生成眼科手术控制数据的方法，以及眼科手术治疗仪和治疗方法
专利名称：生成眼科手术控制数据的方法，以及眼科手术治疗仪和治疗方法
技术领域：
本发明涉及一种生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将 眼角膜的组织层分离，其中，在激光设备操作期间，具有接触表面的接触镜片使角膜变 形为接触表面的形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶 点上，并且为了使角膜变形的目的，随后接触面挤压后者，该方法包括以下步骤激光 设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点 坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗仪，其包括激光设备，用于将眼角膜的组 织层分离，接触镜片，其具有接触表面并在激光设备操作期间使角膜变形为接触表面的 形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶点上，并且为了 使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，以及控制设备，其以此方式生成激光设备 的控制数据，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，并且其在目标点坐标的生成 中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分 离，其中首先设置具有接触表面的接触镜片，在角膜顶点上，接触表面具有接触表面定 点，并且为了使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，使得接触镜片使角膜变形为 接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目 标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引 起的角膜变形。
最后，本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组 织层分离，其中，为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片挤压角膜，使得接触镜片 将角膜变形为接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定 位于角膜的目标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形。
背景技术：
很长时间，眼镜已经构成了校正人眼缺陷视力的经典方式。但是，现在越来越 多使用的是进行屈光手术，它通过修正眼角膜来校正缺陷视力。在这种情况中，所有操 作方法的目的是为了改变光的折射有目的地修正角膜。为这个目的，不同的操作方法众 所周知。非常普及的是所谓的准分子激光原位角膜磨镶术，也缩写为LASIK。在这种情 况中，角膜瓣首先在一侧从角膜表面分开并折叠向该侧。该瓣可借助于机械切割器被分 开，或者也可借助于所谓的激光角膜刀，例如，如同美国埃尔文Intralase公司所售出的。
后者通过激光辐射在角膜中产生切割表面。在这种情况中，激光辐射引发的多 个进程在组织中连续进行。如果辐射的功率密度大于阈值，发生光学击穿，在角膜产生 等离子体气泡，光学击穿发生之后，由于膨胀的气体而生成等离子体气泡。如果光学击6穿没有修护，等离子体气泡中产生的气体由周围的物质吸收，气泡再次消失。也有可能 的是发生没有等离子体气泡的组织分离效应。简单起见，所有这些进程在“光学击穿” 条件下在此组合，也就是说，该条件会包括不止光学击穿，也有由此在角膜中产生的效应。
为了产生光学击穿的目的，以脉冲调制的方式施加激光辐射，脉冲宽度小于 lps.结果，对于各个脉冲，激发光学击穿所需要的功率密度只有在受限制的空间区域获 得。US5984916在这一方面清楚地示出了光学击穿的(在该情况中，所产生相互作用的) 空间区域高度取决于脉冲持续时间。激光束高的聚焦度，结合上述的短脉冲，从而使光 学击穿能够非常精确地应用在角膜中。
为了产生薄瓣的目的，借助于激光角膜刀随后在预定点产生一连串的光学击 穿，以便实现在后者下面从角膜将瓣分开的切割表面。
瓣被分开并折叠向该侧之后，在LA^tK操作的情况下，提供使用准分子激光 器，它通过切除将现在所暴露的角膜组织移走。位于角膜的堆积(volume)以这种方式蒸 发之后，角膜瓣再次折叠回原始的位置。LA^tK方法已经作为激光角膜刀在使用，它也 被称作飞秒-LASIK，从而显示一个帽状的角膜瓣，向后折叠后者并借助于切除激光切除 所显示的组织。
现有技术中也提到了缺陷视力的校正是由于角膜组织中透镜状的部分堆积借助 于脉冲激光辐射分离而产生。该描述公开在，例如WO 2005/011545 Al中。但是，设 备并不是市场中相应可获得的。
当然，切割表面产生的精度最终对光学校正起决定作用。尤其用于校正缺陷视 力的先进的激光手术方法中，其中位于角膜的堆积通过三维切割表面分离并从而可移除 地提供。不同于激光角膜刀的情况，切割表面的位置与光学校正直接相关。在常规的 LASIK方法的情况中，相比之下，毫无例外地激光切除操作的精度对光学校正的质量很 重要，从事实来看更加明显，在多种多样的手术中，角膜瓣的产生正在或已经受到借助 于操作相对不精确的机械刀片的影响。
