眼睛治疗系统的制作方法

专利名称：眼睛治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及角膜成形术的领域，尤其涉及热性角膜成形术和在热性角膜成形术期 间对眼睛施加冷却剂。
背景技术：
各种眼睛病症例如近视、圆锥形角膜和远视涉及角膜的异常成形。角膜成形术整 形角膜以矫正这样的病症。例如，对于近视，角膜的形状导致眼睛的屈光率太大并且导致图 像聚焦在视网膜的前面。通过角膜成形术展平角膜的形状减小了患有近视的眼睛的屈光率 并且使图像适当地聚焦在视网膜上。 有创外科程序例如激光辅助原位角膜磨镶术(LASIK)可以用于整形角膜。然而， 这样的外科程序典型地在手术后需要愈合期。此外，这样的外科程序可能引起并发症，例如 由角膜神经的切断导致的干眼综合症。 在另一方面，热性角膜成形术是可以用于矫正患有与角膜的异常成形关联的病症 (例如近视、圆锥形角膜和远视)的人的视力的无创程序。通过施加在微波或射频(RF)频 带内的电能执行热性角膜成形术。具体地，微波热性角膜成形术可以利用近场微波施用器 将能量施加到角膜并且升高角膜温度。在大约6(TC，角膜中的胶原纤维收縮。收縮的发生 是快速的，并且由该收縮产生的应力重整角膜表面。因此，以圆形或环状型式围绕瞳孔施加 热能可以导致展平角膜并且提高眼睛的视力。然而，用于热性角膜成形术的装置通常通过 角膜表面施加能量以加热下面的胶原纤维。所以，最大温度可能出现在角膜表面，可能导致 在角膜表面被称为上皮的外层的热相关损伤或损害。而且，用于热性角膜成形术的装置提 供的方法可能不足以控制在角膜表面之下的加热深度和促进靶向胶原纤维的充分加热，同 时最小化将热施加到靶向胶原纤维外部的区域。

发明内容
考虑到上述内容，本发明的实施例提供了一种系统，其可以在热性角膜成形术期 间将冷却剂选择性地施加到角膜表面以最小化对角膜表面的热相关损害并且确定在角膜 表面之下的加热深度。 因此，本发明的一个实施例包括能量源、传导元件、冷却剂源和至少一个冷却剂输 送元件。所述传导元件可操作地连接到所述能量源并且从近端延伸到远端。所述传导元件 将来自所述能量源的能量引导到能够定位到眼睛的所述远端。所述冷却剂输送元件与所述 冷却剂源连通并且可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
另一个实施例包括电能量源、电能量传导元件、冷却剂源和至少一个冷却剂输送 元件。所述电能量传导元件包括两个导体，所述导体被分离选定距离的间隙并且从近端延 伸到远端。可操作地连接到所述电能量源的所述电传导元件在所述近端接收由所述电能量 源生成的电能并且将电能引导到能够定位到眼睛的所述远端。所述冷却剂输送元件与所述 冷却剂源连通并且可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。 又一个实施例包括光能量源、光能量传导元件、冷却剂源和至少一个冷却剂输送 元件。连接到所述光能量源的所述光能量传导元件从近端延伸到远端并且将来自所述光能 量源的光能引导到能够定位到眼睛的所述远端。所述冷却剂输送元件与所述冷却剂源连通 并且可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。 —个附加实施例包括能量源、单极导体、冷却剂源和至少一个冷却剂输送元件。连 接到所述能量源的所述单极导体从近端延伸到远端并且在所述远端接触身体的眼睛，由此 身体充当底板并且所述导体将能量输送到眼睛。所述冷却剂输送元件与所述冷却剂源连通 并且可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。 进一步的实施例包括能量源、传导元件、冷却剂源和真空源。可操作地连接到所述 能量源的所述传导元件从近端延伸到远端并且将来自所述能量源的能量引导到能够定位 到眼睛的所述远端。所述真空源可操作从而将将来自所述冷却剂源的微控制脉冲形式的冷 却剂抽吸到所述远端，由此冷却剂的脉冲被施加到眼睛。 除了输送冷却剂的微控制脉冲以外，一些实施例可以输送能量的脉冲。特别地，所 述实施例可以利用高功率能量在相对短的时间内在眼睛的靶向区域中生成热。为了最小化 热的有害扩散，能量脉冲的持续时间可以比眼睛的靶向区域中的热扩散时间更短。在一个 典型应用中冷却剂的第一脉冲被输送以减小角膜表面的温度；微波能量的高功率脉冲然 后被施加以在中间深度区域中的胶原纤维的选定区域内生成热；并且冷却剂的第二脉冲顺 序地被输送以结束进一步的加热效应和"固化(set)"由能量脉冲导致的角膜变化。
另一个实施例包括能量传导元件和真空环。所述真空环接收所述能量传导元件并 且产生与眼睛的真空连接和相对于眼睛定位所述能量传导元件，由此所述能量传导元件将 能量弓I导到眼睛。所述能量传导元件可以可拆卸地联接到所述真空环。
本发明的实施例也可以利用控制器来控制一个或多个部件或子系统的操作。另 外，实施例可以利用卸压机构来减小由冷却剂的脉冲引入封闭环境中的压力。此外，实施例 也可以利用可读使用指示器，例如射频识别(RFID)装置，其保证系统的元件(特别是与身 体和体液接触的那些)在一次使用之后被处置。 当结合附图考虑时从本发明的优选实施例的以下详细描述将更显而易见本发明 的这些和其他方面。


图1示出了本发明的一个实施例的示意图。 图2示出了利用微波能量源的本发明的一个实施例。 图3A示出了图2的实施例的变型，其利用卸压阀代替真空子系统来减小冷却剂的 脉冲所产生的压力。 图3B示出了图2的实施例的变型，其利用排气通道代替真空子系统来减小冷却剂的脉冲所产生的压力。 图4示出了利用光能量源的本发明的一个实施例。 图5A示出了图4的实施例的变型，其利用卸压阀代替真空子系统来减小由冷却剂 的脉冲产生的压力。 图5B示出了图4的实施例的变型，其利用排气通道代替真空子系统来减小冷却剂 的脉冲所产生的压力。 图6示出了利用单极导体作为能量传导元件的本发明的一个实施例。 图7A示出了利用真空环将施用器定位在眼睛表面上的本发明的一个实施例。 图7B示出了用于图7A的实施例中的真空环。
具体实施例方式
参考图l，示意性地示出了本发明的一个实施例。具体地，图1显示了可操作地连 接到能量源20的施用器10。施用器10包括从施用器10的近端10A延伸到远端10B的能 量传导元件ll。施用器10可以在近端10A连接到能量源20。能量源20的操作导致通过 能量传导元件20传导能量并且在远端10B生成热。照这样，施用器10可以用于将热施加 到定位在远端IOB处或附近的眼睛1的角膜2。具体地，热被施加到在角膜2的中间深度区 域2B中的胶原纤维的选定区域以根据预定型式(pattern)收縮胶原纤维和整形角膜2，由 此提高通过眼睛l的视力。 如图1中进一步所示，施用器10包括与冷却剂源或容器13流体连通的至少一个 冷却剂输送元件12。施用器10的外表面IOC可以限定一基本封闭的组件，尤其当远端10A 被放置为与角膜表面2A接触时。如图1中所示，该封闭的组件可以容纳能量传导元件11、 冷却剂输送元件12和冷却剂源13。尽管图1中的冷却剂源13被定位在施用器10内，在其 他实施例中冷却剂源13可以在施用器10的外部。而且，尽管图1显示了一个冷却剂输送 元件12， 一些实施例可以利用多于一个的冷却剂输送元件12和/或多于一个的冷却剂源 13。 冷却剂输送元件12将来自冷却剂源13的冷却剂或低温致冷剂输送到施用器10 的远端IOB。照这样，施用器10可以用于施加冷却剂以选择性地冷却定位在远端10B的角 膜2的表面2A。将冷却剂从冷却剂输送元件12朝着角膜表面2A输送，接着将热施加到角 膜，允许增加角膜温度以导致在靶向中间深度区域2B中的胶原纤维的适当收縮并且整形 角膜2，同时也最小化对角膜2的外层2A( S卩，上皮)的损伤。 也在图1中显示的控制器40可以可操作地连接到能量源20和/或冷却剂输送元 件12。控制器40可以用于控制来自能量源20的能量输送到施用器10，由此确定输送到定 位在远端10B的角膜2的热的量值和定时。另外，控制器40可以用于确定从冷却剂输送元 件12朝着在远端10B的角膜表面2A输送的冷却剂的量和定时。如下面进一步所述，控制 器40可以用于根据预定或计算的序列选择性地施加热和冷却剂任何次数。例如，冷却剂可 以在将热施加到角膜2之前和/或之后被施加到角膜表面2A。 在一些实施例中，冷却剂输送元件12可以利用输送喷嘴12A和电磁阀。输送喷嘴 12A具有在远端IOB定向的开口 12B。众所周知，电磁阀是一种机电阀，用于通过运转或停 止通过线圈的电流控制的液体或气体，由此改变阀的状态。照这样，控制器40可以电子地控制电磁阀的致动以通过输送喷嘴12A将冷却剂输送到角膜表面2A。然而，其他实施例可 以利用通过输送喷嘴12A输送冷却剂的其他类型的致动器或备选技术代替电磁阀。
