专利名称：基质内角膜的修整的制作方法 在屈光不正的人眼中，远点，即无穷远，聚焦在其视网膜上。屈光不正使得当远点投射在视网膜之前时即为近视或者当远点投射在该结构之后时即为远视或远视状态。在近视眼中，或者是该眼睛的轴向长度比通常眼睛的长，或者是其角膜和晶状体的折射能力比屈光不正眼睛中的强。相反，远视眼中的轴向长度可能比通常眼睛的短，或者其角膜和晶状体的折射能力比正常眼睛中的弱。近视通常在5-10岁开始发生，并一直发展到20-25岁。在1-2％的普通人群中可见大于6屈光度的高度近视。1-3屈光度的低度近视的发生率可达到普通人群的10％。远视眼的发生率是未知的。通常，所有的眼睛在出生时都是远视，然后眼睛的折射能力逐渐地增加到15岁的正常水平。但是，由于白内障而摘除晶状的天然透镜时，就会产生远视的情况。矫正近视可以通过在眼睛的前面设置一个负透镜或凹透镜来实现，以眼镜或接触透镜的方式降低眼睛的折射能力。可以用一副正透镜或凸透镜的眼镜或接触透镜来矫正远视眼。当由于去除白内障，即摘除天然的晶状体而产生远视时，我们可以在眼睛中植入一个塑料透镜，如一种已知的眼内植入术，以代替被摘除的天然晶状体。用手术的方法来矫正近视类屈光不正可以追溯到1953年，当时Sato试图通过在角膜基质的周边施行径向切割而修平角膜的曲率(Sato，Am.J.Ophthalmol.36823，1953)。后来，Fyoderov(Ann.Ophthalmol.111185，1979)把上述方法作了修改，以避免由于上述的径向角膜切开术而引起的术后并发症。目前，在矫正达4个屈光度的低度近视中采用该方法(参见Schachar[eds]Radial Keratotomy Lal，Pub.Denison，Texas，1980和Sanders D[ed]Radial Keratotomy，Thorofare，NJ，Slack publication，1984)。矫正近视类屈光不正的另一种方法是通过车床切割(lathe cutting)冰冻的片状角膜移植物，即已知的近视眼角膜手术(Keratomieusis)。当近视程度大于6个屈光度且不大于18个屈光度时可以采用该技术。该技术涉及用微型角膜刀切割角膜的部分厚度，约为0.26-0.32mm(Barraquar，Ophthalmology Rochester 88701，1981)。然后将所切割的部分角膜置于一冷冻车床中而修整其表面。这是通过利用计算机系统将其切割成角膜薄壁组织而实现的。在进行该切割前，将角膜冰冻到-18°F。上述方法中的困难在于在完成所述的车床切割中需要加工头和刀头的精确的中心定位。在车床加工过程中需要不断地检测且加工头和刀头的温度必须恒定。为达到此目的，采用二氧化碳气体和流体。然而，液态二氧化碳之上的气体的绝热释放将释放出固态的二氧化碳颗粒，这将引起喷嘴堵塞和冷却不充分。还必须用计算机和计算器来计算角膜薄片的曲率和因冰冻而引起的增量。如果角膜薄片太薄，将导致一个小的光学区域和随后不如意的矫正。如果该细胞组织比刀头厚，将不会符合所计算的表面而出现矫枉过正。另外，同时还需要精确的解冻技术。解冻的并发症将影响术后的角膜透镜。这包括角膜薄片与晶核之间的浓稠或不透明的接触面。被切除的角膜的基质也可能变得不透明(Binder Arach Ophthalmol 100101，1982和Jacobiec，Ophthalmology[Rochester]881251，1981；和Krumeich JH，Arch，AOO，1981)。在术后未经矫正的视觉分辨力方面也具有很大的变化。由于这些困难，在美国进行近视角膜术(keratomieusis)的病例不多。
远视类角膜真菌病的手术治疗涉及以上所述的用于近视角膜术的片状角膜。在冰冻之后对角膜表面进行车床切割以产生较高的折射能力。由于技术上的困难以及出现车床加工误差的可能极大，所以在美国也较少实施上述的方法。许多眼科医师优选区别于这种方法的另一种技术，那就是keratophkia，即如果不能在这些眼睛中植入眼内晶状体，则在角膜内植入一个晶状体。
Keratophkia需要在角膜内植入一个人造晶状体，或是有机的或是合成的。如Werblin等人的美国专利No.5123921和美国专利No.5336261中所公开的那些合成晶状体，由于它们受到上覆角膜的营养物质的影响，不能在这个位置被很好的接受。尽管有机豆状核承受力较好，但需要对角膜微透镜进行冰冻车床切割。
采用用于片状角膜切割的微型角膜刀的困难是对眼睛进行不规则的角膜摘除术或穿孔术。视力的恢复也不是长期的。因而，需要有效的时间来清理所植入的角膜微透镜，且由于存在两个接触面而降低了最好的矫正视力。
在角膜中形成一个沟槽而将环状元件插入该沟槽中以修整角膜的形状也是已知的技术。例如，这种类型的环状植入物公开在Kilmer等人的美国专利No.4961744、Silvestrini等人的美国专利No.5300118、Davenport等人的美国专利No.5318047、Silvestrini等人的美国专利No.5323788、Barrett等人的美国专利No.5391201、Loomas等人的美国专利No.5403335和Silvestrini等人的美国专利No.5405384中。但是，以这样的方式把一个环状元件插入角膜的沟槽中将使得角膜拉伸而变形，从而导致视觉模糊或畸变。
紫外或更短波长的激光器也用于修整角膜。这些激光器是公知的准分子激光器，它们是脉冲型紫外辐射高功率源。这些激光器的激活介质包括例如氩、氪和氙的惰性气体和例如氟和氯的卤素气体。在放电情况下，这些气体发生反应而形成准分子。这些准分子的受激发射将产生紫外区域的光子。
这种类型的激光器的已有工作已经示例了波长为193nm的氩-氟激光的远紫外光能通过斯裂化学键而分解有机分子。由于这种光蚀作用，所以它能够切割组织和有机与塑料材料，而不发出能使组织凝结的热。已经报道了早期采用这类激光器的眼科学工作，它是在体外对角膜施行径向切割(Trokel，Am.J.Ophthalmol1983和Cotliar，Ophthalmogy 1985)。目前正在进行的利用激光来矫正角膜曲率的所有努力都是通过径向角膜术对角膜进行径向切割而矫正低度近视。
由于上述的困难都涉及已有的方法，所以需要继续改进矫正视力的方法。
发明概述据此，本发明的一个目的在于提供一种通过把一透明光学材料植入角膜内部而修整角膜曲率的方法。
本发明的另一目的在于不用激光烧蚀而把一具有开口的环状植入物植入眼睛的角膜中而修整角膜的曲率。
本发明的又一目的在于提供一种通过一模板以精确的方式利用激光源且在必要时把一透明光学材料植入角膜基质而修整角膜的曲率的方法。
本发明的在再一目的在于提供这样一种方法，它能够修整活体角膜，从而减小对冰冻角膜处理的需要和由此带来的并发症。
本发明的另一目的在于提供一种不需要眼镜或接触透镜而仅需要修整角膜曲率的改善视力的方法。
本发明的又一目的在于提供一种不需要缝合而修整活体角膜曲率的方法。
本发明的再一目的在于提供一种通过在角膜的上表皮和Bowman层形成小口而修整活体角膜曲率的方法。
本发明的再一目的在于提供一种通过烧蚀或凝结角膜基质且把一透明光学材料植入角膜基质而修整角膜曲率的方法。
