用于眼睛的组合声波和激光应用方法和系统技术方案

用于执行激光和超声乳化操作的系统及方法。提供患者周围全部位置和使用的系统。一种集成的激光超声系统(包括飞秒激光超声乳化系统)，其具有防止在超声乳化手术过程中操作激光的安全联锁。一种集成的激光超声系统(包括飞秒激光超声乳化系统)，其具有可移动且可重新定位的激光臂和激光头。激光系统和集成的激光超声系统(包括飞秒激光超声乳化系统)，其可在患者眼睛周围提供330度的时钟定位。非手性集成的激光超声系统，其包括飞秒激光超声乳化系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于眼睛的组合声波和激光应用方法和系统
[0001]本申请要求优先权并且根据35U.S.C.
§
119(e)(1)要求于2020年1月3日提交的美国临时申请序列号62/956,731的申请日的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0002]本专利技术涉及用于治疗眼睛(包括动物、哺乳动物和人的眼睛)的结构的系统和方法。特别地，本专利技术的实施例涉及用于组合使用声能(包括超声波)和光能(包括激光)来解决眼睛病状的系统和方法。

技术介绍

[0003]自然人眼的解剖结构在图11中大体示出，该图是眼睛的截面图。巩膜131是围绕晶状体103(除了在角膜101处)的白色组织。角膜101是包括眼睛的外表面的透明组织，其中光首先通过该外表面进入眼睛。虹膜102是有色的、可收缩的膜，其通过改变其中心的圆孔(瞳孔)的大小来控制进入眼睛的光的量。眼晶状体或天然晶状体103(其更详细的图片在图11A中示出，对相似结构使用相似的附图标记)正好位于虹膜102的后面。术语眼晶状体、天然晶状体(crystalline lens/lens)、天然人晶状体和晶状体(当提及先前的术语时)在本文中可互换使用并且是指人眼的相同解剖结构。
[0004]通常，眼晶状体通过睫状肌108的作用改变形状以允许聚焦视觉图像。来自大脑的神经反馈机制允许睫状肌108通过悬韧带111的附接来改变眼晶状体的形状。通常，当光通过角膜101和瞳孔进入眼睛，然后沿着视轴104通过玻璃体110穿过眼晶状体103，到达眼睛后部的视网膜105，在黄斑106处形成由视神经107传送到大脑的图像时，就会出现视觉。角膜101与视网膜105之间的空间充满了前房109中称为房水117的液体和晶状体后房中的玻璃体110(凝胶状透明物质)。
[0005]图11A大体上示出了典型的50岁个体的晶状体103的部件和与晶状体相关的部件。晶状体103是多结构系统。晶状体103的结构包括皮质113、核129和晶状体囊114。囊114是包围晶状体的其他内部结构的外膜。晶状体上皮123在晶状体赤道121处形成，从而产生围绕眼晶状体前后生长的带状细胞或原光纤。核129由皮质113连续添加到核区域形成。晶状体中的连续层(包括核129)可以被表征为几个层、一个或多个核区域。这些层包括胚胎核122、胎儿核130(两者都在子宫内发育)，婴儿核124(从出生到四岁发育，平均大约三年)，青少年核126(从约4岁直至青春期，平均约12岁，成人核128(约18岁及以后发育)。
[0006]胚胎核122的赤道直径(宽度)为约0.5mm并且前后轴104(AP轴)的直径(厚度)为约0.425mm。胎儿核130的赤道直径为约6.0mm并且AP轴104的直径为约3.0mm。婴儿核124的赤道直径为约7.2mm并且AP轴104的直径为约3.6mm。青少年核126的赤道直径为约9.0mm并且AP轴104的直径为约4.5mm。大约36岁的成人核128的赤道直径为约9.6mm并且AP轴104的直径为约4.8mm。这些都是大约50岁的典型成人人晶状体在离体适应状态下的平均值。因此，该晶状体(核和皮层)的赤道直径为约9.8mm并且AP轴104的直径为约4.9mm。因此，晶状体的结构是分层或嵌套的，其中最老的层和最老的细胞朝向中心。
