在透明材料中產生彎曲切口的裝置和方法

專利名稱：在透明材料中產生彎曲切口的裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種在透明材料中產生彎曲切口的方法，更具體地說，是在角膜內，用激光輻射聚焦入材料的手段來在材料中產生光學突破點(breakthroughs)，其中為了由一系列光學突破點產生切口焦點在三維空間移動。其中實現焦點移動的最大速度在第一空間方向的該速度比在其它兩個空間方向的低。本發明進一步涉及一種在透明材料中產生彎曲切口的裝置，更具體地說，是在角膜內，所述裝置包括用激光輻射聚焦入材料的激光輻射源并在材料中產生光學突破點，其中一在三維移動焦點的掃描單元并提供控制該掃描單元的控制單元，為了在材料中由系列排列的光學突破點產生切口，其中掃描單元包括可調整的光學器件來在一個空間方向移動焦點。
在透明材料中產生彎曲的切口，具體的特別是在眼科手術中用激光外科方法。這要聚焦治療激光輻射到組織，即組織表面以下，以在組織中形成光學突破點。
背景技術：
在組織中，在時間序列下發生由激光輻射發起幾個處理。如果放射線的功率密度超過閾值，就會發生光學突破點，在材料中產生漿泡(plasma bubble)。在形成光學突破點后，由于膨脹的氣體產生所述的漿泡。如果光學突破點不維持，在漿泡內的氣體由周圍材料吸收，而氣泡再次消失。然而，這種處理花的時間比氣泡形成的時間長很多。如果等離子在材料邊界產生，在材料結構中會很好地定位，材料會從所述邊界去除。這就是提到的光消融。連接漿泡就將先前連接的材料層分開，通常叫作光擊穿。出于簡化，所有這些統稱為術語光學突破，即所述術語不僅包括真實的光學突破，還包括在材料中得到的效果。
對于高精度的激光外科方法，不可避免地要確保激光束效果的高度定位并且盡量避免鄰近組織的連帶損傷。因此在使用激光輻射的現有技術中通常以脈沖的形式，以使只在脈沖間期造成光學突破點所需激光輻射的功率密度才會超出閾值。關于該點US5984916清楚地顯示光學突破點的空間膨脹(在這種情況下，產生相互作用)非常依賴于脈沖間期。因此，激光束的高度聚焦結合很短的脈沖使在材料中放置的光學突破點有很高的精度。
脈沖激光輻射的使用最近變成慣用做法，特別是對眼科視力缺陷的激光外科矯正。眼睛的視力缺陷經常是角膜和晶狀體折射特性不能造成在視網膜的光學聚焦的結果。
上面提到的US5984916和US6110166都描述了對產生切口用光學突破點適當產生手段的上述方法，以使，最終選擇性地影響角膜折射特性。多個光學突破點融和以使角膜中隔離出晶狀體形部分體積。從存留的角膜組織中，剝離的晶狀體形部分體積通過側部開放的切口從角膜去除。選擇部分體積的形狀以使去除后角膜的形狀和折射特性改變，從而視力缺陷得到理想的矯正。這里要求的切口是彎曲的，它造成聚焦必需的三維調整。因此，激光輻射的兩維偏轉是與第三空間方向中焦點的同時調整相結合的。
激光輻射的兩維偏轉和焦點調整都對切口產生的精度起同等決定作用。同時，以此可達到的調整速度對切口產生的速度有作用。快速產生切口不僅為了方便或為了節約時間所希望的，還是在眼科手術期間不可避免地要牢記眼睛運動所希望的。切口的快速產生還對獲得結果的光學品質和避免追蹤眼睛運動有貢獻。

發明內容
因此，本發明的目的是改進上面提到類型的方法和裝置，以使產生切口所需的時間盡量短。
根據本發明，由前述提到類型的方法實現本目的，其中引導焦點，以使相對于其它兩個空間方向，焦點跟隨定位于基本上平行于第一空間方向的平面內的切口輪廓線。
本目的進一步由上面提到類型的裝置實現，其中控制單元控制掃描單元，以使引導在存留的兩個空間方向中的焦點在定位于正交于第一空間方向的平面內的切口輪廓線上。