前面所述的发明目的是通过修整具有外表面的病人活体角膜的曲率的方法来实现的，它包括以下步骤在活体角膜的外表面形成一个相对小的开口；通过所述的开口把活体角膜的内部区域分成相对的第一和第二内表面，形成一个槽，所述第一内表面面向该活体角膜的后方，第二内表面面向该活体角膜的前方；通过该活体角膜外表面上的开口插入一模板，所述的模板具有一个激光束透过部分和激光束遮挡部分用于形成一预定模板图案；通过所述的开口在所述的第一和第二内表面之间插入一激光束发射光缆；把来自激光束光缆的激光束准直到所述的模板上，使所述的激光束穿过所述模板的激光束透过部分，且使激光束以一预定的图案准直到至少第一和第二内表面中的一个之上，以增加烧蚀强度且随后完全去除它的三维部分，烧蚀之后使得所述的槽被破坏，从而该活体角膜得以修复。
对于所述技术领域中的技术人员来说，本发明的其它目的、优点和突出特点将通过以下的详细描述而清楚，所述的描述结合附图，公开了本发明的优选实施例。
附图的简要说明现在，参照附图，它们形成本发明原始公开的一部分

图1是从眼睛中心剖开的截面的侧视图，示意了角膜、瞳孔和晶状体；图2是与图1所示截面相似的截面侧视图，但其中从角膜前部摘除了一薄层，使得角膜分成相对的第一和第二内表面；图3是如图2所示眼睛的示意性侧视图，与其相邻设有激光束源、光阑和导引机构；图4是经图3所示装置以烧蚀处理过的眼睛的截面侧视图，所作的处理是在与角膜内表面中心相距一间隔的一环状区域中进行的；图5是图4所示的经烧蚀过的角膜的前视图；图6是图4和图5所示的经烧蚀过的角膜的截面侧视图，其中把先前从角膜上摘除的薄层放回到了该角膜的烧蚀区域。以增加整个角膜的曲率；图7是角膜内表面的中心区域被烧蚀过的眼睛的截面侧视图；图8是具有图7所示中心烧蚀区的角膜的前视图；图9是图7和图8所示的被烧蚀过的角膜的截面侧视图；其中把先前从角膜上摘除的薄层放回所述的烧蚀区，以减小整个角膜的曲率；图10是图3所示的可调光阑的前视图，它用于把激光束准直到眼睛上；图11是图3所示的导引机构的前视图，它具有尺寸可变化的可旋转光圈，用于以一预定图案把激光束准直到眼睛上；
图12是图11所示导引机构的右侧视图；图13是沿图11所示剖线13-13剖开的截面右侧视图，示意了所述导引机构的内部结构；图14是含有一可动光圈的改进型导引机构的示意性侧视图；图15是用于导引激光束的第二种改进型导引机构的示意性侧视图，它包括一个被常规支撑的反射镜和用于移动所述反射镜的驱动电机，从而以预定的图案导引激光束；图16是第三种改进型导引机构的示意性侧视图，它含有一个外壳和一条可转动的光纤；图17是图16所示外壳和光纤的后侧视图；图18是激光源、光阑和导引机构的示意性侧视图，用于烧蚀从角膜上摘除的薄层，所述的薄层由一对罩支撑；图19是一活体角膜的前视图，根据本发明，该角膜已经被用一刮刀将角膜的中心部分成了相对的第一和第二内表面；图20是沿图19所示角膜的剖线20-20剖开的截面侧视图；图21是用激光烧蚀切割过的、如图19所示角膜的前视图，所作的烧蚀是对角膜的中部进行的；图22是沿图21所示角膜的剖线22-22剖开的截面侧视图；图23是沿眼睛中心剖开的截面侧视图，其中示意了图19-22所示的烧蚀后的角膜，其中去掉了光纤尖部；图24是沿眼睛中心剖开的截面侧视图，其中示意了图19-23所示的烧蚀后的角膜被破坏的位置，以减小角膜中部的曲率；图25是角膜的部分放大截面图，其中利用光纤尖部通过切割、分离和烧蚀而把角膜分成相对的第一和第二内表面；图26是具有光纤尖部的角膜的部分放大截面图，其中的光纤尖部有倾斜的端部；图27是具有光纤尖部的角膜的部分放大截面图，其中的光纤尖部有直角的弯曲端部，用于烧蚀角膜；图28是一活体角膜的前视图，其中根据本发明用一刮刀形成了多个径向延伸的切口，在每个径向延伸的切口处将角膜分成相对的第一和第二内表面；
图29是一角膜的前视图，其中图28所示的径向延伸切口已经被烧蚀，形成了多个径向延伸通道；图30是沿图29所示角膜的剖线30-30剖开的截面侧视图，其中去掉了光纤尖部；图31是沿眼睛中心剖开的截面侧视图，其中示意了图28-30所示的烧蚀过的角膜被破坏后的位置，减小了角膜中部的曲率；图32是一种活体角膜的前视图，其中根据本发明，已经用刮刀形成了多个径向延伸的切口，用以在每个径向延伸的切口处将角膜分成相对的第一和第二内表面；图33是沿图32所示角膜中的剖线33-33剖开的截面侧视图，其中没有刮刀；图34是一种角膜的前视图，该角膜已如图32和33所示那样被径向切开，且在这些径向切口末端由激光凝结，从而增加了该角膜中部的曲率；图35是沿图34所示角膜中的剖线35-35剖开的截面侧视图，其中的激光器已去除，在各径向切口末端凝结，以增加该角膜中部的曲率；图36是角膜的部分截面放大图，其中用一钻尖去除细胞组织；图37是一种已经被切开且形成了一个基质内槽的活体角膜的前视图，图中示意了用于把眼用材料插入或植入该槽中的工具；图38是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了充满眼用材料的基质内槽，从而增加角膜中部的曲率；图39是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了部分充满眼用材料的基质内槽，从而减小角膜中部的曲率；图40是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了用眼用材料将基质内槽完全填充，从而使角膜中部的曲率恢复到原曲率；图41是一种根据本发明用于植入角膜的眼睛植入物或材料的后视图；图42是沿剖线42-42剖开的图41所示眼用植入物或材料的截面图；图43是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了含有图41和42所示眼用植入物或材料的基质内槽，以增加角膜中部曲率；图44是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了含有图41和42所示眼用植入物或材料的基质内槽，以减小角膜中部曲率；
图45是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了含有图41和42所示眼用植入物或材料的基质内槽，以保持角膜中部原曲率；图46是一种已经被切开且形成了多个径向通道或槽的活体角膜的前视图，其中示意了一种用于把眼用材料插入或植入这些沟槽的工具；图47是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在图46所示的多个径向通道或槽中过量填充眼用材料而修整角膜，从而增加它的曲率；图48是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在图46所示的多个径向通道或槽中不填满眼用材料而修整角膜，从而减小它的曲率；图49是沿眼睛中心割开截面的放大侧视图，其中示意了在图46所示的多个径向通道或槽中完全充有眼用材料而修整角膜；图50是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在一个径向通道或槽中过量填充眼用材料以增加所选角膜区域的曲率；而在另一个径向通道或槽中不填满眼用材料以减小所选角膜区域的曲率；图51是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在一个径向通道或槽中完全充有眼用材料以使角膜的一部分保持原形状，而在另一个