УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ЭЛЕМЕНТА К ГЛАЗУ
DEVICE FOR FIXATION OF ELEMENT TO EYE

Область техники
Изобретение относится к присасывающемуся устройству (присасывающемуся кольцу) для офтальмохирургии, имеющему первую зону присасывания, обеспечивающую при использовании устройства его присасывание к глазу, и вторую зону присасывания, предназначенную для осуществления присасывания функционального элемента устройства.
Уровень техники
Импульсное лазерное излучение используется в хирургии глаза, например, для выполнения разрезов в роговице или для резекции (абляции) ткани роговицы. Лазерное излучение вызывает протекание в роговичной ткани процесса фотодеструкции или фотоабляции, что приводит к отделению ткани или к удалению ее материала. Подобное воздействие на роговицу производится, например, в рамках рефракционной операции с целью уменьшения или полного устранения дефектов зрения. В результате данных процессов изменяется профиль роговицы, вследствие чего изменяются ее рефракционные свойства.
Доминирующим видом рефракционной операции в хирургии роговицы является LASIK (laser in-situ keratomileusis - лазерный интрастромальный кератомилез). При этой операции из роговицы механически (посредством осциллирующего режущего лезвия в составе так называемого микрокератома) или оптически (посредством лазерного излучения, например, от фемтосекундной лазерной системы) вырезают маленький поверхностный участок, который остается связанным с роговицей частью своей кромки. Затем этот участок, который часто называют лоскутом, отгибают, открывая доступ к нижележащим зонам ткани роговицы, т.е. к ее строме. Затем производят удаление материала стромы посредством лазерного излучения в соответствии с предварительно разработанным профилем абляции. После этого лоскут возвращают в начальное положение, и заживление раны происходит в сравнительно короткое время.
Для точного введения лазерного излучения внутрь глаза применяют фиксацию глаза посредством фиксирующего устройства, которое удерживается в глазу под действием частичного вакуума. Фиксирующее устройство может содержать стеклянный элемент, служащий для подведения лазерного излучения. Устройства такого типа именуются также присасывающимися кольцами.
Как только присасывающееся кольцо наложено на глаз пациента и зафиксировано в нем посредством частичного вакуума, во внутреннюю область роговицы подают энергию посредством импульсов фемтосекундного лазера. В результате в роговице производится разрез, позволяющий отогнуть лоскут вверх, так что становится возможным скорректировать дефект зрения путем удаления определенной части открытой роговичной ткани.
Присасывающиеся кольца сами по себе известны специалистам в данной области. Так, US 5336215 и US 5549632 описывают присасывающиеся кольца, которые в своей периферийной области снабжены отверстиями, служащими зонами присасывания для осуществления фиксации кольца к глазу. В ЕР 0993814 А1 и в US 6342053 В1 описаны присасывающиеся кольца, в которых частичный вакуум создается в области уплощающей поверхности, так что роговица глаза прилегает к этой поверхности. В US 6344040 В1 описано присасывающееся кольцо, в котором частичный вакуум также создается в области уплощающей поверхности, а присасывающееся кольцо дополнительно содержит элемент, который в процессе операции проникает в роговицу и обеспечивает, посредством высасывания, вывод газов и частиц, возникающих в результате фотодеструкции. В WO 03/002008 А1 описано присасывающееся кольцо с областью присасывания, сформированной на периферии кольца, и с конической оправой с установленной в ней линзой, закрепленной на присасывающемся кольце с помощью захвата типа щипцов.
В WO 00/41660 А1 описано устройство для выполнения операции на глазу, имеющее первую кольцевую, фиксированную вакуумную область и центральную, мобильную вакуумную область. Во время операции мобильная вакуумная область располагается над оперируемой роговицей, чтобы придать ей профиль, желательный для операции. Вторая вакуумная область может быть образована отдельными участками, так что ее профиль и, соответственно, контур роговицы можно изменять в процессе операции.
В WO 03/001991 А1 описана контактная линза с множеством тензодатчиков для измерения внутриглазного давления. Подача питания на тензодатчики и коммуникация с ними осуществляются бесконтактным методом.
Присасывающиеся кольца, соответствующие уровню техники, содержат уплощающие элементы, которые прикрепляются к присасывающимся кольцам посредством сложных механических приспособлений.