从WO 2005/011547 Al中进一步了解到眼角膜压在其上的接触镜片可以用在激 光手术仪的情况中。接触镜片用来赋予固定的、确定的形状给角膜，并同时对眼睛定 位。接触镜片上的按压引起角膜的变形，其在目标点坐标的确定中被考虑，原因是在坐 标转换中考虑按压和变形，其在WO公开文本中被称作“接触压力转换”并允许目标 点的位移。印刷公开文本给出了用于球形接触镜片和球形角膜前表面结合的情况的转换 等式。尽管公开文本提到了借助于校正条件进一步的补充是可能的，但是没有描述该条 件。其中提到的转换等式从而唯一地应用到球形接触镜片和球形角膜前表面，但是，不 总是这种情况。发明内容
因此本发明基于说明一种用于生成控制数据的改进方法，一种改进的治疗设备 和一种改进的治疗方法的目的，甚至超出了 W02005/01157 A1所给出的边界条件，能可 靠地考虑由接触镜片引起的角膜变形，以及因此提供一个更精确的激光外科手术结果。
在本发明的第一个变型中，这一目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期 间，具有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，为了该目的，接触面按压 角膜，该方法包括以下步骤用于激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指 定位于角膜中的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形，为了确定未变形角膜中点P的位移，该位移是由变形引起 的，考虑变形中进行以下步骤
la)在未变形角膜的参考表面V上，关于点P，以使通过点O的曲面法线通过点 P的方式确定点O的位置，参考表面是前表面本身或者通过前表面径向收缩弯曲线位移 (bend line displacement) L 获得的表面，
lb)确定参考面顶点S和点O之间的距离％，距离％是参考表面上的弧长，
Ic)在接触镜片参考表面上确定点O'，其位于距离接触表面顶点运处，接触 镜片参考表面是接触表面本身或者通过接触表面径向收缩弯曲线位移和/或角膜上液体 膜(fluid film)的厚度F'获得的表面，
Id)在表面法线上，在点O'确定点P'，点P'与点O'的距离与点P与点O 的距离相同，以及
Ie)点P'作为因变形而移位的点P ；
和/或为了确定变形角膜中点Q'的位移，该位移是由松弛引起的，考虑变形的 情况下进行以下步骤
2a)在接触镜片参考表面上，关于点Q'，以使通过点O'的表面法线通过点 Q'的方式确定点O'的位置，
2b)确定顶点S和点O'之间的距离^i，距离@是接触镜片参考表面上的弧 长，
2c)在参考表面上确定点O，其位于与顶点S距离⑩处，
2d)在表面法线上，在点O确定点Q，点Q与点O的距离与点Q'与点O'的 距离相同，以及
2e)点Q作为因松弛而移位的点Q'。
在本发明的第二个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具有 接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，而且在目标点 坐标的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形 角膜相关的球面坐标系(φ，α, R)和抵靠接触镜片设置并由此变形的角膜的球面坐标系 (cp'，cx’，R’)之间，使用以下转换
Φ = Φ'
a'-R'=R-(a + -^- a5a7+K1) L 」 40 84 1
r'= Rkgl + r — Rcv(1 + 左 α4 -左 a6 + K2)
其中，Rkc^是接触表面的半径，Rcv是角膜未变形前表面的半径，c5，C7, &和 &是实验确定的近似等于1的校正系数，K1是α的高奇数次的可选校正项，&是α的 高奇数次的可选校正项。在本发明的第三个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，其通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具 有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标 的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形角膜 相关的球面坐标系(φ，α, R)和抵靠接触镜片设置并变形的角膜的球面坐标系α', R')
之间，使用以下转换
权利要求