[0007]晶状体是如图11和图11A所示的双凸形状。晶状体的前侧和后侧具有不同的曲率并且皮质和不同的核通常遵循这些曲率。因此，可以将晶状体视为基本上沿赤道轴不对称的分层结构，并且由端对端排列成基本上同心或嵌套的壳的长新月形光纤细胞组成。这些细胞的末端对齐以在前部和后部两者的中心和近中心区域形成缝线(suture line)。皮质和细胞核两者中较老的组织细胞功能降低，在细胞形成几个月后失去其细胞核和他细胞器。
[0008]随着年龄的增长会发生晶状体的紧缩(compaction)。整个生命周期中每年生长的晶状体光纤的数量是相对恒定的。然而，晶状体的大小并不像预期的那样从新光纤生长变得那么大。晶状体从出生到3岁，从6mm生长到7.2mm或仅3年生长20％。然后下一个大约十年，从7.2mm生长到9mm或生长25％；然而，这是在9年的超过3倍的时间里。在接下来的大约20年中，从12岁到36岁，晶状体从9mm生长到9.6mm或在24年生长6.7％，表明观察到的生长速度显着放缓，而我们认为光纤生长速度在这段时期期间是相对稳定的。最后，在所描述的最后大约20年中，从36岁到54岁，晶状体的生长速度仅为其年轻生长的一小部分，在18年内从9.6到9.8mm或2.1％。尽管存在着需要更多晶状体光纤来填充更大外壳的几何效应，但老的晶状体的尺寸比考虑几何效应的光纤生长速率模型预测的要小得多。包括核光纤紧缩在内的光纤紧缩被认为可以解释这些观察结果。
[0009]总体而言，老花眼是调节幅度的损失。总体而言，屈光不正通常是由于眼睛轴向长度的变化。近视是指眼睛过长导致焦点落在视网膜前面。远视是指眼睛太短导致焦点落在视网膜后面。通常，白内障是足以干扰视力的晶状体混浊区域。
[0010]老花眼最常表现为近视缺陷，即无法阅读小字，尤其是在40
‑
45岁后昏暗的灯光下。老花眼或随着年龄的增长调节幅度的丧失与眼睛无法改变天然晶状体的形状有关，这使得人在远近之间改变焦点，并且基本上100％的人都会发生这种情况。调节幅度已显示在生命的第五个十年随着年龄的增长而稳步下降。
[0011]如本文所用，除非另有说明，否则本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法。除非在本文中另有说明，否则在一个范围内的每个单独的值都结合在本说明书中，如同它在本文中被单独引用一样。
[0012]总体而言，除非另有说明，否则本文所用的术语“约”意在涵盖
±
10％的方差或范围(与获得所述值相关的实验或仪器误差)，并且优选地是这些中的较大者。
[0013]如本文所用，除非另有特别说明，否则术语“超声乳化(phacoemulsification/phaco)”、“超声乳化系统”将被赋予其最广泛可能的解释，指的是相同的通用设备和手术并且通常涉及使用超声能量驱动针头或尖端，从而例如切割、破碎、分离并乳化组织，包括眼睛组织，例如晶状体和白内障。这样的手术和系统还可以包括用于抽吸、冲洗和两者的组件和方法。
[0014]如本文所用，除非另有明确说明，否则术语“飞秒激光”、“飞秒激光束”、“飞秒脉冲”和类似的此类术语用于指脉冲持续时间，并且因此也指激光束的脉冲长度(也可以称为脉冲宽度)，并且意指脉冲持续时间小于1皮秒(小于1x10
‑
12
秒)到并包括1飞秒(fs)(1x10
‑
15
秒)的所有激光和激光束。
[0015]如本文所用，除非另有明确说明，否则术语“皮秒激光”、“皮秒激光束”、“皮秒脉冲”和类似的此类术语用于指脉冲持续时间，并且因此也指激光束的脉冲长度(也可称为脉
冲宽度)，并且意指脉冲持续时间为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光超声系统，其包括：a.组件，所述组件包括：i.用于沿激光束路径提供治疗激光束的治疗激光器；ii.用于提供治疗超声能量的超声乳化系统；b.连接到所述组件的臂；i.所述臂具有远端和近端，其中所述远端附接到所述组件；ii.其中所述近端具有激光传输头；iii.其中所述臂包含所述激光束传输路径的一部分；c.其中所述组件被配置成相对于患者位置以一角度定位，其中所述角度由所述臂的经度轴线和患者轴线界定；d.其中所述角度包括30
°
至320
°
