专利名称：用于改变材料的光学特性的系统和方法用于改变材料的光学特性的系统和方法技术领域本发明主要涉及用于改变透明有回弹力材料的光学特性的设备。更具体地，本发明涉及改变材料内的应力分布以重构该材料的设备和系统。本发明尤其但非排他性地，可用作一种用于改变材料内的应力分布以重构该材料，并且因此响应于在材料上施加的外力改变其光学特性的设备和系统。眼睛的角膜具有五(5)层不同的可识别的组织层。从角膜的前表面沿向后方向顺次地，这些层为上皮；鲍曼囊(Bowman’ s capsule)(膜);基质;迪氏膜(Descemet’ s membrane);和内皮。角膜后为称为前房的含房水的空间。重要的是,来自前房中的房水的压力以生物机械结果作用在角膜上。具体地，眼睛的前房中的房水对角膜施加眼内压力。这产生使角膜处于张力下的应力和应变。结构上，眼睛的角膜具有厚度(T)，其在上皮和内皮之间延伸。通常，“T”约为五百微米(Τ=500μπι)。从生物机械的观点来说，鲍曼囊和基质是角膜最重要的层。在角膜内，鲍曼囊为位于上皮下的相对薄的层(例如，20至30 μ m)，其在角膜的前一百微米内。而基质包括角膜中几乎所有的剩余四百微米。此外，鲍曼囊的组织产生相对强的弹性膜，其有效地抵抗张力中的力。另一方面，基质包括相对弱的连接组织。生物机械上，鲍曼囊和基质都显著受前房内的房水对角膜施加的眼内压力的影响。具体地，该压力被从前房并且通过基质传递至鲍曼囊。已知这些力如何通过基质传送将影响角膜的形状。因而，通过干扰基质中互相连接的组织之间的力，就能够改变角膜中的整体力分布。因此，然后该经改变的力分布将对鲍曼囊产生作用。作为响应，鲍曼囊形状被改变，并且由于鲍曼囊的弹性和强度，该变化将直接影响角膜的形状。出于这种考虑，以及按照本发明的意图，通过在基质中的预定表面上做切口完成屈光手术，以引起将使角膜再成形的生物机械力的重新分布。众所周知，角膜的所有不同组织都易受激光诱导光学击穿(LIOB)的影响。此外， 已知不同的材料将对激光束不同地响应，并且经受LIOB的组织的取向也影响该组织如何对LIOB做出反应。出于这种考虑，需要特别考虑基质。基质本质上包括许多大致平行于眼睛的前表面延伸的板层(lamellae)。在基质中，板层由固有地比板层自身更弱的胶状组织粘结在一起。因此，能够以比在被垂直于板层定向的切口上的LIOB所需的能量(例如，I. 2 μ J)更少的能量(例如，O. 8 μ J)执行在平行于板层的层上的LI0B。然而，本领域技术人员应明白，这些能量水平仅为例示性的。如果能够使用更密集聚焦的光学装置，所需的能量水平将适当地更低。在任何情况下，取决于期望结果，都可能期望仅在基质上做切口。另一方面，对于一些过程，可能更期望对切口和层进行组合。如本发明设想地，除基质组织之外的材料也可以经受本文公开的方法。更具体地, 只要需要改变有回弹力材料层的光学特性，并且无任何可辨别的材料损失或移除而改变，4已知需要以某种方式改变材料的形状(即其构造)。如本发明设想地，该材料例如能够为人眼的晶状体、塑料透镜、或其他类型的有回弹力光学装置。通常，在任何情况下，改变材料的形状都需要改变作用在材料上的力。然而，在材料上的外力保持恒定的情况下，就必需以某种方式改变材料内部的力。因而，可能期望改变材料内部的力分布，同时向材料施加恒定外力，以实现形状变化，或者以便实现当外力变化时不同或放大的形状变化。完成此的一种方式为通过破坏其内部应力分布而选择性地弱化材料。根据上文，本发明的目标是提供一种引起清澈透明有回弹力材料表面中的构造变化，以由此改变材料的光学特性的系统。本发明的另一目标是提供一种用 于通过利用材料的激光诱导光学击穿(LIOB)内部地弱化材料来改变材料的形状(构造)的系统。本发明的又一目标是通过选择性地改变材料内部的应力分布而以预定方式改变材料的形状。本发明的再一目标是提供一种用于改变材料的光学特性的系统，其易于使用、制造相对简单并且成本效率比较好。