径向通道或槽中过量填充眼用材料以增加所选角膜区域的曲率；图52是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在一个径向通道或槽中完全充有眼用材料以使角膜的一部分保持原形状，而在另一个径向通道或槽中不填满眼用材料而塌陷，以减小所选角膜区域的曲率；图53是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了在一个径向通道或槽中过量填充眼用材料以增加所选角膜区域的曲率，而在另一个径向通道或槽中不填满眼用材料而塌陷，以减小所选角膜区域的曲率；图54是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了完全从活体角膜上摘除的一角膜薄层或部分角膜，并在该薄层剩余的活体角膜之间置入如图41和42所示的眼用材料或植入物；图55是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了植于角膜中的如图41和42所示的眼用植入物，其中角膜薄层重新放置在眼用植入物上，以增加角膜的曲率；图56是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了植于角膜中的如图41和42所示的眼用植入物，其中角膜薄层重新放置在眼用植入物上，以减小角膜的曲率；图57是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了植于角膜中的如图41和42所示的眼用植入物，其中代替角膜薄层重新放置在眼用植入物上，以保持角膜的原曲率；图58是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了角膜中的一环形切口或槽以及位于相分离内层之间的、如图41和42所示的眼用植入物，但这是在相分离的内层被重新放置或再结合在角膜上之前；图59是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了形成一片状结构的角膜切口外表面，它的一部分仍与角膜相连，以曝露角膜基质内层；图60是根据本发明用于植入角膜基质内区域中的眼用植入物或材料的前视图；图61沿剖线61-61剖开的、如图60所示眼用植入物或材料的截面图；图62是已经用一工具将其切开的活体角膜的前视图，根据本发明，该角膜被从中部分成相对的第一和第二内表面；图63是图62所示角膜的纵剖面的侧视图；图64是其中含有一模板的、图62所示活体角膜的前视图；图65是图64所示角膜的纵剖面的侧视图，其中示意了位于角膜中的模板；图66是图62-65所示活体角膜的前视图，但其中在角膜中插入了模板，且在其中也插入了激光束发射光缆或光纤，用于烧蚀该活体角膜中相对设置的第一和第二内表面中的至少一个；图67是图66所示活体角膜被放大的、部分截面的侧视图，其中有一激光束穿过该模板的一部分，用以烧蚀该角膜的一个内表面；图68示意了当图62-67所示的活体角膜在一个内表面被完全烧蚀而形成了一环状槽后的前视图；图69是图68所示活体角膜截面的放大侧视图，其中该角膜具有一环状槽，且该图所示的是在该环状槽塌陷之前的状态；图70是图68和69所示角膜的截面侧视图，但它是在该烧蚀槽已经塌陷而减小该角膜外表面的斜率之后的状态；图71是图70所示活体角膜的侧视图，但其中插入有图60和61所示的眼用植入物；
图72是模板的另一实施例，它用于烧蚀图62和63所示活体角膜的相对设有的第一和第二内表面中的至少一个，以生成一环形烧蚀；图73是用于图62和63所示活体角膜中的模板的又一实施例，以在多条径向线烧蚀相对设置的第一和第二内表面中的至少一个；图74是本发明中的通用坯料的另一实施例的透视图；图75是图74所示实施例的前视图；图76是图74所示实施例的顶视图；图77是本发明中通用坯料的另一实施例的透视图，它是图74所示实施例的一种变换；图78是图77所示实施例的前视图；图79是图77所示实施例的顶视图；图80是图74和77所示实施例的一种变换例的前视图；图81是沿眼睛中心剖开的截面侧视图，其中示意了将图74所示通用坯料放置在该角膜暴露表面之上；图82是沿眼睛中心剖开截面的放大侧视图，其中示意了图74所示通用坯料位于该角膜暴露表面之上；图83是含有图74所示通用坯料的角膜的放大前视图，如图82所示，该坯料位于角膜的暴露表面上；和图84是沿眼睛中心剖开截面的侧视图，其中示意了把片状结构复位到图74所示的通用坯料之上。
优选实施例的详细描述如图1所示，眼睛10包括角膜12、瞳孔14和晶状体16。如果角膜和晶状体的组合不能提供足够的视力，可以根据本发明修整角膜，以修整相结合的角膜和晶状体系统的折射能力，从而矫正视力。这可通过以下步骤完成首先利用一摘除工具19，例如解剖刀，切割病人活体角膜12的中部摘取一薄层18，通过切割，该薄层的厚度大约在0.2mm量级，而整个角膜的厚度为0.5mm。一旦从该角膜中切割和摘取该薄层18，该手术将使相对的第一和第二内表面20和21暴露在外。有利的是，正是该角膜其余部分之上的暴露内表面20成为准分子激光烧蚀的对象。另一方面，如图18所示，所摘除的角膜薄层之上的切割内表面21也可以成为激光加工的对象，将在以后详细描述。
如图3所示，用于本发明的装置包括一激光束源22、一可调光阑24和一导引机构26，它们全都与眼睛10排成一线，相邻设置，且都被支撑在一适宜的基座上。
所述的激光束源22采用氩-氟或氪-氟类准分子激光是有利的。这种类型的激光将光烧蚀该角膜组织，即，使之分解而不使之燃烧或凝结，这样就不会过度损坏该活体组织。这种烧蚀去除了适宜的角膜部分，从而使得可修整角膜的曲率。
图3和10所示的可调光阑主要是一个传统光阑结合一可调中心光圈30，可以通过一个与该光阑相匹配的操纵杆32来增加或减小它的径向尺寸。所述的光阑最好是被支持在一环状体34上，而该环状体34被支撑在基座28上的支架36上。形成该光阑的材料是不透激光的，从而使得在该激光射向该光阑时仅从光圈30中通过。可以采用与导引机构26相结合的光阑24，以限制通过该导引机构26的激光束的大小，这将在以后详细描述，或者，可以通过它本身来对角膜中心的裸露内表面20进行烧蚀。
在图7-9中示意了上述情形，其中，使激光束22射向并通过光阑24的光圈3O，而在中心的裸露内表面20上形成基本为盘状的烧蚀区域38。通过改善光圈的大小，可以改变盘状烧蚀区域38的大小。而且，通过随时间改变该光圈的大小，可以形成适宜的凹状或凸状区域38。如图9所示，一旦获得适宜的烧蚀区域38，就可以把先前摘取的薄层18放回角膜的烧蚀区域38上，且在此通过缝合带40相连接。
由于图7所示的烧蚀区域38主要是一个位于裸露内表面20上的均匀的圆柱状凹陷，所以当把该角膜薄层18放回时，该角膜的曲率减小了，从而修整了该角膜和晶状体系统的折射能力。
如图10所示，杆32用于改变光圈30的尺寸，且能够用手或适宜的常规电机进行调节，可以根据需要随时间而对它进行调整，以提供孔径大的或狭小的光圈如图3、11、12和13所示，可以用一导引机构26或用一导引机构26与光阑24的结合代替光阑24来把激光导引到角膜上。该导引机构26尤其适于在如图4-6所示的表面20上形成一环状烧蚀区域42，以增加该角膜的整体曲率。
