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用于青光眼治療的系統(tǒng)的制作方法

文檔序號:12023739閱讀:280來源:國知局
用于青光眼治療的系統(tǒng)的制作方法與工藝
本申請是申請日為2014年02月13日,申請?zhí)枮?01480010157.0,發(fā)明名稱為“用于青光眼治療的系統(tǒng)”的申請的分案申請。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2013年2月26日提交的美國臨時專利申請61/769,282的權(quán)益,其公開內(nèi)容通過引用并入本文。發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及眼科學(xué),并且特別地涉及使用電磁能的眼部治療的方法和系統(tǒng)。發(fā)明背景使用激光輻照治療青光眼的各種技術(shù)在本領(lǐng)域是已知的,例如,公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國申請公開2003/0109907描述了一種在治療青光眼或高眼壓時用于患者眼部的小梁板(trabecularplate)的經(jīng)鞏膜光介導(dǎo)的生物刺激的技術(shù)。公開內(nèi)容通過引用并入本文的pct國際公開wo/2011/00373描述了用于向眼部的角膜緣區(qū)域遞送電磁輻射的裝置。公開內(nèi)容通過引用并入本文的pct國際公開wo/92/16259描述了用于接觸睫狀體光凝的光纖手持件和使用方法。公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利申請公開2010/0076419描述了一種用于治療青光眼的技術(shù)。一些脈沖激光能量通過手持裝置被遞送到眼部的睫狀體平坦部,所述手持裝置包括可手持的長形構(gòu)件和布置于該長形構(gòu)件的端部上的接觸構(gòu)件。接觸構(gòu)件的接觸表面被放置成與眼部直接接觸使得接觸構(gòu)件的參考邊緣與角膜緣對準并且由長形構(gòu)件界定的治療軸線從眼部的光軸成角度地偏移。公開內(nèi)容通過引用并入本文的美國專利7,282,046描述了一種治療眼內(nèi)壓的方法和系統(tǒng)。激光被引導(dǎo)到目標眼部的睫狀體區(qū)域。光刺激睫狀體區(qū)域并且燒蝕留在其中的碎片。免疫反應(yīng)可以通過睫狀體的刺激來觸發(fā)。眼內(nèi)壓據(jù)稱通過由作為結(jié)果除去阻擋葡萄膜鞏膜流出通路的碎片所允許的、來自眼部中的前房的房水流動的增加而降低。激光輻照也被建議作為用于在青光眼的風險下識別高血壓性眼部(hypertensiveeye)的診斷工具。這樣的技術(shù)由ivandic等人在“earlydiagnosisofocularhypertensionusingalow-intensitylaserirradiationtest”photomedicineandlasersurgery第27卷,第4期,2009年8月,第571-575頁中被描述,其通過引用并入本文。技術(shù)實現(xiàn)要素:本文中描述的本發(fā)明的實施方案提供了包括探針和處理器的器械。探針安置成鄰近于患者的眼部并且配置成用一種或更多種光學(xué)光束輻照眼部的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。處理器配置成選擇小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個目標區(qū)域,并且配置成控制探針以用光學(xué)光束輻照所選擇的目標區(qū)域。在一些實施方案中,處理器配置成接收由操作員對目標區(qū)域中的一個或更多個的選擇。在一個實施方案中,探針不與眼部物理接觸。在所公開的一個實施方案中,探針包括激光二極管和ndyag激光源中的一個,所述激光二極管和ndyag激光源中的一個配置成產(chǎn)生光學(xué)光束。在一些實施方案中,探針包括光束引導(dǎo)裝置,所述光束引導(dǎo)裝置配置成朝向所選擇的目標區(qū)域引導(dǎo)光學(xué)光束中的至少一種。光束引導(dǎo)裝置可以包括旋轉(zhuǎn)楔形棱鏡、包括一個或更多個旋轉(zhuǎn)鏡的掃描儀、光導(dǎo)纖維束或衍射光學(xué)元件(doe)。在示例實施方案中,光束引導(dǎo)裝置包括光導(dǎo)纖維束,并且該束中的纖維的端部是傾斜的使得目標區(qū)域落在具有取決于端部距眼部的距離的曲率半徑的弧上。在一個實施方案中,處理器配置成存儲之前治療的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個區(qū)域的記錄,并且配置成依據(jù)該記錄來選擇目標區(qū)域。處理器可以配置成在不同的各個治療過程期間選擇在眼部的角膜緣周圍的鞏膜上的不同的輻照點群。在另一個實施方案中,處理器配置成控制探針使得目標區(qū)域落在眼部的角膜緣周圍的鞏膜上。處理器可以配置成獲得眼部的圖像,以自動識別圖像中的目標區(qū)域,并且以控制探針來輻照自動識別的目標區(qū)域。在一些實施方案中,該器械還包括由使用者操作的輸入裝置,并且處理器配置成響應(yīng)于輸入裝置的單一激活來輻照所選擇的目標區(qū)域。在一個實施方案中,探針配置成為患者顯示使眼部在其上聚焦的對向,以便在目標區(qū)域的輻照期間固定眼部。在另一個實施方案中,處理器配置成檢測眼部的運動,并且響應(yīng)于檢測到的運動來抑制輻照。在又一個實施方案中,處理器配置成檢測眼部的運動,并且控制探針以便用光學(xué)光束追蹤眼部的運動。該器械可以包括防護面罩,所述防護面罩被耦合至眼部、對于光學(xué)光束是不透明的并且具有環(huán)繞所選擇的目標區(qū)域的一個或更多個開口。