在图1的实施例的操作期间，控制器40可以用于在将热施加到角膜2之前致动冷 却剂的微控制器脉冲施加到角膜表面2A。冷却剂的脉冲或喷射在预定短时期被施加到角 膜表面2A使得冷却通常保持局限在角膜表面2A，同时更深角膜胶原纤维2B的温度基本保 持不变。优选地，脉冲为数十毫秒数量级并且小于100毫秒。冷却剂输送到角膜表面由控 制器40控制并且可以小于1毫秒。此外，冷却剂的施加与热的施加之间的时间也由控制器 40控制并且也可以小于1毫秒。冷却剂脉冲通常覆盖对应于热施加到角膜2的角膜表面 2A的区域。冷却区域的形状、尺寸和布置可以根据应用而变化。 有利地，在热施加到角膜2之前冷却剂局部输送到角膜表面2A使热被施加时在角 膜表面2A产生的温度最小化，由此最小化对角膜表面2A的任何热引起的损伤。换句话说， 冷却剂减小了角膜表面2A的温度，使得当与在热暴露之前未施加冷却剂的情况相比时在 热暴露之后紧接着在角膜表面2A获得的最大表面温度也减小类似的量值。在不施加冷却 剂的情况下，在角膜表面2A的温度在热暴露之后立即上升，并且在表面_空气界面附近截 留的热的缓慢消散产生持久的表面加热。 在热暴露之后紧接着在角膜表面2A观察到的温度通过在暴露之前施加冷却剂被 降低，延迟热波可能在暴露之后到达角膜表面2A，原因是在表面2A之下的角膜区域2B中生 成的热朝着冷却表面2A扩散。热从角膜表面2A传递到周围空气很可能不显著，原因是空气 是优良的隔热体。如若在施加热之后不冷却，远离在角膜表面2A下方的区域2B扩散的热 在角膜表面2A附近积累并且产生在施加热之后可能持续的高表面温度。尽管在角膜表面 2A附近积累的热最终会通过热扩散消散和通过血压灌注冷却，这样的消散可能耗时几秒。 通过施加附加冷却剂更快速去除该热使对角膜表面2A的热相关损伤的机会最小化。因此， 本发明的实施例不仅可以在即将热暴露之前利用冷却剂的脉冲，而且可以在其后利用冷却 剂的一个或多个脉冲。因此，在图1的实施例的进一步操作中，控制器40也可以用于在施 用器10将热施加到角膜2之后施加冷却剂的微控制脉冲。冷却剂的该施加快速地去除从 中间深度角膜区域2B扩散到角膜表面2A的热。 当冷却剂输送元件12将冷却剂的脉冲输送到角膜表面2A时，角膜表面2A上的冷 却剂从表面2A吸热，导致冷却剂蒸发。 一般而言，在热施加到角膜2之前、期间和之后施加 到表面2A的冷却剂在表面2A产生散热，导致热的去除。只要液体低温致冷剂保留在表面 2A上散热就持续。散热可以快速地去除在表面2A的截留热而不冷却区域2B中的胶原纤 维。将热吸出角膜2的一个因素是在表面2A附近建立的温度梯度。梯度越陡，指定量的热 被吸收得越快。因此，冷却剂的施加试图尽可能快速地产生大的表面温度下降。
由于冷却表面2A提供散热，施加到角膜表面2A的冷却剂的量和持续时间影响进 入和保留在角膜表面2A下方的区域中的热的量。因此，控制冷却的量和持续时间提供一种 方式以控制角膜加热的深度，促进中间深度区域2B中的靶向胶原纤维的充分加热，同时最 小化热施加到靶向胶原纤维外部的区域。 —般而言，角膜表面2A的动态冷却可以通过控制下列因素被优化(l)冷却脉冲 (一个或多个)的持续时间；(2)沉积在角膜表面2A上的冷却剂的量，使得可以最大化蒸发 冷却效应；和(3)相对于热施加的动态冷却的定时。
在一些实施例中，冷却剂可以是低温致冷剂四氟乙烷C2H2F4，其具有大
约-26. 5t:的沸点并且是环境相容的、无毒的、不易燃的氟利昂替代物。从冷却剂输送元件
12释放的低温致冷脉冲可以包括通过蒸发冷却的低温致冷剂的小滴以及通过蒸汽的绝热 膨胀形成的气雾。 —般而言，冷却剂可以被选择使得它提供下列的一个或多个(l)充分粘附以保 持与角膜表面2A的良好表面接触；(2)高导热性使得可以在热施加之前很快地冷却角膜表 面2A ; (3)低沸点以在表面建立大温度梯度；(4)高汽化潜热以在激光暴露之后维持角膜表 面2A的蒸发冷却；和(5)无不利的健康或环境影响。尽管四氟乙烷的使用可以满足以上标 准，应当理解本发明的实施例并不限于特定低温致冷剂，而是可以利用其他冷却剂来获得 类似结果。例如，在一些实施例中，可以利用沸点温度低于大约体温37t:的其他液体冷却 剂。此外，冷却剂并不一定是液体，而是在一些实施例中可以具有气体形式。照这样，冷却 剂的脉冲可以是冷却气体的脉冲。例如，冷却剂可以是氮(N2)气或二氧化碳(C02)气体。
现在参考图2中所示的横截面图，本发明的一个实施例利用施用器110。施用器 110包括电能量传导元件111、微控制冷却剂输送系统112以及冷却剂源113。
电能量传导元件111例如通过常规传导电缆可操作地连接到电能量源120。电能 量传导元件111从施用器110的近端110A延伸到远端110B。电能量传导元件111将来自 源120的电能传导到远端110B以将热能施加到定位在远端110B的角膜2。具体地，电能量 源120可以包括用于生成微波能量的微波振荡器。例如，振荡器可以在500MHz到3000MHz 的微波频率范围，更具体地在安全地用于其他应用中的大约2450MHz的频率下操作。当在 本文中使用时，术语"微波"对应于从大约10MHz到大约10GHz的频率范围。
如图2中进一步所示，电能量传导元件111可以包括从施用器110的近端110A延 伸到远端110B的两个微波导体111A和111B。具体地，导体111A可以是大致圆筒形的外 导体，而导体111B可以是延伸通过延伸通过导体111A的内部通道的大致圆柱形的内导体。 由于内部通道，导体111A具有大致管状的形状。内和外导体111A和111B例如可以由铝、 不锈钢、黄铜、铜、其他金属、金属涂层塑料或任何其他合适的传导材料形成。
由于导体111A和111B的同心布置，在导体111A和111B之间限定选定距离的大 致环形的间隙111C。环形的间隙111C从近端110A延伸到远端110B。介电材料111D可以 用于环形的间隙111C的部分中以分离导体111A和111B。根据已建立的微波场理论，导体 111A和111B之间的环形间隙111C的距离确定微波能量进入角膜2中的穿透深度。因此， 微波传导元件111在近端110A接收电能量源120所生成的电能，并且将微波能量引导到远 端111B，角膜2被定位在那里。 内导体111B的外径优选地大于瞳孔。 一般而言，内导体111B的外径可以被选择以 获得通过暴露于微波能量引起的角膜形状(即，角膜曲率)的适当变化。同时，外导体111A 的内径可以被选择以获得导体111A和111B之间的期望间隙。例如，内导体111B的外径范 围为大约2mm到大约10mm，而外导体111A的内径范围为大约2. lmm到大约12mm。在一些 实施例中，环形间隙111C可以足够小，例如在大约0. lmm到大约2. 0mm的范围内，从而在由 施用器110施加热期间最小化角膜的内皮层(后表面)暴露于高温。 如图2中所示，微控制冷却剂输送系统112以及冷却剂源113可以定位在环形间 隙111C内。尽管图2可以示出一个冷却剂输送系统112，施用器110可以包括沿圆周布置