根据本发明，提供了用于执行基质内眼科激光手术的方法，该方法使角膜在生物机械力的影响下重新成形。重要的是，对于这些方法，将用于操作的组织体积限定为仅处于角膜的基质内。具体地，该操作体积从稍微在鲍曼囊下方向后延伸进入基质内的足够深度，该深度等于角膜厚度的约十分之九，或更小。因而，对于具有厚度“T”(例如，约500μπι)的角膜，操作体积从鲍曼囊下方(例如，100 μ m)延伸到角膜内等于约O. 9T (例如，约450 μ m)或更小的深度处。此外，该操作体积从眼睛的视轴线径向延伸通过约5. Omm的距离(S卩，操作体积具有约10. Omm的直径)。大体上，本发明的每种方法都需要使用一种能够产生所谓的飞秒激光束的激光单元。换句话说，激光束中的每个脉冲的持续时间都将约小于一皮秒。当产生时，该激光束被引导并且会聚到基质中的一系列焦斑上。其众所周知的结果为每个焦斑处的基质组织的激光诱导光学击穿(LI0B)。具体地，以及按照本发明的意图，基质中的焦斑运动产生多个切口。该切口可以包括径向切口的图案，或者径向切口和柱状切口的图案。具体地，径向切口将被以预定方位角Θ定位，并且将大致与眼睛的视轴线共面。每个径向切口都将处于如上所述的操作体积中，并且将从视轴线从内部半径“r/’向外延伸至外部半径“r。”。此外，可以根据需要存在许多“径向切口”，各个“径向切口”都具有其自身的特定方位角Θ。 几何上，在各个柱状表面的部分上制作柱状切口。这些在其上制作柱状切口的各个柱状表面是同心的，并且其以眼睛的视轴线为中心。并且，它们可以为圆柱体或卵(椭圆)柱体。此外每个柱状表面具有前端和后端。为了保持柱状表面在操作体积内的位置，柱状切口的后端在基质中被定位为不深于距眼睛的前表面约O. 9T。另一方面，柱状切口的前端在基质中被定位为距鲍曼囊在向后方向上大于至少八微米。这些切口每个都将具有约两微米的厚度。 在优选过程中，每个柱状切口都距邻近切口约二百微米，并且最内部的柱状切口(即，中心柱状切口)可以被定位为距视轴线约1.0毫米。当然，也可以存在许多这种柱状切口(优选五个)，并且其每个都能够限定大致完整的柱状形状壁。这种布置可以特别适合治疗老花眼。在可能更适合治疗散光的该过程的变型中，经受LIOB的柱状表面的部分能够限定直径地相对的弧状段。在该情况下，每个弧状段都优选延伸通过处于五度至一百六十度之间范围内的弧。至于关注的切口，用于制作切口的激光束的每个脉冲都具有约1.2微焦耳或可能更小(例如，I. O微焦耳)的能量。
对于本发明方法中的另外的变型，除了或代替上述切口，还可以在操作体积的基质组织中产生不同构造的LIOB层。为了产生这些层，在环状区域的全部或部分中执行 LI0B。此外，每一层都可以位于大致垂直于眼睛视轴线的平面中。为了本发明的目的，这些层与每个邻近层都距离约为十微米，并且每一层都将具有内部直径“屯”和外部直径“d。”。 这些“层”将具有约I微米的厚度。如上所述，本发明设想在操作体积内部产生彼此邻近的多个这种层。
按照本发明的意图，所有的“切口”和“层”(即径向切口、柱状切口以及环形层)都将弱化基质组织，因此在基质中导致生物机械力的重新分布。具体地，由于“切口”和“层” 的LIOB导致的基质弱化将分别导致基质响应于来自前房的眼内压力“凸出”或“变平”。然而，如上所述，这些变化将某种程度地受鲍曼囊的约束。该约束的优点在于保持了角膜的完整性。注意在产生层的区域中，可以存在角膜的回弹，其最终导致形成轻微凸出。不过，通过适当的预先计划，能够根据需要将全部角膜生物机械地再成形。
出于上文的考虑，清楚的是在基质中制作“切口”或“层”的物理结果有些不同。虽然它们都将弱化基质，以由此允许来自前房内的房水的眼内压力将角膜重新成形，但是“切口”(即平行并径向于视轴线的LI0B)将导致角膜凸出。另一方面，“层”(即垂直于视轴线的LI0B)将趋于使角膜扁平。在任何情况下，都能够单独使用“切口 ”，或使用“切口 ”和“层” 的组合，以通过仅移除微不足道的量的组织来使角膜重新成形。