在一個實施方案中,探針進一步配置成用可見的瞄準光束輻照眼部,所述可見的瞄準光束與用于輻照目標區(qū)域的光學(xué)光束對準。處理器可以配置成自動調(diào)整或引導(dǎo)操作員來調(diào)整探針和眼部之間的距離。根據(jù)本發(fā)明的實施方案另外提供了一種方法,包括鄰近于患者的眼部安置探針以便用一種或更多種光學(xué)光束輻照眼部的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個目標區(qū)域使用處理器來選擇。所選擇的目標區(qū)域使用探針用光學(xué)光束來輻照。本申請還涉及以下方面:1)器械,包括:探針,其定位成鄰近于患者的眼部并且配置成用一種或更多種光學(xué)光束輻照所述眼部的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);和處理器,其配置成選擇所述小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個目標區(qū)域,并且配置成控制所述探針以用所述光學(xué)光束輻照所選擇的目標區(qū)域。2)根據(jù)1)所述的器械,其中所述處理器配置成接收由操作員對所述目標區(qū)域中的一個或更多個的選擇。3)根據(jù)1)所述的器械,其中所述探針不與所述眼部物理接觸。4)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述探針包括激光二極管和ndyag激光源中的一種,所述激光二極管和所述ndyag激光源中的一種配置成產(chǎn)生所述光學(xué)光束。5)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述探針包括光束引導(dǎo)裝置,所述光束引導(dǎo)裝置配置成朝向所選擇的目標區(qū)域引導(dǎo)所述光學(xué)光束中的至少一種。6)根據(jù)5)所述的器械,其中所述光束引導(dǎo)裝置包括以下中的一個:旋轉(zhuǎn)楔形棱鏡;掃描儀,其包括一個或更多個旋轉(zhuǎn)鏡;光導(dǎo)纖維束;和衍射光學(xué)元件(doe)。7)根據(jù)6)所述的器械,其中所述光束引導(dǎo)裝置包括所述光導(dǎo)纖維束,并且其中所述束中的所述纖維的端部是傾斜的使得所述目標區(qū)域落在具有取決于所述端部距所述眼部的距離的曲率半徑的弧上。8)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述處理器配置成存儲之前治療的所述小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個區(qū)域的記錄,并且配置成依據(jù)所述記錄來選擇所述目標區(qū)域。9)根據(jù)8)所述的器械,其中所述處理器配置成在不同的各個治療過程期間選擇在所述眼部的角膜緣周圍的鞏膜上的不同的輻照點群。10)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述處理器配置成控制所述探針使得所述目標區(qū)域落在所述眼部的角膜緣周圍的鞏膜上。11)根據(jù)10)所述的器械,其中所述處理器配置成獲得所述眼部的圖像,以自動識別所述圖像中的所述目標區(qū)域,并且以控制所述探針來輻照自動識別的目標區(qū)域。12)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,并且包括由使用者操作的輸入裝置,其中所述處理器配置成響應(yīng)于所述輸入裝置的單一激活來輻照所選擇的目標區(qū)域。13)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述探針配置成為所述患者顯示使所述眼部在其上聚焦的對象,以便在所述目標區(qū)域的輻照期間固定所述眼部。14)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述處理器配置成檢測所述眼部的運動,并且響應(yīng)于檢測到的運動來抑制所述輻照。15)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述處理器配置成檢測所述眼部的運動,并且控制所述探針以便用所述光學(xué)光束追蹤所述眼部的運動。16)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,并且包括防護面罩,所述防護面罩被耦合至所述眼部、對于所述光學(xué)光束是不透明的并且具有環(huán)繞所選擇的目標區(qū)域的一個或更多個開口。17)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述探針進一步配置成用可見的瞄準光束輻照所述眼部,所述可見的瞄準光束與用于輻照所述目標區(qū)域的所述光學(xué)光束對準。18)根據(jù)1)-3)中任一項所述的器械,其中所述處理器配置成自動調(diào)整或引導(dǎo)操作員來調(diào)整所述探針和所述眼部之間的距離。19)一種方法,包括:鄰近于患者的眼部安置探針以便用一種或更多種光學(xué)光束輻照所述眼部的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu);使用處理器,選擇所述小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個目標區(qū)域;和使用所述探針用所述光學(xué)光束輻照所選擇的目標區(qū)域。20)根據(jù)19)所述的方法,其中選擇所述目標區(qū)域包括接收由操作員對所述目標區(qū)域中的一個或更多個的選擇。