Внутриглазное давление, возникающее в процессе фиксации присасывающегося кольца, может привести к повреждениям, которые до настоящего времени не были известны хирургам, производящим лечение глаза. При этом позиционирование присасывающегося кольца, например, относительно фемтосекундной лазерной системы, является критичным и при определенных условиях может приводить, в результате смещения обрабатываемого слоя, к погрешностям лазерной обработки или к повреждениям глаза. Положения присасывающегося кольца и глаза, особенно относительно зоны обработки и лазерного пучка, являются фактором безопасности. Механическое усилие, которое действует на глаз во время лазерного облучения, при некоторых обстоятельствах зависит от механических сил, возникающих в результате движения головы, причем оно может привести к повреждениям. Важными для результата операции могут быть также влагосодержание и/или биохимические свойства роговицы в ходе облучения. В плане повышения безопасности операции, использующей воздействие лазерными импульсами, большое значение может иметь также прозрачность роговицы.
Раскрытие изобретения
Задача, решаемая изобретением, заключается в расширении возможных применений присасывающегося кольца.
Решение данной задачи обеспечивается созданием присасывающегося устройства для глаза. У устройства по изобретению имеются первая зона присасывания, обеспечивающая при использовании устройства его присасывание к глазу, и функциональный элемент. Присасывающееся устройство или функциональный элемент имеет вторую зону присасывания, обеспечивающую при использовании устройства (т.е. во время операции) присасывание функционального элемента к присасывающемуся устройству. Вторая зона присасывания может также находиться на функциональном элементе и на присасывающемся устройстве. До начала, во время или после операции оперирующий хирург может простым образом присоединять к присасывающемуся устройству различные требуемые элементы без необходимости использования для этого сложных времяемких приемов, и такая возможность может гарантировать успешность операции. Особенно важна для оперирующего хирурга возможность простого выбора функционального элемента и прикрепления его к присасывающемуся устройству до начала операции. Термин "присасывающееся устройство" охватывает любое устройство, которое предназначено для фиксации к глазу посредством вакуума, например так называемое присасывающееся кольцо. Зона присасывания может быть образована, например, отверстием или углублением, в котором при проведении операции существует частичный вакуум. Частичный вакуум может быть создан, например, откачивающим насосом, подключенным к зоне присасывания. Однако возможно и автоматическое создание частичного вакуума, например, при закреплении функционального элемента на присасывающемся устройстве или при фиксации присасывающегося устройства к глазу, в частности в случае смещения герметизирующей кромки таким образом, что возникает зона присасывания с пониженным давлением.
Функциональный элемент может являться оптическим элементом, например стеклянной пластинкой или линзой, через которую лазерное излучение вводится в роговицу. Кроме того, оптическим элементом может быть так называемая уплощающая линза или уплощающая пластинка. Альтернативно, функциональный элемент может являться фиксирующим элементом, выполненным с возможностью закрепления на нем других элементов. Так, на фиксирующем элементе может быть закреплен оптический элемент. Такое выполнение обеспечивает универсальность присасывающегося устройства, поскольку становится возможной очень легкая смена оптического элемента. На фиксирующем элементе может закрепляться также уплощающий элемент; в этом случае оптическому элементу, закрепляемому на фиксирующем элементе, может быть придана форма уплощающей линзы. Функциональный элемент может быть также выполнен с возможностью присоединения к оптическому устройству. Оптическим устройством может быть лазерная система, например фемтосекундная лазерная система с соответствующей оптикой. Функциональный элемент может также являться механическим микрокератомом, упомянутым в разделе "Уровень техники". Кроме того, функциональный элемент может представлять собой адаптирующий конус, посредством которого присасывающееся кольцо сопрягается с соответствующим офтальмическим (глазным) устройством. Функциональный элемент может быть выполнен с возможностью удерживания уплощающего элемента и одновременно с возможностью связывания присасывающегося устройства с офтальмическим устройством. Далее функциональный элемент такого типа будет именоваться фиксирующим элементом.
Присасывающееся устройство может содержать первый и второй входы для подачи частичного вакуума, которые связаны соответственно с первой и второй зонами присасывания. Входы для подачи частичного вакуума могут быть присоединены к одному или более откачивающим насосам. При проведении операции частичный вакуум, создаваемый у первого входа для подачи частичного вакуума, может отличаться от частичного вакуума, создаваемого у второго входа для подачи частичного вакуума. В результате в первой и второй зонах присасывания будут иметь место различные уровни частичного вакуума. Это сделает возможным надежно прикреплять функциональный элемент к присасывающемуся устройству без создания в первой зоне присасывания такого высокого уровня частичного вакуума, который мог бы повредить глаз.
