專利名稱：Z軸跟蹤器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種跟蹤物體表面位置的方法和裝置。本發(fā)明專門用于在外科激光手術(shù)中準(zhǔn)確定位激光的聚焦點(diǎn)，例如應(yīng)用在包括角膜的基質(zhì)內(nèi)剝離(intrastromal ablation)手術(shù)、眼睛的折射校正和晶狀體乳化手術(shù)(phacoemulsifaction procedure)中，此時(shí)在晶狀體乳化手術(shù)中，眼睛的晶狀體呈液態(tài)而易于去除。雖然本發(fā)明以這些應(yīng)用為例進(jìn)行描述，但并不受它們的限制。例如，可以理解得到，本發(fā)明可應(yīng)用于其它需要進(jìn)行深度跟蹤的醫(yī)療激光手術(shù)。
已對采用基質(zhì)內(nèi)PRK校正眼睛的折射誤差的可行性方面進(jìn)行了大量的研究(例如參見“眼科文檔”(1995)113:499-505中由Habib等人撰寫的《采用釹-釔、鋰氟化物微微秒激光對貓角膜進(jìn)行近視基質(zhì)內(nèi)光折射角膜切除術(shù)》，或參見“光折射手術(shù)期刊”(1996)12:721-728中由Hoi等人撰寫的《采用1053nm的Nd:YLF激光進(jìn)行微微秒激光原位角膜磨鑲術(shù)》)。基質(zhì)內(nèi)PRK使角膜的上皮細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞完整無損，從而防止產(chǎn)生例如感染的潛在并發(fā)癥，并易于使傷口愈合。若在貓的角膜內(nèi)采用超短N(yùn)d:YLF激光，那么從角膜的基質(zhì)面積看來，組織的影響是有限的，伴有小塊熱損區(qū)域，并通過六個(gè)月的后期手術(shù)恢復(fù)成正常的膠原基質(zhì)形狀(Habib,Speaker,Kaiser & Juhasz(1995))。因此基質(zhì)內(nèi)PRK可提供更可預(yù)測的折射結(jié)果，并會相對減少采用傳統(tǒng)技術(shù)所產(chǎn)生的并發(fā)癥。US5,112,328描述了一種應(yīng)用基質(zhì)內(nèi)角膜剝離的方法和裝置。
已提出可采用基質(zhì)內(nèi)技術(shù)去除適量的組織，從而以與那些在激光原位角膜磨鑲術(shù)(LASIK)中完成方式相似的方式實(shí)現(xiàn)折射校正而不必產(chǎn)生皮瓣(flap)，或者在LASIK手術(shù)中切割皮瓣。目前用在例如LASIK的折射手術(shù)中的顯微角膜刀是這樣一種機(jī)械器件，即存在相當(dāng)大的故障潛在性，有時(shí)會對病人的眼睛造成嚴(yán)重的損害。采用基質(zhì)內(nèi)剝離來在LASIK中產(chǎn)生皮瓣，要比試圖用基質(zhì)內(nèi)剝離來實(shí)現(xiàn)折射改變?nèi)菀椎枚唷；|(zhì)內(nèi)皮瓣會使LASIK手術(shù)進(jìn)行得更安全且更簡單，并不需要采用多個(gè)機(jī)械器件。
盡管采用基質(zhì)內(nèi)剝離來進(jìn)行例如折射激光手術(shù)的手術(shù)具有顯著的優(yōu)勢，但將每種激光脈沖對準(zhǔn)到角膜內(nèi)的校正位置上時(shí)存在實(shí)際中的困難，即意味著不能按常規(guī)施行IPRK手術(shù)。在有生命的眼睛中，將每種激光脈沖沉積在校正點(diǎn)的位置上不僅嚴(yán)格要求在水平和垂直方向上跟蹤眼睛，還要求在離開或朝向激光源的縱向上(下文稱作“Z”方向)跟蹤眼睛。目前還沒有完善這樣的技術(shù)，即采用適當(dāng)?shù)姆直媛试谶M(jìn)行手術(shù)時(shí)能在Z方向上準(zhǔn)確地跟蹤眼睛的技術(shù)。
美國專利US5,162,641描述了一種眼睛跟蹤系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于共焦顯微技術(shù)的原理，用來在激光手術(shù)中測量眼組織內(nèi)的深度運(yùn)動。該發(fā)明在激光系統(tǒng)的光學(xué)器件后設(shè)置了一束照明光、一個(gè)針孔和一個(gè)檢測器，從而沿著光軸監(jiān)測反射的深度。將該系統(tǒng)布置成使得從眼睛反射的最大強(qiáng)度的光線能直射到該檢測器組件上。眼睛跟蹤器聚焦在前面的反射表面上，例如角膜淚層(tear layer)，或者是一個(gè)與激光束的目標(biāo)有著已知關(guān)連的相似的參考點(diǎn)，而不必聚焦在該目標(biāo)本身。當(dāng)激光束聚焦的組織運(yùn)動時(shí)，來自光電檢測器/針孔構(gòu)造的信號便減少了。接著利用這些信號的改變來驅(qū)動激光系統(tǒng)的光學(xué)器件，以便補(bǔ)償該組織的運(yùn)動，從而移動物鏡透鏡并重定位激光的焦點(diǎn)。焦點(diǎn)監(jiān)控也可通過高頻振動該針孔/光電檢測器組件來實(shí)現(xiàn)，從而確定信號增加的方向。
