RU2708211C2

RU2708211C2 - Laser system for eye surgery and set of contact devices for use in laser device for eye surgery

Info

Publication number: RU2708211C2
Application number: RU2016132306A
Authority: RU
Inventors: Клаудиа ГОРШБОТ; Клаус ФОГЛЕР; Кристоф ДОНИЦКИ
Original assignee: Уэйвлайт Гмбх
Priority date: 2016-08-05
Filing date: 2016-08-05
Publication date: 2019-12-04
Also published as: RU2016132306A; RU2016132306A3

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions relates to medicine. Laser system for eye surgery comprises an eye-surgical laser apparatus having optical components for providing pulsed focused laser radiation with radiation properties matched to generation of photodisruptions in human eye tissue. Apparatus also includes a control unit for positional control of radiation focus of laser radiation, control unit being designed for executing various control programs that represent various types of incision figure. System is equipped with a set of contact devices, each of which contains a contacting body, transparent for laser radiation and having a contact surface for contact with the processed eye, as well as mating section for detachable connection of contact device to mating response section of laser instrument. Contact devices of the set differ from each other by different optical effects on laser radiation generated in the laser instrument, and depending on the installed contact device of the said set, a different diameter of the focal spot is obtained, interval of laser radiation focus penetration in at least one of x-direction, y-direction and z-direction without changing adjustment of optical components.

EFFECT: use of this group of inventions improves cut quality.

12 cl, 4 dwg, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится, в целом, к офтальмологической лазерной хирургии и, конкретно, к выполнению различных вариантов обработки человеческого глаза (далее - глаз) посредством одного и того же лазерного прибора для хирургии глаза.The invention relates, in General, to ophthalmic laser surgery and, specifically, to the implementation of various processing options for the human eye (hereinafter referred to as the eye) by means of the same laser device for eye surgery.

Уровень техникиState of the art

Использование фокусированного импульсного лазерного излучения для целей формирования разрезов в роговичной ткани или в других тканях глаза человека в течение длительного времени было предметом интенсивных исследований в офтальмологии. На рынок уже выведены приборы, реализующие функцию выполнения разрезов с помощью лазерного излучения указанного типа. Обычно для этих целей применяются ультракороткие импульсы лазерного излучения, т. е. импульсы с длительностями, например, в фемтосекундном диапазоне. Однако изобретение не ограничивается подобными решениями, поскольку формирование разреза в роговичной ткани возможно и с применением импульсов меньшей или большей длительности, так что изобретение охватывает и такие импульсы, например импульсы, длительности которых лежат в аттосекундном диапазоне или в пределах единиц, десятков или сотен пикосекунд.The use of focused pulsed laser radiation for the purpose of forming incisions in the corneal tissue or in other tissues of the human eye for a long time has been the subject of intensive research in ophthalmology. Devices that implement the function of making cuts using laser radiation of the specified type have already been launched on the market. Usually ultrashort pulses of laser radiation are used for these purposes, i.e. pulses with durations, for example, in the femtosecond range. However, the invention is not limited to such solutions, since the formation of a cut in the corneal tissue is also possible using pulses of shorter or longer durations, so the invention also covers such pulses, for example, pulses whose durations lie in the attosecond range or within units, tens or hundreds of picoseconds.

Физический эффект, который используется в процессе формирования разреза посредством импульсного лазерного излучения, - это так называемый оптический пробой, вызванный лазерным излучением. Пробой приводит к так называемой фотодеструкции, область которой примерно ограничивается фокальной зоной пучка излучения, т. е. зоной с минимальным сечением пучка. В результате сложения множества отдельных зон фотодеструкции в глазной ткани может быть сформирован разрез сравнительно сложного профиля.The physical effect that is used in the process of forming a section through pulsed laser radiation is the so-called optical breakdown caused by laser radiation. The breakdown leads to the so-called photodestruction, the region of which is approximately limited by the focal zone of the radiation beam, i.e., the zone with the minimum beam cross section. As a result of the addition of many separate photodegradation zones in the eye tissue, a section of a relatively complex profile can be formed.

Примером использования такого подхода к формированию разреза посредством импульсного лазерного излучения является так называемый метод LASIK (laser in-situ keratomileusis - лазерный интрастромальный кератомилез). В этой хирургической операции (которую обычно относят к рефракционной хирургии, т. е. к хирургии, направленной на устранение или, по меньшей мере, ослабление дефекта зрения, связанного с формированием изображения глазом) выполняют горизонтальный (с точки зрения лежащего пациента) разрез роговицы глаза с образованием небольшого сегмента поверхностной ткани (обычно именуемого специалистами лоскутом), который можно отогнуть. После отгибания лоскута в открытой таким образом строме роговицы производят так называемую абляцию посредством лазерного излучения (например эксимерного излучения с длиной волны 193 нм), т. е. удаляют ткань стромы в соответствии с требуемым профилем абляции, заранее рассчитанным для конкретного пациента. После этого лоскут укладывается на свое место, и процесс заживления протекает сравнительно быстро и безболезненно. Данное вмешательство изменяет свойства роговицы в отношении формирования изображения, причем в наиболее удачных операциях достигается практически полное устранение имевшегося дефекта зрения.An example of the use of this approach to the formation of a section through pulsed laser radiation is the so-called LASIK (laser in-situ keratomileusis - laser intrastromal keratomileusis) method. In this surgical operation (which is usually referred to as refractive surgery, i.e., surgery aimed at eliminating or at least attenuating a visual defect associated with imaging by the eye), a horizontal (from the point of view of the lying patient) incision of the cornea of the eye is performed with the formation of a small segment of the surface tissue (usually referred to by specialists as a flap) that can be bent. After the flap is folded back in the cornea thus opened, the so-called ablation is performed by laser radiation (for example, excimer radiation with a wavelength of 193 nm), i.e., the stroma tissue is removed in accordance with the required ablation profile calculated in advance for a particular patient. After this, the flap fits in its place, and the healing process proceeds relatively quickly and painlessly. This intervention changes the properties of the cornea with respect to image formation, and in the most successful operations, almost complete elimination of the existing visual defect is achieved.

Как альтернатива прежней (ʺклассическойʺ) процедуре (с применением механического микрокератома), вырезание лоскута может быть выполнено и с использованием лазерной техники. Существующие методики этой процедуры часто включают уплощение передней поверхности роговицы путем ее прижатия к планарной контактной поверхности контактного элемента, прозрачного для лазерного излучения. После этого производится формирование лоскута путем выполнения основного разреза (образующего ложе лоскута) по плоскости, лежащей на постоянной глубине, и поперечного разреза, доходящего от основного разреза до поверхности роговицы. Уплощение роговицы позволяет выполнять основной разрез как двумерный разрез, при выполнении которого требуется управлять положением фокуса пучка излучения только в плоскости, перпендикулярной направлению распространения излучения (обычно обозначаемой, как плоскость x-y), без осуществления управления фокусом в направлении распространения лазерного излучения (обозначаемого, как z-направление). В случае необходимости эффективного управления положением фокуса пучка излучения в z-направлении такое управление можно осуществить, например, с помощью жидкостной линзы, как это описано заявителем настоящего изобретения, в частности, в документе EP 1837696, содержание которого включено в данное описание посредством ссылки. В общем виде контроль положения фокуса пучка излучения описан заявителем в патентных заявках EP 2111831 и WO 2010/142311, содержание которых также включено в данное описание посредством ссылки.As an alternative to the previous (лассclassicalʺ) procedure (using a mechanical microkeratome), the flap can also be cut using laser technology. Existing techniques for this procedure often include flattening the front surface of the cornea by pressing it against the planar contact surface of a contact element that is transparent to laser radiation. After this, the flap is formed by performing the main incision (forming the bed of the flap) along a plane lying at a constant depth, and a transverse incision extending from the main incision to the surface of the cornea. Corneal flattening allows the main incision to be performed as a two-dimensional incision, which requires controlling the position of the focus of the radiation beam only in a plane perpendicular to the direction of radiation propagation (usually denoted by the xy plane) without controlling the focus in the direction of laser radiation propagation (denoted by z -direction). If it is necessary to effectively control the position of the focus of the radiation beam in the z-direction, such control can be carried out, for example, using a liquid lens, as described by the applicant of the present invention, in particular, in document EP 1837696, the contents of which are incorporated into this description by reference. In general, the control of the position of the focus of the radiation beam is described by the applicant in patent applications EP 2111831 and WO 2010/142311, the contents of which are also incorporated into this description by reference.

Другим типом операции, при которой выполняются разрезы в роговице посредством импульсного лазерного излучения, является экстракция роговичного лентикула. В этом случае в ткани стромы вырезается объем (например в форме небольшого диска), который затем может быть удален из глаза через вспомогательный разрез. Конкретная форма удаляемого лентикула может зависеть от диагноза (такого, например, как миопия или гиперметропия). Согласно процедуре, ранее часто применявшейся для вырезания лентикула, в роговице сначала выполнялся нижний разрез, задающий нижнюю (заднюю) сторону лентикула, а затем верхний разрез, задающий его верхнюю (переднюю) сторону. Оба разреза часто являлись трехмерными, так что каждый требовал управления фокусом пучка излучения по оси z.Another type of operation in which incisions are made in the cornea by means of pulsed laser radiation is the extraction of the corneal lenticle. In this case, a volume is cut out in the stromal tissue (for example, in the form of a small disk), which can then be removed from the eye through an auxiliary incision. The specific form of the lenticle to be removed may depend on the diagnosis (such as, for example, myopia or hyperopia). According to a procedure that was previously often used to cut out a lenticular, a lower incision was first made in the cornea defining the lower (back) side of the lenticle, and then an upper incision defining its upper (front) side. Both sections were often three-dimensional, so each required control of the focus of the radiation beam along the z axis.

Для регулировки положения фокуса пучка излучения в плоскости x-y применяются достаточно быстрые сканеры, например использующие сканирующие зеркала с гальванометрическим приводом. С другой стороны, доступные z-сканеры - т. е. сканеры, которые позволяют перемещать фокус в z-направлении, - часто являются медленными по сравнению с зеркальными сканерами с гальванометрическим приводом. Кроме того, доступные сканеры способны перекрывать только ограниченный z-интервал.To adjust the position of the focus of the radiation beam in the x-y plane, rather fast scanners are used, for example, using scanning mirrors with a galvanometric drive. On the other hand, affordable z-scanners - that is, scanners that allow you to move focus in the z-direction - are often slow compared to mirror scanners with a galvanometric drive. In addition, available scanners are capable of covering only a limited z-interval.

В отличие от описанной выше рефракционной хирургии глаза на основе метода LASIK, а также на основе удаления роговичного лентикула, в которой разрезы выполняются в роговице, в случае хирургии катаракты разрезы выполняют в хрусталике глаза. Однако хрусталик расположен глубже, и невозможно с помощью z-сканера сместить внутрь глаза в z-направлении фокус пучка лазерного прибора, используемого для рефракционной хирургии глаза, с соблюдением достаточно хорошего качества на расстояние, обеспечивающее для разреза в хрусталике такое же качество, как в роговице.In contrast to the refractive eye surgery described above, based on the LASIK method, as well as based on the removal of the corneal lenticle, in which the incisions are made in the cornea, in the case of cataract surgery, the incisions are made in the lens of the eye. However, the lens is located deeper, and it is impossible to use the z-scanner to move the focus of the laser beam used for refractive surgery of the eye inside the eye in the z-direction, observing a sufficiently good quality at a distance that provides the same quality for the incision in the lens as in the cornea .

