УСТРОЙСТВО ДЛЯ СШИВАНИЯ РОГОВИЦЫ
DEVICE FOR CORNEA SUTURING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение в целом относится к рефракционной хирургии, например к лазерному кератомилезу (LASIK), и к сопутствующим офтальмологическим процедурам. Более конкретно варианты реализации данного изобретения относятся к устройству для сшивания роговицы, использованию данного устройства и способу сшивания роговицы.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Уже более 10 лет известны способы использования фотосенсибилизаторов и электромагнитного излучения в офтальмологии в лечебных целях для изменения биомеханических и биохимических свойств тканей, например роговицы глаза.
Глазное яблоко у человека ограничено корнеосклерой (наружным покровом глазного яблока). Из-за внутриглазного давления корнеосклера, содержащая коллаген, имеет приблизительно сферическую форму. В задней области глазного яблока корнеосклера состоит из белой склеры. Роговица, которая прозрачна для видимого света, расположена в передней области глазного яблока.
Деформация корнеосклеры может привести к аметропии. Например, осевая миопия является типом близорукости, которая может быть вызвана линейным расширением роговицы и/или склеры глазного яблока. Эллипсоидная форма поверхности роговицы может привести к одной из форм астигматизма или другой аберрации высокого порядка, которую называют “неправильной кривизной роговицы”. Другой дефект роговицы может быть вызван прогрессирующими и неравномерными изменениями формы роговицы. Данный дефект обычно известен как эктазия. Данные эктазированные изменения, как правило, характеризуются истончением роговицы и увеличением передней и/или задней кривизны роговицы и нередко приводят к высокой степени близорукости и астигматизма. Наиболее распространенной формой эктазии является кератоконус. При кератоконусе патологическое размягчение роговицы приводит к прогрессирующему истончению и конусовидной деформации роговицы. По мере увеличения выпячивания роговица, как правило, истончается ниже центра. Роговица может быть повреждена, и появляются рубцы, которые могут надолго снизить остроту зрения. В данных условиях строма роговицы является структурно ослабленной и биомеханически нестабильной.
Сшивание роговицы (также часто называемое кросс-линкингом, кросслинкингом роговичного коллагена или кросс-линкингом роговичного коллагена) является способом, в котором используют ультрафиолетовый (УФ) свет или свет синей области спектра, а также фотосенсибилизатор для усиления химических связей в роговице, благодаря чему увеличивается жесткость роговицы. Увеличение жесткости является результатом воздействия УФ-излучения на фотосенсибилизатор. С помощью УФ-излучения активируют фотосенсибилизатор, благодаря чему происходит сшивание роговицы. Сшивание роговицы подразумевает сшивание коллагеновых волокон. Для сшивания роговицы используется УФ-излучение, в результате чего роговица становится более прочной и жесткой. Сшивание происходит благодаря УФ-излучению, поглощаемому роговицей во время лечения. Сшивание будет проходить в течение нескольких дней после облучения УФ-излучением.
Вкратце, сшивание роговицы можно рассматривать как процесс наложения фотосенсибилизатора на роговицу или внутрь роговицы с последующим воздействием УФ-излучения с целью укрепления роговицы.
В известных способах из-за того, что эпителий препятствует проникновению рибофлавина в роговицу, действуя в качестве барьера для диффузии молекул рибофлавина в роговицу, роговичный эпителий, по меньшей мере, частично удаляют для введения в роговицу рибофлавина, в качестве одного из примеров фотосенсибилизатора. Совсем недавно было предложено создавать каналы в роговице с помощью лазерного устройства, вводить рибофлавин в созданные каналы и облучать введенный рибофлавин с помощью подходящего дополнительного источника УФ-излучения. Для этого необходимо, чтобы дополнительный источник УФ-излучения приближался к пациенту, или пациент приближался к дополнительному источнику УФ-излучения.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Существует необходимость усовершенствования способа сшивания роговицы.
Было замечено, что для активизации фотосенсибилизатора для сшивания роговицы является целесообразным использование излучения в диапазоне длин волн от 190 нм до 500 нм, например 270 нм, 366 нм или 445 нм, широко используемое в данное время. Впрочем, в будущем могут применяться также и другие фотосенсибилизаторы, которые могут активироваться светом в диапазоне длин волн, отличающемся от вышеупомянутого типового диапазона.
