TWI865533B - 用於眼部雷射手術及治療處理的系統及方法 - Google Patents

Abstract

揭露用於針對眼組織之再生，例如關於結締組織之老化及藉由鞏膜再生使結締組織再生的雷射微穿孔之系統、裝置及方法。本文所揭露之系統、裝置及方法恢復眼睛之生理功能，該等生理功能包括藉由與眼睛之天然調節相關聯之天然生理及生物力學現象來恢復生理調節或生理假調節。在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療離軸眼部組織或位於不同於視軸或遠離眼睛之凝視的眼睛之瞳孔引導的眼睛區域中之眼部組織。

Description

用於眼部雷射手術及治療處理的系統及方法

相關申請案之交叉引用

本申請案主張於2019年5月4日申請且標題為「用於眼部雷射手術及治療處理的系統及方法(SYSTEMS AND METHODS FOR OCULAR LASER SURGERY AND THERAPEUTIC TREATMENTS)」之美國臨時申請案第62/843,403號之優先權，該臨時申請案之全部內容及揭露內容特此以引用之方式併入。

本申請案係關於揭露於美國申請案第15/942,513號(3/31/2018申請)、PCT申請案第PCT/US18/25608號(3/31/2018申請)、臺灣申請案第108111355號(3/29/2019申請)、美國申請案第11/376,969號(03/15/2006申請)、美國申請案第11/850,407號(09/05/2007申請)、美國申請案第11/938,489號(11/12/2007申請)、美國申請案第12/958,037號(12/01/2010申請)、美國申請案第13/342,441號(01/03/2012申請)、美國申請案第13/709,890號(12/10/2012申請)、美國申請案第14/526,426號(10/28/2014申請)、美國申請案第14/861,142號(09/22/2015申請)、美國申請案第15/365,556號(11/30/2016申請)、美國申請案第16/599,096號(10/10/2019申請)、美國申請案第11/850,407號(09/05/2007申請)及美國申請案第14/213,492號(03/14/2014申請)、美國申請案第16/258,378號(01/25/2019申請)、美國申請案第15/638,308號(06/29/2017申請)、美國申請案第16/702,470號 (12/03/2019申請)、美國申請案第15/638,346號(06/29/2017申請)中之主題，該等申請案中之每一者以全文引用之方式併入本文中。

發明領域

本文所描述之主題大體上關於用於雷射微穿孔之系統、方法、療法及裝置，且更特定言之，用於眼組織之雷射眼部微穿孔再生，具體而言關於結締組織之老化、藉由眼部或鞏膜再生之結締組織之再生的系統、方法及裝置。

發明背景

眼睛為一種生物力學結構，係一個複雜的感覺器官，其中含有負責視覺功能及眼部生物轉運之複雜肌肉、引流及流體機制。調節系統為眼器官中之主要移動系統，有助於眼睛中之多種生理及視覺功能。調節系統之生理作用為圍繞眼器官移動房水、血液、營養物、氧氣、二氧化碳及其他細胞。一般而言，老花眼之調節能力的喪失大多歸因於受年齡增長影響之晶狀體以及晶狀體外及生理因素。隨著年齡增長而增加之眼部硬度在此等眼部結構上產生壓力及應力，且可影響調節能力，該調節能力可以生理過程之下降的生物力學效率之形式來影響眼睛，該等生理過程包括視覺調節、房水流體動力學、玻璃體流體動力學及眼部脈動血流(僅舉幾例)。當前程序僅藉由一些人工方法操縱光學件，諸如藉由屈光雷射手術、自適應光學件或角膜或眼內植入物，其在眼睛之一個光學件中交換功率且忽略另一光學件以及保持調節機制之生理功能之重要性。

另外，鞏膜中之當前植入裝置在調節後獲得力學效應。該等裝置並不考慮『孔』、『微孔』之效應，或在3D組織中產生具有中心六邊形或圓形或多邊形之孔之矩陣陣列。因此，當前程序及裝置無法恢復正常眼部生理功能。

因此，需要考慮『孔』之效應或在三維(three-dimensional；3D)組織中產生具有中心六邊形或圓形或多邊形之孔的晶格或矩陣陣列的用於恢復正 常眼部生理功能之系統及方法。

發明概要

揭露用於針對眼組織之再生，例如關於結締組織之老化及藉由鞏膜再生使結締組織再生的雷射微穿孔之系統、裝置及方法。本文所揭露之系統、裝置及方法恢復眼睛之生理功能，該等生理功能包括藉由與眼睛之天然調節相關聯之天然生理及生物力學現象來恢復生理調節或生理假調節。在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療離軸眼部組織或位於不同於視軸或遠離眼睛之凝視的眼睛之瞳孔引導的眼睛區域中之眼部組織。

在一些實施例中，本揭露內容可包括用於將微穿孔醫學治療遞送至生物組織以改善眼睛之生物力學之系統，該系統包含：控制器；雷射頭系統，其包含：外殼、用於在不與患者之視軸對準之治療軸上產生雷射輻射束之雷射子系統(其可操作以供用於表面下燒蝕醫學治療以產生改良生物力學之孔圖案)及可操作以使該雷射輻射束聚焦於目標組織上之透鏡；眼睛追蹤子系統，其用於追蹤眼睛之地標及移動；深度控制子系統，其用於控制目標組織上之燒蝕或微穿孔之深度；且其中該控制器可操作以控制包括俯仰移動、旋轉移動及橫偏移動中之至少一者之雷射子系統之移動。

在一些實施例中，該系統亦可包括掃描系統，其以通信方式耦接至該眼睛追蹤子系統及該深度控制子系統以用於在該目標組織之區域上方掃描焦點。該系統亦可包括用於識別眼睛之生物結構或位置之迴避子系統，及一或多個繞射光束分束器。

在一些實施例中，孔圖案可包括相同大小、形狀及深度之孔；或孔圖案可包括不同大小、形狀及深度之孔。孔圖案可包括具有相等距離之孔。孔圖案可包括具有不同距離之孔，且其中孔圖案至少緊密堆積或鑲嵌或隔開。

孔之深度可與總雷射能量成比例。

在一些實施例中，本揭露內容可包括將微穿孔醫學治療遞送至生物組織以改良眼睛之生物力學的方法，其包含：藉由雷射子系統在表面下燒蝕醫學治療中在不與患者之視軸對準之治療軸上產生治療光束以產生改良生物力學之孔圖案；藉由眼睛追蹤子系統監視用於施加治療光束之眼睛位置；藉由控制器控制包括俯仰移動、旋轉移動及橫偏移動中之至少一者之雷射子系統的移動；及藉由透鏡將治療光束聚焦於目標組織上。

該方法可進一步包括藉由深度控制子系統控制目標組織上之燒蝕或微穿孔之深度；及藉由以通信方式耦接至眼睛追蹤子系統及深度控制子系統之掃描系統在該目標組織之區域上方掃描焦點。

在檢查以下圖式及實施方式後，本發明之其他形貌體及優點對熟習此項技術者而言為顯而易見的或將變得顯而易見，該等圖式及實施方式以舉例方式說明本發明之原理。

本文所詳細描述之用於雷射眼部微穿孔之系統、裝置及方法為例示性實施例且不應視為限制性的。在檢查以下圖式及實施方式之後，本文所描述之主題之其他組配、方法、形貌體及優點對於熟習此項技術者而言將顯而易見或將變得顯而易見。意欲所有此類額外組配、方法、形貌體及優點包括於本說明書內、在本文所描述之主題之範疇內且受隨附申請專利範圍保護。在申請專利範圍中不明確敍述彼等形貌體之情況下，例示性實施例之形貌體決不應理解為限制隨附申請專利範圍。

700:光學讀取頭

702:控制台

704,706:監視器

708,710:鍵盤及滑鼠

712,714,736:雷射頭，光束遞送光學件

716:雷射冷卻系統

718:電源供應器

720:雷射控制

724:PC裝置AppSw

726:OCT硬體

728:振鏡或多軸台

726,730,734:OCT光學件、攝影機、聚焦子系統及瞄準光束

732:目視顯微鏡

7800:俯視圖

本文所闡述之主題之細節(關於其結構及操作兩者)可藉由研究隨附圖式而顯而易見，在隨附圖式中，類似元件符號係指類似零件。圖式中之組件未必按比例，而是重點放在說明主題之原理上。此外，所有說明意欲傳達以下 概念：可示意性地而非字面或精確地說明相對大小、形狀及其他詳細屬性。

圖1說明眼睛之一般解剖結構。

圖2說明眼睛形狀及IOP。

圖3說明根據本揭露內容之一些實施例之後治療區之實例。

圖4及5說明根據本揭露內容之一些實施例在微穿孔中治療之例示性組織。

圖6說明根據本揭露內容之一些實施例之用以監視燒蝕脈衝之間之眼睛運動之另一例示性OCT深度方法。

圖7至圖17說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性雷射系統。

圖18說明根據本揭露內容之一些實施例之雷射系統之例示性過程。

圖19至圖25說明根據本揭露內容之一些實施例之雷射系統之例示性工作流程。

圖26說明根據本揭露內容之一些實施例之用以產生孔陣列之例示性過程。

圖27說明根據本揭露內容之一些實施例之用以產生孔陣列之另一例示性過程。

圖28及圖29說明根據本揭露內容之一些實施例之具有FPGA架構之例示性雷射系統。

圖30說明根據本揭露內容之一些實施例之雷射系統之另一例示性過程。

圖31說明根據本揭露內容之一些實施例之具有單一掃描鏡之例示性雷射系統。

圖32說明根據本揭露內容之一些實施例之具有最佳化脈衝參數之能力的例示性雷射系統。

圖33說明根據本揭露內容之一些實施例之具有OCT成像/OCT深度控制之例示性雷射系統。

圖34說明根據本揭露內容之一些實施例之豬眼睛的OCT深度控制信號之實例。

圖35說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性OCT量測值。

圖36說明根據本揭露內容之一些實施例可包括用於雙OCT/DC及掃描OCT成像子系統之OCT控制系統之雷射系統。

圖37說明根據本揭露內容之一些實施例可包括具有整合式OCT/DC及掃描OCT成像子系統之OCT控制系統之雷射系統。

圖38至圖42說明根據本揭露內容之一些實施例之OCT系統內之組合及/或共用組件及OCT系統之實例。

圖43至圖46說明根據本揭露內容之一些實施例之用以治療鞏膜組織之雷射系統，其中OCT掃描系統可提供治療區域之2D剖視圖及3D等距視圖兩者。

圖47至圖49說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性眼睛追蹤過程。

圖50及圖51說明根據本揭露內容之一些實施例之提供給醫生之例示性功能。

圖52說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性治療區域。

圖53說明根據本揭露內容之一些實施例之包括組合在眼睛表面上掃描之OCT/DC光束以便映射解剖學形貌體的單一掃描鏡之雷射系統。

圖54說明根據本揭露內容之一些實施例之其他例示性治療區 域。

圖55說明根據本揭露內容之一些實施例之相對於舒萊姆氏管(Schlemm's Canal)及解剖學角膜緣例示性治療位置。

圖56說明根據本揭露內容之一些實施例之提供待用於眼睛追蹤、面部形貌體識別、治療對準之影像的攝影機系統。

圖57說明根據本揭露內容之一些實施例之可在多個軸線上機動以將視場影像對準至目標區域之鏡面。

圖58說明根據本揭露內容之一些實施例之較高放大率下之例示性顯微鏡影像以檢測治療區域。

圖59至圖61說明根據本揭露內容之一些實施例之包括可對治療區域及周圍形貌體進行成像之攝影機的雷射系統。

圖62至圖66說明根據本揭露內容之一些實施例之微切除之例示性矩陣陣列。

圖67及圖68說明根據本揭露內容之一些實施例之相對於角膜緣之治療區域。

圖69說明根據本揭露內容之一些實施例之較高放大率下之例示性顯微鏡品質攝影機影像以檢測相對於角膜緣之治療區域。

圖70說明根據本揭露內容之一些實施例之來自TOF攝影機之例示性3D影像。

圖71及圖72說明根據本揭露內容之一些實施例之包括提供固定點之雷射頭系統的例示性雷射系統。

圖73至圖85說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性雷射頭系統。

圖86及圖87說明根據本揭露內容之一些實施例之採用繞射光 束分束器(diffractive beam splitter；DBS)之例示性雷射系統。

圖88及圖89說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性眼睛對接系統。

圖90說明根據本揭露內容之一些實施例之具有雷射頭系統之例示性雷射系統，其中患者可處於坐立位置。

圖91至圖94說明根據本揭露內容之一些實施例之圍繞視軸之多個離軸治療區域形狀及位置。

圖95說明根據本揭露內容之一些實施例之描述為距解剖學角膜緣(anatomical limbus；AL)的外邊緣5個不同距離之5個關鍵區之例示性治療圖案。

圖96說明根據本揭露內容之一些實施例之前治療區之實例。

圖97說明根據本揭露內容之一些實施例之描述為距解剖學角膜緣(AL)的外邊緣5個不同距離之5個關鍵區之例示性治療圖案。

圖98至圖100說明根據本揭露內容之一些實施例之前治療區之其他實例。

圖101至圖104說明根據根據本揭露內容之一些實施例之後治療區之其他實例。

圖105至圖108說明根據本揭露內容之一些實施例之圓形或正方形孔或其他形狀之光點。

圖109至圖111說明根據本揭露內容之一些實施例之針對個別微孔或多個孔之矩陣兩者的多種圖案、脈衝、鑲嵌、形狀及大小。

圖112至圖115說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性經驗資料。

圖116說明根據本揭露內容之一些實施例之微孔之例示性組織 學。

圖117至圖119說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性不交聯影像。

圖120說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性治療圓頂雷射(Treatment Dome Laser)指向設計。

圖121至圖125說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性光學組件。

圖126及圖127說明根據本揭露內容之一些實施例之經組配以治療具有組合OCT掃描與OCT深度控制功能之單一掃描鏡的鞏膜組織之例示性雷射系統。

圖128至圖132說明根據本揭露內容之一些實施例之其他例示性光學組件。

圖133說明根據本揭露內容之一些實施例之包括患者台或座椅之雷射系統。

圖134及圖135說明根據本揭露內容之一些實施例之包含患者頭靠之雷射系統。

圖136至圖138說明根據本揭露內容之一些實施例之例示性窺鏡。

圖139說明根據本揭露內容之一些實施例之組織燒蝕之例示性表面下影像。

較佳實施例之詳細說明

下文所描述之圖式說明所描述之發明及在所描述之發明之較佳、最佳模式實施例中之至少一者中使用的方法，在以下描述中進一步詳細地定 義該等實施例。一般熟習此項技術者可能夠在不背離本文所描述之物的精神及範疇之情況下對其進行更改及修改。雖然本發明可具有多種不同形式之實施例，但在瞭解本揭露內容應視為本發明原理的範例且不欲使本發明之廣義態樣受限於所說明之實施例之情況下，將本發明之較佳實施例展示於圖式中且在本文中對其進行詳細描述。除非另外陳述，否則關於本文所提供之任何實施例所描述之所有形貌體、元件、組件、功能及步驟意欲可自由地組合且可用來自任何其他實施例之彼等物替代。因此，應理解所說明之物僅出於實例之目的闡述且不應視為對本發明的範疇之限制。

一般而言，本揭露內容之系統及方法考慮孔填充技術與在三維(3D)中形成孔之矩陣之組合。在矩陣3D組織架構中之具有特定深度、大小及配置之孔在組織矩陣內生產可塑性行為。此影響眼部組織(例如鞏膜組織)之生物力學特性，使得其更加柔韌。眾所周知，含有彈性蛋白之結締組織為『柔韌的』且意謂具有彈性。實際上，鞏膜具有天然黏彈性。

本揭露內容之系統、裝置及方法可包括用於眼組織之再生，例如關於結締組織之老化及藉由鞏膜再生使結締組織再生之雷射微穿孔。本文所揭露之系統、裝置及方法恢復眼睛之生理功能，該等生理功能包括藉由與眼睛之天然調節相關聯之天然生理及生物力學現象來恢復生理調節或生理假調節。

在一些實施例中，該系統可包括顯示器，該顯示器包括於雷射模組中以檢視組織區域(醫生顯示器)、控制及安全性(亦見下文)，該顯示器包括雷射供應器、電子及運動控制平台以及安全性、對於基站之直接介面。系統亦可包括運動階段：用以定位特定區域-雷射及光學件中之雷射、光學件及掃描儀之平移台，其包括3mikron模組及光束形成光學件；用以迴避過深燒蝕之深度控制系統；眼睛追蹤模組；針對操作者安全性之抽吸及層流。該系統可包括與用於微孔陣列產生之眼睛追蹤同步之光束偏轉。其他組件及形貌體可包括例如用於視覺 之攝影機單元。基站可為智慧型可移動基站，其可包括用於控制及安全性之操作者顯示器；對於不同模組、雷射系統之水冷卻之功率分佈；任擇的腳踏；與外部世界通訊之介面；偵錯；更新及其他形貌體，以及用於國際操作之廣泛範圍電源供應器之主要供應器。

如上文所提及，在一些實施例中，本揭露內容之所描述之系統、方法及裝置可包括：形成調節機制之有限元模型，其包括七個主要懸韌帶路徑及三個睫狀肌段；經由與先前公佈的在調節期間之睫狀肌及晶狀體運動之實驗量測值之比較而校準及驗證模型；及使用模型來研究懸韌帶解剖結構及睫狀肌架構對健康調節功能之影響。模型可包括晶狀體及晶狀體外結構之幾何形狀，及利用新穎懸韌帶張力及肌肉收縮驅動調節之模擬。

在一些實施例中，本揭露內容之所描述之系統、方法及裝置可包括使用由該組織(其中組配係基於數學演算法)上之穿孔組成的矩陣形成之複合體改變生物組織之生物力學特性的方法。生物組織之生物力學特性中之變化與以下有關：彈性、減震、回彈性、力學阻尼、柔韌性、剛度、硬度、組配、對準、變形、移動性及/或該組織之體積。穿孔之矩陣形成可允許在介質上之各向同性彈性常數之範圍內對該組織施加非單調力變形關係。各矩陣形成可在列長度與行長度之間形成線性代數關係，其中該組織之各穿孔具有持續線性向量空間(導數至多為N)。其中N為無限數。複合體可形成總表面積，其中各穿孔與該組織之總表面積具有成比例關係。複合體亦可配置成實現力、應力及應變之平衡，且減少矩陣形成與穿孔之間的剪切效應。各穿孔可切除在組織上定義點晶格之該組織之體積，其中經切除體積之較佳形狀為圓柱形。矩陣形成由具有或不具有重複圖案之鑲嵌組成，其中鑲嵌為歐幾里德的、非歐幾里得的、規則的、半規則的、雙曲線的、抛物面的、球形的或橢圓形的及其任何變型。各穿孔可具有與各矩陣形成內之其他穿孔及矩陣之複合體單獨地具有線性關係。藉由計算穿孔之間的 位置向量之數學陣列，鑲嵌直接或間接地與組織之間的應力及剪切應變原子關係有關。原子關係為藉由各穿孔移除之體積與被視為數學演算法之要素的生物力學特性之變化的可預測關係。經移除之體積之可預測關係可為互斥的。鑲嵌可為正方形，其可再分為等角圓或多邊形至n之導數的鑲嵌。在一些實施例中，數學演算法使用因子Φ或φ來尋找矩陣之最高效置放以改變該組織之生物力學特性。因子Φ或φ可為1.618(4個有效數位)，表示相對於所有其他向量長度具有最短長度之晶格中之橫跨向量集合之任何分率。在一些實施例中，技術方案1之數學演算法包括生物組織之平面與矩陣中及外部之相鄰組織之任何邊界或分區、平面及空間之間的非線性雙曲線關係。

雷射系統之各種實施例描述於美國申請案第15/942,513號(3/31/2018申請)、PCT申請案第PCT/US18/25608號(3/31/2018申請)、臺灣申請案第108111355號(3/29/2019申請)、美國申請案第11/376,969號(03/15/2006申請)、美國申請案第11/850,407號(09/05/2007申請)、美國申請案第11/938,489號(11/12/2007申請)、美國申請案第12/958,037號(12/01/2010申請)、美國申請案第13/342,441號(01/03/2012申請)、美國申請案第13/709,890號(12/10/2012申請)、美國申請案第14/526,426號(10/28/2014申請)、美國申請案第14/861,142號(09/22/2015申請)、美國申請案第15/365,556號(11/30/2016申請)、美國申請案第16/599,096號(10/10/2019申請)、美國申請案第11/850,407號(09/05/2007申請)及美國申請案第14/213,492號(03/14/2014申請)、美國申請案第16/258,378號(01/25/2019申請)、美國申請案第15/638,308號(06/29/2017申請)、美國申請案第16/702,470號(12/03/2019申請)、美國申請案第15/638,346號(06/29/2017申請)中，該等申請案以全文引用之方式併入本文中。

眼部僵剛度及眼部生物力學對老年性老花眼之致病機制之影響在本文中為重要態樣。在本文中進行描述以使用本揭露內容之系統及方法來修 改眼部結締組織之結構剛度，即眼睛之鞏膜。

介紹

為了更好地理解本揭露內容，將簡要地描述眼部調節、眼部硬度、眼部生物力學及老花眼。一般而言，老花眼之調節能力的喪失大多歸因於受年齡增長影響之晶狀體以及晶狀體外及生理因素。隨著年齡增長而增加之眼部硬度在此等眼部結構上產生應力及應變，且可影響調節能力。總體而言，理解眼部生物力學、眼部硬度及調節之喪失之影響可產生新的眼科治療範例。藉由提供解決隨著年齡增長而出現之調節喪失之臨床表現之真實病因的至少一種方法，鞏膜療法可對於治療老花眼之生物力學缺陷具有重要作用。調節喪失之效應對眼睛之生理功能具有影響，眼睛之生理功能包括但不限於：視覺調節、房水流體動力學、玻璃體流體動力學及眼部脈動血流。使用本揭露內容之系統及方法來恢復眼部結締組織之更柔韌生物力學特性為安全的程序，且可恢復老年人之調節能力。

調節已傳統上描述為眼睛之晶狀體動態地改變屈光能力以適應各種距離之能力。近年來，已更好地將調節描述為具有晶狀體及晶狀體外組件兩者之複雜生物力學系統。此等組件與眼器官中之多種解剖學及生理結構同步地操作以不僅協調與調節一起發生之視覺表現，且亦協調與眼器官一體化之生理功能，諸如房水流體動力學及眼部生物轉運。

生物力學為生物系統中力之起源及效應之研究。生物力學在眼科中保持未充分利用。此生物力學範例值得延伸至錯綜複雜的眼器官之解剖學結締組織。理解眼部生物力學與調節有關可更全面地瞭解此主要移動系統對整個眼器官功能之作用，同時維持視覺任務之光學品質。

眼睛為一種生物力學結構，係一個複雜的感覺器官，其中含有負責視覺功能及眼部生物轉運之複雜肌肉、引流及流體機制。調節系統為眼器官中 之主要移動系統，有助於眼睛中之多種生理及視覺功能。調節系統之生理作用為圍繞眼器官移動房水、血液、營養物、氧氣、二氧化碳及其他細胞。另外，該調節系統充當神經反射迴路且本質上為眼器官之「心臟」，該神經反射迴路對經由角膜及晶狀體接收之光學資訊作出回應以微調整個視覺範圍內之聚焦倍率。

