一种激光眼科设备的制作方法

1.本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种激光眼科设备。


背景技术：

2.在眼睛的构造中，大约有三分之二的屈光度是由角膜前表面的曲率来决定的。因此，可藉由改变角膜的形状来显著地改善或消除眼睛的屈光不正。角膜为一种多层构造的薄膜，其前表面及后表面几乎同心，且具有约0.5至0.6mm的中心厚度、以及约0.6至0.8mm的边缘厚度。角膜的多层构造从前表面到后表面依序为上皮细胞层(epithelium)、前弹力层(bowman)、基质层(stroma)、后弹力层(descemet)、及内皮细胞层(endothelium)。上皮细胞层的中心厚度约为70μm，且前弹力层的厚度约为12μm。基质层的厚度约占角膜总厚度的90％(约500μm)，且主要由规则排列的胶原纤维和相互连接的角膜细胞所组成。内皮细胞层由一层六角形扁平细胞所构成。
3.基于上面所说明的角膜构造，由于角膜的基质层具有足够的厚度，为了矫正的目的，可切除基质层的前部部分以改变其轮廓，进而改变眼睛的屈光度，同时保留大部分的基质组织。
4.各种激光被广泛地应用于眼科手术中，例如，青光眼、白内障、屈光手术等。例如，紫外光(uv)激光被用于屈光手术(或角膜重塑术)中。其中，紫外光激光的例子包括193nm的准分子激光、五次谐波(213nm)的钕雅各激光(neodymium-yttrium aluminum garnet；nd-yag laser)等。具体而言，这些紫外光激光被广泛地运用于激光屈光角膜切削术(prk)、以及激光原位层状角膜塑形术(lasik)等，其均利用激光切削角膜组织，以改变其曲率，进而达到改变眼睛的屈光度(矫正视力)的效果。
5.目前市面上用于执行lasik的激光眼科设备都具有类似的设计，其都是藉由移动患者所在的手术台来使患者眼睛的视轴对准激光光束。具体而言，患者会躺在可沿着xyz轴精密地移动的手术台上，藉由此手术台使患者(亦即，其角膜的表面)移动，直到角膜的表面到达激光眼科设备中的显微镜的聚焦点为止，并接着设置激光光束传输路径。
6.在激光眼科设备中，由于设置有激光光源的主机柜的体积相当庞大且移动不便，通常会通过光学系统来传递激光光束，使激光光束在经过光学系统之后在显微镜下方被转向为向下方向，以对齐显微镜的光轴。在这种激光眼科设备的使用过程中，为了使患者眼睛的视轴对准激光光束，需要不断地移动患者所在的手术台。在这样的情况下，由于手术台的体积较为庞大，容易造成操作者(例如，医生或手术助理)使用上的不方便，并欠缺操作上的灵活性。
7.另外，在传统的激光眼科设备中，如图1所示，激光束l1’～l3’在入射到患者的眼睛e时，由于中间和周围位置的入射角度差异大，因此必须给予相应的光学补偿，避免过大的入射角度差异对激光眼科手术的进行造成不利的影响。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提出一种激光眼科设备，兼具使用上的便利性和操作上的灵活性。
9.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
10.一种激光眼科设备，包括：
11.第一机柜；
12.第二机柜，与所述第一机柜分开地设置；
13.激光光源，设置在所述第一机柜中，且被配置为产生激光束；
14.定位装置，设置在所述第二机柜上，且被配置为定位患者的眼睛的位置；
15.激光扫描施用装置，设置在所述第二机柜上，且被配置为基于所述定位装置的定位结果而被移动，以对准患者的眼睛；
16.驱动装置，设置在所述第二机柜中，且被配置为分别驱动所述定位装置及所述激光扫描施用装置，使其分别沿x方向、y方向和/或z方向移动；
17.光引导装置，设置在所述激光光源与所述激光扫描施用装置之间，且被配置为将所述激光光源产生的激光束引导朝向所述激光扫描施用装置；以及
18.控制器，设置在所述第一机柜中，且被配置为电性地连接并控制所述激光光源、所述驱动装置、及所述激光扫描施用装置，其中，所述激光扫描施用装置被配置为使来自所述光引导装置的激光束施加到患者的眼睛。
