TWI748677B - 雷射眼科設備 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種雷射眼科設備，包括雷射光源；配置為引導從雷射光源產生的雷射束的光引導裝置；支撐托架，其配置為支撐患者的頭部，以使其眼睛的外露表面保持為垂直於水平面；配置來定位被支撐在支撐托架上的患者的眼睛的位置的定位裝置；雷射掃描施用裝置，其基於定位裝置的定位結果而被移動到對準患者的眼睛，並施加來自光引導裝置的雷射束；定位裝置及雷射掃描施用裝置被設置於其上的移動台，且移動台配置為使定位裝置及雷射掃描施用裝置沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動；以及控制器，配置來控制雷射光源使其發出雷射束、及控制雷射掃描施用裝置使其對患者的眼睛施加雷射束。

Description

雷射眼科設備

本發明關於一種雷射眼科設備

在眼睛的構造中，大約有三分之二的屈光度是由角膜前表面的曲率來決定的，因此，可藉由改變角膜的形狀來顯著地改善或消除眼睛的屈光不正。角膜為一種多層構造的薄膜，其前表面及後表面為幾乎同心的，且具有約0.5至0.6毫米的中心厚度、以及約0.6至0.8毫米的邊緣厚度。角膜的多層構造從前表面到後表面依序為上皮細胞層(Epithelium)、前彈力層(Bowman)、基質層(Stroma)、後彈力層(Descemet)、及內皮細胞層(Endothelium)。上皮細胞層的中心厚度約為70μm，且前彈力層的厚度約為12μm。基質層的厚度約占角膜總厚度的90%(約500μm)，且主要由規則排列的膠原纖維和相互連接的角膜細胞所組成。內皮細胞層由一層六角形扁平細胞所構成。

基於上面所說明的角膜構造，由於角膜的基質層具有足夠的厚度，為了矯正的目的，可切除基質層的前部分以改變其輪廓，進而改變眼睛的屈光度，同時保留大部分的基質組織。

各種雷射被廣泛地應用於眼科手術中，例如，青光眼、白內障、屈光手術等。例如，紫外光(UV)雷射被用於屈光手術(或角膜重塑術)中，其中，紫外光雷射的例子包括193nm的準分子雷射、五次諧波(213nm)的釹雷射 (Neodymium-Yttrium Aluminum Garnet；Nd-YAG laser)等。具體而言，這些紫外光雷射被廣泛地運用於雷射屈光角膜切削術(PRK)、以及準分子雷射原位層狀角膜塑形術(LASIK)等，其均利用雷射光燒蝕角膜組織以改變其曲率，進而達到改變眼睛的屈光度(矯正視力)的效果。

目前市面上用於執行LASIK的雷射眼科設備都具有類似的設計，其都是藉由移動患者所在的手術台來使患者眼睛的視軸對準雷射光束。具體而言，患者會躺在可沿著XYZ軸精密地移動的手術台上，藉由此手術台使患者(亦即，其角膜的表面)移動，直到角膜的表面到達雷射眼科設備中的顯微鏡的聚焦點為止，並接著設置雷射光束傳輸路徑。在雷射眼科設備中，由於設置有雷射光源的主機櫃的體積相當龐大且移動不便，通常會透過光學系統來傳遞雷射光束，使雷射光束在經過光學系統之後在顯微鏡下方被轉向為向下方向，以對齊顯微鏡的光軸。在這種雷射眼科設備的使用過程中，為了使患者眼睛的視軸對準雷射光束，需要不斷地移動患者所在的手術台，在這樣的情況下，由於手術台的體積較為龐大，容易造成操作者(例如，醫生或手術助理)使用上的不方便。

另一方面，在已知使用雷射的眼科手術中，患者均先是以坐姿接受一系列手術前的相關檢查，接著再移動到手術台上並以躺姿接受眼科手術。在這樣的情況下，由於患者的眼睛的各種參數在坐姿與躺姿下會略有差異，例如，因眼球在坐姿與躺姿下的轉動角度不同而造成散光角度的差異。此種差異的存在會使得手術時所進行的操作不夠精確，對於需要高精確度的手術而言將會是嚴重的問題。

本發明的目的在於提供一種雷射眼科設備，其使得患者能夠以坐姿接受來自雷射眼科設備的雷射束並藉此進行雷射眼科手術，且雷射眼科設備與患者的眼睛之間的對準是藉由移動雷射眼科設備來進行的，而不再需要使患者的位置相對於雷射眼科設備移動。