Присасывающееся устройство может быть сконструировано так, что во время операции, по меньшей мере, один участок роговицы глаза прилегает к функциональному элементу и/или к закрепленному на нем элементу. Тем самым обеспечивается точная фиксация роговицы, гарантирующая безопасное хирургическое воздействие. Присасывающееся устройство может иметь также третью зону присасывания, сообщающуюся во время операции с поверхностью функционального элемента и/или с поверхностью закрепленного на нем элемента, к которому во время операции прилегает роговица глаза. Тем самым достигается особенно хорошая фиксация роговицы в заданном положении, поскольку обеспечивается откачка (частичное вакуумирование) области между роговицей и функциональным элементом или закрепленным на нем элементом. Кроме того, появляется возможность задавать частичный вакуум в области между роговицей и функциональным элементом и/или закрепленным на нем элементом независимо от частичного вакуума в первой и второй зонах присасывания. В результате минимизируется риск повреждения и/или повышается комфортность для пациента, поскольку усилие, с которым присасывающееся устройство присасывается к глазу, можно сделать отличным от усилия, с которым роговица присасывается к функциональному элементу и/или к закрепленному на нем элементу. Кроме того, реализуется присасывающееся устройство для глаза, особенно безопасное за счет создания избыточности, поскольку в нем использованы две системы частичного вакуума, чтобы фиксировать, во-первых, присасывающееся устройство к глазу и, во-вторых, роговицу к функциональному элементу и/или к закрепленному на нем элементу. Присасывающееся устройство может быть сделано упругим в первой, второй и/или третьей зонах присасывания.
В уплощенном варианте третий вход для подачи частичного вакуума может быть функционально связан с первым или вторым входом для подачи частичного вакуума.
Оптический элемент может являться уплощающим элементом, который может закрепляться на присасывающемся устройстве. По завершении операции, в ходе которой он подвергался воздействию лазерного излучения, уплощающий элемент должен быть заменен. Присасывающееся устройство может содержать уплощающий элемент, который несъемно закреплен на нем на время операции, т.е. интегрирован в присасывающееся устройство. В этом случае присасывающееся устройство может поставляться с несъемно закрепленным на нем уплощающим элементом в виде стерильного одноразового изделия. Это позволит создать присасывающееся устройство для глаза, эффективное в экономическом отношении. Кроме того, в присасывающемся устройстве такого типа цепь механических допусков может быть сведена только к размерным допускам для уплощающего элемента и присасываемого фиксирующего элемента многократного пользования, который может называться адаптирующим конусом. Благодаря сокращению цепи допусков улучшается точность лечебного воздействия.
Функциональный элемент можно выполнить в виде приемного элемента, имеющего первый осевой конец, который во время операции присасывается посредством второй зоны присасывания, второй осевой конец, расположенный напротив первого осевого конца, и стенку, расположенную между первым и вторым осевыми концами. Такой приемный элемент может быть открытым на своих первом и втором осевых концах и ограничен в поперечном направлении стенкой. У его второго осевого конца может быть установлен оптический элемент. В стенке могут быть выполнены первое отверстие, через которое можно подавать жидкость, и второе отверстие, через которое жидкость можно удалять. Оптический элемент может фокусировать лазерный пучок. Благодаря приемному элементу расстояние между фокусирующей линзой и роговицей является фиксированным, что способствует повышению безопасности воздействия.
Если через первое отверстие вводится жидкость, вблизи первой зоны присасывания формируется пленка влаги, что обеспечивает особенно высокое качество герметизации этой зоны. В результате присасывающееся устройство фиксируется к глазу особенно надежно. Чем выше вязкость жидкости, тем заметнее дополнительный эффект герметизации.
fluid
cornea
Приемный элемент может быть заполнен жидкостью с показателем преломления, примерно соответствующим показателю преломления роговицы. Как следствие, на границе с роговицей не возникает никаких оптических аберраций, что обеспечивает хорошую фокусируемость и высокое оптическое качество лазерного пучка. Показатель преломления η жидкости может составлять примерно 1,35-1,40, предпочтительно 1,36-1,38 и наиболее предпочтительно примерно 1,37. Показатель преломления η роговицы близок к 1,376, и, если показатель преломления жидкости близок к этому значению, качество и/или интенсивность светового, например лазерного, пучка на границе контактного оптического элемента и роговицы не ухудшаются.
Потери R на отражение определяются следующим образом:
.
cornea
fluid
Видно, что при η≈η потери на отражение практически отсутствуют.
При заполнении приемного элемента жидкостью воздух может выходить из него через второе отверстие.
В этом варианте не требуется никакого уплощающего элемента, так что глазное давление во время операции не повышается. Кроме того, не вносится никакой аберрации (например, искажения волнового фронта), обусловленной присутствием сферической или асферической уплощающей линзы. Тем самым обеспечивается формирование лазерного излучения с малым искажением волнового фронта. Это полезно для фокусировки, поскольку уменьшается разброс фокального положения и лазерное излучение концентрируется в меньшей фокальной зоне.
Заявитель оставляет за собой право испрашивания патентной защиты отдельно для ранее рассмотренного аспекта, относящегося к заданию направления присасывания к глазу с помощью приемного элемента. При этом направляющий и приемный элементы могут быть выполнены как одно целое. Альтернативно, они могут быть связаны друг с другом не только посредством частичного вакуума, но и механически, например конструктивно или фрикционно.