美國專利US5,336,215(智能外科用激光)提出了一種與計(jì)算機(jī)控制眼科激光系統(tǒng)共用的眼穩(wěn)定機(jī)構(gòu)，具體地說，用在基質(zhì)內(nèi)PRK或晶狀體乳化手術(shù)中。該激光傳送系統(tǒng)利用吸力來固定住眼睛。帶有緣吸力(limbal suction)的接觸透鏡排除了對非接觸眼跟蹤器件的需要。一個(gè)可移動物鏡透鏡通過各種眼組織在X和Y或Z方向上控制激光聚焦點(diǎn)的位置。雖然如此，例如上述那種的器件用在基質(zhì)內(nèi)剝離手術(shù)中并不理想這是因?yàn)樗鼈儠哟笱劬?nèi)的壓力、使眼球發(fā)生變形，并且會導(dǎo)致病人不舒服。該接觸透鏡也必須設(shè)計(jì)成與單獨(dú)的病人角膜的外形(topography)一致。此外，依賴于吸力將器件固定在眼睛上也是目前的顯微角膜刀引起并發(fā)癥的主要原因之一。
可用于測量表面外形的通用技術(shù)是光學(xué)相干層析成象(OCT)，也稱之為短相干長度干涉測量術(shù)。OCT通常包括從一個(gè)低相干光源(例如一個(gè)超發(fā)光二極管)分離出光線，并將該光線的一部分發(fā)射到觀察物體(例如一個(gè)角膜)，而將余下的部分發(fā)射到一個(gè)參考表面(例如一個(gè)平面鏡)。接著光線再一次集中在一個(gè)檢測器處。僅僅當(dāng)距該參考表面的距離與距觀察物體的距離相一致時(shí)，來自這兩條光路的光束才真正發(fā)生相互干涉，從而在該檢測器處形成強(qiáng)度變化。該參考表面通常是被前后掃描的，從而該檢測器處的強(qiáng)度變化形成一個(gè)能采用電子過濾器容易檢測到的信號。
美國專利US5,465,147描述了一種通用的基于OCT的系統(tǒng)和技術(shù)，該系統(tǒng)和技術(shù)采用一個(gè)作為檢測器的CCD陣列來獲得物體一塊區(qū)域的數(shù)字圖像，從而顯現(xiàn)出干涉圖案。在這種情況下，采用一個(gè)參考擴(kuò)散器而不是一個(gè)平面鏡，并且這個(gè)擴(kuò)散器按照預(yù)定的圖案作朝向和離開分束器的運(yùn)動，從而產(chǎn)生一個(gè)可檢測的變化的干涉信號。同時(shí)還提出該擴(kuò)散器應(yīng)該圍繞一個(gè)單獨(dú)的深度點(diǎn)(depth point)按照預(yù)定的頻率作來回的振動或高頻振動，以便在該單獨(dú)的深度點(diǎn)處在橫向上提供一系列二維圖像。
美國專利US5,644,642給出了一種采用OCT的凝視跟蹤設(shè)備。這種設(shè)備采用經(jīng)過測量的有關(guān)眼睛特征的高度信息，來提高在X和Y方向上跟蹤眼睛的準(zhǔn)確性。采用光纖來將這樣的輻射傳遞到一個(gè)掃描參考機(jī)構(gòu)，即該輻射具有短的瞬間相干長度，并且基本上是空間相干性的。該機(jī)構(gòu)產(chǎn)生一個(gè)輻射的聚焦點(diǎn)，來掃描橫向通過瞳孔/虹膜邊界的瞳孔平面。采用表征點(diǎn)柵格的光柵圖案或粗掃描圖案，并且在柵格上的每個(gè)點(diǎn)處收集信息。從眼睛反射的輻射與來自參考光路的光束發(fā)生干涉，該參考光路具有間歇變化的已知的光路長度。接著當(dāng)該反射輻射的光路長度與該參考光路的長度相等時(shí)，OCT設(shè)備的輸出便產(chǎn)生了。當(dāng)掃描穿過瞳孔/虹膜的邊緣時(shí)便產(chǎn)生一個(gè)可識別的信號，從而確定深度信息。一臺計(jì)算機(jī)檢查深度變化超過預(yù)定量的那個(gè)位置。接著將空間坐標(biāo)與幾何方程式結(jié)合起來，從而確定瞳孔的邊緣和中心。
在美國專利US5491524中提到了OCT在其它眼科中的應(yīng)用，包括眼內(nèi)結(jié)構(gòu)的成像，用于確定對角膜、虹膜、晶狀體和前房的多種測量。該專利提出一種OCT角膜映射裝置，該裝置利用一個(gè)轉(zhuǎn)動的螺旋參考反光鏡，從而產(chǎn)生檢測的干涉信號的周期變化。將該螺旋表面的高度設(shè)定成這樣，即由干涉儀裝置的參考臂的光程長度變化提供的深度掃描具有角膜厚度的數(shù)量級，從而減少了掃描量和數(shù)據(jù)采集時(shí)間。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，檢測一個(gè)信號峰值是為了確定特定的角膜結(jié)構(gòu)的深度，而采用這樣連續(xù)的峰值是為了跟蹤具有角膜的弧度和形狀的參考光路反光鏡。
因而OCT提供了一種確定眼內(nèi)深度點(diǎn)的便宜、非接觸而且無侵害的方法。不過，現(xiàn)有技術(shù)中的OCT裝置通常從角膜表面的上下方直至眼睛的內(nèi)部，圍繞可能信號的全范圍來掃描參考表面，同時(shí)該OCT裝置還在X、Y方向上進(jìn)行掃描，但這種掃描作為一項(xiàng)跟蹤技術(shù)還不是很有效。而且，尚未提出將OCT作為一種在眼科手術(shù)中實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確跟蹤的機(jī)構(gòu)，這可能是因?yàn)樗谶@種應(yīng)用中速度太慢。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的跟蹤方法和裝置，該跟蹤方法和裝置能在軸向或Z方向上跟蹤物體的運(yùn)動，且因此優(yōu)選應(yīng)用在眼科手術(shù)中。
發(fā)明的簡介本發(fā)明主要提供一種跟蹤物體表面位置的方法，該方法包括在具有短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體表面反射或散射的原光束(primary beam)和參考光束。掃描該參考光束的光路中的參考表面是圍繞產(chǎn)生干涉信號的位置而進(jìn)行的，從而該參考表面的位置指示出物體表面的位置。在本發(fā)明的一方面，控制該參考表面的位置，從而在指示位置處保持掃描范圍內(nèi)一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)。在另一方面，該干涉信號是采用表示特性的預(yù)定重復(fù)變化來進(jìn)行調(diào)制的。
本發(fā)明還提供了用來跟蹤物體表面位置的裝置，該裝置包括干涉儀設(shè)備，該干涉儀設(shè)備用來在具有短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體反射或散射的原光束和參考光束。一個(gè)參考表面位于該參考光束的光路中，同時(shí)該裝置還進(jìn)一步包括這樣一種設(shè)備，即用來圍繞產(chǎn)生干涉信號的位置掃描該參考表面，該參考表面的位置指示出物體表面的位置。在一方面，該裝置包括控制該參考表面位置的設(shè)備，從而將掃描范圍內(nèi)一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)保持在該指示位置處。
在另一方面，該裝置包括利用表示特性的預(yù)定重復(fù)變化來調(diào)制干涉信號的設(shè)備。
該參考表面優(yōu)選包括反射或散射的設(shè)備。通過額外地高頻振動該參考表面的位置來實(shí)現(xiàn)調(diào)制是有利的。
優(yōu)選這樣來實(shí)現(xiàn)對該參考表面位置的控制即圍繞檢測峰值干涉信號的位置來高頻振動該參考表面，并根據(jù)該峰值干涉信號將所述的預(yù)定點(diǎn)保持在該指示位置處。
在一個(gè)有利的應(yīng)用中，該物體為眼睛的角膜或虹膜。
本發(fā)明還提供了一種在組織內(nèi)的一序列點(diǎn)處施行外科手術(shù)的方法，其中，點(diǎn)的校正位置是通過按照上述方法跟蹤相關(guān)物體表面的位置而保持的。該外科手術(shù)可以是一種外科激光手術(shù)，其中在組織內(nèi)的多個(gè)點(diǎn)處逐次用激光束進(jìn)行聚焦。該外科手術(shù)可包括基質(zhì)內(nèi)光折射角膜切除術(shù)、激光原位角膜磨鑲術(shù)或晶狀體乳化中的激光光學(xué)衰變束中的一個(gè)或多個(gè)。
所述激光眼科手術(shù)優(yōu)選包括IPRK，在LASIK手術(shù)或晶狀體乳化手術(shù)中切除皮瓣。
所述激光眼科手術(shù)優(yōu)選包括由短激光脈沖在眼睛的組織內(nèi)引起光學(xué)衰變。
優(yōu)選實(shí)施例的描述在用圖說明的OCT跟蹤裝置中，具有短的瞬間相干長度的、并由光源4產(chǎn)生的光束2通過分束器6直射。該光源4適宜為一個(gè)超發(fā)光二極管，產(chǎn)生一種可見或近紅外線的光束。該分束器6將光束分為反射的參考光束8和透射的原光束10。該原光束10直射到將要被治療的眼睛的一個(gè)適當(dāng)?shù)谋砻?2上，例如角膜的前表面，而參考光束8直射到平面鏡14形式的反射參考表面上。在參考光束8的方向上通過掃描機(jī)構(gòu)15對該反光鏡14進(jìn)行前后掃描，該掃描機(jī)構(gòu)15具有一個(gè)主掃描器18和一個(gè)副高頻振動掃描器16。
當(dāng)通過主掃描器18使參考反光鏡14受到振動時(shí)，從該反光鏡14反射的光便與從角膜表面12的反射光發(fā)生干涉，并產(chǎn)生一個(gè)特征干涉信號，該信號可在光電檢測器20處檢測得到。
掃描或振動該反光鏡14的位置，從而改變參考光束8的光路長度當(dāng)原光束和參考光束的總光路長度相等時(shí)，來自檢測器20(并傳送給過濾器22)的輸出信號達(dá)到最大的強(qiáng)度。因而，送至過濾器22的電信號的強(qiáng)度便取決于反射角膜表面12的位置，并因此取決于角膜內(nèi)觀察點(diǎn)(the point of interest)的深度，在該觀察點(diǎn)處將聚焦一束治療激光束30，用來實(shí)現(xiàn)基質(zhì)內(nèi)PRK。可相對于反光鏡14的位置來分析該檢測的信號，從而確定與表面12位置一致的信號峰值。
反光鏡14不必是一個(gè)光學(xué)面或具有光學(xué)特性，并且達(dá)到這樣的情形是有利的，即分束器6處的反射信號的數(shù)量級都差不多。例如，通常檢測到的一個(gè)角膜的返回信號的數(shù)量級大約是入射信號的4％，并且其最好在干涉的反射參考信號中保持一致。
為了更有效且更準(zhǔn)確地進(jìn)行跟蹤，設(shè)置副高頻振動掃描器16，從而圍繞掃描器18預(yù)先確定的、與表面12相應(yīng)的位置使反光鏡14高頻振動，并且采用檢測到的峰值干涉信號，通過掃描器18給掃描器16的位置設(shè)置偏移量，從而使反光鏡14的反射表面處在高頻振動區(qū)域的中央。該高頻振動掃描器16將表示特性的預(yù)定重復(fù)變化引入檢測到的干涉信號，該干涉信號可予以過濾從而實(shí)現(xiàn)有效的跟蹤。對該干涉信號的這種調(diào)制可實(shí)現(xiàn)最佳的跟蹤速度和跟蹤準(zhǔn)確性，會以很小的噪音選出表面位置。例如，可有利地采用相敏檢測。
掃描器16、18的性質(zhì)在本發(fā)明中不起決定性作用，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在寬范圍內(nèi)作出適當(dāng)?shù)倪x擇是容易的。其中一種選擇便是自旋凸輪，其中參考表面是一個(gè)圓柱面，通過由相鄰馬達(dá)驅(qū)動的一個(gè)偏心旋轉(zhuǎn)凸輪在光路中振動。
一個(gè)控制器32控制該跟蹤裝置，解釋過濾的檢測信號、檢測峰值干涉信號，并控制兩個(gè)掃描器16、18，并且該控制器32與一個(gè)外科激光系統(tǒng)35相連，該外科激光系統(tǒng)35產(chǎn)生治療光束30，從而該光束30可根據(jù)對角膜表面的跟蹤而對準(zhǔn)角膜內(nèi)的連續(xù)的點(diǎn)。對于跟蹤和控制設(shè)備領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，將容易明顯地看出該控制器32以及它的電路和固件的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。
通過采用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)器件，通常沿著與原跟蹤光束10共用的光軸將光束30發(fā)送到眼睛。當(dāng)然也可理解得到，光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)可以完全不同于圖示的那樣，在這里僅僅是為解釋本發(fā)明的原理而給出簡單的光路圖。
所述結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)對眼睛內(nèi)表面精確的跟蹤，實(shí)時(shí)而且分辨率高。該裝置僅圍繞與來自過濾器22的電信號峰值相應(yīng)的位置對反光鏡14進(jìn)行掃描。掃描范圍為在角膜表面周圍±1微米至±10微米。因此這種結(jié)構(gòu)能在Z方向上(朝向眼睛)以快速的反應(yīng)時(shí)間給出非常靈敏的深度測量。優(yōu)選使用的副高頻振動掃描器有利于快速反應(yīng)，并有利于克服先前提到的傳統(tǒng)上的缺陷，即OCT對于目前的應(yīng)用來說速度太慢。在外科手術(shù)中，一臺控制器解釋信號并將指令傳送到外科激光系統(tǒng)，從而根據(jù)病人眼睛的運(yùn)動來調(diào)整激光的聚焦點(diǎn)。
本發(fā)明所述的OCT方法和裝置可提供有關(guān)角膜軸向位置的信息，使得在例如基質(zhì)內(nèi)剝離或在LASIK中切除皮瓣的手術(shù)中，可使剝蝕激光準(zhǔn)確地聚焦在角膜內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)上。不過，即便有了Z軸跟蹤，眼睛在X和Y方向上的運(yùn)動仍然會影響激光束的定位。因此，本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施例(未示出)包括能跟蹤眼睛的橫向運(yùn)動的凝視跟蹤裝置?？刹捎萌魏魏线m的水平和垂直方向的眼睛跟蹤設(shè)備，以檢測出瞳孔中心坐標(biāo)的變化，從而顯示出已發(fā)生了水平或垂直方向的眼睛運(yùn)動。因此可根據(jù)病人眼睛的運(yùn)動在任何方向上調(diào)整激光聚焦點(diǎn)。
也可選擇紅外線在水平和垂直方向上進(jìn)行眼睛凝視的跟蹤。
權(quán)利要求
1．一種跟蹤物體表面位置的方法，該方法包括在具有較短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體表面反射或散射的原光束和參考光束；圍繞產(chǎn)生所述干涉信號的位置對所述參考光束光路中的一個(gè)參考表面進(jìn)行掃描，從而該參考表面的位置指示出物體表面的位置；以及控制所述參考表面的所述位置，以便將所述掃描范圍內(nèi)一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)保持在指示位置處。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述具有較短的瞬間相干長度的光束是通過分離一束初始光束而得到的。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述的分離是在一個(gè)分束器處實(shí)現(xiàn)的，通過所述光束的返回在該分束器處形成該干涉信號。
4．根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述參考表面包括反射或散射設(shè)備。
5．根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括根據(jù)表示特性的預(yù)定重復(fù)變化對所述干涉信號進(jìn)行調(diào)制。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述調(diào)制是通過額外地高頻振動該參考表面的位置而實(shí)現(xiàn)的。
7．根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，對所述參考表面的所述位置的所述控制是這樣來實(shí)現(xiàn)的使該參考表面圍繞檢測出峰值干涉信號的位置作高頻振動，并根據(jù)所述峰值干涉信號將所述預(yù)定的點(diǎn)保持在指示位置處。
8．根據(jù)上述任何一項(xiàng)權(quán)利要求中所述的方法，其特征在于，所述物體是眼睛的角膜或虹膜。
9．一種在組織內(nèi)的一序列的點(diǎn)處施行外科手術(shù)的方法，其特征在于，所述點(diǎn)的校正位置是通過對根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的相關(guān)物體表面的位置進(jìn)行跟蹤而保持的。
10．根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述外科手術(shù)是一種外科激光手術(shù)，其中在組織內(nèi)的所述點(diǎn)處逐次聚焦激光束。
11．根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述外科手術(shù)包括基質(zhì)內(nèi)光折射角膜切除術(shù)、激光原位角膜磨鑲術(shù)或晶狀體乳化中的激光光學(xué)衰變術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。
12．一種跟蹤物體表面位置的方法，該方法包括在具有較短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體表面反射或散射的原光束和參考光束；圍繞產(chǎn)生所述干涉信號的位置對所述參考光束光路中的一個(gè)參考表面進(jìn)行掃描，從而該參考表面的位置指示出物體表面的位置；以及用表示特性的預(yù)定重復(fù)變化來對所述干涉信號進(jìn)行調(diào)制。
13．根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述調(diào)制是通過額外地高頻振動該參考表面的位置而實(shí)現(xiàn)的。
14．根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述具有較短的瞬間相干長度的光束是通過分離一束初始光束而得到的。
15．根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述的分離是在一個(gè)分束器處實(shí)現(xiàn)的，通過所述光束的返回在該分束器處形成該干涉信號。
16．根據(jù)權(quán)利要求12-15中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述參考表面包括反射或散射設(shè)備。
17．根據(jù)權(quán)利要求12-16中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述物體是眼睛的角膜或虹膜。
18．一種在組織內(nèi)的一序列的點(diǎn)處施行外科手術(shù)的方法，其特征在于，所述點(diǎn)的校正位置是通過對根據(jù)權(quán)利要求12-17中任何一項(xiàng)所述的相關(guān)物體表面的位置進(jìn)行跟蹤而保持的。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述外科手術(shù)是一種外科激光手術(shù)，其中在組織內(nèi)的所述點(diǎn)處逐次聚焦激光束。
20．根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述外科手術(shù)包括基質(zhì)內(nèi)光折射角膜切除術(shù)、激光原位角膜磨鑲術(shù)或晶狀體乳化中的激光光學(xué)衰變術(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。
21．一種跟蹤物體表面位置的裝置，其特征在于，該裝置包括干涉儀設(shè)備，該干涉儀用來在具有較短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體反射或散射的原光束和參考光束；一個(gè)參考表面，位于所述參考光束的光路中；掃描設(shè)備，用來圍繞產(chǎn)生所述干涉信號的位置掃描所述參考表面，從而該參考表面的位置指示出物體表面的位置；控制設(shè)備，用來控制所述參考表面的所述位置，從而將所述掃描范圍內(nèi)一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)保持在該指示位置處。
22．根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述干涉儀設(shè)備包括初始光束源和通過分離所述初始光束而得到所述具有較短的瞬間相干長度的光束的設(shè)備。
23．根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述光源是超發(fā)光二極管。
24．根據(jù)權(quán)利要求22和23所述的裝置，其特征在于，所述干涉儀設(shè)備進(jìn)一步包括一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)所述分離的分束器，并且通過所述光束的返回在該分束器處形成干涉信號。
25．根據(jù)權(quán)利要求21-24中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述參考表面包括反射或散射設(shè)備。
26．根據(jù)權(quán)利要求21-25中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括調(diào)制設(shè)備，其根據(jù)表示特性的預(yù)定重復(fù)變化來調(diào)制所述干涉信號。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)制設(shè)備包括額外地高頻振動所述參考表面的位置的設(shè)備。
28．根據(jù)權(quán)利要求21-27中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備包括這樣一種設(shè)備它圍繞檢測出峰值干涉信號的位置高頻振動所述參考表面，并且根據(jù)所述峰值干涉信號將所述預(yù)定的點(diǎn)保持在指示位置處。
29．根據(jù)權(quán)利要求21-28中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置被構(gòu)造成用來跟蹤眼睛的角膜或虹膜的表面位置。
30．一種用來在組織內(nèi)一序列的點(diǎn)處施行外科手術(shù)的外科裝置，其特征在于，該裝置包括根據(jù)權(quán)利要求21-29中任何一項(xiàng)所述的跟蹤裝置，從而通過跟蹤相關(guān)物體表面的位置來保持所述點(diǎn)的校正位置。
31．根據(jù)權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)是一種外科激光手術(shù)，且所述裝置包括激光源和在組織內(nèi)所述多個(gè)點(diǎn)處逐次聚焦激光束的設(shè)備。
32．根據(jù)權(quán)利要求21-31中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述掃描設(shè)備包括共振、壓電或電流計(jì)掃描設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)。
33．根據(jù)權(quán)利要求21-32中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述檢測設(shè)備包括硅二極管檢測器。
34．一種跟蹤物體表面位置的裝置，其特征在于，該裝置包括干涉儀設(shè)備，該干涉儀設(shè)備用來在具有較短的瞬間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號，該光束分別包括從物體反射或散射的原光束和參考光束；一個(gè)參考表面，位于所述參考光束的光路中；掃描設(shè)備，用來圍繞產(chǎn)生所述干涉信號的位置掃描所述參考表面，從而該參考表面的位置指示出物體表面的位置；調(diào)制設(shè)備，根據(jù)表示特性的預(yù)定重復(fù)變化調(diào)制所述干涉信號。
35．根據(jù)權(quán)利要求34所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)制設(shè)備包括額外地高頻振動所述參考表面位置的設(shè)備。
36．根據(jù)權(quán)利要求34或35所述的裝置，其特征在于，所述干涉儀設(shè)備包括初始光束源，和通過分離所述初始光束而得到所述具有較短的瞬間相干長度的光束的設(shè)備。
37．根據(jù)權(quán)利要求36所述的裝置，其特征在于，所述光源是超發(fā)光二極管。
38．根據(jù)權(quán)利要求36和37所述的裝置，其特征在于，所述干涉儀設(shè)備還進(jìn)一步包括一個(gè)用于實(shí)現(xiàn)所述分離的分束器，并且通過所述光束的返回在該分束器處形成干涉信號。
39．根據(jù)權(quán)利要求34-38中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述參考表面包括反射或散射設(shè)備。
40．根據(jù)權(quán)利要求34-39中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述控制設(shè)備包括這樣一種設(shè)備它圍繞檢測出峰值干涉信號的位置高頻振動所述參考表面，并且根據(jù)所述峰值干涉信號將所述預(yù)定的點(diǎn)保持在指示位置處。
41．根據(jù)權(quán)利要求34-40中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置被構(gòu)造成用來跟蹤眼睛的角膜或虹膜的表面位置。
42．一種用來在組織內(nèi)一序列的點(diǎn)處施行外科手術(shù)的外科裝置，其特征在于，該裝置包括根據(jù)權(quán)利要求34-41中任何一項(xiàng)所述的跟蹤裝置，從而通過跟蹤相關(guān)物體表面的位置來保持所述點(diǎn)的校正位置。
43．根據(jù)權(quán)利要求42所述的裝置，其特征在于，所述外科手術(shù)是一種外科激光手術(shù)，且所述裝置包括激光源和在組織內(nèi)所述多個(gè)點(diǎn)處逐次聚焦激光束的設(shè)備。
44．根據(jù)權(quán)利要求34-43中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述掃描設(shè)備包括共振、壓電或電流計(jì)掃描設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)。
45．根據(jù)權(quán)利要求34-44中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述檢測設(shè)備包括硅二極管檢測器。
全文摘要
一種跟蹤物體表面(12)位置的方法,該方法包括:在短時(shí)間相干長度的光束之間產(chǎn)生一個(gè)干涉信號,該光束分別包括一種從物體表面(12)反射或散射的原光束(10)和一種參考光束(8)。圍繞產(chǎn)生該干涉信號的位置掃描所述參考光束(8)光路中的一個(gè)參考表面(14),從而該參考表面的位置指示出該物體表面(12)的位置。在一方面,控制該參考表面(14)的位置,從而在該指示位置保持掃描范圍內(nèi)一個(gè)預(yù)定的點(diǎn)。
文檔編號A61F9/008GK1305360SQ99807467
公開日2001年7月25日 申請日期1999年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月17日
發(fā)明者保羅·菲利普·范薩爾盧斯 申請人:西澳大利亞公司獅眼研究所