Двухрадиусный интерфейс пациента - RU2666117C2

Чертежи

Описание

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Данная заявка претендует на приоритет в соответствии с параграфом 119 раздела 35 Кодекса США патентной заявки США №13/757,236, поданной 1 февраля 2013 г., содержание которой в полном объеме включено в данную заявку посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Область техники изобретения

[0002] Данный патентный документ касается интерфейсов пациента, которые прикрепляют офтальмологическую систему к глазу для выполнения процедур в передней камере глаза. В частности, данный патентный документ касается двухрадиусного интерфейса пациента, который сокращает деформацию роговицы обрабатываемого глаза.

Описание предшествующего уровня техники

[0003] В данном документе описаны примеры и варианты исполнения методик и устройств для крепления офтальмологической системы к глазу. Офтальмологическая система может быть представлена системой глазного хирургического лазера для выполнения процедур в передней камере глаза, например, хирургии катаракты. Эти устройства часто называют интерфейсами пациента. Интерфейс пациента служит для соединения и подключения офтальмологической системы к глазу пациента. Таким образом, эксплуатационные характеристики этих интерфейсов имеют определяющее значение для точности и успеха офтальмологических процедур. Следовательно, усовершенствование интерфейсов пациента может привести к повышению точности и надежности офтальмологических процедур.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Вкратце и в общем, исполнения данного изобретения способны сократить сморщивание роговицы, один из факторов, ухудшающих точность офтальмологических хирургических процедур. К причинам сморщивания роговицы относятся: давление, оказываемое весом интерфейса пациента и объективом оптической системы на глаз; сжимающее усилие, создаваемое отрицательным давлением системы отсоса для обездвиживания интерфейса пациента относительно глаза; несоответствие между радиусом кривизны интерфейса пациента и роговицы глаза; сложная форма поверхности роговицы; а также различия индивидуальных радиусов кривизны.

[0005] Для повышения точности офтальмологических хирургических процедур путем снижения сморщивания роговицы интерфейс пациента офтальмологической системы в соответствии с исполнением данного изобретения может включать соединительную часть, спроектированную для крепления интерфейса пациента к дальнему концу офтальмологической системы; контактную часть, спроектированную для фиксации интерфейса пациента на глазе; а также контактный элемент, соединенный с контактной частью, который спроектирован для соприкосновения с роговицей глаза в рамках фиксации интерфейса пациента к глазу и оснащен центральной частью с центральным радиусом кривизны Rс и периферийной частью с периферийным радиусом кривизны Rp, где Rс меньше Rp.

[0006] Исполнения метода фиксации интерфейса пациента системы глазного хирургического лазера к глазу могут включать: определение R(центр-роговица), радиуса кривизны центральной части роговицы глаза, и R(периферия-роговица-склера), радиуса кривизны, характерного для периферийной части роговицы и склеры глаза; выбор контактного элемента с центральной частью, обладающей центральным радиусом кривизны Rс, и периферийной частью, обладающей периферийным радиусом кривизны Rp, который больше Rс, при этом Rс меньше R(центр-роговица) + 1 мм, а Rp меньше R(периферия-роговица-склера) + l мм; а также фиксацию интерфейса пациента системы глазного хирургического лазера с выбранным контактным элементом к глазу.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0007] ФИГ.1 - система глазного хирургического лазера.

[0008]ФИГ.2A-B - сморщивание роговицы при фиксации некоторых интерфейсов пациента.

[0009]ФИГ.3 - цельный интерфейс пациента с двухрадиусным контактным элементом.

[0010] ФИГ.4 - двухчастный интерфейс пациента с двухрадиусным контактным элементом.

[0011]ФИГ.5 - метод использования интерфейса пациента с двухрадиусным контактным элементом.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0012] Обездвиживание обрабатываемого глаза относительно системы глазного хирургического лазера во время процедуры может помочь улучшить некоторые процедуры лазерной хирургии глаза, например, рефракционную коррекцию роговицы, а также лазерно-стимулированную фотодеструкцию хрусталика и капсулотомию. В некоторых системах глазного хирургического лазера для этого используются так называемые интерфейсы пациента. Ближняя часть интерфейса пациента может крепиться к дальнему концу системы хирургического лазера, например, к объективу. Дальняя часть интерфейса пациента может включать контактную линзу. Интерфейс пациента может фиксироваться на глазе путем прижимания его к глазу и отсасыванием воздуха из области между интерфейсом и глазом. Когда интерфейс пациента зафиксирован на глазе, контактная линза прижимается к роговице глаза. Давление и сосущая сила интерфейса пациента удерживают глаз без движения относительно системы хирургического лазера, а контактная линза обеспечивает хорошо контролируемое оптическое соединение с глазом. Оба эти свойства способствуют высокоточному направлению и фокусировке лазерного луча на заданных точках в глазе.

[0013] В некоторых интерфейсах пациента используются плоские контактные линзы, также называемые аппланационными пластинками. В других используются изогнутые контактные линзы с одним радиусом кривизны. Во избежание соскальзывания и вращения глаза из-за скользкости слезной пленки, покрывающей глаз, эти контактные линзы прижимаются к роговице глаза механическим усилием и путем применения вакуумной системы к обрамляющему вакуумному кольцу.

[0014] Хотя использование контактных линз с одним радиусом кривизны обеспечивает строго определенный и простой оптический элемент для оптимизации свойств лазерного луча офтальмологической системы и, возможно, опорную плоскость для точного направления хирургического лазера, оно также может быть сопряжено со следующими проблемами.

[0015] (1) Во время фиксации под контактной линзой часто остаются пузырьки. Во избежание образования пузырьков обычно используются контактные линзы с радиусом кривизны больше, чем у роговицы. Стандартный радиус кривизны роговицы в центральной части (центр-роговица) находится в диапазоне 7,2-8,0 мм, часто около 7,6 мм. Соответственно, обычно выбираются контактные линзы с радиусом кривизны заметно больше этих величин, часто в диапазоне 10-15 мм. Диапазон радиусов кривизны 10-15 мм может быть полезен для оптимизации волнового фронта лазерного луча 112 и минимизации его искажений.

[0016] Тем не менее, такое большое несоответствие между радиусом кривизны контактной линзы и роговицы может привести к тому, что при фиксации интерфейса на глазе контактная линза выпрямляется и вызывает образование морщин на поверхности роговицы. Эти морщины могут деформировать лазерный луч, что приведет к повышенному рассеянию луча и ослаблению его мощности ниже порога фотодеструкции. При этом важные разрезы капсулотомии при хирургии катаракты могут остаться незавершенными. Если повысить мощность лазерного луча для преодоления избыточного рассеяния из-за морщин, высокая мощность может повредить светочувствительные ткани глаза, например, сетчатку, особенно при сканировании лучом областей, в которых роговица не сморщена. Сморщивание также может понизить точность наведения лазерного луча.

[0017] (2) Использование контактных линз с одним радиусом кривизны может привести к сморщиванию роговицы еще и потому, что фронтальная поверхность глаза сложнее, чем поверхность однорадиусной контактной линзы. Она включает в себя центральную часть роговицы с радиусом кривизны R(центр-роговица) в диапазоне 7-8 мм, с типичным радиусом кривизны около 7,6 мм. Вокруг этой области находится периферийная часть роговицы, радиус кривизны которой R(периферия-роговица) может постепенно увеличиваться от 8 мм до 11 мм. Вокруг периферийной области роговицы находится склера, радиус кривизны которой R(склера) заметно отличается от центрально-роговичной части: он находится в диапазоне 9-14 мм, часто в диапазоне 9,5-12 мм. Однорадиусная контактная линза и фронтальная поверхность глаза, имеющая два или даже три отличных радиуса, не соответствуют друг другу настолько, что при фиксации интерфейса пациента на глазе это несоответствие может привести к значительному сморщиванию роговицы.

[0018] (3) Несоответствующий радиус кривизны контактной линзы и ее однорадиусная структура могут вызвать не только сморщивание роговицы, но и внутренние деформации, так как опорная система внутренней части хрусталика очень мягкая. Следовательно, при фиксации однорадиусной контактной линзы несоответствующего размера хрусталик глаза часто смещается и наклоняется относительно зрительной оси глаза. Это смещение и наклон могут привести к отклонению и искривлению разрезов стандартной хирургии катаракты, включая важные разрезы капсульного мешка при капсулотомии и систему разрезов внутри хрусталика при хирургии катаракты, что ухудшит оптические результаты терапии катаракты.

[0019] Поэтому разработка новых типов контактных линз, лишенных однорадиусной структуры и несовпадения радиуса кривизны, может улучшить эксплуатационные показатели систем глазных хирургических лазеров. Исполнения данного изобретения предлагают решения описанных здесь проблем и задач.

[0020] ФИГ.1 - система глазного хирургического лазера с визуальным контролем 100. Система хирургического лазера 100 может включать глазной лазер 110, способный создавать хирургический лазерный луч 112. Хирургический лазерный луч 112 может представлять собой импульсный пучок с длительностью импульса в диапазоне 1-1 000 фемтосекунд. Лазерный луч 112 может обладать достаточной мощностью для фотодеструкции в целевой глазной ткани. Лазерный луч 112 может вводиться в оптический модуль 120 с помощью светоделителя BS1. Оптический модуль 120 может фокусировать и направлять лазерный луч 112 в целевую точку в целевой области обрабатываемого глаза 20 пациента 10 через объектив 130. С помощью сканирующих зеркал и приводов оптический модуль 120 может также сканировать лазерный луч 112 через последовательность целевых точек для разреза глазной ткани по схеме хирургических разрезов.

[0021] Обрабатываемый глаз 20 можно обездвижить относительно системы хирургического лазера 100 с помощью интерфейса пациента 200 для предотвращения непроизвольных движений глаза 20 и, таким образом, повышения точности и надежности хирургической процедуры. Интерфейс пациента (ИП) 200, прикрепленный к объективу 130 на ближнем конце, может фиксироваться на глазе 20 с помощью вакуумной системы отсоса. Для фиксации ИП 200 на глазе 20 объектив 130 можно выровнять относительно глаза 20 с помощью рамы 132.

[0022] Для облегчения хирургических процедур в систему хирургического лазера 100 могут быть добавлены различные системы визуализации. Система получения видеоизображений 140, например видеомикроскоп, может быть встроена в систему хирургического лазера 100. Эта система получает изображения глаза 20 и отображает их на дисплее для видеоизображений 144. В некоторых исполнениях система получения видеоизображений 140 может также включать процессор видеоизображений 146 для обработки видеоизображений. Такие системы получения видеоизображений 140 могут обеспечить фронтальный вид глаза 20, однако обычно дают ограниченную информацию о глубине или аксиальной структуре глаза 20.

[0023] Для построения глубинных или аксиальных изображений система хирургического лазера 100 может включать в себя систему построения глубинных изображений 150. Система построения глубинных изображений 150 может включать в себя систему построения изображений для оптической когерентной томографии (ОКТ), систему визуализации по методу Шаймпфлюга, систему на основе щелевой лампы или аналогичные. Система построения глубинных изображений 150 может выпускать воспроизводящий электронный пучок 152, который вводится в оптический модуль 120 с помощью светоделителя BS2 и направляется на цель оптическим модулем 120. Воспроизводящий электронный пучок 152 может отразиться от глаза 20 и вернуться в систему построения глубинных изображений 150, где он анализируется и выводится на дисплей глубинных изображений 154. Некоторые исполнения могут включать процессор глубинных изображений 156 для обработки глубинных изображений, например, распознавания границ и уменьшения шума. В некоторых системах хирургических лазеров 100 система получения видеоизображений 140 и система построения глубинных изображений 150 могут быть соединены.

[0024] Наконец, система хирургического лазера 100 может также включать систему направления фиксации 160 для направления интерфейса пациента 200 при фиксации. Система направления фиксации 160 может включать в себя контроллер рамы 162, перемещающий раму 132 для выравнивания объектива 130 относительно глаза 20. Некоторые исполнения могут также включать в себя фиксационный источник света 164 для испускания фиксационного луча света 166 в контрольный глаз 20c или глаз 20 через объектив 130. Фиксационный луч света 166 можно отрегулировать, чтобы направлять вращение глаз пациента для дальнейшего улучшения выравнивания относительно объектива 130. Некоторые операции системы направления 160 могут управляться компьютером и основываться на выходящих данных процессора видеоизображений 146 и процессора глубинных изображений 156.

[0025] ФИГ.2A-B предлагают более подробное изображение фиксации интерфейса пациента 200 на глазе 20. Интерфейс пациента (ИП) 200 может включать соединительную часть 210 для соединения ИП 200 с объективом 130, контактную часть 220, которая фиксируется на глазе 20, а также дальнюю линзу 230, которая обеспечивает оптическое соединение хирургического лазерного луча 112 и воспроизводящих электронных пучков в роговице 21 глаза 20. Контактная часть 220 может включать вакуумный ободок или кольцо 222 с всасывающим отверстием 224. Это всасывающее отверстие 224 можно подсоединить к вакуумной системе или системе отсоса для приложения вакуума или отрицательного давления, которое удаляет воздух из области контакта 226, таким образом, прижимая дальнюю линзу 230 к роговице 21.

[0026] При идеальной работе лазерный луч 112 распространяется через оптический модуль 120, объектив 130 и дальнюю линзу 230 для достижения цели офтальмологической хирургической процедуры, например, хрусталика глаза 22 в виде сфокусированного луча 112f, а также для выполнения точных хирургических разрезов. Тем не менее, на ФИГ.2B показано, что в некоторых обстоятельствах давление фиксации может привести к сморщиванию роговицы 21. Эти морщины могут рассеивать лазерный луч 112 в рассеянный луч 112s с меньшей мощностью у цели, из-за чего луч может оказаться неспособен выполнить хирургические разрезы. Также, морщины могут преломлять или неверно направлять рассеянный лазерный луч 112s. Сниженная мощность луча и неправильное направление могут приводить к различным отрицательным последствиям, как было описано ранее.

[0027] ФИГ.3 - интерфейс пациента (ИП) 300 в соответствии с исполнением изобретения, спроектированным для сокращения сморщивания роговицы из-за фиксации ИП. Интерфейс пациента 300 может включать соединительную часть 310, спроектированную для соединения интерфейса пациента 300 с дальним концом системы глазного хирургического лазера 100, в частности, с объективом 130. Соединительная часть 310 может включать, к примеру, байонетное крепление, защелкивающееся крепление или запорные фланцы. Она может быть выполнена из пластмассы или другого гибкого материала.

[0028] ИП 300 может также включать контактную часть 320, спроектированную для фиксации интерфейса пациента 300 на глазе 20. Контактная часть 320 может включать вакуумный ободок или кольцо 322 с всасывающим отверстием 324. Всасывающее отверстие может крепиться к вакуумной системе или системе отсоса для приложения отрицательного давления или сосущей силы к области контакта между ИП 300 и роговицей глаза. Благодаря данной конструкции, контактная часть 320 может прикреплять ИП 300 к глазу и, таким образом, обездвиживать глаз 20 относительно системы хирургического лазера 100. ИП 300 может также включать дальнюю линзу 330, которая может выполнять управляемое оптическое соединение лазерного луча 112 с роговицей. Дальняя линза 330 может быть представлена жесткой или твердой линзой с четко определенными оптическими характеристиками.

[0029] Помимо этих элементов, интерфейс пациента 300 может также включать контактный элемент 340, который соединяется с контактной частью 320. Контактный элемент 340 может быть настроен так, чтобы контактировать с поверхностью роговицы в рамках фиксации интерфейса пациента 300 на глазе. Исполнения контактного элемента 340 могут сократить сморщивание роговицы путем создания структуры, которая отличается от структуры существующих контактных линз тем, что включает в себя две части с разными радиусами кривизны: центральную часть 342 с центральным радиусом кривизны Rс и периферийную часть 344 с периферийным радиусом кривизны Rp, где Rс меньше Rp. Такие конструкции обладают различными преимуществами.

[0030] (1) Согласование структур: Благодаря добавленной проектной степени свободы, обеспечиваемой наличием двух радиусов вместо одного, двухрадиусная структура контактного элемента 340, в целом, лучше согласуется со сложной фронтальной поверхностью глаза, чем контактные элементы с одним радиусом кривизны. Таким образом, сморщивание роговицы уменьшается по сравнению с контактными элементами с одним радиусом кривизны.

[0031] (2) Согласование радиусов: Помимо общих преимуществ двухрадиусной структуры, в некоторых исполнениях радиусы Rс и Rp можно выбрать так, чтобы они были близки к центрально-роговичному радиусу кривизны R(центр-роговица) и склеральному радиусу кривизны (склера). Это обеспечит дальнейшее уменьшение описанного радиального несоответствия, уплощения и сморщивания. В некоторых исполнениях Rс может находиться в диапазоне от 6,6 мм до 9,1 мм, а Rp - в диапазоне от 8,8 мм до 10,8 мм. В других исполнениях Rс может находиться в диапазоне от 7,1 мм до 8,1 мм, а Rp - в диапазоне от 9,3 мм до 10,3 мм. Здесь упоминается, что центрально-роговичный радиус кривизны R(центр-роговица), как правило, находится в диапазоне 7-8 мм, часто около 7,6 мм, а радиус кривизны склеры R(склера) - в диапазоне 9-14 мм, часто в диапазоне 9,5-12 мм. Таким образом, указанные выше диапазоны Re и Rp могут обеспечить хорошее согласование между интерфейсом пациента 300 и центральной частью роговицы 21 и склерой 24. Так как далее структура роговицы будет описываться более подробно, номер 21 будет относиться только к центральной части роговицы, а номер 23 - к периферийной части роговицы, как показано на ФИГ.3.

[0032] Здесь отмечено широкое распределение радиусов фронтальной поверхности глаза для разных групп пациентов. Был обнаружен крайне малый процент пациентов с радиусами, выходящими за пределы указанных выше диапазонов: они составляют хвосты распределения радиусов. Таким образом, приведенные здесь утверждения касательно радиусов относятся к репрезентативному диапазону значительного большинства пациентов и могут не охватывать крайние удаленные несколько процентов хвоста распределения.

[0033] Двухрадиальные интерфейсы пациента, радиусы которых примерно соответствуют радиусам центральной части роговицы и склеры, дают преимущества по сравнению с существующими несовпадающими интерфейсами пациента с одним радиусом кривизны. Примерное соответствие центрального радиуса кривизны Rс радиусу центральной части роговицы R(центр-роговица) может эффективно уменьшить или даже исключить сморщивание роговицы, так как процесс фиксации контактного элемента 340 более не оказывает выпрямляющее воздействие на центральную часть роговицы. Также, примерное соответствие периферийного радиуса кривизны Rp радиусу R(склера) обеспечит эффективный отсос и удаление пузырьков, образующихся в процессе фиксации, вдоль поверхности контакта между периферийной частью 344 и роговицей. Удаление пузырьков можно еще больше облегчить, обработав поверхность контакта смазывающим веществом.

[0034] Учитывая сложность фронтальной поверхности глаза, в некоторых исполнениях Rp может не соответствовать радиусу кривизны склеры R(склера) сам по себе, но может быть правильнее подобран, чтобы являться специфичным как для периферийно-роговичного радиуса кривизны R(периферия-роговица), так и для склерального радиуса кривизны R(склера).

[0035] В приведенных выше описаниях Rс и Rp соответствуют радиусам кривизны. Центральная часть 342 контактного элемента 340 также имеет поперечный центральный диаметр Dc. Этот поперечный центральный диаметр Dc отличается от радиусов кривизны: в прямоугольной системе координат с осью Z, проходящей вдоль зрительной оси объектива 130, радиусы кривизны Rс и Rp определяются в плоскости XZ или YZ, в то время как поперечный центральный диаметр Dc определяется в плоскости XY. Кроме того, периферийная часть 344 контактного элемента может иметь периферийный диаметр Dp.

[0036] Для описания отношения диаметров Dc и Dp к роговичным диаметрам, следует вспомнить, что диаметр центральной части роговицы 21 D(центр-роговица) может находиться в диапазоне 6-9 мм, а диаметр периферийной части роговицы D(периферия-роговица) в диапазоне 10-12 мм, часто около 11 мм. D(периферия-роговица) измеряется на пересечении периферийной части роговицы 23 и склеры 24 и, таким образом, определяется довольно точно. С другой стороны, радиус кривизны роговицы постепенно изменяется от значения R(центр-роговица) в центральной части роговицы 21 до значения R(периферия-роговица) в периферийной части роговицы 23. Таким образом, линия перехода между этими частями может быть не такой отчетливой, а значение D(центр-роговица) может зависеть от конкретного принятого определения.

[0037] В свете этих значений, некоторые совпадающие исполнения контактного элемента 340 могут иметь центральный диаметр Dc в диапазоне 6-9 мм, в некоторых случаях - в диапазоне 8-9 мм. Исполнения могут также иметь периферийный диаметр Dp в диапазоне 10-14 мм.

[0038] Для полноты описания, вспомним, что R(центр-роговица) обычно находится в диапазоне 7-8 мм, среднее значение составляет около 7,6 мм; R(периферия-роговица) - в диапазоне 8-11 мм; а R(склера) в диапазоне 9-14 мм, часто в диапазоне 9,5-12 мм.

[0039] Возвращаясь к описанию диаметров, на ФИГ. 3 показано, что в некоторых исполнениях центральный диаметр Dc контактного элемента 340 может согласовываться со сложной фронтальной поверхностью глаза в общем, но не совпадать точно с D(центр-роговица) или D(периферия-роговица). Скорее, центральный диаметр Dc может оказаться между этими значениями. Такие исполнения могут иметь дополнительное преимущество, помимо (1) согласование структур и (2) согласование радиусов, как описано ниже.

[0040] (3) Поперечное растяжение: Как показано на ФИГ. 3, в некоторых исполнениях на центральном диаметре Dc может образоваться кромка 346, где соединяются центральная часть 342 и периферийная часть 344, так как центральный радиус Rс отличается от периферийного радиуса Rp. В исполнениях, в которых D(центр-роговица) < Dc < D(периферия-роговица), во время фиксации кромка 346 приходится на периферийную часть роговицы 23. Так как радиус кривизны центральной части Rс не равен радиусу кривизны периферийной части роговицы R(периферия-роговица), контактный элемент 340 на кромке 346 может не плавно прилегать к периферийной части роговицы 23, а вдавливаться или вклиниваться в нее после начала фиксации. По мере выполнения фиксации расклиненная кромка 346 может растягивать периферийную часть роговицы 23 в поперечном направлении, в результате чего центральная часть роговицы 21 «разглаживает» морщины, которые могли начать формироваться из-за давления фиксации. Это составляет дополнительное преимущество двухрадиусной конструкции контактного элемента 340, которое особенно эффективно в случаях, когда кромка 346 с центральным диаметром Dc больше диаметра центральной части роговицы 21: D(центр-роговица) < Dc, но меньше диаметра периферийной части роговицы D(периферия-роговица): Dc < D(периферия-роговица). Как было описано выше, для большинства глаз D(центр-роговица) находится в диапазоне 6-9 мм, а D(периферия-роговица) - в диапазоне 10-12 мм, из чего следует, что Dc оказывается в диапазоне 6-12 мм. В некоторых исполнениях Dc может находиться в диапазоне 8-10 мм.

[0041] Эта функция растяжения или разглаживания может быть особенно эффективна, если контактный элемент 340 выбирается для пациента с центральным радиусом кривизны Rс немного меньше радиуса кривизны центральной части роговицы R(центр-роговица) пациента.

[0042] Подводя итог представленным выше соображениям: двухрадиусные контактные элементы 340 могут обеспечить лучшие эксплуатационные показатели, чем существующие контактные линзы, несоответствующая однорадиусная конструкция которых вызывает уплощение и сморщивание роговицы, так как исполнения описанных здесь двухрадиусных контактных элементов могут обеспечить одно или более из следующего списка: (1) согласование структур, (2) согласование радиусов и/или (3) поперечное растяжение роговицы, при этом все эти эффекты способны уменьшить сморщивание роговицы.

[0043] Некоторые исполнения контактного элемента 340 могут даже согласовываться с трехчастной структурой передней поверхности глаза. В некоторых исполнениях контактный элемент 340 может иметь центральную часть с центральным радиусом кривизны Rс в диапазоне 7-9 мм для выравнивания относительно центральной части роговицы 21, промежуточную часть с промежуточным радиусом кривизны Ri в диапазоне 8-12 мм для выравнивания относительно периферийной части роговицы 23 и периферийную часть с периферийным радиусом кривизны Rp в диапазоне 10-14 мм для выравнивания относительно склеры. В некоторых исполнениях эти три радиуса относятся друг к другу следующим образом: Rc

[0044] Кроме того, как описано выше в пункте (3), если один или оба диаметра, разделяющих три области такого трехрадиусного элемента, не выровнены относительно D(центр-роговица) и D(периферия-роговица), это может улучшить эффект растяжения роговицы.

[0045] В некоторых исполнениях контактная часть 320 может включать сбросную конструкцию для облегчения удаления воздуха из области контакта между контактным элементом 340 и роговицей. Эта сбросная конструкция может иметь разные формы, например, радиальные каналы или закругление кромки 346 вдоль коротких отрезков дуги.

[0046] Двухрадиусная конструкция контактного элемента 340 имеет следующее дополнительное свойство: во время фиксации двухрадиусная конструкция может облегчить центрирование интерфейса пациента 300. Если двухрадиусный контактный элемент 340 вступает в контакт с роговицей не в отцентрированном положении, кромка 346 и двухрадиусные поверхности контакта могут создавать поперечные усилия, способные перемещать глаз в поперечном направлении до достижения центрального положения. Такую автоматическую центровку можно еще больше облегчить, если обработать поверхность контакта жидкой смазкой.

[0047] В некоторых исполнениях дальняя линза 330 может быть жесткой или иметь пониженную гибкость. Дальняя линза 330 может принимать на себя проксимальную поверхность контактного элемента 340, предотвращая радиальную деформацию контактного элемента 340 более 5% при фиксации на глазе (ARc/Rc<5%). В некоторых исполнениях этот эффект достигается путем использования дальней линзы 330 с радиусом кривизны дистальной поверхности, примерно соответствующим радиусу кривизны проксимальной поверхности контактного элемента 340.

[0048] В некоторых исполнениях контактная часть 320 может включать крепежную конструкцию 350 для крепления контактного элемента 340 к контактной части 320 вдоль периметра. Крепежная конструкция 350 может быть спроектирована для предотвращения поперечной деформации контактного элемента 340 более 5% при фиксации на глазе. Для достижения этого эффекта крепежная конструкция 350 может включать крепежную канавку, опорный обод, вставную конструкцию, блокирующую конструкцию, сменную конструкцию, вдвижную конструкцию или запорную конструкцию.

[0049] В некоторых исполнениях, где дальняя линза 330 может ограничивать радиальную деформацию контактного элемента 340, а крепежная конструкция 350 может ограничивать его поперечное расширение, контактный элемент 340 может быть выполнен из мягкого материала с низким коэффициентом сжимаемости. Примером может служить контактный элемент 340 с высоким содержанием воды. Такой контактный элемент 340 может обеспечивать хорошую смазку поверхности контакта и локально регулировать свою форму в небольших пределах для соответствия поверхности роговицы при фиксации, причем оба эти фактора уменьшают сморщивание роговицы. В то же время, поскольку дальняя линза 330 и крепежная конструкция 350 препятствуют значительной радиальной или поперечной деформации, такой контактный элемент 340 сохраняет свою общую форму и радиусы, обеспечивая известный и контролируемый оптический путь для лазерного луча 112, минимизируя астигматизм и искажения.

[0050] В описанных выше исполнениях контактный элемент 340 может быть изготовлен как часть контактной части 320 и, таким образом, как часть интерфейса пациента 300. В других исполнениях контактный элемент 340 может поставляться как отдельный элемент, например, увлажненный в мешке, заполненном водным раствором, во избежание высыхания. Такие контактные элементы 340 можно спроектировать для вставки в контактную часть 320 хирургом или другим квалифицированным сотрудником на этапе подготовки к глазной хирургии. В таких исполнениях контактная часть 320 может быть спроектирована для вставки в нее контактного элемента 340.

[0051] Контактная часть 320 может принимать контактный элемент 340 при наличии в ней крепежной конструкции 350, которая может быть выполнена в виде крепежной канавки, опорного обода, вставной конструкции, блокирующей конструкции, сменной конструкции, вдвижной конструкции или запорной конструкции. В любом из этих исполнений крепежная конструкция 350 может быть спроектирована для прочного крепления вставленного контактного элемента в контактной части и предотвращения поперечного расширения или вспучивания контактного элемента более 5% при фиксации на глазе.

[0052] Кроме того, в некоторых исполнениях контактная часть 320 может включать исполнение жесткой дальней линзы 330 с дистальной поверхностью, дистальный радиус кривизны которой находится в пределах 5% проксимального радиуса кривизны проксимальной поверхности контактного элемента 340. В этих исполнениях дальняя линза 330 может создавать расширенный контакт с контактным элементом 340 при вставке и предотвращать радиальную деформацию контактного элемента более 5% при фиксации на глазе. Как было описано выше, контактный элемент 340 может быть гибким, но с низким коэффициентом сжимаемости, например, из материала с высоким содержанием воды.

[0053] Благодаря описанной геометрии дальней линзы 330 и крепежной конструкции 350, а также вследствие низкого коэффициента сжимаемости контактный элемент 340 в значительной степени защищен от изгибания, деформации, растягивания, сжатия и вспучивания после вставки в контактную часть 320, т.е. в основном сохраняет свою форму при фиксации на глазе.

[0054] В этих исполнениях, хотя контактный элемент 340 может, в целом, соответствовать конструкции и радиусам центральной части роговицы и склеры, могут оставаться небольшие несоответствия, так как точные значения этих радиусов отличаются в зависимости от пациента. Таким образом, при фиксации интерфейса пациента 300 на глазе может потребоваться небольшая деформация центральной части роговицы 21 и контактного элемента 340 для коррекции остающихся несоответствий. Как было описано, в некоторых исполнениях дальняя линза 330, крепежная конструкция 350 и центральный радиус кривизны Rс могут быть выбраны таким образом, чтобы защищать контактный элемент 340 от деформации, растяжения и изгибания. Кроме того, для контактного элемента 340 можно выбрать материал с низким коэффициентом сжимаемости, что также позволит предотвратить сжатие контактного элемента 340. В таких моделях контактного элемента 340 центральная часть роговицы 21 может деформироваться при фиксации значительно больше, чем контактный элемент 340. В количественном выражении, радиус кривизны центральной части роговицы R(центр-роговица) может изменяться больше, чем центральный радиус кривизны Rс контактного элемента 340: ΔR(центр-роговица)>ΔRc. В других исполнениях деформации центральной части роговицы при фиксации могут быть значительно выше деформаций контактного элемента 340. Фиксация этих исполнений может быть описана в виде ΔR(центр-роговица)>3ΔRc, ΔR(центр-роговица)>5ΔRc, а в некоторых исполнениях - ΔR(центр-роговица)>10ΔRc.

[0055] Выбор материала контактного элемента 340 может иметь значение для обеспечения описанных выше свойств. В некоторых исполнениях контактный элемент 340 может включать контактный материал, создающий смазочную пленку на поверхности роговицы. Эффективность этой смазки можно повысить, используя поверхность контактного элемента 340 из гидрофильного материала. Гидрофильные материалы не только обеспечивают эффективную смазку, но и могут уменьшить запотевание контактного элемента 340, которое в ином случае приводит к проблемам во время фиксации.

[0056] Контактным материалом контактного элемента 340 может служить гидрогель. Как правило, гидрогель может включать в себя смесь фторсиликона и гидрофильных мономеров. Различные исполнения гидрогеля могут иметь различные показатели содержания воды с разными смазочными и оптическими свойствами, а также разными коэффициентами сжимаемости. Согласно некоторым классификациям, содержание воды в гидрогеле описывается как низкое, если (измеренное с помощью рефрактометра или по весу) оно находится в диапазоне 10-50%, в некоторых случаях - в диапазоне 30-50%; среднее, если оно находится в диапазоне 50-70%; и высокое, если содержание воды выше 70%. Необходимое содержание воды можно обеспечить и поддерживать путем увлажнения контактного элемента 340 в водном растворе, например, солевом растворе.

[0057] После увлажнения контактный элемент 340 может иметь гидратированный коэффициент преломления в диапазоне 1,32-1,44, что обеспечивает близкое соответствие коэффициенту преломления роговицы, около 1,37.

[0058] Чем выше содержание воды, тем больше контактный элемент 340 смазывает поверхность контакта с центральной частью роговицы 21, дополнительно уменьшая причины сморщивания.

[0059] ФИГ.3 также показывает, что контактная часть 320 может включать вакуумное кольцо или ободок 322 для подключения системы отсоса через всасывающее отверстие 324 для получения сосущей силы от системы отсоса и приложения ее к области контакта между интерфейсом пациента 300 и глазом 20 для плотной фиксации интерфейса пациента 300 на глазе.

[0060] ФИГ.3 также показывает, что в некоторых исполнениях интерфейса пациента 300 крепежная часть 310 и контактная часть 320 могут быть встроены в интерфейс пациента 300. Они могут быть встроены во время изготовления или даже в некоторых случаях выполнены из того же пластмассового материала.

[0061] ФИГ.4 показывает, что в некоторых других исполнениях крепежная часть 310 может быть независимой от контактной части 320. В таких исполнениях свободно перемещающаяся контактная часть 320 может быть сначала просто зафиксирована на глазе 20. После захвата глаза 20 контактной частью 320 контактную часть 320 можно использовать для управления и выравнивания глаза 20 относительно крепежной части 310, перемещать которую сложнее, так как она прикреплена к труднорегулируемой системе глазного лазера 100. После выполнения выравнивания контактную часть 320 можно соединить с крепежной частью 310.

[0062] ФИГ.5 - метод 400 для фиксации интерфейса пациента на глазе. Метод 400 может включать следующие шаги. Шаг 410 может включать определение R(центр-роговица), радиуса кривизны центральной части роговицы, и R(периферия-роговица-склера), радиуса кривизны периферийной части роговицы и склеры обрабатываемого глаза. Например, R(периферия-роговица-склера) может иметь значение между R(периферия-роговица) и R(склера) глаза. Шаг 420 может включать выбор контактного элемента, центральная часть которого имеет центральный радиус кривизны Rс, а периферийная - периферийный радиус кривизны Rp, который больше Rс. Что касается шага 430, может быть выбран контактный элемент с Rс меньше R(центр-роговица) + 1,0 мм и Rp меньше R(периферия-роговица-склера) + 1,0 мм. Наконец, шаг 440 может включать фиксацию на глазе интерфейса пациента системы глазного хирургического лазера с выбранным контактным элементом. В некоторых исполнениях шага 420, контактный элемент может иметь Rс меньше R(центр-роговица) + 0,75 мм и Rp меньше R(периферия-роговица-склера) + 0,75 мм. В других исполнениях шага 420, контактный элемент может иметь Rс меньше R(центр-роговица) + 0,5 мм и Rp меньше R(периферия-роговица-склера) + 0,5 мм.

[0063] В шагах метода 400 элементы можно соотнести с аналогичными элементами исполнений, представленных на ФИГ.1-4. В частности, интерфейс пациента может соответствовать интерфейсу пациента 300, обрабатываемый глаз - глазу 20, контактный элемент контактному элементу 340, а система глазной хирургии - системе глазной хирургии 100.

[0064] Как уже было описано, контактные элементы с приведенными выше характеристиками могут соответствовать двухрадиусной структуре фронтальной поверхности глаза. При радиусах Rс и Rp в описанных диапазонах они могут обеспечить близкое соответствие как центральной части роговицы, так и склере. Как также уже было описано, центральная и периферийная части могут сходиться на кромке, что может иметь растягивающий или разглаживающий эффект на роговицу, тем самым дополнительно сокращая сморщивание. Этот растягивающий или разглаживающий эффект может быть особенно высок, если на шаге 420 выбрать контактный элемент с центральным радиусом кривизны Rс меньше R(центр-роговица).

[0065] Метод 400 может также включать вставку выбранного контактного элемента в интерфейс пациента перед фиксацией в исполнениях, в которых контактный элемент поставляется отдельно от интерфейса пациента. В некоторых из этих исполнений изготовитель может предоставить оперирующему хирургу интерфейс пациента и комплект контактных элементов. После того как хирург определит R(центр-роговица) и R(периферия-роговица-склера), он или она может выбрать контактный элемент с такими центральным радиусом кривизны Rс и периферийным радиусом кривизны Rp, которые лучше всего подходят к определенным радиусам R(центр-роговица) и R(периферия-роговица-склера), что обеспечит наилучший результат хирургической операции.

[0066] В других исполнениях контактный элемент может быть уже установлен или вставлен в интерфейс пациента во время изготовления. В этих исполнениях шаг 420 может включать выбор из набора интерфейсов пациента того интерфейса, который содержит выбранный контактный элемент.

[0067] В некоторых исполнениях метода 400 шаг 410 может включать создание глубинного изображения передней части глаза и определение R(центр-роговица) и R(периферия-роговица-склера) на основании глубинного изображения. Для создания глубинного изображения можно использовать систему построения изображений для оптической когерентной томографии (ОКТ), систему визуализации по методу Шаймпфлюга или систему на основе щелевой лампы.

[0068] Данный документ содержит много специфических подробностей, однако их не следует воспринимать как ограничения объема изобретения или содержания заявки, а скорее как описания свойств, присущих конкретным исполнениям изобретения. Некоторые свойства, описанные в данном документе в контексте разных исполнений, могут также сочетаться в пределах одного исполнения. И наоборот, различные свойства, описанные в контексте одного исполнения, могут быть включены в разные исполнения по отдельности или в любой подходящей комбинации. Более того, хотя некоторые свойства могли быть описаны как характерные или даже специфические для определенных комбинаций, в некоторых случаях одно или несколько свойств можно удалить из заявленной комбинации, а заявленную комбинацию направить в подкомбинацию или вариант подкомбинации. Также, возможны как вариации и усовершенствования описанных исполнений, так и создание других исполнений на основании описанного.

Реферат

Изобретение относится к медицине. Интерфейс пациента для офтальмологической системы содержит: крепежную часть, выполненную с возможностью крепления интерфейса пациента к дальнему концу офтальмологической системы; контактную часть, выполненную с возможностью фиксации интерфейса пациента на глазу; и контактный элемент, соединенный с контактной частью, выполненный с возможностью создания контакта с поверхностью роговицы глаза в рамках фиксации интерфейса пациента на глазу, а также имеющий центральную часть с центральным радиусом кривизны Rс и периферийную часть с периферийным радиусом кривизны Rp, где Rс меньше Rp. При этом центральная часть и периферийная часть соединяются на кромке, имеющей центральный диаметр Dc, и Dc меньше диаметра периферийной части роговицы (периферия-роговица) глаза, при этом диаметр периферийной части роговицы находится в диапазоне от 10 до 12 мм. Применение изобретения позволит повысить точность офтальмологических хирургических процедур. 22 з.п. ф-лы, 5 ил.

Формула