根據本發明所提供之雷射眼科設備，包括雷射光源，其配置為產生雷射束；光引導裝置，其配置為引導從雷射光源產生的雷射束；支撐托架，其配置為支撐患者的頭部，以使其眼睛的外露表面垂直於水平面；定位裝置，其配置來定位被支撐在支撐托架上的患者的眼睛的位置；雷射掃描施用裝置，其基於定位裝置的定位結果而被移動到對準被支撐在支撐托架上的患者的眼睛，並對患者的眼睛施加來自光引導裝置的雷射束；移動台，定位裝置及雷射掃描施用裝置被設置於此移動台上，且移動台配置為使定位裝置及雷射掃描施用裝置沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動；以及控制器，配置來控制雷射光源使其發出雷射束、及控制雷射掃描施用裝置使其對患者的眼睛施加雷射束。

藉由本發明上述的雷射眼科設備，由於支撐托架配置為使患者的眼睛的外露表面保持為垂直於水平面，患者除了能夠以坐姿接受手術前的相關檢查以外，還能夠以坐姿接受來自雷射掃描施用裝置所施加的雷射束，以進行雷射眼科手術。如此一來，在手術前接受相關檢查時、以及在被施加雷射束以進行雷射眼科手術時，患者的眼睛的狀態不會有太大的差異，使得雷射眼科手術的操作能夠更精確地進行，且因此特別適用於各種需要高精確度的雷射眼科手術。

另一方面，藉由本發明上述的雷射眼科設備，患者的眼睛與雷射眼科設備之間的對準是藉由移動雷射眼科設備來進行的，而不再需要相對於雷 射眼科設備移動患者的位置(亦即，不需要一再地移動患者躺在上面的手術台)，根據本發明的雷射眼科設備在操作使用上較為便利。

1:雷射眼科設備

2:雷射光源

3:光引導裝置

4:支撐托架

5:定位裝置

6:雷射掃描施用裝置

7:移動台

8:控制器

9:眼追蹤系統

10:微調裝置

20:聚焦鏡

30:導光模組

31:導光臂

100:機櫃

200:操作平台

300:使用者介面

400:開關

E:眼睛

L:雷射束

[第一圖]係根據本發明的實施例之雷射眼科設備的立體示意圖。

[第二圖]係根據本發明的實施例的雷射眼科設備的上視示意圖(圖式中省略部分元件)。

[第三圖]係根據本發明的實施例之雷射眼科設備的方塊圖。

[第四A圖]係根據本發明的實施例之雷射眼科設備的定位裝置及雷射掃描施用裝置相對於患者的眼睛移動之示意圖之一。

[第四B圖]係根據本發明的實施例之雷射眼科設備的定位裝置及雷射掃描施用裝置相對於患者的眼睛移動之示意圖之二。

[第五圖]係根據本發明的實施例之雷射眼科設備的使用狀態之局部示意圖。

第一圖至第三圖顯示根據本發明的實施例之雷射眼科設備1。第一圖為根據本發明的實施例的雷射眼科設備1的立體示意圖，圖中的X方向與Y方向是水平面上互相垂直的二個方向，Z方向是垂直於水平面的方向，第二圖為根據本發明的實施例的雷射眼科設備1的上視示意圖(圖式中省略部分元件)，且第三圖為根據本發明的實施例之雷射眼科設備1的方塊示意圖。

根據本發明之雷射眼科設備1包括雷射光源2、具有導光模組30及導光臂31的光引導裝置3、支撐托架4、移動台7、設置在移動台7上的定位裝置5和雷射掃描施用裝置6、及控制器8。

雷射光源2配置為產生雷射束L，例如，準分子雷射束，藉由此準分子雷射束，可對患者的眼睛E進行雷射眼科手術，例如，LASIK手術。

光引導裝置3的導光模組30及導光臂31共同配置來引導從雷射光源2所產生的雷射束，使其被引導到雷射掃描施用裝置6，並接著朝向患者的眼睛E行進。

支撐托架4配置為支撐患者的頭部，以使患者的眼睛E之外露表面垂直於水平面。換言之，患者是以坐姿接受藉由來自雷射掃描施用裝置6的雷射束L所進行的雷射眼科手術，如第五圖所示。較佳地，支撐托架4配置為可沿著Z方向調整其高度，以符合不同患者的需求。

