Извлечение лентикулы для рефракционной коррекции - RU2627636C2

Чертежи

Описание

Область техники

Изобретение относится, по существу, к устройствам для хирургии роговицы и, более конкретно, к экстракции лентикул (именуемых также лентикулами) с целью рефракционной коррекции.

Уровень техники

Рефракционная хирургия использует лазеры, чтобы изменить форму роговицы с целью скорректировать рефракционные дефекты глаза. Согласно некоторым методам приподнимают вырезанный в глазу лоскут, чтобы открыть часть роговицы, форму которой изменяют, используя для этого эксимерный лазер. Затем лоскут возвращают на место. Согласно другим методам фемтосекундный лазер делает в роговице разрезы, чтобы сформировать лентикул, который затем удаляют, чтобы изменить форму роговицы.

Раскрытие изобретения

В определенных вариантах устройство для рефракционной коррекции содержит лазерный модуль и управляющий компьютер. Лазерный модуль сконфигурирован для формирования в глазу лентикула с помощью импульсного лазерного излучения в виде ультракоротких импульсов. Данный модуль содержит один или более управляемых компонентов, сконфигурированных с возможностью управлять фокусом импульсного лазерного излучения. Управляющий компьютер сконфигурирован для выдачи одному или более управляемым компонентам команд на: создание, посредством импульсного лазерного излучения, канала с целью облегчить отделение лентикула от глаза; выполнение, посредством импульсного лазерного излучения, заднего разреза с целью сформировать заднюю сторону лентикула; и выполнение, посредством импульсного лазерного излучения, переднего разреза с целью сформировать переднюю сторону лентикула.

В определенных вариантах способ рефракционной коррекции включает управление фокусированием импульсного лазерного излучения в виде ультракоротких импульсов. При этом, посредством импульсного лазерного излучения, создают канал с целью облегчить отделение лентикула от глаза. Посредством импульсного лазерного излучения выполняют также задний разрез с целью сформировать заднюю сторону лентикула. Посредством импульсного лазерного излучения выполняют, кроме того, передний разрез с целью сформировать переднюю сторону лентикула.

В определенных вариантах предусматривается использование материальной машиночитаемой среды с записанным машинным кодом для реализации рефракционной коррекции при его выполнении компьютером, сконфигурированным для управления фокусированием импульсного лазерного излучения в виде ультракоротких импульсов. Машинный код сконфигурирован также с возможностью создания, посредством импульсного лазерного излучения, канала с целью облегчить отделение лентикула от глаза; выполнения, посредством импульсного лазерного излучения, заднего разреза с целью сформировать заднюю сторону лентикула и выполнения, посредством импульсного лазерного излучения, переднего разреза с целью сформировать переднюю сторону лентикула.

Краткое описание графических материалов

Далее, со ссылками на прилагаемые чертежи, будут подробно описаны варианты осуществления изобретения, приводимые в качестве примеров.

На фиг. 1 проиллюстрирован пример устройства, сконфигурированного для выполнения рефракционной коррекции согласно определенным вариантам.

На фиг. 2 проиллюстрирован, на виде сверху, пример формирования лентикула согласно определенным вариантам

На фиг. 3 пример формирования лентикула согласно определенным вариантам проиллюстрирован на виде в сечении.

Фиг. 4 иллюстрирует пример способа формирования лентикула согласно определенным вариантам.

Осуществление изобретения

В дальнейшем описании и на чертежах подробно проиллюстрированы характерные варианты предлагаемых устройств и способов. Описание и чертежи не являются исчерпывающими или каким-то другим образом сужающими или ограничивающими границы формулы изобретения конкретными вариантами, представленными на чертежах и рассмотренными в описании. На чертежах проиллюстрированы возможные варианты, однако, для лучшего их понимания соблюдение масштаба в данном случае необязательно, а конкретные особенности и части могут быть упрощены, преувеличены, удалены или показаны в частичном сечении. В добавление к сказанному, некоторые чертежи могут быть выполнены в схематичной форме.