圖1說明眼睛之一般解剖結構，其將有助於本文中之論述。圖2說明眼睛形狀及IOP。

生物力學(包括眼部生物力學)之進一步論述；其在眼器官之病理生理、眼睛、鞏膜手術中之生理調節中之關鍵作用；睫狀肌在眼器官之多種功能(包括調節及房水流體動力學(流出/流入、pH調節及IOP))中之關鍵作用詳細地描述於美國申請案第15/942,513號、臺灣申請案第108111355號及PCT申請案第PCT/US18/25608號中，該等申請案全文併入本文中。

美國申請案第15/942,513號、臺灣申請案第108111355號及PCT申請案第PCT/US18/25608號進一步描述鞏膜雷射再生(例如圖1A-1至圖1A-7中，及美國申請案15/942,513中之其對應描述)，眼部硬度(包括包括鞏膜及角膜之眼外眼部結構之「剛度」)在阻礙調節設備中之作用此等描述全文併入本文中。

本揭露內容之系統及方法考慮孔填充技術與在三維中形成孔之矩陣之組合。在矩陣3D組織架構中之具有特定深度、大小及配置之孔在組織矩陣內產生可塑性行為。此影響鞏膜組織之生物力學特性，使得其更加柔韌。多個孔可形成於矩陣3D架構中，呈陣列圖案或一或多個晶格形式。可支持各種微穿孔特徵。此等微穿孔特徵可包括體積、深度、密度等等。

應注意，儘管本文中之實例描述鞏膜組織之治療，但本揭露內容之系統亦可經組配以治療其他眼部組織及組織。

圖4及圖5說明微孔及鞏膜，以及微穿孔中所治療之組織之實例。

圖62至圖66說明使用本揭露內容之系統及方法於四個斜象限中之微切除之例示性矩陣陣列。

美國申請案第15/942,513號中之圖2G說明治療之後眼部順應性恢復、鞏膜阻力下降、睫狀產生力增大且動態調節恢復之例示性圖形表示。

矩陣形狀可以多個尺寸、大小、形狀、幾何形狀、分佈及面積配置。矩陣形狀可為規則的或不規則的。在一些實施例中，產生圓形、四面體形或中心六邊形形狀可為有利的。為了在矩陣內形成中心六邊形，必須存在一連串『孔』，該等『孔』具有特定組成、深度及與矩陣中之其他『孔』及矩陣中之孔之間的空間組織之關係。亦需要大量的組織深度(例如至少85%)來獲得整個矩陣在整個圓形或多邊形之尺寸中的完全效應。組織內之矩陣含有圓形或多邊形。無論矩陣內之多個光點如何，圓形或多邊形之中心角保持不變。此為本揭露內容之系統及方法之基本組件，因為其利用具有圓形或多邊形之矩陣，該矩陣包括矩陣或晶格中之孔圖案之獨特關係及特性。

圓形或多邊形之中心角為圓形或多邊形之中心與其側邊中之一者的對邊角。不管圓形或多邊形之側邊之數目如何，圓形或多邊形之中心角保持不變。

鞏膜中之當前植入裝置在調節後獲得力學效應。當前裝置或方法不考慮『孔』之效應或在3D組織中形成具有中心六邊形或圓形或多邊形之孔之矩陣陣列。本揭露內容之系統及方法可在生物組織中形成孔矩陣陣列，以使得改變組織自身之生物力學特性，從而對眼睛之生物功能產生力學效應。在一些實施例中，矩陣中之「孔」之主要要求可為圓形或多邊形。

按照定義，圓形或多邊形可具有任何數目之側邊，且3D中之圓形或多邊形之面積、周長及尺寸可在數學上量測。在規則圓形或多邊形情況下，中心角為圓形或多邊形之中心與圓形或多邊形之任何二個相鄰頂點形成之角度。 若吾人自任何二個相鄰頂點至中心繪製一條線，則其將形成中心角。因為圓形或多邊形係規則的，所以所有中心角係相等的。選擇哪一個側邊並不重要。所有中心角相加達至360°(完整圓)，因此中心角之量測為360除以側邊之數目。或如下式：中心角=360/n度，其中n為側邊之數目。

因此，中心角之量測僅取決於側邊之數目，而並非圓形或多邊形之大小。

如本文所用，圓形或多邊形不限於「規則的」或「不規則的」。圓形或多邊形為幾何形狀中涵蓋最全之形狀中之一者。自簡單三角形，直至正方形、矩形、梯形，至十二邊形及更多。

圓形或多邊形(包括類型及特性)之進一步描述亦論述於例如美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

本文之一些實施例說明矩陣陣列內之多個圓形或多邊形。各圓形或多邊形可影響同調斷層掃描(coherence tomography；CT)。其可含有足夠的孔以允許『中心六邊形』。正方形/菱形形狀可為顯而易見的。如下式：

其簡化為：

本文所描述之『孔』可具有特定形式、形狀、組成及深度。一種穿過3維組織之孔，氣體、液體或微觀粒子可穿過該組織。孔可具有任何大小、形狀，且可隔開一部分或可鑲嵌。應注意，儘管本文中之某些實例提及孔作為微孔，但術語微孔並不意欲為限制性的，可與孔互換使用。本文所產生之『孔』可為圓形圓柱體或正方形圓柱體以抑制瘢痕組織。

在矩陣陣列內產生孔改變結締組織之生物力學特性為本揭露內容之獨特形貌體。產生具有任何大小、隔開一部分或鑲嵌之形狀之各種大小之微孔亦為本揭露內容之獨特形貌體。

本文所用之『孔矩陣』可用於控制創傷癒合。在一些實施例中，其可包括填充孔以抑制瘢痕組織。

在一些實施例中，孔可具有穿過結締組織之至少5%-95%之深度，且有助於產生預期生物力學特性變化。其可具有矩陣中之特定組成、配置，且理想地具有圓形或多邊形之數學性質。在三維(3D)空間中，矩陣或晶格中之孔之間的關係之預期改變為本揭露內容之獨特特徵(參見例如圖1F(a)至圖1F(c)及美國申請案15/942,513中之其對應描述)。矩陣或陣列可由2D布拉韋晶格(Bravais lattice)、3D布拉韋晶格或非布拉韋晶格構成。

美國申請案15/942,513之圖1B至圖1E說明例示性孔矩陣陣列。本文中之孔矩陣陣列為基礎構建塊，所有連續陣列可根據該基礎構建塊建構。可能存在多種不同方式來在空間中將孔排列於CT上，其中各點將具有相同的「氛圍」。亦即，各點將由與任何其他點相同的點集合包圍，使得所有點將彼此不可區分。可藉由「單元孔」之側邊之間的角與孔與「單元孔」之間的距離之間的關係來區分「孔矩陣陣列」。「單元孔」為第一「產生之孔」，且當以三維之規則間隔重複時將產生可見於整個組織深度之表面上的矩陣陣列之晶格。「晶格參數」為孔之轉角上之二個點之間的長度。藉由字母a、b及c標示各種晶格參數中之每一者。若二個側邊相等(諸如在四邊形晶格中)，則二個晶格之長度參數標示為a及c，省略b。藉由希臘字母α、β及γ標示角，使得具有特定希臘字母之角不與具有其羅馬同等字母之軸對應。舉例而言，α為b軸與c軸之間的夾角。

六角形晶格結構可具有等於90°之二個角，而另一角(γ)等於120°。為此，圍繞120°角之二個側邊必須相等(a=b)，然而第三側邊(c)與其他側邊成90° 且可具有任何長度。

矩陣陣列定義為遍及例如鞏膜之目標結締組織之孔的特定重複配置。結構係指孔之內部配置而非矩陣之外部外觀或表面。然而，其可能並非完全獨立的，此係因為孔之矩陣之外部外觀通常與內部配置相關。在經標示之矩陣中的孔中之每一者之間可能存在特定距離，以實現圓形或多邊形之數學特徵及特性。產生之孔亦可與矩陣內之剩餘組織具有關係，從而改變矩陣之生物力學特性。

矩陣內之孔之空間關係可具有幾何及數學含義。

孔體積分率以及容積密度或體積密度亦可具有生物力學、功能性、物理、幾何及數學含義，如至少圖98及圖99中所示。

在一些實施例中，本揭露內容之雷射微穿孔系統可通常包括至少此等參數：1)具有通量在約1-3微焦耳/cm²與約2焦耳/cm²之間；在組織上

15.0J/cm²；在組織上

25.0J/cm²之雷射輻射；雷射功率1至2.5W，以將治療可能性擴大2900nm+/-200nm；圍繞中IR吸收最大水量；雷射重複率及脈衝持續時間可藉由在100-1000Hz與50-225μs之範圍內使用預定義之組合進行調節。此範圍可視為在組織上之最小範圍

15.0J/cm²；在組織上

25.0J/cm²；擴大治療可能性；2)使用具有在約1ns與約20μs之間的持續時間之一或多個雷射脈衝或一連串脈衝來輻射。一些實施例可潛在地具有至多50W之版本；3)在一些實施例中，熱損傷區(Thermal Damage Zone；TDZ)之較佳範圍可小於20μm或在一些實施例中，介於20μm至50μm之間；4)亦可包括自10μm至600μm之脈衝寬度之參數。

每脈衝1至3微焦耳之能量可與具有例如500Hz(Zeiss)至多若干千赫茲(Optimedica)之高重複率的毫微微雷射(femtolaser)及微微雷射(pico laser)相關。毫微微雷射及微微雷射之益處為光點大小較小(例如20微米且至多50微 米)，且針對周圍組織之最小熱問題，能量密度較高。所有此可導致有效鞏膜再生。在一些實施例中，雷射可在鞏膜中產生實質上圓形及圓錐形之孔，該等孔具有達至鞏膜之穿孔的深度及約25μm至多約90μm之熱損傷。可藉由脈衝能量及脈衝之數目來控制孔深。孔徑可能因運動偽影及/或散焦而不同。熱損傷可能與脈衝之數目相關。脈衝能量可增加，其可導致脈衝數目減少且脈衝數目之此減少導致熱損傷進一步減少。脈衝能量之增加亦可減少輻射時間。所描述之雷射系統之例示性設計可允許針對較低熱損傷區最佳化之雷射設定檔，同時保持輻射時間，因此維持較快速度以用於最佳治療時間，且圖表展示熱損傷區與脈衝之間的相關性(參見例如圖1E-2及圖1G-1至圖1G-4及美國申請案15/942,513中之其對應描述)。

在一些實施例中，脈衝持續時間及脈衝寬度可基於自適應OCT而變化，在目標預深度上減小至零。

在一些實施例中，微穿孔或微穿隧之奈秒雷射可包括以下規格：UV-可見-短紅外波長350-355nm；520-532nm；典型為1030-1064nm；-脈衝長度0.1-500奈秒，被動(或主動Q-切換)；脈衝重複率10Hz-100kHz；峰值能量0.01至10毫焦耳；峰值功率最大值超過10兆瓦；無光束或原纖維遞送。

可利用毫微微秒或微微秒雷射及Er：YAG雷射來進行鞏膜再生。其他較佳實施例可包括對於2.94 Er：YAG雷射或可能具有Er：YAG較佳雷射能量之其他雷射或具有高吸水率之不同波長之其他雷射為理想的雷射能量參數。

不同光點大小/形狀/孔之毫焦耳及能量密度可包括：光點大小50微米：a)0.5毫焦耳pp等於25焦耳/cm²；b)1.0毫焦耳pp等於50焦耳/cm²(可能具有Er：YAG)；3)2.0毫焦耳pp等於100焦耳/cm²。

光點大小100微米(所有此等可能具有Er：YAG)：a)2.0毫焦耳pp等於25焦耳/cm²；b)5.0毫焦耳pp等於62.5焦耳/cm²；c)9.0毫焦耳pp等於 112.5焦耳/cm²。

光點大小200微米：a)2.0毫焦耳pp等於6.8焦耳/cm²；b)9.0毫焦耳pp等於28.6焦耳/cm²；c)20.0毫焦耳pp等於63.7焦耳/cm²。

光點大小300微米：a)9.0毫焦耳pp等於12.8焦耳/cm²，可能具有Er：YAG；b)20.0毫焦耳pp等於28焦耳/cm²，可能具有DPM-25/30/40/X；c)30.0毫焦耳pp等於42.8焦耳/cm²；d)40.0毫焦耳pp等於57焦耳/cm²；e)50.0毫焦耳pp等於71焦耳/cm²。

光點大小400微米：a)20毫焦耳pp等於16焦耳/cm²，D PM-25/30/40/50/X；b)30毫焦耳pp等於24焦耳/cm²；c)40毫焦耳pp等於32焦耳/cm²；d)50毫焦耳pp等於40焦耳/cm²

應注意，圓形或正方形孔或其他形狀之光點亦為可能的。參見例如圖105、圖106、圖107及圖108。此等孔在特定所需深度處橫穿3維結締組織可產生具有多個形狀之多個圓柱體，該等形狀包括但不限於圓形圓柱體、正方形圓柱體、多邊形圓柱體或圓錐形圓柱體。存在一些證據描述孔之滲透、增殖、分化及遷移能力受架構孔之大小、形狀及幾何形狀影響。因為黏彈性及滲透性均取決於孔之孔隙率、定向、大小、分佈及互連性，所以存在某些孔徑，其可視穿孔之臨床目的而比其他孔徑更理想。系統具有改變用於多個孔及矩陣參數之光學設計之可撓性能力。另外，孔底部可基於光學設計為錐形或平底的。另外，孔側面可基於光學設計形成不同形狀(例如，圓柱體或錐體)。在如至少圖86及圖87中所示之一些實施例中，系統可使用繞射光束分束器(DBS)以修改光束之形狀及大小，從而修改孔。

關於毫微微及微微秒雷射，一些可用波長包括IR 1030nm、綠光512nm及UV 343nm。峰值能量可在微微秒區中自奈焦耳(以MHz重複率)經由5至50微焦耳變化至數百微焦耳。毫微微秒雷射具有100-900毫微微秒之脈衝 長度；峰值能量自奈焦耳至數百微焦耳，脈衝重複率自500Hz至若干兆赫茲(Ziemer LOV Z；Ziemer AG，瑞士：奈焦耳峰值能量超過5MHz重複率，50微米及低於50微米之極好光束品質/密度(聚焦於較小光點中)為可能的)。

在一些實施例中，可實現在最佳毫微微雷射中光束品質極精確使得作為微孔之鞏膜之毫微微雷射微穿隧使用鉺雷射。

如本文所用，核孔可定義為核包膜中之開口，直徑約10nm，分子(諸如細胞質中合成之核蛋白)及rna(參見例如圖1H及美國申請案15/942,513中之其對應描述)必須穿過該等開口。孔由大蛋白組裝產生。核膜中之穿孔可允許選擇物質流入及流出。

生物組織中之孔隙率之公式可定義為：X(Xa,t)=qT"(X",t)=x*+u"(X",t)，其中qT"為自0至a之可連續地可微之可逆映射，且u"為cY-成分位移。a-成分(F")之可逆變形梯度及其亞可比行列式(Jacobian)(J")可定義為J"=det F"，其中J"必須嚴格地為正以禁止各連續體之自我互滲透。固體成分之右柯西-格林(Cauchy-Green)張量%及其倒數、皮奧拉(Piola)變形張量B可定義為V

，

，其中上標t指示換位。

當前理論及實驗證據表明形成或維持結締組織中之孔實現三個重要任務。首先，其將營養物傳輸至結締組織矩陣中之細胞中。其次，其帶走細胞廢棄物。第三，組織液對鞏膜壁或眼部外部覆層施加力，力足夠大以讓細胞感知。認為此為結締組織中之基礎力學轉導機制，眼部覆層感知其經受之力學負載之方式及對眼內壓升高的回應。理解眼部力學轉導為理解如何治療眼部高血壓、青光眼及近視之基礎。此外，物質或組織之孔隙率或體積密度改變其物理及生物力學特性，諸如可塑性、順應性、剪切力、應力、應變、潛變、變形及再形成。因為調節之睫狀肌為眼睛中之力動力學及流體動力學兩者內之力的主要促效劑，所以眼部外部覆層生物力學在促進或阻止針對眼器官之必需功能的力產生方面 極其重要，該等功能包括但不限於眼睛內部之組織修復、調節機制、眼內壓控制及流體學。因為進行性年齡相關之交聯影響眼睛結締組織之生物力學剛度或阻尼能力，所以考慮操作老化眼部組織之孔隙率或容積密度可提供有機溶液以在不使用植入裝置或藥物之情況下恢復或再生眼睛內部之動態功能。經由微穿孔方法改變生物力學組織特性亦可改良對應力的組織之生物力學回應且再生該等組織。

無論是在軟組織中或對於骨組織之孔隙率及其滲透率，根據描述介質之結構之參數(例如孔隙率、孔大小分佈、比表面積容積密度或體積密度)得到多孔介質之物理特性(例如水導率、熱導率、保水曲線)對於科學家而言為持續的挑戰。系統可包括利用多種圖案、脈衝之能力(參見例如圖109、圖110及圖111)、鑲嵌、形狀(不限於圓形、矩形、正方形)以及個別微孔或多個孔之矩陣兩者之大小。孔深展示隨著能量之增加而增加且孔寬度不隨多個脈衝而變化，而係使用繞射光束分束器(例如DBS)來定製孔形狀、大小及設計。為驗證具有自相似標度行為之多孔介質之假設，已在動物及人眼球之活體外及在人類眼睛中之活體內以實驗方式測定各種形貌體之非整數尺寸。如圖112、圖113、圖114及圖115中所示，此等經驗資料展示以下之早期證據：增加之孔密度或體積密度(容積密度)增加可塑性、潛變及變形之生物力學效應，由此產生歸因於改良之調節力的經改良之視力。

系統可包括：用以確保燒蝕深度之控制及警告/控制形貌體之能力，其可可靠地偵測組織燒蝕之深度及最終鞏膜與脈絡膜之間的界面，且有效地防止燒蝕超出鞏膜；系統經人體工程學及臨床上實踐以及可接受以供醫師使用之能力，高可靠性及控制以確保患者安全性及程序之重新可生產性；利用更大工作距離掃描以便產生快速程序之能力。

在一些實施例中，本揭露內容中所描述之系統可使用經脈衝、Q切 換及DPSS(二極體泵吸固態)之2.94μm Er：YAG雷射以及手持式探針，以燒蝕鞏膜中之孔，已修改鞏膜區之可塑性。

系統架構

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療眼部組織，例如鞏膜組織，其中醫生呈現有全部經由GUI及人工智慧(Artificial Intelligence；AI)之治療方案之擴增實境視圖、患者眼睛之攝影機高解析度影像、預期微孔治療位置及位於角膜緣周圍之治療圖案、血管迴避及眼睛追蹤以輔助最佳治療。如圖61、圖50、圖51及圖63中所示且將在下文進一步描述，系統可向醫生提供轉變攝影機影像中之患者之眼睛上之治療位置的能力。系統可允許醫生旋轉治療影像且檢視變化。系統可允許醫生基於患者之眼睛之血管結構的醫生檢視而選擇治療圖案中之個別微孔不經治療。一旦經治療，系統可向醫生提供確認微孔之目標深度之影像亦能夠看到2D及3D光同調斷層掃描(Optical Coherence Tomography；OCT)影像以根據治療方案驗證恰當孔。系統隨後可向醫生提供在第二治療步驟中按需要再治療個別孔之能力。成像系統可收集生物特徵資料之光譜，且隨後可重構各治療矩陣之真實解剖結構之精確3-D模型，該模型包括利用OCT及擴增實境(擴增實境；AR)技術之各微穿孔。系統可允許醫生或使用者經由目標組織精確觀測相關解剖結構在眼睛表面及表面下之位置以及藉由組織中及微孔內之脈衝形態變化之脈衝。攝影機系統可能夠產生精確、高解析度影像，該攝影機系統精確量測且提供對微孔徑矩陣之目標組織預治療及治療後3D影像之清晰觀測。使用x軸、y軸及z軸中所量測之生物特徵資料，該系統可能夠疊加擴增實境情境之治療層以用於多個治療可能性。此多媒體平台允許醫生針對各人獨特解剖結構作出智慧型治療決策及修改。

圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16及圖17展示本揭露內容之雷射系統之例示性實施例。在一些實施例中，雷射 系統可經組配以治療鞏膜組織，其中該系統可藉由雷射輻射之多個脈衝產生微孔以限制組織損壞、控制最終微孔深度及基於鞏膜組織厚度之變化減少各微孔之治療時間。

圖7展示不具有振鏡、5軸頭及單獨Z運動之例示性雷射系統。圖8展示不具有振鏡、5軸頭及單獨Z運動之雷射磁頭之控制的例示性雷射系統。圖9展示具有雷射頭之頭靠、Z軸運動之例示性雷射系統。圖10展示具有振鏡、單獨可見雷射及OCT/DC原纖維之例示性雷射系統，該等原纖維併入治療雷射軸及醫生治療視圖中。圖11展示經由單纖維及共用中繼透鏡將OCT/DC及可見雷射與具有控制及顯示器之治療雷射組合之例示性雷射系統。圖12展示實質上與圖11中之系統類似但包括AF透鏡及雙功能OCT系統之例示性雷射系統。圖13展示實質上與圖12中之系統類似但不具有振鏡、5軸頭及單獨Z運動之例示性雷射系統。圖14展示實質上與圖13中之系統類似但不具有振鏡、6軸AF透鏡總成之例示性雷射系統。圖16展示具有OCT控制系統之例示性雷射系統，該OCT控制系統具有包括可見雷射之深度控制。圖15及圖17展示具有生物反饋系統控制(OCT及/或攝影機)之例示性雷射系統。

如圖36中所示，在一些實施例中，雷射系統可包括用於雙OCT/DC及掃描OCT成像子系統之OCT控制系統。

如圖37中所示，在一些實施例中，雷射系統可包括整合OCT/DC及掃描OCT成像子系統之OCT控制系統。

如圖84中所示，在一些實施例中，雷射系統可包括與基於光學纖維之OCT/DC組合之雷射治療雷射子系統。此可為在5軸運動控制設計中之中心組件，該組件環繞移動以瞄準雷射光束。

圖77及圖80至圖83說明基於離軸治療之例示性雷射治療系統。

雷射系統之實施例及形貌體亦進一步詳細地描述於美國申請案第 15/942,513號、臺灣申請案第108111355號及PCT申請案第PCT/US18/25608中，該等申請案全文併入本文中。舉例而言，如美國申請案第15/942,513號之圖6中所示，該雷射系統可包括雷射、雷射遞送纖維、雷射控制系統、監視系統及光束控制系統。在另一實例中，在美國申請案第15/942,513號之圖7中，雷射系統亦可包括深度控制子系統、振鏡、攝影機(例如，CCD攝影機或適合之攝影機)、目視顯微鏡、聚焦子系統及光束遞送光學件。美國申請案第15/942,513號之圖7-1說明包括同軸及離軸成像及深度量測子系統之例示性雷射系統。其他例示性實施例包括具有二向色之雷射系統(美國申請案第15/942,513號之圖3A中)，具有定位於振鏡之後之眼睛追蹤子系統的雷射系統(美國申請案第15/942,513號之圖3A中)。