13在环形间隙111C内的多个冷却剂输送系统112。冷却剂源113可以是适配在环形间隙111C 内的环形容器，同时冷却剂输送元件112具有从冷却剂源113向下延伸的喷嘴结构112A和 朝着远端110B定向的开口 112B。 与冷却剂源113流体连通的微控制冷却剂输送系统112可以以类似于图1中的冷 却剂输送系统12的方式操作。换句话说，在用电能量源120和电能量传导元件111将能量 施加到角膜2之前和之后，来自冷却剂源113的冷却剂或低温致冷剂的脉冲优选地被施加 到角膜表面2A。 如先前所述，控制器140可以用于根据任何预定或计算的序列选择性地施加热和 冷却剂脉冲任何次数。另外，热和冷却剂的脉冲可以被施加任何时间长度。此外，正被施加 的热的量值也可以变化。调节用于施加热和冷却剂脉冲的这样的参数确定在角膜2内导致 的变化范围。当然，如上所述，本发明的实施例试图将角膜2中的变化限制到选定胶原纤维 的适当收縮量。当例如用施用器110利用微波能量在角膜2中生成热时，可以以低功率(约 为40W)和以长脉冲长度(约为l秒)施加微波能量。然而，其他实施例可以以短脉冲施加 微波能量。具体地，有利的是以短于角膜中的热扩散时间的持续时间施加微波能量。例如， 可以以具有在500W到3KW的范围内的更高功率和在大约10毫秒到大约1秒的范围内的脉 冲持续时间的脉冲施加微波能量。因此，如先前所述当在施加热之前和之后施加冷却剂脉 冲时冷却剂的第一脉冲被输送以减小角膜表面2A的温度；微波能量的高功率脉冲然后被 施加以在中间深度区域2B中的胶原纤维的选定区域内生成热；并且冷却剂的第二脉冲顺 序地被输送以结束进一步的加热效应和"固化"由能量脉冲导致的角膜变化。以该方式施加 能量脉冲和冷却剂脉冲减小了发生的热扩散量并且最小化对其他眼睛结构(例如角膜内 皮)的有害加热影响和产生的愈合过程。而且，该技术促进了热所产生的角膜2的形状的更 永久和稳定的变化。尽管关于微波能量的输送描述了以短脉冲施加高功率能量，类似技术 可以适用于其他类型的能量，例如带有如下面进一步所述的射频(RF)波长的光能和电能。
再次参考图2，导体111A和111B的每一个的至少一部分可以覆盖有电绝缘体以最 小化电流集中在角膜表面2A与导体111A和111B之间的接触区域中。在一些实施例中，导 体111A和111B或者它们的至少一部分可以涂覆有既可以充当电绝缘体又可以充当热导体 的材料。可以沿着施用器110的远端111B利用介电层110D以保护角膜2免于否则将通过 导体111A和111B流入角膜2中的传导电流。这样的电流可以导致角膜2中的有害温度效 应并且干涉在角膜2的中间深度区域2B中的胶原纤维内获得最大温度。因此，介电层110D 被定位在导体111A和111B与角膜2之间。介电层110D可以足够薄以最小化干涉微波发射 并且足够厚以防止通过传导电流产生电能的表面沉积。例如，介电层IIOD可以是沉积到大 约0.002英寸的厚度的生物相容材料，例如特氟隆(Teflon)。 一般而言，诸如介电层110D 这样的沉积层可以用于导体111A和111B与角膜2之间，只要中间层基本不干涉角膜2中 微波辐射场的强度和穿透并且不阻止微波场的充分穿透和角膜2中期望加热型式的生成。
在操作期间，如图2中所示的施用器110的远端110B被定位在角膜表面2A上或 附近。优选地，施用器110可以与角膜表面2A直接接触。具体地，这样的直接接触将导体 111A和111B定位到角膜表面2A(或基本靠近角膜表面2A，如果在导体111A和111B与角 膜表面2A之间有薄中间层)。因此，直接接触有助于保证角膜组织中微波加热的型式具有 与两个微波导体111A和111B之间的间隙111C基本相同的形状和尺度。环形是优选的加热型式，原因是加热环的内径可以被选择为足够大以避免加热覆盖瞳孔的中心角膜。
施用器110与角膜表面2A之间的直接接触的优点可以由可以存在于其间的流体 冷却剂层的存在而减少。不同于产生尺度等于导体111A和111B之间的间隙的环形加热型 式，这样的流体层的存在可以导致直径小于内导体111B的角膜2中的不太理想的圆形微波 加热型式。所以，本发明的实施例并不需要在将能量施加到角膜2期间冷却剂流或冷却层 存在于角膜表面2A上。具体地，来自冷却剂输送元件112的短脉冲可以施加冷却剂，在施 加微波能量之前所述冷却剂从角膜表面蒸发并且因此不会产生将干涉期望微波型式的流 体层。 实施例可以利用可操作地连接到真空源130的真空通道114。真空通道114可以 具有开口 114A，所述开口定位在角膜表面2A附近并且通向施用器110的内部。真空源130 可以用于在将微波能量施加到角膜2之前从角膜表面2A抽吸任何冷却剂或有害流体层。在 该情况下，真空源130也将流体抽吸到废物容器(未显示)。 冷却剂的施加和冷却剂的随后蒸发可以导致施用器110内的压力增加。具体地， 施用器110可以具有可以限定基本封闭的组件的外表面110C，尤其当远端110B被放置为与 角膜表面2A接触时。如图2中所示，基本封闭的组件包含电传导元件111、冷却剂输送元件 112、冷却剂源113以及真空通道114。压力很可能在这样的封闭的组件内增加。当施用器 110可以与角膜表面2A接触时，产生的压力可以作用于角膜表面2A。所以，为了最小化角 膜表面2A上的该压力，实施例可以利用卸压机构去除可能出现在施用器110中的过压。
除了先前所述的真空通道114的功能以外，带有开口 114A的真空通道114也可以 充当施用器110的卸压机构。照这样，可以通过启动真空源130降低施用器110中的压力。 备选地，如图3A中所示，施用器IIO可以包括任何类型的卸压阀118，当施用器110中的压 力上升到某个水平时所述卸压阀打开施用器110的内部通向施用器IIO外部的环境。作为 图3B中所示的另一个替换选择，施用器110可以简单地利用使施用器110的内部与施用器 110外部的环境连通的排气通道119，在该情况下内部压力将通常与外部区域平衡。
如图2进一步所示，真空通道114也穿过介电材料110D并且具有在远端110B的 开口 114B。当开口 114A通向施用器110的内部时，开口 114B通向定位在远端110B的角膜 表面2A。由于开口 114B定位在角膜表面2A，带有真空源140的真空通道114有助于施用 器110在治疗期间保持相对于角膜2的固定位置。真空源130可以将受控抽吸量施加到角 膜表面2A以保证在远端110B的施用器表面具有与角膜2的紧密和均匀接触。
现在参考图4中所示的横截面图，本发明的另一个实施例利用施用器210，所述施 用器包括光能量传导元件211、微控制冷却剂输送系统212以及冷却剂源213。
光能量传导元件211例如通过常规光纤可操作地连接到光能量源220。光能量源 220可以包括激光器、发光二极管等。光能量传导元件211从近端210A延伸到远端210B， 在所述近端它可操作地与光源220连接。光能量传导元件包括光纤211A。因此，光纤211A 在近端210A接收来自光能量源220的光能并且将光能引导到远端210B，眼睛1的角膜2定 位在那里。控制器240可以可操作地连接到光能量源220以控制光能输送到光能量传导元 件211，例如定时。光能量传导元件211用光能辐射角膜2并且生成热以用于适当地收縮角 膜2的中间深度区域2B中的胶原纤维。同样如图4中所示，光能量传导元件可以可选地包 括光聚焦元件212B(例如透镜)以聚焦光能和确定角膜2的辐射型式。