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

В соответствии с приведенным анализом задача, на решение которой направлено изобретение, решается посредством лазерной системы, в комплект которой входит используемый в хирургии глаза лазерный прибор, а также набор контактных устройств, предназначенных для применения в данном приборе и обеспечивающих возможность выполнения различных модификаций обработки глаза посредством одного и того же лазерного прибора. Кроме того, задачей изобретения является разработка надлежащего способа выполнения различных вариантов лазерной хирургической обработки глаза с помощью одного лазерного прибора соответствующего назначения.In accordance with the above analysis, the problem to which the invention is directed is solved by means of a laser system, the set of which includes a laser device used in eye surgery, as well as a set of contact devices designed for use in this device and providing the ability to perform various modifications of eye treatment by of the same laser device. In addition, it is an object of the invention to provide an appropriate method for performing various laser surgical eye treatments with a single laser device of an appropriate purpose.

Данные задачи решаются с помощью системы, набора и способа, охарактеризованных в независимых пунктах формулы. Предпочтительные варианты охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.These tasks are solved using the system, set and method described in the independent claims. Preferred options are described in the dependent claims.

В дальнейшем описании термины ʺконтактное устройствоʺ, ʺинтерфейсный блокʺ, ʺинтерфейс для пациентаʺ и ʺадаптерʺ будут использоваться альтернативным образом, но должно быть понятно, что это синонимы.In the following description, the terms “contact device”, “interface unit”, “interface for the patient” and “adapter” will be used in an alternative way, but it should be understood that these are synonyms.

Согласно первому аспекту изобретения предлагаемая лазерная система, предназначенная для хирургии глаза, содержит лазерный прибор для хирургии глаза, а также набор контактных устройств в виде интерфейсов, с которыми контактирует глаз пациента. Данный лазерный прибор содержит оптические компоненты, обеспечивающие получение импульсного сфокусированного лазерного излучения, параметры которого согласованы с осуществлением фотодеструкций в ткани глаза. Кроме того, прибор снабжен блоком управления, контролирующим позицию фокуса пучка лазерного излучения. Блок управления сконструирован с возможностью выполнения различных управляющих программ, представляющих различные типы конфигураций разреза. В наборе контактных устройств каждое из них содержит контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, а также сопрягающий участок для разъемного присоединения контактного устройства (интерфейса для пациента) к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Кроме того, контактные устройства набора отличаются одно от другого различным оптическим воздействием (оптическим эффектом) на создаваемое в лазерном приборе излучение, конкретно, на лазерное излучение, исходящее из такого прибора.According to a first aspect of the invention, the proposed laser system for eye surgery comprises a laser device for eye surgery, as well as a set of contact devices in the form of interfaces with which the patient’s eye contacts. This laser device contains optical components that provide pulsed focused laser radiation, the parameters of which are consistent with the implementation of photodestruction in the tissue of the eye. In addition, the device is equipped with a control unit that controls the position of the focus of the laser beam. The control unit is designed to execute various control programs representing various types of section configurations. In the set of contact devices, each of them contains a contact body that is transparent to laser radiation and has a contact surface for contact with the eye being processed, as well as an interface for releasably connecting the contact device (patient interface) to the mating response portion of the laser device. In addition, the contact devices of the kit differ from each other in different optical effects (optical effect) on the radiation generated in the laser device, specifically, on the laser radiation emanating from such a device.

Предусмотрена возможность того, чтобы по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств отличалась от остальных другим воздействием на положение фокуса пучка излучения относительно контактной поверхности.It is possible that at least one subgroup of a set of contact devices differs from the others by another effect on the position of the focus of the radiation beam relative to the contact surface.

Например, различающийся оптический эффект может проявляться в том, что для одного и того же лазерного прибора в зависимости от присоединения того или иного из контактных устройств к ответному сопрягающему участку положение фокальной точки (фокуса) пучка лазерного излучения относительно контактной поверхности оказывается расположенным в глазе в другой позиции. В частности, в зависимости от установленного контактного устройства положение фокуса (фокальной точки) может находиться в роговице глаза, в хрусталике или у другой точки на поверхности глаза или внутри него, например в радужно-роговичном углу глаза. Допустим, например, что положение фокуса (т. е. параметр, указывающий, насколько глубоко фокальная точка расположена в глазе в z-направлении по отношению к контактной поверхности) в случае установки первого контактного устройства лежит в интервале 250-350 мкм, предпочтительно в интервале 280-320 мкм, а в оптимальном варианте - у 310 мкм. Такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки роговицы с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза. Сходным образом, если допустить, что положение фокуса в случае установки второго контактного устройства находится, например, ниже контактного элемента контактного устройства на 4-6 мм, предпочтительно на 4,5-5,5 мм, а в оптимальном варианте - на 5 мм, такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки хрусталика с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза.For example, a different optical effect may be manifested in the fact that for the same laser device, depending on the attachment of one of the contact devices to the mating response portion, the position of the focal point (focus) of the laser beam relative to the contact surface is located in the eye in another position. In particular, depending on the installed contact device, the position of the focus (focal point) may be in the cornea of the eye, in the lens or at another point on the surface of the eye or inside it, for example, in the iris-corneal corner of the eye. Suppose, for example, that the focus position (i.e., a parameter indicating how deep the focal point is located in the eye in the z-direction with respect to the contact surface) in the case of installing the first contact device lies in the range of 250-350 μm, preferably in the range 280-320 microns, and in the best case - at 310 microns. Such a contact device will be suitable for performing surgical treatment of the cornea using a laser device intended for use in eye surgery. Similarly, if we assume that the focus position in the case of installing the second contact device is, for example, 4-6 mm, preferably 4.5-5.5 mm, and optimally 5 mm below the contact element of the contact device, such a contact device will be suitable for performing surgical treatment of the lens using a laser device intended for use in eye surgery.

Кроме того, различающийся оптический эффект может проявляться в том, что для одного и того же лазерного прибора в зависимости от установленного контактного устройства становится возможным или устанавливается другой интервал регулировки в z-направлении (т. е. другой интервал заглубления фокуса). В частности, в зависимости от установленного контактного устройства интервал заглубления фокуса (т. е. интервал регулировки фокальной точки в z-направлении) может быть согласован с обработкой роговицы глаза, хрусталика глаза или с обработкой другой точки на поверхности глаза или внутри него. Допустим, например, что в случае установки первого контактного устройства интервал заглубления фокуса (показывающий, до какого предела фокальную точку можно регулировать в z-направлении с помощью z-сканера, используя один и тот же лазерный прибор) составляет 1-1,4 мм, предпочтительно 1,1-1,3 мм, а в оптимальном варианте сводится к 1,2 мм. Такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки роговицы с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза. Сходным образом, если допустить, что в случае установки второго контактного устройства интервал заглубления фокуса составляет 8-16 мм, предпочтительно 10-14 мм, а в оптимальном варианте сводится к 12 мм, такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки хрусталика с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза. Величина заглубления фокуса, требуемая для конкретного приложения, может быть задана, например, z-сканером и интерфейсом для пациента.In addition, a different optical effect can be manifested in the fact that for the same laser device, depending on the installed contact device, it becomes possible or a different adjustment interval in the z-direction is set (i.e., a different focus depth interval). In particular, depending on the installed contact device, the interval of focus deepening (i.e., the interval of adjustment of the focal point in the z-direction) can be coordinated with the processing of the cornea of the eye, the lens of the eye or with the processing of another point on the surface of the eye or inside it. Suppose, for example, that in the case of installing the first contact device, the focus depth interval (showing to what extent the focal point can be adjusted in the z-direction using the z-scanner using the same laser device) is 1-1.4 mm, preferably 1.1-1.3 mm, and optimally reduced to 1.2 mm. Such a contact device will be suitable for performing surgical treatment of the cornea using a laser device intended for use in eye surgery. Similarly, if we assume that in the case of the installation of a second contact device, the focus depth interval is 8-16 mm, preferably 10-14 mm, and optimally reduced to 12 mm, such a contact device will be suitable for laser lens surgery an instrument intended for use in eye surgery. The amount of depth of focus required for a particular application can be set, for example, by a z-scanner and an interface for the patient.

Далее, различающийся оптический эффект может проявляться в том, что для одного и того же лазерного прибора в зависимости от установленного контактного устройства получают различный диаметр фокального пятна. В частности, в зависимости от установленного контактного устройства диаметр фокального пятна может быть согласован с обработкой роговицы глаза, хрусталика глаза или с обработкой другой точки на поверхности глаза или внутри него. Допустим, например, что в случае установки первого контактного устройства диаметр пятна составляет 1-6 мкм, предпочтительно 2-5 мкм, а в оптимальном варианте 3-5 мкм. Такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки роговицы с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза. Сходным образом, если допустить, что в случае установки второго контактного устройства диаметр пятна составляет 3-14 мкм, предпочтительно 4-12 мкм, а в оптимальном варианте 5-10 мкм, такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки хрусталика с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза.Further, a different optical effect can be manifested in the fact that for the same laser device, depending on the installed contact device, a different diameter of the focal spot is obtained. In particular, depending on the installed contact device, the diameter of the focal spot may be consistent with the processing of the cornea of the eye, the lens of the eye or with the processing of another point on the surface of the eye or inside it. Suppose, for example, that when a first contact device is installed, the spot diameter is 1-6 microns, preferably 2-5 microns, and optimally 3-5 microns. Such a contact device will be suitable for performing surgical treatment of the cornea using a laser device intended for use in eye surgery. Similarly, assuming that if a second contact device is installed, the spot diameter is 3-14 microns, preferably 4-12 microns, and optimally 5-10 microns, such a contact device will be suitable for operating the lens with a laser device. intended for use in eye surgery.

Кроме того, различающийся оптический эффект может проявляться в том, что для одного и того же лазерного прибора в зависимости от установленного контактного устройства получают различный диаметр сканируемого поля (т. е. различный диаметр зоны, которая может быть облучена лазерным пучком в плоскости x-y). В частности, в зависимости от установленного контактного устройства диаметр сканируемого поля может быть согласован с обработкой роговицы глаза, хрусталика глаза или с обработкой другой точки на поверхности глаза или внутри него. Допустим, например, что в случае установки первого контактного устройства диаметр сканируемого поля составляет 9-15 мм, предпочтительно 11-13 мм, а в оптимальном варианте 12 мм. Такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки роговицы с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза. Сходным образом, если допустить, что в случае установки второго контактного устройства диаметр сканируемого поля составляет 5-9 мм, предпочтительно 6-8 мм, а в оптимальном варианте 7 мм, такое контактное устройство будет пригодно для проведения операционной обработки хрусталика с помощью лазерного прибора, предназначенного для использования в хирургии глаза.In addition, a different optical effect can be manifested in the fact that for the same laser device, depending on the installed contact device, a different diameter of the scanned field is obtained (i.e., a different diameter of the zone that can be irradiated by the laser beam in the x-y plane). In particular, depending on the installed contact device, the diameter of the scanned field can be coordinated with the processing of the cornea of the eye, the lens of the eye or with the processing of another point on the surface of the eye or inside it. Suppose, for example, that in the case of installing the first contact device, the diameter of the scanned field is 9-15 mm, preferably 11-13 mm, and optimally 12 mm. Such a contact device will be suitable for performing surgical treatment of the cornea using a laser device intended for use in eye surgery. Similarly, if we assume that in the case of installing a second contact device, the diameter of the scanned field is 5–9 mm, preferably 6–8 mm, and optimally 7 mm, such a contact device will be suitable for operating the lens with a laser device, intended for use in eye surgery.

Позитивным результатом различающегося оптического воздействия на лазерное излучение, генерируемое в лазерном приборе, является возможность получить во всех обрабатываемых зонах внутри глаза как для маленького, так и для большого фокусного расстояния почти эквивалентное (единообразное) фокальное пятно. Этот результат, в частности, проявляется в хорошем, адаптированном фокусировании, в возможности использовать низкую энергию импульса лазерного излучения и/или в ослаблении отрицательных ощущений у пациента.The positive result of the differing optical effects on the laser radiation generated in the laser device is the possibility of obtaining in all processed areas inside the eye for both small and large focal lengths an almost equivalent (uniform) focal spot. This result, in particular, is manifested in a good, adapted focusing, in the ability to use low energy pulse of laser radiation and / or in the weakening of negative feelings in the patient.