范围内的所有角度。2.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述角度由约45
°
、约90
°
、约135
°
、约180
°
、约225
°
、约270
°
和约315
°
的角度组成；并且其中所述臂包含图像路径的一部分。3.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述臂被配置成围绕所述组件上的枢轴点弧形运动。4.根据权利要求1中任一项所述的激光超声系统，其中所述臂被配置成水平运动，由此所述臂从所述组件可伸出且可缩回至所述组件；并且其中所述臂包含图像路径的一部分。5.根据权利要求1中任一项所述的激光超声系统，其中所述臂、所述激光头或两者被配置成竖直运动；并且其中所述臂包含图像路径的一部分。6.根据权利要求1中任一项所述的激光超声系统，其中所述臂内的所述激光束路径中的所述激光束是非准直的；并且其中所述臂包含图像路径的一部分。7.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述臂内的所述激光束路径中的所述激光束位于光纤内。8.根据权利要求1所述的激光超声系统，其包括界定四个光瞳的光学器件，并且其中所述激光束路径延伸通过所述四个光瞳。9.根据权利要求8所述的激光超声系统，其中在所述光瞳处是轭合远心光瞳。10.根据权利要求2、3、4、5或8所述的激光超声系统，其包括：用于确定相对于所述组件的患者位置的装置。11.根据权利要求1所述的激光超声系统，其包括：用于确定相对于所述组件的患者位置的装置。12.根据权利要求11所述的激光超声系统，其中用于确定患者位置的所述装置包括第一部件和第二部件；其中所述第一部件与所述激光超声系统机械地关联；其中所述第二部件未附接到所述治疗激光系统，由此所述第二部件独立于所述治疗激光系统并且由此相对于所述治疗激光系统是独立运动的；并且，其中所述第一部件、所述第二部件或这两者被配置成确定所述第二部件相对于所述第一部件的相对位置。13.根据权利要求1、2、3、8或11所述的激光超声系统，其包括：PID，并且其中所述PID包括弯月面转换部件。14.根据权利要求1、2、3、8或11所述的激光超声系统，其包括：PID，并且其中所述PID包括臂并且其中所述臂界定真空通道和盐水通道。
15.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中激光系统和所述超声乳化系统是集成的。16.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述激光系统和所述超声乳化系统包含在外壳内。17.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述组件包含在外壳内。18.根据权利要求1、2、3、8、11或15所述的激光超声系统，其包括：激光安全联锁，由此在使用所述超声乳化系统时不能发射激光。19.根据1、2、3、8、11或15所述的激光超声系统，其包括激光安全联锁系统，其中所述安全联锁系统具有三级。20.根据权利要求1、2、3、4、8、11、13、18或15所述的激光超声系统，其中所述治疗激光器是飞秒激光器。21.根据权利要求1、2、3、4、8、11、13、18、20或15所述的激光超声系统，其中所述系统包括手术显微镜；并且所述手术显微镜与所述系统集成并被配置成接收来自所述激光系统的图像、数据、信息中的一个或多个；其中所述手术显微镜被配置成显示在激光手术、超声乳化生产器或两者期间接收到的图像、数据或信息。22.根据权利要求1、2、3、4、8、11、13、18、20或15所述的激光超声系统，其中所述系统被配置成提供具有不同脉冲持续时间的两个治疗激光束。23.一种激光超声系统，其包括：a.用于沿激光束路径提供治疗激光束的治疗激光器；b.用于提供治疗超声能量的超声乳化系统；以及c.界定在所述系统中的四个光瞳的光学器件，并且其中所述激光束路径延伸通过至少两个所述光瞳。24.根据权利要求23所述的激光超声系统，其中所述激光是飞秒激光。25.