1.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜 (5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面(26)的接触 镜片(25)使所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，为了该目的，所述接触表面按压 所述角膜，所述方法包括以下步骤-用于所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E) 指定位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，考虑到所述变形执行下述步骤，用以确定未变形角膜(5)中点P的位移，所述位移由 变形引起la)所述未变形角膜(5)的参考表面V上，相对于所述点P，以这样的方式确定点O 的位置，使得通过所述点O的表面法线通过所述点P，所述参考表面V是前表面(15)本 身或者通过所述前表面(15)径向收缩弯曲线位移L获得的表面，lb)确定所述参考表面(V)的顶点S和所述点O之间的距离@ ,所述距离历是所述 参考表面(V)上的弧长，Ic)在接触镜片参考表面(G)上确定点O'，其位于距离所述接触面顶点％处，所 述接触镜片参考表面(G)是所述接触表面(26)本身或者通过所述接触表面(26)径向收缩 所述弯曲线位移L和/或所述角膜(5)上液体膜的厚度F'获得的表面，Id)在所述点O'处的表面法线上，确定点P'，点P'到O'的距离与所述点P到 所述点O的距离相同，以及Ie)所述点P'作为因所述变形而移位的点P ；和/或考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定所变形的角膜中点Q'的位移，该位 移是由松弛引起2a)在所述接触镜片参考表面(G)上，相对于所述点Q'以这样的方式确定点O'的 位置，使得通过所述点O'的表面法线通过所述点Q'，2b)确定所述顶点S和所述点O'之间的距离⑩，所述距离&是所述接触镜片参考 表面(G)上的弧长，2c)在所述参考表面(V)上确定点0，其位于与所述顶点S距离^“1处， 2d)在所述点O处的表面法线上确定点Q，点Q到O的距离与所述点Q'到所述点 O'的距离相同，以及2e)所述点Q作为因所述松弛而移位的点Q'。
2.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜 (5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面(26)的接触 镜片(25)将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，所述方法包括以下步骤_所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，其为所述激光设备(E)指定位于 所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a，R)和抵靠所述接触镜片设置并由此变形的所述角膜(5)的球面坐标系a', R)之间，使用以下转换φ = φ丨a'-R'=R-(a + -^- a5a7+K1) 40 84 1R1=Rkgl+R-Rcvd + ^-a4-^a6+K2)其中，是所述接触表面的半径，Rcv是所述角膜(5)的未变形前表面(15)的半 径，c5、c7、是实验确定的可以近似等于1的校正系数，K1是α的较高奇数次的 可选校正项，K2是α的较高奇数次的可选校正项。
3.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角 膜(5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面的接触镜片 (25)将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，所述方法包括以下步骤_所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，其为所述激光设备(E)指定位于 所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a，R)和抵靠所述接触镜片设置并变形的角膜(5)的球面坐标系a’, R)之间，使用以下转换φ = φ丨a ‘ (Rkgl-F' -D = a (Rcv-L) r' = r+rkgl~rcv其中，是所述接触表面的半径，Rcv是所述角膜(5)的未变形前表面(15)的半 径，F'是所述角膜(5)和按压它的所述接触表面之间的液体膜的厚度，以及L是所述角 膜表面到所述角膜(5)内部的所述眼角膜弯曲线的位移，该位移已经在实验上确定，F' 或L也可以近似等于零。
4.眼科手术治疗仪，其包括-激光设备(E)，用于将眼角膜(5)的组织层分离，-接触镜片(25)，其具有接触表面并在所述激光设备(E)操作期间使所述角膜(5)变 形为所述接触表面的形状，为了该目的，首先将具有接触面顶点的所述接触表面设置在 角膜顶点上，并且为了使所述角膜变形的目的，随后所述接触表面按压后者，-控制设备，其以此方式生成用于所述激光设备(E)的控制数据，使得所述控制数据 为所述激光设备(E)指定位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，并且其在所述目标 点坐标的生成中，考虑了所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜片(25)引起的 所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，所述控制设备根据上述方法权利要求之一执行所述方法。