Присасывающееся устройство может содержать, по меньшей мере, одно измерительное средство. Термин "измерительное средство" в контексте изобретения охватывает качественное и/или количественное определение или подтверждение геометрического, физического и/или химического параметра. Присасывающееся устройство для глаза может включать множество измерительных средств, тогда как функциональный элемент может содержать, по меньшей мере, одно измерительное средство.
Известное присасывающееся кольцо должно часто дезинфицироваться, стерилизоваться или заменяться, а глаз является особенно чувствительным органом. Эти обстоятельства до настоящего времени создавали препятствия для специалистов в отношении установки на присасывающееся кольцо более сложных измерительных средств или создания более сложных измерительных средств для установки на поверхность или внутрь присасывающегося кольца в непосредственной близости к глазу, особенно потому, что во время операции часть весьма чувствительной роговицы отгибается вверх.
По меньшей мере, одно измерительное средство присасывающегося устройства может быть выполнено с возможностью осуществления измерений свойства глаза. Так, измерительное средство может быть способно измерять внутриглазное давление, например, посредством тактильных, механических, акустических и оптических процессов, в особенности резонансных процессов.
По меньшей мере, одно измерительное средство присасывающегося устройства может быть выполнено с возможностью осуществления измерений свойства роговицы глаза. Данное средство может измерять влагосодержание, биомеханическое свойство и/или прозрачность роговицы. Например, влагосодержание может определяться посредством оптического спектрометра, биомеханические свойства - посредством механических спектроскопических процессов, а прозрачность - измерением светорассеяния.
Присасывающееся устройство может содержать измерительное средство для количественных измерений. Данное измерительное средство может, в частности, измерять силу, действующую на глаз. В этом случае в присасывающееся устройство могут быть встроены датчики давления, например пьезоэлектрические, или датчики усилия. Могут быть использованы также микроэлектромеханические системы (МЭМС), установленные на оптическом элементе, через который подводится лазерное излучение.
Присасывающееся устройство может содержать, по меньшей мере, одно измерительное средство для измерения свойства глаза и/или присасывающегося устройства относительно окружающего пространства. Такое измерительное средство может, например, измерять положение глаза и/или присасывающегося устройства относительно окружающего пространства. Данное средство может быть выполнено, например, с возможностью взаимодействия со средством управления положением медицинской кушетки и/или лазерной системы. Такое выполнение позволяет гарантировать, что глаз всегда находится в правильном положении, а лазерное излучение падает на роговицу глаза в правильном месте и под правильном углом. Измерение положения глаза и/или присасывающегося устройства может производиться механическими, высокочастотными, акустическими или трехмерными оптическими методами. Указанное измерительное средство может быть установлено на функциональном элементе, который присасывается к присасывающемуся устройству.
Измерительное средство может быть выполнено с возможностью передачи полученных данных измерений. Эти данные могут передаваться посредством индукции, по кабелю, посредством оптического электромагнитного интерфейса. Измерительное средство может быть снабжено батареей или получать энергию индуктивным методом или по линии питания. Кроме того, измерительное средство может дополнительно содержать коммуникационное устройство. Например, данное средство может иметь вид приемопередатчика, так что оно может активироваться извне индуктивным или электромагнитным способом, тогда как коммуникационное устройство в составе измерительного средства может передавать данные измерений также индуктивным или электромагнитным способом. Заявитель оставляет за собой право испрашивания патентной защиты отдельно для присасывающегося кольца или присасывающегося устройства для глаза, снабженного измерительным устройством, для которого присасывание функционального элемента к присасывающемуся кольцу не является необходимым признаком.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 схематично, в сечении и без соблюдения масштаба иллюстрируется первый вариант изобретения.
На фиг.2а схематично, в сечении и без соблюдения масштаба иллюстрируется второй вариант изобретения.
На фиг.2b схематично, в сечении и без соблюдения масштаба иллюстрируется третий вариант изобретения, в котором вторая зона присасывания расположена на функциональном элементе.
На фиг.3 изобретение схематично показано на виде спереди.
На фиг.4 схематично, без соблюдения масштаба иллюстрируется четвертый вариант изобретения, в котором между фокусирующей линзой и роговицей глаза во время выполнения операции глаза находится жидкость.
На фиг.5 и 6 схематично, без соблюдения масштаба иллюстрируются пятый и шестой варианты изобретения, в которых в присасывающемся устройстве закреплен уплощающий элемент.
На фиг.7 иллюстрируется седьмой вариант изобретения, в котором присасывающееся устройство снабжено измерительным средством.