21)根據(jù)19)所述的方法,其中所述探針不與所述眼部物理接觸。22)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中輻照所述目標區(qū)域包括治療所述眼部中的青光眼。23)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中輻照所述目標區(qū)域包括降低所述眼部中的眼內(nèi)壓。24)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中輻照所述目標區(qū)域包括使用激光二極管和ndyag激光源中的一種來產(chǎn)生所述光學(xué)光束。25)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中所述探針包括光束引導(dǎo)裝置,并且其中輻照所選擇的目標區(qū)域包括使用所述光束引導(dǎo)裝置朝向所述目標區(qū)域引導(dǎo)所述光學(xué)光束中的至少一種。26)根據(jù)25)所述的方法,其中引導(dǎo)輸入光束包括使用以下中的一個來處理所述輸入光束:旋轉(zhuǎn)楔形棱鏡;掃描儀,其包括一個或更多個旋轉(zhuǎn)鏡;光導(dǎo)纖維束;和衍射光學(xué)元件(doe)。27)根據(jù)26)所述的方法,其中所述光束引導(dǎo)裝置包括所述光導(dǎo)纖維束,并且其中所述束中的所述纖維的端部是傾斜的使得所述目標區(qū)域落在具有取決于所述端部距所述眼部的距離的曲率半徑的弧上。28)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中選擇所述目標區(qū)域包括存儲之前治療的所述小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的一個或更多個區(qū)域的記錄,并且依據(jù)所述記錄來選擇所述目標區(qū)域。29)根據(jù)28)所述的方法,其中選擇所述目標區(qū)域包括在不同的各個治療過程期間選擇在所述眼部的角膜緣周圍的鞏膜上的不同的輻照點群。30)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中照射所述目標區(qū)域包括引起所述目標區(qū)域落在所述眼部的角膜緣周圍的鞏膜上。31)根據(jù)30)所述的方法,其中引起所述目標區(qū)域落在所述角膜緣周圍的所述鞏膜上包括獲得所述眼部的圖像、自動識別所述圖像中的所述目標區(qū)域并且控制所述探針來輻照自動識別的目標區(qū)域。32)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,其中輻照所述目標區(qū)域包括響應(yīng)于由使用者操作的輸入裝置的單一激活來輻照所選擇的目標區(qū)域。33)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括為所述患者顯示使所述眼部在其上聚焦的對象,以便在所述目標區(qū)域的輻照期間固定所述眼部。34)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括檢測所述眼部的運動,并且響應(yīng)于檢測到的運動抑制所述輻照。35)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括檢測所述眼部的運動,和用所述光學(xué)光束追蹤所述眼部的運動。36)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括使所述眼部耦合至防護面罩,所述防護面罩對于所述光學(xué)光束是不透明的并且具有環(huán)繞所選擇的目標區(qū)域的一個或更多個開口。37)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括用可見的瞄準光束輻照所述眼部,所述可見的瞄準光束與用于輻照所述目標區(qū)域的所述光學(xué)光束對準。38)根據(jù)19)-21)中任一項所述的方法,并且包括自動調(diào)整或引導(dǎo)操作員來調(diào)整所述探針和所述眼部之間的距離。本發(fā)明依據(jù)其實施方案的下面的詳細描述以及附圖將會更充分地被理解,在附圖中:附圖簡述圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出用于治療青光眼的系統(tǒng)的框圖;圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的經(jīng)歷青光眼治療的患者眼部的示意性橫截面圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的經(jīng)歷青光眼治療的患者眼部的示意性前視圖;圖4-6是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出在用于治療青光眼的系統(tǒng)中使用的光學(xué)配置的框圖;圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出用于治療青光眼的系統(tǒng)框圖;以及圖8根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出在多個治療過程中被輻照的患者眼部中的區(qū)域的圖。實施方案的詳細描述概述本文中描述的本發(fā)明的各實施方案提供了用于治療青光眼的改進的方法和系統(tǒng)。在所公開的技術(shù)中,探針用于利用瞄準角膜緣的鞏膜側(cè)即角膜緣周圍的鞏膜的激光光束來輻照患者的眼部。