5.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离， -具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，以便所述接触镜片使所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定未变形的角膜(5)中点P的位移，所述位移 由变形引起la)所述未变形的角膜(5)的参考表面V上，相对于所述点P以这样的方式确定点O 的位置，使得通过点O的表面法线通过所述点P，所述参考表面V是前表面(15)本身或 者通过所述前表面(15)径向收缩弯曲线位移L获得的表面，lb)确定所述参考表面(V)的顶点S和所述点O之间的距离历,所述距离历是所述 参考表面(V)上的弧长，Ic)在接触镜片参考表面(G)上确定点O'，其位于距离所述接触表面顶点％处， 所述接触镜片参考表面(G)是所述接触表面(26)本身或者通过所述接触表面(26)径向收 缩所述弯曲线位移L和/或所述角膜(5)上液体膜的厚度F'[获得的表面]，Id)在所述点O'处的表面法线上确定点P'，点P'到O'的距离与所述点P到所 述点O的距离相同，以及Ie)所述点P'作为因所述变形而移位的点P ；和/或考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定所变形的角膜中点Q'的位移，该位 移由松弛引起2a)在所述接触镜片参考表面(G)上，相对于所述点Q似这样的方式确定点O'的位 置，使得通过所述点O'的表面法线通过所述点Q'，2b)确定所述顶点S和所述点O'之间的距离⑩,所述距离⑩是所述接触镜片参考 表面(G)上的弧长，2c)在所述参考表面(V)上确定点0，其位于与所述顶点S距离@处， 2d)在在所述点O的表面法线上确定点Q，所述点Q到O的距离与所述点Q'到所 述点O'的距离相同，以及2e)所述点Q作为因所述松弛而移位的点Q'。
6.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离，其中-为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，以便所述接触镜 片将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ, a，R)和抵靠所述接触面设置并变形的角膜 (5)的球面坐标系(φ\ο^， Ο之间，使用以下转换φ = φ'a'·R'= R (a+ -^- a5a7+K1) 40 84 1R1=Rkgl+R-Rcv(l + ^a4-^a6+K2)其中，是所述接触表面的半径，Rev是所述角膜(5)的未变形前表面的半径， c5、C7,是实验确定的可以近似等于1的校正系数，K1是α的较高奇数次的可选校正项，K2是α的较高奇数次的可选校正项。
7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于，为了考虑所述角膜(5)上液体膜的 厚度F'和/或弯曲线位移L的目的，在所述第二个等式中，半径R'减小(F' +L)且 半径R减小L。
8.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离，其中-为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，使得所述接触镜 片将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形的角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a, R)和抵靠所述接触镜片设置并变形的 角膜(5)的球面坐标系(CpW,R’)之间，使用以下转换Φ = φ'a ‘ (Rkgl-F' -D = a (Rcv-L)R' = R+RKgl~RCV其中，是所述接触表面的半径，Rev是所述角膜(5)的未变形前表面的半径， F'是所述角膜(5)和按压它的所述接触表面之间的液体膜的厚度，以及L是所述角膜表 面到所述角膜(5)内部的所述眼角膜弯曲线的位移，该位移已经在实验上确定，F'或L 也可以近似等于零。
全文摘要
本发明涉及一种生成眼科手术治疗设备(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)分离眼角膜(5)中的组织层，其中，激光设备(E)操作期间，具有接触表面的接触镜片(25)使角膜(5)变形为接触表面的形状，为了该目的，接触表面首先设置在接触表面顶点处的角膜顶点上并随后压其使角膜变形，该方法包括以下步骤生成激光设备(E)的控制数据，以便该数据为激光设备(E)指定位于角膜(5)的目标点(28)的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑激光设备(E)操作期间存在的由接触镜片(25)引起的角膜(5)的变形，其中，本发明提供了为了确定由变形引起的未变形的角膜(5)中点P的位移，在考虑变形时实施所述几个步骤。
文档编号A61F9/01GK102026601SQ200980115612
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月28日 优先权日2008年4月4日