На фиг.8 седьмой вариант изобретения представлен в разрезе, без соблюдения масштаба.
Осуществление изобретения
На фиг.1 показано присасывающееся устройство 2 для глаза, имеющее первую зону 4 присасывания, обеспечивающую при использовании присасывающегося устройства 2 (т.е. во время операции) его присасывание к глазу 18, и вторую зону 10 присасывания, обеспечивающую присасывание функционального элемента 12. Данный элемент 12 представляет собой или содержит оптический элемент 11 в виде линзы или пластинки. У функционального элемента 12 имеется соединительный участок 13, посредством которого данный элемент может быть прикреплен к оптическому устройству (не изображено) в составе лазерной, например фемтосекундной лазерной, системы.
Присасывающееся устройство по изобретению дополнительно имеет третью зону присасывания, которая сообщается с пространством между функциональным элементом 12 и роговицей 19 глаза 18 и обеспечивает, по меньшей мере, частичное отсасывание жидкости из этого пространства. В результате, по меньшей мере, часть роговицы прилегает к функциональному элементу 12. Участок, к которому прилегает роговица 19, может соответствовать уплощающей линзе или уплощающей пластинке. Присасывающееся устройство для глаза содержит входы 20, 22, 24 для подачи частичного вакуума (см. фиг.3), только один из которых виден на фиг.1. Эти входы подключены к откачивающему насосу. Альтернативно, каждый вход может быть подключен к отдельному откачивающему насосу непосредственно или через три отдельных устройства или три отдельных управляющих клапана. Это позволяет получать различные уровни частичного вакуума в первой, второй и третьей зонах присасывания 4, 10 и 6 соответственно. Во второй зоне 10 присасывания может быть создан высокий уровень частичного вакуума, чтобы функциональный элемент 12 был прочно закреплен на присасывающемся устройстве. В первой зоне 4 присасывания и/или в третьей зоне 6 присасывания может быть создан более низкий уровень частичного вакуума, чтобы избежать повреждения глаза 18. Кроме того, перед началом операции оперирующий хирург может создать частичный вакуум только во второй зоне 10 присасывания, чтобы зафиксировать функциональный элемент 12 на присасывающемся устройстве 2. В процессе позиционирования данного устройства 2 на глазе 18 пациента частичный вакуум может быть создан в первой зоне 4 присасывания, чтобы надежно фиксировать присасывающееся устройство 2 к глазу 18. После этого частичный вакуум может быть создан в третьей зоне 6 присасывания, чтобы обеспечить надежное прилегание роговицы 19 глаза 18 к функциональному элементу 12. Однако можно также сначала зафиксировать присасывающееся устройство 2 на глазе 18, а затем создать частичный вакуум во второй зоне 10 присасывания, чтобы зафиксировать функциональный элемент 12.
Присасывающееся устройство согласно изобретению позволяет избежать повреждений глаза, поскольку с его помощью можно создать в первой зоне 4 присасывания частичный вакуум, отличный от частичного вакуума во второй и/или в третьей зонах 10, 6 присасывания. Кроме того, устройство по изобретению обладает повышенной надежностью, поскольку оно удерживается на глазе посредством как первой зоны 4, так и третьей зоны 6 присасывания.
Первая зона 4 присасывания имеет форму периферийной канавки в присасывающемся устройстве для глаза. Возможны и другие конфигурации, например, в виде нескольких периферийных канавок, одного или более периферийных или непериферийных углублений или группы отверстий. Вторая зона 10 присасывания образована двумя периферийными канавками в форме кольца на передней (верхней) стороне присасывающегося устройства для глаза. В этом случае также возможны конфигурации, описанные применительно к первой зоне присасывания. Третья зона 6 присасывания в этом варианте локализована в области перехода от присасывающегося устройства 2 к функциональному элементу 12. Это гарантирует присасывание роговицы 19 к поверхности функционального элемента 12.
Замена функционального элемента 12 может быть осуществлена очень просто, без специальных инструментов и/или сложных операционных приемов. В ходе операции данный элемент 12 может быть просто заменен, например, другим оптическим, в частности уплощающим, элементом 11 и/или другим соединительным участком 13.
На фиг.2а иллюстрируется второй вариант изобретения, причем идентичные элементы обозначены идентичным образом. К конфигурации первой, второй и третьей зон присасывания, а также к входам для подачи частичного вакуума применимо описание, приведенное выше для первого варианта, показанного на фиг.1.