На фиг. 1 проиллюстрирован пример устройства, сконфигурированного для выполнения рефракционной коррекции согласно определенным вариантам. В данных вариантах устройство 10 содержит лазерный модуль и управляющий компьютер. Лазерный модуль способен формировать в роговице глаза (например, в слое стромы) лентикул, используя для этого импульсное лазерное излучение с ультракороткими импульсами (такими, как импульсы в пико-, фемто- или аттосекундном диапазоне). Лентикулу может быть придана форма в соответствии с профилем рефракционной коррекции таким образом, что удаление лентикула обеспечит рефракционную коррекцию.

Лазерный модуль может содержать управляемые компоненты, фокусирующие импульсное лазерное излучение. На эти компоненты управляющим компьютером подаются команды, обеспечивающие фокусировку импульсного лазерного излучения внутри роговицы, чтобы сформировать канал (в частности, передний или задний) с целью облегчить отделение лентикула. Импульсное лазерное излучение способно также выполнить передний разрез, чтобы сформировать переднюю сторону лентикула, и задний разрез, чтобы сформировать его заднюю сторону. В определенных вариантах импульсное лазерное излучение способно также выполнять разрез для удаления, через который лентикул может быть извлечен, вручную или автоматически.

На фиг. 1 вариант устройства 10 представлен в процессе проведения хирургической операции на глазу 22. Устройство 10 содержит лазерный модуль 15, адаптер-интерфейс 20 пациента (далее - адаптер), управляющий компьютер 30 и блок 32 памяти, связанные представленным на фиг. 1 образом. В состав лазерного модуля 15 могут входить лазерный источник 12, сканер 16, один или более оптических элементов 17 и/или фокусирующий объектив 18, связанные представленным на фиг. 1 образом. Адаптер 20 может содержать контактный элемент 24 (в возможном варианте имеющий контактную поверхность 26, устанавливаемую на внешней стороне обрабатываемого объекта) и втулку 28. В блоке 32 памяти хранится управляющая программа 34. Обрабатываемым объектом может быть глаз 22.

Лазерным источником 12 генерируется лазерный пучок 14 в виде ультракоротких импульсов излучения. В данном описании термин "ультракороткий импульс излучения" относится к импульсу излучения, который имеет длительность менее наносекунды, например порядка пикосекунд, фемтосекунд или аттосекунд. Фокальная точка лазерного пучка 14 способна создавать индуцированный лазером оптический пробой в тканях, в частности в роговице. Лазерный пучок 14 может быть точно сфокусирован, что позволяет выполнять прецизионные разрезы в слоях роговицы, уменьшая или вообще избегая необязательного разрушения другой ткани.

К примерам лазерного источника 12 относятся фемтосекундный, пикосекундный и аттосекундный лазеры. Лазерный пучок 14 может иметь любую пригодную длину волны в вакууме, такую как длина волны в диапазоне 300-1500 нм, например в одном из интервалов 300-650 нм, 650-1050 нм, 1050-1250 нм или 1100-1500 нм. Кроме того, у лазерного пучка 14 может быть относительно небольшой размер фокальной зоны, в диаметре равный, например, 5 мкм или менее. В определенных вариантах лазерный источник 12 и/или канал подведения пучка могут быть вакуумированы или приведены в состояние, близкое к вакууму.

На траектории пучка установлены сканер 16, оптические элементы 17 и фокусирующий объектив 18. Сканер 16 регулирует положение фокальной точки лазерного пучка 14 в поперечном и продольном направлениях. "Поперечным" считается направление, ориентированное под прямым углом к направлению распространения пучка 14, которое считается "продольным". Поперечная плоскость и продольное направление могут быть обозначены соответственно как плоскость x-y и z-направление. В определенных вариантах в плоскости x-y располагают контактную поверхность 26 адаптера 20 пациента.

Сканер 16 выполнен с возможностью смещать лазерный пучок 14 в поперечном направлении любым подходящим образом. В частности, сканер 16 может содержать пару сканирующих зеркал с гальванометрическим приводом, которые установлены с возможностью наклоняться относительно взаимно перпендикулярных осей. В другом примере сканер 16 может содержать электрооптический кристалл, способный осуществлять электрооптическую регулировку лазерного пучка 14. Кроме того, сканер 16 выполнен с возможностью настраивать лазерный пучок 14 любым требуемым образом также и в продольном направлении. В частности, чтобы иметь возможность управлять z-положением фокуса пучка, сканер 16 может содержать линзу с управляемым положением по продольной оси или с переменной преломляющей способностью или деформируемое зеркало. Компоненты сканера 16, управляющие фокусом, можно разместить на траектории пучка любым пригодным образом, например в одном и том же модульном блоке или в разных модульных блоках.