如图4和5所示，所形成的环状烧蚀区域42与裸露的内表面20的中心相距一定距离，且在先前被摘取的角膜薄层18恢复和缝合时，该薄层将变得更突出，从而使整个角膜的曲率得以修整。
如图11-13所示，该导引机构26包括一用于支撑环状体46的杆44，该环状体具有一向内径向延伸的凹陷48。不透激光的盘50位于环状体内，且具有一圆柱状突起52，该突起52上有一向外的法兰54，它能可转动和可滑动地插入所述的凹陷。在穿过环状体46的圆柱状突起52之上有外齿状齿轮56，该齿轮与支撑在电机62的轴60上的传动齿轮58相啮合。传动齿轮58的转动反过来转动齿轮56和盘50。
盘50本身具有一长条形光圈64，该光圈主要是由一径向边缘所形成，且沿内径向延伸穿过该盘的中心。与光圈64的顶部和底部相邻的是一对相平行的导轨66，其上设置了一具有U形截面且可滑动的遮盖物70。由此，沿导轨移动所述遮盖物70，就可以露出更多或更少的光圈64，从而使得更多或更少的激光通过和照射到角膜上。很明显，光圈越大，环形烧蚀区域42的宽度将越大。通过转动盘，该光圈64也转动，从而形成环形烧蚀区域42。
图14的实施例现在参见图14，图中示意了一个改进型导引机构72，它与图11-13所示的导引机构26相似，只是光圈的大小不能改变。因此，所述的改进型导引机构72由一个支撑在杆76上的环状体74、一个不透光的盘78和一个可滑动的遮盖物80组成，其中所述的不透光盘78可通过一适宜的电机(未示出)在环状体74中转动。盘78具有一径向延伸的矩形光圈82，盘上的顶部和底部有平行导轨84和86，用以可滑动地接纳所述的遮盖物80，所述的遮盖物具有与导轨相配的U形形状。该遮盖物80有自己的光圈88，它该光圈与盘中的光圈82相对准。据此，通过沿盘的导轨滑动该遮盖物80，就可以改变光圈88和光圈82的交点位置，从而改变由这两个光圈的组合所形成的整体光圈的径向位置。正如在导引机构26中，除光圈之外，遮盖物80和盘78对激光都是不透过的。
图15的实施例现在参见图15，图中示意了第二种改进型导引机构90，它用于把从激光束源22中射出的激光束沿一适宜的预定图案准直到角膜22上。该导引机构90包括一通常被支撑在一杆94上的反射镜92，例如通过一个球状体96和轴窝98来支撑。所述的反射镜92可以通过任何适宜的器件经常规的连接而相对于杆旋转，例如，以90°相间隔且与该反射镜结合的两个小型压电电机，例如，可以利用具有一与之相配的插棒102且与反射镜的后部相连的压电电机100，一弹簧104环绕插棒且把该反射镜保持在零位。电机100通过一杆108刚性与基座106相连。可以设置第二个压电电机(未示出)使得它的插棒与反射镜的后部相连，并与电机100成90°角。通过利用两个电机、弹簧和插棒，可以在反射镜92的常规连接中完全转动该反射镜92，使来自于光源22中的激光束照射到角膜12上，以一预定的图案烧蚀该角膜。
图16-17的实施例现在参见图16和17，图中示意了第三种改进型导引机构111，用于把从激光源22中射出的激光束照射到角膜12上且烧蚀该角膜12。这种改进型导引机构111基本上包括一圆柱形外壳113，它具有一可转动地接纳光纤17一端的不透光的第一末端。所述外壳的第二末端119包括一可转动的不透光盘，所述的盘具有一与该外壳相配的法兰121和一个与传动齿轮相接的外齿轮123，所述的盘由轴127和电机129驱动。从而，传动比齿轮的转动将导致齿轮123的转动且因此使得所述外壳不透光的第二末端119转动。所述的第二末端119具有径向的矩形光圈131，其中接纳光纤117的另一端。所述光纤的这端，要么其尺寸合适而使其与光圈很好地紧密相配，要么具有另一适宜的组件，用于在第二末端转动期间，把光纤的末端保持在光圈中的一预定位置。但是，所述的末端可以沿光圈的径向移动，以改变由所述导引机构形成的环状烧蚀区域的位置。
图18的实施例现在参见图18，不烧蚀角膜12的裸露内表面20，而用如图18所示的装置烧蚀被摘除角膜薄层18的内表面133。同样，图18所示装置也可用于从眼睛上摘取的眼库角膜，然后把它放在病人的眼中，以修整该病人组合角膜结构的曲率。前述的装置包括激光源22、可调光阑24和导引机构26。另外，采用一组件134支撑所摘取的极易损坏的角膜薄层。该组件134包括一对激光透明罩136和138，用夹具140把它们以密封的方式连接在一起，其间与角膜薄层18的外沿相配。每个罩都具有一个入口管142、144，用于把压缩空气或适宜的流体通过泵146和148喷射入其中。利用所述压缩气体或流体的容器，使该角膜薄层保持适宜的曲率，使得激光束能提供精确烧蚀的预定图案。为保持如图18所示的曲率，薄层右侧的压力稍大于其左侧的压力。
一旦所述的薄层按需要被适宜地烧蚀，它就可放回角膜的裸露内表面20上，且可以改变以上所述和图4-9中所示的整个角膜的曲率。
图19-27的实施例现在参见图19-27，其中示意了一种将根据本发明对其进行近视治疗的病人的原位眼活体110。眼110包括角膜112、瞳孔114和晶状体116，将根据本发明对其进行处理而不需要冰冻角膜。
可以通过减小角膜112外表面的曲率来实现近视的矫正(即把角膜的中部弄平)。这是通过首先把角膜112的表皮切出一切口118来完成的。切口118可以是弯的或直的，且优选其长度约2.0-3.0mm，与角膜112的中心相距约3.0-6.0mm。可以用激光或刮刀(即一种双刃刀)在角膜112上形成切口118。
如图19和20所示，一旦形成了切口118，就把刮刀120插入切口118中以把活体角膜112的内部区域分成相对的第一和第二内表面122和124，从而形成基质内槽或内槽126。第一内表面122面向眼睛110后方，而第二内表面124面向眼睛110的前方，且这两个内表面都相对于角膜的中心径向延伸。
如图19和20所示，通过在角膜112的基质内区域中向前和向后移动刮刀120可形成槽126。其重要的是，在形成槽126时，应使刮刀126基本保持在一个平面内且基本与角膜的内表面相垂直，以避免贯穿和切断后弹性膜(descemet)或Bowman膜。
优选的是，刮刀120的长度约为3.0-12.0mm，厚度约为0.1-1.0mm，宽度约为0.1-1.2mm。刮刀120可以如图20所示稍微弯曲或是直的。
虽然如图19和20所示的刮刀120用于分割角膜112的内表面，但可以用与激光源相耦合的光纤来代替刮刀120，而把角膜112分成相对的第一和第二内表面122和124。
如图21和22所示，在形成槽126之后，把与光纤132耦合的光纤尖端130经切口118插入槽126中，以把角膜112烧蚀成一基本为环形的区域。从而摘取一基本为盘状的角膜112区域。而形成一盘状腔126’，其中的光纤132是与激光器相耦合的。从尖端130射出的激光可以射向第一内表面122和第二内表面124中之一或同时，且通过烧蚀而从中摘取三维区域。所用的光纤可以根据需要采用实心的或空心的。
光纤132的激光源采用例如CO2、掺铒或钬激光器的长波、红外激光器，或者氩-氟或氪-氟型短波、紫外准分子激光器是有利的。这种类型的激光器将光蚀角膜基质内组织，即把它分解而不使之燃烧或凝结。
图25-27示意了用于烧蚀角膜的光纤尖端的三种不同结构。在图25中，尖端130具有一个用于使激光束与该尖端平行的基本笔直的末端。参见图26，尖端130’具有一个其表面倾斜的末端，用于相对于该尖端以优选为45°的锐角准直激光束，有助于根据需要烧蚀角膜。图27中，尖端130”具有一弯曲末端，用于使激光束弯曲，有助于根据需要烧蚀角膜。
