本發(fā)明涉及醫(yī)療領(lǐng)域，具體涉及一種飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置。

背景技術(shù)：

激光產(chǎn)生于20世紀(jì)60年代，激光以其具有方向性強、亮度高、單色性好等優(yōu)點及優(yōu)勢，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防以及科研等領(lǐng)域得到了快速發(fā)展。到了90年代，一種新型的超短超快激光-飛秒激光開始出現(xiàn)并應(yīng)用于各個領(lǐng)域。其脈沖寬度被壓縮到了飛秒量級，1飛秒等于千萬億分之一秒(1×10-1 5秒)，如此快的脈沖激光使其在工業(yè)，醫(yī)學(xué)等微加工領(lǐng)域體現(xiàn)出了更高的峰值功率密度、加工熱影響區(qū)極小、準(zhǔn)確的燒蝕閾值等優(yōu)勢，致使其得到了更加快速的發(fā)展。

高精度、高質(zhì)量、高穩(wěn)定性的飛秒激光微加工系統(tǒng)成為了飛秒激光應(yīng)用和發(fā)展的研究熱點。

近年來，飛秒激光技術(shù)被引入醫(yī)學(xué)眼科領(lǐng)域，其應(yīng)用原理是利用其極短的脈沖寬度，較小的光脈沖能量就可以獲得極高的峰值功率以及具有極強聚焦能力，可以在生物組織內(nèi)完成精確的切割。飛秒激光第一次應(yīng)用于角膜屈光手術(shù)中是作為一種微型角膜刀，在屈光性角膜成形術(shù)中[LASIK]制作角膜瓣。其精確的切割精度，更高的重復(fù)切割精度以及穩(wěn)定性得到了眼科手術(shù)領(lǐng)域的認可，隨后飛秒激光被引入了輔助白內(nèi)障手術(shù)中。相比之前傳統(tǒng)的白內(nèi)障手術(shù)均由醫(yī)生手工進行，手術(shù)的效果取決于醫(yī)生的技術(shù)熟練水平，手術(shù)失敗及產(chǎn)生后遺癥風(fēng)險難以克服。而飛秒激光技術(shù)以其更高的精度和穩(wěn)定性等優(yōu)勢，致使白內(nèi)障手術(shù)得到了一個更好的手術(shù)效果。因此飛秒激光輔助白內(nèi)障手術(shù)隨著近些年的不斷發(fā)展和進步，逐漸被眼科醫(yī)生和社會所承認和認可。

世界上第一臺飛秒激光輔助超生乳化白內(nèi)障手術(shù)設(shè)備來自于美國的愛爾康公司研發(fā)制造的Alcon LenSx飛秒激光系統(tǒng)。到目前為止，世界上共有四家國際公司在研究和生產(chǎn)飛秒激光輔助白內(nèi)障手術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備。國內(nèi)各大醫(yī)院出現(xiàn)的飛秒激光輔助白內(nèi)障手術(shù)的機器人設(shè)備均來自于國外，手術(shù)設(shè)備、耗材和手術(shù)費用昂貴，很多患者因為經(jīng)濟的原因不得不放棄這種更為先進和安全的手術(shù)方式。而國內(nèi)對飛秒激光技術(shù)的應(yīng)用研究多在研究飛秒激光切割透明材料，金屬材料，陶瓷材料等方面，對眼角膜，晶狀體前囊等生物組織的切割機理的研究很少。因此也就阻礙了國內(nèi)自己研發(fā)制造飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展。