发明者格雷戈尔·斯涛博拉娃, 马克·比肖夫 申请人:卡尔·蔡司医疗技术公司
技术领域：
本发明涉及一种生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将 眼角膜的组织层分离，其中，在激光设备操作期间，具有接触表面的接触镜片使角膜变 形为接触表面的形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶 点上，并且为了使角膜变形的目的，随后接触面挤压后者，该方法包括以下步骤激光 设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点 坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗仪，其包括激光设备，用于将眼角膜的组 织层分离，接触镜片，其具有接触表面并在激光设备操作期间使角膜变形为接触表面的 形状，为了该目的，首先将具有接触表面顶点的接触表面设置在角膜顶点上，并且为了 使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，以及控制设备，其以此方式生成激光设备 的控制数据，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，并且其在目标点坐标的生成 中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形。
本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分 离，其中首先设置具有接触表面的接触镜片，在角膜顶点上，接触表面具有接触表面定 点，并且为了使角膜变形的目的，随后接触表面挤压后者，使得接触镜片使角膜变形为 接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目 标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的由接触镜片引 起的角膜变形。
最后，本发明还涉及一种眼科手术治疗方法，其借助于激光设备将眼角膜的组 织层分离，其中，为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片挤压角膜，使得接触镜片 将角膜变形为接触表面的形状，激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定 位于角膜的目标点的坐标，并且在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形。
背景技术：
很长时间，眼镜已经构成了校正人眼缺陷视力的经典方式。但是，现在越来越 多使用的是进行屈光手术，它通过修正眼角膜来校正缺陷视力。在这种情况中，所有操 作方法的目的是为了改变光的折射有目的地修正角膜。为这个目的，不同的操作方法众 所周知。非常普及的是所谓的准分子激光原位角膜磨镶术，也缩写为LASIK。在这种情 况中，角膜瓣首先在一侧从角膜表面分开并折叠向该侧。该瓣可借助于机械切割器被分 开，或者也可借助于所谓的激光角膜刀，例如，如同美国埃尔文Intralase公司所售出的。
后者通过激光辐射在角膜中产生切割表面。在这种情况中，激光辐射引发的多 个进程在组织中连续进行。如果辐射的功率密度大于阈值，发生光学击穿，在角膜产生 等离子体气泡，光学击穿发生之后，由于膨胀的气体而生成等离子体气泡。如果光学击6穿没有修护，等离子体气泡中产生的气体由周围的物质吸收，气泡再次消失。也有可能 的是发生没有等离子体气泡的组织分离效应。简单起见，所有这些进程在“光学击穿” 条件下在此组合，也就是说，该条件会包括不止光学击穿，也有由此在角膜中产生的效应。
为了产生光学击穿的目的，以脉冲调制的方式施加激光辐射，脉冲宽度小于 lps.结果，对于各个脉冲，激发光学击穿所需要的功率密度只有在受限制的空间区域获 得。US5984916在这一方面清楚地示出了光学击穿的(在该情况中，所产生相互作用的) 空间区域高度取决于脉冲持续时间。激光束高的聚焦度，结合上述的短脉冲，从而使光 学击穿能够非常精确地应用在角膜中。
为了产生薄瓣的目的，借助于激光角膜刀随后在预定点产生一连串的光学击 穿，以便实现在后者下面从角膜将瓣分开的切割表面。
瓣被分开并折叠向该侧之后，在LA^tK操作的情况下，提供使用准分子激光 器，它通过切除将现在所暴露的角膜组织移走。位于角膜的堆积(volume)以这种方式蒸 发之后，角膜瓣再次折叠回原始的位置。LA^tK方法已经作为激光角膜刀在使用，它也 被称作飞秒-LASIK，从而显示一个帽状的角膜瓣，向后折叠后者并借助于切除激光切除 所显示的组织。
现有技术中也提到了缺陷视力的校正是由于角膜组织中透镜状的部分堆积借助 于脉冲激光辐射分离而产生。该描述公开在，例如WO 2005/011545 Al中。但是，设 备并不是市场中相应可获得的。
当然，切割表面产生的精度最终对光学校正起决定作用。尤其用于校正缺陷视 力的先进的激光手术方法中，其中位于角膜的堆积通过三维切割表面分离并从而可移除 地提供。不同于激光角膜刀的情况，切割表面的位置与光学校正直接相关。在常规的 LASIK方法的情况中，相比之下，毫无例外地激光切除操作的精度对光学校正的质量很 重要，从事实来看更加明显，在多种多样的手术中，角膜瓣的产生正在或已经受到借助 于操作相对不精确的机械刀片的影响。