参见图23，所示的角膜112具有在该角膜112中心形成的基本为盘状的腔126’，该腔是在尖端130移开之后角膜112塌陷或弄平之前形成的。所示的盘状腔126’可以是各种形状和大小，这依赖于对病人眼睛进行矫正时所需要修整的曲率量。由此，可以根据需要摘除任何的角膜三维基质内区域。所摘除的基质内区域可以是均匀的或非均匀的。例如，从角膜边缘摘除的材料可以比从角膜中部摘除的多。相反，从角膜中部摘除的材料也可以比从角膜边缘摘除的多。角膜边缘部分的摘除在边缘区域塌陷后将导致角膜中部曲率的增加。
参见图24，在烧蚀槽126以及移开尖端130之后，在通常的眼部压力下所烧蚀的腔126’将塌陷，而将所烧蚀的第一和第二内表面122和124重新连接在一起。这种角膜基质内部的塌陷和重新组合将减小角膜112中部的曲率，角膜的形状从虚线所示的原形状变为图24中所示的新形状。经过一段时间之后，根据病人的治愈能力，所述的烧蚀表面治愈且愈合，成为该角膜曲率的永久性修复。
图28-31所示的实施例现在参见图28-31，将根据本发明的另一实施例对所示的眼睛210进行近视治疗，所述的眼睛210包括角膜212、瞳孔214和晶状体216，将对角膜进行处理，而不需对其冰冻。在该实施例中，矫正近视是通过首先用平头的或刀片状的刮刀220形成多个径向的基质内切口218来实现的。这些切口218使得在每个切口218处把角膜218分成相对的第一和第二内表面222和224。第一内表面222面向眼睛210的后方，而第二内表面224面向眼睛210的前方，且两者都相对于角膜中心径向延伸。刮刀220可具有最大直径约0.1-0.2mm的直刀片或弯曲刀片。如果需要的话，可以用激光器代替刮刀220来形成切口218。
切口或未烧蚀的通道218通常从角膜的边缘向角膜的中心径向延伸。尽管切口218可以从角膜中心延伸，但根据近视的程度，可优选切口218在距角膜212中心约3.0mm处截止。切口218通常具有3.0-10.0mm长，这也依据角膜212曲率的所需改变量。虽然只示意了径向切口，但对所属技术领域中的技术人员来说，所述的切口显然可以是非径向的、弯曲的或别的形状。在形成切口218时，重要的是应使刮刀220基本保持在一个平面上，从而不会引起后弹性膜或Bowman膜的断裂和穿孔。
一旦用刮刀220形成了基质内切口218，光纤尖端230就已与光纤232耦合，尔后把激光器插入每个切口218中，用以把通道226烧蚀成适宜的尺寸。从尖端230射出的激光束可以对准第一内表面222和第二内表面224中之一，或两者，用以烧蚀通道226且从其表面摘取三维的区域。
光纤232的激光源采用与用于上述光纤132的激光源相似的激光源是有利的。
现在参见图30-31，其中示意了一对烧蚀通道226。在图30中，所示的角膜具有已被烧蚀的通道226，所示的通道是在移开尖端230之后而在通道226塌陷或弄平之前的状态。在图31中，所示的角膜212处于已烧蚀通道226塌陷后将第一和第二内表面222和224重新结合而把该角膜212弄平的状态。换句话说，与角膜基质内区域的这种塌陷和重新结合将减小角膜212中部的曲率，从图中虚线所示的原形状变为图31所示的新形状。通过基质内通道的塌陷，使得角膜的外表面松弛，即减小了表面张力，从而使角膜弄平。
图32-35的实施例现在参见图32-35，将根据本发明的另一实施例对所示的眼睛310进行远视治疗，所述的眼睛310包括角膜312、瞳孔314和晶状体316。矫正远视可以通过增加角膜312外表面的曲率(即使角膜中部变得更弯曲)来实现，而不需要冰冻该角膜。
上述的目的是通过用刮刀320形成多个径向的基质内切口或通道318以形成相对的第一和第二内表面322和324来实现的。这些通道318基本沿径向向角膜312中心延伸。虽然图中仅示意了八个等间隔的径向通道318，但对于所属技术领域中的技术人员来说，显然可以形成更多或更少且不等间隔的通道，这就依赖于所要进行的曲率修整量。
形成图32-35中的切口或通道318的初始步骤与形成图28-31中的切口218的初始步骤相似。因此，刮刀320与上述的刮刀220相似。但也可以用激光器代替刮刀320来形成切口或通道318。
一旦形成了通道318，就把从光纤332中伸出的光纤尖端330插入每个通道318中，使激光束对准第一内表面222和第二内表面224中之一，或两个内表面，用以凝结角膜312的基质内部。参见图34，每个通道318的末端点326都被凝结。优选的是，该凝结点326基本位于与角膜中心同心的圆的圆周上。形成凝结点326的圆的大小由所需修整的曲率量决定。同样，凝结点的数量和在角膜上的位置依赖于所要进行的适宜曲率修整量。
用激光器凝结角膜312基质内的点，例如凝结点326，将使得角膜的这些点，尤其是其中的胶原，被加热和收缩。这种角膜基质内部的局部收缩将使得角膜的外缘在每个凝结点处以向后的方向被拉紧或拉拽。从而引起图35所示的角膜整体曲率的增加。凝结，而不是烧蚀，是通过激光来完成的，所述的激光必须具有能够烧煮角膜组织的波长且该波长介于长红外光和短紫外光之间。
图36的实施例参见图36，不是用激光器来摘除角膜112中形成的腔126中的角膜组织或形成那些腔，而是采用与转动或振动能量源适配的旋转钻头400来通过切割烧蚀细胞组织。但是，也可以采用任何其它适宜的机械器件来摘除角膜组织或形成上述的腔。还可以采用一个适宜的真空器件，例如真空管，它有助于使腔成为真空而把所述的细胞组织从角膜上摘除。
图37-45的实施例现在参见图37-45，其中示意了病人的原位眼活体410，根据本发明，将通过摘除角膜的不透光部分而治疗近视或远视和/或改善病人的视力。图37-40和43-45中的眼睛410包括角膜412、瞳孔414和晶状体416，将根据本发明对其进行治疗，而不需冰冻角膜412的任何部分。
可以通过修整角膜412的外表面的曲率来实现近视和远视的矫正，即，对于近视将把角膜的中部弄平，而对于远视，则增加角膜中部的曲率。这是通过首先在角膜412的表皮中切出一切口418来实现的，参见图37。所述的切口可以是弯曲的或直的。优选的切口长度约为2.0-3.0mm且与角膜412的中心相距约3.0-6.0mm。可以采用激光器或或双刃刀来在角膜412上形成切口418。
如图37-40和43-45，一旦形成了切口418，，就可以把刮刀或激光探针插入切口418，而把活体角膜412的内部区域分成相对的第一和第二内表面422和424，从而形成如图19-27所示的前述实施例中的基质内槽或内槽426。第一内表面422面向眼睛410的后方，而第二内表面424面向眼睛410的前方，且这两个表面都相对于角膜412的中心径向延伸。
槽426可具有从两内表面422和424之一或两者中摘取的角膜组织。换句话说，可以烧蚀或切割基质内槽426的内表面422和424以限定一个腔。烧蚀或摘除角膜412的内表面422和424部分适于摘除角膜412的不透明区域。另外，可以利用与前述实施例中相似的解剖手术刀或金刚石尖钻来摘除角膜412的内表面422和424。可以通过基本与前述方法相同的方法来形成槽426。当然，也可以用激光器或一切割工具以一步形成切口418和槽426。另外，可以不从内表面422和424中摘除任何的角膜组织。
