[发明专利]具可变扁平角膜的患者接口

说明书

相关申请的交叉引用

本申请按照35U.S.C.§119要求2011年12月23日提交的美国专利申请序列号第13/336,324号的优先权，所述申请的全部内容以引用方式并入本文中。

技术领域

本专利文件涉及用于眼科手术的患者接口。更精确地说，本专利文件涉及用于多步骤眼外科手术的具可变扁平角膜的患者接口。

背景技术

许多眼外科手术可通过用飞秒脉冲的激光束来光剥离或切割靶向眼组织而实施。切口可通过以二维或三维扫描图案扫描激光束的焦点而产生。每次飞秒脉冲会在激光的焦点处产生等离子体或成洞气泡。这些微小的气泡层可将靶向组织分成两部分，从而产生肉眼可见的手术切口。这些气泡的体积会造成靶向组织的体积光剥离。

能够在组织中产生等离子体的最小脉冲能量密度被称为等离子体阈值。所述等离子体阈值特定用于每个眼组织。具有低于所述等离子体阈值的能量密度的脉冲不会产生气泡。另一方面，具有大致超过所述等离子体阈值的能量密度的脉冲会对靶向组织造成附带损害和不必要的热效应。因此，现有的眼科手术系统通常被设计成输送(但仅是适度地)具有超过所述等离子体阈值的能量密度的激光脉冲。这类系统可在因激光脉冲的过多能量造成的有限或最小热效应和附带损害的情况下在靶向组织中产生期望切口。

即使所述系统被设计成沿着整个扫描图案输送具有超过所述等离子体阈值的能量密度的激光束，但在现实情况中，激光束的能量密度会沿着扫描图案的一部分下降到低于所述等离子体阈值。在这些部分中，靶向组织将不会被光剥离或切割，降低了眼外科手术的功效。因此，设计可使激光束的能量密度在眼外科手术的整个扫描图案中保持略微高于所述等离子体阈值的手术激光系统是一项高优先级的挑战。

多个因素影响激光束的能量密度。能量密度与焦点处激光束的峰值密度成比例且与焦点面积成反比。焦点面积通常是(2微米到5微米)2级。这个焦点面积尤其取决于激光束的数值孔径、手术激光系统的光学器件的质量和激光束在其离开光学器件之后穿过眼睛组织时经受的散射。焦点面积无法减小到低于其由光波性质设置的衍射极限值。原则上，大多数有效光学器件中的一些能够在手术体积内的整个扫描图案中输送其具有接近于衍射极限值的焦点的激光束。

不幸地是，实际上激光束通常因为激光束自身的扭曲、扫描聚焦光学器件的光束扭曲和组织自身的扭曲而达不到扫描图案至少部分的衍射极限。因此，设计甚至在现实应用中减少且最小化光束扭曲使得可在整个扫描图案中用超过等离子体阈值的能量密度输送激光束，但在眼科手术期间仅达少量的系统和方法仍是一项挑战。

发明内容

飞秒激光眼科手术现用于各种眼科手术中，尤其包括LASIK手术的角膜瓣建立、基质内手术和白内障手术。这些手术涉及在角膜、晶状体囊和晶状体的不同位置建立切口、切割口和光剥离。特定来说，白内障手术的第一阶段可包括晶状体囊中的囊切开术和晶状体中的光剥离、晶状体消退、晶状体劈裂或白内障手术。晶状体位于眼睛的深中心区域：在3mm至10mm范围内的大z_c深度但横向处于2mm至5mm或3mm至4mm范围内的有限中心半径r_c内。本文中，z_c深度可从眼睛顶点开始测量，此处角膜接触激光系统的光学器件，且横向半径r_c可从眼睛或激光系统的光学轴开始测量。

白内障手术的第一阶段之后可以是集中在角膜的第二阶段，其可涉及在角膜中形成进入切口、接达切口、缘松解切口、拱形切口或铰接瓣。这些切口可形成在浅外围角膜区域：0mm至2mm的较小深度z_p但在介于r_c与r_p之间的较大外围半径，其中外围半径r_p可在4mm至9mm或5mm至8mm的范围内。

许多眼科手术激光系统通过将患者接口(PI)对接到眼睛来固定其而提高激光束的靶向精确度。患者接口通常包括接触透镜，其与角膜直接接触以将激光束从所述系统引导到眼组织中。患者接口的接触透镜与角膜之间的接触表面的形成通常称为扁平角膜。患者接口还可包括抽吸环，其通过真空抽吸附接到眼睛。当PI下降到眼睛时，可施加真空抽吸到抽吸环使得大气压力压迫患者接口且因此将接触透镜压迫到眼睛。