這樣，根據本發明，產生光學突破點，使用基于產生切口輪廓線的軌跡。所述輪廓線指其中給出最低移動速度系統的空間方向。這使在較長的間期保持焦點在該空間方向幾乎不變，而在其它兩個空間方向可無限制地利用較高的移動速度。作為結果，獲得切口的快速產生。通過在正交于第一空間方向的平面內切割彎曲的切口很容易地獲得輪廓線。輪廓線平面越準確地正交于第一空間方向，在第一空間方向一輪廓線期間的移動越能保持恒定。
對于該目的，相對于正交于輪廓線平面的兩空間方向移動激光輻射，遵循輪廓線的方向。在一方面，焦點在特定誤差范圍內準確跟隨各自的輪廓線是可能的。在這種情況下，焦點將同心地位于封閉的跡線中，焦點根據每個跡線在第一空間方向作不同的調整。除了在特定誤差范圍內準確跟隨輪廓線的封閉跡線，還可能用彼此連續的方式連接輪廓線。在這樣做時，焦點沿輪廓線運動，單個輪廓線不形成如封閉的跡線，但用光滑的轉移連接彼此鄰近輪廓線，這樣，總體上，焦點在單個連續跡線上移動。這產生位于封閉跡線上的一系列光學突破點，形成切口的表面。獲得這種不間斷的輪廓線連續排列可優選地通過除了殘留部分外幾乎全部沿輪廓線運動焦點實現。而到下個輪廓線的轉移是在殘留部分內通過在第一空間方向移動焦點實現的。這種方法具有的優勢是進一步減少在第一空間方向需要的移動，因為產生切口的光學突破點也在兩輪廓線的所述轉移期間產生。
輪廓線設置要依靠構型(topography)，即切口的曲率。對于球狀彎曲的切口，獲得同心圓形輪廓線。由于在眼科校正中，在更多情況下，必須校正有些算法，球狀彎曲的切口是個相當的特例，而通常呈現的是橢圓體或環形的表面。對這種橢圓體表面，形成的輪廓線(優選同心的)如橢圓。橢圓率優選在1.0和1.1之間，或甚至到1.2。
在這種形狀的情況，也使用輪廓線引導焦點，以使被偏轉的焦點跟隨橢圓狀渦狀線，即渦狀線位于彎曲切口的外表面。
橢圓或橢圓狀渦狀線的橢圓率，分別可根據角膜表面的形狀。橢圓率可理解為橢圓長主軸與短主軸的比率。
對于非接觸的方法，使用天然表面構型；如果使用接觸鏡片(contact glass)，這種接觸鏡片的形狀要扮演一角色。這里用接觸鏡片是有利的，因為當接觸鏡片通過壓力固定時，其構型被很好地限定。平面接觸鏡片表現為數學邊界線的情況，而輪廓線掃描的概念導致這里跡線(path line)的衰退，雖然他們還依然指閉合的。彎曲接觸鏡片的情況在應用方面還更有意思，結果是與接觸鏡片曲線上的表面構型相關，例如橢圓率。如果曲率是純球狀的，這也可用，因為這也將是切口表面橢圓體形的結果。另外，在更多情況下，橢圓率在全處理過程中不是固定的，但經常顯示半徑的停止。
在理論上，橢圓率e由下式定義e(z)=Ra2-(Ra-z)2Rb2-(Rb-z)2]]>其中Ra和Rb指的是在橢圓主軸方向上的角膜表面曲率半徑，而z是從角膜頂點到(輪廓線的)處理點的距離。由于z是處理場半徑的參數的函數(到光軸的距離)，它可很容易地選擇e(z)＝e(z(r))來描述已經提到的橢圓率半徑停止。
最初上述等式支持無接觸的眼睛。這是因為如上面提到的，在更多情況下呈現橢圓體形狀。壓上接觸鏡片通常結果是在計算中考慮變形。另外在天然眼睛系統和接觸眼睛系統中的球面坐標R，，α角膜曲率的外半徑RCV和接觸鏡片曲率半徑RG扮演一角色。對該接觸壓力變換的變換等式簡單而簡潔的形式是′＝α′·R′＝α·RRG-R′＝RCv-R進一步的修改導致在等式中可能有修正項，當然，有時也是有用的。然而這里公開的啟發式近似法只是修改，而在理論上還繼續應用。前述相關性能做跡線的簡單計算，其中還包括橢圓率的計算。計算的算法中特別重要的步驟是上述證明的在天然眼睛系統和接觸鏡片系統之間的前后變換。
對具有相對近似人眼曲率半徑的接觸鏡片，跡線的橢圓率通常少于1.4(大主軸比小主軸長10％)。在帶有-2dpt和1dpt的球狀—圓柱狀修正的情況下，橢圓率是，例如在接近光軸的中心場區域僅近似1.03而從光軸上升到外路的距離彎曲近乎10％。對實際實施例，橢圓率或理想圓環相關修正的可變性不能在視覺缺陷的矯正中扮演干擾角色，并可假定在第一近似值中不變。