В данном описании изобретения в формуле изобретения в п. 1 описано устройство, в п. 12 описано применение устройства, а также в п. 13 описан способ. Конкретные варианты реализации изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Представлено устройство для сшивания роговицы в соответствии с первым аспектом изобретения. Устройство содержит источник лазерного излучения; сканирующее устройство для сканирования лазерным излучением и управляющий компьютер для управления сканирующим устройством. Управляющий компьютер выполнен с возможностью программирования для управления сканирующим устройством для создания в роговице, по меньшей мере, одного разреза для введения в роговицу или наложения на нее фотосенсибилизатора, а также для активации фотосенсибилизатора с целью сшивания роговицы.
По меньшей мере, один разрез может быть выполнен или может содержать, по меньшей мере, один срез и/или, по меньшей мере, один канальный разрез. Для введения фотосенсибилизатора в роговицу может быть выполнен, по меньшей мере, один канальный разрез. Например, по меньшей мере, один канальный разрез может формировать один или более каналов для введения фотосенсибилизатора. Для нанесения фотосенсибилизатора на роговицу может быть выполнен, по меньшей мере, один разрез.
Таким образом, один и тот же источник лазерного излучения может использоваться как для формирования, по меньшей мере, одного разреза, например, по меньшей мере, одного среза и/или, по меньшей мере, одного канального разреза, а также активации фотосенсибилизатора для сшивания роговицы.
Фотосенсибилизатор может содержать любые подходящие компоненты, стабилизирующие ткань роговицы, например рибофлавин (витамин В2), лизилоксидазу, трансглютаминазу, альдегиды сахарозы, этилкарбодиимид, глутаральдегид, формальдегид или их смеси, например раствор Карновского.
Управляющая программа может выполняться на управляющем компьютере, причем управляющая программа содержит команды, при выполнении которых управляющий компьютер управляет сканирующим устройством в соответствии с вышеупомянутым способом. Сканирующее устройство для сканирования лазерного излучения может направлять лазерное излучение относительно глаза таким образом, что создается, по меньшей мере, один разрез, например, по меньшей мере, один срез и/или, по меньшей мере, один канальный разрез. Также для фокусирования лазерного излучения на пути пучка лазерного излучения могут быть установлены оптические компоненты, например оптические зеркала, а также фокусирующий объектив. Сканирующее устройство может быть выполнено с возможностью управления точкой фокусировки лазерного излучения в поперечном и продольном направлениях. В данном контексте термином "поперечное" может указываться направление под прямым углом к направлению распространения лазерного излучения, а термин "продольное" может относиться к направлению распространения пучка лазерного излучения.
Примеры источников лазерного излучения включают аттосекундный лазер, фемтосекундный лазер, наносекундный лазер или пикосекундный лазер. При помощи указанных источников можно выполнять процедуру LASIK или лентикулярные срезы. При таких процедурах, например, фемтосекундный лазер срезает ткань глаза путем фоторазрушения ткани с помощью энергии лазерного пучка, которая приводит к лазерному оптическому пробою (LIOB), создающему кавитационные пузырьки. При процедуре LASIK с помощью лазерной системы вырезают лоскут или крышку в строме. Для придания новой формы роговице поднимают или удаляют лоскут/крышку для абляции обнаженной поверхности стромы путем использования, например, эксимерного лазера. Для создания, по меньшей мере, одного разреза, например, по меньшей мере, одного среза и/или, по меньшей мере, одного канального разреза подходят импульсные лазеры с длительностью импульсов в пикосекундных, наносекундных, фемтосекундных и аттосекундных диапазонах. Источник лазерного излучения, предусмотренный в устройстве в соответствии с первым аспектом изобретения, может иметь диапазон длин волн от 300-1900 нанометров (нм), например, с длиной волны в диапазоне 300-650, 650-1050, 1050-1250 или 1100-1900 нм.
Управляющий компьютер, который управляет сканирующим устройством, может быть выполнен с возможностью программирования с целью передачи сканирующему устройству команд для перемещения фокусов лазерного излучения вдоль прямой или изогнутой линии с целью достижения лазерных оптических пробоев (LIOB) в ткани для выполнения, по меньшей мере, одного разреза, например, по меньшей мере, одного среза и/или канального разреза. С одной стороны, по меньшей мере, один разрез может выполняться так, чтобы разделение отдельных прилегающих друг к другу LIOB (или “интервал“ между пузырьками) как можно меньше нарушало структуру и устойчивость ткани. С другой стороны, в случае, если создается, по меньшей мере, один канальный разрез, разделение между LIOB, формирующее, по меньшей мере, один канальный разрез, может быть настолько мало, что фотосенсибилизатор, введенный, по меньшей мере, в один канальный разрез в виде раствора проникает в ткани требуемым образом, т.е. от LIOB к LIOB через, по меньшей мере, один канальный разрез. Таким образом, в области между соседними LIOB фотосенсибилизатор проникает путем диффузии.