光束穿過鞏膜并且輻照小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的所選擇的區(qū)域,從而改善了眼房水通過網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的流出并且降低了眼內(nèi)壓。激光光束在正面方向上被施加,省去了前房角透鏡的需求。輻照通常從一定距離進行,而無需探針和眼部之間的物理接觸。這種非接觸式的治療是有利的,例如,因為它消除了對鎮(zhèn)痛的需求并且就治療眼部的人而言要求更少的專業(yè)知識。輻照的效果可以是無熱的,并且因此可能導(dǎo)致很少或沒有加熱,并且從而損壞在治療過的區(qū)域附近的組織。在所公開的實施方案中,探針在處理器的控制下操作。具體地,處理器選擇小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的即將被輻照的目標區(qū)域,并且控制探針以便輻照所選擇的區(qū)域。作為結(jié)果,激光輻照被安全地且高精度地施加,而就治療眼部的人而言不需要準確性或?qū)I(yè)知識。據(jù)設(shè)想,所公開的程序可以被執(zhí)行,這些程序允許一般的醫(yī)師、驗光師或輔助人員執(zhí)行,而不是僅由眼科醫(yī)生執(zhí)行。在一些實施方案中,目標區(qū)域由處理器自動選擇。在其他實施方案中,處理器接收由操作者對目標區(qū)域的選擇。探針通常包括由處理器控制并且引導(dǎo)激光光束朝向所選擇的目標區(qū)域的光束引導(dǎo)裝置。本文中描述了光束引導(dǎo)裝置的幾個實施選項。通常,包括輻照圍繞角膜緣的鞏膜上多個點的完整的治療過程通過單次推動按鈕來觸發(fā)。本文中描述的另外的系統(tǒng)特征包括,例如,使用圖像處理自動識別輻照區(qū)域、分配不同的輻照區(qū)域至不同的治療過程以及計算機化管理多會話過程(multiple-sessionprocess)。本文中描述的方法和系統(tǒng)在治療各種類型的增大的眼內(nèi)壓例如開角型青光眼(oag)、高眼壓癥、閉角型青光眼(closed-angleglaucoma)(閉角型青光眼(angle-closureglaucoma)-acg)、色素性青光眼、假性青光眼、小兒青光眼和繼發(fā)性青光眼時是高度有效的。自動調(diào)節(jié)特征能夠使治療自動適配各種眼部尺寸,例如,成人對比兒童的眼部。此外,所公開的技術(shù)適用于治療亞洲患者,它們的眼部結(jié)構(gòu)對于傳統(tǒng)技術(shù)是挑戰(zhàn)。系統(tǒng)說明圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出了用于治療青光眼的系統(tǒng)20的框圖。該示例中的系統(tǒng)20由醫(yī)師24操作。系統(tǒng)使用本文中描述的技術(shù)用一種或更多種光束輻照患者32的眼部28,以便降低眼部的眼內(nèi)壓。在圖1的示例中,系統(tǒng)20包括探針36和控制單元40??刂茊卧?0包括元件,例如,產(chǎn)生激光瞄準光束和激光治療光束的激光源、控制和管理系統(tǒng)的處理器、以及下面進一步詳細討論的其他元件。探針36和控制單元40通過用于傳遞來自控制單元中的激光器的一種或更多種激光光束的光導(dǎo)纖維并且通過用于提供電源和控制信號的電布線來連接。激光器通常包括光纖耦合的二極管激光器、ndyag激光源或其他合適的激光源。下面在圖7中示出了系統(tǒng)20的示例性框圖,其示出了探針36和控制單元40的元件。探針36定位成鄰近于患者眼部,例如,安裝在底座上或附接到頦墊(chin-rest)44,患者32將他或她的頭部放置在所述頦墊44上。如圖可以看出的,合適的固定物在眼部28前面以預(yù)定距離例如零到200mm的量級定位探針。然而,激光輻照通常是從一定距離進行,而不需要探針和眼部之間的任何物理接觸。請注意,從一定距離的輻照不是強制性的-在可選擇的實施方案中,當使探針36與眼部之間進行物理接觸時,可以實施治療。在一些實施方案中,探針36可以與裂縫燈整合或結(jié)合。探針36還可以由治療的人手持。在本示例中,醫(yī)師24定位探針36,適當?shù)嘏渲每刂茊卧?0,并且然后使用單一激活的激活開關(guān)48、按鈕操作式單元40、或任何其他合適的輸入裝置來激活激光治療。在可選擇的實施方案中,可以使用任何其他合適的系統(tǒng)配置。用于治療的激光光束在本文中被稱為治療光束。治療光束通常是脈沖的,并且可以具有例如在紫外線(uv)和遠紅外(ir)的波長之間的任何合適的波長。(術(shù)語“治療光束”、“激光光束”和“光學(xué)光束”在本文中有時可以互換使用。)雖然所公開的實施方案主要指的是激光光束,但是所公開的技術(shù)不限于激光輻照,并且可以使用任何其他合適的光學(xué)光束來實施。在所公開的技術(shù)中用于輻照的光學(xué)光束可以包括非相干光,并且可以通過具有充分影響的任何其他合適的光源來產(chǎn)生。在示例實施方案中,治療光束的波長被選擇為可以由黑色素很好地吸收的波長,例如近似532nm或810±5nm。系統(tǒng)20可以使用具有各種功率級、光斑尺寸和脈沖持續(xù)時間的治療束。在下面還給出了示例參數(shù)值。在一些實施方案中,控制單元40產(chǎn)生附加的、低功率的可見激光光束,其被稱為瞄準光束。瞄準光束通常與治療光束對準,并且由醫(yī)師使用以瞄準期望輻照區(qū)域即角膜緣周圍的鞏膜的治療光束。在示例實施方案中,瞄準光束具有650nm的波長和約1mw的功率級。然而,可選擇地,可以使用任何其他合適的值。探針36通常接收在相同的光導(dǎo)纖維上彼此對準的瞄準光束和治療光束,并且使用單個光學(xué)系統(tǒng)引導(dǎo)這兩種光束。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的經(jīng)歷青光眼治療的眼部28的示意性橫截面。