Один или более оптических элементов 17 направляют лазерный пучок 14 в сторону фокусирующего объектива 18. Элементом 17 может быть любой пригодный оптический элемент, способный отражать и/или преломлять/дифрагировать лазерный пучок 14. Например, такую функцию может выполнять неподвижное отклоняющее зеркало. Объектив 18 фокусирует лазерный пучок 14 на адаптер 20, к которому его можно присоединить разъемным образом. Объективом 18 может быть любое пригодное оптическое устройство, например f-theta объектив.

Адаптер 20 приводится в контакт с роговицей глаза 22. В представленном примере он снабжен втулкой 28, соединяющей контактный элемент 24 и фокусирующий объектив 18. Контактный элемент 24 может быть просвечивающим или прозрачным для лазерного излучения и имеет контактную поверхность 26, которая приводится в соприкосновение с роговицей и посредством которой участок роговицы может быть уплощен. В определенных вариантах контактная поверхность 26 планарная, т.е. она формирует на роговице планарную зону. Поскольку предусмотрена возможность установить контактную поверхность 26 в x-y плоскости, в этой плоскости оказывается и данная планарная зона. В других вариантах контактная поверхность 26 может быть не планарной, а, например, выпуклой или вогнутой.

Управляющий компьютер 30 управляет управляемыми компонентами (например, лазерным источником 12 и сканером 16) в соответствии с управляющей программой 34. Программа 34 содержит компьютерный код, делающий возможным подачу на управляемые компоненты команд, обеспечивающих фокусировку импульсного лазерного излучения в требуемой зоне роговицы с целью фотодеструкции по меньшей мере части данной зоны.

В определенных вариантах операционных режимов сканер 16 может направлять лазерный пучок 14 так, чтобы формировались разрезы с любой требуемой конфигурацией. В число примеров типов разрезов входят разрезы по плоскости (далее - основные разрезы) и боковые разрезы. Основной разрез представляет собой двумерный разрез, выполняемый обычно в x-y плоскости. С помощью сканера 16 можно выполнить такой разрез, фокусируя лазерный пучок 14 при постоянном значении заглубления z относительно контактной поверхности 26 и перемещая фокус в соответствии с заданным паттерном в x-y плоскости. Боковой разрез представляет собой разрез, проходящий из-под поверхности роговицы (в частности, от основного разреза) к наружной поверхности. С помощью сканера 16 можно выполнить боковой разрез, изменяя значение параметра z фокуса лазерного пучка 14 и, в возможном варианте, варьируя значения параметров x и/или y.

Фотодеструкции может быть подвергнут любой подходящий участок роговицы. Для этого можно выбрать один или более любых слоев роговицы. В добавление к сказанному, предусмотрена возможность подвергнуть фотодеструкции участок клеточного слоя в z-направлении, оставив на роговице часть этого слоя. Кроме того, предусмотрена возможность выбрать для фотодеструкции в x-y плоскости конкретный участок, так называемую "целевую зону", например зону, соответствующую основному разрезу.

Предусмотрена возможность посредством устройства 10 выполнить фотодеструкцию слоя роговицы любым пригодным для этого образом. В определенных вариантах управляющий компьютер 30 может послать лазерному модулю команду, обеспечивающую фокусировку лазерного пучка 14 при постоянном z-значении заглубления под контактную поверхность 26 и перемещение в соответствии с заданным паттерном в x-y плоскости, по существу, перекрывающее целевую зону. Может быть использован любой пригодный паттерн. Например, согласно зигзагообразному паттерну траектория сканирования имеет постоянное y-значение и перемещается в +x направлении. При достижении точки, лежащей на границе целевой зоны, траектория сканирования переходит к следующему y-значению, смещаясь на заданное расстояние от предыдущего y-значения, а затем перемещается в -x направлении, пока не достигнет другой граничной точки. В примере с использованием спирального паттерна траектория сканирования начинается у центра целевой зоны или поблизости от него и проходит по спиральному паттерну до достижения границы целевой зоны, причем возможен вариант с противоположным направлением этой траектории.