根据本发明，能够定制各种过程，来治疗可识别的屈光缺陷。具体地，除了单独的切口以外，本发明还考虑使用切口和层的各种组合。在每种情况下，切口或切口和层的选择都将取决于角膜需要被如何重新成形。并且，在每种情况下，最重要的都是切口和层以视轴线为中心(即，必须对中)。一些示例如下
老花眼:仅需要使用柱状切口用于该过程。
近视:可以使用具有任何柱状切口的径向切口的图案。如果使用，径向切口每个都以全部预定的、其各自方位角Θ、内部半径“ri”和外部半径“r。”制成。此外，能够使用无径向切口的柱状切口(圆形或卵形)和环形层的组合。在该情况下，多个切口离开视轴线并始于径向距离“r。”，并且多个层位于切口内部。具体地，多个层的“屯”可以为零(或者非常小)，并且多个层的“d。”可以小于2r。(d0<2rc)o在替代过程中，能够单独采用径向切口，或采用柱状切口和环形层的组合。
远视可以使用柱状切口和环形层的组合。在该情况下，多个切口和视轴线的距离在内部半径”和外部半径“r。。”之间的范围内，其中，并且此外，其中多个层的 “d/’大于 2r。。((10Η>2ι·。。)。
散光可以单独使用柱状切口，或者与环形层组合使用。具体地，柱状切口的弧状段被定向在垂直于视轴线的预定的线上。然后能够在该弧状段之间产生层。
近视散光可以与径向切口图案一起地使用沿弧状段形成的柱状切口。取决于所需的矫正，径向和柱状切口可以交叉或不交叉。
只要需要切口和层的组合，用于产生柱状切口的每个脉冲的能量就将约为I. 2微焦耳。另一方面，如上所述，用于产生环形层的每个脉冲的能量将约为O. 8微焦耳。在本发明的另一方面中，可以采用上文公开的方法来改变任何清澈透明有回弹力材料的光学特性。具体地，这对于经受外部施加的力的材料将成立。在两种情况下(即对于该系统，关于上文公开的方法)，本发明的重要概念为弱化该材料。具体地，为了重新成形或改变该材料的构造完成该弱化而非实际移除材料。出于上文的考虑，提供一种用于导致清澈透明有回弹力材料的表 面中的构造变化的系统。具体地，本发明的意图是改变任何这种材料的光学特性。为此，本发明的系统包括以下的组合诊断单元，其用于评估材料的物理特征；计算机，其用于确定应如何改变该材料；以及激光单元，其用于实际改变该材料。详细地，系统的诊断单元用于确定材料的布局结构，因而通过使其适应透明有回弹力材料的独特特征来定制构造变化。如本发明设想地，该布局结构可以包括材料的尺寸，及其光学密度或在材料内的应力分布。可以通过相关领域公知的各种技术获得该数据。例如，将优选通过公知的OCT分析、泼拉西多(Placido)分析、栅缝扫描分析或波阵面分析获得该材料的表面布局结构的数据。重要的是，当该布局结构处于第一构造时，并且优选地在该材料受外力影响的同时，通过诊断单元收集适当的数据。本发明的计算机本质上执行三种不同的功能。对于一种功能,使用其限定材料内部的操作体积。对于另一种功能，使用其评估要改变的材料的布局结构。并且第三，基于具有形貌的布局结构的评估，然后能够使用计算机产生用于在操作体积内制作将按照本发明目的的需要来弱化该材料的切开口的程序。除了诊断单元和计算机，还使用激光单元(诸如本文别处公开的)，以执行为计算机产生的程序。具体地，在程序控制下，激光单元通过激光诱导光学击穿(LIOB)弱化操作体积中的材料。在该操作中，当通过LIOB在材料中制作切开口时，不切除或移除可辨别体积的材料。替代地，通过LIOB切开口来弱化该材料。并且因此，响应于对材料施加的力，将表面的布局结构改变为具有改变后光学特性的第二构造。