19.可选地，所述激光扫描施用装置还被配置为能够使来自所述光引导装置的激光束转换成大致平行的激光束，并将大致平行的激光束施加到患者的眼睛。
20.可选地，所述激光扫描施用装置包括：
21.扫描器；
22.透镜，所述透镜在所述扫描器与所述光引导装置之间，所述透镜被设置在所述激光扫描施用装置之最远离患者的眼睛的远侧处，且被配置为使来自所述光引导装置的激光束转换成大致平行的激光束后通过所述扫描器。
23.可选地，所述激光扫描施用装置包括眼追踪系统及扫描器，所述眼追踪系统被配置为再次定位患者的眼睛的位置，所述扫描器被配置为根据所述眼追踪系统的再次定位结果来微调所述扫描器的中心位置，使所述激光扫描施用装置所施加的激光束即时对准患者的眼睛。
24.可选地，所述控制器还被配置为控制所述眼追踪系统及所述扫描器，使所述扫描器根据所述眼追踪系统的再次定位结果自动地微调所述扫描器的中心位置。
25.可选地，所述第一机柜及所述第二机柜被配置为可分开地在地面上移动。
26.可选地，所述光引导装置包括导光模组及导光臂，所述导光模组被设置在所述第一机柜中，所述导光模组通所述导光臂与所述激光扫描施用装置连接。
27.可选地，所述定位装置在所述激光扫描施用装置被移动到与患者的眼睛对准的同时，持续地定位患者的眼睛的位置，藉以持续地调整所述激光扫描施用装置的位置。
28.可选地，所述定位装置包括：
29.定位光源，被配置为产生定位光束；
30.显微镜，被配置为藉由所述定位光束来定位患者的眼睛的位置。
31.可选地，所述激光扫描施用装置被配置为能被移动到与患者的眼睛距离最小距离为3cm的位置处。
32.可选地，还包括：
33.人机交互界面，所述人机交互界面连接到所述控制器，所述人机交互界面被配置为将操作参数输入到所述控制器，并监控操作；以及
34.开关，被配置为在所述操作参数被输入到所述控制器之后，回应使用者的操作，将发出激光束的命令通过所述控制器传达到所述激光光源，使所述激光光源根据所述操作参数发出激光束。
35.可选地，所述开关为脚踏式开关。
36.可选地，所述控制器包括：
37.储存装置，所述储存装置被配置为存储预定位置资讯，所述控制器被配置为依据所述预定位置资讯控制所述驱动装置，使所述定位装置及所述激光扫描施用装置分别移动到预定位置；且所述激光扫描施用装置在依据所述预定位置资讯被移动到所述预定位置之后，依据所述定位装置的定位结果被所述驱动装置移动到对准患者的眼睛的位置。
38.可选地，所述控制器包括：
39.储存装置，所述储存装置被配置为存储预设资讯，所述控制器被配置为依据所述预设资讯控制所述激光扫描施用装置对患者的眼睛施加激光束。
40.可选地，还包括：
41.微调装置，被配置为根据所述定位装置的定位结果被手动地操作，以控制所述驱动装置，使其驱动所述激光扫描施用装置移动，以对准患者的眼睛。
42.本发明的有益效果：
43.相较于传统的激光眼科设备藉由使患者移动来达成两者之间的对准，本发明所提供的激光眼科设备是藉由分别将激光眼科设备的组成构件设置在不同的机柜中并使其中的激光扫描施用装置相对于患者的眼睛移动，来达成两者之间的对准。在这样的情况下，不再需要移动体积庞大的手术台(亦即，移动患者)，而是仅使设置在其中一个机柜的激光扫描施用装置相对于患者移动即可。本发明的激光眼科设备在进行激光眼科手术的过程中，可为操作者提供使用上的便利性，并提升操作上的灵活性。
附图说明
44.图1为传统采用非平行的激光束施加到患者的眼睛的示意图；
45.图2为本发明的实施例之激光眼科设备的立体示意图；
46.图3为本发明的实施例的激光眼科设备从另一个角度观看之立体示意图；
47.图4为本发明的实施例之激光眼科设备的方块图；
48.图5为显示激光束通过本发明的实施例之激光眼科设备的激光扫描施用装置时的行进路径之示意图；
49.图6为本发明采用大致平行的激光束施加到患者的眼睛的示意图。
50.图中：
51.e-眼睛；l-激光束；l1～l3-激光束；l1’～l3
’‑
激光束；
52.1-激光眼科设备；2-第一机柜；3-第二机柜；4-激光光源；5-定位装置；7-驱动装
置；8-光引导装置；9-控制器；