Далее, по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств отличается от остальных другой формой и/или другим положением по меньшей мере одной оптической граничной поверхности. Оптической граничной поверхностью может быть, в частности, поверхность контактной линзы соответствующего контактного устройства, обычно используемого для фиксации положения глаза. Возможен также вариант, в котором оптическая граничная поверхность образована поверхностью вспомогательного оптического элемента, установленного в контактном устройстве в дополнение к контактной линзе. Соответственно, приемлем также вариант, в котором по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств отличается от остальных другим количеством оптических элементов. В число этих оптических элементов могут входить, в частности, контактная линза, используемая для прилегания к глазу, и вспомогательный оптический элемент, например, в виде линзы (преломляющего оптического элемента) или дифракционного оптического элемента.Further, at least one subgroup of the set of contact devices differs from the others in a different shape and / or other position of at least one optical boundary surface. The optical boundary surface may be, in particular, the surface of the contact lens of the corresponding contact device, usually used to fix the position of the eye. A variant is also possible in which the optical boundary surface is formed by the surface of the auxiliary optical element mounted in the contact device in addition to the contact lens. Accordingly, a variant is also acceptable in which at least one subgroup of a set of contact devices differs from the others in a different number of optical elements. These optical elements may include, in particular, a contact lens used to fit to the eye and an auxiliary optical element, for example, in the form of a lens (refractive optical element) or a diffractive optical element.

По меньшей мере одно из контактных устройств может содержать уплощающий (аппланационный) конус, выполненный с возможностью установки на глаз и связывания с фокусирующей оптикой лазерного прибора. Однако уплощающий конус такого типа могут содержать также несколько или большинство контактных устройств и даже все контактные устройства.At least one of the contact devices may include a flattening (applanation) cone, configured to be mounted on the eye and attached to the focusing optics of the laser device. However, a flattening cone of this type may also comprise several or most contact devices and even all contact devices.

Кроме того, лазерный прибор может содержать адаптивный оптический элемент, установленный, по отношению к направлению распространения лазерного излучения, перед фокусирующей оптикой лазерного прибора. В возможном варианте этот элемент представляет собой адаптивное зеркало или адаптивную систему, работающую на пропускание. В этом случае адаптивный оптический элемент позволяет обеспечить компенсацию возможного увеличения аберрации волнового фронта. Такое увеличение может произойти, например, если лазерную систему используют для различных приложений. В частности, обязательная корректировка в ходе выполнения разреза в хрусталике может потребоваться из-за соответствующего расширенного интервала перестройки положения (заглубления) фокуса.In addition, the laser device may contain an adaptive optical element mounted, in relation to the direction of propagation of the laser radiation, in front of the focusing optics of the laser device. In a possible embodiment, this element is an adaptive mirror or adaptive transmission system. In this case, the adaptive optical element makes it possible to compensate for a possible increase in wavefront aberration. Such an increase can occur, for example, if the laser system is used for various applications. In particular, a mandatory adjustment during the incision in the lens may be required due to the corresponding extended interval of the adjustment of the position (deepening) of the focus.

По меньшей мере одно из контактных устройств может содержать код, в зависимости от которого лазерный прибор может выполнить управляющую программу, хранящуюся в блоке управления. Например, лазерный прибор может распознать код и вызвать из блока управления управляющую программу, соответствующую этому коду. Предпочтительно выполнять такие операции автоматически.At least one of the contact devices may contain a code, depending on which the laser device can execute a control program stored in the control unit. For example, a laser device can recognize the code and call the control program corresponding to this code from the control unit. It is preferable to perform such operations automatically.

Согласно второму аспекту изобретения предложен набор контактных устройств, который предназначен для применения в лазерном приборе, используемом в хирургии глаза, и обеспечивает, в частности, в каждом случае наличие контактного устройства (интерфейса для пациента) для любой соответствующей внутриглазной операции. Каждое из контактных устройств содержит контактирующее тело, прозрачное для излучения лазерного прибора и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, а также сопрягающий участок для разъемного присоединения контактного устройства к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Контактные устройства набора отличаются одно от другого (i) различным воздействием на положение фокуса пучка лазерного излучения относительно контактной поверхности и/или (ii) различной конфигурацией и/или различным положением по меньшей мере одной оптической граничной поверхности, и/или (iii) различным количеством оптических элементов. Все эти различия совместно проявляются в виде различающегося оптического воздействия на излучение лазерного прибора (например в виде обеспечения различного фокусного расстояния, отклонения и/или расщепления пучка). Конкретно, наличие контактных устройств позволяет, в зависимости от того, какое контактное устройство подсоединено к лазерному прибору, охватывать другой интервал обработки (например интервал заглубления фокуса) в плоскости x-y и/или в z-направлении.According to a second aspect of the invention, there is provided a set of contact devices that is intended for use in a laser device used in eye surgery, and provides, in particular, in each case, a contact device (interface for the patient) for any corresponding intraocular operation. Each of the contact devices contains a contact body that is transparent to the radiation of the laser device and has a contact surface for contact with the eye being processed, as well as a mating section for releasably connecting the contact device to the mating response portion of the laser device. The contact devices of the kit differ from each other (i) by a different effect on the position of the focus of the laser beam relative to the contact surface and / or (ii) by a different configuration and / or different position of at least one optical boundary surface, and / or (iii) by a different amount optical elements. All these differences together manifest themselves in the form of a different optical effect on the radiation of the laser device (for example, in the form of providing different focal lengths, deviations and / or splitting of the beam). Specifically, the presence of contact devices allows, depending on which contact device is connected to the laser device, to cover a different processing interval (for example, the focus depth interval) in the x-y plane and / or in the z-direction.

В наборе по меньшей мере одно контактное устройство или их подгруппа может содержать плоский контактный элемент. В таком варианте поверхность, предназначенная для прилегания к глазу, выполнена в виде плоской контактной поверхности, тогда как противоположная поверхность (поверхность, обращенная от глаза) выполнена плоской и параллельной по отношению к контактной поверхности. По меньшей мере одно из контактных устройств может содержать вспомогательный оптический элемент. Его можно установить, например, в любом контактном устройстве или в одном из контактных устройств с плоским контактным элементом. Предусмотрена возможность установить вспомогательный оптический элемент в контактном устройстве, например, так, чтобы его выпуклая (или плоская) и вогнутая поверхности были обращены соответственно от контактного элемента и в сторону контактного элемента. Однако приемлемы также и другие конструкции вспомогательного оптического элемента, причем, независимо от их конкретной конфигурации, его поверхность, обращенная в сторону контактного элемента (например контактной линзы), и/или поверхность, обращенная от контактного элемента (контактной линзы), могут быть выполнены в виде оптической поверхности свободно выбираемой формы.In the kit, at least one contact device or a subgroup thereof may comprise a flat contact element. In this embodiment, the surface intended to fit to the eye is made in the form of a flat contact surface, while the opposite surface (surface facing away from the eye) is made flat and parallel to the contact surface. At least one of the contact devices may comprise an auxiliary optical element. It can be installed, for example, in any contact device or in one of the contact devices with a flat contact element. It is possible to install an auxiliary optical element in the contact device, for example, so that its convex (or flat) and concave surfaces are facing away from the contact element and towards the contact element, respectively. However, other designs of the auxiliary optical element are also acceptable, and, regardless of their specific configuration, its surface facing towards the contact element (for example, a contact lens) and / or the surface facing from the contact element (contact lens) can be made in form of an optical surface of freely selectable shape.

По меньшей мере одно из контактных устройств может содержать также двояковогнутую контактную линзу. В таком варианте контактная поверхность линзы, предназначенная для прилегания к глазу, и поверхность, расположенная напротив контактной поверхности, имеют вогнутую форму. Дополнительно или альтернативно, по меньшей мере одно из контактных устройств может содержать выпукло-вогнутую или плоско-вогнутую контактную линзу. В первом случае контактная поверхность, предназначенная для прилегания к глазу, и поверхность, расположенная напротив контактной поверхности, имеют соответственно вогнутую и выпуклую форму. У плоско-вогнутой контактной линзы контактная поверхность, предназначенная для прилегания к глазу, и поверхность, расположенная напротив контактной поверхности, имеют соответственно вогнутую и плоскую форму. Независимо от конкретной конфигурации контактной линзы ее контактная поверхность и/или поверхность, расположенная напротив контактной поверхности, могут быть выполнены в виде оптической поверхности свободно выбираемой формы, создающей преломляющий или дифракционный эффект.At least one of the contact devices may also comprise a biconcave contact lens. In this embodiment, the contact surface of the lens, designed to fit to the eye, and the surface located opposite the contact surface, have a concave shape. Additionally or alternatively, at least one of the contact devices may comprise a convex-concave or flat-concave contact lens. In the first case, the contact surface intended to fit to the eye and the surface opposite the contact surface have a concave and convex shape, respectively. For a flat-concave contact lens, the contact surface intended to fit to the eye and the surface opposite the contact surface have a concave and flat shape, respectively. Regardless of the specific configuration of the contact lens, its contact surface and / or surface opposite the contact surface can be made in the form of an optical surface of a freely selectable shape that creates a refractive or diffractive effect.

Согласно третьему аспекту изобретения предлагается применение набора контактных устройств, включающее, для каждого операционного приложения, использование одного из контактных устройств в лазерном аппарате для хирургии глаза. Лазерный прибор содержит оптические компоненты, генерирующие требуемое импульсное сфокусированное лазерное излучение, параметры которого согласованы с осуществлением фотодеструкций в ткани глаза. Кроме того, в приборе имеется блок управления, обеспечивающий контроль положения фокуса пучка лазерного излучения и, дополнительно, пригодный для выполнения различных управляющих программ, представляющих разные типы конфигураций разреза. Каждое из контактных устройств содержит контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, а также сопрягающий участок для разъемного присоединения контактного устройства к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Контактные устройства набора отличаются одно от другого различным оптическим воздействием (оптическим эффектом) на создаваемое в лазерном приборе излучение, а предлагаемое применение включает операционное использование разных контактных устройств набора в зависимости от управляющей программы, выполняемой в данном случае.According to a third aspect of the invention, there is provided the use of a set of contact devices, including, for each operational application, the use of one of the contact devices in a laser apparatus for eye surgery. The laser device contains optical components that generate the required pulsed focused laser radiation, the parameters of which are consistent with the implementation of photodestruction in the eye tissue. In addition, the device has a control unit that provides control of the focus position of the laser beam and, additionally, is suitable for executing various control programs representing different types of cut configurations. Each of the contact devices contains a contact body transparent to laser radiation and having a contact surface for contact with the eye being processed, as well as a mating section for releasably connecting the contact device to the mating response portion of the laser device. The contact devices of the set differ from each other in different optical effects (optical effects) on the radiation generated in the laser device, and the proposed application includes the operational use of different contact devices of the set depending on the control program performed in this case.

Предусмотрена возможность того, что по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств отличается от остальных типом влияния на положение фокуса пучка излучения относительно контактной поверхности. Кроме того, по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств может отличаться от остальных другой конфигурацией и/или другим положением по меньшей мере одной оптической граничной поверхности. Допускается также, что по меньшей мере одна подгруппа набора контактных устройств отличается от остальных другим количеством оптических элементов.It is possible that at least one subgroup of a set of contact devices differs from the rest by the type of influence on the position of the focus of the radiation beam relative to the contact surface. In addition, at least one subgroup of the set of contact devices may differ from the others in another configuration and / or in a different position of at least one optical boundary surface. It is also assumed that at least one subgroup of a set of contact devices differs from the others in a different number of optical elements.