Отсюда следует, что в смысле некоторых реализаций изобретения термин “канал“ или “канальный разрез” необязательно следует рассматривать как непрерывную полость, полностью свободную от ткани, хотя, с другой стороны, в некоторых вариантах реализации изобретения также могут предусматриваться полностью непрерывные каналы или канальные разрезы. Используемый в данной заявке в некоторых вариантах реализации изобретения термин “канал” или “канальный разрез” не означает область среза для создания лоскута/крышки, как в LASIK. С другой стороны, под термином “срез” может пониматься лоскут/крышка, который может быть укреплен путем сшивания роговицы.
По меньшей мере, один разрез, например, по меньшей мере, один канальный разрез, может создаваться, по меньшей мере, частично за счет лазерного излучения, при этом, по меньшей мере, некоторые из LIOB не сливаются с другими полностью. Значение расстояния между соседними LIOB может лежать в диапазоне от 1 мкм до 20 мкм. Например, расстояние между соседними LIOB может лежать в диапазоне, например, от 1 мкм до 10 мкм; от 3 мкм до 5 мкм; от 7 до 10 мкм; от 10 до 15 мкм; от 15 до 20 мкм.
В первом варианте реализации первого аспекта возможно перемещение положения глаза относительно устройства с целью выполнения процедуры. Таким образом, лазерное излучение может быть расфокусированным, что может привести к снижению плотности потока лазерного излучения в роговице. Предположительно, это приводит к расфокусировке лазерного излучения таким образом, что плотность потока ослабленного лазерного излучения становится ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение в роговице. Из-за перемещения положения глаза, интенсивность лазерного излучения может ослабляться, что может привести к снижению плотности потока лазерного излучения в роговице. Средняя мощность облучения может лежать в диапазоне от 3 до 100 мВт/см² или выше, например в одном из диапазонов 3-10; 10-30; 30-50; 50-80; 80-100 мВт/см².
Во втором варианте реализации первого аспекта устройство может содержать компонент для снижения плотности потока лазерного излучения. Например, снижение плотности потока может быть ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы. Средняя мощность облучения может лежать в диапазоне от 3 до 100 мВт/см² или выше, например в одном из диапазонов 3-10; 10-30; 30-50; 50-80; 80-100 мВт/см².
Следовательно, может быть сформирован, по меньшей мере, один канальный разрез путем рассечения роговицы при помощи лазерного излучения, поступившего от источника лазерного излучения. Затем фотосенсибилизатор может быть введен, по меньшей мере, в один канальный разрез. Лазерное излучение может быть затем изменено с помощью компонента для снижения плотности потока таким образом, что может быть снижена плотность потока лазерного излучения. Фотосенсибилизатор может быть затем активирован путем облучения фотосенсибилизатора с помощью лазерного излучения с уменьшенной плотностью потока.
На пути пучка лазерного излучения может избирательно устанавливаться компонент для снижения плотности потока. Предположительно, в ответ на команду от управляющего компьютера компонент для снижения плотности потока может устанавливаться на пути пучка лазерного излучения. Например, компонент для снижения плотности потока может быть выполнен с возможностью перемещения на пути пучка лазерного излучения. Данное движение может быть любым движением, например линейным, возвратно-вращательным или подобным движением, посредством которого компонент для снижения плотности потока может быть перемещен из первого положения, в котором он не находится на пути пучка лазерного излучения, во второе рабочее положение, в котором он находится на пути пучка лазерного излучения, затем назад в первое положение и так далее.
Компонент для снижения плотности потока может быть адаптером пациента или аппланационным конусом или может быть частью интерфейса пациента. Интерфейс пациента, адаптер пациента или аппланационный конус могут соприкасаться с роговицей глаза. В данном случае плотность потока лазерного излучения может быть соответственно уменьшена путем изменения, по меньшей мере, одного расстояния и оптических компонентов в пределах интерфейса пациента, адаптера пациента или аппланационного конуса.