53.6-激光扫描施用装置；60-眼追踪系统；62-扫描器；63-透镜；64-反射镜；
54.80-导光模组；81-导光臂；
55.100-人机交互界面；200-开关；300-手术台；400-操纵杆。
具体实施方式
56.为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
57.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
58.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
59.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
60.图2至图4显示为本发明的实施例的激光眼科设备1。图2及图3为分别从两个不同的角度观看本发明的实施例的激光眼科设备1的立体示意图，且图4为本发明的实施例之激光眼科设备1的方块示意图。
61.如图2及图3所示，本发明之激光眼科设备1包括第一机柜2和与第一机柜2分开地设置的第二机柜3。较佳地，为了方便调整激光眼科设备1的位置使其更符合操作者的需求，第一机柜2和第二机柜3均被设计为可在地面上移动，例如，第一机柜2和第二机柜3分别具备各自的轮子，以便于在地面上移动。另一方面，第一机柜2和第二机柜3的最大长度(或宽度)仅有70cm，而能够顺利地进入大多数的电梯，对于本发明的激光眼科设备1的运送是更为有利的。而且可以想到的是，第一机柜2和第二机柜3分开地设置也有利于实现激光眼科设备1的灵活布置。
62.如图2至图4所示，在第一机柜2中设置有激光光源4及控制器9，而在第二机柜3上设置有定位装置5、激光扫描施用装置6、以及被配置为分别驱动定位装置5及激光扫描施用装置6使其能够沿着x方向、y方向及z方向移动的驱动装置7。要进一步说明的是，驱动装置7可为藉由马达驱动之线性滑轨或者藉由马达驱动之使用多关节的机械手臂，但不限于马达驱动的线型滑轨或者机械手臂；而上述定位装置5及激光扫描施用装置6则分别装设于此线性滑轨或不同的机械手臂上(应理解的是，上述驱动装置的驱动方式为本领域技术人士所
熟知的技术，本实施例及图式中不再详述其作动方式)。
63.激光光源4被配置为产生激光束l，例如，准分子激光束，藉由此准分子激光束，可对患者的眼睛e进行激光眼科手术，例如，lasik手术。
64.此外，激光眼科设备1还包括光引导装置8，光引导装置8被设置在激光光源4与激光扫描施用装置6之间，且被配置为将来自激光光源4的激光束l引导朝向激光扫描施用装置6。具体而言，光引导装置8包括导光模组80及导光臂81，导光模组80被设置在第一机柜2中，且第一机柜2中的导光模组80通过导光臂81与设置在第二机柜3上的激光扫描施用装置6连接。换言之，第一机柜2与第二机柜3藉由导光臂81(其连接第一机柜2中的导光模组80与第二机柜3上的激光扫描施用装置6)而被相互连接。
65.定位装置5被配置为在驱动装置7的驱动下沿着x方向、y方向及z方向移动，以定位患者的眼睛e的位置。在本发明的实施例中，定位装置5包括显微镜和定位光源(图中未示)，定位光源产生定位光束，显微镜藉由定位光束来定位患者的眼睛e的位置。
66.激光扫描施用装置6被配置为基于定位装置5的定位结果而在驱动装置7的驱动下沿着x方向、y方向及z方向移动，以对准患者的眼睛e并对患者的眼睛e施加激光束l。关于定位装置5及激光扫描施用装置6的移动，将在后面的说明中详细描述，此处暂不赘述。
67.控制器9被配置为电性地连接并控制激光眼科设备1的各个部件。在根据本发明的激光眼科设备1中，控制器9电性地连接并控制激光光源4、驱动装置7、及激光扫描施用装置6。
68.进一步言之，控制器9包括储存装置，其当中储存有与激光眼科设备1执行激光眼科手术所需的相关资讯。举例而言，这些相关资讯包括欲对患者的眼睛e施加的激光束l所应具备的密度、所应遵循的路径等的预设资讯、以及关于激光眼科设备1安装定位之后的第一机柜2、第二机柜3、及手术台300的相对位置的预定位置资讯等等。此预定位置资讯可表示出当患者躺在手术台300上时其眼睛e所在的位置的大致范围。