Когда лазерный пучок 14 проходит по траектории сканирования, его импульсами создаются микродеструкции. В определенных ситуациях паттерн траектории сканирования может создавать неравномерное распределение микродеструкций в целевой зоне. Для этих ситуаций предусмотрена возможность видоизменения лазерного пучка 14 таким образом, чтобы распределение было более однородным. Например, можно заблокировать определенные импульсы или понизить их энергию, уменьшив тем самым для конкретного участка количество импульсов или их воздействие.

На фиг. 2 и 3 проиллюстрирован пример формирования лентикула согласно определенным вариантам изобретения. На фиг. 2 это формирование проиллюстрировано на виде сверху, а на фиг. 3 показан, в сечении, сформированный лентикул 110.

Лентикул 110 может иметь любую подходящую форму. В определенных вариантах он может иметь уплощенный дисковидный профиль с любой подходящей формой по периметру, например круглой, эллиптической, произвольной или иррегулярной. Лентикул 110 может иметь любой подходящий размер, в том числе любой подходящий диаметр d (или радиус r), например диаметр d в интервале 1-10 мм, в частности примерно 6,5 мм. Лентикул 110 может иметь также любую подходящую толщину t, например в интервале 10-200 мкм, в частности примерно 50 мкм.

Устройство 10 может формировать лентикул 110 любым подходящим способом. В определенных вариантах управляющий компьютер 30 может выдавать лазерному модулю команды, обеспечивающие, посредством лазерного излучения, выполнение переднего разреза 114 и заднего разреза 116, которые относятся к типу основных разрезов. Посредством переднего разреза 114 формируется передняя сторона лентикула 110, а посредством заднего разреза 116 - его задняя сторона. В определенных вариантах передний разрез 114 и/или задний разрез 116 создают рефракционный профиль для достижения рефракционной коррекции, так что эта коррекция будет обеспечена после извлечения лентикула 110.

Передний и задний разрезы 114, 116 могут выполняться в любом удобном порядке и любым подходящим методом. В определенных вариантах извлечение лентикула 110 может облегчить канал, который может относиться к типу боковых разрезов. Например, может использоваться передний канал 118, чтобы отделить переднюю сторону лентикула 110 от окружающей ткани, и/или задний канал 120, чтобы отделить заднюю сторону лентикула 110 от окружающей ткани. В определенных вариантах может выполняться канал, используемый для введения в разрез (например, вручную или автоматически) инструмента, чтобы отделить поверхность лентикула 110 от остальной части роговицы и сделать возможным удаление лентикула 110.

Каналы и разрезы могут формироваться в любом удобном порядке. Например, канал может быть создан как до, так и после соответствующего разреза. В другом примере передний канал и/или передний разрез могут быть образованы до или после формирования заднего канала и/или заднего разреза.

Канал может иметь любые подходящие размеры и форму. В определенных вариантах канал с центральной линией (осью) α_i (где i - идентификатор канала) может иметь любую подходящую длину I_i, ширину w_i, угол Ф_i между осевой линией α_i и радиусом r и угол θ_i, который центральная линия α_i образует с передней поверхностью глаза. На фиг. 2 передний канал 118 имеет у входа в канал ширину w_a, меньшую, чем его ширина

со стороны центра лентикула 110. Задний канал 120 имеет по всей своей длине одинаковую ширину w_p. Каналы могут иметь любые подходящие значения ширины, например находящиеся в интервале 0,5-4 мм, 1-3 мм или 1,5-2,0 мм. В других примерах задний канал может иметь такую же форму, что и канал 118, или любую иную подходящую форму. Аналогично, передний канал может иметь такую же форму, что и канал 120, или любую иную подходящую форму. Задний и передний каналы могут иметь одинаковую форму или различные формы. Центральная линия α_а переднего канала 118 образует с радиусом r угол Ф_а. Центральная линия α_р заднего канала 120 образует с радиусом r угол Ф_р (на фиг. 2 не обозначен), равный 0°. Углы Ф_i могут иметь любые подходящие значения, например находиться в интервале 0°-5°, 5°-10°, 10°-15° или 15°-20°.