在一些實施例中，本揭露內容可包括用於遞送微穿孔醫療治療以改良生物力學之方法。方法可包括：藉由雷射在表面下雷射醫學治療中於不與患者之視軸對準之治療軸上產生治療束，以形成改良生物力學之微孔陣列；藉由與雷射電氣通訊之控制器來控制治療束在對目標組織之施加中的劑量測定法；藉由透鏡來使治療束聚焦於目標組織上；藉由自動離軸(雷射治療與瞳孔或視線並不一致)表面下解剖追蹤、量測及迴避系統來監視施加治療束之眼位置；且其中微孔陣列圖案為徑向圖案、螺線圖案、葉序圖案或不對稱圖案中之至少一者。

在一些實施例中，本揭露內容可包括眼部雷射手術及治療處理系統，其可提供眼部雷射療法方法以藉由使用雷射產生之鞏膜組織中之微孔矩陣(隔開或鑲嵌)在鞏膜組織中產生順應性來減輕隨著年齡增長愈來愈剛性之鞏膜而出現的應力及應變。該系統可促進鞏膜之生物力學特性變化，減輕眼睛之閾下結締組織、筋膜組織及生物生理結構之壓迫，以及恢復調節能力及眼部流體動力功能受損。系統可減輕應力且增加對睫狀肌、調節複合體、房水流出及直接位於鞏膜組織下方之關鍵生理解剖學功能之生物力學順應性。引起生物力學剛度增 加之年齡相關之交聯可直接及間接地受組織階級內之不交聯之膠蛋白原纖維產生的孔影響，從而在治療後產生更具可撓性且順應性之結締組織。舉例而言，在使用微穿孔改良鞏膜組織中之生物力學順應性中，其允許產生更多力以施加於晶狀體上以用於調節功能。圖116展示微孔之例示性組織學。在不同時間點用蘇木精及曙紅(H&E)染色(用於組織學之主要組織染色)僅雷射治療(L)及雷射治療加膠原蛋白治療(L+C)組之組織學切片展示在所有眼睛中在1個月時發炎細胞浸潤及凝血壞死(箭頭)，且此等反應隨時間消退。在9個月時，未觀測到發炎細胞或壞死，且鞏膜微孔仍明顯且填充有原纖維母細胞。*指示鞏膜微孔。TN指示榫組織。初始放大倍數為100倍。比例尺為200μm。

現在在下文中進一步詳細地描述雷射系統之實施例。

工作流程、生產率及安全性

在一些實施例中，如圖19及圖20、圖21、圖22、圖23、圖24及圖25中所示出，雷射系統可經組配以藉由工作流程治療鞏膜組織，該工作流程可併有先前患者資料且覆蓋直至後治療驗證OCT影像之操作。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以藉由定製工作流程治療鞏膜組織，以在兩隻眼睛上之多個象限中產生多個微孔。圖26、圖19及圖20以及圖27說明用以產生孔陣列之例示性過程。

在一些實施例中，如圖28及圖29中所示，雷射系統可包括FPGA架構以控制關鍵過程、安全性過程及影像/資料處理之時序。

在一些實施例中，雷射系統可包括輸入預治療計劃以減少治療之持續時間之構件，例如藉由產生ini.file以在患者及醫生準備用系統開始治療之前裝載及建立該系統。

在一些實施例中，雷射系統可包括用以基於多個來源(例如先前患者記錄、先前鞏膜治療記錄、醫生選擇、經更新之治療最佳化及藉由系統之治療 前掃描)接納治療計劃輸入之構件。如圖28及圖29中所說明，藉由該系統之治療前掃描可包括使用攝影機、眼睛追蹤、形貌體識別、OCT掃描以建立用於鞏膜治療之患者之治療計劃或檢核。

在一些實施例中，雷射系統可包括遠程治療之構件。在一實例中，系統可由醫生以及經現場訓練之技術員藉助於在具有或不具有藍芽裝置之網際網路連接上的遠程GUI會話來遠程操作。醫生係遠程的且經由具有VPN及經加密之密碼之安全網際網路連接登入。藉由雷射磁頭上之一或多個監視攝影機進行視訊連接來觀察患者且技術員以及醫生在另一端。現場技術員定位患者且安裝窺鏡(參見圖136至圖138)。技術員可輸入來自醫生之獨特密碼。醫生可執行所有正常功能，但醫生可能需要預啟用雷射功能。現場技術員進行正常啟用且按照醫生指令按壓腳踏開關。醫生配備有緊急終止開關。在一些實施例中，現場技術員可完成治療且醫生遠程審查影像。

在一些實施例中，雷射系統可包括用以遠程監視系統之操作、傳送資料檔案、傳送日誌檔案、下載新軟體、上傳關鍵治療記錄、進行遠程服務及校準之構件。在一些實施例中，此等功能可在具有或不具有現場輔助之情況下及使用非現場服務之電子介面來完成。

OCT/深度控制(DC)

圖30、圖6及圖18展示具有生物反饋控制之雷射系統實施例之例示性過程。

在一些實施例中，該系統可使用來自OCT系統之單個靜止光束以用於深度控制，該光束與治療雷射共線。

在一些實施例中，微孔之深度可藉由使用脈衝之間的OCT量測來判定，以基於建立各微孔底部之表面及鞏膜之底部表面來確定當前深度。亦可確定鞏膜之頂部表面且該頂部表面可適用於確定孔深。最後一個脈衝之深度之變 化及剩餘鞏膜厚度，且隨後在需要時確定下一脈衝之最佳脈衝長度(持續時間)。上述可自動且即時地執行。

在一些實施例中，如圖27所示之過程，自適應深度控制可產生初始長脈衝，其可用於減少脈衝之總數及完成微孔對目標深度量測所需之總時間及減少患者在一個微孔期間之眼睛移動機率。較小脈衝可用於使得系統在目標微孔目標深度中歸「零」。

圖27中所示之過程可包括OCT資料讀數小於指示在孔產生期間預期眼睛移動之條件。對於各脈衝重複此過程以計算最佳下一脈衝寬度。在一些實施例中，若孔之深度顯著小於預期，則可將該深度與期望值範圍進行比較，此可為眼睛移動或存在已改變雷射指向之系統移動或振動之指示。系統可在引發下一脈衝之前快速地提供眼睛移動指示，從而提供安全性指標且產生報告至系統控制器之誤差。若移動較小，則下一孔之燒蝕過程可能繼續，但若確定足夠大至顯著，則當眼睛追蹤重新定位雷射指向以出於安全性目的繼續孔產生過程時，該孔產生過程可終止或暫停。在一些實施例中，系統可能夠暫存各孔之各脈衝以便在治療重新開始後在恰當孔單元中重新開始微穿孔。

如圖16中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療具有OCT控制系統之鞏膜組織，該OCT控制系統具有包括可見雷射(亦稱作瞄準光束)之深度控制。

如圖31中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療具有單一掃描鏡之鞏膜組織，該單一掃描鏡組合在眼睛表面上掃描之OCT光束，以便在治療期間提供任何點處之微孔之影像。

在一些實施例中，該系統可使用來自OCT系統之單個靜止光束以用於深度控制，該光束與治療雷射共線。

在一些實施例中，如圖109中所示，其可展示不管用以達至孔深 之脈衝之數目，孔深與總雷射能量成比例。

在一些實施例中，如圖110及圖111中所示，其可展示基於達至孔深所需之脈衝之數目，孔徑未受顯著影響。

在一些實施例中，如圖32中所示，該系統(例如如至少圖7、圖8、圖17及圖30中所示)可包括最佳化脈衝參數以達成脈衝之間的光學脈衝深度之能力，該等脈衝能夠設計每脈衝組織體積移除量以預計劃及達成最終目標深度及體積移除量。系統可在一個光束內組合OCT與雷射，從而使得個別微孔檢視與深度控制組合。該系統可包括使用OCT DC信號確定對於最佳微孔特徵之治療雷射之聚焦位置的能力。該系統可包括與燒蝕雷射共線且用於鑑別患者鞏膜之介面空氣之OCT系統。治療雷射可經設定至與OCT雷射相同之Z方向焦點上。基於此，可調整及監視完整系統「焦點」，基於來自OCT系統之反饋，雷射之焦點位於患者之鞏膜上。

在一些實施例中，如至少圖27中所示，微孔之深度可藉由線內ODT DC子系統在微孔內部量測；量測可自與具有稍微較小之光束大小的治療光束共線之單個光束進行。反射信號可經由信號處理演算法發送以確定雷射脈衝之前及之後的深度，從而提供微孔深度，且系統可在適當時中止下一雷射脈衝。在一些實施例中，一旦穿過眼外層，可計算所得深度之脈衝能量且將其用於確立下一個脈衝能量(寬度)以便以最小數目個脈衝在所需深度處結束。

在一些實施例中，可針對各微孔提供深度量測以確保燒蝕並不超過治療計劃，針對安全性不超過最小剩餘鞏膜厚度且確定待燒蝕之微孔之剩餘深度。在一些實施例中，如圖33中所示，系統(且亦圖7、圖8、圖17及圖30)可包括OCT成像/OCT深度控制，其中針對每脈衝之微孔燒蝕深度及提供之總深度收集資料以用於OCT及治療方案驗證之最終審查。系統可包括具有治療雷射之共線OCT，該治療雷射可量測且記錄在微穿孔中之下一脈衝之前的各脈衝 之後的值。此可基於OCT光束之大小而有可能等於或小於治療雷射微孔(孔)，因此信號為乾淨且可信任的且可在無大量樣本之情況下快速獲得。OCT中繼光學件(固定或變焦設計)可將OCT/DC光束大小設定為小於微孔直徑，因此OCT可驗證治療雷射是否聚焦且微孔大小是否如所預期。OCT DC感測器可提供足夠小以查看微孔且提供治療脈衝之間的資料及分析之光束大小。在一些實施例中，系統可使用信號以監視脈衝之間的眼睛移動，比用於微孔之間的眼睛追蹤更快。

在一些實施例中，如圖17、圖18及圖33中所示，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中OCT量測可在不掃描OCT光束之情況下進行，將OCT光束直徑設定為小於微孔之直徑以便查看微孔，而不引入錯誤讀數或信號雜訊，從而提供微孔之深度及鞏膜之剩餘壁的可靠深度量測。

在一些實施例中，如圖7中所示，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中可沿OCT深度控制光束將可見光點雷射光束引入與治療雷射同軸，以使得可見光點雷射之最佳光點大小接近治療雷射及微孔直徑，即使此等雷射經由光學系統投影時亦具有明顯不同的波長及焦距。

如圖17及圖30中所說明，在一些實施例中，，雷射系統可包括基於攝影機影像及色彩分析或OCT資料之生物反饋，其與照明系統結合或不結合以停止雷射治療(針對安全性)或修改待發射之下一脈衝寬度。

線性化資料藉由OCT量測組織深度需要大量資料分析以確定孔之深度。該系統可包括一種積分全反射率允許確定個別脈衝之後的深度的方法。在一些實施例中，該方法可包括實時及在脈衝之間量測微孔之深度以用於精確深度控制之能力。對於多種組織類型，確定深度之演算法可能不同。圖34說明具有豬眼睛之OCT深度控制信號之實例。如圖32中所說明，該系統可提供最佳化下一脈衝參數以達成最佳脈衝深度之能力。該系統可確定脈衝以達成每孔之預計劃的目標深度及組織移除體積。如圖35中所說明，鞏膜厚度治療前之OCT 量測可提供針對最佳治療劑量引導演算法之能力。

OCT掃描儀(2D及3D)

在一些實施例中，如圖8中所示，該雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中第二OCT掃描感測器可定位於該治療雷射軸上，以提供治療有效性之驗證之前及之後提供的治療區域之高品質掃描。此可在使用可移動鏡以與正常治療雷射操作交替之情況下進行。

在一些實施例中，OCT深度控制及掃描OCT成像系統可使用針對各任務最佳化但共用OCT系統之組件的單獨感測器，從而減小複雜度、大小及成本。圖38至圖41及圖42展示OCT系統內之共用組件與OCT系統之組合及/或OCT系統內之共用組件及OCT系統之實例。

在一些實施例中，OCT掃描功能可藉由使用二向色鏡沿光學中心線與治療光束共線地引入，該光學中心線使得治療雷射穿過靜止OCT掃描儀鏡以使得治療區域之更頻繁掃描。

如圖43、圖44、圖45及圖46中所說明，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中OCT掃描系統可在治療之前、期間及之後提供治療區域之2D剖視圖及3D等距視圖兩者。系統亦可提供針對各微孔之深度及直徑(或微孔截面形狀，亦即正方形或矩形)量測資料。

在一些實施例中，系統亦可合併且提供組織層，該組織層使用擴增的增強型結構分化演算法及數位組織染色自所有表面下之頂部表面至底部表面進行分化。

追蹤及監視

眼睛追蹤

在一些操作中，例如，若患者移動眼睛且因此需要如本文所描述之眼睛追蹤，則微孔之產生可受到干擾。另外，該系統可包括攝影機以量測眼睛 移動之速度。在一些實施例中，本發明可包括如圖47中所說明之過程，以處置速度如此低以使得僅僅可在燒蝕之脈衝列持續時間內預測不顯著移動之情況。圖48及圖49亦說明例示性眼睛追蹤過程。

形貌體識別

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中眼睛追蹤系統可用以確保雷射指向在微穿孔期間持續參考眼睛上之恰當治療位置以校正眼睛移動或其他力學系統。系統可能夠識別及追蹤用於離軸治療之多個解剖學形貌體，包括瞳孔、虹膜、角膜緣及/或脈管形貌體(血管)。形貌體識別可提供關於眼睛追蹤、脈管迴避(個別孔位置之取消選擇)及治療對準之資訊，例如最初得到定位至恰當解剖學形貌體之治療區域以及非靶向治療區域之解剖結構迴避。

在一些實施例中，出於眼睛追蹤之目的，雷射系統可包括形貌體追蹤元件。定位之形貌體可包括例如瞳孔、虹膜、角膜緣、脈管結構。雷射系統可接收來自TOF攝影機、目視攝影機、OCT/DC、OCT 3D掃描儀之輸入。

在一些實施例中，該系統可包括來自TOF攝影機之形貌體識別(可包括面部形貌體(例如眉毛、鼻子、眼瞼))及用於位置治療及迴避之方法。該系統可包括確立眼睛形貌體之位置以迴避雷射暴露、定位雷射、再治療及重新定位以治療目標組織同時迴避非預期(非靶向)組織且輸出至固定點、治療雷射角、脈管迴避、治療定位及AI系統之能力。該系統可對準來自不同子過程形貌體分析(例如深度學習、AI)之多個座標系統以隔離且收集位置關係(例如光瞳、虹膜、脈管及其他)。亦參見圖49及圖50中之實例過程。該系統可包括擴增實境疊加以增強生物統計學解剖結構且增加學習(如同在AI中)。圖51展示經由AI分析凸顯出顯示解剖學角膜緣之形貌體辨識之例示性影像且展示為對攝影機影像之疊加。

在一些實施例中，該系統可包括對來自OCT影像之眼睛表面下解剖結構(例如睫狀肌、舒萊姆氏管)之形貌體識別，該等影像可用於定位眼睛上之治療區域。圖54說明來自OCT(DC或掃描)之例示性影像以定位解剖學角膜緣及舒萊姆氏管以使治療定位自動化。影像展示OCT生物統計學及表面解剖結構與治療區及個別微孔之即時孔置放相關。圖55說明相對於舒萊姆氏管及解剖學角膜緣之例示性治療位置。

在一些實施例中，本揭露內容可包括一種過程，以將對於治療區域之個別孔隙體積求和作為孔體積分率且修改/最佳化治療或再治療之餘量。過程可採用基於光束特徵之孔形狀，使用但不限於OCT/DC或OCT掃描之OCT深度，且隨後計算完整各孔之孔體積。此可為自治療計劃刪除特定孔之任何異常中止之孔或脈管迴避演算法之後的實際值。當此在即時修改中進行以後續孔燒蝕時可改良目標效能。此亦可在對計劃最佳治療之任何再治療之前計算。

在一些實施例中，基於形貌體辨識之眼睛追蹤可允許眼睛追蹤以獲取原始治療定位以用於個別孔之再治療或繼續治療。

眼睛追蹤攝影機

在一些實施例中，該眼睛追蹤系統可包括高解析度/高幀率攝影機及適當照明。此類照射可確保患者之面部/眼睛區對於醫生及總體程序經恰當地照射，藉助於在患者之眼睛上引入人工反射，照射並不干擾形貌體追蹤(眼睛追蹤)，且給出適當形貌體追蹤(虹膜、脈管結構、瞄準光束)。

在一些實施例中，如圖56中所說明，該攝影機系統可提供待用於眼睛追蹤、面部形貌體辨識、處理對準、視覺影像之影像以供使用者結合AI及擴增實境GUI功能操作。

在一些實施例中，該攝影機系統可包括可移動鏡以手動地或自動地修改視野。如圖57中所說明，該鏡可在多個軸上機動以將視場影像對準至目 標區域。

在一些實施例中，該攝影機系統可包括具有物鏡光學件之攝影機以提供與手術顯微鏡類似之高品質、高放大率影像。圖58說明較高放大率下之例示性顯微鏡影像以檢測治療區域。

在一些實施例中，如圖59、圖60及圖61中所示，雷射系統可包括攝影機，該攝影機可對治療區域及周圍形貌體進行成像以確定相對於角膜緣之治療區域之恰當位置且與視覺軸處於恰當角度關係。在一些實施例中，此亦可藉由醫生經由GUI手動地修改。

照明

歸因於如下事實：可用所定義之照明波長光源(例如，RGB(紅/藍/綠)及IR(紅外))更精確地偵測眼睛中之不同形貌體以及瞄準光束，系統包括專用照明系統，該專用照明系統包括機制、光源、電子器件以及軟體連接、評估及演算法。因為眼睛追蹤攝影機提供讀出其個別像素之能力，所以可達成更佳形貌體追蹤，其自安全視點為絕對需要。

在一些實施例中，雷射系統可包括照明系統，其可最佳化對於各種系統攝影機之量測及影像，且改良對於追蹤及定位之面部及眼睛形貌體之識別。照明系統可具有多個波長照明器組件，照明可基於主動感測器或攝影機感測器進行調變。系統可使用RGB及IR照明源。下文圖75及圖74展示雷射頭系統之例示性底側視圖，該雷射頭系統包括一或多個攝影機、照明源、成像透鏡、顯示器及可見對準雷射十字。透鏡總成可隨使用之實際光學佈局而變化。顯示器可提供眼睛固定、凝視點。

RGB及IR源之照明調變可與攝影機及感測器同步以偵測形貌體。

在一些實施例中，雷射系統可包括照明及攝影機系統以最佳化眼 睛追蹤效能。在一些實施例中，每33ms，系統可產生白光(例如，藉由RGB二極體)且捕獲一幀以供在外科醫師/助理螢幕上可視化(以提供患者之實況視訊反饋)。在彼等33ms時段之間，系統可使用個別色彩之不同照明以偵測不同形貌體。個別光脈衝持續時間可在10ms之範圍內。虹膜可使用藍/IR光最佳地偵測。脈管形貌體以及瞄準光束可用紅/綠光最佳地偵測。亦可針對亮度調變瞄準光束，亦即，系統可發現且區分瞄準光束與脈管形貌體(由於兩者均為紅色)。此將為系統提供相對於患者之眼睛之完整運動系統的現狀之重要資訊。另外，系統可讀出ET攝影機之個別CCD單元，其中系統可存取各單元之RGB通道。此亦增強基於GUI影像及擴增實境影像之功能。

脈管迴避

在一些實施例中，眼睛追蹤系統可對治療區域進行成像且可解譯影像或允許醫生讀取影像且確定應迴避之微孔位置，例如，如在脈管迴避中。在一些實施例中，待迴避之微孔可使用醫生輔助或經由自動化影像分析來「標記為無需雷射治療」。圖61至圖64說明對於解剖結構迴避(例如迴避血管)可標記孔以進行刪除之例示性影像。圖65說明確認孔深之例示性影像，且圖66說明其他實例。

在一些實施例中，眼睛追蹤系統可分析攝影機影像、識別脈管形貌體及確定自治療計劃自動刪除哪些孔。

在一些實施例中，GUI。圖67及圖68說明相對於角膜緣之治療區域且在GUI上提供輪廓以輔助治療對準。圖69及圖58說明較高放大率下之例示性顯微鏡品質攝影機影像以檢測相對於角膜緣之治療區域。

在一些實施例中，系統可包括高解析度攝影機以使得檢測與光學顯微鏡類似。如上文圖57中所描述，系統可包括可移動鏡以基於來自攝影機成像及TOF攝影機之形貌體位置藉由縮放及定位控制、手動或自動選擇目標區域。

圖61說明根據本揭露內容之一些實施例之過程，其用於治療定位及解剖結構迴避，該過程可藉由使用眼睛之靜態或實況攝影機影像經由使用AI、形貌體偵測、攝影機影像及OCT掃描手動、半自動或完全自動地執行。

面部對準

在一些實施例中，如圖75及圖74中所示，雷射系統可包括飛行時間(time of flight；TOF)攝影機以將雷射頭定位在患者上方且確定關鍵面部形貌體。此系統可結合投影之可見雷射圖案(十字)操作以成像於患者面部上作為用於位置分析之已知形貌體。TOF攝影機可為飛行時間攝影機，其發射調變雷射光束且量測直至反射之時間。根據此資訊，可建構3D影像，如圖70中所示。TOF攝影機使得易於在眼睛進入眼睛追蹤攝影機之聚焦之前及在OCT/DC光束可聚焦於鞏膜上之前找到面部。

在一些實施例中，TOF攝影機可提供指示眉毛或鼻子(面部結構之一部分)阻擋眼睛之清楚視圖的影像資料。固定及治療角度可隨後經修改以用於形貌體未阻擋之個別患者。

在一些實施例中，TOF攝影機或影像分析可確定治療區域可接近性且驗證眼瞼及窺鏡是否無雷射路徑。

治療對準-定位

在一些實施例中，如圖53中所示，雷射系統可包括組合OCT/DC光束之單一掃描鏡，該OCT/DC光束在眼睛表面上掃描以便映射解剖學形貌體，諸如角膜緣之邊緣、舒萊姆氏管、睫狀肌、視網膜之邊緣以輔助治療定位及解剖結構迴避。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中治療區域大小、形狀及微穿孔圖案可基於微穿孔圖案之治療計劃進行修改。舉例而言，美國申請案第15/942,513號之圖J及圖K說明自個別治療圖案產生之例示 性黃金螺線，且美國申請案第15/942,513號之圖L說明用於4個象限之例示性治療方案。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療眼組織，其中治療區域之中心可基於待燒蝕之微穿孔圖案修改。在一些情況下，圖案之中心可為用於燒蝕多個治療區段中之黃金螺線的瞳孔(或角膜緣)之中心。

在一些實施例中，雷射系統可包括基於患者眼睛成形修改治療陣列及正常區域中之孔定位以最佳地覆蓋解剖學形貌體及患者之位置差異之構件。此可基於預治療計劃及眼睛形狀之先前知識或基於擴展治療區域上之OCT掃描資料進行。

孔體積及孔體積分率

治療結果-組織移除

在一些實施例中，OCT資料及孔形狀可用於基於實際OCT資料體積分析或基於在使用中用於光學組配之典型孔，藉由區、在迴避缺失之後、在燒蝕孔之後計算組織體積移除。體積分析將包括孔體積分率以及體積密度或容積密度兩者。孔隙率及3維架構孔隙率之進一步分析為此系統中之獨特形貌體。再治療計劃可產生用於第二治療或在當前治療期間修改以達成目標體積移除、所需孔隙率及最大孔隙率。