在圖中看到眼部的各種元件,包括小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)56、鞏膜60、角膜63、角膜緣61、虹膜65、填充有眼房水的前房62和晶狀體64。激光光束52穿過鞏膜并且輻照小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)56的目標區(qū)域。照射最有可能改善小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的滲透性,并且因此改善眼房水從前房62流出。作為結(jié)果,眼部中的眼內(nèi)壓降低。激光光束在系統(tǒng)20中的作用可以是無熱的,并且因此導(dǎo)致很少或沒有加熱,并且從而損傷治療過的區(qū)域附近的組織。這種激光治療的另外方面在上面引用的pct國際公開wo/2011/00373中被解決。圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施方案的經(jīng)歷青光眼治療的眼部28的示意性前視圖。該圖示出了具有半徑84的圓76,其標記了作為眼部28的角膜和鞏膜的接縫的角膜緣。圓76指示小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)56的位置,該位置從該圖的視角看被隱藏并且在圓76的外圍。輻照該圓周圍的任何區(qū)域都將產(chǎn)生期望的治療效果。圓76的直徑通常在10-14mm之間,盡管其他值也是可能的。在一些實施方案中,控制單元40選擇圓76周圍的一個或更多個區(qū)域,并且控制探針36以用一種或更多種激光光束輻照所選擇的區(qū)域。圖3的示例示出了一組輻照點80,它們位于圓76的下半部上并且響應(yīng)于單一激活的開關(guān)48來輻照。典型的點直徑為鞏膜的表面上的近似400μm的量級。在示例實施方式中,探針36輻照一組六個點80??蛇x擇地,單元40可以選擇輻照區(qū)域的任何其他合適的數(shù)量和布置。在下面給出的幾個示例。在下面圖8中示出了對應(yīng)于多個治療過程的多個不同的輻照位置的示例。示例探針配置探針36的主要功能之一是接收來自控制單元40的激光光束,并且引導(dǎo)該光束輻照通過控制單元選擇的圓76周圍的一個或更多個區(qū)域。在各種實施方案中,探針36可以使用不同的光學(xué)配置和機械配置來實施。在一些實施方式中,探針接收并且引導(dǎo)治療光束和瞄準光束。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出可以在系統(tǒng)20中使用的光學(xué)配置的框圖。在本示例中,控制單元40包括光束組合器106,所述光束組合器106結(jié)合治療光束98和瞄準光束102。透鏡110集中并將兩種光束耦合進入連接控制單元與探針36的光導(dǎo)纖維114。在探針36處離開纖維114時,光束通過準直透鏡118被準直。準直光束接著被提供至機械掃描儀,所述機械掃描儀包括安裝在相應(yīng)的電動馬達94上的鏡子90。馬達由控制單元40控制。馬達94通常使鏡子圍繞正交軸線旋轉(zhuǎn),以便引導(dǎo)光束朝向眼部28的期望區(qū)域。聚焦透鏡122使光束集中以產(chǎn)生期望光斑尺寸(例如,400μm)。通過適當控制馬達94,控制單元40能夠以任何期望角度引導(dǎo)治療光束和瞄準光束。通過為馬達94提供合適的隨時間變化的控制信號,控制單元40能夠根據(jù)任何期望空間圖案來掃描激光光束。在示例實施方案中,單元40控制馬達94以在圓76周圍即在角膜緣周圍的鞏膜上產(chǎn)生多個光斑80的圖案(圖3)??刂茊卧軌蚩刂茍A76的半徑84、光斑80的位置以及在圓76周圍的光斑80之間的間隔、光束在每個光斑中花費的時間、和/或任何其他合適的參數(shù)。此外,治療光束的功率級和脈沖寬度也可以采用各種值。在示例實施方案中,光斑直徑是400μm,且半徑84在5-7mm之間是可調(diào)節(jié)的。治療光束參數(shù)的示例設(shè)置由下表給出:配置#ⅰⅱⅲ激光輸出功率[w]1.252激光脈沖持續(xù)時間[msec]30072180治療持續(xù)時間[sec]~2~0.5~1激光脈沖能量[mj]360360360每個脈沖的能通量[j/cm2]285285285鞏膜上的激光光斑直徑[μm]400400400表1:示例治療光束參數(shù)上面的參數(shù)僅僅借助于示例被給出,并且可以使用任何其他合適的參數(shù)。圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出可以在系統(tǒng)20中使用的另一種光學(xué)配置的框圖。這種配置中的控制單元側(cè)類似于上圖4的控制單元側(cè)。在探針側(cè)上,在準直透鏡118后,準直光束穿過可旋轉(zhuǎn)的楔形棱鏡126。楔形棱鏡126具有兩個相對的面,它們不平行但是以相對于彼此的小角度傾斜。作為結(jié)果,沿著某一軸線進入棱鏡的光由于折射而沿著不同的軸線離開棱鏡。當棱鏡旋轉(zhuǎn)時,輸出光也旋轉(zhuǎn)。透鏡122集中離開棱鏡126的光。(在可選擇的實施方案中,透鏡122可以位于棱鏡的前面)。在此配置中,治療光束和瞄準光束通過楔形棱鏡126旋轉(zhuǎn)以落在眼部28中的圓76周圍的期望區(qū)域上(圖3)。圓76的半徑84取決于通過棱鏡126施加到光束的偏向角且取決于從棱鏡126到眼部28的距離。在示例實施方案中,從眼部到探針的工作距離是固定的并且由透鏡122的焦距來確定。在示例實施方案中,棱鏡的偏向角可以被調(diào)整,例如,通過將棱鏡安裝在套筒或允許棱鏡的傾斜的其他固定裝置中。在可選擇的實施方案中,楔形棱鏡可以在其套筒內(nèi)沿著光軸移動以便改變棱鏡和眼部之間的距離。