(shù)倍，使組織通過光裂解爆破產(chǎn)生含二氧化碳和水的微小氣泡，成千上萬緊密相連的激光脈沖產(chǎn)生數(shù)以萬計的小氣泡所連起的微腔。飛秒激光可聚焦到2-3um直徑的空間區(qū)域?？删_到Ium級別的切割。2、飛秒激光每次脈沖作用時間小于lps，由于其作用時間遠遠小于電子向晶格的熱弛豫時間，因此飛秒激光作用物質(zhì)時的熱效應和對周圍組織的影響極小，對周圍組織損傷也極小，減少了纖維化反應的可能性。本實用新型采用的傳能光纖是一種大直徑的實芯光纖，相對于光子晶體光纖有以下優(yōu)勢:光纖一端可與飛秒激光器的尾端相熔接，以傳輸激光。另一端連接一凸透鏡或者直接燒熔光纖端面成一球面達到球面折射效果，以聚焦激光。在光纖中沒有空氣孔結(jié)構，可在結(jié)膜下或前房等有液體的部位，不同于普通的通信光纖和光子晶體光纖，可傳輸高功率激光，目前常用作高功率半導體激光器產(chǎn)生激光的傳輸。本實用新型實現(xiàn)了用傳能光纖引導的飛秒激光代替手術刀進行青光眼濾過手術。傳能光纖與飛秒激光器的尾纖熔接，因傳能光纖端面封閉，所以可在有水的環(huán)境進行操作，有利于激光與生物組織更精準地作用。飛秒激光器的尾纖本身就是傳能光纖，有利于尾纖與光纖之間的熔接。在傳能光纖端連接凸透鏡，以聚焦激光，使激光作用于組織能量密度更大，效率更高。傳能光纖比其它光纖更具優(yōu)勢的一點是，能傳輸高能量激光，使激光殺傷力達到組織承受閾值以上，已獲得預期激光對組織的作用效果。本實用新型使用的傳能光纖能在有水的環(huán)境進行更精細的操作，使用較方便、快捷、且更經(jīng)濟、能在端面形成球面使激光聚焦，能傳輸較大能量。通過此光纖傳導飛秒激光的裝置代替手術刀進行濾過手術。從而達到最小程度損傷周圍組織，最大程度減小術后纖維化反應的目的，最終實現(xiàn)微創(chuàng)、術后瘢痕化低，起效時間久的濾過手術的目標。利用飛秒激光“超快”、“超強”的特性以及光纖精確傳導激光的特性，將飛秒激光從傳統(tǒng)的開放空間傳輸改變?yōu)楣饫w波導中傳輸，具有安全、可靠、操作方便的優(yōu)勢，對青光眼患者實行的微創(chuàng)、術后瘢痕 化低，起效時間久的濾過手術。實驗資料:本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置與現(xiàn)有技術機械刀完成經(jīng)外路鞏膜造瘺術的比較，比較兩種手術方式的手術效果和組織創(chuàng)傷修復反應，評估本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置治療青光眼的有效性和優(yōu)越性。以本實用新型提供的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置進行經(jīng)外路鞏膜造瘺術的實驗組稱飛秒激光組，以現(xiàn)有技術機械刀進行經(jīng)外路鞏膜造瘺術的實驗組稱為機械刀組。一、參與眼壓觀測的20只實驗兔術前雙眼眼壓差均< 3mmHg。兩組所有術眼的眼壓在術后第I天和第2天均明顯下降(雙眼眼壓差< 3mmHg)，所有術眼都有功能性濾過泡形成。隨著術后時間的延長，具有功能性濾過泡以及眼壓明顯下降的術眼逐漸減少。術后第14天，機械刀組所有術眼的濾過泡以及濾過手術均被判定為失敗(見表I)。與之相比，飛秒激光組在術后第21天，濾過手術的成功率仍有50% (5/10)，其中2的濾過道在術后I個月時仍然能夠發(fā)揮降眼壓的功能(見圖2)。飛秒激光鞏膜造瘦術后功能性濾過泡以及眼壓下降的持續(xù)時間均較機械刀組明顯延長，差異有統(tǒng)計學意義(P = 0.025和P = 0.016)。表1.飛秒激光組和機械刀組鞏膜造痰術后功能性濾過泡和眼壓下降的持續(xù)時間
權利要求1.一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，由飛秒激光器(I)、飛秒激光輸出尾纖(2)和傳能光纖(4)組成；傳能光纖(4)的一端與飛秒激光器(I)的輸出尾纖⑵相熔接，以傳輸激光；傳能光纖⑷的另一端通過透鏡座(6)與凸透鏡(5)相連接，或者傳能光纖(4)的另一端的端面為球面狀結(jié)構(7)，達到球面折射效果以聚焦激光。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，所述的傳能光纖(4)由階躍折射率多模石英光纖構成。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，構成傳能光纖(4)的階躍折射率多模石英光纖的芯徑是62.5 μ m、100 μ m、200 μ m或400 μ m。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，所述的芯徑為62.5um的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是125 μ m ;所述的芯徑為100 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是125 μ m ;所述的芯徑為200 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是250 μ m ;所述的芯徑為400 μ m的階躍折射率多模石英光纖的包層直徑是500 μ m。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，所述的飛秒激光器(I)的單脈沖能量為luj-lmj，飛秒激光器(I)的輸出波長為800-1700nm，頻率為 ΙΟΟΟΗΖ-ΙΟΟΜΗζ，脈寬為 50_1000fs。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，所述的凸透鏡(5)的焦距Imm,折射率1.5,曲率半徑Imm,透鏡半徑0.5-1.5mm,中心厚度 0.064- 0.68mm。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，其特征在于，傳能光纖(4) 一端的球面狀結(jié)構(7)的聚焦球面曲率半徑3-20 μ m。
專利摘要本實用新型提供了一種傳能光纖傳輸飛秒激光治療青光眼的手術裝置，該裝置由飛秒激光器(1)、飛秒激光輸出尾纖(2)和傳能光纖(4)組成；傳能光纖(4)的一端與飛秒激光器(1)的輸出尾纖(2)相熔接，以傳輸激光；傳能光纖(4)的另一端通過透鏡座(6)與凸透鏡(5)相連接，或者傳能光纖(4)的另一端的端面為球面狀結(jié)構(7)，達到球面折射效果以聚焦激光。該裝置能在有水的環(huán)境進行更精細的操作，代替手術刀進行濾過手術，具有能有效減小手術對周圍組織的損傷、減小術后纖維化反應、減輕術后瘢痕化，起效時間久等特點。
文檔編號A61F9/008GK203122749SQ20132000642
公開日2013年8月14日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權日2013年1月7日
發(fā)明者姜發(fā)綱, 楊曉波, 戴能利, 金靈, 王興華 申請人:華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院