用于眼睛的光线疗法的装置的制造方法
【专利说明】用于眼睛的光线疗法的装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月25日提交的美国临时专利申请号61/839，016的申请日的权益，该专利申请的公开内容通过引用的方式合并于此。
技术领域
[0003]本申请大体涉及用于将诸如紫外(“UV”)光线等的光线应用到眼睛的角膜的装置；以及制造这类装置的方法；以及将光线疗法应用到眼睛的方法。
【背景技术】
[0004]在人类和其它哺乳动物中，眼睛包括被称为角膜的位于眼睛前面的透明的、穹状特征。光线通过角膜穿入眼睛，在穿过其它结构体如眼睛的虹膜和晶状体之后，最终照射到视网膜上。照射到视网膜上的光线被转换成神经脉冲，神经脉冲被处理以形成视觉图像。角膜和晶状体折射穿过它们的光线。在健康的眼睛中，由角膜和晶状体产生的折射把光线聚焦在视网膜上。
[0005]角膜完成视网膜上的一次聚焦所需的大部分光线折射，晶状体进行适应的改变以将焦点从近处的物体移动到远处的物体。角膜曲度和眼睛的轴向长度之间的不匹配，角膜形状中的缺陷，晶状体的错位，以及眼睛的玻璃体中的误差都可能导致视觉误差。例如，具有在视网膜前面聚焦光线的角膜的眼睛(眼睛的曲度相对于眼睛的轴向长度过多)患有近视(也称为近视眼)。相反地，角膜的曲度对于轴向长度是不够的会导致远视(也称为远视眼)，其中，焦点在视网膜的后面。散光是角膜的曲度关于视网膜的形状不均匀。这三种情况都导致视网膜上形成的图像的焦点没对准。除了影响健康眼睛的曲度中的这些误差之外，诸如圆锥形角膜和角膜膨隆的病理状态导致不稳定的角膜和受损的视力。
[0006]眼镜和接触镜通过增加人造折射元件到系统可矫正诸如近视、远视和散光等状态。然而，这些装置给患者带来了一些不便。因此，已经开发出诸如放射状角膜切开术和角膜激光切削术的屈光外科疗法。这些过程通过改变角膜的形状来改变它的折射属性，从而矫正视力。然而，这些过程均具有某些缺点并且可能具有不希望的副作用。
[0007]在被称为角膜矫正术的技术中，通过应用形状与角膜现有形状不同的刚性接触镜来机械地改变角膜的形状。这些镜片要整夜佩戴。然而，由角膜矫正术引起的形状改变是暂时的。它们通常只持续24-48小时，之后角膜回复到它原来的形状。
[0008]在又一技术中，可通过交联构成角膜的一部分的胶原纤维来改变角膜形状。可通过结合化学药剂(例如核黄素)，将UV光线应用到角膜来执行交联。通常，通过将UV光线从一个或多个发光二极管(“LED”)m大致垂直于角膜表面引导到患者的眼睛来应用UV光线。交联强化了角膜并且也能够引起角膜的再成形。这类过程要求患者长期保持睁开被治疗的眼睛而不眨眼。这使得患者不舒服，并且还要求专业人员密切监视以确保角膜保持含水。
[0009]也提出结合角膜矫正术应用交联。在这个方法中，在机械重塑之后或在角膜被机械保持在希望的形状中的同时执行交联。交联起到设置角膜并阻止角膜回复到其原始形状的作用。例如，Mrochen等的美国公布的专利申请号2008/0208177提出了配备有发光二极管或“LED”阵列的厚的刚性模具。在模具被应用到角膜时，LED在朝向角膜表面的方向上发射UV光线。模具可包括扩散板，扩散板插入LED和角膜之间以使光线更均匀地照射到角膜上。在另一变体中，通过延伸至角膜表面上的多个点的“光学光线导向件”分支阵列来代替LED阵列和扩散板。这类结构体仍然要求患者在治疗期间保持他或她的眼睛睁开而不眨眼。
[0010]Chuck等人的美国公布的专利申请号2013/0211389公开了一种治疗装置，该治疗装置将辐射发射元件(例如LED)，以及驱动这些元件所需的电路结合到具有类似于常规接触镜的尺寸和形状的装置中。使用这个装置，患者在接受交联治疗的同时可以眨眼或保持他或她的眼睛闭合。这提供了更舒适的患者体验，大大减小了治疗期间角膜干燥的风险，并且还减小了对于由医务人员进行的持续的水合监视的需要。然而，结合到装置中的LED和电路在运行期间会散发热。因此，必须限制由装置应用的电力。
【发明内容】
[0011]本发明一方面提供了一种用于将光线应用到人类或其它哺乳动物对象的眼睛的装置。根据本发明的这个方面的装置理想地包括具有大体上与角膜形状相对应的第一内表面的接触镜结构体。可选地，装置可具有与巩膜形状相对应的第二内表面。接触镜结构体理想地包括光分散元件。光分散元件理想地被构造和设置成使得在大体上平行于内表面的方向上穿入光分散元件的光线将被分散，并且至少一些被分散的光线将穿过接触镜结构体的内表面到角膜中。
[0012]光分散元件可包括光分散纤维。光分散纤维可以设置成围绕接触镜结构体的中心轴线的一个或多个环。替代地或另外地，光分散元件可包括光分散团块，所述团块可以包括具有大体上符合角膜形状的形状的内表面。在某些实施例中，结构体既包括光分散纤维又包括光分散团块。光分散纤维可以与光分散团块光通信，从而使得由纤维分散的光线将穿入团块中，并且将进一步被团块分散，并且穿入角膜中。理想地，结构体包括反射器，反射器限定包围分散团块的腔体。在一种布置中，传输光学纤维具有布置在腔体内的远端，并且光线被分散团块分散并通过反射器中的孔隙穿出。
[0013]整个接触镜结构体可以形成为大体上符合眼睛形状的壳体。壳体的厚度可以与常规接触镜的厚度相似，例如小于大约1mm厚。
[0014]本发明的又一方面提供了一种将光线疗法应用到人类或其它哺乳动物对象的眼睛的方法。根据本发明的这个方面的方法理想地包括将光线引导到大体上采用壳体形式的结构体中，所述壳体类似于接触镜的形式和尺寸，理想地小于3mm厚，结构体覆在眼睛上并且分散结构体中的光线，从而被分散的光线穿出结构体并且进入眼睛的角膜。例如，将光线引导到接触镜结构体中的步骤可包括通过连接至接触镜结构体的传输纤维将光线引导到结构体中。光线可以是UV光线，并且方法还可以包括以下步骤:将被光敏化的交联剂应用到眼睛，从而当光线穿入眼睛时，交联剂存在。理想地方法还包括以下步骤:允许对象在正应用光线的同时，在接触镜上方闭合他或她的眼睑。
[0015]根据本发明的某些实施例的方法和装置可提供有效的光线疗法，例如有效的交联，而不要求患者在过程期间保持他或她的眼睛睁开，或面向光源躺下。这大大加强了过程的舒适性和实用性。而且，根据本发明的这些实施例的方法和装置不要求用来将光线引导到眼睛中的复杂和昂贵的器械(而在此之前需要)。
【附图说明】
[0016]图1是描绘根据本发明的一个实施例的装置的部件的示意立体图；
[0017]图2是描绘结合另一部件的图1的部件的又一示意立体图；
[0018]图3是描绘结合装置的又一部件的图1和图2的部件的示意部分截面立体图；
[0019]图4是描绘结合装置的又一部件的图1-3的部件的局部示意截面图；
[0020]图5是描绘包含图1-4的部件的装置的示意截面图；
[0021 ]图6是描绘图5的装置的示意平面图；
[0022]图7是描绘结合人眼的图1-5的装置的示意截面图；
[0023]图8是描绘根据本发明的又一实施例的装置的示意平面图；
[0024]图9是类似于图7的，但是描绘本发明的又一实施例的视图；
[0025]图10是描绘根据本发明的又一实施例的装置的示意平面图；
[0026]图11是根据本发明的又一实施例的装置的示意平面图；
[0027]图12和图13是根据本发明的又一实施例的装置的不意部分框图；
[0028]图14是用在图13的装置中的部件的示意图；
[0029]图15是根据本发明的又一实施例的装置的示意图；
[0030]图16是用在图15的装置中的元件的电路图；
[0031]图17和18是用在本发明的又一实施例中的元件的示意平面图；
[0032]图19是根据本发明的又一实施例的装置的示意部分截面图；
[0033]图20和21是图19中示出的装置的局部截面图；
[0034]图22是类似于图20的，但是描绘根据本发明的又一实施例的装置的视图；
[0035]图23是描绘根据本发明又一实施例的装置的部分的示意局部截面图；
[0036]图24是描绘根据本发明的又一实施例的装置的示意截面图；
[0037]图25是描绘根据本发明的又一实施例的装置的示意截面图。
【具体实施方式】
[0038]根据本发明的一个实施例的装置包括径向分散光学纤维形式的第一光分散元件20(图1)。本公开使用的术语“光分散元件”指的是适于散射在传播方向上传播的光线以使这类光线的相当可观的部分的方向改变到横向于传播方向的方向上的元件。术语“径向分散光学纤维”指的是纤维，例如纤维20，它适于允许光线沿着纤维的长度传播，同时也在横向于纤维的长度的方向上散射沿着纤维传播的光线的相当可观的部分。
[0039]可根据它的“消光长度”确定光学纤维中的分散度。关于纤维，本公开中所称的消光长度是沿着传播方向(其中从起点传输的光线沿着纤维的长度损失它的功率的90%)的长度。换句话说，纤维的消光长度是入射光线的90%在其中被分散并因此在横向于纤维的长度的方向上射出纤维的纤维长度。具有基本上任何希望的消光长度的径向分散光学纤维可从包括美国纽约Corning的Corning Glass工厂的来源得到。如下面进一步讨论的，希望的消光长度部分取决于结合到装置的径向分散纤维的长度。然而，典型设计包含具有大约
0.5-4米的消光长度的光学纤维。
[0040]纤维20被设置成围绕中心轴线22延伸的一个或多个环。在描述的特定实施例中，纤维20被设置成构成环的近似两个完整的转的螺旋中。内转21a的平均直径略微大于将被治疗的角膜的区域的直径。因此，结合在转中的纤维的总长度约为25mm。最典型地，结合到一个或多个环中的径向分散光学纤维的长度与光学纤维的消光长度的比值为0.05:1到0.3:1，最典型地大约0.2:1到0.3:1。如下面进一步讲解的，结合其它设计特征选择比值以改进由系统实现的光线分布的均匀性。