结合附加说明，根据附图将最好地理解关于其结构及其操作的本发明的新颖特征以及本发明本身，其中类似的附图标记表示类似的部分，并且其中图I是示出眼睛的角膜的横截面图，示出其与示意性示出的激光单元的关系；图2是示出角膜的横截面图，其示出根据本发明的限定的操作体积；图3是示出多个柱状表面的透视图，其中可以通过LIOB制作激光切口 ；图4是示出具有示出用于典型的老花眼治疗的切口的、沿图3中的线4-4所见的多个柱状表面上的切口的横截面图；图5A是示出当已经在柱状表面制作完全切口时沿图3中的线5-5所见的多个柱状表面的横截面图；图5B是示出当为了治疗散光而已经在柱状表面上沿弧状段制作部分切口时沿图3中的线5-5所见的多个柱状表面的横截面图；图5C是示出用于类似于图5B中所示的切口并且用于相同目的而制作的切口的替代实施例的横截面图6是示出示出制作根据本发明的角膜切口的生物机械结果的角膜的横截面图7是示出根据本发明由LIOB产生的多个层的透视图8是示出沿图7中的线8-8所见的层的横截面图9A是示出在包含眼睛的视轴线的平面中所见的切口和层的组合的横截面图， 布置该组合以治疗远视；
图9B是示出在包含眼睛的视轴线的平面中观察的切口和层的组合的横截面图， 布置该组合以治疗近视；
图9C是示出在包含眼睛的视轴线的平面中观察的切口和层的组合的横截面图， 布置该组合以治疗散光；
图9D是示出与视轴线共面的径向切口的顶部平面图10是示出由LIOB制作的多个柱状切口和径向切口的图案的透视图IlA是示出沿图10中的线11-11所见的多个柱状切口和径向切口的图案的横截面图IIB是示出用于本发明替代实施例的多个柱状切口和径向切口图案的横截面图IIC是示出用于本发明另一替代实施例的径向切口图案的横截面图
图IlD是示出用于本发明另一替代实施例的径向切口图案的横截面图
图IIE是示出用于本发明另一替代实施例的径向切口图案的横截面图；以及
图12是示出用于实现本发明的方法的系统的操作构件的示意图。

首先参考图1，将看到本发明包括用于产生激光束12的激光单元10。更具体地， 激光束12优选为脉冲式激光束，并且激光单元10产生持续时间小于一皮秒的激光束12的脉冲(即，其为飞秒脉冲)。在图I中，激光束12被示出为沿视轴线14导向，并且导向到眼睛的角膜16上。图I中也示出眼睛的前房18，其紧接位于角膜16后。还有位于前房18和巩膜22后的晶状体20。
在图2中示出角膜16的五(5)个不同的解剖组织。这些组织的第一个为上皮24， 其限定角膜16的前表面。上皮24后并且在沿视轴线14的向后方向上接着依序是鲍曼囊 (膜)26、基质28、迪氏膜30和内皮32。在这些组织中，鲍曼囊26和基质28对本发明最重要。具体地，鲍曼囊26因为其非常有弹性，并且具有优异的抗张强度而是重要的。因此，其显者有助于保持角I吴16的总体完整性。
对于本发明的方法，必须不危及(即弱化)鲍曼囊26。另一方面，有意弱化基质28。 在该情况下，基质28因为其将来自前房18的房水的眼内压力传递至鲍曼囊26而是重要的。因此，基质28的任何选择性弱化都将改变基质28内的力分布。因而，如本发明设想地， 能够有效地使用在基质28中的LI0B，以改变通过基质28传递的力分布，由此使角膜16重新成形。然后，鲍曼囊26将提供用于维持将有效校正屈光缺陷的经重新成形的角膜16的结构。
现在参考图2，应明白，本发明的重要方面是操作体积34，其被限定在基质28中。虽然在图2中以横截面示出操作体积34，但是该操作体积34实际是三维的，并且从位于鲍曼囊26下面一定距离38处的前表面36延伸至位于角膜16中深度O. 9T处的后表面40。前表面36和后表面40两者本质上符合基质28的曲率。此外，操作体积34在表面36和40之间延伸经过径向距离42。对于操作体积的前表面36的更精确位置，距离38将大于约八微米。因而，操作体积34将从角膜16中约一百微米的深度(即，鲍曼囊26下方距离38处)延伸至约四百五十微米(即O. 9T)的深度。此外，径向距离42将约为5. O毫米。图3示出本发明设想的多个切口 44。如所示地,切口 44a、44b和44c仅为例示性的，并且取决于特定过程的需要，可以存在更多或更少切口 44。出于该的考虑并且为了本公开的目的，有时将共同地将该多个切口称为切口 44。如图3中所示，在相应的柱状表面上制成切口 44。虽然切口 44示出为圆柱状表面，但是这些表面可以为卵形。当在基质28中制作切口 44时，将它们限定在操作体积34内是绝对必要的。出于该的考虑，设想将使用激光单元10通过激光处理制成切口 44。