移動台7配置來使設置於其上的定位裝置5及雷射掃描施用裝置6沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動。

藉由此移動台7，定位裝置5可被移動以定位被支撐在支撐托架4上之患者的眼睛E的位置，例如，患者的左眼或右眼的位置。在本發明的實施例中，定位裝置5為攝像機，且配置為藉由使用者手動地操作移動台7而沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動，但並不以此為限。例如，依據不同手術的精確度要求，定位裝置5亦可能為顯微鏡等，且移動台7可能為電動移動台，此電動移動台可在控制器的控制下使定位裝置電動地移動。

同樣地，藉由此移動台7，雷射掃描施用裝置6可基於定位裝置5的定位結果而被移動到對準被支撐在支撐托架4上的患者的眼睛E(例如，患者的左眼或右眼)，此定位可稱為雷射掃描施用裝置6的粗定位。

需注意的是，在根據本發明的雷射眼科設備1中，雷射掃描施用裝置6較佳地還包括眼追蹤系統9及微調裝置10，眼追蹤系統9可再次定位(追蹤)患者的眼睛E的位置，且微調裝置10可根據眼追蹤系統9的再次定位結果微調雷射掃描施用裝置6的位置，使其更精確地對準患者的眼睛E，此定位可稱為雷射掃描施用裝置6的細定位。接著，經由雷射掃描施用裝置6將來自光引導裝置3的雷射束L施加到患者的眼睛E，以進行雷射眼科手術，例如，LASIK手術。

關於定位裝置5及雷射掃描施用裝置6相對於患者的眼睛E的移動，將在下文中進一步詳細說明，此處不再贅述。

較佳地，根據本發明的雷射眼科設備1還包括聚焦鏡20，其被設置在雷射掃描施用裝置6之面向患者的眼睛E的側上，以使雷射掃描施用裝置6朝向患者的眼睛E所施加的雷射束L能夠聚焦在患者的眼睛E的目標位置處。

控制器8配置來控制雷射眼科設備1的各個部件。具體而言，控制器8可控制雷射光源2使其發出雷射束L，以及控制雷射掃描施用裝置6使其將雷射束L施加到患者的眼睛E。

除此之外，雷射眼科設備1還包括機櫃100及操作平台200。雷射光源2、光引導裝置3的導光模組30、及控制器8被設置於機櫃100，且支撐托架4、移動台7、及設置在移動台7上的定位裝置5和雷射掃描施用裝置6被設置在操作平台200上。導光臂31連接於機櫃100中的導光模組30與操作平台200上的雷 射掃描施用裝置6之間。換言之，機櫃100與操作平台200藉由導光臂31(其連接機櫃100中的導光模組30與操作平台200上的雷射掃描施用裝置6)而被相互連接。

為了方便調整雷射眼科設備1的位置使其更符合操作者的需求，機櫃100及操作平台200均被設計為可在地面上移動的，例如，機櫃100及操作平台200分別具備各自的輪子，以便於在地面上移動。另一方面，機櫃100的最大長度(或寬度)僅有70公分，而能夠順利地進入大多數的電梯，對於根據本發明的雷射眼科設備1的運送是更為有利的。

第四A圖及第四B圖顯示根據本發明的實施例之雷射眼科設備1的定位裝置5及雷射掃描施用裝置6相對於患者的眼睛E移動之示意圖。

如第四A圖所示，在患者的頭部(眼睛E)已被支撐於支撐托架4上之後，操作者首先藉由操作移動台7使定位裝置5移動，以定位被支撐在支撐托架4上的患者的眼睛E(例如，左眼或右眼)的位置。接著，在定位裝置5已定位患者的眼睛E的位置之後，基於定位裝置5的定位結果，操作者藉由操作移動台7使雷射掃描施用裝置6移動到與患者的眼睛E對準的位置(粗定位)，如第四B圖所示。在雷射掃描施用裝置6已藉由移動台7的操作而被移動到與患者的眼睛E對準的位置之後，雷射掃描施用裝置6的眼追蹤系統9會再次定位患者的眼睛E的位置，且根據眼追蹤系統9的再次定位結果，藉由微調裝置10微調雷射掃描施用裝置6的位置，使其更精確地對準患者的眼睛E(細定位)。