В первой модификации второго варианта реализации компонент для снижения плотности потока может содержать или может быть выполнен в виде расширяющегося компонента для расширения пучка лазерного излучения. Из-за расширения пучка лазерного излучения лазерное излучение может стать расфокусированным, что может привести к снижению плотности потока лазерного излучения в роговице. Предположительно, это вызывает расширение пучка лазерного излучения таким образом, что плотность потока расширенного пучка лазерного излучения становится ниже порогового значения, при котором в роговице происходит фоторазрушение.
Во второй модификации второго варианта реализации компонент для снижения плотности потока может содержать или может быть выполнен в виде дефокусирующего компонента с целью расфокусировки лазерного излучения. Предположительно, это приводит к расфокусировке лазерного излучения таким образом, что плотность потока расфокусированного лазерного излучения становится ниже порогового значения, при котором в роговице происходит фоторазрушение.
В третьей модификации второго варианта реализации компонент для снижения плотности потока может содержать или может быть выполнен в виде рассеивающего компонента с целью рассеивания лазерного излучения. Плотность потока лазерного излучения в роговице может быть уменьшена путем рассеяния лазерного излучения. Предположительно, это приводит к рассеянию лазерного излучения таким образом, что плотность потока рассеянного лазерного излучения становится ниже порогового значения, при котором в роговице происходит фоторазрушение.
В четвертой модификации второго варианта реализации компонент для снижения плотности потока может содержать или может быть выполнен в виде компонента для снижения мощности, предназначенного для снижения мощности лазерного излучения, поступившей от источника. С помощью компонента для снижения мощности может быть снижена мощность, поступающая от источника лазерного излучения. Управляющий компьютер может предоставить источнику лазерного излучения команду для снижения мощности на величину, рассчитанную с помощью управляющего компьютера. Предположительно, это приводит к снижению мощности лазерного излучения таким образом, что плотность потока ослабленного лазерного излучения становится ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение в роговице.
Второй аспект описывает применение устройства для сшивания роговицы как описано в данной заявке.
Третий аспект описывает способ сшивания роговицы. Способ, включающий подачу лазерного излучения; сканирование лазерным излучением с помощью сканирующего устройства и управление сканирующим устройством для создания в роговице, по меньшей мере, одного разреза для введения фотосенсибилизатора в роговицу или нанесения на нее, а также для активации фотосенсибилизатора для сшивания роговицы.
В соответствии с вариантом способа по третьему аспекту изобретения способ является комбинацией вышеупомянутого способа и способа введения фотосенсибилизатора в роговицу глаза. Вариант способа согласно третьему аспекту изобретения может сочетаться с рефракционной хирургией роговицы, например рефракционной хирургией в виде LASIK. В соответствии с другим вариантом способа по третьему аспекту изобретения способ является комбинацией способа по третьему аспекту и способа нанесения фотосенсибилизатора на роговицу глаза.
Варианты реализации данного изобретения будут более подробно описаны посредством примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
на Фиг. 1 схематически проиллюстрирован пример устройства для сшивания роговицы глаза человека в соответствии с вариантом реализации изобретения;
на Фиг. 2 схематически проиллюстрирован вариант проиллюстрированного на Фиг. 1 устройства для сшивания роговицы;
на Фиг. 3 схематически проиллюстрирован вариант проиллюстрированного на Фиг. 1 устройства для сшивания роговицы;
на Фиг. 4 схематически проиллюстрирован вариант устройства для сшивания роговицы, проиллюстрированного на Фиг. 1; и
на Фиг. 5 проиллюстрирован пример способа сшивания роговицы глаза человека согласно варианту реализации изобретения.
Рассмотрим более подробно типовые варианты реализации описанного устройства, а также способ, ссылаясь на чертежи. Последующее описание не претендует на исчерпывающий характер или иной ограничительный характер прилагаемой формулы изобретения для конкретных вариантов реализации, представленных на чертежах и описанных в данной заявке. Несмотря на то, что графические материалы отображают возможные варианты реализации изобретения, с целью лучшего пояснения варианта реализации изобретения графические материалы необязательно выполнены в соответствующем масштабе, при этом определенные функции могут быть расширены, удалены или частично разделены. Кроме того, некоторые чертежи могут быть схематичными.
Встречаемый в дальнейшем термин "канальный разрез" не ограничивает число канальных разрезов определенным числом. Скорее, используемый ниже термин "канал" или "канальный разрез" включает любое подходящее число каналов или канальных разрезов, например один канал (разрез) и два или более каналов или канальных разрезов. Кроме того, хотя ниже ссылаются только на создание канала(ов) или канального разреза(ов), аналогичным способом также могут быть созданы один или более разрезов другого типа.