并且，·该处理将导致激光诱导光学击穿(LI0B)。此外，重要的是这些柱状表面同轴并且它们以轴线(例如，视轴线14)为中心。此外，每个切口 44都具有前端46和后端48。如通过相互对照图3和图4将最好地理解的，切口 44 (即，圆形或卵形柱状表面)在邻近切口 44之间具有间距50。优选地，该间距50等于约二百微米。图4也示出各个独立切口 44的前端46可以彼此轴向地位移距离52。通常，该距离52将约为十微米。此外,最内部切口 44 (例如图4中所示的切口 44a)将处于将距视轴线14约I毫米的径向距离“r。”。从另一视角看，图5A示出切口 44以视轴线14为中心，以形成多个环。在该其他视角中，切口 44共同建立内部半径“rei”和外部半径“r。。”。优选地，每个切口 44都将具有约两微米的厚度，并且制作切口 44所需的能量将约为I. 2微焦耳。作为上文公开的切口 44的替代，图3指示了视需要可以仅使用弧状段54。具体地，在所有必要方面，弧状段54与切口 44相同。然而，例外在于它们被限定在于图3和图5B中由角度“ α ”标识的直径地相对的弧内。更具体地，结果是两组直径地相对的弧状段54。优选地，“α ”处于五度至一百六十度之间的范围内。弧状段54的替代实施例为图5C中所示的弧状段54’。将看出的是，弧状段54’与弧状段54 —样处于直径地相对的组中。然而，弧状段54’以彼此平行并且与视轴线14等距的各自轴线(未示出)为中心。图6提供当在基质28的操作体积34中制作切口 44时角膜16的生物机械反应的概观图。如上所述，切口 44意图弱化基质28。因此，一旦已经制作切口 44，则眼内压力(以箭头56表示)导致基质28内的力分布改变。这引起凸起58a和58b，其导致形状从原始角膜16变为虚线表示的角膜的新构造16’。按照本发明的意图，这导致提高视力的角膜16的屈光矫正。除了上文公开的切口 44，本发明还设想产生多个层60，其将与切口 44协作来提供适当的视力矫正。更具体地，在考虑连接层60的情况下，图7示出将其在共同具有相同内部直径“d/’和相同外部直径“d。”的大致扁平环状表面上产生。然而，应明白，从图7中所示构造的变型是可能的。例如，内部直径“屯”可以为零。在该情况下，该层为盘状。另一方面，外部直径“d。”可以为多达8毫米。此外，外部直径“d。”可以从层60a到层60b到层60c等等变化。
从不同的视角，图8示出层60可以以在邻近层60之间等于约十微米的间隔距离 62堆叠。类似上文公开的切口 44，每个层60都约为一微米厚。如上所述，用于层60的LIOB 的能量通常将小于产生切口 44所需的激光能量。在层60的情况下，用于切口 44的LIOB 的激光能量将约为O. 8微焦耳。
为了本发明的目的，设想切口 44和层60的各种组合或仅有切口 44。具体地，能够给出使用切口 44和层60来治疗诸如老花眼、近视、远视和散光的特定情况的示例，详细地， 对于老花眼，该过程仅需要使用多个切口 44。优选地，基本如图4和5A中所示地布置切口 44。此外，对于老花眼，通常需要从约Imm的内部半径延伸至约I. 8mm的外部半径的五个独立的切口 44，且邻近切口 44之间具有200微米的间隔。当需要一起矫正远视/老花眼时， 则切口 44优选地进一步延伸至约2. 3mm的外部半径。对于远视，可以使用如图9A中所示的柱状切口 44和环形层60的组合。在该情况下，多个切口 44距视轴线14在内部半径“rei” (例如，rei=lmm)和外部半径“r。。”(例如，re()=3mm)之间的范围内，其中re()>rei,并且此外其中多个层60的“屯”大于2r。。(d0>di>2rC0)o对于近视，可以大致如图9B中所示地使用柱状切口 44和环形层60的组合。在该情况下，多个切口 44距视轴线14始于径向距离“r。”，并且多个层60以在向后方向上具有减小的外部直径“d。”地位于切口 44内部。更具体地，对于该情况，多个层60的“屯”可以为零(或非常小)，并且多个层60中的每一层60的“d。”可以小于2r。(d/21·。)。并且最后，对于散光，可以单独使用形成弧状段54的柱状切口 44的部分(参见图5B和5C)，或者与环形层60组合使用(参见图9C)。具体地，将柱状切口 44的弧状段54定向在垂直于视轴线14的预定线64上。然后根据需要，可以在弧状段54之间产生层60 (参见图9C)。
