用于眼睛的光線療法的裝置的制造方法
【專利說明】用于眼睛的光線療法的裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2013年6月25日提交的美國臨時專利申請號61/839，016的申請日的權益，該專利申請的公開內容通過引用的方式合并于此。
技術領域
[0003]本申請大體涉及用于將諸如紫外(“UV”)光線等的光線應用到眼睛的角膜的裝置；以及制造這類裝置的方法；以及將光線療法應用到眼睛的方法。
【背景技術】
[0004]在人類和其它哺乳動物中，眼睛包括被稱為角膜的位于眼睛前面的透明的、穹狀特征。光線通過角膜穿入眼睛，在穿過其它結構體如眼睛的虹膜和晶狀體之后，最終照射到視網膜上。照射到視網膜上的光線被轉換成神經脈沖，神經脈沖被處理以形成視覺圖像。角膜和晶狀體折射穿過它們的光線。在健康的眼睛中，由角膜和晶狀體產生的折射把光線聚焦在視網膜上。
[0005]角膜完成視網膜上的一次聚焦所需的大部分光線折射，晶狀體進行適應的改變以將焦點從近處的物體移動到遠處的物體。角膜曲度和眼睛的軸向長度之間的不匹配，角膜形狀中的缺陷，晶狀體的錯位，以及眼睛的玻璃體中的誤差都可能導致視覺誤差。例如，具有在視網膜前面聚焦光線的角膜的眼睛(眼睛的曲度相對于眼睛的軸向長度過多)患有近視(也稱為近視眼)。相反地，角膜的曲度對于軸向長度是不夠的會導致遠視(也稱為遠視眼)，其中，焦點在視網膜的后面。散光是角膜的曲度關于視網膜的形狀不均勻。這三種情況都導致視網膜上形成的圖像的焦點沒對準。除了影響健康眼睛的曲度中的這些誤差之外，諸如圓錐形角膜和角膜膨隆的病理狀態導致不穩定的角膜和受損的視力。
[0006]眼鏡和接觸鏡通過增加人造折射元件到系統可矯正諸如近視、遠視和散光等狀態。然而，這些裝置給患者帶來了一些不便。因此，已經開發出諸如放射狀角膜切開術和角膜激光切削術的屈光外科療法。這些過程通過改變角膜的形狀來改變它的折射屬性，從而矯正視力。然而，這些過程均具有某些缺點并且可能具有不希望的副作用。
[0007]在被稱為角膜矯正術的技術中，通過應用形狀與角膜現有形狀不同的剛性接觸鏡來機械地改變角膜的形狀。這些鏡片要整夜佩戴。然而，由角膜矯正術引起的形狀改變是暫時的。它們通常只持續24-48小時，之后角膜回復到它原來的形狀。
[0008]在又一技術中，可通過交聯構成角膜的一部分的膠原纖維來改變角膜形狀。可通過結合化學藥劑(例如核黃素)，將UV光線應用到角膜來執行交聯。通常，通過將UV光線從一個或多個發光二極管(“LED”)m大致垂直于角膜表面引導到患者的眼睛來應用UV光線。交聯強化了角膜并且也能夠引起角膜的再成形。這類過程要求患者長期保持睜開被治療的眼睛而不眨眼。這使得患者不舒服，并且還要求專業人員密切監視以確保角膜保持含水。
[0009]也提出結合角膜矯正術應用交聯。在這個方法中，在機械重塑之后或在角膜被機械保持在希望的形狀中的同時執行交聯。交聯起到設置角膜并阻止角膜回復到其原始形狀的作用。例如，Mrochen等的美國公布的專利申請號2008/0208177提出了配備有發光二極管或“LED”陣列的厚的剛性模具。在模具被應用到角膜時，LED在朝向角膜表面的方向上發射UV光線。模具可包括擴散板，擴散板插入LED和角膜之間以使光線更均勻地照射到角膜上。在另一變體中，通過延伸至角膜表面上的多個點的“光學光線導向件”分支陣列來代替LED陣列和擴散板。這類結構體仍然要求患者在治療期間保持他或她的眼睛睜開而不眨眼。
[0010]Chuck等人的美國公布的專利申請號2013/0211389公開了一種治療裝置，該治療裝置將輻射發射元件(例如LED)，以及驅動這些元件所需的電路結合到具有類似于常規接觸鏡的尺寸和形狀的裝置中。使用這個裝置，患者在接受交聯治療的同時可以眨眼或保持他或她的眼睛閉合。這提供了更舒適的患者體驗，大大減小了治療期間角膜干燥的風險，并且還減小了對于由醫務人員進行的持續的水合監視的需要。然而，結合到裝置中的LED和電路在運行期間會散發熱。因此，必須限制由裝置應用的電力。
【發明內容】
[0011]本發明一方面提供了一種用于將光線應用到人類或其它哺乳動物對象的眼睛的裝置。根據本發明的這個方面的裝置理想地包括具有大體上與角膜形狀相對應的第一內表面的接觸鏡結構體。可選地，裝置可具有與鞏膜形狀相對應的第二內表面。接觸鏡結構體理想地包括光分散元件。光分散元件理想地被構造和設置成使得在大體上平行于內表面的方向上穿入光分散元件的光線將被分散，并且至少一些被分散的光線將穿過接觸鏡結構體的內表面到角膜中。
[0012]光分散元件可包括光分散纖維。光分散纖維可以設置成圍繞接觸鏡結構體的中心軸線的一個或多個環。替代地或另外地，光分散元件可包括光分散團塊，所述團塊可以包括具有大體上符合角膜形狀的形狀的內表面。在某些實施例中，結構體既包括光分散纖維又包括光分散團塊。光分散纖維可以與光分散團塊光通信，從而使得由纖維分散的光線將穿入團塊中，并且將進一步被團塊分散，并且穿入角膜中。理想地，結構體包括反射器，反射器限定包圍分散團塊的腔體。在一種布置中，傳輸光學纖維具有布置在腔體內的遠端，并且光線被分散團塊分散并通過反射器中的孔隙穿出。