В отличие от первого варианта, в варианте по фиг.2а на присасывающемся устройстве 2 посредством частичного вакуума во второй зоне 10 присасывания закреплен фиксирующий элемент 14. В качестве фиксирующего элемента 14 можно применить любой элемент, на который можно установить или к которому можно прикрепить другие элементы. На своей поверхности, обращенной к присасывающемуся устройству 2, фиксирующий элемент 14 имеет периферийное углубление круглой формы, в которое установлен оптический элемент 16. Данный элемент 16 может иметь форму уплощающего элемента или уплощающей линзы. Фиксирующий элемент 14 имеет также соединительный участок (не изображен), посредством которого этот элемент может быть связан с оптической частью лазерной системы.
Благодаря наличию частичного вакуума в третьей зоне 6 присасывания обеспечивается прилегание роговицы 19 к поверхности оптического элемента 16, установленного в фиксирующий элемент 14.
На фиг.2b иллюстрируется третий вариант изобретения, схожий со вторым вариантом. В отличие от второго варианта, здесь присасывающееся устройство 2' для глаза не имеет второй зоны присасывания. Эта зона выполнена в функциональном элементе 14'. Через второй вход 22' для подачи частичного вакуума во второй зоне 10' присасывания создается частичный вакуум. В остальном конфигурации присасывающегося устройства 2' и функционального элемента 14' соответствуют конфигурациям присасывающегося устройства 2 и функционального элемента 14 во втором варианте.
На фиг.3 на виде спереди присасывающееся устройство согласно изобретению показано во время операции, но с неустановленным функциональным элементом.
Присасывающееся устройство имеет первый, второй и третий входы 20, 22 и 24 для подачи частичного вакуума, подсоединенные соответственно к первой, второй и третьей зонам присасывания. Присасывающееся устройство необязательно должно быть круглым. Оно может, например, иметь форму эллиптического кольца или полого многоугольника.
На фиг.4 иллюстрируется четвертый вариант присасывающегося устройства 2 согласно изобретению в виде присасывающегося кольца, в котором между фокусирующей линзой 64 и роговицей глаза во время операции глаза 18 находится жидкость. С помощью первой зоны 4 частичного вакуума присасывающееся устройство 2 фиксируется к глазу 18, например к его склере или лимбусу. Та часть присасывающегося устройства 2, которая касается глаза 18, конфигурируется в соответствии с анатомическим профилем глаза 18 в данной области, так что глазное давление не увеличивается или увеличивается лишь незначительно. При этом присасывающееся устройство 2 и установленные на него элементы не касаются и не закрывают глаз 18 в области роговицы, подлежащей лечению, т.е. остается открытая зона диаметром около 10 мм.
Присасывающееся устройство 2 имеет вторую зону 10 присасывания, обеспечивающую фиксацию к устройству приемного элемента 50 своим первым осевым концом 56. Напротив первого осевого конца 56 данного элемента 50 расположен его второй осевой конец 58, на который может быть установлена фокусирующая линза 64. Между осевыми концами 56, 58 приемного элемента 50 расположена боковая стенка 52, симметричная продольной оси приемного элемента 50. Таким образом, приемный элемент в поперечном направлении ограничен боковой стенкой 52, сверху - фокусирующей линзой 64, а снизу - роговицей глаза 18.
cornea
water
В боковой стенке 52 выполнены первое отверстие 60, через которое можно подавать жидкость, и второе отверстие 62, через которое жидкость можно удалять. Если через первое отверстие 60 подается жидкость, то воздух удаляется из полости 66 приемного элемента через второе отверстие 62. Жидкость, подаваемая в полость 66 приемного элемента, имеет показатель преломления η, который близок к показателю преломления роговицы η, равному примерно 1,376. Альтернативно, можно использовать воду, показатель преломления η которой примерно равен 1,333. Благодаря адаптации показателей преломления на границе роговицы не возникает никаких оптических аберраций. Благодаря этому гарантируются высококачественная фокусировка лазерного пучка и его высокое оптическое качество.
Как уже упоминалось, если вблизи первой зоны 4 присасывания формируется пленка влаги, обеспечивается особенно высокое качество герметизации этой зоны. В результате присасывающееся устройство фиксируется к глазу особенно надежно. Чем выше вязкость жидкости, тем заметнее дополнительный эффект герметизации.
Кроме того, как было упомянуто, в этом варианте не требуется никакого уплощающего элемента; как следствие, глазное давление во время операции не повышается. Кроме того, не вносится никакой аберрации (например искажения волнового фронта), обусловленной присутствием сферической или асферической уплощающей линзы. Тем самым обеспечивается формирование лазерного излучения с малым искажением волнового фронта. Это полезно для фокусировки, поскольку уменьшается разброс фокального положения и лазерное излучение концентрируется в меньшей фокальной зоне.
Приемный элемент 50 и присасывающееся устройство 2 для глаза могут быть выполнены за одно; альтернативно, они могут быть связаны жестко или за счет трения.