根据权利要求23所述的激光超声系统，其中所述系统被配置成提供具有不同脉冲持续时间的两个治疗激光束。26.根据权利要求23所述的激光超声系统，其中所述激光是飞秒激光；并且其中所述系统被配置成提供具有不同脉冲持续时间的两个治疗激光束；其中两个治疗激光束被配置成烧蚀组织、切割组织或这两者。27.根据权利要求23所述的激光超声系统，其中所述光瞳包括轭合远心光瞳。28.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其中所述治疗激光器和所述超声乳化系统是集成的。29.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其中所述治疗激光器和所述超声乳化系统包含在外壳内。30.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其包括：用于确定相对于所述系统的患者位置的装置。31.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其包括：PID，并且其中所述PID包括弯月面转换部件。32.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其包括：激光安全联锁，由此在使用所述超声乳化系统时不能发射激光。
33.根据权利要求23、24、25或26所述的激光超声系统，其包括：激光安全联锁系统，其中所述安全联锁系统具有三级。34.根据权利要求23、24、25、32、33或26所述的系统的激光超声系统，其中所述系统包括手术显微镜；并且所述手术显微镜与所述系统集成并被配置成接收来自所述激光系统的图像、数据、信息中的一个或多个；其中所述手术显微镜被配置成显示在激光手术、超声乳化生产器或两者期间接收到的图像、数据或信息。35.根据权利要求23、24、25、32、33或26所述的激光超声系统，其中所述系统被配置成提供具有不同脉冲持续时间的两个治疗激光束。36.一种激光超声系统，其包括：a.治疗激光系统；b.用于提供治疗超声能量的超声乳化系统；以及，c.安全联锁，由此在所述超声乳化系统操作时防止所述激光系统发射激光。37.根据权利要求36所述的激光超声系统，其中所述激光器选自由皮秒激光器和飞秒激光器组成的组。38.根据权利要求36所述的激光超声系统，其中所述治疗激光系统包括支撑可移动臂的组件，所述可移动臂包含激光束路径、图像路径和激光头；由此所述组件被配置成相对于患者位置以一定角度定位，其中所述角度由所述臂的经度轴线和患者轴线界定；并且其中所述角度包括30
°
至320
°
范围内的所有角度。39.根据权利要求37所述的激光超声系统，其中所述治疗激光系统包括支撑可移动臂的组件，所述可移动臂包含激光束路径和激光头；由此所述组件被配置成相对于患者位置以一定角度定位，其中所述角度由所述臂的经度轴线和患者轴线界定；并且其中所述角度包括30
°
至320
°
范围内的所有角度。40.根据权利要求36所述的激光超声系统，其包括PID，并且其中所述PID包括弯月面转换部件。41.根据权利要求37、38或39所述的激光超声系统，其包括PID，并且其中所述PID包括弯月面转换部件。42.根据权利要求36所述的激光超声系统，其中激光系统和所述超声乳化系统是集成的。43.根据权利要求36所述的激光超声系统，其中所述激光系统和所述超声乳化系统包含在外壳内。44.根据权利要求36所述的激光超声系统，其中所述组件包含在外壳内。45.根据权利要求1所述的激光超声系统，其中所述系统包括手术显微镜；并且所述手术显微镜与所述系统集成并被配置成接收来自所述激光系统的图像、数据、信息中的一个或多个；其中所述手术显微镜被配置成显示在激光手术、超声乳化生产器或两者期间接收到的图像、数据或信息。46.根据权利要求36、37、38、39或40所述的激光超声系统，其中所述系统包括手...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚瑟，
申请(专利权)人：雷萨公司，
类型：发明
国别省市：