在一些實施方案中,棱鏡126被安裝在使棱鏡旋轉(zhuǎn)的合適的馬達上(圖中未示出),以便輻照圓76的一些或全部。旋轉(zhuǎn)可以手動地進行或在控制單元40的控制下進行。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出可以在系統(tǒng)20中使用的另一種光學(xué)配置的框圖。在這種配置中,探針36包括開放式光導(dǎo)纖維134的束130??梢允褂萌魏纹谕麛?shù)量的纖維134。在示例實施方案中,束130包括六個纖維134。治療光束和瞄準光束在纖維134中通常用均一的能量被分開。纖維的遠端134(在圖的右手側(cè)上)被布置在具有一定曲率半徑的環(huán)或弧上。因此,探針發(fā)射出落在眼部28中的圓或弧上的多個同步光束。通過探針相對于眼部的適當定位,光束的圓或弧可以調(diào)整成與圓76(即,與角膜63的圓周)重合。例如,圖3的光斑80的圖案可以按每個光束輻照出一個光斑的這種方式產(chǎn)生。在示例實施方案中,與纖維束130一起使用的激光參數(shù)如下:激光輸出功率[w]1.2/光斑激光脈沖持續(xù)時間[msec]300治療持續(xù)時間(sec)~0.3激光脈沖能量[mj]360/光斑每個脈沖的能通量[j/cm]285/光斑鞏膜上的激光光斑直徑[μm]400表2:示例治療光束參數(shù)上面的參數(shù)僅僅借助于示例被給出,并且可以使用任何其他合適的參數(shù)。在一些實施方案中,纖維束130是可旋轉(zhuǎn)的,以便輻照圓76周圍的任何所選擇的扇區(qū)。旋轉(zhuǎn)可以手動進行或使用由控制單元40控制的適合的馬達(未示出)進行。在一些實施方案中,纖維的端部134相對于布置于環(huán)或弧上的平面是傾斜的。在這樣的配置中,光束輻照在眼部28中的圓或弧的曲率半徑取決于纖維端部和眼部之間的距離。換句話說,醫(yī)師可以通過改變探針36和眼部28之間的距離來調(diào)整輻照半徑(圖3中的半徑84)。在一些實施方案中,相應(yīng)的透鏡被安裝在每個纖維的端部134處以便防止離開纖維的光束的發(fā)散。各種小尺寸透鏡類型可以用于該目的,例如微透鏡或梯度指數(shù)(grin)透鏡。進一步可選擇地,探針36可以包括任何其他合適類型的光束引導(dǎo)裝置,所述光束引導(dǎo)裝置引導(dǎo)輸入激光光束或多個輸入激光光束朝向圓76周圍的期望輻照區(qū)域。例如,探針可以包括如上面引用的pct國際公開wo/2011/00373中描述的衍射光學(xué)元件(doe)。附加的系統(tǒng)特征、實施方案和變化圖7是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出系統(tǒng)20的框圖。圖中顯示了探針36和控制單元40的示例配置??刂茊卧?0包括產(chǎn)生治療光束且任選地產(chǎn)生瞄準光束的激光源140。激光源140可以包括,例如,光纖耦合二極管激光器或ndyag激光源。處理器144控制各種系統(tǒng)元件并且實施本文公開的方法。除其他任務(wù)外,處理器144選擇期望輻照區(qū)域(例如,圖3中的光斑80)并且控制探針36來輻照它們。處理器144將數(shù)據(jù)存儲在存儲器148中。探針36包括光束引導(dǎo)裝置152,所述光束引導(dǎo)裝置152接收來自激光源140的激光光束并且引導(dǎo)光束朝向由處理器144選擇的輻照區(qū)域。如上所解釋的,裝置152可以在各種配置中被實現(xiàn),例如使用掃描儀(圖4),楔形棱鏡(圖5)、纖維束(圖6)或doe或其他合適類型的光束引導(dǎo)裝置。在一些實施方案中,探針36包括照相機156,所述照相機156獲取眼部28的圖像并且將該圖像傳輸?shù)教幚砥?44。處理器使用任何合適的圖像處理算法自動識別圖像中的角膜緣周圍的鞏膜。使用所識別的角膜圓周,處理器確定圓76的期望半徑并且相應(yīng)地控制裝置152。這項技術(shù)使系統(tǒng)20能夠使輻照區(qū)域自動地匹配各種眼部尺寸和各種探針-眼部之間的距離。在示例實現(xiàn)中,處理器144通過識別圖像(1)中角膜邊界(角膜緣周圍的鞏膜)和(2)由瞄準光束形成的圓、并且然后通過反復(fù)地調(diào)整輻照半徑直到二者重合來自動地將輻照光束引導(dǎo)至目標區(qū)域。照相機156還可以用于一般用途的拍攝和程序的記錄。在可選擇的實施方案中,輻照半徑(其上有光斑80的圓的曲率半徑)通過醫(yī)師24使用控制單元40來手動地調(diào)整。通常,醫(yī)師觀察通過瞄準光束在眼部表面上形成的拱形、圓形或其他形狀,并且輸入指導(dǎo)處理器144調(diào)整形狀的命令。處理器相應(yīng)地控制裝置152。例如,控制單元可以具有“上/下/左/右”控件或用于移動拱形或圓形的操縱桿和改變圓的半徑的“增大半徑/減小半徑”的控件??刂茊卧€可以具有選擇圓的待輻照的期望扇區(qū)、光斑80的數(shù)量或密度、或任何其他合適參數(shù)的控件。在一些實施方案中,輻照出的形狀不一定是圓的一部分并且可以包括例如橢圓形或其他合適的形狀。這些調(diào)整通常單獨地通過控制光束引導(dǎo)裝置152做出,而無需相對于眼部物理移動探針36。在一些實施方案中,處理器144估計探針36和患者眼部之間的距離。在一些實施方案中,處理器還自動調(diào)整該距離。在可選擇的實施方案中,處理器144產(chǎn)生使醫(yī)師能夠手動調(diào)整探針-眼部的距離的指示。在一個示例實施方案中,處理器144分析由照相機156在各個探針-眼部的距離處獲得的眼部的圖像。處理器識別眼部上的瞄準光束的印記,并且試圖找到其中瞄準光束印記具有最小的光斑尺寸的距離。在其他實施方案中,處理器144可以使用治療光束的印記執(zhí)行類似的過程,而不需要瞄準光束,條件是治療光束對于照相機156是可見的。