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如图4所示，冷却剂输送系统212可以邻近光能量传导元件211定位。与冷却剂 源213流体连通的冷却剂输送系统212将来自冷却剂源213的冷却剂或低温致冷剂的微控 制脉冲输送到角膜表面2A。可以在用光能量源220和光能量传导元件211将能量施加到角 膜2之前和/或之后施加冷却剂的这样的脉冲。 图4进一步示出了用于将冷却剂的脉冲输送到角膜表面2A的另一种技术。特别 地，可以通过在角膜表面2A定位在那里的远端210B处或附近产生低压区域而从冷却剂输 送元件212抽吸冷却剂的脉冲。如图4中所示，施用器210可以具有连接到真空源230的 真空通道214，例如管结构。真空通道214具有开口 214A，所述开口定位在远端210B处或 附近以产生低压区域。为了增强施用器产生该低压区域的能力，如图4中所示的施用器210 可以包括接触元件215，所述接触元件限定可以在其中产生产生低压区域的小封闭室。
特别地，图4显示了施用器210包括在远端210B与角膜表面2A接触的接触元件 215。接触元件215具有带腔215B的外壳215A。外壳215A具有在施用器210的远端210B 的开口 215C，使得腔215B暴露于远端210B。照这样，当接触元件215被定位在角膜2上时 它在角膜2上形成封闭室。如图4中进一步所示，冷却剂输送系统212的喷嘴结构212A由 接触元件215接纳并且开口 212B通向腔215B。在一些实施例中，冷却剂输送系统212简单 地使冷却剂源通过结构212A与接触元件215连通。尽管在图4中示出了一个冷却剂输送 元件212，应当理解施用器210可以利用多于一个的冷却剂输送元件212。真空通道214也 由接触元件接纳，在那里开口 214A通向腔215B。因此，当接触元件215被定位在角膜表面 2A上以形成封闭室时，真空源240可以被操作以在腔215B中产生近真空或低压，这又通过 喷嘴结构212A朝着定位在开口 215C的角膜表面2A抽吸冷却剂。控制器240可以可操作 地连接以控制真空源240导致从冷却剂输送元件212抽吸冷却剂的微控制脉冲。
当然，应当理解在其他实施例中，接触元件215可以用于这样的冷却剂输送元件 212，所述冷却剂输送元件利用电磁阀或其他致动器，并且不需要真空源230。照这样，控制 器140可以电子地控制电磁阀或其他致动器以将冷却剂输送到角膜表面2A。
冷却剂施加到角膜表面2A并且随后蒸发冷却剂可以导致接触元件215的腔215A 内的压力增加。当接触元件215定位在角膜表面2A上时，产生的压力可以作用于角膜表面 2A。所以，为了最小化该压力对角膜表面2A的影响，实施例可以利用卸压机构去除可能出 现在施用器210中的过压。 除了提供一种方式以开始冷却剂的微控制脉冲以外，真空通道214也可以充当施 用器210的卸压机构。照这样，可以通过启动真空源230降低施用器210中的压力。备选 地，如图5A中所示，施用器210可以包括任何类型的卸压阀218，当施用器210中的压力上 升到某个水平时，所述卸压阀打开施用器210的内部，通向施用器210外部的环境。作为 图5B中所示的另一个替换选择，施用器210可以简单地利用使施用器210的内部与施用器 110外部的环境连通的排气通道219，在该情况下内部压力将通常与外部区域平衡。当然， 当没有图5A和5B的实施例中所示的真空源时，冷却剂输送元件212需要另一个元件例如 电磁阀或其他致动器来输送冷却剂的脉冲。 如图4中进一步所示，接触元件215也接纳光传导元件211，使得施用器210可以 将来自光能量源220的光能输送到在远端210B的角膜2。图4显示了光聚焦元件211B连 接到接触元件215。
有利地，当接触元件215与角膜表面2A直接接触时，接触元件215可以充当用于 从角膜表面2A吸热的附加散热器。特别地，接触元件可以由导热材料例如金属形成。 一般 而言，其他散热器例如金属施用器壁410C可以用于本发明的实施例以提供从角膜表面2A 的进一步热传递。 如图4进一步所示，真空通道214也具有在远端210B的开口 214B。当开口214A 通向接触元件215的腔215B时，开口 214B通向定位在远端110B的角膜表面2A。由于开口 214B定位在角膜表面2A，带有真空源240的真空通道214有助于施用器210在治疗期间保 持相对于角膜2的固定位置。真空源230可以通过开口 214B将受控抽吸量施加到角膜表 面2A，以保证在远端210B的施用器表面具有与角膜2的紧密和均匀接触。
现在参考图6中所示的横截面图，示出了本发明的另一个实施例。特别地，图6的 实施例示出了利用单极传导元件311将能量传导到角膜2的施用器310。
单极传导元件311可操作地连接到可以提供射频(RF)电能的电能量源320。单极 311从近端310A延伸到远端310B，在所述近端它可操作地与电能量源320连接。单极传导 元件311可以具有在远端310B的针状形状，所述远端被设计为接触或穿透角膜2。当施用 器被定位为使单极311与眼睛1接触时，眼睛l( S卩，身体)充当底板以完成电路。因此，单 极311可以接收在电能量源320生成的电能并且将电能传导到眼睛1的角膜2。结果，热在 角膜2内生成以收縮角膜2的中间深度区域2B中的选定胶原纤维和整形角膜2。控制器 340可以可操作地连接到电能量源320以控制电能到单极311的输送，例如定时。
图6的实施例的其他方面类似于先前所述的实施例。特别地，如图6所示，施用器 310也利用微控制冷却剂输送系统312以及冷却剂源313。微控制冷却剂输送系统312邻 近单极311定位。冷却剂输送元件312可以利用带有在远端310B定向的开口 312B的喷嘴 结构312A。电磁阀或其他致动器可以用于产生冷却剂的脉冲。控制器340可以电子地控制 电磁阀或其他致动器以将冷却剂输送到角膜表面2A。照这样，与冷却剂源313流体连通的 微控制冷却剂输送系统312以类似于图1中的冷却剂输送系统12的方式操作。换句话说， 在将能量施加到角膜2之前和之后，来自冷却剂源313的冷却剂或低温致冷剂的脉冲优选 地被施加到角膜表面2A。 同样如图6中所示，施用器320可以包括带有定位在远端310B处或附近的开口 314A的真空通道314。真空通道314可操作地连接到可以由控制器340控制的真空源330。 类似于先前所述的其他实施例，真空源340和真空通道314可以被操作以卸除来自冷却剂 输送元件312的冷却剂的输送所产生的压力。备选地，卸压阀或排气通道可以用于以类似 于先前所述的实施例的方式充当卸压元件。 另外，如图6中进一步所示，真空通道314也可以具有开口 314B，所述开口通向定 位在远端310B的角膜表面2A。由于开口 314B定位在角膜表面2A，带有真空源340的真空 通道314在施用器110与角膜表面2A之间产生吸力，以在治疗期间将施用器310保持在相 对于角膜2的固定位置。 —般而言，可操作地连接到真空源的真空开口的任何布置可以用于在治疗期间将 本发明的实施例在角膜表面上保持就位。例如，图7A显示了用真空环417定位在角膜2上 的施用器410。类似于上述的实施例，施用器410包括例如先前所述的能量传导元件411， 所述能量传导元件从施用器410的近端410A延伸到远端410B。能量传导元件411在近端410A可操作地连接到能量源420。能量源420的操作导致通过能量传导元件420传导能量 并且在远端410B生成热。照这样，真空环417将施用器410的远端410B定位在角膜2上， 以允许能量传导元件411在角膜2生成热。特别地，热被施加到角膜2的中间深度区域2B 中的靶向胶原纤维，由此收縮胶原纤维和整形角膜2以提高通过眼睛1的视力。