針對目前國內(nèi)對飛秒激光技術(shù)的應(yīng)用研究所設(shè)計的飛秒激光微系統(tǒng)，其所搭建的光路系統(tǒng)，首先光束的運動控制是采用控制工件的運動來實現(xiàn)相對光束的運動，此種光路系統(tǒng)不適合飛秒激光輔助白內(nèi)障手術(shù)實驗，另外，系統(tǒng)里只有CCD相機實現(xiàn)實時檢測和觀察，缺少OCT(optical coherence tomography)系統(tǒng)實現(xiàn)對眼組織的斷層掃描和病理檢查，不能引導(dǎo)實驗的進行，這種微系統(tǒng)對于白內(nèi)障手術(shù)的實驗研究不夠完整，且不適合投向具體應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置，可實現(xiàn)實時觀察在做相關(guān)實驗或者手術(shù)時的場景，并且可以實現(xiàn)對眼組織的斷層掃描，獲取眼組織的結(jié)構(gòu)信息，引導(dǎo)手術(shù)設(shè)計切割動作等功能。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下的技術(shù)方案：一種飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置，包括固定機構(gòu)、光相干斷層掃描系統(tǒng)以及飛秒激光掃描系統(tǒng)，所述固定機構(gòu)固定實驗對象，所述光相干斷層掃描系統(tǒng)將短波長相干激光光束聚焦在實驗對象上，所述飛秒激光掃描系統(tǒng)將飛秒激光光束聚焦在實驗對象上，其特征在于：所述光相干斷層掃描系統(tǒng)包括依次傳輸短波長相干激光光束的OCT光源設(shè)備、準(zhǔn)直器、振鏡以及掃描透鏡；所述激光掃描系統(tǒng)包括依次傳輸飛秒激光光束的飛秒激光器、光闌、激光快門設(shè)備、激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備、第一反射鏡、第二反射鏡、擴束準(zhǔn)直器以及激光三維平動掃描平臺，其中，所述掃描透鏡的輸出光束和所述激光三維平動掃描平臺的輸出光束中，其中一輸出光束通過一二向色鏡透射后聚焦在所述實驗對象上，另一輸出光束通過所述二向色鏡反射后聚焦在所述實驗對象上，所述OCT光源設(shè)備的控制器、所述激光快門設(shè)備的控制器以及所述激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器分別與一控制系統(tǒng)通訊連接。

一種實施方式中，所述掃描透鏡的輸出光束通過所述二向色鏡透射后聚焦在所述實驗對象上，所述激光三維平動掃描平臺的輸出光束通過所述二向色鏡反射后聚焦在所述實驗對象上。

一種實施方式中，所述激光三維平動掃描平臺的輸出光束通過所述二向色鏡透射后聚焦在所述實驗對象上，所述掃描透鏡的輸出光束通過所述二向色鏡反射后聚焦在所述實驗對象上。

一種實施方式中，所述飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置還包括CCD相機，所述CCD相機接收由實驗對象所反射的可見光，實時觀察實驗對象。

一種實施方式中，所述CCD相機的可見光線通過所述振鏡與所述光相干斷層掃描系統(tǒng)共用所述掃描透鏡。

一種實施方式中，所述飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置還包括照明燈，所述照明燈的光線投射在所述實驗對象上。

一種實施方式中，所述固定機構(gòu)采用負壓吸引環(huán)。

一種實施方式中，所述激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備包括一激光格蘭棱鏡和驅(qū)動所述激光格蘭棱鏡旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的控制器構(gòu)成所述激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備的控制器。

一種實施方式中，所述OCT光源設(shè)備輸出第一短波長相干激光光束，所述第一短波長相干激光光束經(jīng)所述準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后輸入所述振鏡中，所述振鏡對光束在水平面內(nèi)的位置進行調(diào)節(jié)后輸出第二短波長相干激光光束，所述第二短波長相干激光光束經(jīng)所述掃描透鏡聚焦后輸出第三短波長相干激光光束，所述飛秒激光掃描器輸出第一飛秒激光光束，所述第一飛秒激光光束依次經(jīng)所述光闌調(diào)節(jié)形狀、經(jīng)所述激光快門設(shè)備控制通斷以及經(jīng)所述激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備調(diào)節(jié)能量后輸入所述第一反射鏡中，所述第一反射鏡對光束進行反射后輸出第二飛秒激光光束，所述第二飛秒激光光束輸入所述第二反射鏡中，所述第二反射鏡對光束進行反射后輸出第三飛秒激光光束，所述第三飛秒激光光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器擴束準(zhǔn)直后輸入所述激光三維平動掃描平臺，所述激光三維平動掃描平臺對光束在三維空間內(nèi)的位置進行調(diào)節(jié)和聚焦后輸出第四飛秒激光光束，所述第三短波長相干激光光束和所述第四飛秒激光光束中，其中一輸出光束通過所述二向色鏡透射后聚焦在所述實驗對象上，另一輸出光束通過所述二向色鏡反射后聚焦在所述實驗對象上。