用于控制的輪廓線之間的距離自然由平面距離給出，該平面由彎曲切口表面的數學切面產生輪廓線。為了確保多個光學突破點形成連續切口表面，輪廓線的最大距離不超過一極限值。為了方便，最好選擇在第一空間方向的輪廓線的距離，以使鄰近輪廓線的距離不超過一極限值。為此目的使用的測量值可以是在輪廓線投影圖像內的距離或在三維空間的距離。由于在眼外科中，為了光學校正的彎曲切口在特定極限值內經常充分近似于球狀幾何形狀或橢圓形幾何形狀，為了簡化，可以滿足，選擇在第一空間方向的距離以使輪廓線的平均距離不變，特別要低于閾值，當然要低于上面提到的極限值。對于橢圓形切口表面，為了確保光學突破點的排列足夠緊湊，可在輪廓線圖像的長半軸簡單估計鄰近輪廓線的距離。
在眼科手術中，有時也有必要校正由角膜去除體積引起的高誤差。為此目的，要求的切口表面因此還包括曲率的高階。如果需要直接通過輪廓線對這些形狀成像，有時結果是非常復雜的輪廓線投影圖像，當跟蹤輪廓線時需要在其它兩個空間方向復雜而快速移動。對這種情況，方便的做法是忽略在檢測輪廓線中的彎曲切口表面的曲率高階，而根據輪廓線在其它兩個空間方向移動焦點，根據曲率高階的影響修正在第一空間方向的移動。這樣，在第一方向內，如在Z方向，高誤差的校正調整到沒有高誤差的對應彎曲切口表面的基本運動。
由于生理狀況，對視力缺陷的矯正在許多眼科矯正中，去除位于相對眼睛光軸圓環區域的體積是有利的。此還應用在如果需要散光矯正的情況下。在這種情況下，用輪廓線方法檢測橢圓是有利的，同時控制激光輻射(例如，由光學開關或閘或由激光放射源的操作)在超出理想圓區的橢圓外圍區域內。這樣就在那些區域沒有光學突破點。用該方式封閉橢圓外圍區域，可確保(估計地)產生的彎曲切口表面只在圓環區域內根據本發明的裝置，由掃描單元實現焦點移動，掃描單元包括變焦器件，優選地裝配為可調整的望遠鏡，為在一空間方向移動(通常為Z方向)，兩個帶有交叉旋轉軸的傾斜鏡子以便在其它兩個空間方向(通常為x和y方向)實現焦點的移動。
如果材料的表面，特別是角膜前表面有限定形狀，用光學方法造成彎曲切口的產生是有利的。這便于引導焦點。進一步，它也便于空間固定在其上工作的材料，特別是角膜，因為有時復雜的光束重新調整其分配。在兩方面，便于將給材料表面一具體形狀的接觸鏡片放在材料上。該形狀在確定輪廓線時參考。特別是，這可實現輸入對上面提到的，由接觸鏡片壓迫引起的坐標變換的控制。
使用接觸鏡片對根據本發明的方法和裝置都有利。在裝置中，由接觸鏡片給出的材料表面形狀在控制單元已知或在后期適時輸入，以使控制單元用材料的表面形狀選擇輪廓線。


本發明下面舉例和參考附圖更詳細的說明，其中圖1示出患者用激光外科儀器進行激光外科治療時的透視圖；圖2示出圖1儀器中的光束聚焦到患者眼睛上；圖3解釋圖示出用圖1儀器進行激光外科治療時一生成的切口；圖4示出圖1的激光外科儀器的偏轉裝置；圖5示出用于控制圖4偏轉單元的示范性輪廓線投影圖；圖6示出與圖5類似的輪廓線圖的細節，以解釋在連續輪廓線之間的轉移；圖7與圖6類似，帶有在輪廓線之間的進一步可能的轉移；圖8a和8b示出輪廓線圖進一步的例子，包括對圖4偏轉單元的相關的控制功能；圖9示出對視力偏差進行矯正的眼科手術時切口區域的頂視圖；圖10是與圖2類似的表示，使用一接觸鏡片；圖11示出與檢測輪廓線有關的參數，以及圖12和圖13示出在戴和不戴接觸鏡片時圖11的參數。
具體實施例方式
圖1示出對患者的眼睛1進行治療用的激光外科儀器，所述激光外科儀器2作為影響折射的矯正。為了該目的，儀器2發出治療激光束3到患者的眼睛1，該患者頭部固定在頭部固定器4中。激光外科儀器2可產生脈沖激光束3，允許實施US6110166描述的方法。
為了該目的，如圖2所示，激光外科儀器2包括其放射線聚焦到角膜51的放射源S。矯正在患者眼睛1內的視力缺陷可使用激光外科儀器2從角膜5去除材料，以達到能改變角膜的折射特性的理想量。在做的過程中，從角膜基質去除材料，該材料位于上皮層和鮑曼氏膜下面并在戴賽麥(Decemet)膜和內皮層上面。