На Фиг. 1 проиллюстрирован пример варианта реализации устройства 10, выполненного с возможностью создания канала в роговице глаза. В данном варианте реализации устройство 10 содержит лазерное устройство 14 и управляющий компьютер 18. С помощью лазерного устройства 14 посредством ультракоротких лазерных импульсов можно создавать, по меньшей мере, один канальный разрез в роговице глаза человека. Используемый в данной заявке термин "ультракороткий" относится к значению длительности импульса в наносекундном, пикосекундном, фемтосекундном или аттосекундном диапазонах. С помощью лазерного устройства 14 могут создавать канальный разрез во время хирургического лечения глаз, при котором фотосенсибилизатор вводят в сформированный канальный разрез, а затем для активации фотосенсибилизатора с целью сшивания роговицы облучают фотосенсибилизатор, используемый для примера, ультрафиолетовым (УФ) светом или светом в синей области спектра.
Лазерное устройство 14 может содержать управляемые компоненты, с помощью которых управляют фокусом импульсного лазерного излучения вдоль заданной траектории в пределах роговицы с целью создания канального разреза.
В проиллюстрированном примере на Фиг. 1 с помощью устройства 10 выполняют лазерную операцию на глазе человека 12. Устройство 10 содержит лазерное устройство 14, адаптер пациента 16, управляющий компьютер 18 и память 20, которые могут быть соединены, как показано в примере. Память 20 выполнена с возможностью хранения управляющей программы 34. Лазерное устройство 14 содержит источник лазерного излучения 22, сканирующее устройство 24, одно или более оптических зеркал 26, а также фокусирующий объектив 28, которые могут быть соединены, как показано в примере. Адаптер пациента 16 содержит контактный элемент 30 и опорную муфту 32, которые соединены, как показано на чертеже.
Источник лазерного излучения 22 генерирует лазерный пучок 36 сверхкоротких импульсов. В точке фокусировки лазерного пучка 36 может создаваться лазерно-индуцированный оптический пробой (LIOB) тканей, например роговицы. Лазерный пучок 36 может быть точно сфокусирован, что позволяет выполнять точные разрезы клеточных слоев роговицы, благодаря чему можно уменьшить или избежать ненужного разрушения других тканей.
Лазерный пучок 36 может иметь любую подходящую длину волны, например волны в диапазоне 300-1900 нанометров (нм), например, с длиной волны в диапазоне 300-650, 650-1050, 1050-1250 или 1100-1900 нм. В частности, в данном примере предполагается, что лазерный пучок имеет длину волны 345 нм. Лазерный пучок 36 также может иметь относительно небольшой диаметр фокального пятна, например 5 микрометров (мкм) или менее. В некоторых вариантах реализации источник лазерного излучения 22 и/или канал передачи лазерного пучка 36 (на графических изображениях не показан) могут находиться в условиях вакуума или близких к вакууму.
Сканирующее устройство 24, оптические зеркала 26 и фокусирующий объектив 28 находятся на пути лазерного пучка 36. Сканирующее устройство 24 выполнено с возможностью управления точкой фокусировки лазерного пучка 36 в поперечном и продольном направлении. Термин "поперечное" относится к направлению под прямым углом к направлению распространения лазерного пучка 36, а "продольное" относится к направлению распространения пучка. Поперечная плоскость может быть обозначена как плоскость x-y, а продольное направление может быть обозначено как направление по оси z.
Сканирующее устройство 24 выполнено с возможностью направления лазерного пучка 36 в поперечной плоскости с помощью любого подходящего способа. Например, сканирующее устройство 24 может содержать пару сканирующих зеркал с гальванометрическим приводом, которые могут поворачиваться вокруг взаимно перпендикулярных осей. В качестве другого примера сканирующее устройство 24 может содержать электрооптический кристалл, с помощью которого можно направлять лазерный пучок 36 электрооптическим способом. Сканирующее устройство 24 выполнено с возможностью направлять лазерный пучок 36 в продольном направлении с помощью любого подходящего способа. Например, сканирующее устройство 24 может содержать объектив, регулируемый в продольном направлении, объектив с переменной оптической силой или деформируемое зеркало, с помощью которого можно управлять фокусом пучка по оси z. Компоненты для управления фокусом сканирующего устройства 24 могут располагаться в любом подходящем порядке относительно пути лазерного пучка, например в одном или в разных модульных блоках.