一種實施方式中，所述準(zhǔn)直器、所述振鏡、所述掃描透鏡、所述第二反射鏡、所述擴束準(zhǔn)直器、所述激光三維平動掃描平臺均安裝在一豎直升降臺上。

由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點：本發(fā)明所搭建的飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置，集合了飛秒激光發(fā)生器、光相干斷層掃描系統(tǒng)(OCT系統(tǒng))、CCD相機、激光三維平動掃描平臺、固定機構(gòu)和照明燈等于一體，系統(tǒng)功能完善，且整個系統(tǒng)成本相對較低。CCD相機高速高分辨率，可以通過計算機實時顯示在做相關(guān)實驗或者手術(shù)時的圖像，OCT系統(tǒng)可以實現(xiàn)對眼組織的斷層掃描，獲取眼組織的結(jié)構(gòu)信息，引導(dǎo)手術(shù)設(shè)計切口等功能。通過把飛秒激光進行反射擴束準(zhǔn)直等引入自行設(shè)計的三維平動平臺進行聚焦并實現(xiàn)控制光束的運動，通過一個負壓吸引環(huán)吸附患眼球并相對固定，并且?guī)в姓彰飨到y(tǒng)，整個微加工系統(tǒng)功能完整。此微系統(tǒng)由于功能的完善性，且運行穩(wěn)定，可以直接應(yīng)用于眼科相關(guān)手術(shù)的實驗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明公開的飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置的立體圖；

圖2為本發(fā)明公開的飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置的主視圖；

圖3為本發(fā)明公開的飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置的激光傳輸示意圖。

其中，10、固定機構(gòu)；21、OCT光源設(shè)備；22、準(zhǔn)直器；23、振鏡；24、掃描透鏡；31、飛秒激光器；32、光闌；33、激光快門設(shè)備；331、控制器；34、激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備；35、第一反射鏡；36、第二反射鏡；37、擴束準(zhǔn)直器；38、激光三維平動掃描平臺；381、聚焦透鏡；40、二向色鏡；50、PC機；60、CCD相機；70、照明燈；80、豎直升降臺。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1至圖3，如其中的圖例所示，一種飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置，包括固定機構(gòu)10、光相干斷層掃描系統(tǒng)以及飛秒激光掃描系統(tǒng)，固定機構(gòu)10固定實驗對象，光相干斷層掃描系統(tǒng)將短波長相干激光光束聚焦在實驗對象上，飛秒激光掃描系統(tǒng)將飛秒激光光束聚焦在實驗對象上，光相干斷層掃描系統(tǒng)包括依次傳輸短波長相干激光光束的OCT光源設(shè)備21、準(zhǔn)直器22、振鏡23以及掃描透鏡24；激光掃描系統(tǒng)包括依次傳輸飛秒激光光束的飛秒激光器31、光闌32、激光快門設(shè)備33、激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備34、第一反射鏡35、第二反射鏡36、擴束準(zhǔn)直器37以及激光三維平動掃描平臺38，其中，掃描透鏡24的輸出光束通過二向色鏡40透射后聚焦在實驗對象上，激光三維平動掃描平臺38的輸出光束通過二向色鏡40反射后聚焦在實驗對象上，OCT光源設(shè)備21的控制器、激光快門設(shè)備33的控制器331以及激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備34的控制器分別與一PC機50通訊連接。

OCT光源設(shè)備21輸出第一短波長相干激光光束，第一短波長相干激光光束經(jīng)準(zhǔn)直器22準(zhǔn)直后輸入振鏡23中，振鏡23對光束在水平面內(nèi)的位置進行調(diào)節(jié)后輸出第二短波長相干激光光束，第二短波長相干激光光束經(jīng)掃描透鏡24聚焦后輸出第三短波長相干激光光束，飛秒激光掃描器31輸出第一飛秒激光光束，第一飛秒激光光束依次經(jīng)光闌32調(diào)節(jié)形狀、經(jīng)激光快門設(shè)備33控制通斷以及經(jīng)激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備34調(diào)節(jié)能量后輸入第一反射鏡35中，第一反射鏡35對光束進行反射后輸出第二飛秒激光光束，第二飛秒激光光束輸入第二反射鏡36中，第二反射鏡36對光束進行反射后輸出第三飛秒激光光束，第三飛秒激光光束經(jīng)擴束準(zhǔn)直器37擴束準(zhǔn)直后輸入激光三維平動掃描平臺38，激光三維平動掃描平臺38對光束在三維空間內(nèi)的位置進行調(diào)節(jié)和聚焦后輸出第四飛秒激光光束，第三短波長相干激光光束通過二向色鏡40透射后聚焦在實驗對象上，第四飛秒激光光束通過二向色鏡40反射后聚焦在實驗對象上。