69.控制器9被配置为根据这些相关资讯来控制激光光源4、驱动装置7、及激光扫描施用装置6的运作。
70.具体而言，控制器9被配置为控制激光光源4使其发出激光束l，控制驱动装置7使其依据预先储存的预定位置资讯分别驱动定位装置5和激光扫描施用装置6沿着x方向、y方向及z方向移动，并控制激光扫描施用装置6使其根据预先储存的预设资讯对患者的眼睛e施加激光束l。
71.除此之外，根据本发明的激光眼科设备1还包括与控制器9相互连接的人机交互界面100及开关200，人机交互界面100即为使用者介面。在根据本发明的实施例中，如图2及图3所示，人机交互界面100包括萤幕及键盘，以供操作者将执行激光眼科手术所需的相关资讯输入到控制器9的储存装置中，并监控激光眼科设备1的操作，例如，激光扫描施用装置6的粗调定位及细调定位等。此外，如图2-3所示，开关200较佳地为脚踏式开关，其可在使用者的操作下发出命令，经由控制器9使激光光源4发出激光束l。然而，本领域技术人士应能理解的是，本发明并不局限于上述类型的人机交互界面100及开关200，其他类型的人机交互界面100及开关200亦能够被使用，只要能达到上述的功能即可。
72.接下来，将说明操作本发明的实施例之激光眼科设备1来进行激光眼科手术的过程。
73.首先，当患者已经躺在手术台300上之后(亦即，患者的眼睛e已处于固定的位置之后)，依据控制器9中预先储存的预定位置资讯，操作者(例如，医生或手术助理)可通过人机交互界面100经由控制器9来控制驱动装置7，使驱动装置7驱动定位装置5将其移动到预定位置。当定位装置5被移动到此预定位置之后，操作者(例如，医生或手术助理)接着可藉由定位装置5(亦即，显微镜及定位光束)对患者的眼睛e的位置进行定位。
74.接着，在定位装置5已完成对患者的眼睛e的定位之后，类似于驱动装置7对定位装置5的驱动，驱动装置7会依据控制器9中预先储存的预定位置资讯驱动激光扫描施用装置6将其移动到患者的眼睛e上方的预定位置(此定位亦可被称为粗调定位)。除了依据控制器9中预先储存的预定位置资讯的驱动之外，激光扫描施用装置6还可依据定位装置5对患者的眼睛e的定位结果被进一步地移动到与患者的眼睛e更精确地对准的位置(此定位亦可被称为细调定位)。详而言之，此细调定位可由操作者手动地操作微调装置(例如，图2及图3中所显示的操纵杆400)以控制驱动装置7驱动激光扫描施用装置6使其移动来达成。
75.需注意的是，在激光扫描施用装置6基于定位装置5的定位结果而被移动到与患者的眼睛e对准的过程中，定位装置5仍会持续地定位患者的眼睛e的位置，藉以持续地调整激光扫描施用装置6的位置，以维持定位的精准度。
76.在激光扫描施用装置6完成上述的粗调定位和细调定位之后，使用者可操作开关200发出命令，此命令通过控制器9被传达到激光光源4，使激光光源4发出相应的激光束l，且此激光束l经由导光模组80、导光臂81传递到激光扫描施用装置6，此时，控制器9会根据控制器9中所储存的预设资讯控制激光扫描施用装置6对患者的眼睛e施加激光束l，以进行激光眼科手术。
77.然而，虽然激光扫描施用装置6经由上述的粗调定位和细调定位之后已达成与手术台300上的患者的眼睛e的对准，但在激光眼科手术的过程中，由于患者的眼睛e仍然会有意或无意地转动，使得其位置偏移被定位装置5定位时的位置，在这样的情况下，若未随着眼睛e位置的偏移去调整激光束l施加到患者的眼睛e的位置，将可能会在进行激光眼科手术的过程中发生失真的问题。
78.因此，在根据本发明的激光眼科设备1中，激光扫描施用装置6较佳地还包括眼追踪系统60及扫描器62(参见图4)，眼追踪系统60可即时且不断地再次定位(追踪)患者的眼睛e(例如，瞳孔)的位置，且扫描器62可根据眼追踪系统60的再次定位结果不断地微调其中心位置，使激光扫描施用装置6所施加的激光束l能够更精确地对准患者的眼睛e。