На фиг.5 и 6 иллюстрируются пятый и шестой варианты изобретения. Оптический элемент 16 является уплощающим элементом, который может закрепляться на присасывающемся устройстве 2а, 2b. Как было упомянуто, по завершении операции, в ходе которой уплощающий элемент подвергался воздействию лазерного излучения, этот элемент следует заменить. Присасывающееся устройство 2а, 2b может поставляться с прикрепленным к нему уплощающим элементом, выполненным в виде стерильного одноразового изделия. Это позволит создать присасывающееся устройство для глаза, эффективное в экономическом отношении. Кроме того, в присасывающемся устройстве такого типа цепь механических допусков может быть сведена только к размерным допускам для уплощающего элемента 16 и присасываемого фиксирующего элемента 14а, 14b многократного пользования, который может называться адаптирующим конусом. Благодаря сокращению цепи допусков улучшается точность лечебного воздействия.
Благодаря наличию первого входа 20 для подачи частичного вакуума в первой зоне 4 присасывания создается частичный вакуум, как это было описано выше. Поэтому присасывающееся устройство 2а, 2b удерживается на глазу 18. Второй вход 21 для подачи частичного вакуума создает второй частичный вакуум во второй зоне 10а, 10b присасывания, так что фиксирующий элемент (адаптирующий конус) 14а, 14b надежно удерживается на уплощающем элементе 16.
В пятом варианте (представленном на фиг.5) фиксирующий элемент (адаптирующий конус) 14а соприкасается как с уплощающим элементом 16, так и с присасывающимся устройством 2а. В этом варианте край уплощающего элемента 16 полностью окружен данным устройством 2а.
В шестом варианте (показанном на фиг.6) фиксирующий элемент (адаптирующий конус) 14b соприкасается только с уплощающим элементом 16, но не с присасывающимся устройством 2b. В этом варианте уплощающий элемент 16 может опираться на присасывающееся устройство 2b только своим нижним краем. Он может быть дополнительно зафиксирован, например, посредством адгезива. Однако в этом варианте присасывающееся устройство 2b также может полностью окружать уплощающий элемент 16, и в этом случае адгезив не нужен. В данном случае на стороне, обращенной к уплощающему элементу 16, диаметр фиксирующего элемента 14b должен иметь диаметр, меньший, чем у уплощающего элемента.
На фиг.7 и 8 иллюстрируется седьмой вариант изобретения, в котором используются присасывающееся устройство 116 для глаза, фиксирующий элемент 102, уплощающий элемент 104, источник 110 питания, по меньшей мере, с одной линией подачи частичного вакуума, с источником мощности и с сигнальным разъемом, по меньшей мере, для одного измерительного средства. На нижней стороне присасывающегося устройства 116 находится первая зона 128 присасывания, посредством которой присасывающееся устройство 116 фиксируется к глазу 122. При этом присасывающееся устройство 116 способно закреплять фиксирующий элемент 102 посредством второй зоны 124 присасывания, в которой создан частичный вакуум. Фиксирующий элемент 102 фиксирует уплощающий элемент 104 посредством третьей, необязательной зоны 126 присасывания. Уплощающий элемент 104 служит для ввода излучения от лазерной системы (не изображена), например от фемтосекундной лазерной системы. Этому элементу может быть придана альтернативная форма линзы. Своей нижней стороной уплощающий элемент 104 опирается на роговицу глаза 122, фиксируя тем самым ее положение.
На верхней стороне фиксирующего элемента 102 сформированы механические направляющие 106 для настройки положения лазерного пучка и/или для установки механизма крышки. В состав этих направляющих 106 может входить датчик усилия (не изображен). Данный датчик может быть установлен также на механических направляющих, причем в этом случае лазерная оптика может быть связана с датчиками усилия. Датчиком усилия может, например, служить пьезоэлектрический датчик; альтернативно он может быть выполнен на основе тензодатчика.
На уплощающем элементе 104 может быть установлено измерительное средство для измерения внутриглазного давления. Измерительное средство может быть реализовано с помощью микроэлектромеханических систем. У края уплощающего элемента 104 расположено множество волоконных датчиков 108 для осуществления спектральных измерений, например, в ближней инфракрасной области и/или для определения уровня рассеянного света. С помощью этих волоконных датчиков можно, в частности, определять свойства роговицы, например ее влагосодержание. По результатам определения уровня рассеяния света можно также определить прозрачность роговицы. Однако в данном варианте предусмотрен отдельный датчик 114 прозрачности, который определяет прозрачность роговицы, например, по уровню рассеянного ею света. Механическое спектроскопическое устройство 112 определяет биомеханические свойства роговицы с использованием, например, механического резонанса. Частичный вакуум подается к присасывающемуся устройству через источник 110 питания. Этот источник 110 обеспечивает также электропитание, тогда как сигналы, формируемые измерительным средством, поступают на анализирующее устройство (не изображено) по электрическому кабелю, стекловолокну и/или как радиосигналы. На уплощающем элементе 104 и на присасывающемся устройстве 116 могут иметься контактные элементы, служащие для передачи электрических сигналов и для подачи электропитания.
