[发明专利]角膜组织的检测和监视装置

说明书

背景技术

在诸如LASIK手术之类的眼部手术中，可以收集信息以在手术中使用。例如，可以对手术前的角膜组织的形状和厚度以及手术过程中造成的切削深度进行测量。在另一示例中，可以对之前的手术造成的角膜组织中的任何创伤的图像进行采集。

如图3所示，人的角膜具有五层。最外层是上皮细胞层64，上皮细胞层是快速增长并且很容易再生的细胞的薄组织层，通常由大约六层细胞组成。接下来是前弹力层(Bowman's layer)62，前弹力层62是对基质层进行保护的一层8-15μm厚的致密的胶原质层。基质层60是薄的透明中间层，该中间层包括均匀排布的胶原纤维(也被称为“原纤维”)以及稀疏分散且互连的角膜基质细胞，这些胶原纤维和角膜基质细胞负责一般的修复和保养。后弹力层(Descemet's membrane)66是大约5-20μm厚的非细胞层。内皮细胞层68是大约5μm厚的一层富含线粒体的细胞。

基质层60是角膜中最厚的一层，占据角膜厚度的90％。基质层由大约200个被称为“薄层”的胶原纤维板层彼此重叠组成。每个薄层为大约1.5-2.5μm厚。各薄层的纤维彼此平行，但是通常与相邻薄层的纤维呈直角。纤维频繁地交织于相邻层之间。手术期间对基质层的改造或矫形改变角膜的聚光能力，这可以矫正患者的视力。

用于对角膜进行矫形的常见类型的手术是使用激光进行的LASIK(laser-assisted in situ keratomileusis，激光原位角膜磨镶术)手术。LASIK手术通常以三个步骤执行。第一步骤创建角膜组织的瓣。第二步骤使用激光对瓣下方的角膜进行改造。在第三步骤中，将瓣复位。

在进行LASIK手术之前，通常使用至少一种角膜厚度测量技术对角膜厚度进行测量。在手术期间，可以对角膜组织的切削以及基质层的矫形进行监视。通常理想的是，在不损伤弹力层和内皮细胞层的同时对瓣进行切削并且对角膜进行矫形。然而，已知的诊断系统具有有限的精确度和图像分辨率，并且很难与LASIK手术中使用的治疗系统结合在一起。

已知的用于角膜组织的术前和术中诊断的诊断装置包括沙氏摄像头(Scheimpflug cameras)和光学相干断层(OCT，Optical Coherence Tomography)扫描仪。用于角膜厚度测量的沙氏摄像头具有限于大约10μm的图像分辨率。沙氏摄像头能够被用于对角膜的外表面的位置进行检测，但是并不提供与角膜的内部结构有关的信息。

光学相干断层扫描是干涉测量技术，用于从诸如生物组织之类的光学散射介质内部捕捉三维图像。对于在角膜厚度测量中的应用，OCT扫描仪具有大约5-10μm的分辨率，该分辨率能够使用已知方法增加到大约1-2μm。用于检测的波长通常在800nm-1300nm的范围内。

OCT扫描仪通过检测邻近组织的折射系数之间的明显差别来生成信号。邻近组织的不同的折射系数导致反射光或反向散射光的相移。然而，无法对亚微米量级下的组织结构以及并未通过折射系数的巨大差别辨别出的组织界限进行检测。例如，不能使用OCT扫描对基质层的胶原纤维的位置和结构以及人的角膜的分层结构进行检测。

沙氏摄像头和OCT扫描仪使用的波长与由手术显微镜所使用的波长范围(例如420nm至700nm的光学范围)范围重叠。因而，使用这些检测装置在术中会产生系统之间的干涉，从而导致下降的测量精度和/或折中的图像质量。

在诸如飞秒脉冲激光器之类的治疗装置之外提供单独的诊断装置增加了进行手术所需的总共的设备成本。

发明内容

本发明的示例的一个目的因而在于提供一种眼部手术激光仪器、该眼部手术激光仪器的应用，以及对眼部的角膜组织进行扫描的方法，从而通过提高测量精确度和/或手术期间的应用来改良现有的仪器、应用以及方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种按照权利要求1的眼部手术激光仪器。装置包括光学器件，该光学元件适于将具有一波长和一脉冲长度的激光束聚焦在一位于眼部的角膜组织内的焦点处。此外，装置包括检测元件适于将在所述焦点处形成为倍频的反向散射或者正向发射的光作为图像产生信号进行检测。

由于倍频光处具有更短的波长，对倍频的反向散射光的检测允许捕捉到高分辨率图像并因此取得了提高的图像分辨率。