在一些實施例中，治療計劃之缺失可用於產生恢復組織移除以達成相同治療功效之新治療計劃。

在產生孔之後的殘餘眼組織可用於FMEA模型內以評估改良之調節、眼部流體學、IOP降低以告知及修改再治療計劃以改良功效。AI可用於通知及指導未來治療。

在一些實施例中，如圖98中所示，可改變孔體積分率以產生合乎需要的或改良的結果。已收集一些證據以表明在一些情況下密度及孔隙率增加 具有治療功效加倍，如圖112至圖115中所示。孔隙率或孔體積分率定義為總孔體積與組織之表觀體積之比率。孔隙率、體積密度及3D架構孔隙率可用於開發新的再治療計劃。其中孔體積為藉由治療產生之空隙量，且在孔之間的為保持固體之剩餘組織。而體積密度或容積密度為孔堆積在一起之緊密程度或密集程度。此影響孔隙率以及密度兩者，其影響組織孔隙率一一種特性，亦即組織孔之體積與其總容積之比率。組織之孔隙率取決於若干因素，包括：(1)填充密度；(2)孔大小分佈之寬度(多分散對單分散)；(3)孔之形狀；及(4)矩陣陣列內孔之互連性。孔隙率係指組織壁之體積內之空隙分率或總空隙空間，且充當對於個別組織之各種厚度及生物力學特性之定製治療圖案之潛能的適用量測，其中年齡為治療演算法開發之因變數。使用以下方程式計算組織之孔隙率P(%)，其中M為組織之每單位面積質量(g/m²)，h為孔矩陣之厚度(μm)且ρ為孔矩陣之相對密度(g/cm³)。術語『填充因子』提供組織結構之總孔隙率之相對指數。其藉由組織密度除以孔矩陣之相對密度計算，且理論上範圍可為0(所有孔且無固體)至1(無孔且所有固體)。更接近零之值指示更大孔隙率。孔密度係藉由M(組織之每單位面積質量)除以h(其厚度)且以g/cm³為單位表示回答來計算。P=100[1-M/1000.h.p]空隙率亦為最佳化治療及再治療之重要指標，該系統分析及AI能夠追蹤3D組織構架內脈衝與脈衝及孔與孔之關係。空隙率為組織中之空隙(孔)之體積與目標組織矩陣區域中剩餘之固體組織之體積的比率。

e=Vv/Vs

其中：e=孔隙率

V_v=孔隙之體積(m³或ft³)

V_s=固體之體積(m³或ft³)

因此，空隙率為可大於1之比率。其亦可表示為分率。空隙率及 孔隙率兩者僅在分母方面不同。空隙率為空隙與固體之比率，孔隙率為空隙與總體積之比率。

在一些實施例中，雷射系統可基於收集多個患者之治療資料的人造智慧(AI)程式最佳化治療或再治療功效，基於但不限於孔徑、形狀、深度、圖案、位置、治療區、眼睛形狀來分析結果。可藉由整合式或單獨眼睛之有限元模型(Finite Element Model；FEM)輔助AI程式，其進一步詳細描述於美國申請案15/638,346及16/702,470中且併入本文中。此結果可用於自動或經由向醫生建議來修改治療計劃。

雷射頭系統

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療離軸鞏膜組織或或位於不同於視軸或遠離眼之凝視的眼睛之瞳孔引導的眼睛區中之鞏膜組織。使用者顯示器上之固定點(參見例如圖75)提供固定點以在單個區域治療時之並非視軸或瞳孔軸之相異軸中將患者之凝視引導且固定，該單個區域治療可在180度外之斜象限內。如例如圖71及圖72所示，雷射系統可包括可提供固定點之雷射頭系統。雷射頭可在患者上方豎直向上及向下移動或旋轉。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療雷射光束可遠離軸(例如，不在眼睛之視軸上)定位之眼部組織。雷射治療大體上垂直於或實質上垂直於治療區域之中心中的眼睛表面。眼睛可定位於可能不與治療軸一致之固定目標上，且眼睛亦可處於極端位置以將可能離軸之眼部組織治療區域暴露於視軸。在一些實施例中，相對於視軸之雷射光束角可為51°或實質上約51°。

圖73至圖85說明本揭露內容之雷射系統之例示性雷射頭系統。如圖73中所說明，在一些實施例中，雷射頭可包括外殼結構、雷射指向馬達及編碼器、雷射子系統、雷射冷卻熱交換器、供至少眼睛追蹤使用之一或多個攝影機及照明源。圖74及圖75進一步展示雷射頭之仰視圖，其展示目視對準雷射十 字、供至少眼睛固定使用之顯示器及TOF攝影機。

在一些實施例中，如圖76所示，雷射頭可包括本文中進一步詳細地描述之羽流軟管。

雷射頭及雷射子系統提供可撓性運動之能力。舉例而言，圖77至圖79展示不具有振鏡之系統中之例示性雷射頭系統運動。圖78(中間7800為俯視圖)及圖79展示雷射頭之俯仰移動、旋轉移動及橫偏移動。旋轉係圍繞豎直軸。俯仰圍繞水平軸。橫偏係圍繞水平軸偏離俯仰軸90度。圖82及圖83展示相對於用於離軸治療之眼睛頂部之例示性雷射聚焦及角度位置，其中治療軸偏離目視眼睛固定軸。整個雷射頭之旋轉及平移(x軸)結合橫偏運動提供x軸及y軸運動。使用橫偏以控制x及y運動引入聚焦位置之變化，且隨後需要藉由升高整個磁頭之z軸校正，或在一些情況下，可藉由自動聚焦透鏡進行，例如如圖13及圖14中所示。

圖73、圖81及圖80展示對於面部形貌體周圍之眼睛的各象限之例示性雷射頭位置。

在一些實施例中，雷射系統可使用眼睛追蹤系統來評估患者在治療前保持眼睛不動之能力。醫生可修改固定位置(角度)或使用眼睛對接系統輔助患者保持眼睛靜止。圖88及圖89說明本揭露內容之例示性眼部對接系統。

眼睛固定系統可儲存關鍵眼睛影像資料以允許在稍後在治療區域中重新定位以完成治療或加強先前治療(再治療)。

固定點或凝視點可針對各象限及針對具有不同面部結構之不同患者相對於治療雷射光束定製。

如圖75中所示，雷射系統可包括患者顯示器，其亦可用於將包括指令及資訊之其他資訊傳達至患者。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，其中治療 雷射光束及對應固定點及固定軸係針對眼睛及象限兩者相關及控制以迴避面部結構(例如鼻子)。圖73及圖77說明對於面部形貌體周圍之各象限之例示性雷射頭位置。在一些實施例中，治療雷射與視軸(固定軸)之間的角度可實質上固定且圍繞豎直軸相對180度。一些患者可能在一些象限中具有可能需要降低此角度之極端面部形貌體。該系統可允許治療軸稍微偏離垂直於標量表面。

治療及固定角度實例：(1)雷射治療角度可為但未必總是28°。系統目標在於藉由雷射以儘可能接近90°之角度「擊中眼睛」，同時考慮面部幾何形狀(例如，鼻子、眉毛)之邊界。(2)固定點顯示於螢幕上且其相應地相對於象限之位置移動，該象限當前在治療中以使得患者之「凝視/檢視」至恰當位置，以便儘可能接近90°之角度擊中眼睛。(3)治療與固定點之間之角度並不始終相同。對於各象限治療位置之顯示器上之特定象限(Q)固定點。角度取決於距患者之距離，其繼而取決於治療下之當前象限。圖81說明展示每象限及治療角度之細節眼睛位置之例示性表格(例如如圖73中所示)。

在一些實施例中，雷射系統可包括可以其他定向定位以適合多個患者位置及房間組配之雷射頭。圖90展示具有雷射頭系統之例示性雷射系統，其中患者可處於坐立位置。

可經由運動控制系統內之單個或多個元件實現對治療區域內之個別徽孔之間的運動速度、方向及焦距之最佳化。可控制在治療區域內產生孔之次序以最佳化治療功效，例示性次序描述於圖91中。

如中38至41及42所示，在一些實施例中，雷射系統可包括共用及組合以降低複雜度、改良可靠性及降低成本之OCT系統組件之各種組合。

雷射系統

眼睛係由結締組織構成。生物老化之損傷為加速向下螺旋老化。交聯為某些類別之代謝廢料之後果，諸如晚期糖基化終產物(advanced glycation end-product；AGE)。在如眼睛之結締組織中，老化係由膠蛋白原纖維之交聯引起的。交聯增加結締組織之生物力學剛度。鞏膜中之交聯導致眼部硬度且與視覺調節喪失以及其他年齡相關之眼病(例如眼部高血壓、AMD及白內障之一些形式)之發展相關。交聯斷裂或「不交聯」膠蛋白原纖維可逆轉老化及年齡之不利影響。系統之一些實施例可包括雷射鞏膜微穿孔(Laser Scleral Microporation；LSM)，其旨在藉由在生理重要之關鍵區上產生微孔之矩陣來使鞏膜微纖絲不交聯，從而降低由年齡引起之生物力學剛度。主要作用為使得睫狀肌複合體更自由且有效地移動晶狀體，以恢復眼睛之有效聚焦範圍(effective range of focus；EROF)，以各種距離(尤其近距離及中間距離)檢視，該等距離隨著年齡增長而消失。LSM亦可改良由於調節能力喪失而失去部分距離視力之潛在老花眼的少量距離視力聚焦。圖117、圖118及圖119展示例示性不交聯影像。

在一些實施例中，本揭露內容之雷射治療過程可以特定治療區域為目標，該等特定治療區與相對於眼睛功能覆蓋眼睛內部之關鍵解剖結構的生理區分開。儘管本文中描述3或5個生理區之實例，但亦可根據治療考慮其他數目之生理區。

在一些實施例中，治療圖案可描述為距解剖學角膜緣(AL)之外邊緣5個不同距離之5個關鍵區，不接觸角膜之任何組件或相關組織，如美國申請案第15/942,513號之圖2B-1至圖2B-3及圖95以及圖97中所說明。

在一些實施例中，本揭露內容之雷射療法過程可針對不同象限提供不同雷射治療角度。舉例而言，雷射可相對於AT角膜緣而聚焦。圖80、圖73及圖81展示用於治療之各眼睛上4個象限位置之實例。圖91、圖92、圖93及圖94展示圍繞視軸之多個離軸治療區域形狀及位置。系統可基於患者眼球之直徑修改治療區域之大小或特定區上方之處理區域內之孔圖案。球體直徑可藉由傳統手段預治療來量測或經由分析自AT角膜緣上方延伸至計劃治療區域之極 端之OCT掃描資料推斷治療區域之高度，以確保治療不延伸超出安全區域，不包括視網膜。參見圖52及圖54中之例示性治療區域。

治療區域及圖案

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療雷射光束可經定位以允許眼睛周圍之完整圓周或360度治療之鞏膜組織。圖94及圖93說明自個別治療圖案產生之例示性完整圓周或360度黃金螺線。系統可能夠修改凝視點及多個治療區域以燒蝕預定圓周圖案或螺線。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜之前段區(AS區)，以在所需圖案中產生所需作用之微孔。圖96、圖67、圖68、圖97、圖98、圖99及圖100說明可藉由本揭露內容之系統執行之前治療區之實例。

在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜之後段區(PS區)，以在所需圖案中產生所需作用之微孔。圖3、圖101、圖102、圖103、圖104及圖105展示後治療區之實例，例如可藉由本揭露內容之系統執行之5個區。圖101展示例示性後段關鍵區描述。圖102及圖103展示眼上之例示性後段關鍵區。如圖103中所示，例示性後眼包括T、側頭骨及N、鼻腔。可見具有其中央血管及周圍腦膜鞘之視神經(a)。其中心位於約3mm鼻腔及1mm低於眼睛之後極。圍繞其為睫狀短後動脈及神經。斑點之近似位置為x。沿著等分眼睛之水平子午線為睫狀長後動脈及神經(b)。展示四個渦靜脈之出口，各象限一個(c)。可見上斜(d)肌及下斜(e)肌之彎曲傾斜插入。四個直肌之切割末端為f。

所定義之治療區域內之治療可修改特定區中之微孔。菱形形狀為簡單例示性圖案，其他形狀可更恆定地促進每區孔之最佳化。

如圖91及圖104中所說明，經界定之治療區域內之治療可修改特定區中之微孔。微孔圖案及微孔形成次序可經治療區域及特定區修改以最佳化治療功效。舉例而言，圖92展示一個自1至48之微孔形成之次序。在圖93及 圖94中，多個治療區域形狀及圖案之其他實例展示於圍繞視軸之多個位置中。

在一些實施例中，該雷射系統可經組配以治療鞏膜中之眼部硬度。該系統可不交聯年齡相關增加之出現於結締組織中之原纖維及微纖絲之交聯(圖5及圖4展示在微穿孔中治療之組織之實例)一包括鞏膜中之結締組織。系統可藉由斷裂鍵(不交聯)降低生物力學剛度。圖118及圖119說明個別孔之例示性治療雷射光束燒蝕，且不交聯為使微原纖維及原纖維中之鍵斷裂。其弱化組織或使得組織更有利於降低生物力學剛度。

在一些實施例中，微孔陣列圖案為阿基米德螺線、尤拉螺線、費馬螺線、雙曲線螺線、連鎖螺線、對數螺線、費布那西螺線、黃金螺線、布拉韋晶格、非布拉韋晶格或其組合之螺線圖案。

在一些實施例中，微孔陣列圖案可具有受控制之不對稱性，該受控制之不對稱性為圍繞陣列圖案之中心的至少部分旋轉不對稱性。至少部分旋轉不對稱性可延伸至陣列圖案之至少51%之微孔。至少部分旋轉不對稱性可延伸至陣列圖案之至少20個微孔。在一些實施例中，微孔陣列圖案具有隨機不對稱性。

在一些實施例中，微孔陣列圖案具有受控制之對稱性，該受控制之對稱性為圍繞陣列圖案之中心的至少部分旋轉對稱性。至少部分旋轉對稱性可延伸至陣列圖案之至少51%之微孔。至少部分旋轉對稱性可延伸至陣列圖案之至少20個微孔。在一些實施例中，微孔陣列圖案可具有隨機對稱性。

在一些實施例中，陣列圖案具有多個順時針螺線及多個逆時針螺線。順時針螺線之數目及逆時針螺線之數目可為費布那西數或費布那西數之倍數，或其可呈收斂於黃金比率之比率。

雷射系統及光學組配

在一些實施例中，雷射系統可經組配以在雷射頭內提供治療雷射， 該雷射頭可以至多運動5度之測角方式引導光束。

在所有情況下，治療雷射之準確角度及聚焦位置可藉由多個元件之運動之組合來達成。在一些實施例中，此等元件可包括於如上文所論述且如至少圖78、圖73、圖80及圖77中所示之雷射頭系統中。

如圖10中所示，在一些實施例中，雷射系統可使用振鏡、合併至治療雷射軸中之單獨可見雷射及OCT/深度控制(OCT/DC)纖維，且穿過展示OCT/DC及雷射操作之過程控制且提供具有直接醫生可見性之照明及攝影機之同一聚焦光學件。

如圖11中所示，在一些實施例中，雷射系統可使用振鏡、經由單一纖維組合之可見雷射及OCT/DC，該可見雷射及OCT/DC合併至治療雷射軸且穿過展示OCT/DC及雷射操作之過程控制且提供具有直接醫生可見性之照明及攝影機之同一聚焦光學件。

如圖12中所示，在一些實施例中，圖11中之雷射系統亦可包括OCT掃描系統。

如圖13中所示，在一些實施例中，與圖12類似之雷射系統可在無振鏡、雷射頭中之5軸及單獨Z運動之情況下操作。

如圖14中所示，在一些實施例中，與圖13類似之雷射可具有不含振鏡、6軸自動聚焦(AF)透鏡總成之配置。

如圖120中所示，在一些實施例中，雷射系統可包括治療圓頂雷射指向設計，其中圓頂概念為雷射頭在圓頂表面上移動且始終指向治療區域之中心的基本想法。在併入或不併入振鏡之情況下，圓頂在x、y及z方向上移動以將圓頂之中心定位至患者之眼睛。在最簡單視圖中，運動控制可將治療雷射在圓頂表面上圍繞患者之眼睛移動。圓頂可定位於x、y及z軸上以與治療方案之初始微孔位置對準，且隨後在圍繞圓頂步進至下一微孔位置。x、y及z軸可不 在一個象限之治療上改變，但可能需要經修改以用於另一象限。

如圖121至圖125及圖128至圖132中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以在系統控制下治療具有多個光學組件之鞏膜組織以修改光束(且因此，孔)大小、手動或自動地完成之具有可調性之焦點。舉例而言，在圖121至圖125中，組件可包括CaF₂透鏡、藍寶石合束器、藍寶石半球面透鏡、準直、聚焦及散焦光束。藍寶石合束器提供引入OCT及可見雷射光束以與治療光束共線之構件。CaF₂圓柱形透鏡用於使光束循環。在圖128至圖132中，一對透鏡用以修改在眼睛上之目標平面處之光束直徑，從而替換先前圖式中之固定透鏡元件。

如圖84及圖85中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療鞏膜組織，該雷射系統具有包括於包括其他光學件、繞射光束分束器(DBS)、馬達、編碼器、雷射、雷射驅動器、用於OCT纖維及冷卻之附件之輕質總成中的多個光學組件。

在一些實施例中，雷射系統可包括掃描鏡，其可充當重複運動軸以對眼上之光束指向作出極快速校正。圖126說明掃描鏡之某些規格及能力。

如圖126及圖127中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療具有單一掃描鏡之鞏膜組織，該單一掃描鏡組合OCT掃描及OCT深度控制功能，其中掃描鏡可經調變以在單個孔燒蝕期間在眼睛之表面上追蹤脈衝之圖案，從而產生不同總體形狀及大小之孔及/或不同底部形狀之孔。在一些情況下，DBS可產生微孔大小及形狀之一部分。可移動光束指向以使用系統之多個位置及脈衝追蹤較大微孔形狀。

在一些實施例中，如圖132中所示，雷射系統可包括將OCT掃描及OCT深度控制合併至單一OCT光束之掃描鏡，其與治療雷射同共線，其中掃描鏡可允許與OCT掃描及OCT深度控制相關之掃描及固定位置功能。在一些 實施例中，雷射系統可同時使用兩個功能，或替代地組合OCT掃描與象限之治療。

如圖127、圖86、圖85及圖57中所示，在一些實施例中，雷射系統可經組配以治療具有單一掃描鏡之鞏膜組織，該單一掃描鏡組合OCT掃描與OCT深度控制功能且使雷射磁中之光束成形且尺寸化繞射光束分束器(DBS)，如圖85中所示。在一些實施例中，多個較小DBS可改變光束大小及形狀。不同光學設計之DBS元件可手動或自動地更換以修改與治療雷射光束共線之治療光束輪廓。在一些實施例中，DBS可用以將單一雷射光束分裂成各自具有原始光束之特徵的若干光束，可用於發散光束中，可用以改變光點大小，且可在光束合束器之前使用情況下微型化。DBS設計可產生任意光點分佈。單個光點大小可對光點與光點之間距離不具有相關性。

頭靠系統及座椅

在一些實施例中，如圖133及圖72中所示，雷射系統可包括患者台或座椅，其可連接或定位至雷射系統力學結構且將鎖定或保持固定在雷射頭之適當位置。

在一些實施例中，雷射系統可包括患者座椅，該座椅允許患者在無接觸自動化或手動之情況下在雷射系統下斜倚及移動。一較佳實施例將頭部直接定位於x及y方向上雷射頭之操作範圍內之中心，隨後提供z運動以使患者面部在雷射頭之操作範圍之中心向上移動。自此位置，TOF攝影機、雷射十字及雷射頭運動控制系統可對準患者進行治療。

如圖9、圖71、圖134及圖135中所示，在一些實施例中，雷射系統可包括患者頭靠，其用於保持患者頭部及眼睛不動且在準備及治療期間為雷射頭提供眼睛之粗略位置。頭靠可視需要固定患者頭部以輔助保持眼睛靜止。頭靠可連接至如圖71中可見之系統或連接至座椅或治療台。頭靠可上下移動以 粗略對準Z軸上之患者眼睛。頭靠亦可充當用於自動任擇之眼睛對接機制之安裝位置。

在一些實施例中，頭靠可包括安裝於座椅或台子中之頭靠上之頭盔。或頭靠可安裝至雷射系統且將正位置反饋提供至系統。

在一些實施例中，頭靠可合併組織羽流(如圖76中所示)或水牛過濾器管理系統，該系統鄰近於眼睛定位且針對各治療區域恰當地定位。在一些實施例中，頭靠可包括接近於如藉由醫生所定位之治療象限的位置處之燒蝕羽流抽吸。

在一些實施例中，羽流管理過濾器系統可與系統合併，且抽空軟管/噴嘴(或多個噴嘴)可藉由系統與頭靠手動或自動地分開定位在滑道或其他設備上。

在一些實施例中，頭靠可包括自動化眼對接系統以輔助針對各象定位患者眼睛且使其保持靜止。此可在有或無醫生輔助之情況下進行。

圖88及圖89展示可輔助擴開眼瞼以暴露治療區域、穩定眼睛運動、保護瞳孔以用於雜散治療雷射發射且輔助患者檢視非常遠離軸固定目標之雷射系統之例示性眼莢附屬組件。

系統程序及作用機制

在一些實施例中，圖19及圖20以及圖27展示產生一或多個微孔之例示性過程。

在一些實施例中，雷射療法程序可使用鉺：釔-鋁石榴石(Er：YAG)雷射以在眼部組織(例如鞏膜)中產生微孔。此等微孔可在較佳深度範圍內形成於多種深度下，例如自鞏膜之5%至95%，直至恰好可見脈絡膜之藍色色調之處。微孔可形成為多種陣列，包括矩陣陣列，例如5mm×5mm、7mm×7mm或14mm×14mm矩陣陣列。此等微穿孔矩陣使在鞏膜組織中具有『不交聯』效應之鞏膜原纖 維及微原纖維中之鍵斷裂。此矩陣圖案之直接後果可為在硬度鞏膜中形成正剛度(剩餘間質組織)及負剛度(移除之組織或微孔)兩者之區域。不同剛度之此等區域使得經治療之鞏膜之黏彈模數在經受力或應力(諸如睫狀肌之收縮)時更加順應於關鍵區。另外，鞏膜之經治療區可在睫狀肌收縮時由於增加的可塑性而在硬度鞏膜組織中產生阻尼效應。此藉由將未受阻力向內且向心引向晶狀體或促進調節機制向內向上移動而增強調節力。相比於在晶狀體赤道處假定淨向外力之模型，此為一個優點。舉例而言，針對諸如鞏膜植入物之鞏膜擴張或諸如LAPR之手術雷射徑向燒蝕的技術皆關於增大『空間』或晶狀體周的空間以使得鞏膜擴張以達成給予睫狀肌空間之目的。此等技術係基於『晶狀體擁擠』理論且旨在誘導鞏膜及睫狀機制之向外移動，而非鞏膜及睫狀機制之向上及向內移動。總體而言，鞏膜組織中之微孔矩陣之形成可誘導『不交聯效應』，切斷鞏膜層之原纖維及微原纖維允許對所施加應力之更加順應的回應。因此，本揭露內容之作用機制可藉由對於睫狀複合體形成不同剛度之此等區來增加對於解剖學意義之關鍵區的鞏膜組織之可塑性及順應性，且從而改良調節設備之生物力學功能及效率。美國申請案第15/942,513號之圖2C-1至圖2C-4說明鞏膜原纖維及微原纖維之不交聯雷射鞏膜且併入本文中。