Одно или более оптических зеркал 26 направляют лазерный пучок 36 к фокусирующему объективу 28. Например, оптическое зеркало 26 может быть неподвижным отклоняющим зеркалом. Как вариант, оптический элемент, который может преломлять и/или отклонять лазерный пучок 36, может располагаться в месте расположения оптического зеркала 26.
Фокусирующий объектив 28 фокусирует лазерный пучок 36 на глаз 12, а более конкретно на роговицу глаза 12. Фокусирующий объектив 28 может отделяемо соединяться с адаптером пациента 16. В качестве фокусирующего объектива 28 может использоваться любой подходящий оптический прибор, например F-theta объектив.
Адаптер пациента 16 соприкасается с роговицей глаза 12. Муфта 32 соединена с фокусирующим объективом 28 и удерживает контактный элемент 30. Контактный элемент 30 является прозрачным или полупрозрачным для лазерного излучения и имеет опорную поверхность 38, которая соприкасается с роговицей глаза и может выравнивать часть роговицы. В некоторых вариантах реализации изобретения опорная поверхность 38 является плоской и образует на роговице плоскую площадку. Опорная поверхность 38 может быть расположена в плоскости x-y таким образом, что плоская площадка также располагается на плоскости x-y. В других вариантах опорная поверхность не должна быть плоской, например может быть выпуклой или вогнутой.
С помощью управляющего компьютера 18 в соответствии с управляющей программой 34 управляют контролируемыми компонентами, например источником лазерного излучения 22, одним или более оптическими зеркалами 26 и/или сканирующим устройством 24. Управляющая программа 34 содержит компьютерный код, с помощью которого управляемые компоненты получают команды для фокусирования импульсного лазерного излучения в области роговицы с целью фоторазрушения, по меньшей мере, часть области.
В некоторых примерах работы сканирующее устройство 24 может направлять лазерный пучок 36 для формирования или создания канального разреза любой подходящей формы. Одна или более секций канального разреза может быть выполнена с целью двумерного расширения в плоскости x-y (например, когда роговица выравнивается напротив опорной поверхности 38 контактного элемента 30 из-за воздействия опоры). При этом сканирующее устройство 24 может образовывать одну или более секций канального разреза путем фокусировки лазерного пучка 36 при постоянном значении z под опорной поверхностью 38 и перемещении фокуса по шаблону в плоскости x-y. К тому же, одна или несколько секций канального разреза может выходить из-под передней поверхности роговицы в направлении поверхности роговицы или на поверхность роговицы. Сканирующее устройство 24 может образовывать одну или более секций путем изменения координаты z фокуса лазерного пучка 36, а при необходимости путем изменения значений x и/или y.
Фоторазрушению может быть подвержена любая часть роговицы. Для фоторазрушения могут быть выбраны один или более слоев роговицы. Кроме того, часть клеток слоя может быть подвержена фоторазрушению в направлении z, но при этом часть клеток слоя может оставаться на роговице. Более того, для фоторазрушения может быть выбрана конкретная область в плоскости x-y (или "целевая зона").
С помощью устройства 10 можно подвергать фоторазрушению роговичный слой любым подходящим способом. В некоторых вариантах реализации управляющий компьютер 18 может предоставлять команды лазерному устройству 14 для фокусировки лазерного пучка 36 при постоянном значении z под опорной поверхностью 38, а также для движения в плоскости x-y по шаблону, который практически покрывает целевую зону. Может использоваться любой шаблон.
По мере движения лазерного пучка 36 вдоль пути сканирования импульсы лазерного излучения создают микроразрушения в ткани роговицы глаза 12. В определенных случаях шаблоном пути сканирования может быть обусловлено неравномерное распределение микроразрушений в пределах целевой зоны. В этих случаях лазерный пучок 36 может быть изменен для более равномерного распределения. Например, могут блокироваться некоторые импульсы или может быть уменьшена энергия импульса с целью уменьшения числа или действия импульсов в той или иной области.
Вышеописанная процедура аналогична способу LASIK. Аналогично LASIK управляющий компьютер 18 может управлять источником лазерного излучения 22, одним или более оптическими зеркалами 26 и/или сканирующим устройством 24. Управляющий компьютер 18 может быть запрограммирован с помощью программы 34, хранящейся в памяти 20, для управления лазерным пучком 36 особым образом для создания канального разреза в роговице глаза 12. В отличие от LASIK в примере, проиллюстрированном на Фиг. 1, фоторазрушения, созданные лазерным излучением, формируют канальный разрез для введения фотосенсибилизатора, а не лоскут.
После создания канального разреза в глаз 12 может быть введен фотосенсибилизатор для изменения биомеханических и/или биохимических свойств глаза 12 в ходе процесса, известного как “сшивание роговицы”. Например, путем сшивания может быть усилена механическая прочность роговицы. Глаз 12 для лечения путем сшивания в данном примере является, без ограничения, по сути, роговицей, которая покрыта снаружи слезной пленкой. Роговица имеет эпителий, слой Боумена, строму, десцеметовую оболочку и эндотелий.
После введения фотосенсибилизатора в сформированный канальный разрез фотосенсибилизатор может проникать внутрь и сквозь канальный разрез и оттуда распространяться в ткани роговицы путем диффузии.
В процессе сшивания роговицы после введения фотосенсибилизатора фотосенсибилизатор подвергается воздействию ультрафиолетового света для активации процесса сшивания роговицы. С этой целью фотосенсибилизатор облучают светом того же источника лазерного излучения 22, который использовался также для создания канального разреза. Однако использование лазерного излучения без каких-либо модификаций приведет к фоторазрушениям в роговице, а не только к активации фотосенсибилизатора для сшивания роговицы. С целью предотвращения создания фоторазрушений в роговице предполагается снизить плотность потока лазерного излучения, фактически воздействующего на роговицу глаза 12. Уменьшение плотности потока может быть достигнуто различными способами, некоторые из которых описаны с помощью примера.
2
В соответствии с первым примером можно переместить или изменить положение оперируемого пациента для изменения положения глаза 12 относительно устройства 10. Например, глаз 12 располагается на большем удалении от контактного элемента 30 в направлении оси z. При сохранении настроек аппарата 10 лазерный пучок 36 является расфокусированным, т.е. фокус лазерного пучка 36 не находится в пределах роговицы, а в передней части роговицы. Таким образом, снижается плотность потока лазерного пучка 36 в роговице. Предположительно, что при изменении положения пациента таким образом, что изменение расстояния от глаза 12 до контактного элемента 30 приводит к расфокусировке лазерного пучка 36, при этом плотность потока лазерного пучка 36 вблизи роговицы будет (несколько) ниже порога фоторазрушения. Порог фоторазрушения может иметь значение 1 Джоуль/см и зависит, например, от числа импульсов, а также используемого источника лазерного излучения. Расстояние может вычисляться с помощью программы 34. Порогом фоторазрушения может быть плотность мощности, при которой происходит фоторазрушение в роговице. Вместо изменения положения пациента адаптер пациента 16 может быть снят или заменен другим адаптером пациента, благодаря чему изменяется, например, расфокусировка лазерного пучка 36, что приводит к активации фотосенсибилизатора вместо фоторазрушения роговицы.
Согласно второму примеру снижение плотности потока лазерного излучения может обеспечиваться с помощью компонента для снижения плотности потока 40. Компонент для снижения плотности потока выполнен с возможностью уменьшения плотности потока лазерного излучения таким образом, что уменьшенная плотность потока ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы. Таким образом, фотосенсибилизатор может быть активирован путем облучения с помощью лазерного излучения, поступающего от источника лазерного излучения 22 с неизменными параметрами, причем лазерное излучение имеет уменьшенную плотность потока.
Компонент для снижения плотности потока 40 может избирательно устанавливаться на пути пучка лазерного излучения 36. Например, компонент для снижения плотности потока 40 может быть установлен на пути лазерного пучка 36 в соответствии с командой, полученной от управляющего компьютера 18. Компонент для снижения плотности потока 40 может быть установлен на пути лазерного пучка 36 путем поворота, откидывания, линейного движения или иного перемещения компонента для снижения плотности потока 40 на пути лазерного пучка 36 или путем установки компонента для снижения плотности потока 40 или добавления компонента для снижения плотности потока 40 к компоненту устройства 10 на пути лазерного пучка 36.
Согласно первой возможной реализации компонент для снижения плотности потока 40 содержит или выполнен как дефокусирующий компонент для расфокусировки лазерного пучка 36. Например, фокус расфокусированного лазерного пучка может находиться не в глазу, а перед глазом 12. Это приводит к снижению плотности потока лазерного пучка 36 в пределах роговицы. Дефокусирующий компонент может быть выполнен таким образом, что плотность потока лазерного пучка 36 может быть уменьшена ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы.
