飛秒激光白內障手術治療裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了飛秒激光白內障手術治療裝置，包括光學相干斷層掃描成像系統、數據處理系統、激光光源系統、激光能量檢測系統、激光掃描系統、壓平鏡；所述的激光光源系統設有飛秒激光器；激光光源系統與激光能量檢測系統之間、激光能量檢測系統與激光掃描系統之間、激光掃描系統與光學相干斷層掃描成像系統之間，分別通過光束傳輸系統連接。本實用新型的效果是：精密、高效、更為安全，避免術后散光和眼內炎的發生；減少囊膜的撕裂、懸韌帶的損傷；對周圍組織損傷更小；盡可能地減少了晶體核乳化和人工晶體植入時所產生的并發癥；降低了操作難度；大大減少超聲乳化所需能量，有效地保護了角膜內皮。
【專利說明】飛秒激光白內障手術治療裝置

【技術領域】
[0001]本實用新型屬于醫療設備和器械的【技術領域】，涉及眼科手術治療的設備和器械，更具體地說，本實用新型涉及一種飛秒激光白內障手術治療裝置。

【背景技術】
[0002]眼科疾病發生率調查組織(EDPRG) 2004年的調查顯示，2000年美國有2050萬人患有白內障，預計到2020年3000萬人患有或即將患有白內障。據我國衛生部門估計，2005年的我國的白內障手術量約為51萬。
[0003]WHO根據對印度南部地區有關白內障發病率的觀察研究指出:在發展中國家，每1000人中每年有I例新生白內障。按中國人口推算，每年新增白內障患者120萬例。在中國白內障是第I位致盲眼病。根據全國抽樣調查結果推算，全國雙眼矯正視力〈0.3的白內障患者約為500萬人，每年以新增40?120萬例白內障患者累計增加。我國現有眼科醫生22000余人，每年白內障手術約100萬例，僅手術治療現有白內障患者即需要20多年時間。
[0004]因此，白內障康復手術滯后是一個急待解決的問題。目前，白內障復明手術是中國防盲治盲的首要任務，也是中國眼科醫生面臨的嚴峻挑戰及光榮使命。
[0005]近幾十年來白內障手術歷經變革，從囊外摘出術、非超聲乳化小切口手術到超聲乳化白內障吸除術，在手術理念和技術上不斷革新。目前，白內障超聲乳化摘除聯合人工晶體植入術已經成為世界上治療白內障最主流、最成熟的手術方式。
[0006]在臨床工作中，由于白內障超聲乳化摘除術的各個操作步驟全靠術者人工完成，很大程度上依賴于術者的經驗和技巧，故常常會遇到以下難題:
[0007]1、如何制作出精準、密閉的透明角膜切口 ；
[0008]2、如何制作出正中、正圓的前囊切口；
[0009]3、如何使用最少的超聲能量將晶體核裂解成均勻碎塊并吸出；
[0010]4、如何最大限度地減輕術后角膜水腫。
[0011]如何解決這些難題以及術后更完善的視功能以及更少的并發癥，仍是眼科醫學中亟待解決的問題。
實用新型內容
[0012]本實用新型提供一種飛秒激光白內障手術治療裝置，其目的是提高白內障手術的質量和安全性。
[0013]為了實現上述目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0014]本實用新型的飛秒激光白內障手術治療裝置，該裝置包括光學相干斷層掃描成像系統、數據處理系統、激光光源系統、激光能量檢測系統、激光掃描系統、壓平鏡；
[0015]所述的激光光源系統設有飛秒激光器；
[0016]該裝置的連接方式為:所述的激光光源系統與激光能量檢測系統之間、激光能量檢測系統與激光掃描系統之間、激光掃描系統與光學相干斷層掃描成像系統之間，分別通過光束傳輸系統連接。
[0017]所述的數據處理系統通過信號線路分別與光學相干斷層掃描成像系統、激光光源系統連接。
[0018]所述治療裝置設有數據顯示與選擇系統，所述的數據顯示與選擇系統通過信號線路與激光光源系統連接。
[0019]所述治療裝置設有視頻顯示系統，所述的視頻顯示系統通過信號線路與光學相干斷層掃描成像系統連接。