如图37-40和43-45所示，一旦形成了槽426，就可以利用工具450把眼用材料428或430插入槽426中。此处所用的眼用材料428或430可指流体或固体或二者的任何组合。在图38-40的例子中，眼用材料是凝胶或流体类材料428，可以用工具450把它射入槽426中。换句话说，在图38-40的例子中，工具450是一根用于把眼用材料射入槽426中的针。在图43-45的例子中，眼用材料是柔性的、弹性环状件430。
在任一种情形中，眼用材料428或430可以具有与角膜412基质内组织相同的折射率或具有与角膜412的基质内组织不同的折射率。因此，病人的视力可以通过修整曲率和/或改变其折射率而进行修整。此外，病人的视力也可以仅通过摘除角膜的不透明部分且用具有与角膜412基质内组织相同折射率的眼用材料替换而进行修整。
在图38-40的例子中，利用眼用材料428，过量填充、部分填充或完全填充槽426，以根据需要修整角膜。可以用眼用材料完全填充腔或槽426，以使角膜412恢复正常的曲率，如图40所示。可以增加引入到槽426中的眼用材料量，从原始曲率开始增加角膜的曲率，从而治疗远视，参见图38。另外，可以减少引入到槽426中的眼用材料量以降低曲率或把从原始曲率开始把角膜弄平，从而治疗近视。参见图39。这种方法适用于矫正屈光度为12或更多的视力。在槽426被填满后，槽426的内表面422和424成为一体，而将眼用材料428裹入角膜412中。所示的表面得以治愈和愈合，从而形成角膜曲率的永久性修复。
射入槽426中的眼用材料428可以是具有生物相容性且不干扰病人视力的任何适宜材料。优选的是，图38-40中的眼用材料428是一种以可注射形态存在的透明凝胶状胶原，例如明胶，它可以从公知的各种商源中获取。通常，在本发明中所用的胶原是I型胶原。当然，眼用材料也可以是透明或半透明的生物相容性聚合物凝胶，例如一种硅氧烷或一种可注射的聚甲基丙烯酸甲酯。优选的是，眼用材料428是一种透明、柔性且具有亲水性的聚合物材料。所属技术领域中的技术人员将会从该公开的内容中理解眼用材料428可以是任何适宜的聚合物材料。当然，眼用材料428可以是图41-45的例子中所示的柔性固态或半固态材料，将在以下描述相关的眼用材料430，它们可以从胶原或合成聚合物中制得，例如丙烯酸类聚合物、硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯。
现在参见图43-45的例子，其中采用的是固态或半固态眼用材料或植入物430，通过小口用工具450把眼用材料或植入物430植入，使得可以把眼用材料或植入物430植入槽426中且约位于眼睛410的主光轴中心，其中的小口是通过角膜外表面上的切口418所形成的，参见图37。眼用材料或植入物430优选弹性的、柔性的构件，可以把它折起来，经切口418所形成的小口而插入槽426中。
眼用植入物430由生物相容性的透明材料制得。优选的是，眼用植入物430由任何适宜的透明聚合物材料制得。适宜的材料包括例如，胶原、硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸硅氧烷酯的共聚物、纤维素乙酸丁酸酯和类似物。这些材料可以从制造接触透镜的厂家获得。例如；光学级硅氧烷可以从Allergar、Alcon、Staar、Chiron和Iolab获得。光学级丙烯酸树脂可以从Allergan和Alcon获得。一种由水凝胶光学材料和甲基丙烯酸甲酯组成的水凝胶透镜材料可以从Staar获得。
与以上所述的流体型眼用材料428相似，可以根据需要采用固态或半固态的眼用材料或植入物430过量填充、部分填充或完全填充槽426以修整角膜412。虽然需要烧蚀或摘除槽426的基质内组织以减小角膜412的曲率，参见图44，或保持角膜412的原始曲率，参见图45，但是，这种对槽426的基质内组织所进行的烧蚀或摘除对增加角膜412的曲率是没有必要的。在任何情况下，如果需要，从槽426中所摘除的基质内组织的量依赖于眼用材料430的形状和最后所需要的角膜412的形状。
参见图41和42，眼用材料或植入物430具有其中心有一开口或圆孔432的基本为环形的形状。中心开口432使得基质内流体流过眼用材料或植入物430。优选的是，眼用材料430具有其外径在约3.0mm-9.0mm范围内的圆形边界。中心开口432优选范围约为1.0mm-8.0mm。眼用材料430的厚度优选20微米-1000微米。从所公开的内容中可以清楚地看到眼用材料430可以是具有一狭缝的部分环或整环。而且，眼用材料430可以是椭圆环。
在图41-45的实施例中，眼用材料或植入物430具有一平面434和一曲面436。平面434形成一截头圆锥形表面，它在眼睛后方向内面向眼睛410的中心，从而与槽426的内表面424相接。使曲面436成形为一矫正透镜的形状或形成来修整角膜412曲率，参见图43和44。当然，可以使眼用材料430的形状能代替角膜412的不透明区，该区在前已经被摘除，和/或形成一矫正透镜，而不改变角膜2的曲率，参见图45。
当中心开口432约为2.0mm或更小时，中心开口432充当一个针孔，使得所通过的光总被适当地聚焦。由此，具有这种小开口432的眼用材料430可以成为一矫正透镜，它不会受到中心开口432的严重影响。然而，当眼用材料430具有一约大于2.0mm的中心开口432时，该眼用材料430很可能与角膜412的基质内组织具有相同的折射率，用于修整角膜412的形状和/或代替角膜基质内组织的不透明区。当然，所有的或部分的眼用材料430可能具有与角膜412的基质内组织不同的折射率，以矫正屈光不正或其它，此时，中心开口432约大于2.0mm。
由眼用材料430修整角膜的量和/或所产生的矫正能力可以通过改变厚度、形状、外径和/或中心开口432的大小而改变。而且，除了采用如图41和42所示的连续、均匀的环以外，眼用材料430还可以根据需要在所选区域采用非均匀截面的环，以矫正病人的视力。另外，可以用多个分离的固态或半固态眼用植入物代替眼用材料430，而在所选位置填入角膜412的槽426中。
图46-53的实施例现在参见图46-53，根据本发明的另一实施例，通过摘除角膜的不透明部分而对所示的眼睛510进行远视或近视治疗和/或改善其视力。眼睛510包括角膜512、瞳孔514和晶状体516。如前实施例所述，对角膜512的处理没有采用冰冻。
在该实施例中，对远视或近视的矫正或摘除不透明部分可以通过这样完成，即首先用与前面图28-31的实施例中所示的类似平头针、激光器或刀片式刮刀形成多个径向基质内切口518。这些切口518分别在每个切口518处都把角膜512分减相对的第一和第二内表面522和524。第一内表面522面向眼睛510的后方，而第二内表面524面向眼睛510的前方，且两者都相对于角膜512的中心径向延伸。
切口或未经烧蚀的通道518通常是从其边缘向中心径向延伸。根据远视或近视的程度，尽管切口518可以延伸到角膜512的中心，但优选的是，切口在距角膜512的中心约3.0mm处截止。切口518通常延伸约3.0-10.0mm长，这依赖于所需要改变的角膜512曲率量。虽然仅示出了径向切口，但对于所属技术领域中的技术人员来说，很明显，切口还可以是非径向的、弯曲的或其它形状的。在形成切口518时，重要的是所述的刮刀或激光器应基本保持在一平面上，这样不会使后弹性膜或Bowman膜被贯穿或切断。