在示例實施方式中,處理器144識別圖像中的瞄準光束或治療光束的環(huán)形印記,并且調(diào)整(或引導(dǎo)醫(yī)師調(diào)整)探針-眼部的距離以會聚成最薄的環(huán)印記??蛇x擇地,處理器144可以使用任何其他合適的距離估計和/或調(diào)整方法。在一些實施方案中,處理器144界定了多個不同的組的輻照光斑80,每個組將用于不同的治療過程中。經(jīng)驗表明,小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的激光輻照的有效性隨著時間的推移而降低。一個可能的解決方案是在相同的眼部上進行幾個治療過程,即間隔若干年,并且在每個療程中輻照小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的不同區(qū)域。在一些實施方案中,處理器144自動地管理多療程治療(multi-sessiontreatment)。例如,處理器可以預(yù)先界定多個不同組的光斑80,一組預(yù)先分配到a療程,另一組預(yù)先分配到b療程,等等。在每個療程中,醫(yī)師向控制單元40輸入療程編號。然后,處理器144控制光束引導(dǎo)裝置152來輻照屬于相應(yīng)組的光斑。可選擇地,處理器144可以記錄對每位患者例如每位患者id所進行的療程的編號。使用這些管理技術(shù),系統(tǒng)20能夠在每個療程中施加適當?shù)妮椪詹⑶蚁藶檎`差。光斑組的界定、每位患者的id的療程編號和/或任何其他合適的信息通常通過處理器144被存儲在存儲器148中。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施方案示意性地示出在給定治療方案的多個治療過程中輻照的患者眼部中的區(qū)域的圖。該圖示出了與角膜緣61即角膜63的圓周重合的圓76。三組輻照光斑預(yù)界定為用于a、b和c指示的三個相應(yīng)的治療過程。關(guān)于療程a的光斑80以圓76上的角度{0°、60°、120°、180°、240°和300°}被標記在圖中。用于療程b的光斑以角度{20°、80°、140°、200°、260°和320°}來界定,且用于療程c的光斑以角度{40°、100°、160°、220°、280°和340°}來界定。圖8中所示的治療方案僅僅借助于示例來選擇。在可選擇的實施方案中,可以使用任何其他合適的方案,例如,具有不同數(shù)量的療程和/或每個療程具有不同定義的輻照區(qū)域的方案。例如,不同組的光斑可以全部位于圓76的部分扇區(qū)上,例如,在圓的下半部分或上半部分上?;颊哐鄄繉⒃诩す廨椪掌陂g被固定在適當空間中通常是重要的。眼部的運動將導(dǎo)致輻照錯誤區(qū)域,并且可能具有安全隱患。減少眼部運動是用于界定圓76的上半部分或上半部分上的輻照光斑的原因之一。在這些實施方案中,患者被指導(dǎo)向上看(在輻照圓的下半部分的情況下)或向下看(在輻照上半部分的情況下)。在該位置,眼部的可能運動被大大減少。在一些實施方案中,為了減少眼部的運動,探針36設(shè)計(project)用于使患者在治療期間聚焦的對象。該對象可以包括例如固定位置處的圖標或光點。該機制有助于在治療期間固定患者的眼部。在一些實施方案中,系統(tǒng)20包括安全機構(gòu),所述安全機構(gòu)在檢測到患者眼部已經(jīng)從其預(yù)期位置移動超過容許量時自動抑制激光輻照。例如,當使用照相機156和上述的相關(guān)的圖像處理方案時,處理器144可以在治療過程期間周期性地拍攝眼部的圖像,并且在圖像中驗證眼部是否仍在相對于輻照圖案的預(yù)期位置。在一個實施方案中,如果圖像指示眼部的不可容忍的運動,那么處理器144將抑制激光輻照。在另一個實施方案中,如果圖像指示眼部的不可容忍的運動,那么處理器144將指導(dǎo)裝置152移動治療光束以便跟蹤眼部運動。圖1和圖4-7中所示的系統(tǒng)20、探針36和控制單元40的配置為僅僅為了概念清楚起見所選擇的示例配置。在可選擇的實施方案中,可以使用任何其他合適的配置。某些元件可以使用硬件/固件來實現(xiàn)??蛇x擇地,一些元件可以用軟件來實現(xiàn),或者使用硬件/固件和軟件元件的組合來實現(xiàn)。在一些實施方案中,控制單元40的某些功能,例如處理器144的功能的一些或全部,可以使用一般用途的處理器來實現(xiàn),所述處理器用軟件編程以執(zhí)行本文描述的功能。該軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)以電子形式下載到處理器,例如,或者,可選擇地或此外,它可以被提供和/或存儲在非暫時的有形介質(zhì)上,例如磁存儲器、光存儲器或電子存儲器。在一些實施方案中,所公開的程序的安全性通過在眼部28上安置防護面罩眼睛來加強。面罩對于用于輻照的波長是不透明的。面罩通常相似于接觸透鏡被塑造并且放置。在一個實施方案中,面罩覆蓋整個角膜加上周圍鞏膜(例如,鞏膜的5mm的附加帶)的一部分。面罩具有環(huán)繞期望輻照目標區(qū)域的一些開口。面罩可以由任何合適的材料制成并且可以包括任何適當形狀的任何合適數(shù)目的開口。在一些實施方案中,雖然不是必須的,但是面罩是一次性的。這樣的面罩能夠提高程序的安全性,因為它防止預(yù)期區(qū)域外部的輻射到達眼部。防護面罩的使用可以例如推廣由非眼科醫(yī)生例如一般醫(yī)師、驗光師或輔助人員使用所公開技術(shù)。在各種實施方案中,系統(tǒng)20可以包括用于對使用系統(tǒng)的依賴使用的費用計費的裝置。任何合適的商業(yè)模式、使用跟蹤機構(gòu)和計費機構(gòu)都可以用于此目的。例如,處理器144可以預(yù)充有特定的使用額度(usagecredit),并且然后隨著每次激活而遞減剩余額度。