Для лазерного прибора предусмотрена возможность сохранения фокусировки фокусирующей оптики в случае замены контактного устройства. Таким образом, поскольку контактные устройства разного назначения заменяются при неизменной фокусировке, посредством одного и того же лазерного прибора можно получить различный оптический эффект.For the laser device, it is possible to maintain the focusing of the focusing optics in case of replacement of the contact device. Thus, since contact devices for various purposes are replaced with constant focusing, a different optical effect can be obtained with the same laser device.

В случае замены контактного устройства блок управления может управлять лазерным прибором так, что на траекторию пучка лазерного излучения устанавливается адаптивный оптический элемент или адаптивная система, работающая на пропускание. Для этого контактные устройства могут быть снабжены соответствующим кодом, на основании которого происходит их идентификация. Затем в соответствии с этой идентификацией на траекторию пучка, например автоматически, могут быть введены адаптивный элемент или адаптивная система, отвечающий (отвечающая) данному коду. Адаптивный оптический элемент или адаптивная система, работающая на пропускание, может быть введен (введена), относительно направления распространения пучка, перед оптикой, фокусирующей лазерное излучение.If the contact device is replaced, the control unit can control the laser device so that an adaptive optical element or adaptive transmission system is installed on the path of the laser beam. For this, the contact devices can be provided with the appropriate code, on the basis of which they are identified. Then, in accordance with this identification, for example, automatically, an adaptive element or an adaptive system corresponding to this code can be introduced into the beam path. An adaptive optical element or an adaptive transmission system can be introduced (introduced), relative to the direction of propagation of the beam, in front of the optics focusing the laser radiation.

Согласно четвертому аспекту изобретения предложен способ лазерной хирургической обработки глаза. В рамках способа посредством лазерного прибора получают импульсное сфокусированное лазерное излучение, параметры которого согласованы с осуществлением фотодеструкций в ткани глаза, а положением фокуса пучка этого излучения управляют, используя блок управления. Посредством блока управления в случае обработки первого типа выполняют последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей первый тип конфигурации разреза. При этом помещают на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, первое контактное устройство, согласованное с первым типом обработки, и через сопрягающий участок разъемно присоединяют указанное устройство к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. В случае обработки второго типа выполняют, посредством блока управления, последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей второй тип конфигурации разреза, отличающийся от первого. При этом помещают на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, второе контактное устройство, согласованное со вторым типом обработки, и через сопрягающий участок разъемно присоединяют указанное устройство к ответному сопрягающему участку лазерного прибора.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a method for laser surgical treatment of an eye. In the framework of the method, a pulsed focused laser radiation is obtained by means of a laser device, the parameters of which are consistent with the implementation of photodestruction in the eye tissue, and the focus position of the beam of this radiation is controlled using the control unit. By means of the control unit, in the case of processing the first type, a sequence of commands of at least one control program representing the first type of section configuration is executed. When this is placed on the contact body, transparent to laser radiation and having a contact surface for adhering to the eye being treated, the first contact device that is consistent with the first type of processing, and through the mating section detachably connect the specified device to the mating response section of the laser device. In the case of processing the second type, by means of the control unit, a sequence of commands of at least one control program representing the second type of section configuration is different from the first. When this is placed on the contact body, transparent to laser radiation and having a contact surface for contact with the eye to be treated, the second contact device, consistent with the second type of processing, and through the mating section detachably connect the specified device to the mating response section of the laser device.

Упомянутый код позволяет гарантировать, что соответствующая управляющая программа, например, автоматически распознана, запущена и выполнена.The mentioned code makes it possible to guarantee that the corresponding control program, for example, is automatically recognized, launched and executed.

Обработка первого и второго типа может представлять собой соответственно обработку роговицы глаза и хрусталика глаза с использованием, в обоих вариантах, лазерного излучения.The treatment of the first and second type can be a treatment of the cornea and lens of the eye, respectively, using, in both cases, laser radiation.

В альтернативном варианте обработка второго типа представляет собой, например, обработку, с использованием лазерного излучения, радужной оболочки, сетчатки, стекловидного тела или зон радужно-роговичного угла глаза (например, с целью коррекции глаукомы).In an alternative embodiment, the treatment of the second type is, for example, processing using laser radiation, the iris, retina, vitreous body or zones of the iris-corneal corner of the eye (for example, to correct glaucoma).

В случае обработки третьего типа может быть выполнена, посредством блока управления, последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей третий тип конфигурации разреза, отличающийся от первого и/или второго типов, причем на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, может быть помещено третье контактное устройство, согласованное с третьим типом обработки. При этом контактное устройство через сопрягающий участок может быть разъемно присоединено к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Обработка третьего типа может представлять собой обработку радужной оболочки посредством лазерного излучения.In the case of processing of the third type, a sequence of commands of at least one control program representing a third type of section configuration different from the first and / or second types, moreover, to a contact body transparent to laser radiation and having a contact surface, can be performed by means of a control unit to fit to the eye being treated, a third contact device may be placed, consistent with the third type of processing. In this case, the contact device through the mating section can be detachably connected to the response mating section of the laser device. The third type of treatment may be an iris treatment by laser radiation.

В случае обработки четвертого типа может быть выполнена, посредством блока управления, последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей четвертый тип конфигурации разреза, отличающийся от первого, второго и/или третьего типов, причем на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, может быть помещено четвертое контактное устройство, согласованное с четвертым типом обработки. При этом контактное устройство через сопрягающий участок может быть разъемно присоединено к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Обработка четвертого типа может представлять собой коррекцию глаукомы в радужно-роговичном углу глаза посредством лазерного излучения.In the case of processing of the fourth type, the sequence of commands of at least one control program representing the fourth type of section configuration different from the first, second and / or third types, moreover, to a contact body transparent to laser radiation and having contact surface for contact with the eye being processed; a fourth contact device adapted to the fourth type of processing may be placed. In this case, the contact device through the mating section can be detachably connected to the response mating section of the laser device. The fourth type of treatment may be a correction of glaucoma in the iris-corneal corner of the eye by means of laser radiation.

В случае обработки пятого типа может быть выполнена, посредством блока управления, последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей пятый тип конфигурации разреза, отличающийся от первого, второго, третьего и/или четвертого типов, причем на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, может быть помещено пятое контактное устройство, согласованное с пятым типом обработки. При этом контактное устройство через сопрягающий участок может быть разъемно присоединено к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Обработка пятого типа может представлять собой обработку стекловидного тела глаза посредством лазерного излучения.In the case of processing of the fifth type, a sequence of commands of at least one control program representing the fifth type of section configuration different from the first, second, third and / or fourth types, moreover, to a contact body transparent to laser radiation, can be performed and having a contact surface for adhering to the eye to be treated, a fifth contact device adapted to the fifth type of processing can be placed. In this case, the contact device through the mating section can be detachably connected to the response mating section of the laser device. The fifth type of treatment may be a treatment of the vitreous body of the eye with laser radiation.

В случае обработки шестого типа может быть выполнена, посредством блока управления, последовательность команд по меньшей мере одной управляющей программы, представляющей шестой тип конфигурации разреза, отличающийся от первого, второго, третьего, четвертого и/или пятого типов, причем на контактирующее тело, прозрачное для лазерного излучения и имеющее контактную поверхность для прилегания к обрабатываемому глазу, может быть помещено шестое контактное устройство, согласованное с шестым типом обработки. При этом контактное устройство через сопрягающий участок может быть разъемно присоединено к ответному сопрягающему участку лазерного прибора. Обработка шестого типа может представлять собой обработку сетчатки глаза посредством лазерного излучения.In the case of the processing of the sixth type, a sequence of commands of at least one control program representing the sixth type of section configuration different from the first, second, third, fourth and / or fifth types can be performed, by means of a contacting body transparent to laser radiation and having a contact surface for adhering to the eye being treated, a sixth contact device adapted to the sixth type of processing can be placed. In this case, the contact device through the mating section can be detachably connected to the response mating section of the laser device. The treatment of the sixth type may be a treatment of the retina through laser radiation.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые схематичные чертежи.The invention will now be described with reference to the accompanying schematic drawings.

На фиг. 1 представлена блок-схема компонентов одного из вариантов лазерного прибора, предназначенного для хирургических операций на глазу.In FIG. 1 shows a block diagram of the components of one of the options for a laser device intended for surgical operations on the eye.

На фиг. 2a схематично показана траектория лазерного пучка при обработке роговицы глаза.In FIG. 2a schematically shows the trajectory of a laser beam when processing the cornea of the eye.

На фиг. 2b схематично показана траектория лазерного пучка при обработке хрусталика глаза.In FIG. 2b schematically shows the trajectory of a laser beam when processing the lens of the eye.

На фиг. 2c схематично показана траектория лазерного пучка при обработке радужной оболочки глаза.In FIG. 2c schematically shows the trajectory of a laser beam during processing of the iris.

На фиг. 2d схематично показана траектория лазерного пучка при обработке радужно-роговичного угла глаза.In FIG. 2d schematically shows the trajectory of a laser beam when processing the iris-corneal corner of the eye.

На фиг. 2e схематично показана траектория лазерного пучка при обработке стекловидного тела глаза.In FIG. 2e schematically shows the trajectory of a laser beam during processing of the vitreous body of the eye.

На фиг. 2f схематично показана траектория лазерного пучка при обработке сетчатки глаза.In FIG. 2f schematically shows the trajectory of a laser beam when processing the retina.

На фиг. 3 схематично показан другой вариант траектории лазерного пучка при обработке хрусталика по фиг. 2b.In FIG. 3 schematically shows another variant of the path of the laser beam when processing the lens of FIG. 2b.

На фиг. 4a схематично представлено первое контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4a schematically shows a first contact device for use in the laser device of FIG. one.

На фиг. 4b схематично представлено второе контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4b schematically shows a second contact device for use in the laser device of FIG. one.

На фиг. 4c схематично представлено третье контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4c schematically shows a third contact device for use in the laser device of FIG. one.

На фиг. 4d схематично представлено четвертое контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4d schematically shows a fourth contact device for use in the laser device of FIG. one.

На фиг. 4e схематично представлено пятое контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4e schematically shows a fifth contact device for use in the laser device of FIG. one.

На фиг. 4f схематично представлено шестое контактное устройство для применения в лазерном приборе по фиг. 1.In FIG. 4f schematically shows a sixth contact device for use in the laser device of FIG. one.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Лазерный прибор, представленный на фиг. 1 и обозначенный в целом, как 10, содержит лазерный источник 12, обеспечивающий получение импульсного лазерного пучка 14 с длительностью импульсов излучения, приемлемой для использования этого пучка при выполнении разрезов в роговичной ткани глаза 16 оперируемого пациента. В качестве примера, длительность импульсов излучения лазерного пучка 14 находится в фемтосекундном или аттосекундном диапазоне. Лазерный пучок 14 формируется лазерным источником 12 с частотой следования импульсов, которая является желательной для конкретного приложения, т. е. частота следования импульсов излучения, испускаемых лазерным устройством 10 и направляемых на глаз 16, соответствует частоте следования импульсов излучения, поступающих на выход лазерного источника 12, за исключением ситуации, в которой, в соответствии с формируемым профилем, заданным для глаза 16, часть импульсов излучения, испущенных лазерным источником 12, будет бланкирована посредством оптического затвора 18, установленного в ходе (на траектории) лазерного пучка 14. Соответственно, эти бланкируемые импульсы излучения не достигают глаза 16.The laser device of FIG. 1 and designated as a whole as 10, contains a laser source 12 that provides a pulsed laser beam 14 with a radiation pulse duration acceptable for using this beam when making incisions in the corneal tissue of the eye 16 of the patient being operated on. As an example, the pulse duration of the laser beam 14 is in the femtosecond or attosecond range. The laser beam 14 is formed by a laser source 12 with a pulse repetition rate that is desirable for a particular application, i.e., the repetition rate of the radiation pulses emitted by the laser device 10 and directed to the eye 16 corresponds to the repetition rate of the radiation pulses arriving at the output of the laser source 12 , with the exception of the situation in which, in accordance with the formed profile specified for the eye 16, a part of the radiation pulses emitted by the laser source 12 will be blanked by optical Skog shutter 18 installed in (on the path) of the laser beam 14. Accordingly, these blankiruemye radiation pulses do not reach the eye 16.

