[发明专利]用于用基质内生物力学应力分布的变化来矫正高阶像差的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及用于执行基质内眼科激光手术的方法。更特别地，本发明涉及矫正眼睛中的高阶像差的激光手术。本发明特别地但非排他性地用作用于矫正眼睛中的高阶像差的方法，其中，以平行于视轴线的多个轴为中心的切割经由基质内生物力学应力分布的变化引起基质的预定选择性弱化。

技术领域

眼睛的角膜具有五(5)个不同的可识别组织层。从角膜的前表面开始沿着后方向推进，这些层是：上皮；鲍曼囊(薄膜)；基质；戴氏膜(Descemet’s membrane)；以及内皮。在角膜后面的是称为前房的包含水的空间。重要的是来自前房中的水的压力作用在角膜上，具有生物力学后果。具体地，眼睛的前房中的水对角膜施加眼内压。这产生将角膜置于张力下的应力和应变。

在结构上，眼睛的角膜具有在上皮与内皮之间延伸的厚度(T)。通常，“T”约为五百微米(T＝500μm)。从生物力学角度出发，鲍曼囊和基质是角膜最重要的层。在角膜内，鲍曼囊是位于上皮下面的相对薄的层(例如20至30μm)，在角膜的前一百微米内。基质则包括角膜中的几乎所有其余四百微米。此外，鲍曼囊的组织产生有效地抵抗张紧时的力的相对强的弹性膜。另一方面，基质包括相对弱的连接组织。

在生物力学上，鲍曼囊和基质两者显著地受到由前房中的水对角膜施加的眼内压的影响。特别地，此压力被从前房通过基质传递到鲍曼膜(Bowman’s membrane)。已知的是，通过基质传递的这些力将如何影响角膜形状。因此，通过使力在基质中的互连组织之间分裂，则能够改变角膜中的总体力分布。因此，此改变后的力分布随后将作用于鲍曼囊。作为响应，鲍曼囊的形状改变，并且由于鲍曼囊的弹性和强度，此变化将直接影响角膜的形状。

众所周知的是，角膜的所有不同组织对LIOB敏感。此外，已知的是，不同的组织将不同地对激光束进行响应，并且经受LIOB的组织的取向也可以影响组织如何对LIOB进行反应。有鉴于此，需要具体地考虑基质。

基质本质上包括与眼睛的前表面基本上平行地延伸的许多片层。在基质中，片层被固有地比片层本身弱的胶状组织结合在一起。因此，可以用比在与片层垂直地取向的切口(cut)上的LIOB所需的能量(例如1.2μJ)少的能量(例如0.8μJ)来执行在与片层平行的层上的LIOB。然而，本领域技术人员应认识到，这些能量水平仅仅是示例性的。如果能够使用更紧的聚焦光学装置，所需的能量水平将适当地较低。在任何情况下，根据期望的结果，可能期望仅在基质中造成切口。另一方面，对于某些手术而言，可能更期望实现切口和层的组合。

如上文暗示的，通过弱化基质中的组织进行的角膜整形可能是提供将改善视力缺陷的屈光矫正的有效方式。然而，并不是所有的视力缺陷都是由相对于视轴线对称的像差引起的。事实上，高阶像差通常是不对称的。因此，可能需要弱化从视轴线偏移的体积中的组织。有鉴于此，并且如对于本发明而言意图的，通过以平行于视轴线的轴为中心在基质中造成切割，以引发将对角膜进行整形的、生物力学力的重新分布，从而实现屈光手术。

根据上述内容，本发明的目的是提供用于通过基质内生物力学应力分布的变化来矫正高阶像差以改善病人的视力的方法。本发明的另一目的是提供要求基质组织的最小LIOB的、用于矫正高阶像差的方法。本发明的另一目的是提供产生关于视轴线在所选位置处具有相同图案的切割的、用于执行眼科激光手术的方法。本发明的又一目的是提供相对容易实现且成本效益较高的、用于经由眼科激光手术来矫正高阶像差的方法。

发明内容

依照本发明，提供了用于经由基质内眼科激光手术来矫正眼睛中的高阶像差的方法，其促使角膜在基质内生物力学应力分布的影响下得以整形。重要的是，对于这些方法而言，识别基质组织的至少一个体积以进行操作。在结构上，各个操作体积从鲍曼膜下方约十微米向后延伸到基质中相当的深度，其距离内皮约150微米。此外，各个操作体积定义平行于眼睛的视轴线并位于距视轴线一定距离处的中心轴。

通常，本发明的方法要求使用能够产生所谓的脉冲式、毫微微秒激光束的激光单元。换言之，射束中的每个脉冲的持续时间将大约小于一皮秒。当被产生时，此射束聚焦到基质组织的体积中的焦斑上。此众所周知的结果是焦斑处的基质组织的激光诱导光学击穿(LIOB)。特别地，并且如对于本发明而言意图的，基质组织的各个体积内的焦斑的移动产生以体积的各中心轴为中心的多个切割。这里的目的是引起基质的预定选择性弱化以矫正高阶像差。优选地，每个切割具有相同的图案。出于本发明的目的，“切割”可以指的是沿着焦点路径的被弱化或去除的组织的位置。