如图7A和7B中进一步所示，真空环417具有大致环形结构并且同轴地通过环通 道417A接纳能量传导元件411。真空环417产生与角膜表面2A的真空连接以将能量传导 元件411固定到角膜表面2A。真空环417可以包括通过连接端口 417B可操作地连接到真 空源430的内部通道417C。真空环417也可以包括使内部通道417B通向角膜表面2A的多 个开口 417D。所以，当开口 417D被定位为与角膜表面2A接触并且真空源430被启动以在 内部通道417C内产生近真空或低压时，开口 417D操作以将真空环417和施用器410抽吸 到角膜表面2A。在该情况下，真空源430可以是注射器或类似装置。 在一些实施例中，能量传导元件411和真空环417可以是可以可拆卸地彼此联接 的独立部件。因此，如图7A中所示，独立能量传导元件411可以由真空环417滑动地接纳 到同轴位置。诸如机械附连这样的任何联接技术可以用于将能量传导元件411稳定地定位 在真空环417内。真空环417可以在它接纳能量传导元件411之前被定位到角膜表面2A 上，或者备选地，电传导元件411可以与真空环417组合，之后该组合被定位到角膜表面2A 上。 在备选实施例中，能量传导元件411和真空源417可以不可拆卸地彼此固定。
图7的实施例的其他方面类似于先前所述的实施例。特别地，如图7所示，施用器 410也利用微控制冷却剂输送系统412以及冷却剂源413。冷却剂输送系统412可以利用 带有在远端410B定向的开口 412B的喷嘴结构412A。电磁阀或其他致动器可以用于产生冷 却剂的脉冲。控制器440可以电子地控制电磁阀或其他致动器以将冷却剂输送到角膜表面 2A。照这样，与冷却剂源413流体连通的微控制冷却剂输送系统412以类似于图1中的冷 却剂输送系统12的方式操作。换句话说，在将能量施加到角膜2之前和之后，来自冷却剂 源413的冷却剂或低温致冷剂的脉冲优选地被施加到角膜表面2A。 本文所述的实施例都可以利用传感器来测量眼睛的物理变量。例如，在一个实施 例中，图1描绘了离散地定位在施用器10的远端10B处或周围的多个传感器16。传感器 可以可操作地连接到控制器40(未显示)以允许数据被存储和/或传送到操作者。作为进 一步的实施例，当真空环417与角膜表面2A直接接触时，图7A和7B的实施例利用真空环 417上的传感器416的布置。在其他实施例中，传感器可以更广地被包含在施用器的远端的 表面(例如图2中的介电层110D)中。典型地，传感器被放置为与角膜接触并且提供角膜 的各种区域的测量。 一般而言，传感器可以包括这样的装置，所述装置形成为施用器的部件 和/或独立于施用器的外部装置。传感器可以是微电子装置，包括但不限于测量温度的红 外检测器、薄膜或微电子热换能器、诸如压阻或压电装置这样的机械换能器或量化角膜伸 长或内部压力的力敏石英谐振器。 —般而言，传感器可以提供信息，所述信息用于在治疗之前为系统作准备、在治疗 期间提供反馈，以保证治疗的适当应用，和/或测量治疗的结果。 角膜和眼睛具有会受到能量的施加和产生的温度增加影响的一个或更多个可变 物理性质。传感器可以直接或间接测量这些物理变量并且将传感器信号提供给处理电路，例如上述的控制器40、140、240和340。控制器可以分析测量值以确定是否和何时治疗获得 了期望效果。当指定物理变量获得预定值或属于预定范围内时，处理电路也可以生成终止 治疗的停止信号。在一些实施例中，为了避免对角膜上皮和内皮的热损害，用于控制器的程 序指令可以包括当热能的施加超出某些参数例如时间限度时生成停止信号的安全机制。
本文所述的实施例也可以包括一次性或可更换部件或元件，以最小化交叉感染和 便于程序的准备。特别地，很可能与患者的组织和体液接触的部件优选地在一次用于患者 之后被丢弃以最小化交叉感染。因此，实施例可以利用指示系统的部件以前是否被使用的 一个或多个使用指示器。如果从使用指示器确定部件以前被使用过，可以阻止整个系统进 一步操作，使得部件不能被再使用并且必须被更换。 例如，在图1的实施例中，使用指示器50用于记录使用数据，所述使用数据可以 被读取以确定施用器10是否已经被使用。特别地，使用指示器50可以是包含使用数据的 射频识别装置(RFID)，或类似数据存储装置。控制器40可以读取和将使用数据写入RFID 50。例如，如果施用器10还未被使用，RFID装置50中的指示器字段可以包含零值。在控 制器40将来自能量源20的能量输送到能量传导元件11之前，它读取RFID装置50中的字 段。如果字段包含零值，这向控制器40指示施用器10以前未被使用并且施用器10的进一 步操作被允许。在这时，控制器40将值写入RFID装置50中的字段以指示施用器10被使 用过。当控制器40随后读取RFID装置50中的字段时，非零值向控制器40指示施用器10 以前被使用，并且控制器将不允许施用器10的进一步操作。当然，写入RFID装置50的使 用数据可以包含任何字符或值或它们的组合，以指示部件以前是否被使用。
在另一个例子中，在图7A的实施例中的施用器410和真空环417是独立部件的情 况下，使用指示器450A和450B可以分别被利用以指示施用器410或真空环417以前是否 被使用。类似于先前所述的使用指示器50，使用指示器450A和450B可以是RFID装置，控 制器440可以远程地访问所述RFID装置以读取或写入使用数据。在允许施用器410的操 作之前，控制器40读取使用指示器450A和450B。如果控制器440从使用指示器450A和 450B确定施用器410和/或真空环417已经被使用过，控制器440不会继续并且不会允许 施用器410的进一步操作。当施用器410和真空环417被使用时，控制器440将使用数据 写入两个使用指示器450A和450B以指示两个部件被使用过。 在操作中，医生或其他操作者手动地操作与控制器(例如控制器40、149、240和 340)对接的装置，例如计算机键盘。接口允许操作者设置和/或开始治疗。系统可以要求 输入，例如特定患者所需的预定屈光度矫正量、物理变量的基线量度、散光量度、能量传导 到角膜的参数、施加热能和冷却剂的脉冲的定时和序列信息和/或将通过治疗被修改的物 理变量的靶值。控制器接受程序指令，所述程序指令可以从接口访问用户输入数据或程序 选择并且导致系统执行选定视力矫正治疗。 —般而言，控制器可以是可编程处理装置，其执行软件或存储指令并且可以可操 作地连接到上述装置。 一般而言，计算机和软件领域的技术人员可以理解，由本发明的实施 例用于任何处理或评价的物理处理器和/或机器可以包括根据本发明的典型实施例的教 导编程的一个或多个联网或未联网通用计算机系统、微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、 数字信号处理器(DSP)、微控制器等。物理处理器和/或机器可以与图像捕捉装置外部联 网，或者可以被集成以位于图像捕捉装置内。软件领域的技术人员可以理解，普通程序员基于典型实施例的教导可以容易地准备适当软件。另外，电气领域(一个或多个)的技术人 员可以理解，通过特定用途集成电路的准备或通过互连常规组成电路的适当网络可以实现 典型实施例的装置和子系统。因此，典型实施例并不限于硬件电路和/或软件的任何特定 组合。 存储于计算机可读介质的任何一种或其组合上，本发明的典型实施例可以包括软 件以用于控制典型实施例的装置和子系统、用于驱动典型实施例的装置和子系统、用于允 许典型实施例的装置和子系统与用户互动等等。这样的软件可以包括但不限于设备驱动 器、固件、操作系统、开发工具、应用软件等。这样的计算机可读介质还可以包括用于执行在 实施本发明中执行的处理的全部或一部分(如果处理被分配)的本发明的实施例的计算机 程序产品。本发明的典型实施例的计算机代码设备可以包括任何合适的可编译或可执行代
码机构，包括但不限于脚本、可编译程序、动态链接库(DLL) 、 Java类和小应用程序、完整可 执行程序等。而且，为了更佳的性能、可靠性、成本等，本发明的典型实施例的处理的部分可 以被分配。 计算机可读介质的共同形式例如可以包括软盘、软磁盘、硬盘、磁带、任何其他合 适的磁介质、CD-ROM、CDRW、DVD、任何其他合适的光介质、穿孔卡、纸带、光标记单、带有孔或 其他光学可识别标记的图案的任何其他合适的物理介质、RAM、 PROM、 EPR0M、 FLASH-EPROM、 任何其他合适的存储芯片或盒、载波或计算机可以从其读取的任何其他合适的介质。
尽管显示和描述了根据本发明的各种实施例，应当理解本发明并不局限于此。本 领域的技术人员可以变化、修改和进一步应用本发明。所以，本发明并不限于先前所示和所 述的细节，但是也包括所有这样的变化和修改。
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权利要求
一种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括电能量源；电能量传导元件，该电能量传导元件包括由选定距离的间隙分离并且从近端延伸到远端的两个导体，所述电能量传导元件可操作地连接到所述电能量源并且适于在所述近端接收由所述电能量源生成的电能并且将电能引导到所述远端，所述远端能够定位到眼睛；冷却剂源；和与所述冷却剂源连通的至少一个冷却剂输送元件，所述至少一个冷却剂输送元件可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
3. 根据权利要求1所述的系统，其中冷却剂的脉冲包括沸点低于大约37t:的液体。
4. 根据权利要求1所述的系统，其中在所述远端的电能具有在大约500MHz到大约 3000MHz的范围内的频率。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中被引导到所述远端的电能以能量脉冲的形式被输送。
6. 根据权利要求5所述的系统，其中所述能量脉冲短于眼睛中的热扩散时间。
7. 根据权利要求5所述的系统，其中所述能量脉冲在10毫秒到1秒之间。
8. 根据权利要求7所述的系统，其中所述能量脉冲具有在500W到3KW的范围内的功率。
9. 根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件包括喷嘴和电控制 电磁阀。
10. 根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件被定位在所述两 个导体之间的间隙中。
11. 根据权利要求1所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构提 供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
12. 根据权利要求11所述的系统，其中所述卸压结构是排气通道或卸压阀。
13. 根据权利要求1所述的系统，还包括真空源和连接到所述真空源的至少一个真空 通道，所述至少一个真空通道具有定位在所述远端的开口 。
14. 根据权利要求13所述的系统，其中所述真空通道开口适于接合眼睛并且定位所述 远端，以用于将冷却剂的脉冲和电能输送到眼睛。
15. 根据权利要求13所述的系统，其中所述真空通道开口适于抽离由所述至少一个喷 嘴的脉冲输送的冷却剂。
16. 根据权利要求1所述的系统，还包括适于进一步从所述远端抽吸热量的至少一个 散热元件。
17. 根据权利要求1所述的系统，其中一基本封闭的组件包括所述电能量传导元件和 所述至少一个冷却剂输送元件。
18. 根据权利要求17所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构 提供压力到外部环境的释放。
19. 根据权利要求18所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的卸压阀，所 述卸压阀适于响应来自从所述至少一个喷嘴输送的冷却剂的脉冲的压力而打开。
20. 根据权利要求18所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的排气通道， 所述排气通道提供压力到外部环境的释放。
21. 根据权利要求17所述的系统，其中一介电材料形成在所述远端的底表面。
22. 根据权利要求17所述的系统，其中所述封闭的组件还包括所述冷却剂源。
23. 根据权利要求1所述的系统，其中所述电能量传导元件包括大致圆筒形的外导体 和定位在所述外导体内的大致圆柱形的内导体，所述外导体和所述内导体限定从所述近端 延伸到所述远端的大致环形的间隙。
24. 根据权利要求23所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件包括定位在所述 大致环形的间隙内的多于一个的冷却剂输送元件。
25. 根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件的控制 器，所述控制器可操作以向所述至少一个冷却剂输送元件发信号，以朝着所述远端输送冷 却剂的脉冲，由此冷却剂的脉冲被施加到定位在所述远端的眼睛。
26. 根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述电能量传导元件的控制器，所述控 制器能操作以将来自所述电能量源的电能输送到所述导体，以将电能输送到所述远端。
27. 根据权利要求1所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件和所述 电能量传导元件的控制器，所述控制器在定时序列中可操作，以向所述至少一个冷却剂输 送元件发信号以朝着所述远端输送冷却剂的脉冲和将来自所述电能量源的电能输送到所 述导体以将电能输送到所述远端。
28. 根据权利要求27所述的系统，其中所述控制器可操作以在将电能的能量脉冲输送 到所述远端之前和之后将冷却剂的脉冲输送到所述远端。
29. —种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括 光能量源；光能量传导元件，该光能量传导元件连接到所述光能量源并且从近端延伸到远端，所 述光传导元件适于将来自所述光能量源的光能引导到所述远端，所述远端能够定位到眼 睛；冷却剂源；禾口与所述冷却剂源连通的至少一个冷却剂输送元件，所述至少一个冷却剂输送元件可操 作，以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
30. 根据权利要求29所述的系统，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
31. 根据权利要求29所述的系统，其中冷却剂的脉冲包括沸点低于大约37t:的液体。
32. 根据权利要求29所述的系统，其中所述光能量源是激光器。
33. 根据权利要求29所述的系统，其中所述光能量源是发光二极管(LED)。
34. 根据权利要求29所述的系统，其中被引导到所述远端的光能以能量脉冲的形式被 输送。
35. 根据权利要求29所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件包括喷嘴和电控 制电磁阀。
36. 根据权利要求29所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构 提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
37. 根据权利要求36所述的系统，其中所述卸压结构是排气通道或卸压阀。
38. 根据权利要求29所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件邻近所述光能量 传导元件被定位。
39. 根据权利要求29所述的系统，还包括定位在所述远端的接触元件，施用器与所述 光能量传导元件和所述至少一个冷却剂输送元件连通并且适于将光能和冷却剂引导到所 述远端。
40. 根据权利要求39所述的系统，其中所述接触元件由金属形成并且是散热器。
41. 根据权利要求39所述的系统，其中所述接触元件包括带有内腔的外壳，所述内腔 具有面向所述远端的开口。
42. 根据权利要求29所述的系统，其中所述光能量传导元件包括光纤。
43. 根据权利要求42所述的系统，其中所述光能量传导元件还包括光聚焦元件。
44. 根据权利要求29所述的系统，还包括真空源和连接到所述真空源的至少一个真空 通道，所述至少一个真空通道具有定位在所述远端的开口 。
45. 根据权利要求44所述的系统，其中所述真空通道的开口适于接合眼睛并且定位所 述远端，以用于将冷却剂的脉冲和电能输送到眼睛。
46. 根据权利要求44所述的系统，其中所述真空通道的开口适于抽离由所述至少一个 喷嘴输送到眼睛的冷却剂。
47. 根据权利要求29所述的系统，还包括适于将热进一步抽离所述远端的至少一个散 热元件。
48. 根据权利要求29所述的系统，其中一基本封闭的组件包括所述光能量传导元件和 所述至少一个冷却剂输送元件。
49. 根据权利要求48所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构 提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
50. 根据权利要求49所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的卸压阀，所 述卸压阀适于响应来自从所述至少一个喷嘴输送的冷却剂的脉冲的压力而打开。
51. 根据权利要求49所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的排气通道， 所述排气通道提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
52. 根据权利要求48所述的系统，其中所述封闭的组件还包括所述冷却剂源。
53. 根据权利要求29所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件的控制 器，所述控制器可操作以向所述至少一个冷却剂输送元件发信号以将冷却剂的脉冲输送到 所述远端，由此冷却剂的脉冲被施加到定位在所述远端的眼睛。
54. 根据权利要求29所述的系统，还包括连接到所述光能量传导元件的控制器，所述 控制器可操作以通过所述光能量传导元件将来自所述光能量源的光能输送到所述远端。
55. 根据权利要求29所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件和所述 光能量传导元件的控制器，所述控制器能够在定时序列中操作，以向所述至少一个冷却剂 输送元件发信号以将冷却剂的脉冲输送到所述远端和通过所述光能量传导元件将来自所 述光能量源的光能输送到所述远端。
56. 根据权利要求55所述的系统，其中所述控制器可操作以在将光能的能量脉冲输送 到所述远端之前和之后将冷却剂的脉冲输送到所述远端。
57. —种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括能量源；传导元件，该传导元件可操作地连接到所述能量源并且从近端延伸到远端，所述传导 元件适于将来自所述能量源的能量引导到所述远端，所述远端能够定位到眼睛；禾口至少一个冷却剂输送元件，该至少一个冷却剂输送元件可操作以将冷却剂的微控制脉 冲输送到所述远端，其中所述冷却剂在作为微控制脉冲被输送之后作为气体在所述远端提供冷却，并且在 所述远端生成低压。
58. 根据权利要求57所述的系统，还包括联接到至少一个真空通道的真空源，所述至 少一个真空通道具有定位在所述远端的开口并且所述真空源可操作以降低在所述远端的 压力。
59. 根据权利要求57所述的系统，其中被输送的冷却剂的微控制脉冲与在所述远端的 冷却关联地被抽离所述远端。
60. 根据权利要求57所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件联接到布置在所 述远端的基本封闭的组件，所述至少一个冷却剂输送元件将冷却剂的微控制脉冲输送到所 述基本封闭的组件中。
61. (新)根据权利要求60所述的系统，其中被输送的冷却剂的微控制脉冲被包含在所 述基本封闭的容器内而不直接接触眼睛。
62. 根据权利要求60所述的系统，还包括联接到所述基本封闭的组件的真空源，所述 真空源可操作以降低所述基本封闭的组件内的压力。
63. 根据权利要求57所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件的控制 器，所述控制器可操作以向所述至少一个冷却剂输送元件发信号，以将冷却剂的脉冲输送 到所述远端。
64. 根据权利要求57所述的系统，还包括连接到所述传导元件的控制器，所述控制器 可操作以通过所述传导元件将来自所述能量源的能量输送到所述远端。
65. 根据权利要求57所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件和所述 传导元件的控制器，所述控制器在定时序列中可操作以向所述至少一个冷却剂输送元件发 信号以将冷却剂的脉冲输送到所述远端和通过所述传导元件将来自所述能量源的能量输 送到所述远端。
66. 根据权利要求64所述的系统，其中所述控制器可操作以在将能量脉冲输送到所述 远端之前和之后将冷却剂的脉冲输送到所述远端。
67. 根据权利要求57所述的系统，其中所述能量源是电能量源并且所述传导元件包括 由间隙分离的两个电导体。
68. 根据权利要求57所述的系统，其中所述能量源是光能量源并且所述传导元件是光 能量传导元件。
69. 根据权利要求57所述的系统，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
70. 根据权利要求57所述的系统，其中被引导到所述远端的能量以能量脉冲的形式被 输送。
71. 根据权利要求57所述的系统，其中冷却剂的脉冲包括沸点低于大约37t:的液体。
72. —种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括能量源；单极导体，连接到所述能量源并且从近端延伸到远端，所述导体适于在所述远端接触 身体的眼睛，由此身体充当底板并且所述导体将能量输送到眼睛； 冷却剂源；禾口与所述冷却剂源连通的至少一个冷却剂输送元件，所述至少一个冷却剂输送元件可操 作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
73. 根据权利要求72所述的系统，其中所述能量源是射频(RF)能量源。
74. 根据权利要求72所述的系统，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
75. 根据权利要求72所述的系统，其中被引导到所述远端的能量以能量脉冲的形式被 输送。
76. 根据权利要求72所述的系统，其中冷却剂的脉冲包括沸点低于大约37t:的液体。
77. 根据权利要求72所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送元件包括喷嘴和电控 制电磁阀。
78. 根据权利要求72所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构 提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