Как это хорошо известно (хотя и не проиллюстрировано на фиг. 1), лазерный источник 12 может содержать, например, лазерный осциллятор (например твердотельный), предусилитель (который повышает мощность лазерных импульсов, испускаемых осциллятором, и одновременно растягивает их во времени), установленное за ним устройство для контроля частоты повторения (pulse-picker), которое выбирает индивидуальные импульсы из лазерных импульсов, прошедших предусилитель, чтобы понизить частоту следования до желательного уровня, усилитель мощности, который усиливает выбранные импульсы (все еще растянутые во времени) до уровня энергии, требуемой для конкретного приложения, и компрессор импульсов, осуществляющий сжатие импульсов, выходящих из усилителя, до длительностей, требуемых для конкретного приложения.As is well known (although not illustrated in Fig. 1), the laser source 12 may contain, for example, a laser oscillator (for example, a solid-state), a preamplifier (which increases the power of the laser pulses emitted by the oscillator, and simultaneously stretches them in time), established followed by a pulse-picker that selects individual pulses from the laser pulses passed through the preamplifier to lower the repetition rate to the desired level, a power amplifier that amplifies flushes the selected pulses (still stretched in time) to an energy level required for a particular application, and a pulse compressor compresses pulses emerging from the amplifier to the durations required for the particular application.

Оптический затвор 18, который может также рассматриваться как модулятор импульсов, может быть выполнен, как акустооптический или электрооптический модулятор. Данный затвор может содержать оптически активные элементы, позволяющие осуществлять быстрое бланкирование отдельных лазерных импульсов. Так, этот затвор может содержать ловушку 20 пучка, служащую для поглощения импульсов излучения, которые подлежат бланкированию, т. е. не должны достичь глаза 16. Оптический затвор 18 может выводить бланкируемые импульсы излучения из нормального хода лазерного пучка 14 и направлять их в ловушку 20 пучка.The optical shutter 18, which can also be considered as a pulse modulator, can be implemented as an acousto-optical or electro-optical modulator. This shutter may contain optically active elements that allow rapid blanking of individual laser pulses. So, this shutter may contain a beam trap 20, which serves to absorb radiation pulses that are subject to blanking, that is, must not reach the eye 16. The optical shutter 18 can remove the blanked radiation pulses from the normal course of the laser beam 14 and direct them to the trap 20 beam.

На траектории лазерного пучка 14 установлены также другие оптические компоненты, в число которых в представленном примере входят z-сканер 22, x-y сканер 24, а также фокусирующий объектив 26. Этот объектив служит для фокусирования лазерного пучка 14 в желаемом месте в зоне обработки, например в глазу 16, в частности в роговице глаза. Z-сканер 22 предназначен для управления положением фокуса лазерного пучка 14 в продольном направлении, а x-y сканер 24 - для управления положением фокуса в поперечном направлении. Термин "продольное направление" в этом контексте соответствует направлению распространения пучка и обычно именуется z-направлением. Термин "поперечное направление" означает направление, поперечное по отношению к направлению распространения лазерного пучка 14; соответствующая поперечная плоскость обозначается, как плоскость x-y. Для наглядности, на фиг. 1 показана система координат x-y-z, согласованная с положением глаза 16.Other optical components are also installed on the path of the laser beam 14, including the z-scanner 22, the xy scanner 24, and the focusing lens 26 in the example presented. This lens focuses the laser beam 14 at a desired location in the processing zone, for example, eye 16, in particular in the cornea of the eye. The Z-scanner 22 is designed to control the focus position of the laser beam 14 in the longitudinal direction, and the x-y scanner 24 is used to control the focus position in the transverse direction. The term "longitudinal direction" in this context corresponds to the direction of propagation of the beam and is usually referred to as the z-direction. The term "transverse direction" means a direction transverse to the propagation direction of the laser beam 14; the corresponding transverse plane is denoted as the x-y plane. For clarity, in FIG. 1 shows the x-y-z coordinate system consistent with the position of the eye 16.

Для осуществления поперечного отклонения лазерного пучка 14 x-y сканер 24 может, например, содержать пару сканирующих зеркал с гальванометрическим приводом, установленных с возможностью поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей. С другой стороны, z-сканер 22 может содержать, например, линзу, установленную с возможностью перемещения в продольном направлении, или линзу с изменяемым показателем преломления, или деформируемое зеркало для управления расходимостью лазерного пучка 14 и, соответственно, положением его фокуса по оси z. Подобный перестраиваемый оптический компонент может, например, входить в состав расширителя пучка (не изображен), который обеспечивает расширение лазерного пучка 14, испускаемого лазерным источником 12, и который может быть сконфигурирован, например, как телескоп Галилея.For the transverse deflection of the laser beam 14 x-y, the scanner 24 may, for example, contain a pair of scanning mirrors with a galvanometric drive mounted rotatably around two mutually perpendicular axes. On the other hand, the z-scanner 22 may contain, for example, a lens mounted with the possibility of moving in the longitudinal direction, or a lens with a variable refractive index, or a deformable mirror to control the divergence of the laser beam 14 and, accordingly, the position of its focus along the z axis. Such a tunable optical component can, for example, be part of a beam expander (not shown) that expands the laser beam 14 emitted by the laser source 12, and which can be configured, for example, as a Galilean telescope.

В предпочтительном варианте фокусирующий объектив 26 представляет собой f-theta объектив, который на своей стороне, соответствующей выходу пучка, разъемно связан с адаптером 28a, образующим интерфейс, с которым контактирует роговица глаза 16 пациента. Для этого у адаптера 28a имеется прозрачный для лазерного излучения контактный элемент 30a, на нижней стороне которого, обращенной к глазу, предусмотрено наличие контактной поверхности 32a, вступающей в контакт с роговицей глаза 16. В приведенном примере, как показано на чертеже, контактная поверхность 32a выполнена плоской и служит для уплощения роговицы посредством контактного элемента 30a, надавливающего на глаз 16, прилагая к нему соответствующее давление, или за счет того, что роговица 16a присасывается к контактной поверхности 32a в результате создания пониженного давления. Контактный элемент 30a (в случае выполнения его в виде плоскопараллельной детали, обычно именуемой уплощающей пластиной) прикреплен у узкого конца несущей втулки 34a, которая выполнена конической. Элемент 30a и втулка 34a могут быть соединены неразъемно, например посредством склеивания. Однако предусмотрена возможность выполнить это соединение разъемным, например резьбовым. У своего широкого (на чертеже - верхнего) конца втулка 34a снабжена надлежащими соединительными средствами (на чертеже не показаны) для сопряжения с фокусирующим объективом 26.In a preferred embodiment, the focusing lens 26 is an f-theta lens, which on its side corresponding to the output of the beam is detachably connected to an adapter 28a forming an interface with which the cornea of the eye 16 of the patient is in contact. For this, the adapter 28a has a contact element 30a transparent for laser radiation, on the lower side of which, facing the eye, there is a contact surface 32a that comes into contact with the cornea of the eye 16. In the example shown, as shown in the drawing, the contact surface 32a is made flat and serves to flatten the cornea by means of a contact element 30a, pressing on the eye 16, applying appropriate pressure to it, or due to the fact that the cornea 16a is attached to the contact surface 32a as a result creating reduced pressure. The contact element 30a (in the case of making it in the form of a plane-parallel part, usually referred to as a flattening plate) is attached at the narrow end of the carrier sleeve 34a, which is made conical. The element 30a and the sleeve 34a can be connected in one piece, for example by gluing. However, it is possible to make this connection detachable, for example threaded. At its wide (upper drawing) end, the sleeve 34a is provided with appropriate connecting means (not shown) to interface with the focusing lens 26.

Должно быть понятно, что расположение оптического затвора 18, z-сканера 22, x-y сканера 24 и фокусирующего объектива 26 не обязательно совпадает с проиллюстрированным на фиг. 1. Например, оптический затвор 18 может быть установлен на траектории пучка за z-сканером 22, т. е. проиллюстрированный порядок установки указанных компонентов не должен рассматриваться как вносящий какие-либо ограничения.It should be understood that the arrangement of the optical shutter 18, z-scanner 22, x-y of scanner 24 and focusing lens 26 does not necessarily coincide with that illustrated in FIG. 1. For example, the optical shutter 18 can be installed on the beam path behind the z-scanner 22, that is, the illustrated installation order of these components should not be considered as introducing any restrictions.

Управление лазерным источником 12, оптическим затвором 18, а также двумя сканерами 22, 24 (которые, если это представляется желательным, могут быть объединены в единый конструктивный блок) осуществляется управляющим компьютером 36, который функционирует в соответствии с управляющей программой 40, записанной в его память 38 и содержащей команды (программный код), выполнение которых (которого) управляющим компьютером 36 обеспечивает управление положением фокуса лазерного пучка 14. Это управление осуществляется таким образом, что в роговице глаза 16, прижатой к контактному элементу 30, формируется профиль разреза, полностью отделяющего от окружающей его роговицы объем роговичной ткани в форме лентикула, подлежащего удалению в рамках кератопластики роговицы (экстракции роговичного лентикула). Если это представляется желательным, данный профиль разреза может дополнительно обеспечивать разделение данного объема ткани на несколько отдельных сегментов.The laser source 12, the optical shutter 18, as well as two scanners 22, 24 (which, if it seems desirable, can be combined into a single structural unit) are controlled by a control computer 36, which operates in accordance with a control program 40 recorded in its memory 38 and containing commands (program code), the execution of which (of which) by the control computer 36 provides control of the focus position of the laser beam 14. This control is carried out in such a way that in the cornea of the eye 16, pressed to the contact element 30, a section profile is formed that completely separates from the surrounding cornea the volume of corneal tissue in the form of a lenticular to be removed as part of keratoplasty of the cornea (corneal lenticular extraction). If this seems desirable, this section profile may further provide for the separation of a given volume of tissue into several distinct segments.

Далее, предусмотрена возможность ввести на пути лазерного пучка 14 адаптивный оптический элемент или адаптивную оптическую систему, например в виде зеркала 42, устанавливаемого, по ходу пучка, перед фокусирующим объективом 26. Зеркало 42 может быть выполнено как деформируемое зеркало. Кроме того, вместо зеркала 42 может быть использован другой адаптивный оптический элемент или другая адаптивная оптическая система, работающая на пропускание. Предпочтительно установить зеркало 42 на траекторию лазерного пучка 14, если требуется произвести обработку хрусталика глаза 16 с целью уменьшения (компенсации) аберраций волнового фронта. В случае обработки роговицы глаза 16 зеркало 42 может быть установлено в нейтральной (неактивной) позиции. В таком варианте используется траектория пучка 14 излучения, показанная на фиг. 1 штриховой линией и не проходящая через зеркало 42 (т. е. зеркало 42 не влияет на лазерный пучок 14). Управление траекторией пучка излучения (т. е. решение, вводить или не вводить в ход лучей зеркало 42) может осуществляться управляющим компьютером 36. В альтернативном варианте зеркало 42 остается на пути пучка, а привод, в зависимости от конкретного приложения, приводится в действие посредством активирования средства, предусмотренного в этом приложении.Further, it is possible to introduce an adaptive optical element or an adaptive optical system on the path of the laser beam 14, for example, in the form of a mirror 42, which is installed along the beam in front of the focusing lens 26. The mirror 42 can be made as a deformable mirror. In addition, instead of the mirror 42, another adaptive optical element or other adaptive transmission optical system can be used. It is preferable to install the mirror 42 on the trajectory of the laser beam 14, if you want to process the lens of the eye 16 in order to reduce (compensate) the aberrations of the wavefront. In the case of processing the cornea of the eye 16, the mirror 42 can be installed in a neutral (inactive) position. In such an embodiment, the path of the radiation beam 14 shown in FIG. 1 by a dashed line and not passing through the mirror 42 (i.e., the mirror 42 does not affect the laser beam 14). The control of the path of the radiation beam (that is, the decision whether or not to introduce the mirror 42 into the path of the rays) can be carried out by the control computer 36. Alternatively, the mirror 42 remains in the path of the beam, and the drive, depending on the particular application, is driven by activating the funds provided in this application.

В случае использования лазерного устройства 10, проиллюстрированного на фиг. 1, с фокусирующим объективом 26 стандартным образом сопряжен адаптер (интерфейсный блок) 28a. В результате глаз 16 (см. фиг. 1) прилегает к плоской контактной поверхности 32a контактного элемента 30a, входящего в конструкцию адаптера 28a, который более детально показан на фиг. 4a. Адаптеры 28b-28e, представленные на фиг. 4b-4e, совместно с адаптером 28a по фиг. 4a образуют набор адаптеров, причем предпочтительно выполнить каждый из них с возможностью сопряжения с одним и тем же фокусирующим объективом 26. Далее адаптеры 28b-28e будут описаны более подробно со ссылками на фиг. 4b-4e. Однако сначала в общем виде будет продемонстрировано, какое воздействие разные адаптеры оказывают на оптический эффект лазерного прибора 10.In the case of using the laser device 10 illustrated in FIG. 1, an adapter (interface unit) 28a is mated to a focusing lens 26 in a standard manner. As a result, the eye 16 (see FIG. 1) abuts against the flat contact surface 32a of the contact element 30a included in the structure of the adapter 28a, which is shown in more detail in FIG. 4a. Adapters 28b-28e shown in FIG. 4b-4e, together with the adapter 28a of FIG. 4a form a set of adapters, each of which is preferably configured to pair with the same focusing lens 26. Next, the adapters 28b-28e will be described in more detail with reference to FIGS. 4b-4e. However, first, in a general form, it will be demonstrated what effect different adapters have on the optical effect of the laser device 10.

На фиг. 2a-2f представлены адаптеры 28u, 28v, 28w, 28x, 28y, 28z шести различных типов. Адаптер 28u содержит контактную линзу 30u с контактной поверхностью 32u, прилегающей к глазу 16, и позволяет выполнить обработку его роговицы 16a посредством лазерного пучка 14. Адаптер 28v содержит контактную линзу 30v с контактной поверхностью 32v, прилегающей к глазу 16, и, в отличие от адаптера 28u, позволяет выполнить обработку хрусталика 16b глаза, не меняя настройки лазерного прибора 10. Таким образом, обеспечивается возможность осуществлять изменение оптического эффекта лазерного прибора 10, не заменяя этого прибора (и, в частности, при его идентичной настройке). Далее, адаптеры 28w, 28x, 28y, 28z позволяют выполнять посредством лазерного пучка 14 соответственно обработку радужной оболочки 16c, радужно-роговичного угла 16d, стекловидного тела 16e и сетчатки 16f глаза 16. Адаптер 28w содержит контактную линзу 30w с контактной поверхностью 32w, прилегающей к глазу 16; адаптер 28x содержит контактную линзу 30x с контактной поверхностью 32x, прилегающей к глазу 16; адаптер 28y содержит контактную линзу 30y с контактной поверхностью 32y, прилегающей к глазу 16; а адаптер 28z содержит контактную линзу 30z с контактной поверхностью 32z, прилегающей к глазу 16.In FIG. 2a-2f, there are six different types of adapters 28u, 28v, 28w, 28x, 28y, 28z. The adapter 28u comprises a contact lens 30u with a contact surface 32u adjacent to the eye 16 and allows processing of its cornea 16a by means of a laser beam 14. The adapter 28v contains a contact lens 30v with a contact surface 32v adjacent to the eye 16 and, unlike the adapter 28u allows processing of the lens 16b of the eye without changing the settings of the laser device 10. Thus, it is possible to change the optical effect of the laser device 10 without replacing this device (and, in particular, when it is identical th setup). Further, the adapters 28w, 28x, 28y, 28z allow the processing of the iris 16c, the iris-corneal angle 16d, the vitreous body 16e and the retina 16f of the eye 16 by means of the laser beam 14. The adapter 28w comprises a contact lens 30w with a contact surface 32w adjacent to eye 16; the adapter 28x comprises a contact lens 30x with a contact surface 32x adjacent to the eye 16; the adapter 28y comprises a contact lens 30y with a contact surface 32y adjacent to the eye 16; and the adapter 28z comprises a contact lens 30z with a contact surface 32z adjacent to the eye 16.

В случае применения адаптера 28u оптический эффект лазерного прибора 10 характеризуется тем, что лазерный пучок 14 фокусируется в роговице 16a. Это означает, в частности, что в роговице находится фокальная точка лазерного пучка 14. Для типичного глаза при обработке роговицы 16a преимуществом является возможность довести до примерно 110 мкм значение отрезка z₀, характеризующего положение фокуса (т. е. расстояния, отделяющего, при заданном состоянии z-сканирования 22, фокальную точку от прилегающей к глазу 16 контактной поверхности 32u адаптера 28u). В добавление к сказанному, обычно для обработки роговицы требуется переменная настройка заглубления фокуса в интервале Δz=0 … 1200 мкм, т. е. диапазон регулировки положения фокальной точки составляет примерно 1,2 мм. Кроме того, в нормальной ситуации нужно иметь диаметр фокального пятна, равный примерно 3-5 мкм, и диаметр (Ø) F поля сканирования, равный примерно 12 мм. Эти значения обеспечиваются, в частности, адаптером 28u.In the case of the adapter 28u, the optical effect of the laser device 10 is characterized in that the laser beam 14 is focused in the cornea 16a. This means, in particular, that the focal point of the laser beam is located in the cornea 14. For a typical eye, when processing the cornea 16a, it is an advantage to be able to bring to approximately 110 μm the value of the segment z ₀ characterizing the position of the focus (i.e., the distance separating at a given z-scan state 22, the focal point from the contact surface 32u of adapter 28u adjacent to the eye 16). In addition to the above, usually for the processing of the cornea, a variable adjustment of the focus deepening in the range Δz = 0 ... 1200 μm is required, that is, the focal point position adjustment range is approximately 1.2 mm. In addition, in a normal situation, it is necessary to have a focal spot diameter of about 3-5 microns and a scan field diameter (Ø) F of about 12 mm. These values are provided in particular by the 28u adapter.

Если настройки лазерного прибора 10 оставить прежними и заменить только адаптер 28u адаптером 28v, фокальная точка лазерного пучка 14 оказывается внутри глаза 16 не в роговице 16a, а в хрусталике 16b (при средней длине отрезка z₀, характеризующего положение фокуса, равной, например, 5 мм). Это происходит за счет укорочения длины L₂ адаптера 28v по сравнению с длиной L₁ адаптера 28u. Кроме того, применение адаптера 28v гарантирует, например, возможность реализации заглубления Δz фокуса в интервале 3 … 12 мм, значений диаметра фокального пятна в интервале 5-10 мкм и значений диаметра поля сканирования, равных примерно 7 мм. В результате, несмотря на то, что используется тот же лазерный прибор 10, становится возможной обработка хрусталика 16b глаза.If the settings of the laser device 10 are left unchanged and only the adapter 28u is replaced with the adapter 28v, the focal point of the laser beam 14 is inside the eye 16 not in the cornea 16a, but in the lens 16b (with an average length of the segment z ₀ characterizing the focus position, for example, 5 mm). This is due to the shortening of the length L _{2 of the} adapter 28v compared to the length L _{1 of the} adapter 28u. In addition, the use of adapter 28v guarantees, for example, the possibility of implementing a Δz focus deepening in the range of 3 ... 12 mm, focal spot diameter values in the range of 5-10 μm, and scan field diameters of about 7 mm. As a result, although the same laser device 10 is used, processing of the lens 16b of the eye becomes possible.

Приведенные соображения применимы и в случае использования остальных адаптеров 28w, 28x, 28y, 28z. Опять-таки, когда один из них присоединяют к этому же лазерному прибору 10, формируется другая зона обработки, например, вследствие возможности реализации другого положения (заглубления) фокуса и получения другого диаметра пятна, а также другого диаметра поля сканирования. Сводка типичных значений этих параметров приведена в конце данного описания.The above considerations apply to the use of the remaining adapters 28w, 28x, 28y, 28z. Again, when one of them is attached to the same laser device 10, another processing zone is formed, for example, due to the possibility of realizing a different position (deepening) of the focus and obtaining a different spot diameter, as well as a different scan field diameter. A summary of typical values for these parameters is provided at the end of this description.

Далее со ссылками на фиг. 3 будет пояснен смысл вышеупомянутых параметров.Next, with reference to FIG. 3, the meaning of the above parameters will be explained.

В примере, приведенном на фиг. 3, типичное значение параметра z₀, характеризующего положение фокуса, можно оценить, как примерно равное 0,8 мм. Параметр z₀ показывает, насколько фокус заглублен в глаз в z-направлении для заданного состояния z-сканирования (в данном случае, если z₀измеряется относительно передней поверхности хрусталика 16b; по отношению к контактной поверхности 32y в этом примере типичное значение параметра z₀ можно оценить как примерно 4 мм). Типичный интервал Δz заглубления фокуса лазерного пучка в примере по фиг. 3 можно оценить, как составляющий примерно 4 мм; это интервал регулировки положения фокальной точки в z-направлении при использовании одного и того же лазерного прибора 10. Типичный диаметр (Ø) F поля сканирования составляет примерно 8 мм и характеризует диаметр зоны, которая может быть облучена лазерным пучком 14 одного и того же лазерного прибора 10 в плоскости x-y. Как показано на фиг. 3, для обработки роговицы 16a требуется диаметр F поля сканирования, превышающий диаметр F для обработки хрусталика 16b. С другой стороны, для обработки хрусталика 16b по сравнению с обработкой роговицы необходимы увеличенные значения параметра z₀, характеризующего положение фокуса относительно контактной поверхности 32y, а также увеличенный интервал параметра Δz. Однако представленные типичные размеры не следует понимать в ограничительном смысле, поскольку они приведены только для иллюстрации.In the example of FIG. 3, a typical value of the parameter z ₀ characterizing the position of the focus can be estimated as approximately equal to 0.8 mm. Parameter z ₀ shows how deep the focus is in the eye in the z-direction for a given z-scan state (in this case, if z ₀ is measured relative to the front surface of the lens 16b; with respect to the contact surface 32y in this example, a typical value of parameter z ₀ can be estimate as approximately 4 mm). A typical interval Δz of the deepening of the focus of the laser beam in the example of FIG. 3 can be estimated as constituting approximately 4 mm; this is the interval for adjusting the position of the focal point in the z-direction using the same laser device 10. A typical diameter (Ø) F of the scanning field is about 8 mm and characterizes the diameter of the zone that can be irradiated by the laser beam 14 of the same laser device 10 in the xy plane. As shown in FIG. 3, processing of the cornea 16a requires a scanning field diameter F greater than the diameter F for processing the lens 16b. On the other hand, for processing the lens 16b compared with the processing of the cornea, increased values of the parameter z ₀ characterizing the position of the focus relative to the contact surface 32y, as well as an extended interval of the parameter Δz are required. However, the typical dimensions presented are not to be understood in a limiting sense, since they are provided for illustration only.

На фиг. 4a-4e показаны адаптеры 28a-28e, различающиеся между собой и предназначенные для применения в комплекте с лазерным прибором 10. В приборе 10 может быть обеспечен оптический эффект, меняющийся в зависимости от параметров используемого адаптера 28a-28e. Так, адаптер 28a, приведенный на фиг. 4a, пригоден для выполнения обработки и разрезов роговицы 16a глаза 16 посредством прибора 10.In FIG. 4a-4e, adapters 28a-28e are shown, which are different from one another and are intended for use with a laser device 10. An optical effect can be provided in the device 10, which varies depending on the parameters of the adapter 28a-28e used. Thus, the adapter 28a shown in FIG. 4a is suitable for processing and incising the cornea 16a of the eye 16 through the device 10.

Как показано на фиг. 1, адаптер 28a разъемно соединен с фокусирующим объективом 26 и образует интерфейс, с которым контактирует роговица 16a глаза 16. Для этого у адаптера 28a имеется прозрачный для лазерного излучения контактный элемент 30a, на нижней стороне которого, обращенной к глазу, предусмотрено наличие контактной поверхности 32a, вступающей в контакт с роговицей 16a. Контактная поверхность 32a в данном случае выполнена плоской и служит для уплощения роговицы 16a посредством контактного элемента 30a, надавливающего на глаз 16, прилагая к нему соответствующее давление, или за счет того, что роговица 16a присасывается к контактной поверхности 32a в результате создания пониженного давления. Контактный элемент 30a (в случае выполнения его, как это показано на фиг. 4a, в виде плоскопараллельной детали, обычно именуемой уплощающей пластиной) присоединен к узкому концу несущей втулки 34a, которая выполнена конической. Элемент 30a и втулка 34a могут быть соединены неразъемно, например посредством склеивания. Однако предусмотрена возможность выполнить это соединение разъемным, например резьбовым. В альтернативном варианте может найти применение цельная конструкция, полученная посредством инжекционного формования. У своего широкого (на чертеже - верхнего) конца втулка 34a снабжена надлежащими соединительными средствами (на чертеже не показаны) для сопряжения с фокусирующим объективом 26.As shown in FIG. 1, the adapter 28a is detachably connected to the focusing lens 26 and forms an interface with which the cornea 16a of the eye 16 contacts. For this, the adapter 28a has a laser-transparent contact element 30a, on the lower side of which is facing the eye, a contact surface 32a is provided coming into contact with the cornea 16a. The contact surface 32a in this case is made flat and serves to flatten the cornea 16a by means of the contact element 30a pressing on the eye 16 by applying appropriate pressure to it, or due to the fact that the cornea 16a is attached to the contact surface 32a as a result of creating reduced pressure. The contact element 30a (if it is made, as shown in Fig. 4a, in the form of a plane-parallel part, usually referred to as a flattening plate) is attached to the narrow end of the carrier sleeve 34a, which is conical. The element 30a and the sleeve 34a can be connected in one piece, for example by gluing. However, it is possible to make this connection detachable, for example threaded. Alternatively, an integral structure obtained by injection molding may find application. At its wide (upper drawing) end, the sleeve 34a is provided with appropriate connecting means (not shown) to interface with the focusing lens 26.

Лазерный пучок 14, схематично показанный на фиг. 4a, проходит в корпус адаптера 28a, прозрачный для лазерного излучения, и падает на плоский контактный элемент 30a. Обе его поверхности, т. е. контактная поверхность 32a, обращенная к глазу 16, и поверхность 33a, обращенная от глаза, являются плоскими. Подлежащий обработке глаз 16 прилегает к контактной поверхности 32a контактного элемента 30a. После прохождения через контактный элемент 30a лазерный пучок 14 падает на роговицу 16a у схематично показанного места фокуса. Посредством x-y-смещения и z-смещения фокальной точки могут быть выполнены разрезы в роговице 16a в соответствии с типом конфигурации разреза, заданным управляющей программой.The laser beam 14 schematically shown in FIG. 4a extends into the adapter housing 28a, transparent to laser radiation, and falls onto the flat contact element 30a. Both of its surfaces, i.e., the contact surface 32a facing the eye 16 and the surface 33a facing the eye, are flat. The eye 16 to be treated abuts against the contact surface 32a of the contact element 30a. After passing through the contact element 30a, the laser beam 14 is incident on the cornea 16a at the schematically shown place of focus. By x-y-displacement and z-displacement of the focal point, incisions can be made in the cornea 16a in accordance with the type of incision configuration specified by the control program.

На фиг. 4b-4e соответствующие элементы имеют те же обозначения, что и на фиг. 4a.In FIG. 4b-4e, the corresponding elements have the same designations as in FIG. 4a.

На фиг. 4b представлен адаптер 28b, пригодный для проведения воздействий в хрусталике 16b глаза 16 и выполненный с возможностью сопряжения с фокусирующим объективом 26. Как и адаптер 28a по фиг. 4a, адаптер 28b по фиг. 4b содержит плоский контактный элемент 30b. Длина L₂ адаптера 28b меньше длины L₁ адаптера 28a. Таким образом, в отличие от адаптера 28a по фиг. 4a, предназначенного для обработки роговицы 16a, адаптер 28b по фиг. 4b укорочен в z-направлении, т. е. пригоден для обработки хрусталика. Как показано на фиг. 4b, вследствие этого укорочения фокальная точка лазерного пучка 14 оказывается расположенной не в роговице 16a, а в хрусталике 16b. В результате, проводя x-y-смещение, а также z-смещение фокальной точки, можно выполнить разрезы в хрусталике 16b. Если сместить лазерный пучок 14 вбок, как это в виде другого лазерного пучка 14b показано на фиг. 4b, фокальная точка сместится в хрусталике 16b в боковом направлении. Как схематично показано на фиг. 4b, фокальные точки в зависимости от положения их фокуса в плоскости x-y и в z-направлении имеют различный диаметр фокального пятна. Как видно на фиг. 4b, эти диаметры, начиная от фокального пятна центрального лазерного пучка 14, увеличиваются при смещении в боковом и осевом направлениях. Это неравномерное фокусирование в по-разному заглубленных зонах и при боковом смещении пучка можно скомпенсировать за счет повышения энергии лазерного импульса, чтобы обеспечить желаемый порог фотодеструкции также и в периферийных зонах хрусталика 16b. Однако в альтернативном варианте неравномерное фокусирование может быть скомпенсировано также адаптивным оптическим элементом, дифракционным оптическим элементом или элементом, выполненным с поверхностью свободно выбираемой формы.In FIG. 4b shows an adapter 28b suitable for interfacing with the lens 16b of the eye 16 and adapted to interface with the focusing lens 26. Like the adapter 28a of FIG. 4a, adapter 28b of FIG. 4b comprises a flat contact element 30b. The length L _{2 of the} adapter 28b is less than the length L _{1 of the} adapter 28a. Thus, unlike the adapter 28a of FIG. 4a for treating the cornea 16a, the adapter 28b of FIG. 4b is shortened in the z-direction, i.e., suitable for processing the lens. As shown in FIG. 4b, due to this shortening, the focal point of the laser beam 14 is located not in the cornea 16a, but in the lens 16b. As a result, by conducting the xy-displacement, as well as the z-displacement of the focal point, it is possible to make incisions in the lens 16b. If you move the laser beam 14 sideways, as in the form of another laser beam 14b shown in FIG. 4b, the focal point will shift laterally in the lens 16b. As schematically shown in FIG. 4b, the focal points, depending on the position of their focus in the xy plane and in the z-direction, have different focal spot diameters. As seen in FIG. 4b, these diameters, starting from the focal spot of the central laser beam 14, increase with displacement in the lateral and axial directions. This uneven focusing in differently recessed areas and with lateral beam displacement can be compensated by increasing the energy of the laser pulse to provide the desired photodestruction threshold also in the peripheral zones of the lens 16b. However, in an alternative embodiment, uneven focusing can also be compensated by an adaptive optical element, a diffractive optical element, or an element made with a surface of freely selectable shape.

На фиг. 4c представлен адаптер 28c, также пригодный для обработки хрусталика 16b и выполненный с возможностью сопряжения с фокусирующим объективом 26. Вместо плоского контактного элемента 30b, использованного в адаптере 28b по фиг. 4b, в адаптере 28c по фиг 4c применена выпукло-вогнутая линза (в виде мениска) 30c, у которой поверхность 33c, обращенная от глаза 16, имеет выпуклую форму, а контактная поверхность 32c, обращенная к глазу 16, - вогнутую. Вследствие вогнутой формы контактной поверхности 32c, обращенной к глазу, уменьшается повышение внутриглазного давления. Контактный элемент 30c сформирован таким образом, что изменения диаметров фокальных пятен, возникающие при применении адаптера 28b по фиг. 4b, компенсируются у фокальных точек. Как показано на фиг. 4c, по сравнению с данными, представленными на фиг. 4b, центральные фокальные точки или сохраняют свой размер (остаются неизменными), или немного увеличиваются (ʺухудшаютсяʺ), в то время как диаметры фокальных пятен фокальных точек в периферических зонах при смещении в боковом и осевом направлениях уменьшаются (ʺулучшаютсяʺ). Таким образом, независимо от своего положения в боковом и осевом направлениях, фокальные зоны имеют по меньшей мере почти постоянные диаметры фокальных пятен. Такой по меньшей мере почти постоянный диаметр фокального пятна можно получить, например, посредством поверхностей свободно выбираемой формы, сформированных на контактной линзе 30c. В частности, у контактной линзы 30c в виде поверхности свободно выбираемой формы могут быть выполнены контактная поверхность 32c, обращенная к глазу, и/или поверхность 33c, обращенная от глаза. В результате, энергию пучка 14 лазерного излучения, необходимую для выполнения фотодеструкции в периферических зонах, можно не повышать вообще или не повышать так сильно, как при использовании адаптера 28b по фиг. 4b, т. е. эта энергия может удерживаться на фактически постоянном уровне.In FIG. 4c shows an adapter 28c also suitable for processing the lens 16b and is adapted to interface with the focusing lens 26. Instead of the flat contact element 30b used in the adapter 28b of FIG. 4b, the adapter 28c of FIG. 4c employs a convex-concave (meniscus) lens 30c, in which the surface 33c facing away from the eye 16 is convex in shape and the contact surface 32c facing the eye 16 is concave. Due to the concave shape of the contact surface 32c facing the eye, the increase in intraocular pressure is reduced. The contact element 30c is formed so that changes in the diameters of the focal spots that occur when using the adapter 28b of FIG. 4b are compensated at focal points. As shown in FIG. 4c, compared with the data presented in FIG. 4b, the central focal points either retain their size (remain unchanged) or increase slightly (“worsen”), while the diameters of the focal spots of the focal points in the peripheral zones decrease with a shift in the lateral and axial directions (“improve”). Thus, regardless of their position in the lateral and axial directions, the focal zones have at least almost constant diameters of the focal spots. Such an at least almost constant diameter focal spot can be obtained, for example, by means of surfaces of freely selectable shape formed on the contact lens 30c. In particular, for the contact lens 30c in the form of a surface of freely selectable shape, a contact surface 32c facing the eye and / or a surface 33c facing the eye may be formed. As a result, the energy of the laser beam 14 necessary to perform photodegradation in the peripheral zones can not be increased at all or not increased as much as when using the adapter 28b of FIG. 4b, i.e., this energy can be kept at a practically constant level.

Адаптер 28d по фиг. 4d отличается от адаптера 28c по фиг. 4c только тем, что вместо выпукло-вогнутой контактной линзы 30c использована плоско-вогнутая контактная линза 30d. У данной линзы контактная поверхность 32d, обращенная к глазу 16, выполнена вогнутой, а обращенная от глаза 16 поверхность 33d - плоской. Предусмотрена также возможность заменить плоско-вогнутую контактную линзу 30d двояковогнутой контактной линзой, в которой обе эти поверхности выполнены вогнутыми. Контактная линза 32d может иметь также на месте одной или обеих поверхностей 32d, 33d поверхность (поверхности) свободно выбираемой формы. Как показано на фиг. 4d, в результате использования адаптера 28d диаметры фокальных пятен по меньшей мере почти постоянны как в боковом, так и в осевом направлениях.The adapter 28d of FIG. 4d differs from the adapter 28c of FIG. 4c only in that instead of a convex-concave contact lens 30c, a flat-concave contact lens 30d is used. For this lens, the contact surface 32d facing the eye 16 is concave, and the surface 33d facing away from the eye 16 is flat. It is also possible to replace the flat-concave contact lens 30d with a biconcave contact lens in which both of these surfaces are concave. The contact lens 32d may also have, in place of one or both surfaces 32d, 33d, a surface (s) of freely selectable shape. As shown in FIG. 4d, as a result of using adapter 28d, the diameters of the focal spots are at least almost constant in both lateral and axial directions.

Адаптер 28e, представленный на фиг. 4e, содержит плоский контактный элемент 30e, у которого как контактная поверхность 32e (поверхность, обращенная к глазу), так и расположенная напротив нее поверхность 33e (поверхность, обращенная от глаза) выполнены плоскими. Кроме того, в адаптере 28e имеется вспомогательный оптический элемент 35, у которого поверхность 35a, обращенная к глазу, выполнена вогнутой, а поверхность 35b, обращенная от глаза, -плоской. Одна или обе из поверхностей 35a, 35b могут быть выполнены в виде поверхности свободно выбираемой формы. Как показано на фиг. 4e, наличие вспомогательного оптического элемента 35 приводит в периферийных зонах к уменьшению диаметров фокальных пятен. В центральных зонах возможно как увеличение диаметров фокальных пятен (и, таким образом, может понадобиться адаптация их при всех положениях в хрусталике 16b), так и их сохранение в неизменном виде.The adapter 28e shown in FIG. 4e, comprises a flat contact element 30e, in which both the contact surface 32e (the surface facing the eye) and the opposite surface 33e (the surface facing the eye) are made flat. In addition, the adapter 28e has an auxiliary optical element 35, in which the surface 35a facing the eye is concave and the surface 35b facing the eye is flat. One or both of the surfaces 35a, 35b may be made in the form of a surface of freely selectable shape. As shown in FIG. 4e, the presence of an auxiliary optical element 35 in the peripheral zones leads to a decrease in the diameter of the focal spots. In the central zones, it is possible both to increase the diameters of the focal spots (and, thus, they may need to be adapted at all positions in the lens 16b), and their preservation in the same form.

Адаптер 28f, представленный на фиг. 4f, содержит выпукло-вогнутую контактную линзу 30f, у которой контактная поверхность 32f (поверхность, обращенная к глазу) выполнена вогнутой, а расположенная напротив нее поверхность 33f, (поверхность, обращенная от глаза) - выпуклой. Кроме того, одной или обеим поверхностям 32f, 33f контактной линзы 30f можно придать свободно выбираемую форму. Как показано на фиг. 4f, наличие адаптера 28f также приводит к тому, что диаметры фокуса по меньшей мере почти постоянны как в боковом, так и в осевом направлениях. Адаптер 28f по фиг. 4f идентичен адаптеру 28x по фиг. 2d.The adapter 28f shown in FIG. 4f, comprises a convex-concave contact lens 30f, in which the contact surface 32f (the surface facing the eye) is concave, and the opposite surface 33f (the surface facing away from the eye) is convex. In addition, one or both of the surfaces 32f, 33f of the contact lens 30f can be shaped freely. As shown in FIG. 4f, the presence of an adapter 28f also results in focus diameters of at least almost constant in both lateral and axial directions. The adapter 28f of FIG. 4f is identical to the adapter 28x of FIG. 2d.

Независимо от того, на каком элементе (вспомогательном оптическом элементе 35, контактной линзе 30c, контактной линзе 30d) сформированы одна или более поверхностей свободно выбираемой формы, по меньшей мере одна такая поверхность может быть согласована с конфигурацией усредненного глаза или выполнена в соответствии с индивидуальными особенностями пациента. Таким образом, адаптер может иметь одну или более поверхностей свободно выбираемой формы, которые в усредненном глазе обеспечивают желаемую адаптацию диаметра фокальной зоны. Кроме того, предусмотрена возможность до обработки глаза обследовать его, чтобы получить данные об индивидуальных особенностях пациента. На основе этих данных (на основе специфических особенностей глаза) могут быть рассчитаны поверхности свободно выбираемой формы, которые затем будут сформированы в адаптерах, предназначенных для индивидуального пациента, что позволяет повысить точность обработки. С этой же целью предусмотрена возможность дополнительно учесть поправки волнового фронта, полученные посредством адаптивной системы, которая выполнена, например, в виде зеркала 42.Regardless of which element (auxiliary optical element 35, contact lens 30c, contact lens 30d) is formed of one or more surfaces of freely selectable shape, at least one such surface can be adapted to the shape of the averaged eye or made in accordance with individual characteristics the patient. Thus, the adapter may have one or more surfaces of freely selectable shape, which in the averaged eye provide the desired adaptation of the diameter of the focal zone. In addition, it is possible to examine it before eye treatment in order to obtain data on the individual characteristics of the patient. Based on these data (based on the specific characteristics of the eye), surfaces of a freely selectable shape can be calculated, which will then be formed in adapters designed for an individual patient, which improves the accuracy of processing. For the same purpose, it is possible to additionally take into account wavefront corrections obtained by means of an adaptive system, which is made, for example, in the form of a mirror 42.

Кроме того, на каждую из поверхностей свободно выбираемой формы может быть нанесено оптическое покрытие, уменьшающее потери лазерного излучения на отражение.In addition, an optical coating can be applied to each surface of a freely selectable shape, which reduces the loss of laser radiation due to reflection.

Как уже указывалось при обсуждении вариантов, проиллюстрированных чертежами, с помощью различающихся между собой адаптеров 28a-28e посредством одного и того же лазерного прибора 10 могут быть выполнены различные варианты обработки, даже если настройки лазерного прибора остаются неизменными. Таким образом, предлагаемая система позволяет посредством одного и того же лазерного прибора реализовать различные варианты обработки.As already mentioned in the discussion of the variants illustrated by the drawings, different processing options can be performed using the same adapters 28a-28e by means of the same laser device 10, even if the settings of the laser device remain unchanged. Thus, the proposed system allows using the same laser device to implement various processing options.

В заключение приведена таблица, в которой (только в качестве примера) приведены конкретные значения параметров, типичные для обработки определенной зоны глаза. Однако эти значения не следует понимать в ограничительном смысле.In conclusion, a table is presented in which (only as an example) specific values of parameters typical for processing a certain area of the eye are given. However, these values should not be understood in a limiting sense.

Зона обработкиProcessing area Среднее заглубление z₀фокуса [мм], отсчитываемое от поверхности роговицы, где z=0 ммThe average depth z ₀ focus [mm], measured from the surface of the cornea, where z = 0 mm Интервал заглубления Δz фокуса [мм]Focus depth Δz [mm] Необходимый
размер F фокального
пятна
[мкм]Necessary
focal size F
spots
[microns] Интервал бокового (x-y) сканирования [мм]Side Scan Interval (x-y) [mm] Необходимая энергия лазера
[мкДж]Necessary laser energy
[mJ] РоговицаCornea 0,30.3 0,0…1,20,0 ... 1,2 3…53 ... 5 1212 0,5…2,00.5 ... 2.0 ХрусталикLens 5,05,0 3,0…10,03.0 ... 10.0 ≤10≤10 77 2,0…10,02.0 ... 10.0 Стекловидное телоVitreous body 15fifteen 7…~207 ... ~ 20 ≤10≤10 ≥15≥15 5…105 ... 10 Сетчатка Retina 2323 20…2820 ... 28 ≤5…10≤5 ... 10 ≥15≥15 <1<1 Радужно-роговичный уголIris Cornea 33 2…62 ... 6 <10<10 ~5~ 5 1010

Claims

1. A laser system for eye surgery, comprising:

a laser device for eye surgery having

optical components providing pulsed focused laser radiation, the parameters of which are consistent with the implementation of photodestruction in the tissue of the eye, the optical components including focusing optics, and the adjustment of the optical components determines the interval of deepening of the laser focus in at least one of the x-directions, y Directions and z-directions, and

a control unit that controls the position of the focus of the laser beam and is designed to run various control programs that correspond to different types of cut configurations, and

a set of contact devices, each of which contains a contact body that is transparent to laser radiation and has a contact surface for contact with the eye being processed, as well as a mating section for detachably connecting the contact device to the mating response portion of the laser device, while the contact devices of the set are different from each other various optical effects that they are able to exert on the laser radiation generated in the laser device,

and depending on the installed contact device of the specified set, a different interval for deepening the focus of laser radiation in at least one of the x-direction, y-direction and z-direction without changing the optical component settings is obtained.

2. The system according to claim 1, in which at least one subgroup of the set of contact devices differs from the others by another type of influence on the position of the focus of the radiation beam relative to the contact surface, and / or

in which at least one subgroup of the set of contact devices differs from the others in another shape and / or different position of at least one optical boundary surface, and / or

in which at least one subset of the set of contact devices differs from the others in another number of optical elements, and / or

in which at least one of the contact devices contains a flattening cone, made with the possibility of installation on the eye and linking with the focusing optics of the laser device.

3. The system according to claim 1 or 2, in which the laser device further comprises an adaptive optical element, which is installed, in the direction of propagation of the laser radiation, in front of the focusing optics of the laser device.

4. The system of claim 3, wherein the adaptive optical element comprises an adaptive mirror or an adaptive transmission system.

5. The system according to claim 1 or 2, in which at least one of the contact devices is provided with a code, and the laser device is configured to recognize the code and run the corresponding control program recorded in the control unit.

6. A set of contact devices for use in a laser device for eye surgery, each contact device comprising a contact body transparent to the laser radiation of the laser device and having a contact surface for contact with the eye to be treated, as well as an interface for releasably connecting the contact device to a reciprocal mating portion of the laser device, the contact devices being different from one another

different effects that they are able to exert on the position of the focus of the laser beam relative to the contact surface, and / or

different configuration and / or different position of at least one optical boundary surface, and / or

different number of optical elements

and depending on the contact device of the indicated set, a different interval for deepening the focus of laser radiation in at least one of the x-direction, y-direction and z-direction is obtained without changing the settings of the optical components.

7. The kit according to claim 6, in which at least one of the contact devices comprises a flat contact element having a flat contact surface for contact with the eye and a surface opposite the contact surface made flat and parallel to the contact surface.

8. The kit according to claim 6 or 7, in which at least one of the contact devices contains an auxiliary optical element.

9. The kit according to claim 8, in which the auxiliary optical element is located in the contact device so that the surface facing from the contact element is convex or flat, and the surface facing the contact element is concave.

10. The kit according to claim 9, in which the auxiliary optical element is located in the contact device so that the surface facing the contact element and / or the surface facing the contact element is made in the form of a surface of freely selectable shape.

11. The kit according to claim 6, in which at least one of the contact devices comprises a biconcave contact lens with a concave contact surface for adhering to the eye and with a concave surface opposite the contact surface, and / or

wherein at least one of the contact devices comprises a convex-concave or flat-concave contact lens with a concave contact surface for adhering to the eye and a convex or flat surface opposite the contact surface.

12. The kit according to claim 11, in which the contact surface and / or the surface opposite the contact surface are made in the form of a surface of freely selectable shape.