[0013]整個接觸鏡結構體可以形成為大體上符合眼睛形狀的殼體。殼體的厚度可以與常規接觸鏡的厚度相似，例如小于大約1mm厚。
[0014]本發明的又一方面提供了一種將光線療法應用到人類或其它哺乳動物對象的眼睛的方法。根據本發明的這個方面的方法理想地包括將光線引導到大體上采用殼體形式的結構體中，所述殼體類似于接觸鏡的形式和尺寸，理想地小于3mm厚，結構體覆在眼睛上并且分散結構體中的光線，從而被分散的光線穿出結構體并且進入眼睛的角膜。例如，將光線引導到接觸鏡結構體中的步驟可包括通過連接至接觸鏡結構體的傳輸纖維將光線引導到結構體中。光線可以是UV光線，并且方法還可以包括以下步驟:將被光敏化的交聯劑應用到眼睛，從而當光線穿入眼睛時，交聯劑存在。理想地方法還包括以下步驟:允許對象在正應用光線的同時，在接觸鏡上方閉合他或她的眼瞼。
[0015]根據本發明的某些實施例的方法和裝置可提供有效的光線療法，例如有效的交聯，而不要求患者在過程期間保持他或她的眼睛睜開，或面向光源躺下。這大大加強了過程的舒適性和實用性。而且，根據本發明的這些實施例的方法和裝置不要求用來將光線引導到眼睛中的復雜和昂貴的器械(而在此之前需要)。
【附圖說明】
[0016]圖1是描繪根據本發明的一個實施例的裝置的部件的示意立體圖；
[0017]圖2是描繪結合另一部件的圖1的部件的又一示意立體圖；
[0018]圖3是描繪結合裝置的又一部件的圖1和圖2的部件的示意部分截面立體圖；
[0019]圖4是描繪結合裝置的又一部件的圖1-3的部件的局部示意截面圖；
[0020]圖5是描繪包含圖1-4的部件的裝置的示意截面圖；
[0021 ]圖6是描繪圖5的裝置的示意平面圖；
[0022]圖7是描繪結合人眼的圖1-5的裝置的示意截面圖；
[0023]圖8是描繪根據本發明的又一實施例的裝置的示意平面圖；
[0024]圖9是類似于圖7的，但是描繪本發明的又一實施例的視圖；
[0025]圖10是描繪根據本發明的又一實施例的裝置的示意平面圖；
[0026]圖11是根據本發明的又一實施例的裝置的示意平面圖；
[0027]圖12和圖13是根據本發明的又一實施例的裝置的不意部分框圖；
[0028]圖14是用在圖13的裝置中的部件的示意圖；
[0029]圖15是根據本發明的又一實施例的裝置的示意圖；
[0030]圖16是用在圖15的裝置中的元件的電路圖；
[0031]圖17和18是用在本發明的又一實施例中的元件的示意平面圖；
[0032]圖19是根據本發明的又一實施例的裝置的示意部分截面圖；
[0033]圖20和21是圖19中示出的裝置的局部截面圖；
[0034]圖22是類似于圖20的，但是描繪根據本發明的又一實施例的裝置的視圖；
[0035]圖23是描繪根據本發明又一實施例的裝置的部分的示意局部截面圖；
[0036]圖24是描繪根據本發明的又一實施例的裝置的示意截面圖；
[0037]圖25是描繪根據本發明的又一實施例的裝置的示意截面圖。
【具體實施方式】
[0038]根據本發明的一個實施例的裝置包括徑向分散光學纖維形式的第一光分散元件20(圖1)。本公開使用的術語“光分散元件”指的是適于散射在傳播方向上傳播的光線以使這類光線的相當可觀的部分的方向改變到橫向于傳播方向的方向上的元件。術語“徑向分散光學纖維”指的是纖維，例如纖維20，它適于允許光線沿著纖維的長度傳播，同時也在橫向于纖維的長度的方向上散射沿著纖維傳播的光線的相當可觀的部分。
[0039]可根據它的“消光長度”確定光學纖維中的分散度。關于纖維，本公開中所稱的消光長度是沿著傳播方向(其中從起點傳輸的光線沿著纖維的長度損失它的功率的90%)的長度。換句話說，纖維的消光長度是入射光線的90%在其中被分散并因此在橫向于纖維的長度的方向上射出纖維的纖維長度。具有基本上任何希望的消光長度的徑向分散光學纖維可從包括美國紐約Corning的Corning Glass工廠的來源得到。如下面進一步討論的，希望的消光長度部分取決于結合到裝置的徑向分散纖維的長度。然而，典型設計包含具有大約
0.5-4米的消光長度的光學纖維。
[0040]纖維20被設置成圍繞中心軸線22延伸的一個或多個環。在描述的特定實施例中，纖維20被設置成構成環的近似兩個完整的轉的螺旋中。內轉21a的平均直徑略微大于將被治療的角膜的區域的直徑。因此，結合在轉中的纖維的總長度約為25mm。最典型地，結合到一個或多個環中的徑向分散光學纖維的長度與光學纖維的消光長度的比值為0.05:1到0.3:1，最典型地大約0.2:1到0.3:1。如下面進一步講解的，結合其它設計特征選擇比值以改進由系統實現的光線分布的均勻性。