為了實現在角膜組織層去除材料，該組織的分離是依靠專用望遠鏡6聚焦高能量脈沖激光束3到角膜5內的焦點7實現的，脈沖激光輻射3的每個脈沖在組織中產生一個光學突破點，所述的突破點起爆一個漿泡8，其結果，分離組織層覆蓋了比激光輻射3的焦點7大的面積。通過激光束3的適當偏離，許多漿泡8在治療過程中按序列排列。連續排列的漿泡8接著形成切口9，包繞基質的部分體積T，即從角膜5去除的材料。
由于激光輻射3，激光外科儀器2如外科手術刀樣操作，在角膜5內分離材料層而不損傷角膜5的表面。如果產生更多漿泡8，切口就要通到角膜5的表面，由切口9隔離的角膜5材料后來可撕開并去除。
圖3說明性地示出了依靠激光外科儀器2產生切口9。切口9是由脈沖激光束3聚焦的焦點7連續移動產生的一系列漿泡8形成的。
一方面，根據一個實施例由偏移單元10實現的焦點的移動，圖4說明性地示出了該偏移單元10沿相互正交軸偏移激光束3，所述激光束3入射到在入射主軸H上的眼睛1。為此目的，偏移單元10使用線條鏡11和圖像鏡12，其結果在兩空間軸位于彼此后部偏移。位于主光束軸和偏移軸交叉的點是各自偏移的點。在另一方面，望遠鏡6適當調整焦點的移動。這可使焦點7沿圖4說明性地示出的X/Y/Z坐標系的三個正交坐標軸移動。偏移單元10在X/Y平面移動焦點，線條鏡可使焦點在X方向移動而圖像鏡可使焦點在Y方向調整。相比之下，望遠鏡6作用于焦點7的Z坐標。
如圖3所示，如果切口象角膜表面一樣在相同方向彎曲，這可實現光學系統圖像場曲率與角膜相似，而無需考慮焦點7的影響。
由于角膜的曲率在7到10mm之間，部分體積T也據此彎曲。這樣，角膜的曲率事實上為以圖像場曲率的形式。該曲率是考慮偏移單元的適合控制的。
為了產生切口9，輪廓線投影圖像16如所述的從其曲率中檢測，例如，在圖5的X/Y平面。輪廓線圖像16包括多個連接點具有切口表面9相同Z坐標的同心輪廓線17。輪廓線投影圖像16是由檢測，例如濾出得到的，從彎曲切口表面9的那些點至少具有幾乎特定的Z坐標。這在每個Z坐標的X/Y平面對應彎曲切口表面9的數學切面。為了產生圖5的輪廓線圖像16的單個輪廓線17，選擇Z坐標以使輪廓線圖像16的鄰近輪廓線17之間的距離不超過一預定的極限值。該極限值由為獲得連續切口表面所允許的兩個漿泡8之間的最大允許距離限定。
為了產生切口9，焦點7可根據輪廓線17由偏移單元10移動，變焦的光學器件6為每個輪廓線17調整相應焦點7的Z坐標。同時焦點7經過輪廓線17，望遠鏡6依然固定，只在鄰近輪廓線之間轉移18期間調整，轉移在圖5中斷線中示出。
圖6示出輪廓線圖像16的細節。每個輪廓線17由焦點7描記成幾乎完全封閉的曲線，輪廓線17起點和終點之間的距離不超過由極限值限定的兩個漿泡8之間最大距離。在每個輪廓線17的終點(圖6中，示出三條輪廓線17.1，17.2和17.3)，轉移18由望遠鏡6分別對下個輪廓線調整實現。這樣，就有了在輪廓線17.1和17.2之間的轉移18.1，以及在輪廓線17.2和17.3之間的轉移18.2。這樣延續到所有輪廓線。通過轉移實現選擇，一方面，對兩個漿泡8之間最大允許距離的極限值未超過，另一方面，所描繪的輪廓線17為連續軌跡。
在圖6中，轉移18基本上位于彎曲切口表面9的陡峭下降線上。關于這點，圖7顯示不同的轉移18.1到18.3，其中實現了在輪廓線的終點和直接鄰近的輪廓線的起點之間的光滑轉移。為了說明，圖7中斷線中示出相應輪廓線的連續性，該連續性不是由焦點7的描記。如所看到的，與下個輪廓線的光滑轉移是由線條鏡11和圖像鏡12在輪廓線17的終點實現的。同時，望遠鏡6在獲得轉移18.1，18.2和18.3期間同時調整。