在上述方法的变型中，本发明也设想产生径向切口 66。图9D中所示的径向切口 66a和66b仅为例示性的，并且本文有时将其单独或共同称为(一个或多个)径向切口 66。 重要的是，径向切口 66与视轴线14共面，并且其始终位于操作体积34之内。
如图9D中所示，每个径向切口 66都由以下参数有效限定进入基质28中的最深距离Z (distal);鲍曼囊26下方的距离Z ^ximal);内部半径“ A ” ；外部半径“r。” ；以及从基线 68测量的方位角“Θ”。通过设置这些参数的值，可以精确限定每个径向切口 66。例如，如图9D中所示，由方位角Q1建立径向切口 66a，同时径向切口 66b具有方位角Θ 2。径向切口 66a和66b两者都具有相同的内部半径“ri”和相同的外部半径“r。”。将以与上述柱状切口 44的类似方式建立径向切口 66a和66b的Z (distal)和Z (pr0Ximal)o
现在参考图10，对于本发明的替代实施例示出多个切口 70。具体地，示出的多个切口 70意图矫正近视散光。如图所示，多个切口 70包括柱状切口 72a、72b和72c以及径向切口 74a,74b和74c。柱状切口 72a,72b和72c以及径向切口 74a,74b和74c仅为例示性的，并且取决于特定过程可以存在更多或更少的切口 72、74。如图10中所示，在相应的柱状表面上制成柱状切口 72。虽然将柱状切口 72示出为圆柱状表面，但是这些表面可以为卵形。重要的是这些柱状表面同轴并且其以轴线(例如视轴线14)为中心。
相互对照图10和图11A，可以看到柱状切口 72为弧状段76。具体地，柱状切口 72 被限定在于图IlA中由角度“α ”标识的直径地相对的弧内。更具体地，结果是两组75直径地相对的弧状段76。优选地，“α ”处于五度至一百六十度之间的范围内。此外，图IlA 示出切口 72以视轴线14为中心。优选地，每个切口 72都具有约两微米的厚度，并且制作10切口 72所需的能量将约为I. 2微焦耳。如图IlA中进一步所示，径向切口 74与视轴线14共面，并且其始终位于操作体积34内(如图2中所示)。此外，每个径向切口 74都由以下参数有效限定内部半径夕卜部半径“r。”；以及从基线78测量的方位角“ Θ ”。通过设置这些参数的值，能够精确限定每个径向切口 74。例如，如图IlA中所示，由方位角Q1建立径向切口 74a。每个径向切口 74都具有相同的内部半径”和相同的外部半径“r。”。 虽然图10和IlA示出不交叉的多个柱状切口 72和径向切口 74的图案，但是本发明也设想交叉的切口 70。如图IlB中所示，多个柱状切口 72和径向切口 74的图案交叉。在图IlA和IlB中所示的实施例中的每一个中，可以看到径向切口 74由彼此直径地相对的两组80组成。在每一组80中，径向切口 74以相等的角度β彼此间隔。同样地，柱状切口74也包括两个直径地相对的组75。现在参考图IlCUlD和11Ε，对于本发明的替代实施例示出多个径向切口 74。在图IlC中，八个径向切口 74绕视轴线14定位。该径向切口 74的图案意图用于-O. 75屈光度的近视矫正。在图IlD中，十二个径向切口 74绕视轴线14定位。该径向切口 74的图案意图用于-I. 25屈光度的近视矫正。在图IlE中，十六个径向切口 74绕视轴线14定位。该径向切口 74的图案意图用于-2. O屈光度的近视矫正。如图IlCUlD和IlE中所示，每个径向切口 74都与视轴线14共面，并且位于操作体积34内(如图2中所示)。此外，每个径向切口 74都由以下参数有效限定内部半径“ri”；外部半径“r。”