在一些實施例中，系統光學件可能夠將治療雷射(發散光束)聚焦至個別彙集光束中，該光束在高達250mm之工作距離下引導於特定孔位置處。長工作距離>100mm允許使用者在治療之前、期間及之後看到眼睛之視線，且改良無接觸治療之患者體驗。Er：YAG 2.94μm波長之長工作距離之挑戰已不允許此雷射波長斷裂成用於商業應用之更多不需手自動雷射系統。目前，幾乎所有Er：YAG 2.94μm商業系統為手持或藉由肢接遞送，其中理想輻射工作距離小於500μm且平均輻射工作距離為3-4mm。在一些實施例中，輻射工作距離理想地大於100mm且平均輻射工作距離為100mm-200mm，允許無手觸雷射治療。

在一些實施例中，該系統可能夠藉由以下操作而在目標焦平面處產生多個光束形狀及大小：(1)沿著光軸移動光學組件、(2)改變包括於光學路徑中之繞射光束分束器或兩者之組合。

與所有其他結締組織相似，眼部結締組織受年齡影響。鞏膜佔眼部之5/6，且由密集不規則結締組織構成。其主要包含膠原蛋白(50%-75%)、彈性蛋白(2%-5%)及蛋白多糖。眼睛之結締組織隨著年齡增長而硬化，失去其彈性，很大程度上係由於隨著年齡增長而出現之交聯。交聯在諸如眼睛中之彼等結締組織之結締組織中引起「生物力學剛度增大」。交聯為聚合物鏈之間之鍵，諸如合成生物物質中之彼等聚合物鏈或結締組織中之蛋白質。交聯可由自由基、紫外光暴露及老化引起。在結締組織中，膠原蛋白及彈性蛋白可交聯以隨時間推移而連續地形成原纖維及微原纖維。隨著原纖維及微原纖維之量增加，鞏膜硬化，經歷『鞏膜硬化症(sclerosclerosis)』，以及代謝生理應力同時增大。隨著此病理生理學發展，鞏膜對基礎結構施加壓迫及負載應力，引起生物力學功能異常，特定言之與調節相關之彼等生物力學功能異常。雷射鞏膜微穿孔使有效地「不交聯」鍵之鞏膜原纖維及微原纖維斷裂，從而增加鞏膜順應性且「降低生物力學剛度」。

生物力學經治療而改良可證明調節設備之生物力學效率增加。在一些實施例中，藉由在矩陣中於四個斜象限中形成微孔，治療可恢復功能性晶狀體外力，且恢復最小1-3屈光度之調節。使用本揭露內容之系統及方法之治療可展示術後平均1.5屈光度之調節。此顯著地改善患者之視力。

利用先前不可用之新穎生物統計學及成像技術已發現老花眼之調節能力的喪失大多歸因晶狀體，以及晶狀體外及生理因素。晶狀體、晶狀體囊、脈絡膜、玻璃體、鞏膜、睫狀肌及懸韌帶在調節中皆起關鍵作用，且受年齡增長影響。隨著年齡增長而增加之眼部硬度在此等眼部結構上產生應力及應變，且可影響調節能力。

藉由提供解決隨著年齡增長而出現之調節喪失之臨床表現之真實病因的至少一種方法，鞏膜治療可對治療老花眼之生物力學缺陷具有重要作用。利用鞏膜之雷射微穿孔來恢復更加柔韌之生物力學特性之治療為安全程序，且可恢復老年人之調節能力。因此，治療可改良動態調節範圍以及房水流出。隨著經改良之生物統計學、成像及研究聚焦之出現，可獲得關於如何調節複合體工作及其如何影響整個眼器官之資訊。

在一些實施例中，雷射鞏膜微穿孔程序可涉及使用上文所描述之雷射以在五個關鍵解剖區(例如距解剖學角膜緣(AL)0至7.2mm)中之矩陣中的鞏膜中之執行部分厚度微燒蝕。在一些實施例中，該五個區可包括：區0)距AL 0.0-1.3mm；自AL至睫狀肌/鞏膜刺之上方邊界之距離；區1)距AL 1.3-2.8mm；自鞏膜刺至圓狀肌之下方邊界之距離；區2)距AL 2.8-4.6mm；自圓狀肌之下方邊界至徑向肌之下方邊界之距離；區3)距AL 4.6-6.5mm；徑向肌之下方邊界至後玻璃體懸韌帶區之上方邊界；及區4)距AL 6.5-7.2mm；後玻璃體懸韌帶區之上方邊界至鋸齒緣之上方邊界。

如本文所描述，人眼之調節可經由眼晶狀體在眼睛自遠距聚焦轉換為近距聚焦時變化或變形而發生。此晶狀體變化可由眼內睫狀肌(睫狀體)之收縮引起，其經由懸韌帶懸原纖維減輕對晶狀體之張力且使得晶狀體之厚度及表面曲率增大。睫狀肌可具有環形，且可由朝向眼睛之中心及前部收縮之三個獨特地定向之睫狀原纖維組構成。此三個睫狀原纖維組已知為縱向、徑向及圓形。因不同肌原纖維之收縮而導致之睫狀肌變形轉化為或以其它方式經由懸韌帶原纖維引起眼晶狀體之表面張力的變化，其中對晶狀體及睫狀肌之附件之複雜圖案指示調節期間晶狀體中所產生之變化。睫狀肌收縮亦將生物力學應變施加於睫狀肌與眼部鞏膜之間的連接位置處，已知為眼睛之白色外部覆層。另外，可在調節期間引起之生物力學壓迫、應變或應力可出現於睫狀肌與脈絡膜之間的連接 位置處，已知為鞏膜與眼部視網膜之間的內部結締組織層。睫狀肌收縮亦可在小樑網狀結構、篩板、視網膜、視神經及眼睛中之幾乎所有結構上產生生物力學力。

在一些實施例中，使用模擬來應用相對於本文中之各種實施例所描述之技術及模型可產生處於年輕成人之已知調節範圍內之輸出及結果。

3D數學模型可合併數學及非線性Neohookean特性以重建生物力學、生理學、光學及臨床重要性之結構之行為。另外，3D有限元模型(FEM)模型可合併來自成像之資料、文獻及與人眼相關之軟體。

除了用於量測、評估及預測中心光功率(Central Optical Power；COP)之構件以外，在模擬期間及之後還可包括調節結構可視化。此等可用於模擬及檢視特定年齡之整個眼結構、光學件、功能及生物力學。此外，其可獨立地模擬睫狀肌之特性、眼晶狀體之晶狀體外及晶狀體移動及眼晶狀體之功能。解剖學結構及原纖維之個別模擬可揭露生物力學關係，否則該等生物力學關係將為未知且未定義的。可使用3D FEM網狀化來產生對患者之眼睛的數值模擬以完成此等操作。

詳細說明，可基於對年輕成人眼睛之解剖結構之文獻量測值及醫學影像之詳盡綜述且經由模型化來以計算方式定義靜息眼部結構之代表性3D幾何形狀。實施於諸如AMPS軟體(賓夕法尼亞州匹茲堡(Pittsburgh，PA)AMPS技術(AMPS Technologies))之軟體中之專用方法可用於在模型化階段期間執行幾何網狀化、材料特性及邊界條件定義以及有限元分析。睫狀肌及懸韌帶可表示為具有經指定以表示複雜原纖維方向之定向之橫向各向同性物質。另外，可執行計算流體動態模擬以便產生纖維軌跡，其隨後可映射至幾何模型。

最初，在藉由預拉緊懸原纖維拉伸為未經調節位置及形狀之前，晶狀體模型化可包括鬆弛組配中之晶狀體。可在懸韌帶縮短時到達未經調節之晶狀體位置，例如在其起始長度之75%與80%之間，且更特定言之，在其起始 長度之約77%。隨後可藉由執行睫狀肌之各種纖維之主動收縮來模擬調節運動。在一些實施例中，此可使用骨骼肌之先前模型來實現，該等先前模型經修改以表示對於睫狀肌特定或以其它方式特定或獨特之動力學。可藉由將表示晶狀體及睫狀前部移動及變形的眼晶狀體厚度處於中線及頂點之模型結果與調節之現有醫學文獻量測值進行比較來證實或以其它方式檢驗該等模型結果。為了研究各種睫狀纖維組對睫狀肌之整體動作之作用，可藉由在其他纖維組保持被動或以其它方式不變時各自啟動各纖維組來針對各纖維組執行模擬。

相對於應用預拉緊懸韌帶模型及收縮睫狀肌模型之模擬描述下文所描述之實施例之各種有利態樣。

相對於預拉緊懸韌帶，模型化可包括：1)形成3D材料薄片，其定向在晶狀體上之插入部之經量測之懸韌帶附著點與睫狀/脈絡膜上之源點之間；2)在薄片之平面中指定纖維方向(例如自源點引導插入部之纖維)；及3)在較佳方向上具有張力之橫向各向同性構成材料。另外，特定相對於3)，已達成包括以下之優點：a)時變張力參數輸入調整材料中出現之應力；b)時變張力輸入可經調諧以在晶狀體中產生所需應變，以與未經調節之組配之量測值匹配；c)材料特性及幾何形狀中之年齡變化，以產生年齡相關之影響；及d)其他。併入本文中之美國申請案15/638,346及16/702,470進一步詳細描述人類眼部調節之完整眼部FEM之模型化。

相對於收縮睫狀肌模型，模型化可包括：1)經修改之構成模型，以表示睫狀力學回應之平滑及骨骼態樣；2)指定纖維方向以表示肌肉細胞之生理定向及力產生之動作之線的多個(例如3個)設置；及3)在較佳方向上具有主動力之橫向各向同性構成材料。此外，特定相對於3)，已達成包括以下之優點：a)啟動參數輸入調整材料中出現之主動應力；b)啟動輸入可經調諧以產生適當調節回應，以與文獻量測值匹配；c)個別肌肉纖維組之啟動可單獨地發生變化以評估對 晶狀體應變/應力之作用；d)個別肌肉纖維組之啟動可單獨地發生變化以評估對眼部鞏膜應變/應力之作用；e)個別肌肉纖維組之啟動可單獨地發生變化以評估對脈絡膜應變/應力之作用；及f)其他。

在各種實施例中，與執行對網狀物之一或多個外部節點施加之位移相對，可藉由修改對懸韌帶及睫狀材料之拉緊及啟動輸入來控制模擬結果。

此後，揭露用於利用可用於針對患者之視覺缺陷、眼睛疾病或年齡相關之功能異常之治療性眼科矯正、操縱或復原得出最佳預測指令之整合式人工智慧(AI)來提供呈3D電腦模型形式的預測結果之系統、方法及裝置。最佳預測指令可源自實體結構輸入、神經網路模擬及前瞻性治療結果影響。可結合最佳化歷史治療結果資訊來分析新資訊，以便提供各種益處。本文中之概念可用於執行大量模擬且包括基於知識之平台，使得系統可能夠在擴展資料庫時改良其指令回應。本文中之概念亦可利用AI以產生預期組織之進展性老化模擬及疾病病況之臨床表現以將治療計劃與結果聯繫起來。

在一些實施例中，所涵蓋之儲存指令可較佳為用於驅動微操作電磁雷射之最佳化、定製、微穿孔演算法。可經由直接整合獨立輸入或例如經由藍芽或其他無線允用應用或連接之遠程來提供指令以及AI處理器。可先驗地或術中執行此等指令。

在一些實施例中，所涵蓋之儲存指令可較佳地為用於模擬可植入人工晶狀體之操縱以便改良醫學程序及理解之最佳化定製眼晶狀體模擬演算法。

指令亦可設置為『獨立』系統，其中可獨立於研究設計輸入及輸出提供指令以測試各種條件及眼睛對手術操控、植入裝置或眼睛之其他治療操控之回應，以便最佳化設計及結果回應。

另外，此等指令亦可包括以下中之一或多者：影像處理解譯之演 算法、眼科成像資料平台之擴張及對成像裝置之伴隨診斷。

如本文所描述，用於改良眼科治療、手術或藥理學干預之方法可包括獲得人眼以及所施加之物理學之拓樸、表面形狀、結構、生理學、形態學、生物力學、材料特性及光學資料，且使用人工智慧網路經由數學模擬來分析。

在一些實施例中，使用模擬之應用可包括經由用於眼科手術程序之自動設計之裝置、系統及方法執行的技術，包括獲得患者之整個眼睛之實體量測值及應用物理學。此項技術中已知之技術可用於獲得此等量測值。所量測之資訊可經內插及經外推以擬合人眼對於分析之有限元模型(FEM)之節點，其隨後可經分析以預測眼睛之應力之初始狀態且獲得角膜、晶狀體及其他結構之術前狀況。構成「初始」手術計劃之切開資料可併入至有限元分析模型中。隨後可執行新分析以模擬眼睛之所得變形、生物力學效應、應力、應變、曲率以及眼睛(更特定言之，睫狀肌、晶狀體及調節結構)之動態移動。此等值可與其初始值且與視覺對象進行比較。若需要，可修改手術計劃，且所得新燒蝕資料可輸入至FEM中且重複分析。此程序可視需要或必要而重複直至視覺對象符合要求為止。

人工智慧及模擬

在一些實施例中，人工智慧(AI)軟體可使用例如人工神經網路之學習機器來進行機器學習，其中系統可根據資料進行學習，且因此基於持續資料庫擴張而具有學習組件。隨著資料庫經製訂及更新，其可經操作以改良可靠性，迄今為止在3D預測模型化系統、方法及裝置之現有技術中為未知的。

模擬可包括具有預測能力以模擬眼科手術結果之患者之眼睛年齡進展模擬，確定治療之消退速率，以及執行未來手術或治療性增強之預測演算法，迄今為止在3D預測模型化系統、方法及裝置之現有技術中為未知的。

在一些實施例中，本揭露內容之系統可包括虛擬眼睛模擬分析儀，該虛擬眼睛模擬分析儀可包括將與所有眼睛結構相關之資訊整合至電腦程式中 以供用於眼睛之模擬生物力學及光學功能之目的，以及年齡相關之模擬以供用於臨床應用目的。虛擬眼睛模擬分析儀之其他細節描述於美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

模擬器可將數學與非線性Neohookean特性合併，以便重建生物力學、生理學、光學及可能具有價值或者具有臨床重要性之其他之結構之行為。模擬器可使用此項技術中已知之方法來基於對患者自身單眼或雙眼之分析而輸入併入至具有患者之獨特資料的3D FEM中之資料。另外，模擬器可使用此項技術中已知之方法來輸入資料且使用3D FEM網狀化創建患者眼睛之數值模擬一本質上創建定製動態即時「虛擬眼睛」，迄今為止在3D預測模型化系統、方法及裝置之現有技術中為未知的。

在一些實施例中，AI可能夠經由預測模擬進行學習，且可經操作以經由諸如人工神經網路之學習機器例如在「ABACUS」程式中改良對於眼睛之手術或治療性操控之模擬預測。此類程式亦可能夠將指令直接提供至通信耦接之處理器或處理系統，以創建且應用演算法、數學測序、公式產生、資料分析、手術選擇及其他。其亦可能夠將指令直接提供至工作台、影像處理系統、機器人控制器或其他裝置以用於實施。此外，其可能夠經由藍芽或其他遠程連接來將指令間接地提供至機器人控制器、影像系統或其他工作台。

本文中之模型可具有用於臨床、研究及手術用途之各種應用，包括：1)使用對眼睛之調節功能之先前評估及模擬(實例包括老花眼適應症-IOL設計及使用，晶狀體外療法及其使用)；2)使用對眼睛之房水流量之先前評估及模擬，諸如針對青光眼適應症；3)IOL、治療處理及各種生物力學含義之效力之虛擬模擬及即時模擬；4)使用AI及CI以再產生個體之眼睛之個體生物力學及生理學功能上之具有臨床重要性之定製老化效應的虛擬模擬；5)手術計劃；6)設計模型(諸如FEM)輸入及模擬，諸如針對IOL及其他；7)虛擬臨床試驗及分析；8)即 時術中手術分析、計劃及實行；9)眼睛之晶狀體之效能，因其與光學及生物力學功能異常、白內障形成及類似者相關；及10)其他。

在本發明之一些實施例中，可使用雙軸閉合迴路振鏡光學組件。

在一些實施例中，雷射系統可包括具有振鏡之攝影機校正系統，其進一步詳細描述於美國申請案第15/942,513之圖3C中，該申請案併入本文中。美國申請案第15/942,513之圖3D說明根據本揭露內容之一些實施例之基於攝影機之眼睛追蹤器過程的例示性流程圖。

在一些實施例中，如進一步詳細描述於美國申請案第15/942,513號中之圖4A中且該申請案併入本文中，雷射系統可包括發射雷射光束之治療雷射，該雷射光束行進穿過中繼透鏡以二向色性或翻轉進入。

併入本文中之美國申請案第15/942,513號中之圖4B-1說明根據本揭露內容之一些實施例之包括燒蝕孔深度之例示性雷射治療系統。圖4B-1大體上展示在行進至第一振鏡、隨後行進至第二振鏡、行進至聚焦光學件及行進至患者之眼睛之前行進至二向色性治療雷射光束。美國申請案第15/942,513之圖4A-1至圖4A-10說明微穿孔/奈米穿孔可如何用於移除表面、表面下及間質組織且影響經燒蝕目標表面或目標組織之表面、間質、生物力學特徵(例如平面性、表面孔隙率、組織幾何形狀、組織黏彈性及其他生物力學及生物流變學特徵)。

在一些實施例中，光同調斷層掃描(OCT)系統可用於獲得眼睛之表面下影像。因此，在耦接至電腦(其耦接至視訊監視器)時，系統向使用者或操作者提供參看組織燒蝕之表面下影像的能力。如本文所指出，孔在3維空間中可在鞏膜厚度之5%與95%之間，其中平均鞏膜厚度為700μm，此為典型孔深。對比地，與對角膜組織執行之其他表面屈光燒蝕程序相比，雷射微穿孔之量值可比平均200μm至300μm之間深之屈光表面燒蝕大一個數量級，其平均深度通常在10μm至45μm之間且通常>120μm(參見圖139)。

在至少一些實施例中，系統可提供組織中之深度位準之即時術中視圖。系統可提供影像分割以便識別鞏膜內部邊界，從而有助於更好地控制深度。

美國申請案第15/942,513號中之圖4A-5及圖4B-2展示鞏膜中之燒蝕孔之例示性簡圖，其展示相對於鞏膜內邊界之燒蝕深度之實例，且該申請案併入本文中。

美國申請案第15/942,513號中之圖5說明根據本揭露內容之一些實施例之深度控制過程之例示性流程圖，且該申請案併入本文中。

一般而言，例如OCT系統之深度控制系統執行重複性B-掃描，與雷射同步。B-掃描可展示結膜及/或鞏膜之頂部表面、經燒蝕之孔之邊界，及鞏膜與脈絡膜或睫狀體之間之底部界面。自動影像分割演算法可用於識別鞏膜之頂部及底部表面(例如，400-1000微米厚)以及燒蝕孔之邊界。自鞏膜之頂部表面至孔之底部表面之距離可自動地經計算且與鞏膜之局部厚度進行比較。在一些實施例中，此即時地進行。在孔深度達至鞏膜厚度之預定義數或分率時，可停止燒蝕，且掃描系統經索引化至下一目標燒蝕位置。在一些實施例中，影像可經分段以識別內部鞏膜邊界。

參考實例實施例中之圖5(美國申請案第15/942,513號)中之步驟可首先發生起始或初始化步驟集合。此起始步驟集合以在步驟412中定位至孔座標開始。對目標區域之AB-掃描在步驟414中進行。此掃描創建在步驟416中之經處理之影像，以便分段且識別鞏膜邊界。隨後在步驟418中計算結合表面與鞏膜邊界之間之距離。

完成此起始步驟集合後，可在步驟420中引發燒蝕。在步驟422中發射雷射光束脈衝，繼之以步驟424中之B-掃描。此B-掃描創建隨後可在步驟426中經分段之影像，且根據影像計算孔深及燒蝕速率。在步驟430中將此孔 深及燒蝕速率與目標深度進行比較。若尚未達至目標深度，則將該過程循環回至步驟422且重複。在達至目標深度後，步驟432停止燒蝕過程，且在步驟434處，起始過程再次開始以定位至下一孔座標。在一些實施例中，深度控制系統可在單一脈衝期間監測燒蝕深度且可以風險減低方法來停止燒蝕，若過程在範圍之外，則亦可存在可終止燒蝕之其他內部過程運作；眼睛追蹤操作性限制超出，脈衝之最大預設#超出，雷射功率監測不受限制。此等皆為風險緩解措施。

在本揭露內容之一些實施例中，可使用光點陣列以便一次性燒蝕多個孔。在一些情況下，此等光點陣列可使用微透鏡來創建，且亦受雷射特性影響。更大波長會導致具有增大之光點直徑之光點數目較少。

轉而參看本揭露內容之一些其他態樣，在多種實施例中，對於個別患者之需要的眼部特性之術前量測及治療定製為有利的。眼部特性之術前量測可包括量測眼內壓(IOP)、鞏膜厚度、鞏膜應力/應變、前脈管結構、調節回應及屈光不正。鞏膜厚度之量測可包括使用光同調斷層掃描(OCT)。對鞏膜應力/應變之量測可包括使用布里淵散射(Brillouin scattering)、OCT彈性成像、光聲學(光加超音波)。前脈管結構之量測可包括使用OCT或多普勒(Doppler)OCT。屈光不正之量測可包括使用諸如來自Tracey Technologies公司之iTrace商標產品之產品。一般熟習此項技術者將認識到亦可使用其他量測、方法及系統。

術中生物反饋迴路在治療程序期間可為重要的，以便告知醫師程序之進展。此類反饋迴路可包括使用表面形狀量測值及監測諸如前睫狀動脈之「遠離」區。

生物反饋迴路可包括閉合迴路感測器以校正壓電掃描機制中之非線性。在一些實施例中，感測器可供應例如幾毫秒內之即時位置反饋，且利用電容感測器以供用於即時位置反饋。即時位置反饋可傳達至控制器，且在基於組織特徵識別特定生物形貌體後可術中停止雷射操作。

感測器/反饋設備亦可執行生物或化學「智慧感測」，以使得燒蝕目標組織且保護或迴避周圍組織。在一些情況下，此智慧感測可藉由在遮罩中使用生物晶片併入來實現，其藉由光輻射來活化且感測燒蝕輪廓之位置、深度、大小、形狀或其他參數。在一些實施例中，亦涵蓋振鏡光學件總成，且可用於量測雷射轉向及特定功能之眾多參數。

一般熟習此項技術者將認識到亦可使用其他反饋方法及系統。

在一些實施例中，本揭露內容之系統、方法及裝置可包括影像顯示傳送及GUI界面形貌體，其可包括在動態即時及表面檢視中在發射雷射之前及之後包括各影像圖框且在各自於3維-7維微孔內部發射之後將資訊發送至視訊顯示器。GUI可具有用於影像捕獲之在7個方向上之整合式多視圖系統，包括：表面、內部孔、外部孔、微孔之底部、整個眼球視圖、目標陣列區域。