使用額度可以依據(jù)若干次激活、依據(jù)輻照能量(例如,焦耳)、依據(jù)使用預(yù)約時間(例如,月)或以任何其他合適的方式來表示。使用額度的再充值可以按任何合適的方式來進行,例如通過互聯(lián)網(wǎng)、電話或蜂窩網(wǎng)絡(luò)、或使用可以裝載有信用代碼或激活代碼的可移動式存儲器模塊(例如,usb插頭)。實驗結(jié)果所公開的技術(shù)的有效性關(guān)于人類患者進行了實驗性評價。該試驗的目的是評價選擇性激光小梁成形術(shù)(slt)至角膜緣周區(qū)域的直接施加在減小眼內(nèi)壓(iop)、消除在程序期間前房角鏡檢查的需要方面是有效的。對oag和假性青光眼患者進行隨機的、掩面的、對照試驗。對照組經(jīng)歷傳統(tǒng)的slt,通過前房角鏡傳遞100個激光光斑到360度的小梁網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(tm)。試驗組通過相同的激光器以相同的輻照參數(shù)進行輻照,而不是通過前房角鏡傳遞能量,相似數(shù)目的施加全部在疊加在tm上的鞏膜上的角膜緣周圍被管理。iop在1天、7天、30天、60天、180天和360天的治療后被測量并且評價副作用。在試驗組(n=13)中,iop從治療前的20.0mmhg的平均值降低至在1周時為16.8mmhg(n=13)、在1個月時為16.1mmhg(n=12)、在2個月時為15.8mmhg(n=10)、和在6個月時為14.2mmhg(n=5)。對照組(n=14)的相應(yīng)數(shù)值分別為21.5mmhg、16.8mmhg(n=14)、14.8mmhg(n=13)、14.4mmhg(n=10)和15.4mmhg(n=7)。對于分別在slt之后1天、7天、30天、60天、180天和360天恢復(fù)的iop減小(p=0.319、0.776、0.980、0.415、0.391、0.917)而言,這兩組之間不存在統(tǒng)計差異[mannwhitney]。組[p=0.704,fisher]之間不存在統(tǒng)計學(xué)上的顯著差異。成功定義為>20%的iop減小。在治療之后的2個月和6個月中的成功率不存在統(tǒng)計學(xué)上的顯著差異[p=0.582、0.558,fisher]。在試驗組和對照組中的1位和7位患者在治療后表現(xiàn)為輕度的瞬態(tài)炎癥反應(yīng)、分別具有在研究組中關(guān)于治療天數(shù)所記錄的顯著較少的淺層點狀角膜炎(p<0.01)。另一個slt實驗針對每個15位開角和剝脫性青光眼患者的實驗組和對照組來進行。對照組經(jīng)歷傳統(tǒng)的slt,通過前房角鏡為360度的tm的傳遞100個激光光斑。試驗組通過相同的激光器(ndyag,532nm)用相同的參數(shù)進行輻照,施加在疊加在tm上的角膜緣周區(qū)域處被管理。iop在1天、7天、30天、60天和180天的治療后被測量并且評價副作用。平均(±sd)預(yù)治療iop在試驗組和對照組中分別為20.21±3.19mmhg和21.14±2.98mmhg(p=x)。平均(±sd)后治療iop在試驗組和對照組中在6個月隨訪時分別下降到15.50±3.77mmhg和15.00±4.08mmhg(p=0.744,0.96595%ci0.789/1.182)[mannwhitney]。貫穿本研究,iop減小在這兩組中是相似的,在試驗組和對照組中,平均iop減小在6個月后分別為23.4%和27.1%(p=0.528、或0.982、95%ci0.932/1.036)。成功(定義為:在沒有額外的降血壓藥物、激光、或青光眼手術(shù)的情況下,在6個月隨訪時實現(xiàn)了iop從基線下降>15%)分別在研究組和對照組中的在12(85.7%)和9(64.3%)患者中獲得。(p=x),[fisher]。所有記錄的并發(fā)癥都是輕微的且短暫的。并發(fā)癥比率在對照組中顯著較高(p<0.0001、或6.881、95%ci1.676/28.248),特別是在對照組中顯著較高(p=0.006)的前房炎癥和淺層點狀角膜炎。結(jié)論:反式鞏膜slt的有效性取決于穿透幾毫米進入組織中以沖擊tm的激光能量。在組織傳輸中丟失的激光相干性是不需要的??磥?,直接施加到角膜緣周的鞏膜的slt與常規(guī)的前房角鏡檢查輔助程序一樣有效,并且前房角鏡的使用是沒有必要的。因為slt的長期的iop減小可以在治療后的數(shù)天內(nèi)察覺,因此該技術(shù)有可能與常規(guī)技術(shù)一樣有效。如果是這樣,那么所公開的技術(shù)將簡化并且大大地縮短slt過程并消除slt的角膜和前房角鏡檢查引起的副作用。使用對疊加在tm上的角膜緣上的鞏膜施加激光輻照的探針,對五位患者進行又一個實驗。這個實驗中的探針與眼部物理接觸,但是模擬與本文公開的輻照參數(shù)相似的輻照參數(shù)(即,六個輻照光斑,相似的能量級)。所有患者都表現(xiàn)出iop的在20%-38%之間的大幅下降。應(yīng)當理解的是,上述實施方案借助于示例被引用,并且本發(fā)明不限于在上文已經(jīng)特別示出且描述的內(nèi)容。相反,本發(fā)明的范圍包括上文描述的各種特征組合和子組合以及本發(fā)明的變化和修改,所述變化和修改將在本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀前面描述后發(fā)生并且在現(xiàn)有技術(shù)中未被公開。通過引用并入本專利申請的文件被認為是該申請的主要部分,除了任何術(shù)語在這些所并入的文件中在某種程度上以與本說明書中明確地或隱含地作出的定義相沖突的方式被定義之外,僅僅本說明書中的定義應(yīng)該被考慮。當前第1頁12
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