如果需要或者适宜，一旦形成了基质内切口518，就可以把与光纤和激光器相耦合的光纤尖端可优选地插入每个切口518中，用以把通道526烧蚀成所需的尺寸。从尖端射出的激光束可以照射到第一内表面522、第二内表面524中之一或二者之上，以烧蚀通道526，从而相继地且逐渐地从这些表面上摘除三维的区域。光缆中的激光源采用与上述的激光源相似的激光源是有利的。另外，也可以采用钻或其它适宜的微型切割工具来相继且逐渐地摘除角膜的部分区域。
参见图46，其中示意了多个径向通道526，将适宜的工具550插入一个通道526中，把光学材料528引入通道526中以修整角膜512。在此所用的眼用材料528是指透明的流体或固体或它们的组合。在图47-53的例子中，眼用材料528是凝胶或流体状材料，它们可以经工具550射入槽526中。优选的是，在所述情形中，工具550是用于把眼用材料528注射入槽526中的针。当然，在如前所述的实施例中，固态植入物或眼用材料可以被引入槽526中。而且，根据需要和/或要求，眼用材料528可以具有与角膜512的基质内组织不同或相同的折射率，不管该眼用材料是凝胶、固体，还是任何它们的组合物。
如图47所示，注射进入烧蚀通道526的光学材料528使角膜512的外表面向外膨胀，来改变或改善角膜512中央部分的曲率，从虚线所示的原始形状变为实线所示的形状。
如图47-53所示，可以用眼用材料528过量地(图47)、未充满地(图48)或完全地(图49)填充槽526而填充各个径向通道526。因而，通过把不同量的光学材料引入槽526中，可以在不同区域改变角膜512的曲率。类似地，可以在所选的区域过量或完全地填充所选的通道，而在其它所选区域的其它的所选通道中部分地、完全地或不填充，从而因塌陷而减小角膜512的曲率，参见图50-53。角膜不同区域的曲率的选择性改变尤其适于矫正屈光不正。
在图47-53的实施例中，对通道526的基质内部进行烧蚀时优选激光器或进行切割时优选微型切割工具，以相继且逐渐地摘除角膜512的三维区域。从而由通道526形成管状槽。但是，如图37和38的实施例，可以用眼用材料填充切口518，而不需先烧蚀或切割角膜512的内表面522和524，以扩展角膜512，进而增加其曲率。烧蚀角膜的内表面有利于摘除角膜的不透明区域。其间可以填充眼用材料。
如图48和50所示，引入槽526的烧蚀区的眼用材料528量可以少于所烧蚀的材料量，从而减小角膜512的曲率。另外，引入槽526的烧蚀区中的眼用材料528量可以完全填充槽526以使角膜512保持原曲率，参见图49、51和52。
图54-57的实施例现在参见图54-57，根据本发明的另一实施例，将对所示的眼睛610进行远视、近视和/或摘除不透明部分的治疗，其中采用了植入物或眼用材料630。如图所示，眼睛610包括角膜612，瞳孔614和晶状体616。如前面的实施例所述，眼睛活体610不用冰冻其角膜612或它的任何部分而进行处理。
在该实施例中，首先用刮刀或激光器进行切割而从病人活体角膜612的中部摘除一薄层618角膜612。典型地，该薄层618的厚度约取0.2mm量级，而整个角膜的厚度约取0.5mm量级。一旦从角膜612中摘除了薄层618，便裸露出相对的第一和第二内表面622和624。通常，内表面622和624之一或两者是准分子激光器烧蚀的目标。另外，内表面622和/或624中的细胞组织可以通过一机械切割工具从中摘除，或几乎不从角膜中摘除任何细胞组织。
如图54所示，用激光束或别的切割工具从内表面624上摘取一个盘状部分626。在该实施例中，使内表面624形成为包括一凹状的环形区域627。可以以基本相同的方法，采用上述图1-10的实施例中的方法和激光装置以基本相同的方式从角膜612中摘除细胞组织。
在烧蚀角膜612的裸露内表面622或624后，如果需要，就在角膜612的烧蚀区域628上放置环形的植入物或眼用材料630。然后把先前摘取的角膜612薄层618放回角膜612的已烧蚀区626，以覆盖植入物或眼用材料630，尔后使它们再结合。所得的角膜可以具有修整后的曲率，从而使角膜和晶状体系统的折射能力得以修整，参见图55和56，或者所得的角膜具有原始曲率而其中的不透明区域被摘除和/或修整后的折射能力，参见图57。
图54-57的实施例中的眼用植入物或材料630的形状几乎为环形，且基本与上述的植入物或眼用材料430相同。由此，可以参考图54-57的过程或方法，而将不再示意或详细描述。与眼用材料或植入物430相似，眼用材料630可以是含有一狭缝的部分环或整环。
眼用植入物或材料630的外径可以约为3-9mm，而其内开口632通常约为1-8mm。眼用植入物630优选厚度约为20-1000微米。眼用植入物630具有一平面644，形成一截头圆锥形表面，它在眼睛610向内面向眼睛610的中心，从而与角膜612的裸露内表面620相接。相对的表面646优选一曲面，它面向所示眼睛610的前方。可以使眼用植入物630成形为形成一矫正透镜的形状或成形来修整角膜612曲率。类似地，可以用植入物代替角膜612的不透明区，该区在前已经被用烧蚀或别的方法摘除。
在所示的实施例中，眼用植入物630优选基本均匀的形状和截面。另外，根据矫正病人视力的需要，在所选区域的眼用植入物630可以是任何均匀的和/或非均匀截面的适宜形状。例如，可以采用具有圆形或三角形截面的眼用植入物。在该方法中，可以在所选区域中修整角膜曲率，以矫正各种光学缺陷，例如屈光不正。眼用植入物630可以是用于矫正病人视力的、具有适当折射率的矫正透镜。眼用植入物630是由生物相容性透明材料制得的。优选的是，眼用植入物630由任何适宜的透明聚合物材料制得。适宜的材料包括例如，胶原、硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸类聚合物、甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸硅氧烷酯的共聚物、纤维素乙酸丁酸酯和类似物。这些材料可以从制造接触透镜的厂家获得。例如；光学级硅氧烷可以从Allergan、Alcon、Staar、Chiron和Iolab获得。光学级丙烯酸树脂可以从Allergan和Alcon获得。一种由水凝胶光学材料和甲基丙烯酸甲酯组成的水凝胶透镜材料可以从Staar获得。
亲水性眼用植入物透镜可以根据其聚合物网络中主要成分的化学构成来进行分类，而不管其类型或次要主份的数量，这些次要主份例如交联剂和别的副产品或主要单体中的杂质。水凝胶透镜可以被分为(1)甲基丙烯酸2-羟乙酯透镜；(2)甲基丙烯酸2-羟乙酯-N-乙烯基-2-吡咯烷酮透镜；(3)亲水-疏水等分的共聚物透镜(亲水性成分通常是N-乙烯基-2-吡咯烷酮或甲基丙烯酸甘油酯，疏水性成分通常是甲基丙烯酸甲酯)；和(4)混合水凝胶透镜，例如具有硬光学中心和软亲水性群边的透镜和双层透镜。
另外，眼用植入物630可以是长条形的或弧形的，盘状的或其它的形状，用以修整角膜612的形状和曲率或用于改善眼睛610的视力而不需修整角膜612的曲率。类似地，可以在所选位置的角膜基质内部放置眼用植入物630，以修整角膜的曲率和矫正角膜与晶状体系统所提供的视力。在图54-57所示的实施例中，可以完全摘除角膜612的薄层618以裸露角膜612的内表面622和624。