[0020]所述的光學相干斷層掃描成像系統包括具有X軸、Y軸平移和旋轉功能的樣品臺，所述的樣品臺設在探頭安裝架上；所述的光學相干斷層掃描成像系統還包括Z軸粗調細調探頭以及圖像顯示屏。
[0021]所述的激光光源系統還包括激光電源以及冷卻系統。
[0022]所述的光束傳輸系統為傳輸光纖；所述的傳輸光纖的芯徑為10 μ m到300 μ m.;所述的傳輸光纖的材料為石英。
[0023]所述的激光能量檢測系統采用光敏檢測設備或者熱敏檢測設備。
[0024]所述的激光掃描系統包含X、Y、Z軸三向振鏡；其中，X軸為橫軸，Y軸為縱軸，Z軸為豎軸。所述的激光掃描系統為三個單一方向的掃描振鏡組合而成，或者為三維整體掃描設備。
[0025]所述的壓平鏡包含負壓吸引環和油管。
[0026]所述的數據顯示與選擇系統和視頻顯示器為IXD或LED顯示器。
[0027]所述的光學相干斷層掃描成像系統的中心波長分別為:840nm、935nm、1325nm ;掃描速率范圍為IkHz到10kHz ;軸向分辨率為I μ m至Ij 30 μ m ;橫向分辨率5 μ m至Ij 50 μ m ;最大 FOV 為 10_X 1mmX 8mm ;靈敏度 1dB 到 200dB。
[0028]軸向分辨率指被檢測樣品的縱向定位(組織下或組織后深度定位。
[0029]橫向分辨率是水平方向上區分兩個相鄰地質體最小距離的能力，以長度為單位。它同水平方向的接收裝置的排列方式和源信號的性質以及所探測目標的物理性質等因素有關。其數值越小，橫向分辨率越高。
[0030]所述的飛秒激光器的典型波長為1030nm，脈沖寬度為小于1fs到900fs，重復頻率1kHz到200kHz，脈沖能量為I μ J到100 μ J0
[0031]所述的飛秒激光器的類型為固體激光器；或者為半導體激光器；或者為氣體激光器；或者為光纖激光器；或者染料激光器。
[0032]本實用新型采用上述技術方案，具有以下優點:
[0033]1、透明角膜多層次立體切口制備，最大限度地避免了術后散光和眼內炎的發生；
[0034]2、精確制作連續光滑的前囊膜切口，可以減少囊膜的撕裂、懸韌帶的損傷；飛秒激光也可應用于后囊膜撕除，且更為安全、對周圍組織損傷更小；
[0035]3、前囊膜切口較強的張力盡可能地減少了晶體核乳化和人工晶體植入時所產生的并發癥；
[0036]4、預先碎核，明顯降低了超聲乳化操作難度；并大大減少超聲乳化所需能量，有效地保護了角膜內皮；
[0037]5、與機械性角膜刀相比，飛秒激光制作的角膜瓣厚度更加均勻居中與預先設定的厚度更加接近可重復性好，且更加安全；
[0038]6、飛秒激光技術以其精密、高效、安全等特點逐步由角膜手術擴展至眼科手術的各個方面，用途廣泛；
[0039]7、裝置采用雙液晶顯示器，具有顯示質量高、數字式接口、體積小、重量輕以及功耗低等優點；
[0040]8、裝置實現儀器完全自動化，無須手動，具有很強的數據處理和分析能力，實現實時顯示。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0041]下面對本說明書的附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0042]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0043]圖中標記為:
[0044]1、光學相干斷層掃描成像系統(OCT) ,2、激光光源系統,3、光束傳輸系統,4、激光能量檢測系統，5、激光掃描系統，6、壓平鏡，7、數據顯示與選擇系統，8、視頻顯示系統，9、數據處理系統。

【具體實施方式】
[0045]下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本實用新型的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0046]如圖1所示的本實用新型的結構，是一種飛秒激光白內障手術治療裝置，利用飛秒激光進行囊膜切開、晶體粉碎、散光松解切口和透明角膜切口。
[0047]飛秒激光的物理特性:
[0048]飛秒激光是一種周期可以用飛秒(I飛秒為10_15s，即為1/1000萬億s)計算的超短脈沖激光。飛秒激光具有以下幾個特點:
[0049]1、脈沖寬度極短:飛秒激光持續時間只有幾個飛秒，它比利用電子學方法所獲得的最短脈沖要短幾千倍，是人類目前在實驗室獲得的最短脈沖。
[0050]2、瞬時功率極大:由于脈沖持續的時間非常短，能量在瞬間釋放出來，可達到百萬7[乙 。
[0051]3、精密度極高:飛秒激光可以聚焦到比頭發的直徑還要小的空間區域:它能聚焦3 μ m直徑空間區域，進行I μ m級精確切割。
[0052]4、穿透性極強:飛秒激光在透明材料中穿行幾乎沒有消耗，從而能穿過透明阻擋物，直接作用于內部目標。
[0053]飛秒激光從激光儀發射后，當它的瞬時功率密度達到或超過特定的閾值時，被照射組織就會因多光子吸收效應形成等離子體，連帶產生等離子體微爆破效應，并形成一定程度的沖擊波。這種連續的微爆破效應使得各個微爆破點連成線、線又接成面，從而達到極其精密的組織切割效應。
[0054]在本實用新型中，X、Y、Z軸三個方向的定義為:Χ—水平橫軸；Ζ——水平縱軸(縱深)；Υ—垂直的豎軸。
[0055]為了解決現有技術存在的問題并克服其缺陷，實現提高白內障手術的質量和安全性的發明目的，本實用新型采取的技術方案為:
[0056]本實用新型的飛秒激光白內障手術治療裝置，該裝置包括光學相干斷層掃描成像系統1、數據處理系統9、激光光源系統2、激光能量檢測系統4、激光掃描系統5、壓平鏡6 ；
[0057]所述的激光光源系統2包括飛秒激光器；
[0058]該裝置的連接方式為:所述的激光光源系統2與激光能量檢測系統4之間、激光能量檢測系統4與激光掃描系統5之間、激光掃描系統5與光學相干斷層掃描成像系統I之間，分別通過光束傳輸系統3連接。
[0059]飛秒激光應用于白內障超聲乳化手術中，使得白內障超聲乳化術操作過程中所面臨的一系列難題迎刃而解。
[0060]本實用新型將飛秒激光技術應用在白內障手術中，具有以下優勢:
[0061]飛秒激光在白內障手術的飛秒激光制作囊膜切開、晶體粉碎、散光松解切口和透明角膜切口等方面都具有顯著的優勢，是其它手術方法無可比擬的。
[0062]精確和可預知的囊膜切開，可以有效地避免術中或術后并發癥的發生，囊膜切除的結構對于評估人工晶體的有效位置十分重要。在現有技術中，應用散大的瞳孔或角膜緣等解剖標志，很難確保囊膜切除的居中性。而應用飛秒激光系統則很容易就可以確保囊膜切除的精確大小和居中等，飛秒激光也可應用于后囊膜撕除，且更為安全，對周圍組織損傷更小。
[0063]飛秒激光系統可以采用切割模式使得硬核白內障軟化，使晶體核粉碎，且不必進行雕刻和劈核這些極易產生并發癥的操作。這些方法可以避免超乳頭的超聲能量，降低囊袋破裂和角膜內皮損傷的風險，并減少眼內器械使用、眼內操作和人工晶體處理的次數，提高手術安全性。同時，通過減低流速減少前房涌動和避免虹膜脫出，使得注吸步驟更為完盡口 ο
[0064]飛秒激光白內障系統可以通過角膜或角膜緣松解切口來矯正3.5D的散光,使角膜中央最為陡峭的位置變平，去除屈光不正的來源；自閉式透明角膜切口是72%的美國白內障醫生所慣用的方式，制約這項技術應用的是術后逐漸增長的眼內炎發生率，通常自閉式透明角膜切口會有內口裂開后彈力層脫離和切口處增厚的不足，而激光切口，不論從切口的特點上還是手術過程中器械的壓力上，都更具備損傷小愈合快的優點。
[0065]飛秒激光白內障手術系統，通過系統中的OCT在術中對術眼進行實時測量，并將結果即時傳遞到數據處理系統；數據處理系統對采集到的數據進行處理、制定切割方案并發出指令；激光發射系統根據指令，對角膜組織、前囊膜以及晶體核進行精細切割。
[0066]基于上述原理，本實用新型提供了飛秒激光白內障手術裝置，該裝置設計上采用了許多獨特的技術，其中涉及到激光發射系統、光學相關斷層掃描(OCT)系統與數據處理系統。
[0067]具體地說:
[0068]所述的飛秒激光器的典型波長為1030nm，脈沖寬度為小于1fs到900fs，重復頻率1kHz到200kHz，脈沖能量為I μ J到100 μ J0
[0069]激光器的類型可以是固體激光器、半導體激光器、氣體激光器、光纖激光器以及染料激光器等類型。
[0070]所述的數據處理系統9通過信號線路分別與光學相干斷層掃描成像系統1、激光光源系統2連接。
[0071]所述治療裝置設有數據顯示與選擇系統7，所述的數據顯示與選擇系統7通過信號線路與激光光源系統2連接。
[0072]所述治療裝置設有視頻顯示系統8，所述的視頻顯示系統8通過信號線路與光學相干斷層掃描成像系統I連接。
[0073]所述的光學相干斷層掃描成像系統I (即OCT成像系統)包括具有X軸、Y軸平移和旋轉功能的樣品臺，所述的樣品臺設在探頭安裝架上；所述的光學相干斷層掃描成像系統I還包括Z軸粗調細調探頭以及圖像顯示屏。
[0074]所述的光學相干斷層掃描成像系統I(OCT)的中心波長可以為:840nm、935nm、1325nm等不同波長；掃描速率范圍為IkHz到10kHz ;軸向分辨率為I μ m到30 μ m ;橫向分辨率 5 μ m 至Ij 50 μ m ;最大 FOV (視場)為 1mmX 1mmX 8mm ;靈敏度 1dB 到 200dB。
[0075]光學相干斷層掃描成像系統I (OCT)對人眼進行實時成像并顯示在視頻顯示系統8的顯示屏上供醫生觀看。
[0076]所述的激光光源系統2還包括激光電源以及冷卻系統。
[0077]激光光源系統2發出的激光經光束傳輸系統3進行傳輸。所述的光束傳輸系統3為傳輸光纖；所述的傳輸光纖的芯徑為10 μ m到300 μ m.;所述的傳輸光纖的材料為石英或其它光導材料。
[0078]所述的激光能量檢測系統4是對激光發射系統發出的激光進行能量檢測設備。采用光敏檢測設備或者熱敏檢測設備。激光傳輸到激光能量檢測系統4，激光能量檢測系統4是對激光發射系統2發出的激光進行能量檢測，激光能量經檢測符合要求，激光繼續傳輸；不符合要求，則設備進行自診斷，整個設備不進行工作，防止意外的發生。
[0079]符合要求的激光從激光能量檢測系統4發出，繼續經激光傳輸系統3進行傳輸，傳輸到激光掃描系統5。
[0080]所述的激光掃描系統5包含X、Y、Z軸三向振鏡；所述的激光掃描系統5為三個單一方向的掃描振鏡組合而成，或者為三維整體掃描設備。
[0081]激光掃描系統5掃描出三向激光束。
[0082]所述的壓平鏡6包含負壓吸引環和油管。
[0083]壓平鏡6是眼科手術的一個輔助工具，其結構比較復雜。壓平鏡6中的負壓吸力環來吸住眼球，防止在飛秒激光切割過程中眼球發生移動，因而負壓吸引環的使用可以大大提高激光的手術安全性。
[0084]經激光掃描系統5掃描出來三向激光束，通過壓平鏡6的中心，對角膜組織、前囊膜以及晶體核等組織進行精確切割。壓平鏡6將眼角膜的受術部分壓成一個平面。
[0085]所述的數據顯示與選擇系統7為IXD或LED顯示器。
[0086]所述的視頻顯示器8為IXD或LED顯示器。
[0087]激光參數及開關等控制部分由數據顯示與選擇系統7顯示在數據顯示屏上，數據顯示屏為觸摸屏，醫生可隨時進行激光數據選擇和設備的啟動和關閉。
[0088]本實用新型的飛秒激光白內障手術治療裝置的手術過程為:
[0089]光學相干斷層掃描成像成像系統I(OCT)對人眼進行實時測量，并將結果即時傳遞給數據處理系統9 ；
[0090]數據處理系統9對采集到的結果進行處理，制定切割方案并發出指令；
[0091]激光發射系統2根據指令發出相應參數的激光光束；
[0092]激光光束通過光束傳輸系統3進行傳輸；
[0093]在傳輸的過程中，經過激光能量檢測系統4檢測是否符合要求，激光能量符合要求后，繼續經光束傳輸系統3進行傳輸；
[0094]激光光束經光束傳輸系統3的傳輸到達激光掃描系統5，激光掃描系統5進行X、Y、Z軸方向掃描；
[0095]然后激光光束繼續經過激光傳輸系統3進行傳輸，在壓平鏡6的中心處發射，對角膜組織、前囊膜以及晶體核等組織進行精確切割；