Каналы и разрезы можно формировать в любом удобном порядке. Например, канал может быть сформирован до или после выполнения соответствующего разреза. В другом примере передний канал и/или передний разрез могут быть сформированы до или после формирования заднего канала и/или заднего разреза.

В примере по фиг. 3 передний канал 118 имеет длину I_a, а задний канал 120 - длину I_р. Эти длины могут иметь любые подходящие значения, например в интервале 1-5 мм. Центральная линия α_а переднего канала 118 образует с поверхностью глаза угол θ_а, а центральная линия α_р заднего канала 120 - угол θ_Р. Углы θ_i могут иметь любые подходящие значения, например значение, при котором канал расположен, по существу, по касательной или почти по касательной (под углом не более 5°) к соответствующему разрезу, чтобы обеспечить инструменту, который вводится в канал, возможность войти в разрез и отделить поверхность лентикула от остальной части роговицы. В частности, углы θ_i могут находиться в интервале 0°-10°, 10°-20° или 20°-30°, чтобы обеспечить ориентацию каналов по касательной или почти по касательной к поверхности лентикула. В определенных вариантах углы θ_i могут иметь различные значения на входе в глаз (например, составлять примерно 90°), а затем приобретать значения, делающие каналы ориентированными по касательной или почти по касательной к поверхности лентикула.

Лентикул 110 может быть удален любым удобным методом. В определенных вариантах лентикул 110 может быть извлечен через передний разрез или задний разрез. В других вариантах управляющий компьютер 30 может выдать лазерному модулю команды на формирование разреза для удаления, через который лентикул 110 может быть извлечен вручную или автоматически. Разрез 124 для удаления может иметь любые подходящие размеры или любую форму. В определенных вариантах разрез 124 для удаления может иметь любую подходящую длину I_rem и угол θ_remотносительно поверхности глаза. Так, длина I_rem может иметь значение, обеспечивающее возможность извлечения лентикула 110 через данный разрез, например значение, близкое к диаметру d, но, возможно, больше или меньше этого диаметра примерно на 2 мм. Угол θ_rem может находиться в интервале 80°-110°.

Фиг. 4 иллюстрирует пример способа формирования лентикула в роговице глаза согласно определенным вариантам изобретения. Данный способ может быть осуществлен системой 10 по фиг. 1.

Способ начинается с операции 210. На ней создают задний канал 120, который может использоваться при отделении задней стороны лентикула 110 от остальной части глаза. На операции 212 выполняют задний разрез 116, который формирует заднюю поверхность лентикула 110. На операции 214 создают передний канал 118, который может использоваться при отделении передней стороны лентикула 110 от остальной части глаза. На операции 216 выполняют передний разрез 114, который формирует переднюю поверхность лентикула 110.

На операции 218 выполняют разрез 124 для удаления, который позволяет извлечь лентикул 110. Лентикул 110 удаляют через указанный разрез 124 на операции 220. Лентикул 110 может удаляться вручную или автоматически. В других вариантах лентикул 110 может быть удален через передний или задний канал 118, 120.

Компонент описанного устройства (такой, как управляющий компьютер 30) может содержать интерфейс, логический блок, блок памяти и/или какое-то другое требуемое средство, причем каждое из перечисленных средств может иметь требуемое аппаратное и/или программное обеспечение. Интерфейс выполнен с возможностью принимать входной сигнал, отсылать выходной сигнал, обрабатывать входной и/или выходной сигналы и/или проводить другие требуемые операции. Логический блок выполнен с возможностью проводить операции с участием данного компонента, например, исполнение команд, обеспечивающих получение выходного сигнала из входного. Логические операции могут быть закодированы в блоке памяти с возможностью проведения операций, подлежащих выполнению компьютером. Логическим блоком может быть процессор, такой как один или более компьютеров, один или более микропроцессоров, одна или более прикладных программ и/или другое логическое средство. Блок памяти выполнен с возможностью сохранять информацию и содержать один или более материальных носителей информации, которую компьютер может считывать и/или обрабатывать. В число примеров блока памяти входят такие запоминающие устройства, как, например, оперативное запоминающее устройство (RAM) или постоянное запоминающее устройство (ROM), устройство массовой памяти (например, жесткий диск), съемный носитель информации (например, компакт-диск (CD) или цифровой видеодиск (DVD)), база данных и/или сетевое запоминающее устройство (например, сервер) и/или другой носитель машиночитаемой информации.