在一些實施例中，7立方體可為微處理器之較佳投影，但存在呈維度球體形狀之其他實例，整合至GUI及微處理器中。正交投射可包括如美國申請案第15/942,513號之圖8中所示之實例。

在一些實施例中，支援向量機(support vector machine；SVM)圖案識別可整合至導向至微處理器路徑之人工智慧(AI)網路中。針對非線性分類問題，SVM可藉由非線性映射K(X)將輸入空間轉變為高維度空間。因此，非線性問題可轉變為線性問題，且隨後將在新高維度空間中例如使用Matlab或Mathematica整合程式設計來計算最佳分離超平面。其他細節描述於美國申請案第15/942,513號中。

一些實施例可利用塞爾(Serre)纖維化或弱纖維化。其能夠在陣列中產生各圓柱體微孔之映射，且在橫截面中產生3D表面上之總陣列及孔陣列之間質映射。例示性3D映射900展示於美國申請案第15/942,513號之圖9中。

美國申請案第15/942,513號之圖10說明根據本揭露內容之一些 實施例，可按以下執行之例示性設計圖案。步驟1001：治療設計/計劃可使用對整個球體之7-球體數學投影建立之組織層次結構開始，以建立建構於7D形狀及雙曲線平面鑲嵌上之疊合疊合平台。步驟1002：自組織層次結構及費布那西圖案化導出之離軸數學演算法顯示為數學成像。步驟1003：隨後實施演算法碼以產生定製微穿孔圖案，其反射組織生物流變學，包括硬度、黏彈模數、拓樸、表面形狀、生物統計學等之所有輸入。步驟1004(圖中未示)：可執行解剖結構迴避軟體，從而抹除或去除非目標場、陣列、區。步驟1005(圖中未示)：外科醫師/使用者亦可經由觸控式螢幕介面操控目標或非目標區域。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括處理演算法之雷射使用者介面系統遞送之以下形貌體。併入即時數學成像且將兩者顯示於3D數學檔案中，其亦可以GIF動畫格式運作以顯示關於陣列有效性之先驗資訊。工作台/演算法與VESA系統一起操作，以便為使用者/外科醫師產生數學成像以用於眼睛之3D陣列之理想組配。影像之拓樸表示以球面投影至顯示器。陣列為前綴公式集，且另外可在費布那西測序中以多個密度、光點大小、微孔及奈米孔幾何幾何形狀及組配而模擬。費布那西測序之益處為產生最平衡陣列公式集，其在宏觀及微觀尺度兩者中與人體自身天然組織層次結構相對應。

陣列亦可遵循雙曲線幾何形狀模型或均勻(規則、準規則或半規則)雙曲線平鋪，其為具有規則圓形或多邊形作為面之雙曲線平面之邊緣對邊緣填充且為頂點遷移的(在其頂點上遷移，等角的，亦即存在將任何頂點映射至任何其他頂點上之等距)。實例展示於美國申請案第15/942,513號之圖10及圖11中且併入本文中。由此得出，所有頂點疊合，且平鋪具有較高程度之旋轉及平移對稱性。

均勻平鋪可藉由其頂點組配、一連串表示圍繞各頂點之圓形或多邊形之側邊之數目的數目來標識。以下一個實例表示圍繞各頂點具有3個七邊 形之七邊形平鋪。其亦為規則的，因為所有圓形或多邊形具有相同大小，因此亦可給予Schläfli符號。

均勻平鋪可為規則的(若亦為面遷移及邊緣遷移)、準規則的(若為邊緣遷移而非面遷移)或半規則的(若非邊緣遷移或面遷移)。針對直角三角形(p q 2)，存在兩個規則平鋪，由Schläfli符號{p,q}及{q,p}表示。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括形成微孔陣列之機制，其中微孔陣列圖案可具有受控不均勻分佈，或均勻分佈，或隨機分佈，且可為徑向圖案、螺線圖案、葉序圖案、不對稱圖案或其組合中之一者。葉序螺線圖案可具有根據本揭露內容之順時針及逆時針斜列線。美國申請案第15/942,513之圖12說明在具有螺線葉序之眼睛上形成陣列演算法圖案之不對稱受控分佈之例示性示意表示，其中微孔之各陣列相繼出現。

在一些實施例中，微孔陣列圖案可為以下中之一者：阿基米德螺線、尤拉螺線、費馬螺線、雙曲線螺線、連鎖螺線、對數螺線、費布那西螺線、黃金螺線或其組合。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括在球形表面上形成3D微穿孔模型。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括利用費布那西及數學參數來最佳化具有例如微孔或奈米孔之孔的圖案之雷射輔助微穿孔處理陣列中之手術執行、結果及安全性，其中圖案為不均勻分佈圖案，其在宏觀尺度及微觀尺度上於與現有組織層次結構對準之橫截面組織中遞送使得存在治療之疊合再生效應。具有多個微孔/奈米孔/燒蝕/切口/目標之治療陣列或晶格可經配置呈不均勻分佈圖案，其中圖案為螺線或葉序的。可藉由弗格爾(Vogel)等式描述圖案。同樣，包括具有諸如呈開放通道或孔形式之流動路徑之螺線或葉序圖案之多個其他幾何形狀/密度/深度及形狀。微孔/奈米孔可經特定調 適以與任何給定隱形眼鏡、遮罩或具有不均勻分佈圖案之其他模板材料或設計相對應。可替代地，可結合諸如親水性或疏水性類型之習知穿孔塗覆的或非塗覆的聚合物使用微穿孔。具有不均勻分佈微孔圖案之陣列圖案及透鏡或遮罩可一起用作治療系統。

美國申請案第15/942,513之圖4A-1至圖4A-10及圖26-3A說明微穿孔/奈米穿孔可如何用於移除表面、表面下及間質組織且影響經燒蝕目標表面或目標組織之表面、間質、生物力學特徵(例如平面性、表面孔隙率、組織幾何形狀、組織黏彈性及其他生物力學及生物流變學特徵)。另外，本揭露內容可包括各種類型之自動處理系統以處理各種組成及組配之微穿孔之遞送。

受影響之組織特徵尤其包括孔隙率、紋理、黏彈性、空隙率、表面粗糙度及均勻性。量測諸如粗糙度及光澤度之表面特徵以確定品質。此類微穿孔亦可影響組織變形、柔軟性及可撓性，且具有「橘皮」紋理。因此，在靜止時及在應力/應變以及組織滲透率下，經微穿孔/奈米穿孔處理之組織之特性一般將藉助於恢復或再生組織之生物力學柔軟性而影響及/或增強組織品質。

在一些實施例中，微穿孔可包括安置於圖案中之多個微孔路徑。微孔路徑之圖案可包含規則圓形或多邊形、不規則圓形或多邊形、橢球形、弧線、螺線、葉序圖案或其組合。微孔路徑之圖案可包含放射狀弓形路徑、放射狀螺線路徑或其組合。微孔路徑之圖案可包含內部放射狀螺線路徑與外部放射狀螺線路徑之組合。空氣流動路徑之圖案可包含順時針放射狀螺線路徑與逆時針放射狀螺線路徑之組合。微孔路徑可彼此離散或不連續。可替代地，微孔路徑中之一或多者可流體地連接。放射狀弓形路徑(「弧線」)、放射狀螺線路徑或其組合之數目可變化。

在一些實施例中，微穿孔可包含為受控非線性分佈圖案、受控線性分佈圖案或隨機圖案之圖案。在一些實施例中，眼睛隱形眼鏡/眼睛遮罩可包 含微孔路徑之圖案，其中微孔路徑之圖案由受控不均勻分佈圖案之x及y座標產生。用於產生眼睛透鏡/眼睛遮罩微孔路徑之受控不均勻分佈圖案可與眼睛透鏡/眼睛遮罩一起使用之雷射微穿孔演算法之陣列圖案相同或不同。在一實施例中，受控不均勻分佈圖案與眼睛透鏡/眼睛遮罩一起使用之雷射微穿孔演算法之陣列圖案相同。在一些實施例中，受控不均勻分佈圖案與使用之雷射微穿孔演算法之陣列圖案不同。

在一些實施例中，雷射微穿孔系統可具有根據本文所描述之雷射微穿孔演算法實施例之葉序圖案。當雷射微穿孔系統包括多個微孔、多個開口、多個空腔、多個通道、多個通路或其組合時，眼睛透鏡/眼睛遮罩與具有葉序圖案之雷射微穿孔系統為共同操作的，該等多個微孔、多個開口、多個空腔、多個通道、多個通路或其組合組配成經設計以經由眼睛透鏡/眼睛遮罩及具有葉序圖案之組織而促進改良天然生物功能之圖案，該等天然生物功能諸如流體流量、血流量、肌肉移動以及靜態及動態生物功能。微孔、開口、空腔、通道、通路或其組合可定義生物流動路徑，該等生物流動路徑沿支撐墊安置、安置於支撐墊內或穿過支撐墊，或其組合。在一實施例中，微孔、開口、空腔、通道、通路或其組合之圖案可呈規則圓形或多邊形、不規則圓形或多邊形、橢球形、弧線、螺線、葉序圖案或其組合之形式。在另一實施例中，空氣流動路徑可呈規則圓形或多邊形、不規則圓形或多邊形、橢球形、弧線、螺線、葉序圖案或其組合之形式。

在一些實施例中，適合之螺線或葉序圖案可由上文所描述之微穿孔系統實施例之任何葉序陣列圖案的x及y座標產生。在一實施例中，螺線或葉序圖案之x及y座標經轉置及旋轉以確定螺線或葉序支撐空氣流動圖案之x'及y'座標，其中θ等於弧度之π/n且n為任何整數。可諸如藉由使用電腦輔助繪圖(computer aided drafting；CAD)軟體繪製(x'及y')，以產生合適之圖案，諸如螺線或葉序圖案。

圖案可隨後用於定義放射狀精確及螺線通道，以及可與弓形及螺線通道相交之環狀通道，或其組合。環狀、弓形、螺線或組合通道可產生形狀變形，諸如形成呈凹槽、空腔、孔口、通路或其他路徑形式。基於經轉置之葉序圖案之通道圖案的例示性實施例亦展示於美國申請案15/942,513中之圖10、圖13及圖16中。基於經轉置之葉序圖案之額外例示性實施例展示於美國申請案15/942,513中之圖14A-14D、圖15A-15F及圖41中。

如下文所示，微穿孔圖案可具有多個順時針螺線及多個逆時針螺線，其中順時針螺線之數目及逆時針螺線之數目為費布那西數或費布那西數之倍數。

美國申請案15/942,513中之圖14A說明根據本揭露內容之一些實施例之微穿孔圖案之例示性實施例，該微穿孔圖案可直接實施於目標組織上或替代地實施於隱形眼鏡、遮罩或具有微孔圖案之其他此類模板上，該微孔圖案具有呈費布那西序列之分佈之微孔的受控不均勻分佈。

美國申請案15/942,513中之圖14B為根據本揭露內容之一些實施例之具有順時針及逆時針斜列線之葉序螺線圖案的例示性說明。

美國申請案15/942,513中之圖14C為根據本揭露內容之一些實施例之具有順時針及逆時針斜列線之葉序螺線圖案的另一例示性說明。

美國申請案15/942,513中之圖14D至圖15F為根據本揭露內容之一些實施例之弗格爾模型的例示性說明。

美國申請案15/942,513中之圖16A至圖16N為根據本揭露內容之一些實施例之源自二十面體圖案形狀之微穿孔之例示性實施例的例示性說明。

美國申請案15/942,513中之圖17A至圖17B及圖2K-18及圖2K-19為根據本揭露內容之一些實施例之源自表示碎形球體及二十面體/四面體鑲嵌之二十面體圖案形狀之例示性微穿孔圖案。

表面積：總目標組織表面積影響移除之總組織物質量。通常，隨著總組織表面積之量增加，移除之表面物質的量增加。在一些實施例中，目標組織之總微穿孔表面積可等於微穿孔系統之總潛在表面(亦即，若不存在微孔，則為微穿孔目標面積)減去總微孔面積(亦即，所有微孔之面積之總和)。因此，總微穿孔表面積之量可在總潛在表面積之1%至約99.5%之範圍內，取決於所需微孔面積之量。根據本揭露內容之一些實施例，參見美國申請案15/942,513中之圖30之例示性表面積。

深度：美國申請案15/942,513中之圖4A-5至圖4A-10說明總目標組織深度可影響移除之總組織物質的量。一般而言，隨著總組織深度之量增加，移除之間質或表面下組織之量增加。在一些實施例中，經移除之組織微穿孔之深度等於微穿孔系統之總潛在表面下及間質組織(亦即，若不存在微孔，則為總間質及表面下組織)減去總微孔立方體積(亦即，所有微孔之面積之總和)。因此，總微穿孔立方體積之量可在微穿孔組織之總潛在表面下及間質立方體積之1%至約95%之範圍內，取決於所需微孔立方體積之量。

孔密度：例如微孔陣列之孔陣列之密度可影響微孔面積之總量及移除之表面、表面下及間質體積之總量。其亦可影響微孔及微孔分佈之總數目。多個例示性密度組配、微孔大小及微孔分佈說明於美國申請案15/942,513中之圖2K-1-A至圖2K-1-C及至圖2K-17中。應注意，微孔可隨機地、均勻地或單一地遞送。微孔陣列之體積密度或容積密度亦可影響生物力學特性。

孔數目：例如微孔之孔數目可影響微孔面積之總量及移除之總表面、表面下及間質體積之量。另外，微孔數目可影響覆蓋在微穿孔之表面上的微孔之密度及分佈，其繼而可直接影響微穿孔之總孔體積分率。在一些實施例中，微孔數目可為至少約3個、至少約5個、至少約8個、至少約12個或至少約15個。在一些其他實施例中，微孔數目可為至少約45個、至少約96個、至少約 151個或至少約257個。對於更多例示性參數，亦參見美國申請案15/942,513中之圖31-34、圖37、圖38及圖39。

在一些實施例中，根據可在1nm至600μm範圍內之光點大小，孔數目可在9至10,000範圍之間。微孔數目可介於包含任何先前上限及下限對之範圍內。

各種參數及因素可影響本揭露內容之微穿孔，且於美國申請案15/942,513中之圖31-35中說明，且亦在下文論述。

發散角：在將雷射脈衝遞送至目標組織時，增大或減小發散角α可影響如何將微孔置放於圖案內及順時針及逆時針螺線之形狀。發散角等於360°除以恆定或可變值，因此發散角可為恆定值，或其可發生變化。在一些實施例中，圖案可具有在約100°至約170°範圍內之極性座標中之發散角。發散角之較小變化可顯著改變陣列圖案，且可展示僅在發散角之值方面不同之葉序圖案。例示性發散角可為137.3°。發散角亦可為137.5°或137.6°。在一些實施例中，發散角為至少約30°、至少約45°、至少約60°、至少約90°或至少約120°。在其他實施例中，發散角小於180°，諸如不超過約150°。發散角可在包含任何先前上限及下限對之範圍內。在一些其他實施例中，發散角在約90°至約179°、約120°至約150°、約130°至約140°或約135°至約139°範圍內。在一些實施例中，藉由360°除以無理數來確定發散角。在一些實施例中，藉由360°除以黃金比來確定發散角。在一些實施例中，發散角在約137°至約138°範圍內，諸如約137.5°至約137.6°，諸如約137.50°至約137.51°。在一些實施例中，發散角為137.508°。

與微穿孔陣列之邊緣之距離：在一些實施例中，可基於微穿孔之幾何形狀及預期用途來確定陣列圖案之總尺寸。自圖案之中心至最外微孔之距離可延伸至與微穿孔之邊緣相連的距離。因此，最外微孔之邊緣可延伸至微穿孔之邊緣或與微穿孔之邊緣相交。可替代地，自圖案之中心至最外微孔之距離可延 伸至允許最外微孔之邊緣與微穿孔之邊緣之間的一定量之空間不含微孔的距離。可視需要指定自最外微孔之邊緣之最小距離。在一些實施例中，自最外微孔之邊緣至微穿孔之外部邊緣之最小距離為特定距離，識別為精密長度或作為陣列圖案所呈現之微穿孔之面之長度的百分比。微孔可廣泛或緊密地分開或鑲嵌。

孔大小：在一些實施例中，可至少部分地藉由微穿孔之陣列面積之所需總量來確定例如微孔之孔大小。微孔大小可恆定地遍及圖案，或其可在圖案內變化。在一些實施例中，微孔大小為恆定的。在一些實施例中，微孔大小隨著微孔自圖案之中心之距離而變化。存在能夠在系統中之多個大小。孔大小可在1nm至600μm範圍內。在一些其他實施例中，大小為50μm、100μm、125μm、200μm、250μm、325μm、425μm或600μm。

孔形狀：存在能夠在系統中之多種形狀。藉由電磁輻射而自身形成在結締組織中之例如微孔之孔形狀可具有對組織反應及創傷癒合之相關後果。正方形形狀可能比圓形形狀癒合得慢。微穿孔系統能夠形成多種幾何個別微孔形狀。在一些實施例中，理想形狀為正方形。

形狀亦可對微孔陣列有影響。覆蓋量可受微孔形狀影響。微孔形狀可為規則或不規則的。在一些實施例中，微孔形狀可呈以下形式：狹縫、規則圓形或多邊形、不規則圓形或多邊形、橢球形、圓形、弧線、螺線、通道、其他適合之形狀或其組合。在一些實施例中，微孔陣列具有圓形形狀。在一些實施例中，陣列形狀可呈例如二十面體或四面體鑲嵌之一或多個幾何圖案形式，其中多個圓形或多邊形(或其他形狀)相交。形狀亦可影響所需或非所需之創傷癒合且可視微孔功能之目的而修改。

美國申請案15/942,513中之圖16A-N展示此類成形之微孔陣列之實例。微孔陣列經組配使得圖案相似於圓形或多邊形，其可具有略微精確之邊緣。在此等組配中之組織移除以數學上及幾何學上平衡方式影響生物力學特性， 從而產生對微穿孔之穩定性。

設計因素：設計因素可影響微穿孔陣列或晶格在3D組織中之總體置放以及相對於微穿孔邊緣與組織內之『氛圍』之關係。微穿孔之設計可取決於組織自身之固有形狀或關於預期生理解剖結構或所需影響而經調整。此可為自對偶(無限)規則歐幾里得蜂巢、對偶多面體、7立方體、7正交體或類似簡單晶格、布拉韋晶格或非布拉韋晶格。

比例因數：比例因數可影響微孔陣列圖案之總體大小及維度。比例因數可經調整使得最外微孔之邊緣處於微穿孔之外部邊緣的所需距離內。另外，比例因數可經調整使得最內微孔之內部邊緣處於微穿孔之內部邊緣的所需距離內。對偶性可通用於n維空間及對偶多面體；在兩個維度中，此等稱作對偶圓形或多邊形，或含有頂點、陣列或類似地含有各向同性或各向異性兩者之鑲嵌的三維或多維。

最接近的相鄰微孔之間的距離：考慮到例如微孔之孔之數目及大小，可確定最接近的相鄰微孔之中心之間的距離。任何兩個微孔之中心之間的距離可為其他列設計考慮因素之函數。在一些實施例中，任何兩個微孔之中心之間的最短距離從不重複(亦即，孔對孔間距從不為相同的確切距離)。此類型之間距亦為受控不對稱性之實例。在一些其他實施例中，任何兩個微孔之中心之間的最短距離始終重複(亦即，孔對孔間距始終為相同的確切距離)。此類型之間距亦為受控對稱性之實例。在一些實施例中，隨機地配置兩個微孔之間的距離(亦即，孔對孔間距為隨機的)。因此，系統可提供受控不對稱性、隨機不對稱性及受控對稱性以及隨機對稱性，該受控不對稱性為圍繞陣列設計或圖案之中心的至少部分旋轉不對稱性，該隨機不對稱性為圍繞陣列設計或圖案之中心的至少部分旋轉隨機，且該受控對稱性為圍繞陣列設計或圖案之中心的至少部分旋轉，該隨機對稱性為圍繞陣列設計或圖案之中心的至少部分旋轉隨機。

在一些實施例中，旋轉不對稱性可延伸至圖案設計之微孔之至少51%。在一些實施例中，旋轉不對稱性可延伸至陣列圖案設計之至少20個微孔。在一些實施例中，旋轉對稱性可延伸至圖案設計之微孔之至少51%。在一些實施例中，旋轉對稱性可延伸至圖案設計之至少20個微孔。在一些實施例中，旋轉隨機圖案可延伸至圖案設計之微孔之至少51%。在一些實施例中，旋轉隨機圖案可延伸至圖案設計之至少20個微孔。

在一些實施例中，可藉由弗格爾模型等式：φ=n*α,r=c

n來將以極性座標描述孔隙圖案中之51%，如上文所描述。

共同操作式眼睛隱形眼鏡/眼睛遮罩

共同操作式眼睛隱形眼鏡/眼睛遮罩(參見例如美國申請案15/942,513中之圖27A，元件2700及圖40)可為可撓的或剛性的、軟的或硬的。其可由任何數目之各種材料製成，該等材料包括習知地用作隱形眼鏡或眼睛遮罩之彼等材料，諸如親水性及疏水性聚合物或軟凝膠或膠原蛋白，或可溶性材料或特定金屬。示例性可撓性透鏡/遮罩可包括柔韌的親水性(「喜水」)塑膠。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括用於治療鞏膜及鄰近眼部結構及部分微穿孔及表面再塑、用於再生或恢復生理眼睛功能之雷射眼睛微穿孔及/或緩解功能異常或疾病之方法及設備。在各種實施例中，陣列可採用多種幾何形狀、密度、組配、分佈、密度及光點大小及深度。其亦可在各種時間點處經預先計劃且執行。其亦可以所需穿孔之百分比來穿過表鞏膜、鞏膜基質或篩板。電磁能量應用亦可為適合的。

疏水性鞏膜透鏡定製晶圓，奈米、μm等：在各種實施例中，疏水性鞏膜透鏡可定製之晶圓可具有一般以公釐、微米或奈米為單位量測之可變大小。一般而言，其為可含有針對雷射治療患者之鞏膜之電腦產生定製演算法之鞏膜隱形眼鏡。首先，可記錄可重新處理之光點，且可經由遮罩或透鏡剖析光點。 遮罩可由各種材料製成，該等各種材料包括一或多種疏水性聚合物或無法藉由雷射穿透之聚合物之摻合物。此可為除了智慧映射技術之外不經處理之周圍組織提供額外水準之保護。角膜中心隱形眼鏡可經著色以保護角膜免受顯微鏡光及雷射光束自身侵害。在各種實施例中，其可為拋棄式，且一旦圖案處於眼上便不可再用。另外，其可經預封裝之滅菌容器遞送。

