用于眼科应用的伺服控制的对接力设备制作方法

R·W·弗雷, S·E·博特

2012年12月5日

2011年1月28日

2010年1月29日

雷萨公司

A61F9/009GK102811685SQ201180015126

伺服 接力 眼科 应用 用于 控制

1.一种激光治疗系统，包括 用于将激光束应用到患者眼睛的装置；和 用于对准和固定所述眼睛的装置2.一种激光治疗系统，包括 激光系统，所述激光系统将激光束导向患者的眼睛；和 患者接口设备，所述患者接口设备接合所述眼睛从而对准和固定所述眼睛，所述患者接口设备包括 吸取环，所述吸取环附接至所述眼睛； 可移动臂，所述可移动臂接合所述吸取环； 传感器，所述传感器测量由所述患者接口设备在所述眼睛上产生的力；以及伺服控制系统，所述伺服控制系统接收来自所述传感器的并代表着所测量的力的信号，并且所述伺服控制系统控制所述可移动臂的移动，从而通过所述传感器来测量处于预设水平的力3.一种治疗眼睛的方法，所述方法包括 将激光束导向患者的眼睛； 用患者接口设备接合所述眼睛从而对准和固定所述眼睛； 测量由所述患者接口设备产生在所述眼睛上的力，以及 控制所述患者接口设备的移动从而随后测量处于预设水平的力

本发明涉及一种在医疗手术期间对准和固定患者眼睛的设备，该医疗手术例如是眼科手术，更特别地指，将治疗激光传递到眼睛的角膜上

如图I所示意性示出的，激光治疗系统100包括激光系统，其中为了方便仅示出了光学头102该光学头经由三维运动控制以已知的方式进行三维移动可行的激光系统的实例可以使用以下文件中所描述的激光系统，即美国专利申请序列号11/337，127; 12/217，285; 12/217, 295; 12/509, 412; 12/509, 021; 12/509, 211 和 12/509，454，上述申请的每一个的全部内容通过引用结合于此如图I所示，电动马达106附接至光学头102电动马达106在+ζ或_z方向上驱 动可平移部件，例如螺钉108螺钉108的端部110接合至能够+ζ或-ζ方向上移动的可平移平台112因此，当与平台112接合的螺钉108在+ζ方向移动时，平台112也将在+ζ方向上移动类似地，如果与平台112相接合的螺钉108在-ζ方向移动时，平台112也将在-ζ方向上移动如图I所示，力传感器114附接至平台112的顶表面该力传感器114通过安装螺钉118联接至臂116的一端臂116的另一端具有锁定扣环120注意到平台112、臂116、力传感器114和锁定扣环112的质量近似为1kg这个质量将施加在眼睛上的力限制为最大为大约ION的力在操作中，吸取环122手动地应用到患者的眼睛124如图I所示，吸取环122将眼睛124居中从而使腔室126包围待被治疗的眼睛124的区域另外，安装壁128接合了眼睛124的表面当安装壁128接合了眼睛124时，在由安装壁128和被安装壁128包围的眼睛124的表面所限定的容积内形成真空因此，吸取环122附接至眼睛124的表面另夕卜，流体被插入到腔室126中一旦吸取环122附接至眼睛124，则对臂116执行对接过程(该臂116与吸取环122分离)特别地，外科医生将控制三轴运动伺服控制系统的操纵杆(未显示)进行移动以控制光学头102在三维方向上的运动外科医生移动操纵杆以将锁定扣环120与吸取环122对接当锁定环120与吸取环122被对接的时候，它们的组合构成了患者接口设备130伺服控制系统在外科医生无意中过快地将光学头102向下移动到患者眼睛124的情况下限制施加到眼睛124上的力当通过外科医生使用操纵杆进行控制而使得患者接口设备130被对接到眼睛124的时候，由患者接口设备130施加到眼睛124的压力通过力传感器114而被连续监控，该力传感器114测量施加到臂116和平台112之间的力与所测量的力成比例的信号从传感器114发送到伺服控制系统131，转而处理该信号从而产生导向到电动马达106的控制信号该控制信号控制电动马达106从而在+ζ和-ζ方向上移动螺钉108、平台112和臂116控制信号使得如果所测量的力大于预设的水平(即，眼睛受到来自患者接口设备130的太大的力)，则螺钉108、平台112和臂116在+ζ方向上移动，减小患者接口设备130对眼睛124的压迫，直到达到预设水平或到达螺钉108行进的极限类似地，如果所测量的力小于预设的水平(即，眼睛受到来自患者接口设备130的太小的力)，则螺钉108、平台112和臂116在-ζ方向上移动直到达到预设水平或到达螺钉108行进的极限注意到选择预设水平使得施加到眼睛的力在一定范围内从而1)力足够大以允许设备的上部对接部件扣入附接至患者眼睛的吸取环内，并且将眼睛保持在固定、稳定的位置处，以及2)力足够小从而避免眼睛的不适或创伤，以及避免眼前房的过度压迫基于患者接口设备130的精确设计，所需要的力的量可以低至I牛顿或高至8牛顿此外，预设水平可以在100克至400克的范围内如果所测量的力大于预设水平则马达106在+ζ方向上移动平台112和臂116，如果所测量的力小于预设水平则马达106在-ζ方向上移动平台112和臂116，由此将眼睛上的力保持在接近预设水平由于对于每个患者来说眼睛124上的力保持在最佳的预设水平，整个程序都是一致的——在激光手术期间，作为对眼前房过度压迫的反应，晶状体向前移动的任何趋势都将会最小化在可选的实施方案中，在对接程序期间，预设水平可以变化例如，最初的对接可以在第一预设水平执行，该第一预设水平确保臂116和对接扣环120稳固地座接(它们卡扣在一起)假如锁定扣环120在对接过程中附接至臂116，则选择第一预设水平使得锁定扣环120扣入并与吸取环128接合当完成对接之后，预设水平改变为较低的值，该较低的值 足以允许患者接口设备130达到以最佳水平的力压迫眼睛的ζ位置，从而保持眼睛的稳定并使患者更加舒适一旦达到预设水平，对接就完成了，并且电动马达106也锁定到位，从而在由激光系统102执行激光手术期间防止眼睛移动因此，用于相对于激光对准和固定患者眼睛124的患者接口设备130允许将治疗激光有效地传递到角膜和晶状体，并且允许通过患者接口设备130来测量角膜和晶状体的位置，还允许将激光过程的图像提供给用户来监控手术的过程本领域技术人员将会理解，可以对上面描述的实施方案进行更改而不会脱离其广泛的发明理念因此，应该明白，本发明并不限制在上面揭示的特定实施方案，而旨在覆盖由权利要求所限定的在本发明的精神和范围内的各种变型