В конкретных вариантах функционирование устройства может осуществляться с использованием одного или более носителей машиночитаемой информации, на которых записана компьютерная программа, включающая команды, выполняемые или способные выполняться компьютером. В конкретных вариантах осуществления функционирование устройства может обеспечиваться посредством одной или более машиночитаемых сред, которые снабжены компьютерной программой и/или в которых записана (закодирована) компьютерная программа.

Хотя данное описание охватывает определенные варианты изобретения, специалистам в этой области будет понятна возможность модификаций приведенных вариантов (таких, как изменения, замещения, дополнения, изъятия и/или другие видоизменения). Таким образом, для этих вариантов возможны модификации, не выходящие за границы объема изобретения. Это относится, в частности, к описанным устройствам и их компонентам, которые могут быть интегрированными в устройство или выполненными отдельно от него, а реализуемые ими операции можно произвести большим или меньшим количеством компонентов или вообще другими компонентами. В качестве другого примера можно указать, что модификации могут быть выполнены и по отношению к описанному способу. В частности, он может включать большее или меньшее количество этапов (операций) или вообще другие этапы, причем этапы можно проводить в любой требуемой последовательности.

Возможны и другие модификации, не выходящие за границы объема изобретения. Например, хотя в описании проиллюстрированы варианты осуществления, используемые в конкретных практических приложениях, для специалистов в этой области будут понятны и другие приложения изобретения. В добавление к сказанному, по мере того, как в описанных сферах деятельности будут развиваться другие направления, предлагаемые устройства и способы найдут применение и в этих направлениях.

Объем изобретения не должен определяться в зависимости от данного описания. В соответствии с патентным законодательством описание, используя примеры вариантов осуществления, разъясняет и иллюстрирует принципы и модификации функционирования изобретения. Это позволяет другим специалистам в этой области применять предлагаемые устройства и способы в различных вариантах осуществления и с разными модификациями. Однако описание не должно использоваться для определения объема изобретения.

Объем изобретения должен определяться формулой изобретения с учетом всего возможного объема эквивалентов, вытекающих из формулы. Все упоминаемые в формуле термины следует рассматривать в самом широком смысле и в их стандартных значениях, понятных специалистам в этой области, если в описании нет четкого указания, что их нужно трактовать иначе. В качестве примера можно указать, что прилагательное "каждый" относится к каждому компоненту группы или к каждому компоненту подгруппы, причем группа может состоять из одного компонента, более чем из одного компонента или вообще не содержать компонентов. Таким образом, изобретение допускает модификации, а его объем следует оценивать не по описанию, а на основании формулы с учетом всего объема эквивалентов.

Реферат

Группа изобретений относится к медицине. Устройство для рефракционной коррекции содержит: лазерный модуль, сконфигурированный для формирования в глазу лентикула посредством импульсного лазерного излучения в виде множества ультракоротких импульсов и содержащий управляемые компоненты, сконфигурированные для управления фокусированием импульсного лазерного излучения; и управляющий компьютер, сконфигурированный для выдачи управляемым компонентам команд на выполнение этапов способа. Этапами способа являются: создание заднего канала с целью облегчить отделение задней стороны лентикула от глаза, выполнение заднего разреза с целью сформировать заднюю сторону лентикула, создание переднего канала с целью облегчить отделение передней стороны лентикула от глаза и выполнение переднего разреза с целью сформировать переднюю сторону лентикула. Материальные машиночитаемые носители для устройства для рефракционной коррекции содержат записанный машинный код, обеспечивающий при его выполнении компьютером выполнение этапов способа. Применение данной группы изобретений позволит расширить арсенал технических средств. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула