[发明专利]激光产生的角膜和晶状体

说明书

本申请依据35U.S.C§(e)(1)的规定，要求于2011年4月1日递交的美国临时专利61/479,734和于2011年10月21日递交的美国临时专利61/550,101的优先权，这两个专利申请揭露的全部内容作为本申请的参考。

技术领域

本发明涉及一种利用激光产生角膜和晶状体切口的系统和方法。

背景技术

目前，在不同的眼科手术中，飞秒激光系统正在替代人工在角膜和晶状体中产生切口。例如，由美国的Abbott Medical Optics of Abbott Park制造和销售的Intralase FS激光器和IFS高级飞秒激光器，以及由加拿大的LenSx Lasers of Aliso Viejo制造和销售的LenSx飞秒激光器。所述激光器通过将超短激光脉冲聚焦到一个非常精准的焦点上产生切口，在焦点处的组织上引起等离子（plasma）介导的光致破裂（photodisruption）。通过在所需要切口的图像（pattern）中设有一系列连续的脉冲来产生所述切口。脉冲图像的联合效应是在目标平面上切割组织。通过所述激光器可以产生任何复杂的切口图像。此外，人们认为飞秒激光器产生的切口比手动形成的切口更加精准和一致。

如前面描述的飞秒激光系统，光束传递光学系统的图像空间F/#被定义为相对于所述系统孔径的焦距（F/#=f/D，其中f代表光束传递光学系统的焦距，D代表入射光瞳（entrance pupil）直径）。光速传递系统所形成的激光斑点的直径与系统的F/#成正比。因此，一般情况下，为了在眼睛中获得小的焦点，因此在焦平面上最大化空间峰值辐照度（peak irradiance），需要低F/#光束传递光学系统。这使得产生光致破裂所需的激光能量减少，导 致较小的冲击波、较小的间接损伤区域和更少的热量转移到相邻的组织。此外，由于光致破裂发生处的组织区域小，低F/#系统可以用复杂的图像进行高精度的切割。

然而，当激光束通过光学系统和眼睛的透明组织时，低F/#系统很容易受到光学像差（aberrations）的影响。所述像差改变焦点处的空间辐照度分布，减少了峰值辐照度。此外，在低F/#系统中，像差随着眼睛内部焦点位置的改变而改变。例如，在一般情况下，激光束的聚焦点在组织的越深处，激光束的聚焦点越偏离聚焦光学轴，像差越大。当激光束必须穿过两种不同折射率的透明材料之间的弯曲界面时，像差也会显著的增加。由于在角膜或晶状体上产生切口时需要相对深的组织处和距离轴线一定距离处聚焦，还要穿过两种透明材料之间的弯曲界面，因此，设计一个利用低F/#系统使得激光束在眼睛内的大三维操作空间内聚焦而在整个三维空间中保持相对无像差的焦点的光学系统具有很大的挑战性。

目前，有眼科手术系统利用低F/#光束传递光学系统专门切割角膜，例如，由美国的Abbott Medical Optics of Abbott Park制造和销售的Intralase FS系统，由加拿大的Carl Zeiss Meditech of Dublin制造和销售的VisuMax飞秒系统，以及由德国的Technolas Perfect Vision of Munchen制造和销售的Technolas飞秒工作系统。然而，这些系统紧紧覆盖有限的三维操作空间。特别是，虽然必须偏离轴线形成激光束焦点，但切口的深度不能超过角膜的深度，角膜深度约600μm。另外，在一些系统中需要将角膜展平以消除像差，比如通过弯曲角膜的激光束造成的彗差（coma）和散光。当前还没有一个系统能完全解决这个挑战性的问题，即产生锐利和微小像差的光束焦点以在角膜的全直径及角膜和晶状体的全深度内产生切口。换句话说，目前的系统，例如前面提到的低F/#光束传递光学系统，当利用低F/#光学系统覆盖（covering）眼睛内大的三维操作空间时，没有包括任何特定的方法以减少像差。

发明内容