此可藉由量測生物統計學、形態學、解剖結構、表面形狀、角膜切開術、鞏膜厚度、材料性質、屈光、光散射及其他形貌體及品質來形成，上述各者可導入、上載或者輸入至可為「虛擬眼睛」之平台的三維(3D)動態FEM模組中。本揭露內容之系統可處理角膜及透鏡兩者之資訊，且可當已輸入所有光學件及資訊時運作多個演算法測試。系統可旨在經由操控鞏膜增強調節能力而應用數學及物理情境，且其亦可給出對角膜之合乎需要之任尼克(Zernike)輪廓，其將在存在雷射視覺矯正(Laser Vision Correction；LVC)加調節計劃之情況下產生最大調節能力。一旦完成，則可例如藉由ISIS(用於分析及再生眼睛屈光狀態、角膜屈光狀態，例如晶狀體屈光狀態及角膜屈光狀態兩者或「對偶光學件」之視覺映射的可視化及眼睛映射軟體)經由虛擬眼睛產生圖案，且存在該圖案之可視化。在一些實施例中，ISIS可為伺服機制。

晶圓亦可在12點鐘及6點鐘經線處戳記座標，以便藉由醫師在眼睛上定向。晶圓亦可在10/2/4/7經線處戳記獨特且不同的座標，以便醫師治療象限定向。晶圓/隱形眼鏡可藉由連接至ISIS之母板的對應3D列印機產生。一旦完成，便可在置放在患者眼睛上之前對透鏡進行滅菌。

在一些例示性操作中，最初，在一些實施例中可與眼睛追蹤器耦接或含有眼睛追蹤器之雷射可經校準或啟動，且藉由醫師將透鏡置放於位置處。晶圓可充當用於雷射之遮罩及導引件兩者。

透鏡設計稱作「半鞏膜接觸」(SEQ)。此透鏡具有其起始點，在角 膜2.0mm部分處之鞏膜之軸承邊緣由三條曲線組成。將SEQ透鏡形貌體開窗10次，其防止透鏡堵塞。不規則角膜表面可使用RGP隱形眼鏡矯正，角膜透鏡之直徑範圍為8.0mm至12.0mm。鞏膜透鏡之直徑可在22.0mm至25.0mm之間變化。

為構建透鏡及最終附件，公式可用於計算及透鏡之產生。為縮小整體範圍，其可以2.70mm擴展至4.10mm之矢狀擬合集開始。擬合集中之差異與RGP透鏡之擬合集類似，在正常步驟之間具有0.05mm之不同半徑。

SEQ擬合集以矢狀0.1mm高度差為期。儘管DK值為90，及SEQ透鏡開窗10次，仍可存在氧氣供應問題。直徑調整為大於12.0mm之透鏡具有大量不移動之支撐件，且因此可能並不發生磨損交換。

在一些例示性操作中，1)由於雷射含有眼睛追蹤器，因此藉由醫師將透鏡置放於位置處。晶圓充當用於雷射之遮罩及導引件兩者。2)此晶圓導引系統對於雷射而言為獨特的；圖案置放於眼睛上且經過在過程期間穿孔之透鏡自身，從而形成程序之映射接收且在治療之前及之後藉由掃描儀記錄所有光點。3)ISIS保留此特定患者眼睛之此資訊，4)在此情況下，需要再治療。所有資訊(拓樸等)導入回至患者之特徵曲線中，以便ISIS『圍繞』現有光點重新計算且重新組配以用於進一步最大化。5)ISIS在應用模擬之前計算COP且在應用模擬之後可預測COP，其可在存在及不存在額外LVC之情況下告知患者及外科醫師可能用於任何特定患者之COP的量。6)ISIS亦經由使用FEM虛擬眼證實生物力學功能、光學功能兩者，以及所有距離處之視覺模擬。7)ISIS亦證實後op COP、AA、屈光、任尼克輪廓變化等，且在後端繼續捕獲所有資料庫資訊以提出未來更加複雜及最佳化演算法。8)ISIS亦可剖析各種演算法以增強對於對偶光學系統之理解且基於鞏膜厚度及其他生物統計學、幾何形狀、光學件等隨著年齡增長而發生之變化來給予變化情境。此有用性為無限的，但特定實施例為ISIS可根 據患者之初始檢查經由白內障齡而產生年齡相關之治療映射。因此，ISIS可預先預測光點之數目及應使用何種圖案，使得在第一晶圓上藉由ISIS『預確定』再治療潛在區域。此意指在後續就診中，ISIS可警告醫師COP之臨界喪失時間且可在任何時候開始再治療(此將由醫師、患者及ISIS輸出確定)。9)ISIS亦可具有聽覺交互作用且亦可在治療期間警示醫師是否需要干預，當完成時且指導醫師應評估何種檢查之精確性或何種檢查需要更多關注。ISIS可向醫師作出建議，但控制程式ISIS之選擇的醫師將執行10)ISIS亦具有參考清單且可檢索論文、知識以及近期趨勢。11)ISIS可如同語音助理一般工作，例如Apple Siri。

一些實施例之雷射形貌體可包括Er：YAG眼科發出雷射媒體，具有2.94μm波長之Er：YAG雷射；約250微秒之脈衝持續時間；重複率可為3、10、15、20、25、30、40、50pps。

各種組織組分之各種淨吸收曲線可為重要的。在2.94μm下，波長雷射可對H20 3.00μm之峰值吸收為近紅外光譜中之最接近波長。此允許其有效地利用極小熱效應自組織蒸發H20(燒蝕機制)。在2.94μm下之雷射組織交互：2.94μm可為對於組織燒蝕之較大波長；在10.6μm下，比CO₂更佳由水吸收10至20倍；在2.79μm下，比Er：YSGG更佳由水吸收3倍；在2.94μm下，水之燒蝕臨限值約為1J/cm²。燒蝕立即進行且可僅為表面效應。此提供具有極小間接組織損傷之極精確燒蝕。

Er：YAG眼科系統之應用可包括廣義510K以用於切除、切開、蒸發眼部軟組織，因此在採用該應用之後，擴張用途係不可避免的，包括於以下中：Ptyerigium手術；青光眼手術；眼部神經頭截留(後鞏膜)；眼內囊切開術；外眼部軟組織手術；AMD；及其他。

亦涵蓋用於治療鞏膜及鄰近眼部結構以及部分微穿孔及表面再塑之方法及設備。

如本文所描述，提供用於使用電磁輻射執行眼睛之目標區域(例如鞏膜)之部分表面再塑的系統及方法。藉由電磁輻射源產生電磁輻射。引起電磁輻射以應用於眼睛之目標區域之特定部分，較佳為鞏膜。可藉由遮罩或鞏膜透鏡阻礙電磁輻射影響眼睛之目標面積之另一部分。可替代地，電磁輻射可應用於鞏膜之目標區域除特定部分以外的部分。

另外，本文描述用於藉由準連續雷射光束修改組織以改變眼睛之光學特性之方法，包含可控制地設置光束之體積功率密度且選擇光束之所需波長。可藉由以下來實現組織修改：使光束聚焦於組織中之預選擇起始點處，且在組織之指定體積中或沿組織中之指定路徑相對於起始點以預定方式移動光束之焦點。取決於所選擇之體積功率密度，可藉由光燒蝕或藉由組織黏彈特性中之變化來修改焦點入射的組織。

眼科雷射系統

在各種實施例中，本揭露內容之眼科雷射系統可包括雷射光束遞送系統及回應於可操作雷射光束遞送系統之眼睛之移動的眼睛追蹤器，以用於經由將雷射光束之置放發射至眼之鞏膜的選定區域上來燒蝕眼之前部及/或後部之鞏膜材料。以序列及圖案形式發射此畫面，使得在連續位置處並不發射雷射畫面且連續畫面不重疊。圖案回應於眼眼睛之移動而移動。由於眼睛之鞏膜為『離軸』的，因此掃描機制係新穎的，此係因為其並不藉由將束固定在眼睛之視軸上來操作。參考美國申請案15/942,513中之圖20及圖20A至圖20D，實際上，『離軸』掃描機制可包括眼睛對接系統，其利用測角計鏡或導引系統來燒蝕視軸外部之鞏膜之相對象限。閉合迴路反饋系統處於掃描儀內部且亦在眼睛對接系統與呈磁感測器機制形式之掃描儀之間，呈磁感測器機制形式之掃描儀將雷射頭鎖定至眼睛對接系統且借助於眼睛之生物反饋定位來觸發眼睛追蹤及光束遞送兩者。

在一些實施例中，雷射系統可包括用以選擇及控制藉由各雷射能量脈衝輻射之區域之形狀及大小而不改變光束之能量密度的構件。藉由改變脈衝之間的輻射面積之大小，某些表面區域可比其他表面區域經受更多侵蝕，且因此可重新剖析表面。方法及系統尤其適用於移除角膜潰瘍且重新剖析角膜以移除屈光不正，且亦適用於重新剖析光學元件。在一些實施例中，來自雷射之光束可進入光學系統，該光學系統容納於鉸接臂中且終止於目鏡中，該目鏡具有用於附著至眼睛之吸盤。光學系統可包括光束成形配置以校正不對稱光束橫截面、第一中繼望遠鏡、光束維度控制系統及第二中繼望遠鏡。光束維度控制系統可具有帶有成形窗之止擋件或成型止擋部分，且可沿會聚或發散光束部分軸向移動。替代光束維度控制系統具有帶有成形窗之止擋件且定位於耦接變焦系統之間。亦可使用鏡、可調整縫隙及屈光系統。在一些實施例中，雷射可較佳為Er：YAG雷射。該系統可包括用以量測表面輪廓之量測裝置，及用以根據所量測及所需輪廓控制雷射操作之反饋控制系統。

在一些實施例中，用於本文所描述之模板受控精密雷射介入之方法、設備及系統改良諸如雷射顯微手術之介入、特定言之包括用以在視軸外執行此類雷射手術之能力的眼科手術的精確速度範圍、可靠性、通用性、安全性及效力。美國申請案15/942,513中之圖19說明根據本揭露內容之一些實施例之儀器及系統之例示性圖，其適用於雷射治療之定位精確性為關鍵的彼等特殊產品，不論雷射治療之空間範圍之精確可容度在何處為合乎需要的，及/或不論在程序期間對經受移動之目標或一連串目標之精確操作何時受影響。因此，系統可包括以下關鍵組件：1)使用者介面，由視訊顯示器、微處理器及控制、GUI介面組成；2)成像系統，其可包括具有變焦能力之手術視訊顯微鏡；3)自動3D目標獲取及追蹤系統，其可在操作期間跟隨主體組織(例如眼睛)之移動，因此允許外科醫師使用者基於隨時間推移自動地穩定之影像預定發射圖案；4)雷射，可藉由該雷射 聚焦，使得僅由使用者介面描述之精確治療受影響；5)診斷系統，併有映射及表面形狀、數值資料、數學資料、幾何資料、成像資料，藉由用於在程序之前、期間及之後量測精確表面及3D形狀之構件，該等量測在不限於人類回應時間之時間標度內在線執行且可為即時的；及6)快速可靠安全構件，其中雷射發射自動地中斷，若出現任何狀況(例如安全問題)，保證過程之此類中斷。

美國申請案15/942,513中之圖20(E-G)說明根據本揭露內容之一些實施例之雷射系統之其他離軸形貌體。如所示，在所有情況下，貝塔(β)為視軸，且阿爾法(α)為視軸與治療軸之間的角度。旋轉對稱軸為豎直軸。較佳地，雷射治療區域並未由患者之眼瞼及其他形貌體隱藏。眼睛固定軸及雷射光束軸具有固定角度關係，以便暴露經界定之治療區中之孔。雷射光束遞送可圍繞豎直軸β旋轉。在一些實施例中，關鍵要素可包括：雷射光束及掃描(例如，OCT)區域在相同中心線上，且掃描區域及焦距與雷射光點大小及焦距匹配。攝影機剛好定位在雷射中心線附近。眼睛固定點對雷射遞送光束可預先建立角度關係，圍繞β自雷射遞送光束180°。

美國申請案15/942,513中之圖20I說明根據本揭露內容之一些實施例之另一例示性離軸掃描。如所示，治療可為成角度的。

在一些實施例中，系統可用於眼科診斷及分析以及用於支持眼科手術且可包括：3D-7D映射構件，用於在三維方向上感測患者眼睛上及眼睛中之位置、形狀及形貌體，且用於產生表示此類位置、形狀及形貌體之資料及信號；顯示器構件，接收來自3D-7D映射構件之信號，用於向使用者呈現表示眼之該等位置、形狀及形貌體之影像；在目標位置處，包括顯示器控制構件，用於允許使用者選擇目標位置且在燒蝕期間及在各雷射脈衝之後即時地顯示眼睛之部分之橫截面；定位分析構件，與來自三維映射構件之信號相關聯且接收該等信號，用於識別眼睛之形貌體之定位出現的變化；目標追蹤構件，與定位分析構件相關 聯，用於針對目標組織之形貌體進行檢索且在位置之此類變化之後發現該等形貌體新位置，且用於產生指示新位置之信號；追蹤定位構件，用於接收來自目標追蹤構件之該等信號且用於執行三維映射構件之目標至目標組織之該形貌體之新位置的變化，從而遵循形貌體且使顯示器構件上之影像穩定。

描述於本揭露內容之各種實施例中之顯示器構件可為視訊顯示器，且進一步包括手術顯微鏡或數位監視器或在患者眼睛處引導之智慧裝置構件，用於即時地獲取眼部組織之目標區域之視訊顯微鏡影像且用於將視訊影像資訊饋入至視訊顯示器構件以使得此類視訊顯微鏡影像顯示，輔助使用者診斷且分析，在由使用者選定時即時地啟用患者之組織之不同橫截面之顯示。

追蹤定位構件可包括自動控制、機器人控制、藍芽控制下之轉向鏡，且系統可包括物鏡總成，該物鏡總成與映射部件相關聯且具有最終聚焦透鏡，其中定位於物鏡總成內且可相對於最終聚焦透鏡移動之轉向鏡為一實施例。

在一些實施例中，系統可包括：雷射脈衝源，用於產生具有能夠在眼睛中實現所需類型之手術之能力的紅外至近紅外光雷射光束；雷射發射控制構件，用於允許外科醫師/使用者控制雷射發射之目標、深度及時序以影響所需手術；3D-7D映射構件，在患者眼睛處引導，用於獲得表示眼睛上及眼睛內部之形貌體之位置及形狀的資料；微處理器構件，用於接收來自三維映射構件之資料且用於將資料轉換為可呈現於螢幕上之格式，且可用於外科醫師/使用者精確定位眼睛之形貌體及彼等形貌體內之雷射光束之目標及深度；及顯示器構件，用於在準備時及在手術期間在將下一雷射脈衝發射至外科醫師/使用者之前顯示表示眼睛之表面形狀及雷射光束之目標及深度的微處理器產生影像，其中用於允許外科醫師/使用者選擇用於顯示之眼睛之區域的顯示器控制構件，包括眼睛之部分之橫截面的影像。

紅外或近紅外脈衝、自由運作或持續或Q切換之光雷射電源可產 生能夠在患者組織中(包括在患者之透明組織內)實現所需雷射手術之雷射光束。系統可包括光學路徑構件，其用於接收雷射光束且重新引導雷射光束且視需要使其朝向組織中之待操作之所需目標聚焦。

系統可包括雷射外殼，其經定位以攔截及引導光學路徑構件，用於沿光學路徑構件獲取該目標之影像且用於將視訊影像資訊饋入至視訊顯示器構件，且追蹤在不損傷主體組織之情況下在發射下一雷射脈衝之前追蹤系統定為目標之個體組織之移動且因此在發射下一雷射脈衝之前移位光學路徑，使得藉由三維映射構件及藉由手術顯微鏡構件產生資訊及影像，以及雷射光束之瞄準及位置，隨後組織之位置發生變化。獲得各影像圖框，且在動態即時及表面檢視中，在雷射發射之前及之後各自在3D-7D微孔內部發射之後將資訊發送至視訊顯示器。GUI可包括用於影像捕獲之在7個方向上之整合式多視圖系統，其包括：表面、內部孔、外部孔、微孔之底部、整個眼球視圖、目標陣列區域。

在一些實施例中，7立方體可為微處理器之較佳投影；但存在呈維度球體形狀、空間之其他實例，且可整合至GUI及微處理器中。正交投射可包括美國申請案15/942,513中之圖8中所示之實例。

系統可包括多維標度、線性判別分析及線性降維處理以及局部線性嵌入及等距映射(isometric map；ISOMAP)。亦可包括非線性降維方法。

在一些實施例中，系統可允許拓樸影像或纖維化之1D、2D、3D或4D及至多7D轉換。纖維化為對纖維束之概念的概括。纖維束使得一個拓樸空間(稱作纖維)之構思精確，該拓樸空間係藉由另一拓樸空間(稱作基礎)「參數化」。纖維化類似於纖維束，不同之處在於纖維不必為相同空間或同胚的；相反地，其僅為同倫等效物。對3、4、5、6及7維度球體空間中之拓樸空間之技術特性之纖維化等效物，持續映射p：E→B相對於任何空間滿足同倫提昇特性。纖維束(在仿緊致基礎上)構成重要實例。在同倫論中，任何映射如纖維化『一樣良 好』-亦即，可將任何映射作為同倫等效物分解至「映射路徑空間」中，繼之纖維化成同倫纖維。

雷射工作台可裝備有三個可程式化軸(X，Y，Z；可擴展至5個軸)，該雷射工作台具有自動旋轉桌機器，可程式化X、Y、Z軸及2台旋轉桌。其可包括人機介面(Human Machine Interface；HMI)，具有安全使用者存取位準、診斷及資料登入，以用於證實過程及使用者友好操作，以及排序程序模組，其可調適以用於獨特脈衝調變，其中：孔徑：1μm-1000μm；最大鑽孔深度0.1μm-2000μm；孔公差：>±1-20μm

操作性形貌體亦可包括網路電腦連接、iPad操作、操縱桿操作、觸控式螢幕操作、iPhone操作、遠程或藍芽操作、數位攝影機整合操作、視訊整合操作及其他。

用於雷射輔助眼部藥物傳遞之系統及方法

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可用於雷射輔助眼部藥物遞送，諸如用於例如藉由燒蝕、凝結之光治療處理及/或光治療調變目標組織之方法及設備，該目標組織例如鞏膜組織及諸如脈絡膜、脈絡膜下空間、視神經視網膜或其他之其他眼內組織。揭露一種用於在生物膜(1)中產生初始穿透表面(A)之方法，其包含：a)在生物膜(1)中產生多個個別微孔(2 i)，各個體微孔(2 i)具有個別穿透表面(Ai)；及b)產生此類多個個別微孔(2 i)及此類使成形，使得初始滲透表面(A)具有所需值，其為所有個別微孔(2 i)之個別穿透表面(Ai)之總和。亦揭露執行該方法之微穿孔器。在此情況下，生物學表面可為眼睛。在眼睛之情況下：輻射鞏膜之區域使得治療劑穿過藉由雷射輻射所產生之開放區域且由此遞送至前球體或後球體中之眼內目標組織，諸如脈絡膜、視神經視網膜、視網膜上皮、葡萄膜、玻璃體或房水。

併入本文中之美國申請案15/942,513揭露亦可應用於本揭露內容 之系統及/或經組配用於本揭露內容之系統的藥物遞送之系統、裝置及方法之其他實施例。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可用於(但不限於)遞送藥物、營養藥劑、葡萄籽提取物、幹細胞、血漿富蛋白、光活化智慧聚合物載劑及基質金屬蛋白酶。在一些實施例中，美國申請案15/942,513中之圖20P-1至圖20P-3說明用於脈絡叢藥物及營養藥劑遞送之例示性目標。

藥物遞送系統可用於手術前/手術期間/手術後狀態內，以用於多種眼睛手術需要之任何藥物遞送以供預防性或術後使用。

在一些實施例中，雷射系統可包括如(例如)美國申請案15/942,513中之圖20、圖20A至圖20B中所描述之眼睛對接台。在醫學操作期間，該眼睛對接台可定位於眼睛上方。眼睛對接台可提供四個象限之視圖。

在一些實施例中，雷射系統可包括如美國申請案15/942,513中之圖21A至圖21B中所描述之噴嘴保護件。在一些例示性操作中，噴嘴保護件可附接至噴嘴。

在一些實施例中，雷射系統可包括如美國申請案15/942,513中之圖21A至圖21B中所描述之工作台。工作台可包括如上文所描述之用於模板受控精密雷射介入之方法、設備及系統。工作台可包括GUI介面；關節臂；雷射外殼單元；CCD視訊攝影機；能夠離軸掃描之振鏡掃描儀；瞄準光束；三維映射構件；至少一個通信耦接微處理器；電力供應器及顯示器部件，該等顯示器部件包括將影像呈現至外科醫師/使用者指示雷射目標之精密當前位置及於電腦產生之視圖中之深度，該等視圖通常包含平面視圖及表示不同深度處之眼睛之形貌體的眼睛之所選擇的橫截面圖；連接至視訊顯示器部件之成像系統，其包括用於產生、讀取及解釋資料以獲得關於待操作之組織之顯著形貌體的七維中之位置的資訊之三維至七維映射構件且包括微處理器構件，其用於解釋資料且將資 料以可用於外科醫師/使用者之格式的形式呈現至視訊顯示器構件，且裝備有三個可程式化軸(X，Y，Z；可擴展至5個軸)，其具有自動旋轉桌機器，可程式化X、Y、Z軸及2台旋轉桌，包括具有安全使用者存取之人機介面(HMI)。工作台之其他細節描述於美國申請案15/942,513中且併入本文中。

在某些實施例中，本文所描述之系統之物理要求可併入至「車」型工作台單元中，該工作台單元具有可鎖定輪及逆平衡/鉸接臂以便防止在使用或輸送期間車之傾斜(參見例如美國申請案第15/942,513號之圖24及圖26-5)。配件可包括：施加器插入件(拋棄式零件)：拋棄式零件用以收集燒蝕組織，且在裝置與組織之間建立衛生介面。眼莢(任擇的)：施加器可為可再用的、易於清潔、生物相容性及滅菌的。腳踏開關：用於標準雷射遞送之腳踏開關操作。

深度控制

在大多數組織中，疾病進展伴隨著力學特性變化。雷射光斑流變學(laser speckle rheology；LSR)為吾人研發以量測組織之力學特性之新技術。藉由用同調雷射光照明樣本且根據反射的雷射光斑圖案計算光斑強度調變，LSR計算τ，與組織力學特性緊密相關聯之強度去相關之衰變時間常數。可藉由量測組織之力學特性來證實LSR技術之用途。對各種假體及組織樣本執行τ之LSR量測且使τ之LSR量測與複雜的剪切模數G*進行比較，使用流變儀來量測。在所有情況下，在τ與G*之間觀測到強相關性(r=0.95，p<0.002)。此等結果表明LSR作為用於生物樣本之力學評估之非侵入性及非接觸式技術之效力。

眾所周知，諸如癌症及動脈粥樣硬化及包括神經變性病及骨關節炎之若干其他致衰弱病症的主要致死病症中之疾病進展伴隨著組織力學特性變化。關於疾病評估中之生物力學特性之顯著性之大多數可用證據可使用習知活體外力學測試來獲得，該力學測試涉及粗濾、拉伸或操控樣本。為解決對現場力學特徵之需求，新光學工具可包括LSR。

當藉由同調雷射光束照明諸如組織之不透明樣本時，射線與組織粒子交互且由於多個散射而沿不同長度之路徑傳播。返回光之自干擾產生暗及亮光點(被稱為雷射光斑)之圖案。由於散射粒子之熱布朗(Brownian)運動，光路徑可不斷地改變，且光斑圖案隨對應於圍繞散射中心之介質之力學特性之時間標度波動。

在使用發色團之手術中程序及其他生物反饋過程期間，開放生物反饋迴路可用於各種實施例。在發色團實施例中，可用至微米位準準確度之靈敏度量測色彩之飽和度以確定用於手術程序之正確及不正確組織。脈衝決策可基於各種預設色彩飽和度位準來進行。此與當前系統形成對比，當前系統可使用色彩或其他度量以僅反饋至成像裝備且不反饋至施加治療之實際雷射施加裝置。類似地，用於預測深度校準之表面下解剖結構迴避可使用工具來確定即時深度計算，從而確定緊密提取或其他治療程序如何完成，同時亦維持對非所需及未預見之解剖學結構之主動監視。因而，水性形貌體或其他形貌體監視與可監視反射之表面位準但無法有效地量測組織或其他生物學物質中之深度的老舊系統不同。

LSR利用此概念且分析反向散射射線之強度去相關，以產生對組織生物力學之估計。為此目的，LSR計算光斑系列之強度去相關功能g ₂ (t)，且提取其衰變時間常數τ，作為生物力學特性之量測值。

雷射光斑流變學實驗台

在一些例示性操作中，使用實驗台LSR設置來量測組織及基質之主體力學特性。此設置包括多個同調雷射長度之雷射，繼之以線性偏光片及光束擴展器。焦距透鏡及平面鏡用於使照明光點聚焦於目標組織部位處。使用高速CMOS攝影機來成像雷射光斑圖案。LSR量測之其他細節描述於美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

本文中之系統及方法可用於利用水之光譜吸收形貌體來量測散射介質中之光子之差分路徑長度。此差分路徑長度之確定為用於量化藉由近紅外光譜學(near-infrared spectroscopy；NIRS)量測之發色團含量變化之前提條件。組織發色團含量量測之定量係用於定量藉由各種鞏膜組織層之吸水率及時間解析量測產生之燒蝕速率的深度，此係因為其與吸收速率、脈衝寬度及雷射光束之能量有關。組織發色團含量量測之定量進一步描述於美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

本文中之其他實施例可包括使用探針設計，其已經調整至多個源-偵測器對中，使得其可採用白光源以獲得持續吸收光譜及減小的散射係數。此多源-偵測器分離探針之優點進一步描述於美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

在一些實施例中，本揭露內容之雷射系統亦可包括例示性多層成像平台。平台可包括：HL-鹵素燈；MS-鏡系統；DD-數位驅動器；L2-投影透鏡；L3-攝影機透鏡；LCTF-液晶可調諧濾光片；以及CCD VC-CCD視訊攝影機或其他適合之視訊攝影機。可使用其他適合之攝像機。多層成像平台之其他細節描述於美國申請案第15/942,513號中且併入本文中。

螢光之用途：螢光光譜學為用於基於自內源性螢光團之發射光譜特徵曲線來區分目標及非目標組織之工具。該雷射系統可包括基於螢光光譜學之即時工具，其用於區分來自鄰近非目標組織之眼睛之鞏膜結締組織的此實施例中之各種結締組織組分。可使用即時成像，例如OCT成像感測器以及發色團感測器(水、色彩等)或無螢光之光譜學來重複此解剖結構迴避系統。

本揭露內容之系統可包括生物反饋感測器、包括電流計之掃描儀及攝影機，該系統提供生物反饋，該生物反饋用於區分目標及非目標組織，以及組織自一個發色團至下一發色團之轉換，呈靈敏生物反饋迴路形式。此類轉換為 相對高能的，且因此與紫外線、可見及近紅外波長之吸收相關聯。另一方面，此項技術中當前已知系統針對所揭露之雷射模組使用簡單影像便利的反饋。由於多種生物分子可經由電子轉換吸收光，因此感測及監視其可為適用的通用成像能力。

應注意，基於藉由不同材料之固有光吸收使用色彩差異作為感測及監視以及確定組織內之邊界的發色團感測及監視為有利的改良。

在一些例示性操作中，可執行區治療模擬，包括：具有鞏膜剛度及在個別完整區中改變之附著緊密度之基線模型：區之經處理之組合(改變及不改變附著)：例如獨立地：0、1、2、3、4；組合的：1+2+3、1+2+3+4、0+1+2+3+4；有效剛度：彈性模數(E)=1.61MPa，相當於~30歲；鞏膜與睫狀/脈絡膜之間的不牢固附著，其中使用初始調節模型中之值。

區治療對調節中之睫狀變形之效應可包括剛度、鞏膜剛度+附著。

在一些實施例中，不同治療區域形狀可參考多個(例如3個或5個)關鍵區基線模擬而應用於一個鞏膜象限：具有「年老」鞏膜之健康調節之初始模型：剛性起始鞏膜：彈性模數(E)=2.85MPa，相當於~50歲；鞏膜與睫狀/脈絡膜之間的緊密附著，所有其他參數改變(睫狀啟動、其他組件之剛度等)。

在一些例示性操作中，形狀治療模擬可包括：具有區域性地「處理」的鞏膜剛度的基線模型：經處理之不同區域形狀(在不改變附著之情況下)→經處理之剛度：彈性模數(E)=1.61MPa，相當於~30歲；各區中之有效剛度可藉由各區中之形狀面積之量及初始調節模型中之值確定。

形狀治療對調節中之睫狀變形之效應可僅包括剛度。

經處理之硬度可取決於：經處理之區域中之孔體積分率→藉由處理移除之鞏膜體積%；孔體積分率藉由改變燒蝕孔之參數而變化；及其他。所估計作為微尺度混合物之所得剛度：假設在體積內平行均勻間隔之孔/大小=體積 分率(總鞏膜體積%)；剩餘體積為「年老」鞏膜(E=2.85MPa)；需要移除~43.5%體積以將經處理之區域中之鞏膜剛度自年老(例如，50歲)改變至年輕(例如，30歲)；方案(密度%及深度之組合)允許13.7%之最大體積分率，相當於2.46MPa之新剛度；陣列大小=處理之正方形區域之側邊長(mm)。

在一些實施例中，所考慮之參數包括美國申請案15/942,513中之圖26-3A、26-3A1、26-3A2、及36中所說明之彼等參數。

考慮以下參數且說明於圖107中。

經處理之表面積=鞏膜之施加處理處之表面積(mm^2)，其中經處理之表面積=陣列平方。

厚度=經處理之區域中之鞏膜之厚度(mm)，假設為均勻的。

經處理之體積=施加治療(mm^2)處之鞏膜之體積，經處理之體積=經處理之表面積×厚度=陣列²×厚度。

密度%=藉由孔佔據之經處理之表面積之百分比(%)。

光點大小=一個孔之表面積(mm^2)。

#孔=經處理之區域中之孔之數目。

#

。

總孔表面積=藉由孔佔據之經處理之表面積內之總面積

深度=一個孔之深度(mm)；取決於每孔之脈衝(ppp)參數。

深度%=延伸至孔中之厚度之百分比。

總孔體積=藉由孔佔據之經處理之表面積內之總面積

體積分率=藉由孔佔據之經處理之體積之百分比(%)，亦即藉由雷射移除之鞏膜體積之百分比。

處理參數之間的關係包括：雷射治療之輸入參數；鞏膜之特性；輸入以計算新剛度。

計算經處理區域中之鞏膜之新剛度。

體積分率=藉由孔佔據之經處理之體積之百分比(%)，亦即藉由雷射移除之鞏膜體積之百分比。

剛度=治療前鞏膜之彈性模數(MPa)。

經處理之剛度=治療後鞏膜之彈性模數(MPa)；根據微尺度混合模型估計。

雷射治療之輸入參數：鞏膜之特性、輸入以計算經處理區之有限元模型之新剛度輸入、體積分率對調節中之睫狀變形之效應：僅鞏膜剛度，全部區區域經處理(區域分率=1)。

方案=密度%及深度之可能組合之範圍，所有區中之鞏膜改變為與孔體積分率相對應之經處理之剛度。

體積分率對調節中之睫狀變形之效應：鞏膜剛度+附著，全部區區域經處理(區域分率=1)，健康=初始調節模型結果。

方案=密度%及深度之可能組合之範圍，所有區中之鞏膜改變為與孔體積分率相對應之經處理之剛度，體積分率對調節中之睫狀變形之效應：鞏膜剛度+治療區域形狀。

方案=密度%及深度之可能組合之範圍，所有區中之鞏膜改變為與經處理之區域之孔體積分率及區域分率相對應的經處理之剛度。

J/cm²計算：J/cm²×Hz(1/秒)×孔大小(cm²)=W；J/cm²=W/Hz/孔大小。實例：光點實際上為「正方形」，因此面積將基於正方形計算：7.2J/cm²=1.1w/300Hz/(225μm 10^-4)²。

可影響手術中之活眼上之燒蝕深度%之因素包括：表面上及組織內部之含水量，膜層或結膜層、雷射發射角、熱損傷，可考慮雷射拋棄式系統中之水噴霧、低溫噴霧/冷凍滴眼劑、低溫水凝膠藥筒(諸如抗生素/類固醇之手術期間藥劑)。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可進一步包括以下形貌體。

可調整微孔密度：可歸功於每施加區域產生微孔之數目而實現劑量及發炎控制。可調整微孔大小：微穿孔之劑量及可撓性圖案化。可調整微孔熱特徵曲線：系統可產生具有使凝固區之形成最小化的可調整熱特徵曲線之微孔。具有深度識別之可調整深度：系統以受控方式產生微孔，且防止燒蝕解剖結構識別太深，而迴避血管。雷射安全位準：裝置為雷射類別1c裝置，系統偵測眼睛接觸且眼莢覆蓋角膜。整合煙霧排空及過濾：可在不安裝煙霧排空系統之任何額外需要之情況下進行部分燒蝕，此係因為煙霧、蒸氣及組織粒子將直接藉由整合系統抽出。雷射系統將具有整合式即時視訊攝影機(例如內置攝影機、CCD攝影機)，其具有至與GUI顯示器整合以用於深度控制/限制控制之雷射導引系統的生物反饋迴路。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可提供：雷射系統生物反饋迴路使用黑色素含量整合色彩變化之發色團識別(用於色彩變化之各種微孔分段之電腦整合；厚度之3個區中之先前深度資訊；雷射系統能夠針對與雷射導引計劃及鞏膜微穿孔通信而整合先驗鞏膜厚度映射；OCT或UBM或3D斷層掃描之使用；雷射系統程式化釋放具有每程序之受控脈衝之程式碼；電子地連結以報告資料報告(校準資料，及服務資料，統計等)。雷射系統組件可以模組化方式建構以用於簡易服務維護及修復管理。可包括在治療之前、治療之後及在後續治療之前之自我校準設置以及即時程序校準。所有校準可記錄於資料庫中。其他形貌體可包括用於在線通訊之通訊端口(例如WIFI服務故障處理、報告產生及對伺服器之通訊，對診斷資訊之WIFI存取(錯誤程式碼/零件要求)且施配故障處理修復及維護或藉由服務代表性施配服務次序)。一些實施例可包括用於服務維護及修復之備用零件服務套組以用於現場修復；與受控脈衝程式化整合之雷射系統關鍵卡，具有包括的時間限制；具有可撓性形狀之瞄準光束以設置邊界條件且若雷射噴嘴為同軸、位準及定位，則亦觸發；與對準固定光束一致之瞄準光束以針對起始治療燒蝕觸發系統Go/No-Go；雷射系統要求含有眼睛追蹤系統及相應眼睛固定系統以用於燒蝕之安全性從而控制眼睛移動；雷射系統要求具有經由角鏡系統以在鞏膜上遞送微穿孔或經由裂隙燈應用或自由空間應用進行『軸上』遞送之能力。此等可需要更高功率、良好光束品質以及固定目標及/或眼睛追蹤系統之整合。良好光束品質可意謂：雷射系統聚焦降至50μm且至多425μm。雷射系統可能夠經由振鏡掃描及使用機器人來進行快速360度程序以在每全眼40-45秒內改變象限治療(例如約每象限10秒之各眼中之4個象限；至後續象限之1-2秒重新定位雷射)。雷射系統可為具有腳踏板、電腦監視器、OCT、CCD視訊攝影機及/或顯微鏡系統之整合的工作台。雷射系統可包括自仰臥位置可撓之患者定位桌/座椅模組；可撓角；或就座；及電動座椅。

在一些例示性操作中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括以下醫學程序：1)使用者人工可給出關於系統之正確操作之資訊。2)將眼睛施加器置放至治療區域上且將施加器單元置放於眼睛施加器上。3)使用者可設置治療參數。4)使用者開始治療程序。5)使用者可告知關於治療之進行狀態。6)可告知使用者關於在治療之前及之後之眼睛上之能量之校準。7)為防止非所需氣味，可防止燒蝕煙霧擴散。8)在治療期間、在象限之間及在治療之後，可告知使用者關於眼睛之可視化。

微穿孔-例示性參數

系統操作可經由預核准之電子鑰匙卡。手術期間所需之可視化：照明眼睛以輔助提供之可視化，外部光源或併入至雷射轉接器固定裝置中，至電腦監視器之視訊攝影機及GUI介面可為所需模組。患者可處於水平或傾斜或就座位置。在程序期間可需要針對患者之眼睛安全性之遮蔽。操作：系統可允許在附接施加器及插入件時對適當組織接觸及經驗證之使用者存取啟動雷射。孔深度監測器：藉由終止開關(光學或相等監測)監測最大深度。程序內眼睛移動之管理：可針對充分非接觸眼睛程序包括具有對應眼睛固定目標之眼睛追蹤技術。脈管結構迴避：可提供掃描/定義眼部脈管結構以迴避此區域中之微穿孔。參見美國申請案15/942,513中之圖4A-1至圖4A-10說明微穿孔/奈米穿孔可如何用於移除表面、表面下及間質組織且影響經燒蝕目標表面或目標組織之表面、間質、 生物力學特徵(例如平面性、表面孔隙率、組織幾何形狀、組織黏彈性及其他生物力學及生物流變學特徵)。

效能要求可包括：可變孔大小、孔陣列大小及孔位置。例示性製備時間：自裝置之通電5分鐘，直至開始微穿孔過程為止(假設平均使用者反應時間)。藉由象限併入機器人技術以達成治療時間要求。對於一個程序治療時間可<60s、45s。微孔之直徑：可在50μm至600μm之間調整。組織燒蝕率：可在1%至15%之間調整。微穿孔陣列大小：面積可至多在1mm×1mm與至多14mm×14mm之間調整，正方形成形孔定製形狀陣列。多個燒蝕圖案能力。短按壓以啟動及停用雷射：可藉由按壓腳踏開關而僅短時間量地開始實際微穿孔過程，而非在整個微穿孔期間按壓腳踏開關。可相同地終止雷射。經燒蝕之孔深度：5%至95%之鞏膜厚度。生物相容性：所有組織接觸部分皆藉由符合醫療裝置要求之材料建構。

在一些實施例中，系統可包括：雷射波長：2900nm +/- 200nm；約中IR最大吸水率。最大雷射通量：組織上

15.0J/cm²，組織上

25.0J/cm²；以擴寬治療可能性2900nm +/- 200nm；約中IR最大吸水率。雷射設置組合：雷射重複率及脈衝持續時間可藉由使用100Hz至500Hz及50μs至225μs範圍內之預定義組合來調整。該範圍可為最小範圍，例如組織上

15.0J/cm²，或組織上

25.0J/cm²，以擴寬治療可能性。每孔之侵蝕性脈衝治療之數目：「侵蝕性」設置亦可為可選的，以產生遠至真皮中之微孔，例如具有>1mm之深度。由於深度為主要受控通量，因此每孔之大量脈衝應自動地導致更大深度值。因此，每孔之脈衝(PPP)值可在：1PPP至15PPP之間調整。震動及振動：在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包括如美國申請案15/942,513中之圖27A至圖27C中所說明之保護透鏡。

在一些實施例中，所描述之本揭露內容之系統、方法及裝置可包 括如美國申請案15/942,513中之圖136至圖138及圖28A至圖29B中之各種實施例中所說明之窺鏡。

圖式中所說明之組件、過程、形貌體及/或功能中之一或多者可重新配置及/或合併成單個組件、區塊、形貌體或功能，或體現於若干組件、步驟或功能中。在不背離本發明之情況下，亦可添加額外元件、組件、過程及/或功能。圖式中所說明之設備、裝置及/或組件可經組配以執行圖式中所描述之方法、形貌體或過程中之一或多者。本文所描述之演算法亦可有效率地實施於軟體中及/或嵌入於硬體中。

應注意，本揭露內容之態樣可在本文中描述為描繪為流程圖、流程框圖、結構圖或方塊圖之過程。儘管流程圖可將操作描述為依序過程，但多個操作可並行地或同時執行。另外，操作之次序可重新配置。過程在其操作完成時終止。過程可對應於方法、函數、程序、次常式、子程式等。當過程對應於函數時，其終止對應於函數返回至呼叫函數或主函數。

在各種實施例中，用於實施本文所揭露之系統及方法之演算法及其他軟體通常儲存於非暫時性電腦可讀記憶體中，且通常含有指令，該等指令在由與其耦接之一或多個處理器或處理系統執行時執行步驟以實施本文所描述之主題。可使用當前及未來研發醫學系統及裝置來實施成像、機器學習、預測、自動校正及本文所描述之其他主題以執行提供迄今為止此項技術中未知之益處的醫學程序。

在一些實施例中，在各種醫學程序之前或與各種醫學程序同時執行所描述之系統、方法及裝置。在一些實施例中，如熟習此項技術者將理解，所描述之系統、方法及裝置可與任何所需組件一起實施於其自身系統、方法及裝置中以達成其各別目標。應理解，受益於本文所描述之材料之醫學程序不限於使用下文所描述之材料的實施方案，而係其他先前、當前執行及未來研發之程序亦可 受益。

上文所描述之允許實現視為相對於先前技術為新穎的，且視為對本揭露內容之至少一個態樣之操作及對達成上文所描述之目標至關重要。用於本說明書中以描述本發明實施例之字詞應理解為不僅在其通常所定義之含義方面，而且應包括藉由本說明書中之特定定義：在通常所定義之含義之範疇以外的結構、材料或動作。因此，若在本說明書之上下文中要素可理解為包括超過一個含義，則其之使用必須理解為通用於藉由本說明書且藉由描述該要素之一或多個字詞支持之所有可能含義。

上文所描述之字詞或圖式要素之定義意欲不僅包括在字面上闡述之要素之組合，而且包括以實質上相同之方式執行實質上相同的功能以獲得實質上相同的結果之所有同等結構、材料或動作。在此意義上，其因此涵蓋可針對所描述之要素中之任一者及其各種實施例製備兩個或更多個要素之同等替代物，或單一要素可針對技術方案中之兩個或更多個要素而經替代。

將目前已知或稍後設計之如由一般熟習此項技術者觀測到之自所主張之主題之改變明確地預期為預期範疇及其各種實施例內之等效物。因此，將一般熟習此項技術者目前或稍後已知之明顯替代定義為在所定義要素的範疇內。本揭露內容因此意欲應理解為包括上文特定地說明及描述之物、概念地同等之物、可明顯地經替代之物及亦併有基本構想之物。

在前述描述中且在圖式中，用相似元件符號標識相似元件。除非另外指出，否則「例如」、「等」及「或」之使用指示無限制性的非排他性替代物。除非另外指出，否則「包括(including/includes)」之使用意謂「包括但不限於(including,but not limited to/includes,but not limited to)」。

如上文所使用，置放於第一實體與第二實體之間的術語「及/或」意謂以下中之一者：(1)第一實體、(2)第二實體以及(3)第一實體及第二實體。使 用「及/或」列出之多個實體應以相同方式解釋，亦即，如此結合之「一或多個」實體。可任擇地存在除了藉由「及/或」條項所特定地識別之實體以外的其他實體，無論與特定地識別之彼等實體相關或不相關。因此，作為一非限制性實例，對「A及/或B」之參考，當結合諸如「包含」之開放式語言使用時可：在一個實施例中，指僅A(任擇地包括除B以外之實體)；在另一實施例中，指僅B(任擇地包括除A以外之實體)；在又一實施例中，指A及B兩者(任擇地包括其他實體)。此等實體可指要素、動作、結構、過程、操作、值及其類似物。

應注意，本文所闡述之離散值或值之範圍(例如5、6、10、100等)，應注意除非另外規定，否則該值或值之範圍可主張為比離散數或數字之範圍更加廣泛。本文中所提及之任何離散值僅作為實例提供。

如上文及整個本揭露內容中所用之各種術語之定義可具有如美國申請案第15/942,513號、美國臨時申請案第62/843,403號、臺灣申請案第108111355號及PCT申請案第PCT/US18/25608號中所定義之定義，該等申請案全文併入本文中。

Claims (17)

1. 一種用於將微穿孔醫學治療遞送至生物組織以改善一眼睛之生物力學之系統，該系統包含：一控制器；一雷射頭系統，其包含：一外殼，一雷射子系統，用於在不與一患者之視軸對準之治療軸上產生一雷射輻射束，該雷射子系統可操作以供用於表面下燒蝕醫學治療以產生改良生物力學之一孔圖案，以及一透鏡，其可操作以使該雷射輻射束聚焦於一目標組織上；一眼睛追蹤子系統，其用於追蹤該眼睛之地標及移動；一深度控制子系統，其用於控制該目標組織上之微穿孔之一深度，其中該深度控制子系統使用光同調斷層掃描(OCT)，其中OCT掃描及OCT深度控制被合併至單一OCT光束；以及其中該控制器可操作以控制包括一俯仰移動、一旋轉移動及一橫偏移動中之至少一者之該雷射子系統之移動。
2. 如請求項1之系統，其進一步包含一掃描系統，該掃描系統以通信方式耦接至該眼睛追蹤子系統及該深度控制子系統以用於在該目標組織之一區域上方掃描一焦點。
3. 如請求項1之系統，其進一步包含用於識別該眼睛之生物結構或位置之一迴避子系統。
4. 如請求項1之系統，其進一步包含一或多個繞射光束分束器。
5. 如請求項1之系統，其中該孔圖案包括相同大小、形狀及深 度之孔。
6. 如請求項1之系統，其中該孔圖案包括不同大小、形狀及深度之孔。
7. 如請求項1之系統，其中該孔圖案包括具有相等的在相鄰孔之中心之間的距離之孔。
8. 如請求項1之系統，其中該孔圖案包括具有不同的在相鄰孔之中心之間的距離之孔。
9. 如請求項1之系統，其中該孔之一深度藉由該深度控制子系統量測及判定。
10. 如請求項9之系統，其中該孔之該深度係在脈衝之間量測。
11. 如請求項9之系統，其中該孔之該深度係在脈衝之間量測及判定。
12. 如請求項1之系統，其中該孔圖案為一螺線圖案。
13. 如請求項12之系統，其中該孔圖案為一阿基米德螺線(Archimedean spiral)、一尤拉螺線(Euler spiral)、一費馬氏螺線(Fermat's spiral)、一雙曲線螺線、一連鎖螺線(lituus)、一對數螺線、一費布那西螺線(Fibonacci spiral)、一黃金螺線或其組合之螺線圖案。
14. 如請求項1之系統，其中該孔圖案為一矩陣陣列。
15. 如請求項1之系統，其中該雷射頭系統進一步包含一顯示器以提供眼睛固定。
16. 如請求項1之系統，其中該雷射頭系統進一步包含照明源。
17. 如請求項1之系統，其中該雷射頭系統進一步包含一攝影機系統以最佳化眼睛追蹤效能。