在經過上述的粗定位與細定位之後，雷射掃描施用裝置6與患者的眼睛E已被精確地對準，在此狀態下，能夠透過雷射掃描施用裝置6對患者的眼睛E施加雷射束L。

需注意的是，在雷射掃描施用裝置6基於定位裝置5的定位結果而被移動到與患者的眼睛E對準的過程中，定位裝置5仍持續地定位患者的眼睛E的位置及雷射掃描施用裝置6的位置。

復參見第一圖及第三圖，根據本發明的雷射眼科設備1還包括與控制器8相互連接的使用者介面300及開關400。在已經進行藉由操作移動台7、及藉由雷射掃描施用裝置6的微調裝置10使雷射掃描施用裝置6移動到與眼睛E精確地對準的位置之後，操作者可透過使用者介面300將雷射眼科設備1的操作參數(例如，執行雷射眼科手術所需的操作參數)輸入到控制器8，並操作開關400發出命令，此命令透過控制器8被傳達到雷射光源2，使雷射光源2根據透過使用者介面300所輸入的操作參數發出相應的雷射束L，且此雷射束L經由導光模組30、導光臂31傳遞到雷射掃描施用裝置6，並接著被施加到患者的眼睛E。

在根據本發明的實施例中，如第一圖所示，使用者介面300包括螢幕及鍵盤，以供使用者輸入操作參數並監控雷射眼科設備1的操作，例如，雷射掃描施用裝置6的粗定位及細定位結果等。此外，如第一圖所示，開關400較佳地為腳踏式開關，使用者能夠在操作移動台7使雷射掃描施用裝置6移動到對準患者的眼睛E之後，以腳踏的方式操作此腳踏式開關發出命令，以朝向患者的眼睛E發出由雷射光源2所發出之經由導光模組30、導光臂31及雷射掃描施用裝置6的雷射束L。然而，本領域技術人士應能理解的是，本發明並不侷限於上述類型的使用者介面300及開關400，其他類型的使用者介面及開關亦能夠被使用，只要能達到上述的功能即可。

第五圖顯示根據本發明的實施例之雷射眼科設備1的使用狀態之局部示意圖。在第五圖中可清楚地看出，患者的頭部被支撐在支撐托架4上，使得其眼睛E的外露表面垂直於水平面(XY平面)，且雷射掃描施用裝置6已藉由定位裝置5及其本身的微調裝置10而精確地與患者的眼睛E對準，在此狀態下，患者的眼睛E可接受來自雷射掃描施用裝置6的雷射束L，藉此進行雷射眼科手術。換言之，如圖5所示，患者是在坐姿的狀態下接受雷射眼科手術。

綜上所述，藉由本發明的雷射眼科設備1，由於支撐托架4配置為使患者的眼睛E的外露表面保持為垂直於水平面(XY平面)，亦即，患者保持為坐姿的狀態，因此，患者除了能夠以坐姿接受手術前的相關檢查，還能夠以坐姿接受來自雷射掃描施用裝置6所施加的雷射束L，以進行雷射眼科手術。在這樣的狀態下，在手術前接受相關檢查時、以及在被施加雷射束以進行雷射眼科手術時，患者的眼睛的狀態(例如，眼睛的轉動角度等)不會有太大的差異，使得能夠更精確地進行雷射眼科手術的操作。因此，根據本發明的雷射眼科設備1能夠在更精確的條件下完成雷射眼科手術，且特別適用於各種需要高精確度的雷射眼科手術。

除此之外，藉由本發明上述的雷射眼科設備1，患者的眼睛E與雷射眼科設備1之間的對準是藉由移動雷射眼科設備1的雷射掃描施用裝置6來進行的，而並非使患者相對於雷射眼科設備1移動來對準。因此，操作者(亦即，醫生或手術助理)在手術的過程中不需要一再地移動患者所在的手術台，而只需要藉由操作移動台7使雷射掃描施用裝置6移動到與患者的眼睛E對準的位置即可，故，根據本發明的雷射眼科設備1在操作使用上較為便利。

另一方面，對於患者是以坐姿或躺姿來接受雷射眼科手術，還存在著關於心理層面的影響。具體而言，相較於當傳統上患者以躺姿在手術台上接受眼科手術時的心理壓力，由於根據本發明的雷射眼科設備1使患者能夠以與檢查眼睛時相同的坐姿來接受眼科手術，對患者所造成的心理壓力相對地較小。換言之，藉由根據本發明的雷射眼科設備1，患者還能夠以較輕鬆的心態來接受眼科手術。