На фиксирующем элементе 102 имеется также средство 120 измерения положения, служащее для измерения положения присасывающегося устройства 116 или фиксирующего элемента 102 относительно окружающего пространства. Данное средство 120 может представлять собой, например, акустические или оптические датчики, которые определяют положение относительно опорной структуры. При этом указанные датчики могут быть чисто пассивными датчиками, принимающими пучок излучения, испускаемый из опорной точки, так что положение присасывающегося устройства 116 или фиксирующего элемента 102 будет определяться на базе принятых сигналов. Альтернативно, средство 120 измерения положения может содержать полностью активные элементы, испускающие оптический или акустический пучок, принимаемый соответствующим приемным устройством, расположенным в опорной точке, с определением на базе принятого сигнала положения средства 120 измерения положения в пространстве. На присасывающемся устройстве 102 могут иметься также опорные метки, которые регистрируются находящейся в окружающем пространстве камерой. Кроме того, внутри присасывающегося устройства могут быть размещены оптические датчики, регистрирующие положение глаза. Используя зарегистрированные положения глаза относительно присасывающегося устройства 116 (выполненного в виде присасывающегося кольца) и положение присасывающегося устройства относительно окружающего пространства, зарегистрированное средством 120 измерения положения, можно определить положение глаза 122 в пространстве.
Средство измерения положения присасывающегося устройства может быть связано, с возможностью взаимодействия, со средством управления положением (не изображено) медицинской кушетки или лазерной системы.
В процессе использования присасывающегося устройства 116 оно соприкасается с глазом. В присасывающееся устройство 116 интегрирован датчик 118 усилия, чтобы измерять силу, действующую на глаз, и по результатам измерения определять внутриглазное давление. В составе присасывающегося устройства 116 может иметься группа таких датчиков. В результате может быть определен профиль усилий по периферии контактного элемента 116, а на его основе установлен профиль роговицы с соответственно более точным определением внутриглазного давления.
Присасывающееся устройство 116 или фиксирующий элемент 102 могут дополнительно иметь четвертую зону присасывания (не изображена), посредством которой вакуумируется область между уплощающим элементом и роговицей, чтобы роговица глаза 122 плотно прилегала к уплощающему элементу 104.
Присасывающееся устройство 116 и фиксирующий элемент 102 могут быть выполнены как одно целое или более или менее жестко связаны между собой.
Одно из преимуществ изобретения состоит в том, что оно предусматривает определенную избыточность: во-первых, присасывающееся устройство присасывается к глазу, а во-вторых, часть роговицы присасывается к поверхности функционального элемента или какого-либо закрепленного на нем элемента. Другим преимуществом изобретения является то, что до начала, во время и/или после операции оперирующий хирург может легко заменять функциональный элемент (например, линзу, уплощающую линзу или компонент для присоединения лазерной системы) без применения какого-либо инструмента, которым трудно пользоваться. Еще одно преимущество заключается в том, что для установки функционального элемента в заданное положение не требуются никакие механические крепежные элементы. Это способствует миниатюризации присасывающегося устройства для глаза и уменьшению его веса. Кроме того, отсутствие подобных механических элементов позволяет сконструировать присасывающееся устройство из меньшего количества компонентов и с более простой конструкцией. Благодаря этому оперирующий хирург имеет лучшее обозрение оперируемой зоны; кроме того, присасывающемуся устройству для глаза можно придать более высокую числовую апертуру, а также уменьшить риск неудачной операции. Далее, присасывающееся устройство согласно изобретению может иметь увеличенные допуски на изготовление по сравнению с устройствами, соответствующими уровню техники.
Должно быть понятно, что каждая из зон присасывания может быть разбита на несколько отдельных зон присасывания; в результате будет достигнута повышенная избыточность, способствующая повышению безопасности.
Одно из достоинств изобретения состоит в том, что оно позволяет получать данные измерений, относящихся к глазу, до, во время и/или после операции. Получаемые данные относятся к внутриглазному давлению, положению присасывающегося кольца в пространстве, действующей на глаз механической силе, характеристикам роговицы (например, ее биомеханическим свойствам, влагосодержанию и прозрачности). При этом для осуществления мониторинга глаза во время операции не требуется никаких дополнительных измерительных инструментов.
Изобретение было описано на примере нескольких своих вариантов. При этом специалисту будет понятно, что признаки и комбинации признаков различных вариантов можно комбинировать различным образом.