與圖6的轉移相比，其中鄰近輪廓線在旋轉相反的方向描記，其結果是繞輪廓線不定向旋轉，而類似渦狀線序列排列。然而不像真正的渦狀線，輪廓線除了轉移18由焦點7描記，而從一個輪廓線到另一個的變化是旋轉小角度范圍實現的，而不是連續旋轉360度。
圖8a示出輪廓線圖16進一步的例子，包括同心橢圓輪廓線17。對該輪廓線圖，提供線條鏡11和圖像鏡12的時間控制由圖8b說明性地表示每個輪廓線17，其中鏡由控制函數Fy和Fx控制，函數Fy和Fx滿足等式sin或Asin(+α)和cos或R cos(+α)(是輪廓線的角度參數，α是作用在對應Y軸的橢圓主軸角度位置R的參數，而A是影響橢圓的參數，其中在許多情況下R＝1是真的)。
由于對非圓輪廓線投影圖在Z方向觀察的切口表面9包括非圓區域，這在眼科學領域是不希望的，在一實施例中，控制放射源S以使其無光學突破點，即無漿泡在這種旋轉非對稱輪廓線圖像的圓形區域的外圍材料5中產生。此在圖9中由不同陰影區示出。在圓形區域19，其是從左上到右下打陰影，放射源S可產生漿泡8。在突出超出的區域20，其中輪廓線圖像16超出理想圓形區域19，然而，放射源S是無效力的或作用至少不產生漿泡8。
與所述的激光外科儀器2和以此實施的方法都相聯的概念是在手術過程中不改變角膜的前表面的形狀。然而，以上描述還是將接觸鏡片放到角膜5上的近似應用，其結構在圖10中說明性地示出這種近似應用，其基本上與圖2對應，這樣已經描述的與圖2有關的部件就不進一步詳述，現在角膜5上安裝了接觸鏡片21，其內表面22與角膜5的前表面分享(impart)特定的外形。與前述近似應用相反，在檢測跡線，例如輪廓線時，不是確定自由狀態即天然狀態下的角膜5的曲率，而是由接觸鏡片21的內表面22給出的形狀。
沒有接觸鏡片21，眼睛1的幾何情況如圖11所示。相當于眼睛的中心Z，角膜近似球面彎曲，以使其位置由曲率RCV半徑和在光軸OA上的中心Z的位置明確確定的。為產生漿泡8的激光焦點7照射點的坐標可明確地由圓柱坐標(到光軸OA的半徑r，到頂點平面的距離z和角度)或球面坐標(到眼睛中心Z的半徑r，角度和α)表示。在兩個坐標系中，都可計算和表示分別沿焦點7移動輪廓線或跡線，在圓柱坐標中橢圓跡線特別容易數學描述。
如果接觸鏡片21放在眼睛上，圖13所示的情況，只要接觸鏡片21的內表面22不使角膜變形。接觸鏡片這里為球面彎曲，其曲率半徑RG大于角膜的曲率半徑RCV，如果接觸鏡片21壓在眼睛上，角膜5從球狀體變形為橢圓體；其情況在圖12中說明性地示出。這里，接觸壓力造成眼睛的變形，而眼睛離接觸鏡片21的內表面22的距離比沒有所述接觸壓力的區域，至少在光軸OA周圍的區域更靠近。
由于幾何情況的改變，可理解壓迫操作，對應焦點7位置的數學描述，這里的跡線，作為坐標變換，還可叫作“接觸壓力變換”。變換的坐標很容易地與優選球狀彎曲的接觸鏡片的中心M相關，因為接觸鏡片還經常用于眼睛1的定像，即眼睛永久與儀器2相連。接觸鏡片的兩個函數(分別為形狀和空間定像)在這里都是有效的。
一得到橢圓跡線(path lines)。跡線的橢圓率就根據所述接觸鏡片的形狀確定。橢圓率可理解為橢圓長主軸與短主軸的比率。
平面接觸鏡片表現為數學邊界線的情況，而輪廓線掃描的概念導致這里跡線(path line)的衰退，雖然他們還依然指閉合的。彎曲接觸鏡片的情況與應用方面還更相關，結果是根據接觸鏡片的曲率決定橢圓率。另外，在更多情況下，橢圓率在全處理過程中不是固定的，但顯示了半徑停止。
在理論上，橢圓率e由下式定義e(z)=Ra2-(Ra-z)2Rb2-(Rb-z)2]]>其中Ra和Rb指的是在橢圓主軸方向上的角膜表面曲率半徑，而z是從角膜頂點到(輪廓線的)處理點的距離。由于Z，在選擇的圓柱坐標系(z，到頂點的距離；r，到光軸的距離；)中是處理場半徑的參數的函數，它可由e(z)＝e(z(r))很容易地描述橢圓率的半徑停止。
最初上述等式對無接觸的眼睛是正確的。壓上接觸鏡片通常結果是在計算中不得不考慮變形。角膜曲率的外半徑RCV和接觸鏡片曲率半徑RG扮演一角色。變換的簡單而簡潔的形式是′＝α′·R′＝α·RRG-R′＝RCv-R