图58的实施例图58中示意了把眼用材料或植入物630植入眼睛710的另一种方法。特别是，把眼用材料或植入物630植入眼睛710的角膜712中以修整病人的视力。尤其是，可以采用该方法来治疗远视、近视或进行角膜的不透明部分的摘除。如前所述的实施例，对眼睛510的处理不需要冷冻角膜712或它的任何部分即可实现。
在这种方法中，用刮刀、激光或公知的任何切割工具在角膜712上形成一环状切口718。然后可以根据需要和/或要求再用刮刀、激光或切割工具切割或烧蚀角膜712的基质内环状槽726。因此，现在形成环状槽是用于容纳以上详细描述的眼用材料或植入物630的。
由环状切口718所形成的环状槽把角膜712分成相对的第一和第二内表面722和724。第一内表面722面向眼睛710的后方，而第二内表面724面向眼睛710的前方，任选的，两个内表面722和724中的任一个都可以被烧蚀，以使环状槽726更大来容纳眼用植入物630。
具有内表面722的角膜712区域形成一个环形的片状结构725，可以把它从角膜712的剩余部分抬起和折叠，以使其可以把眼用植入物或材料630放入角膜712的环形槽726中，参见图58。现在，可以把角膜的片状结构725折叠在眼用植入物或材料630上，通过接缝等将其与角膜712的剩余部分重新连接。因此，现在眼用植入物或材料630被裹在角膜712中。
如前述的实施例所述，眼用植入物或材料630可以修整角膜712的外表面曲率，从而增加或减小它的曲率，或者使角膜712的外表面曲率保持为原曲率。换句话说，眼用植入物或材料630可以通过该角膜712的曲率和/或摘除角膜的不透明部分和/或在角膜中充当矫正透镜，来矫正病人的视力。
图59的实施例其中示意了本发明中利用眼用植入物800的另一实施例。尤其是，图59的方法与上述的图54-57所示的方法几乎相同。因而，在此将不再示意或描述。但是，图54-57所示的方法与图59所示的方法唯一实质性的区别在于图59中的薄层816不是从眼睛810的角膜812中完全摘除的。
换句话说，利用刮刀或激光形成角膜812的薄层818，因此薄层818区域仍与角膜812相连，而形成一个角膜的片状结构。可以用如前述实施例中的激光或切割工具来烧蚀或切割薄层818的裸露内表面820或角膜的裸露内表面824，以修整角膜的曲率。然后可以把眼用植入物630放置在角膜812的内表面820和824之间。再把该片状结构或薄层818放回角膜812，使之愈合。由此，眼用植入物630可以根据需要和/或要求增加、减小或保持眼睛810的曲率，其中同时摘除了眼睛的不透明部分。
图60和61的实施例现在参见图60和61，其中示意了本发明中用于治疗近视或远视的眼用植入物或材料930。尤其是，眼用植入物或材料930是盘状构件，它象纸一样薄或更薄。眼用植入物或材料930包括一个用于使基质内流体在眼用植入物或材料的两侧间通过的开口932。基本上，眼用植入物或材料930由一种适宜的透明聚合物材料构成，其中利用了例如菲涅耳透镜这样的衍射技术，该眼用植入物或材料可以通过改变角膜的折射能力而矫正通过该角膜的光的焦点。由于眼用植入物或材料930很薄，即象纸一样薄或更薄，所以，即使在把眼用植入物或材料930插入角膜之后，角膜的外表面也将基本保持初始形状。即使角膜有些变化，而这种变化也可以由眼用植入物或材料930的折射能力来补偿。
在前述的实施例中，可以以任何不同的方式把眼用植入物或材料930插入角膜。尤其是，可以通过折叠眼用植入物或材料930尔后将其经小口插入的方式把眼用植入物或材料930经角膜上形成的较小的小口而插入，从而使之扩展到角膜基质内部形成的槽中。而且，可以形成一个薄层或片状结构，用于安置上述的眼用植入物或材料930。
眼用植入物或材料930的外径优选范围约为3.0mm-9.0mm，而中心开口932优选范围约为1mm-8.0mm，这依赖于所要矫正的视力类型。特别地，可以用眼用植入物或材料930来矫正远视和/或近视。此时采用范围约为1.0mm-2.0mm的相对小的中心开口932。但是，如果该开口大于2.0mm，那么将很可能设计眼用植入物或材料930，使之矫正眼睛的缺陷，例如矫正散光。在屈光不正的情形中，仅是眼用植入物930的一定区域具有与角膜基质内组织不同的折射率，而眼用植入物或材料930的其余部分具有与角膜基质内组织相同的折射率。
特别地，眼用植入物930由一种生物相容性的透明材料制得，它具有弹性，因而可以折叠且经角膜中的小口插入其间，然后当其被容纳入角膜的槽中时扩展回初始形状。适宜材料的例子包括，例如基本与上述的材料相同，此时可以参考上述的眼用植入物或材料430或630。
图62-73的实施例现在参见图62-73，将讨论本发明中用于修整病人眼睛活体1010以矫正病人视力的不同方法。尤其是，这些方法引入了前述的本发明中通过摘除角膜不透明部分而治疗近视、远视和/或改善病人视力的方法中的许多过程。因此，将用多个前述的过程和已经提及的例子来描述图62-73的过程。
如前述的实施例，用于修整图62-71的眼睛1010的过程是通过处理角膜1012的基质内部来实现的。这些过程包括逐渐地和相继地烧蚀或摘除角膜1012的基质内部的三维区域和/或插入眼用材料428、430、528、630或930，如前面的实施例中所述。
参见图62，该过程的第一步在于在如图62和63所示的角膜1012的表皮形成一个开口或切口1018。切口1018可以是弯曲的或直的，且优选2.0mm-4.0mm长且与角膜1012的中心相距约3.0mm-6.0mm。当然，切口1018的大小和位置取决于角膜1012所需的矫正。换句话说，如果根据本发明的需要或要求，可以形成多个切口。可以通过工具1020在角膜1012上形成切口1018或多个切口，这些工具可以是例如射出激光束的光纤、刮刀或微型金刚钻等适宜的工具。
一旦形成了切口1018，就可以经切口1018把工具1020插入角膜1012的基质内部，把活体角膜1012的内部区域分成相对的第一和第二内表面1022和1024，以形成前述的如图19-27实施例中的基质内槽或槽1026。用激光或切割工具以一个步骤或根据需要和/或要求以两个步骤就可以形成切口1018和槽1026。第一内表面1022面向眼睛1010的后方，而第二内表面1024面向眼睛1010的前方，且这两个表面都相对于角膜1012的中心径向延伸。
槽1026可具有从内表面1022和1024之一或两者中摘取的基质内组织。换句话说，可以通过工具1020烧蚀基质内槽1026的内表面1022和1024，以限定一个腔。烧蚀或去除角膜1012的内表面1022和1024特别适于摘除角膜1012的不透明部分。从内表面1022和1024去除基质内组织可以利用与图36相似的金刚钻或利用例如与图25-27的光纤相似的激光发射光缆来实现。
如果工具1020是光纤，那么可以用模板1028来烧蚀图66和67所示的内表面1022和/或1024。模板1028优选柔性的、弹性构件，该构件包括一激光传输部1030和一激光束遮挡部1032，这样，在把激光束准直到模板上时，激光束将通过激光束透过部1030，而不通过激光束遮挡部1032。在图64所示的例子中，模板1028为环形，其中含有一几乎为盘状的激光束透过部1030和一环状且环绕激光束透过部1030的激光束遮挡部。因此，当把激光束准直到模板1030上时，一盘状部就从图67-69所示的角膜1012中烧蚀出。
从以上的公开内容中所属技术领域的技术人员可以清楚模板1028可以具有各种形状的激光束透过部1030和激光束遮挡部1032，以形成任何