用于在角膜移植中进行非机械的三维环钻的基于激光的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于在角膜移植中进行非机械的三维环钻的基于激光的装置，它包括一个带有至少一个控制计算机（５、６、７）和至少一个显示单元（８、９）的计算机辅助的控制和调整单元（４）；一个用于产生一工作激光束（３）的激光源（２）；以及，一个多传感器处理头（１），该处理头中集成有：一个轴向光束引导装置（１１），所述工作激光束（３）可接入所述光束引导装置；一个用于调整所述工作激光束（３）的焦点（１３）的ｚ－位置的焦点跟踪单元（１２）；一个用于调整工作激光束（３）的ｘ－ｙ位置的ｘ－ｙ扫描单元（１４、１５）；一个用于检测眼睛位置的眼睛位置传感器单元（２３、２４、２５、２６）；和一个用于检测在角膜环钻时出现的原生质发光的原生质传感器单元（１６、２５）。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在角膜移植中进行非机械的三维环钻(trepanation)的基于激光的装置。这种装置应该特别用于切割自密封和自固定的用于角膜移植的组织小切片以及用于制备与角膜后表面(PLK)和前表面(板层角膜移植术)邻接的或位于角膜内部的角膜板层(cornealamellae)。
技术介绍
下面结合用于获得捐献者-接收者角膜的装置对角膜移植中的眼科手术的现有技术进行简短的说明常规的植入技术是一种借助Keratom或圆形解剖刀的机械的环钻法。在进行角膜移植时，从捐献者(的眼中)取出一个直径约为7-8mm的小切片，并对于接受者将该小切片放置在同等的部位并进行缝合。机械的方案的应用最为广泛，但这种方法的缺点是，只能垂直于组织得到圆形的切口，并且在获得角膜小切片时必须施加压力，这会造成机械变形和切割的不均匀性。这种压力和缝合植入物时保持缝合线的拉力通常会造成持续的组织应力并接下来会造成只有利用眼镜或隐性眼镜才能很困难地矫正的视觉失真/扭曲。这种装置不具有任何传感器或位置反馈装置。所获得的植入物在精确限定的和可重复的切口几何形状上和光滑的切割面(边缘)上的质量只是唯一地取决于手术医生，即一系列的偶然影响因素都会影响到手术结果。非机械式环钻法是基于激光的，并是利用一准分子激光器或钼YAG激光器工作的，但目前应用不广。这种方法可避免机械变形，但存在这样的危险，即能量较大的激光束会加热切割区域并在这里造成热损伤。在这种方法中还可以相对于表面以几乎任何角度实现平直的切口，而且利用系统技术还不会产生底切/沉割。这种系统通常配备有一个传感器和连接在后面的图像处理跟踪系统，所述跟踪系统可测量待处理物体频率上达200Hz的运动并可以大于5ms的反应时间跟踪处理部位。从而可对目前市场上可获得的激光器进行充分的重定位。对于PLK法，与角膜移植相类似地，从患者的角膜中切出一个小切片以除去角膜后表面上的受损板层，随后由该小切片制备出一后板层。接下来代替除去的体积元在小切片的后面上放置并缝合一个植入物，再将带有植入物的整个小切片重新缝合到患者的伤口处。对于已印刷出版的现有技术可参考各种出版物。US 2001/0010003 A1就公开了一种用于角膜手术的方法和装置，其中采用了具有较浅的切割深度的短的激光脉冲。这里所述装置具有，用于角膜处理的处理系统的各种基本构件，如一个计算机辅助的中央控制处理单元、一个相应的激光源和一个用于工作激光束的光束引导装置。通过一个可控制的激光扫描系统将每个脉冲引导至期望的位置，其中这样分配激光脉冲和施加到角膜表面的能量，以在一个规定的区域内控制表面的粗糙度。此外还设有一个激光强度传感器和一个用于激光强度的调整装置，从而可以在手术中保持恒定的能量水平。手术中眼睛的运动也会通过一个光束位置补偿装置进行校正，为此设有一个用于眼睛的位置识别系统。根据前述文献的系统有这样的问题，即不能对工作激光束的切割深度进行精确和灵敏的监控。这对于以前已知的主要基于表层角膜切割目的的装置来说不是特别重要的参数。但对于如在环钻中进行的角膜完全分离，这个问题却很重要。此外还应指出，该现有技术文献尽管给出了激光辅助的眼科手术系统的基本结构，这种系统由于其复杂的结构形式目前只是作为光具座上的实验设备来实现的。这种系统不适于广泛地投入实际使用。其它示出激光辅助的眼科手术系统的文献还有US 6325792 B1和US5984916 A。还可以参考其它现有技术作为
技术介绍
。如DE 19932477 C2给出了一种用于对眼睛实施光线疗法的装置，特别是用于对眼底的确定部位进行光凝固。其中通过将由于激光照射造成的材料变化引起的声学或光学信号从只包含材料特性信息的所谓的热弹性信号中分离出来。为了产生可分析处理的测量信号，还说明了化学反应、切除术、纤维转变以及原生质形成等。EP 0572435 B1公开了一种用于外路(ab externo)巩膜造口术的装置，其中通过一个光导向装置将一激光束导入眼中。在处理中使直接位于光导向装置端部前面的材料蒸发并形成气泡或原生质/等离子泡(plasmabubble)。所述泡在一确定时间后破裂并由新的液体或新的材料取代。所述泡的破裂时间是区别光导向装置端部是否位于眼房内的标准。由此可对在组织和液体直接的分界层区域内的处理进行监控。
技术实现思路
因此本专利技术的目的是，这样改进一基于激光的环钻装置，以利用一紧凑的易于操纵的手术系统可在角膜区域实现高精度的环钻结果。本专利技术的目的特别是，开发一种集成有一传感器的系统技术，该技术使得可形成三维的切口几何形状，利用这种几何形状可尽可能最好地使用自密封的和自固定(self-anchoring)的植入物。根据权利要求1的特征部分，这样来实现所述目的，即设置一个多传感器处理头作为所述基于激光的环钻装置的核心部分，在所述处理头内集成有相关的光束引导部件和传感器单元。相应地，所述多传感器处理头具有-一个轴向光束引导装置，可在该引导装置中接入工作激光束，-一个用于调整工作激光束的焦点的z-位置的焦点跟踪装置，-一个用于调整工作激光束的x-y-位置的x-y-扫描单元， -一个用于测量眼睛位置的眼睛位置传感器单元，和-一个用来监测在角膜环钻中出现的原生质(plasma)发光的原生质传感器单元。各从属权利要求说明了所述环钻装置的有利的改进方案，为了避免重复，所述改进方案相应的功能和优点将借助对实施例的说明进行详细解释。总之可以确定，根据本专利技术的环钻装置具有一激光辅助的处理头，所述处理头可设有多个用于识别待处理物体的位置、离物体距离的测量装置、原生质和焦点位置识别的传感器，激光功率调整装置以及多个直线(运动)和翻转轴线，并由此使得可实现高精度的具有位置反馈功能的三维组织环钻。利用传感器头可形成对接受者和捐献者的组织(接受者和捐献者的角膜)进行精确匹配(锁-钥匙原理)的沉割，所述沉割由于其几何结构或由于从内侧作用的眼压的支承具有自密封功能。也可这样将捐献者的角膜固定在接受者的角膜内，以使得事后对捐献者的小切片的缝合只在有限的程度上是必要的，或者甚至可以完全取消缝合。此外还可以通过在角膜后面上的聚焦和在切口轮廓上进行焦点跟踪来沿一平面去除受损的区域或体积单元。分离的体积单元可通过一个在真皮中形成的切口取出，同时还可通过所述切口置入并自附着地集成一同质的或人造的体积单元。附图说明由下面参考附图详细解释实施例的说明可得到本专利技术的其它特征、优点和细节。其中图1示出一基于激光的环钻装置的系统示意图，图2和3示出在一第一应用场合中穿过接受者/捐献者角膜的一示意性切口的放大图，图4和5示出在一第二应用场合中穿过接受者/捐献者角膜的一示意性切口，图6示出在一第三应用场合中接受者/捐献者角膜的俯视图，和图7示出角膜在图6中线VII-VII上的径向剖视图。具体实施例方式图1中所示的基于激光的环钻装置的整个系统具有一个整体上用1表示的多传感器处理头作为核心部分，所述处理头配设有一个用于产生一工作激光束3的激光源2和一个整体上用4表示的控制和调整单元。如下面还要详细说明的那样，所述控制和调整单元具有三个的控制计算机5、6、7以及两个显示器8、9，所述显示器例如采用常见的监视器形式。下面将详细说明多传感器处理头。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在角膜移植中进行非机械的三维环钻的基于激光的装置，包括－一个带有至少一个控制计算机（５、６、７）和至少一个显示单元（８、９）的计算机辅助的控制和调整单元（４）；－一个用于产生一工作激光束（３）的激光源（２）；其特 征在于，－一个多传感器处理头（１），该处理头中集成有：－一个轴向光束引导装置（１１），所述工作激光束（３）可接入所述光束引导装置，－一个用于调整所述工作激光束（３）的焦点（１３）的ｚ－位置的焦点跟踪单元（１２）， －一个用于调整工作激光束（３）的ｘ－ｙ位置的ｘ－ｙ扫描单元（１４、１５），－一个用于检测眼睛位置的眼睛位置传感器单元（２３、２４、２５、２６），和－一个用于检测在角膜环钻时出现的原生质发光的原生质传感器单元（１６、２５） 。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G范德海德，M哈雷儿，A郎根布赫尔，R弗兰肯贝格尔，
申请(专利权)人：昆提斯有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]