；以及从基线78测量的方位角“ Θ ”。通过设置用于这些参数的值，能够精确限定每个径向切口 74。例如，如图IlC中所示，由方位角Θ建立径向切口 74d。在图IlD中，由方位角Θ建立径向切口 74e。此外，在图IlE中，由方位角Θ建立径向切口 74f。在图IlCUlD和IlE中，每个径向切口 74都具有相同的内部半径“r/’和相同的外部半径“r。”。在图IlC中，每个径向切口 74都距邻近径向切口 74以等于45度的角度β。此外，在图IlD中，每个径向切口都距邻近径向切口 74以等于30度的角度β。在图IlE中，每个径向切口都距邻近径向切口 74以等于22. 5度的角度β。现在参考图12，示出与本发明一起使用的系统并且总体以100表示。如所示的，系统100本质上包括激光单元102、计算机104以及诊断单元106。系统100的这些构件彼此合作，以重构材料108。更具体地，材料108可以为任何清澈、透明、有回弹力的材料，并且如所示的，优选材料108作为具有表面110和相对下侧112的层形成。此外，作为示例，将加压流体介质114 (例如，液体)定位为接触下侧112，并且使该加压流体介质114位于材料108和基底116之间。如本发明同样设想地，通过流体介质114对材料108的表面110施加外部压力“Pl”，而同时对材料108的下侧112施加内部压力“ρ2”。其结果在于，表面110和下侧112之间的材料108经受大致恒定的外部压力差“ Λρ”;其中“ Λρ=ρ2-ρι”。然而，可以理解，本文公开的用于产生“Λρ”的结构仅为例示性的，并且可以为了相同的结果而建议其他结构。如对于本发明的系统100设想地，激光单元100可以包括相关领域公知类型的OCT分析仪。OCT分析仪的目的是当材料108处于第一构造并且受压力差“ Λ P”的影响时识别表面110的布局结构。然后，通过转向镜118将用于该布局结构的数据引导至诊断单元106。另外，作为输入120向诊断单元106提供关于材料108的布局结构的经验数据。为了本发明的目的，布局结构输入120将大致涉及材料108的尺寸及其光学密度以及材料108内的应力分布。在任何情况下，都由诊断单元106向计算机104提供关于布局结构输入120的数据。
除了来自诊断单元106的数据之外，计算机104也被提供有操作目标122，该操作目标122大致包括描述对于材料108的期望构造变化的数据。更具体地，操作目标122通常将包括作为表面的第二构造的特征的尺寸数据。重要的是，表面110的第二构造意图提供对于材料108的一组期望的光学特性。
在用于操作系统100的准备中，计算机104评估已由诊断单元106提供的数据，并且比较该数据和操作目标122。基于该比较，计算机104建立用于操作激光单元102的程序 124。具体地，将建立程序124以在将切割激光束从激光单元102引导通过材料108内部的操作体积126时，导引和控制该切割激光束。
系统100关于材料108的操作大致与本文别处公开的用于基质28的眼科激光手术相同。基本操作原理相同，并且材料108的改变大致类似于通过在基质28内的切口 70 实现的改变。在任一情况下，外力都保持恒定，同时通过LIOB弱化基质28或材料108，但是在这些外力的影响下，将布局结构改变为不同的构造。
虽然本文详细示出和公开的用于改变材料的光学特性的特定系统和方法完全能够获得目标和提供本文之前所述的优点，但是应理解，其仅为本发明的当前优选实施例的例证，并且除了附加权利要求中描述的，无意限制本文所示的结构和设计的细节。


一种用于为了改变透明、有回弹力的材料的光学特性而改变其构造的系统，其需要获得所述材料的布局结构。然后，使用获得的数据以产生用于操作激光单元的计算机程序。根据该程序，激光单元在该材料内部的限定操作体积内制作切开口，以弱化该材料(即改变其内部应力分布)。具体地，通过激光诱导光学击穿(LIOB)在该操作体积内的预定表面(例如，柱状表面)上制作该切开口。由于该切开口，该材料响应于施加在该材料上的外力而经历期望构造变化。