在本文中所描述的實施例的圖式旨在提供對於本發明的理解。換言之，圖式僅為代表性的且可能未按比例繪製。圖式中的某些比例可能被放大，而其他比例可能被縮小。據此，圖式應被視為示意性的而非限制性的。

雖然已於上述實施例中參照附圖說明本發明的各種實施例，但上述實施例僅為本發明的較佳實施例，並非意圖用來將本發明侷限於上文中所描述及附圖中所示的特徵及結構。應理解的是，在不偏離本發明的範疇的情況下，熟知本領域的技術人士所能夠設想到各種其它的省略、置換、變化和修改亦被包含在本發明的範疇內。

1:雷射眼科設備

2:雷射光源

3:光引導裝置

4:支撐托架

5:定位裝置

6:雷射掃描施用裝置

7:移動台

20:聚焦鏡

30:導光模組

31:導光臂

100:機櫃

200:操作平台

300:使用者介面

400:開關

E:眼睛

Claims (11)

1. 一種雷射眼科設備，包括：雷射光源，配置為產生雷射束；光引導裝置，配置為引導從該雷射光源產生的該雷射束；支撐托架，配置為支撐患者的頭部，以使其眼睛的外露表面保持為垂直於水平面；定位裝置，配置來定位被支撐在該支撐托架上的該患者的眼睛的位置；雷射掃描施用裝置，基於該定位裝置的定位結果而被移動到對準被支撐在該支撐托架上的該患者的眼睛，並對該患者的眼睛施加來自該光引導裝置的該雷射束；移動台，該定位裝置及該雷射掃描施用裝置被設置於該移動台，該移動台配置為使該定位裝置及該雷射掃描施用裝置沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動；以及控制器，配置來控制該雷射光源使其發出該雷射束、及控制該雷射掃描施用裝置使其對該患者的眼睛施加該雷射束。
2. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，該雷射掃描施用裝置還包括眼追蹤系統及微調裝置，該眼追蹤系統配置為再次定位該患者的眼睛的位置，該微調裝置配置為根據該眼追蹤系統的再次定位結果來微調該雷射掃描施用裝置的位置，使其與該患者的眼睛精確地對準。
3. 如請求項2之雷射眼科設備，其中，該控制器還控制該眼追蹤系統及該微調裝置，使該微調裝置根據該眼追蹤系統的該再次定位結果自動地微調該雷射掃描施用裝置的該位置。
4. 如請求項1之雷射眼科設備，還包括：機櫃，該雷射光源及該控制器被設置於該機櫃，且該機櫃配置為可在地面上移動；以及操作平台，被與該機櫃分開地設置，該支撐托架、該移動台、該定位裝置、及該雷射掃描施用裝置被設置在該操作桌上，且該操作平台配置為可在地面上移動；其中，該光引導裝置包括導光模組及導光臂，該導光模組被設置於該機櫃，該導光臂連接被設置在該機櫃的該導光模組及被設置在該操作平台上的該雷射掃描施用裝置。
5. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，該定位裝置在該雷射掃描施用裝置被移動到與該患者的眼睛對準的同時，持續地定位該患者的眼睛的位置及該雷射掃描施用裝置的位置。
6. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，該支撐托架配置為可沿著Z方向調整其高度。
7. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，該移動台被手動地操作，以使該定位裝置及該雷射掃描施用裝置沿著X方向、Y方向及/或Z方向移動。
8. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，該定位裝置為攝像機。
9. 如請求項1之雷射眼科設備，其中，還包括聚焦鏡，該聚焦鏡被設置在該雷射掃描施用裝置之面向患者的眼睛的側上。
10. 如請求項1之雷射眼科設備，還包括：使用者介面，該使用者介面連接到該控制器，使用者可透過該使用者介面將該雷射眼科設備的操作參數輸入到該控制器，並監控該雷射眼科設備的操作；以 及開關，配置為在該操作參數被輸入到該控制器之後，回應於該使用者的操作將發出該雷射束的命令透過該控制器傳達到該雷射光源，使該雷射光源根據該操作參數發出該雷射束。
11. 如請求項10之雷射眼科設備，其中，該開關為腳踏式開關。

Images