進一步的修改導致在等式中的修正項可能，當然，有時還是有用的。然而上述近似只是修改，而在理論上還在應用。前述相關性能做跡線的計算，其中還包括橢圓率的計算。對計算的算法中特別重要的步驟是在天然眼睛系統和接觸鏡片之間前后變換。
對具有相對近似人眼曲率半徑的接觸鏡片，跡線的橢圓率通常少于1.2(大主軸比小主軸長10％)。在帶有-2dpt和1dpt的球狀—圓柱狀修正的情況下，橢圓率是，例如，在接近光軸的中心場區域僅近似1.03而從光軸上升到外路的距離彎曲近乎10％。對一個實施例，橢圓率或理想圓環相關修正的可變性不能在視覺缺陷的高階矯正中扮演干擾角色，并可假定在第一近似值中不變。
再次強調根據本發明的輪廓線的使用是可應用到戴或不戴(平的或彎曲的)接觸鏡片的方法；然而，接觸鏡片的使用回避了對描記的需要而且沒有關于存在表面構型的不確定性。
如果使用接觸鏡片，表面構型可由適合的方法和裝置檢測，并還在如由加壓操作限定的構型的方法中(近似地)表示。
如果接觸鏡片表面的形狀不能由球面描述，但可跟隨不同空間區域函數，例如拋物面，所給的變換規律類似于上面指出的變換，所述規律也跟隨相同的物理概念。
權利要求
1.一種在透明材料中特別是在角膜(5)中產生彎曲切口(9)的方法，該方法是通過在角膜內用激光輻射(3)聚焦入材料(5)的手段在材料(5)中產生光學突破點(8)實現的，其中為了由一系列光學突破點(8)產生切口(9)，焦點(7)在三維空間移動，且其中實現焦點(7)移動能夠實現的最大速度在第一空間方向(z)比在其它兩個空間方向低，其特征在于，引導焦點(7)使之相對于其它兩個兩個空間方向(x，y)跟隨切口(9)的輪廓線(17)，該輪廓線位于與第一空間方向(z)基本垂直的平面內。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，輪廓線是橢圓率為1.0到1.2之間的橢圓形。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，選擇輪廓線(17)在第一空間方向的間距，以使鄰近輪廓線(17)之間的平均間距基本恒定，尤其是處在±10％以內。
4.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，對于每個輪廓線，焦點(7)除了殘留部分外完全沿輪廓線(17)運動，而到下個輪廓線(17)的轉移(18)是通過在殘留部分內在第一空間方向(z)移動焦點(7)實現的。
5.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，對于切口(9)的曲率高階，輪廓線(17)通過橫截彎曲切口表面(9)得到，用與第一空間方向(z)垂直的平面關于曲率高階對其進行校正。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，根據曲率高階的影響修改在第一空間方向(z)內的移動，同時根據指定到沒有曲率高階的被校正切口表面(9)的輪廓線(17)，在其它兩個空間方向(x，y)移動焦點(7)。
7.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，在材料上放置接觸鏡片(21)，所述接觸鏡片(21)將具體形狀(22)賦予材料，其中將所述形狀作為輪廓線。
8.如上述權利要求中任意一項所述的方法，其特征在于，只要輪廓線(17)延伸到要在其中產生切口(9)的材料(5)的理想區域以外，關于產生光學突破點(8)的激光輻射(3)就停止，具體地，所述理想區域(19)沿第一空間方向(z)觀察是圓形的。