Согласно второй возможной реализации компонент для снижения плотности потока 40 содержит или выполнен как расширяющий компонент для расширения лазерного пучка 36. Расширяющий компонент может содержать систему линз для расширения лазерного пучка 36. Например, система линз может состоять из нескольких, например, двух или более линз. Положение фокуса лазерного пучка 36 может быть изменено с помощью расширяющего компонента. Например, измененный фокус может находиться не в глазу 12, а перед глазом 12. Это приводит к снижению плотности потока лазерного пучка 36 в пределах роговицы. Расширяющий компонент может быть выполнен таким образом, что плотность потока лазерного пучка 36 может быть уменьшена ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы.
Согласно третьей возможной реализации, которая для примера схематически проиллюстрирована на Фиг. 2, компонент для снижения плотности потока 40 содержит или выполнен в виде рассеивающего компонента для рассеяния лазерного пучка 36. Например, рассеивающий компонент может содержать или быть выполнен в виде светорассеивающей фольги или в виде дискового светорассеивателя, например поверхностного светорассеивателя или объемного светорассеивателя. Поверхностный светорассеиватель может содержать или состоять из матового стекла и может быть дополнительно покрыт противоотражающими покрытиями. Объемный светорассеиватель может содержать или состоять из опалового стекла. Независимо от точной настройки рассеивающего компонента, рассеивающий компонент может быть адаптирован для рассеивания лазерного пучка с целью снижения плотности мощности лазерного пучка в роговице. Это приводит к снижению плотности потока лазерного пучка 36 в пределах роговицы. Рассеивающий компонент может быть выполнен таким образом, что плотность потока лазерного пучка 36 может быть уменьшена ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы.
Согласно четвертой возможной реализации компонент для снижения плотности потока 40 содержит или выполнен в виде компонента для снижения мощности, предназначенного для снижения мощности лазерного излучения, поступившей от источника. Посредством компонента для снижения мощности может быть уменьшена мощность лазерного пучка 36, поступающая от источника лазерного излучения 22. Следовательно, плотность потока лазерного пучка 36 может быть уменьшена ниже порогового значения, при котором происходит фоторазрушение роговицы. Например, с помощью управляющего компьютера 18 можно определить величину снижаемой мощности и предоставить команды источнику лазерного излучения 22 для снижения мощности на определенную величину.
В качестве примера на Фиг. 1 проиллюстрировано, что компонент для снижения плотности потока 40 может избирательно перемещаться на пути лазерного пучка 36. Кроме того, как схематично проиллюстрировано на Фиг. 3, компонент для снижения плотности потока может входить в состав адаптера пациента 16 или другого адаптера пациента 16А, который может быть установлен вместо адаптера пациента 16. Как проиллюстрировано на Фиг. 3, адаптер пациента 16А соединен с лазерным устройством 14. Адаптер пациента 16А отличается от адаптера пациента 16 тем, что содержит компонент для снижения плотности потока. Кроме того, компонент для снижения плотности потока 40 может входить в состав лазерного устройства 14. В данном случае компонент для снижения плотности потока 40 может быть избирательно установлен на пути лазерного пучка 36.
На Фиг. 4 схематически показаны элементы адаптера пациента 16А. Как указано выше, адаптер пациента 16А может для примера содержать рассеивающий компонент 50 для рассеяния лазерного пучка 36. Кроме того, в адаптере пациента 16А может содержаться компонент для снижения плотности потока любого другого подходящего типа.
На Фиг. 5 схематически проиллюстрирован способ сшивания роговицы согласно варианту реализации изобретения. На этапе 502 управляют сканирующим устройством (например, сканирующим устройством 24, показанным на Фиг. 1) с целью создания канального разреза роговицы при помощи лазерного пучка, поступающего от источника лазерного излучения (например, от источника лазерного излучения, показанного на Фиг. 1). На этапе 504 в созданный канальный разрез может быть введен фотосенсибилизатор. В заключение, на этапе 506 производят управление сканирующим устройством (например, сканирующим устройством 24, показанным на Фиг. 1) для активации фотосенсибилизатора с целью сшивания роговицы посредством лазерного пучка. При выполнении этапа 506 лазерный пучок может иметь уменьшенное значение плотности потока. Плотность потока может быть уменьшена с помощью любого подходящего компонента для снижения плотности потока из числа вышеописанных.