79. 根据权利要求78所述的系统，其中所述卸压结构是排气通道或卸压阀。
80. 根据权利要求72所述的系统，还包括真空源和连接到所述真空源的至少一个真空 通道，所述至少一个真空通道具有定位在所述远端的开口 。
81. 根据权利要求80所述的系统，其中所述真空通道开口适于接合眼睛并且定位所述 远端，以用于将冷却剂的脉冲和电能输送到眼睛。
82. 根据权利要求80所述的系统，其中所述真空通道的开口适于抽离由所述至少一个 喷嘴的脉冲输送的冷却剂。
83. 根据权利要求72所述的系统，还包括适于将热进一步抽离所述远端的至少一个散 热元件。
84. 根据权利要求72所述的系统，其中一基本封闭的组件包括所述电能量传导元件和 所述至少一个冷却剂输送元件。
85. 根据权利要求84所述的系统，还包括与外部环境连通的卸压结构，所述卸压结构 提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
86. 根据权利要求85所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的卸压阀，所 述卸压阀适于响应来自从所述至少一个喷嘴输送的冷却剂的脉冲的压力而打开。
87. 根据权利要求85所述的系统，其中所述卸压结构是与外部环境连通的排气通道， 所述排气通道提供被蒸发的冷却剂到外部环境的通道。
88. 根据权利要求84所述的系统，其中一介电材料形成在所述远端的底表面。
89. 根据权利要求84所述的系统，其中所述封闭的组件还包括所述冷却剂源。
90. 根据权利要求72所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件的控制 器，所述控制器可操作以向所述至少一个冷却剂输送元件发信号以将冷却剂的脉冲输送到 所述远端，由此冷却剂的脉冲被施加到定位在所述远端的眼睛。
91. 根据权利要求72所述的系统，还包括连接到所述导体的控制器，所述控制器可操 作以通过所述导体输送来自所述能量源的能量以输送该能量。
92. 根据权利要求72所述的系统，还包括连接到所述至少一个冷却剂输送元件和所述 导体的控制器，所述控制器在定时序列中可操作，以向所述至少一个冷却剂输送元件发信 号以将冷却剂的脉冲输送到所述远端和通过所述导体输送来自所述能量源的能量以输送 该能量。
93. 根据权利要求92所述的系统，其中所述控制器可操作以在将能量脉冲输送到所述 远端之前和之后将冷却剂的脉冲输送到所述远端。
94. 一种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括 适于输送能量的能量传导元件；禾口接纳所述能量传导元件的真空环，所述真空环适于产生与眼睛的真空连接并相对于眼 睛定位所述能量传导元件，由此所述能量传导元件将能量引导到眼睛。
95. 根据权利要求94所述的系统，其中所述真空环包括多个开口，被定位为接合眼睛；禾口 内部通道，在该内部通道中产生用于真空连接的真空。
96. 根据权利要求95所述的系统，还包括连接到所述真空环的真空源。
97. 根据权利要求96所述的系统，其中所述真空环还包括可操作地连接到所述真空源 的连接端口。
98. 根据权利要求96所述的系统，其中所述真空源是注射器。
99. 根据权利要求94所述的系统，其中所述能量传导元件是微波天线，并且所述真空 环同轴地接纳所述微波天线。
100. 根据权利要求94所述的系统，其中所述真空环包括适于测量眼睛的物理特性的 传感器。
101. 根据权利要求94所述的系统，还包括冷却剂输送装置，其中所述真空环还适于相 对于眼睛定位所述冷却剂输送装置，由此所述冷却剂输送装置将冷却剂引导到眼睛。
102. 根据权利要求101所述的系统，其中所述冷却剂输送装置包括 冷却剂源；禾口与所述冷却剂源连通的至少一个冷却剂输送喷嘴，所述至少一个冷却剂输送元件可操 作以将冷却剂的微控制脉冲输送到眼睛。
103. 根据权利要求102所述的系统，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
104. 根据权利要求102所述的系统，其中冷却剂的脉冲包括沸点低于大约37t:的液体。
105. 根据权利要求102所述的系统，其中所述至少一个冷却剂输送喷嘴包括电控制电 磁阀。
106. 根据权利要求94所述的系统，其中被引导到眼睛的能量以能量脉冲的形式被输送。
107. 根据权利要求94所述的系统，其中所述能量传导元件和所述真空环可拆卸地联接。
108. 根据权利要求107所述的系统，其中所述能量传导元件被滑动地接纳到所述真空 环中。
109. 根据权利要求94所述的系统，其中所述能量传导元件和所述真空环不可拆卸地彼此固定。
110. 根据权利要求94所述的系统，还包括 能量源；使用指示器，联接到所述能量传导元件和所述真空环中的至少一个；禾口 连接到所述能量传导元件的控制器，只有当所述使用指示器指示所述能量传导元件或所述真空环以前未被使用时，所述控制器可操作以将所述能量源所生成的能量输送到所述能量传导元件，以将能量引导到眼睛。
111. 根据权利要求110所述的系统，其中所述使用指示器是包括所述控制器可读的数 据的射频识别装置(RFID)。
112. —种用于对眼睛施加治疗的系统，所述系统包括 能量源；传导元件，该传导元件可操作地连接到所述能量源并且从近端延伸到远端，所述传导 元件适于将来自所述能量源的能量引导到所述远端，所述远端能够定位到眼睛； 冷却剂源；禾口与所述冷却剂源连通的至少一个冷却剂输送元件，所述至少一个冷却剂输送元件可操 作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
113. 根据权利要求112所述的系统，还包括使用指示器，联接到所述能量传导元件和真空环中的至少一个；禾口连接到所述能量传导元件的控制器，只有当所述使用指示器指示所述能量传导元件 以前未被使用时，所述控制器可操作以将所述能量源所生成的能量输送到所述能量传导元 件，以将能量引导到眼睛。
114. 根据权利要求113所述的系统，其中所述使用指示器是包括所述控制器可读的数 据的射频识别装置(RFID)。
115. —种用于对眼睛施加治疗的方法，所述方法包括 将冷却剂的第一脉冲从冷却剂源输送到眼睛；禾口将能量脉冲从能量源输送到眼睛，其中能量脉冲短于眼睛中的热扩散时间。
116. 根据权利要求115所述的方法，还包括将冷却剂的第二脉冲从冷却剂源输送到眼睛。
117. 根据权利要求115所述的方法，其中能量脉冲具有在大约500MHz到大约3000MHz 的范围内的频率。
118. 根据权利要求117所述的方法，其中能量脉冲在10毫秒到1秒之间。
119. 根据权利要求118所述的方法，其中能量脉冲具有在500W到3KW的范围内的功率。
120. 根据权利要求115所述的方法，其中冷却剂的脉冲小于100毫秒。
全文摘要
本发明公开了一种用于对眼睛施加治疗的系统，该系统可以在热性角膜成形术期间将冷却剂选择性地施加到角膜表面，以最小化对角膜表面的热相关损害。实施例可以包括能量源、传导元件、冷却剂源和至少一个冷却剂输送元件。所述传导元件可操作地连接到所述能量源并且从近端延伸到远端。所述传导元件将来自所述能量源的能量引导到能够定位到眼睛的所述远端。所述冷却剂输送元件与所述冷却剂源连通并且可操作以将冷却剂的微控制脉冲输送到所述远端。
文档编号A61B18/04GK101795633SQ200880105990
公开日2010年8月4日 申请日期2008年7月21日 优先权日2007年7月19日
发明者D·马勒 申请人:艾维德洛公司