第一短波長相干激光光束、第一飛秒激光光束以及第三飛秒激光光束兩兩平行，第二飛秒激光光束分別與第一飛秒激光光束和第三飛秒激光光束相互垂直相交，第三短波長相干激光光束的投射光束與第四飛秒激光光束的反射光束平行或重合。

固定機構(gòu)10采用負壓吸引環(huán)。

光相干斷層掃描系統(tǒng)的主要作用主要是對患者眼睛進行術(shù)前檢查或者對實驗材料進行實驗前的檢查，通過對眼睛或者材料的斷層掃描，可以得到組織的結(jié)構(gòu)信息，可以眼組織的病理結(jié)構(gòu)信息，方便輔助進行術(shù)前手術(shù)規(guī)劃和術(shù)中的導(dǎo)航。

OCT光源設(shè)備21用于發(fā)出短波長相干激光光束。OCT光源設(shè)備21由PC機10控制。

準(zhǔn)直器22的作用是對光束進行準(zhǔn)直。

振鏡23的作用是對光束在平面內(nèi)的位置進行調(diào)節(jié)。

掃描透鏡24的作用是聚焦激光。。

飛秒激光掃描系統(tǒng)是將飛秒激光引導(dǎo)實驗對象上進行試驗獲手術(shù)。

飛秒激光發(fā)生器31用于輸出飛秒激光。

光闌32的作用是可以濾掉光束中不圓的部分，獲得較好的圓形光斑，從而使光束聚焦后光斑在徑向的均勻分布，保證了聚焦光斑質(zhì)量。

激光快門設(shè)備33的作用是控制激光在工作過程中的通斷，激光快門設(shè)備33的運作通過一個激光快門控制器控制，激光快門控制器由PC機50控制。

激光能量調(diào)節(jié)設(shè)備34的作用是可以針對不同的需要進行調(diào)節(jié)和控制激光輸出的能量，由一個激光格蘭棱鏡和一個控制激光格蘭棱鏡旋轉(zhuǎn)角度的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由PC機50控制。

第一反射鏡35和第二反射鏡36改變激光的傳輸方向。

擴束準(zhǔn)直器37的作用是可以對激光束進行擴束，增大激光束的直徑，并對激光束進行準(zhǔn)直，減小激光束的發(fā)散角，提高激光的聚焦質(zhì)量。

激光三維平動掃描平臺38為已經(jīng)公開的激光平動掃描鏡，其具有聚焦透鏡381，,作用是可實現(xiàn)25×25×25mm小范圍的空間掃描，滿足白內(nèi)障手術(shù)及相關(guān)實驗的工作空間要求。三維激光平動掃描平臺的作用是對激光進行聚焦，且能實現(xiàn)聚焦斑點在XYZ空間內(nèi)運動，激光三維平動掃描平臺38的運動控制由PC機50進行控制。

二向色鏡40可以對1030nm激光完全反射，對950nm以下激光完全透射，經(jīng)過反射的激光激光通過一個固定眼球的固定機構(gòu)10-負壓吸引環(huán)聚焦在患者眼睛或者實驗所用材料。

一種實施方式中，飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置還包括CCD相機60，CCD相機60接收由實驗對象所反射的可見光，實時觀察實驗對象。CCD相機60的可見光線通過振鏡23與光相干斷層掃描系統(tǒng)共用掃描透鏡24。

CCD相機60主要作用可以實現(xiàn)對實驗過程的實時檢測，CCD相60搭接在光相干斷層掃描系統(tǒng)上方。

一種實施方式中，飛秒激光白內(nèi)障手術(shù)裝置還包括照明燈70，照明燈70的光線投射在實驗對象上。照明燈70可以提高視場的亮度，方便CCD相機60進行觀察。

一種實施方式中，準(zhǔn)直器22、振鏡23、掃描透鏡24、第二反射鏡36、擴束準(zhǔn)直器37、激光三維平動掃描平臺38均安裝在一豎直升降臺80上，可對整個平臺進行豎直方向進行調(diào)整。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置合理，整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，系統(tǒng)功能完善。

一種實施方式中，激光三維平動掃描平臺的輸出光束通過二向色鏡透射后聚焦在實驗對象上，掃描透鏡的輸出光束通過二向色鏡反射后聚焦在實驗對象上。

以上為對本發(fā)明實施例的描述，通過對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。