79.具体而言，在激光扫描施用装置6已被移动到对准患者的眼睛e之后，在激光扫描施用装置6对患者的眼睛e施加激光束l的过程中，激光扫描施用装置6的眼追踪系统60会在控制器9的控制下即时且不断地再次定位(追踪)患者的眼睛e(例如，瞳孔)的位置，并且，根据眼追踪系统60的再次定位结果，控制器9控制激光扫描施用装置6的扫描器62使扫描器62不断地微调自身中心位置，以补偿因患者的眼睛e的有意或无意移动所导致的眼睛e位置的偏移，使激光扫描施用装置6所施加的激光束l更精确地即时对准患者的眼睛e，并藉由此激光束l精确地对患者的眼睛e(例如，角膜)进行激光眼科手术，例如，lasik手术。如此一来，在进行激光眼科手术的过程中，可确保不会因为患者的眼睛e位置的偏移而发生激光切削角膜的失真问题。
80.接下来，参照图5说明激光束l在通过激光扫描施用装置6时的行进路径。
81.如图5所示，本发明的激光扫描施用装置6较佳地还包括透镜63及反射镜64，其中，透镜63在扫描器62与导光臂81之间被设置在激光扫描施用装置6之最远离患者的眼睛e的远侧处，且被配置为使来自光引导装置8(图4)的导光臂81之激光束l转换成大致平行的激光束(参见图6中的激光束l1～l3)后通过扫描器62及反射镜64，此大致平行的激光束l1～l3接着被施加朝向患者的眼睛e。需要说明的是，虽然理论上能够获得平行的激光束，但是实际使用时，由于设备精度等各种因素的误差影响，难以达到理论平行的水平，因此大致平行属于清楚的表述方式，不存在限定不清楚的问题。
82.如图1及图6所示，相较于传统的激光眼科设备未将激光束l转换成大致平行的激光束(参见图1中的激光束l1’～l3’)，而需要对于以不同入射角度入射到患者的眼睛e之激光束l1’～l3’(特别是针对入射到患者的眼睛e中间和周围位置之入射角度差异最大的激光束l1’～l3’)给予相应的光学补偿，使得以不同入射角度入射到患者的眼睛e之激光束l1’～l3’彼此之间的光学特性不要有太大的差异，避免过大的差异对激光眼科手术的进行造成不利的影响，本发明的激光眼科设备藉由将激光束l转换成大致平行的激光束l1～l3并对患者的眼睛e施加此大致平行的激光束l1～l3(参见图6)，将可有效地避免以不同入射角度入射到患者的眼睛e之激光束l1’～l3’之间的差异对激光眼科手术所造成的不利影响。
83.此外，如图2至图4所示，在本发明的激光眼科设备1中，由于激光扫描施用装置6可被独立地驱动以相对于患者的眼睛e移动到所欲的位置，相较于传统上使得激光眼科设备几乎是整体地相对于患者的眼睛e移动，本发明的激光扫描施用装置6可被更灵活地操作或移动到较为接近患者的眼睛e的位置处，例如，本发明的激光扫描施用装置6较佳地可被移动到与患者的眼睛e距离约3cm的位置处。在这样的情况下，由于患者的眼睛e与施加激光束l的激光扫描施用装置6之间的距离较短，可大幅地减少激光扫描施用装置6所施加的激光束l在抵达患者的眼睛e之前所受到的干扰，提升激光眼科手术的精准度。
84.综上所述，在本发明的激光眼科设备1中，由于对患者的眼睛e所施加的激光束l是藉由激光扫描施用装置6所转换之大致平行的激光束l1～l3(参见图6)，本发明的激光眼科设备可有效地避免因不同入射角度入射到患者的眼睛的激光束l1’～l3’(参见图1)之间的差异所造成的不利影响，而不需要给予额外的光学补偿，故而能够达到提升激光眼科设备1的使用效率的有利技术效果。
85.此外，在本发明的激光眼科设备1中，由于对患者的眼睛e施加激光束l的激光扫描施用装置6可被独立地驱动以相对于患者的眼睛e移动，而可被移动到距离患者的眼睛e较近的位置处，本发明的激光眼科设备1可大幅地减少激光扫描施用装置6所施加的激光束l在抵达患者的眼睛e之前所受到的干扰，故而还能够达到提升激光眼科手术的精准度的有利技术效果。
86.最后，在本发明的激光眼科设备1中，由于激光眼科设备1(激光扫描施用装置6)与患者的眼睛e之间的对准是藉由移动激光扫描施用装置6来进行的，而非相对于激光眼科设备使患者移动，操作者(亦即，医生或手术助理)在操作激光眼科设备1进行激光眼科手术的过程中，只需要藉由驱动装置7使激光扫描施用装置6移动到与患者的眼睛e对准的位置，而不需要一再地移动患者所在之体积相对庞大的手术台300，在操作上具备较佳的便利及灵活性，进而能够以更高的精准度进行激光眼科手术。
87.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。