[0096]光學相干斷層掃描成像(OCT)系統所成的實時圖像由視頻顯示系統8顯示；
[0097]激光參數及開關等控制部分由數據顯示與選擇系統7顯示。
[0098]在臨床應用過程中，OCT系統在術中對術眼進行實時測量，并將結果即時傳遞到數據處理系統；
[0099]數據處理系統對采集到的數據進行處理、制定切割方案并發出指令；
[0100]激光發射系統根據指令，對角膜組織、前囊膜以及晶體核進行精細切割。
[0101]下面是本實用新型的一個具體實施例:
[0102]光學相干斷層掃描成像(OCT)系統米用的是中心波長為1325nm,掃描速率為16kHz、軸向分辨率為12 μ m、橫向分辨率為25 μ m、最大FOV為1mmX 1mmX3mm、靈敏度為10dB ;激光發射系統的激光波長為1030nm、脈沖寬度為500fs、重復頻率為120kHz、脈沖能量為20 μ J ;傳輸系統采用芯徑為20 μ m的石英光纖；激光能量檢測系統為光敏激光能量檢測器，激光掃描系統為X、Y、Z三軸一體高精度行程掃描器，整個系統由數據處理軟件和整機控制系統組成，光學相干斷層掃描成像(OCT)系統的圖像以及數據顯示均采用高清數值觸摸屏。系統對角膜組織、前囊膜以及晶體核進行精細切割，效果良好。
[0103]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:該裝置包括光學相干斷層掃描成像系統(I)、數據處理系統(9)、激光光源系統(2)、激光能量檢測系統(4)、激光掃描系統(5)、壓平鏡⑶; 所述的激光光源系統(2)設有飛秒激光器； 該裝置的連接方式為:所述的激光光源系統⑵與激光能量檢測系統⑷之間、激光能量檢測系統(4)與激光掃描系統(5)之間、激光掃描系統(5)與光學相干斷層掃描成像系統(I)之間，分別通過光束傳輸系統(3)連接。
2.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述的數據處理系統(9)通過信號線路分別與光學相干斷層掃描成像系統(I)、激光光源系統(2)連接。
3.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述治療裝置設有數據顯示與選擇系統(7)，所述的數據顯示與選擇系統(7)通過信號線路與激光光源系統⑵連接。
4.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述治療裝置設有視頻顯示系統(8)，所述的視頻顯示系統(8)通過信號線路與光學相干斷層掃描成像系統⑴連接。
5.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述的光學相干斷層掃描成像系統(I)包括具有X軸、Y軸平移和旋轉功能的樣品臺，所述的樣品臺設在探頭安裝架上；所述的光學相干斷層掃描成像系統(I)還包括Z軸粗調細調探頭以及圖像顯示屏。
6.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述的激光能量檢測系統(4)采用光敏檢測設備或者熱敏檢測設備。
7.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述的激光掃描系統(5)包含X、Y、Z軸三向振鏡；所述的激光掃描系統(5)為三個單一方向的掃描振鏡組合而成，或者為三維整體掃描設備。
8.按照權利要求1所述的飛秒激光白內障手術治療裝置，其特征在于:所述的壓平鏡(6)包含負壓吸引環和油管。
【文檔編號】A61F9/008GK203953940SQ201420363455
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年7月2日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】周輝 申請人:周輝