9.一種在透明材料中特別是在角膜(5)中產生彎曲切口(9)的裝置，所述裝置包括激光輻射源(S)，其將激光輻射(3)聚焦進入材料(5)并在其中產生光學突破點(8)，其中，為了由系列排列的光學突破點(8)在材料(5)中形成切口表面(9)，提供掃描單元(6，10)以在三維空間移動焦點(7)，并提供控制單元(2)以控制掃描單元(6，10)，其中，掃描單元(6，10)包括用于在一個空間方向(z)上移動焦點(7)的可調整的光學器件(6)，其特征在于，控制單元(2)控制掃描單元(6，10)，以便在其它兩個空間方向(x，y)在切口(9)的輪廓線(17)上引導焦點(7)，該輪廓線位于與第一空間方向(z)基本垂直的平面內。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，可調整的光學器件(6)是望遠鏡配置(6)。
11.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，掃描單元(6，10)包括兩個帶有交叉旋轉軸的傾斜鏡子(11，12)，以便在其它兩個空間方向(x，y)實現焦點的移動。
12.如權利要求9或10所述的裝置，其特征在于，輪廓線是橢圓率為1.0到1.2之間的橢圓形。
13.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，控制單元(2)選擇輪廓線(17)在第一空間方向的間距，以使相鄰輪廓線(17)之間的平均間距基本恒定，尤其是處在±10％以內。
14.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，對于每個輪廓線，控制單元(2)除了殘留部分外完全沿輪廓線(17)移動焦點(7)，并在殘留部分內通過在第一空間方向(z)移動焦點(7)實現到下個輪廓線(17)的轉移(18)。
15.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，對于切口(9)的曲率高階，控制單元(2)通過橫截彎曲切口表面(9)確定輪廓線(17)，用與第一空間方向(z)垂直的平面關于曲率高階對其進行校正。
16.如權利要求15所述的裝置，其特征在于，根據曲率高階的影響修改在第一空間方向(z)內的移動，同時根據指定到沒有曲率高階的被校正切口表面(9)的輪廓線(17)，在其它兩個空間方向(x，y)移動焦點(7)。
17.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，使用接觸鏡片(21)，將具體形狀賦予材料(5)的表面，控制單元(2)在輪廓線中考慮該具體形狀。
18.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，只要輪廓線(17)延伸到要在其中產生切口(9)的材料(5)的理想區域以外，控制單元(2)就停止關于產生光學突破點(8)的激光輻射(3)，具體地，所述理想區域(19)沿第一空間方向(z)觀察是圓形的。
19.如上述權利要求裝置中任意一項所述的裝置，其特征在于，有一個單元用于中途停止或衰減激光光束(3)。
全文摘要
本發明涉及一種在透明材料中形成彎曲切口(9)的方法，更具體地說，是在角膜內用激光輻射(3)聚焦入材料(5)在所述材料(5)中產生光學穿孔(8)實現的，為了排列的光學穿孔(8)產生切口(9)，焦點(7)在三維空間移動，由可替換的透鏡(6)將焦點(7)放在第一空間方向(z)上，而引導焦點(7)使之相對于兩個保留的空間方向(x，y)跟隨切口(9)的輪廓線(17)，該輪廓線位于與第一空間方向(z)基本垂直的平面內。
文檔編號A61F9/01GK1829488SQ200480021557
公開日2006年9月6日 申請日期2004年7月23日 優先權日2003年7月25日
發明者德克·米爾霍夫, 馬里奧·格拉赫, 馬庫斯·施蒂克, 卡斯滕·朗, 馬克·比朔夫, 邁克爾·貝爾格特 申請人:卡爾蔡司醫療技術股份公司