从WO 2005/011547 Al中进一步了解到眼角膜压在其上的接触镜片可以用在激 光手术仪的情况中。接触镜片用来赋予固定的、确定的形状给角膜，并同时对眼睛定 位。接触镜片上的按压引起角膜的变形，其在目标点坐标的确定中被考虑，原因是在坐 标转换中考虑按压和变形，其在WO公开文本中被称作“接触压力转换”并允许目标 点的位移。印刷公开文本给出了用于球形接触镜片和球形角膜前表面结合的情况的转换 等式。尽管公开文本提到了借助于校正条件进一步的补充是可能的，但是没有描述该条 件。其中提到的转换等式从而唯一地应用到球形接触镜片和球形角膜前表面，但是，不 总是这种情况。发明内容
因此本发明基于说明一种用于生成控制数据的改进方法，一种改进的治疗设备 和一种改进的治疗方法的目的，甚至超出了 W02005/01157 A1所给出的边界条件，能可 靠地考虑由接触镜片引起的角膜变形，以及因此提供一个更精确的激光外科手术结果。
在本发明的第一个变型中，这一目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控制数据的方法，其借助于激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期 间，具有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，为了该目的，接触面按压 角膜，该方法包括以下步骤用于激光设备的控制数据以此方式生成，它为激光设备指 定位于角膜中的目标点的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑激光设备操作期间存在的 由接触镜片引起的角膜变形，为了确定未变形角膜中点P的位移，该位移是由变形引起 的，考虑变形中进行以下步骤
la)在未变形角膜的参考表面V上，关于点P，以使通过点O的曲面法线通过点 P的方式确定点O的位置，参考表面是前表面本身或者通过前表面径向收缩弯曲线位移 (bend line displacement) L 获得的表面，
lb)确定参考面顶点S和点O之间的距离％，距离％是参考表面上的弧长，
Ic)在接触镜片参考表面上确定点O'，其位于距离接触表面顶点运处，接触 镜片参考表面是接触表面本身或者通过接触表面径向收缩弯曲线位移和/或角膜上液体 膜(fluid film)的厚度F'获得的表面，
Id)在表面法线上，在点O'确定点P'，点P'与点O'的距离与点P与点O 的距离相同，以及
Ie)点P'作为因变形而移位的点P ；
和/或为了确定变形角膜中点Q'的位移，该位移是由松弛引起的，考虑变形的 情况下进行以下步骤
2a)在接触镜片参考表面上，关于点Q'，以使通过点O'的表面法线通过点 Q'的方式确定点O'的位置，
2b)确定顶点S和点O'之间的距离^i，距离@是接触镜片参考表面上的弧 长，
2c)在参考表面上确定点O，其位于与顶点S距离⑩处，
2d)在表面法线上，在点O确定点Q，点Q与点O的距离与点Q'与点O'的 距离相同，以及
2e)点Q作为因松弛而移位的点Q'。
在本发明的第二个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具有 接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，而且在目标点 坐标的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形 角膜相关的球面坐标系(φ，α, R)和抵靠接触镜片设置并由此变形的角膜的球面坐标系 (cp'，cx’，R’)之间，使用以下转换
Φ = Φ'
a'-R'=R-(a + -^- a5a7+K1) L 」 40 84 1
r'= Rkgl + r — Rcv(1 + 左 α4 -左 a6 + K2)
其中，Rkc^是接触表面的半径，Rcv是角膜未变形前表面的半径，c5，C7, &和 &是实验确定的近似等于1的校正系数，K1是α的高奇数次的可选校正项，&是α的 高奇数次的可选校正项。在本发明的第三个变型中，该目的得以实现是借助于生成眼科手术治疗仪的控 制数据的方法，其通过激光设备将眼角膜的组织层分离，其中，激光设备操作期间，具 有接触表面的接触镜片使角膜变形为接触表面的形状，该方法包括以下步骤激光设备 的控制数据以此方式生成，它为激光设备指定位于角膜的目标点的坐标，在目标点坐标 的生成中，考虑到激光设备操作期间存在的由接触镜片引起的角膜变形，与未变形角膜 相关的球面坐标系(φ，α, R)和抵靠接触镜片设置并变形的角膜的球面坐标系α', R')
之间，使用以下转换
权利要求
1.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜 (5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面(26)的接触 镜片(25)使所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，为了该目的，所述接触表面按压 所述角膜，所述方法包括以下步骤-用于所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E) 指定位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，考虑到所述变形执行下述步骤，用以确定未变形角膜(5)中点P的位移，所述位移由 变形引起la)所述未变形角膜(5)的参考表面V上，相对于所述点P，以这样的方式确定点O 的位置，使得通过所述点O的表面法线通过所述点P，所述参考表面V是前表面(15)本 身或者通过所述前表面(15)径向收缩弯曲线位移L获得的表面，lb)确定所述参考表面(V)的顶点S和所述点O之间的距离@ ,所述距离历是所述 参考表面(V)上的弧长，Ic)在接触镜片参考表面(G)上确定点O'，其位于距离所述接触面顶点％处，所 述接触镜片参考表面(G)是所述接触表面(26)本身或者通过所述接触表面(26)径向收缩 所述弯曲线位移L和/或所述角膜(5)上液体膜的厚度F'获得的表面，Id)在所述点O'处的表面法线上，确定点P'，点P'到O'的距离与所述点P到 所述点O的距离相同，以及Ie)所述点P'作为因所述变形而移位的点P ；和/或考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定所变形的角膜中点Q'的位移，该位 移是由松弛引起2a)在所述接触镜片参考表面(G)上，相对于所述点Q'以这样的方式确定点O'的 位置，使得通过所述点O'的表面法线通过所述点Q'，2b)确定所述顶点S和所述点O'之间的距离⑩，所述距离&是所述接触镜片参考 表面(G)上的弧长，2c)在所述参考表面(V)上确定点0，其位于与所述顶点S距离^“1处， 2d)在所述点O处的表面法线上确定点Q，点Q到O的距离与所述点Q'到所述点 O'的距离相同，以及2e)所述点Q作为因所述松弛而移位的点Q'。
2.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜 (5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面(26)的接触 镜片(25)将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，所述方法包括以下步骤_所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，其为所述激光设备(E)指定位于 所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a，R)和抵靠所述接触镜片设置并由此变形的所述角膜(5)的球面坐标系a', R)之间，使用以下转换φ = φ丨a'-R'=R-(a + -^- a5a7+K1) 40 84 1R1=Rkgl+R-Rcvd + ^-a4-^a6+K2)其中，是所述接触表面的半径，Rcv是所述角膜(5)的未变形前表面(15)的半 径，c5、c7、是实验确定的可以近似等于1的校正系数，K1是α的较高奇数次的 可选校正项，K2是α的较高奇数次的可选校正项。
3.用于生成眼科手术治疗仪(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)将眼角 膜(5)内的组织层分离，其中，在所述激光设备(E)操作期间，具有接触表面的接触镜片 (25)将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，所述方法包括以下步骤_所述激光设备(E)的所述控制数据以此方式生成，其为所述激光设备(E)指定位于 所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a，R)和抵靠所述接触镜片设置并变形的角膜(5)的球面坐标系a’, R)之间，使用以下转换φ = φ丨a ‘ (Rkgl-F' -D = a (Rcv-L) r' = r+rkgl~rcv其中，是所述接触表面的半径，Rcv是所述角膜(5)的未变形前表面(15)的半 径，F'是所述角膜(5)和按压它的所述接触表面之间的液体膜的厚度，以及L是所述角 膜表面到所述角膜(5)内部的所述眼角膜弯曲线的位移，该位移已经在实验上确定，F' 或L也可以近似等于零。
4.眼科手术治疗仪，其包括-激光设备(E)，用于将眼角膜(5)的组织层分离，-接触镜片(25)，其具有接触表面并在所述激光设备(E)操作期间使所述角膜(5)变 形为所述接触表面的形状，为了该目的，首先将具有接触面顶点的所述接触表面设置在 角膜顶点上，并且为了使所述角膜变形的目的，随后所述接触表面按压后者，-控制设备，其以此方式生成用于所述激光设备(E)的控制数据，使得所述控制数据 为所述激光设备(E)指定位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，并且其在所述目标 点坐标的生成中，考虑了所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜片(25)引起的 所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，所述控制设备根据上述方法权利要求之一执行所述方法。
5.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离， -具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，以便所述接触镜片使所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形， 其特征在于，考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定未变形的角膜(5)中点P的位移，所述位移 由变形引起la)所述未变形的角膜(5)的参考表面V上，相对于所述点P以这样的方式确定点O 的位置，使得通过点O的表面法线通过所述点P，所述参考表面V是前表面(15)本身或 者通过所述前表面(15)径向收缩弯曲线位移L获得的表面，lb)确定所述参考表面(V)的顶点S和所述点O之间的距离历,所述距离历是所述 参考表面(V)上的弧长，Ic)在接触镜片参考表面(G)上确定点O'，其位于距离所述接触表面顶点％处， 所述接触镜片参考表面(G)是所述接触表面(26)本身或者通过所述接触表面(26)径向收 缩所述弯曲线位移L和/或所述角膜(5)上液体膜的厚度F'[获得的表面]，Id)在所述点O'处的表面法线上确定点P'，点P'到O'的距离与所述点P到所 述点O的距离相同，以及Ie)所述点P'作为因所述变形而移位的点P ；和/或考虑到所述变形执行以下步骤，用以确定所变形的角膜中点Q'的位移，该位 移由松弛引起2a)在所述接触镜片参考表面(G)上，相对于所述点Q似这样的方式确定点O'的位 置，使得通过所述点O'的表面法线通过所述点Q'，2b)确定所述顶点S和所述点O'之间的距离⑩,所述距离⑩是所述接触镜片参考 表面(G)上的弧长，2c)在所述参考表面(V)上确定点0，其位于与所述顶点S距离@处， 2d)在在所述点O的表面法线上确定点Q，所述点Q到O的距离与所述点Q'到所 述点O'的距离相同，以及2e)所述点Q作为因所述松弛而移位的点Q'。
6.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离，其中-为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，以便所述接触镜 片将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形角膜(5)相关的球面坐标系(φ, a，R)和抵靠所述接触面设置并变形的角膜 (5)的球面坐标系(φ\ο^， Ο之间，使用以下转换φ = φ'a'·R'= R (a+ -^- a5a7+K1) 40 84 1R1=Rkgl+R-Rcv(l + ^a4-^a6+K2)其中，是所述接触表面的半径，Rev是所述角膜(5)的未变形前表面的半径， c5、C7,是实验确定的可以近似等于1的校正系数，K1是α的较高奇数次的可选校正项，K2是α的较高奇数次的可选校正项。
7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于，为了考虑所述角膜(5)上液体膜的 厚度F'和/或弯曲线位移L的目的，在所述第二个等式中，半径R'减小(F' +L)且 半径R减小L。
8.用于眼科手术治疗的方法，其借助于激光设备(E)将眼角膜(5)的组织层分离，其中-为了变形的目的，具有接触表面的接触镜片(25)按压所述角膜，使得所述接触镜 片将所述角膜(5)变形为所述接触表面的形状，-用于所述激光设备(E)的控制数据以此方式生成，使得其为所述激光设备(E)指定 位于所述角膜(5)内的目标点(28)的坐标，以及-在所述目标点坐标的生成中，考虑所述激光设备(E)操作期间存在的由所述接触镜 片(25)引起的所述角膜(5)的所述变形，其特征在于，与未变形的角膜(5)相关的球面坐标系(φ，a, R)和抵靠所述接触镜片设置并变形的 角膜(5)的球面坐标系(CpW,R’)之间，使用以下转换Φ = φ'a ‘ (Rkgl-F' -D = a (Rcv-L)R' = R+RKgl~RCV其中，是所述接触表面的半径，Rev是所述角膜(5)的未变形前表面的半径， F'是所述角膜(5)和按压它的所述接触表面之间的液体膜的厚度，以及L是所述角膜表 面到所述角膜(5)内部的所述眼角膜弯曲线的位移，该位移已经在实验上确定，F'或L 也可以近似等于零。
全文摘要
本发明涉及一种生成眼科手术治疗设备(1)的控制数据的方法，其借助于激光设备(E)分离眼角膜(5)中的组织层，其中，激光设备(E)操作期间，具有接触表面的接触镜片(25)使角膜(5)变形为接触表面的形状，为了该目的，接触表面首先设置在接触表面顶点处的角膜顶点上并随后压其使角膜变形，该方法包括以下步骤生成激光设备(E)的控制数据，以便该数据为激光设备(E)指定位于角膜(5)的目标点(28)的坐标，在目标点坐标的生成中，考虑激光设备(E)操作期间存在的由接触镜片(25)引起的角膜(5)的变形，其中，本发明提供了为了确定由变形引起的未变形的角膜(5)中点P的位移，在考虑变形时实施所述几个步骤。
文档编号A61F9/01GK102026601SQ200980115612
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月28日 优先权日2008年4月4日
发明者格雷戈尔·斯涛博拉娃, 马克·比肖夫 申请人:卡尔·蔡司医疗技术公司
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