АППАРАТ ДЛЯ ВЫРЕЗАНИЯ ЧАСТИ ТКАНИ СФОКУСИРОВАННЫМ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
APPARATUS WITH FOCUSED LASER IRRADIATION FOR CUTTING OUT PART OF TISSUE

Область техники
Изобретение относится к аппарату для вырезания части ткани сфокусированным лазерным излучением. Более конкретно, оно относится к вырезанию так называемого лоскута из роговицы глаза в ходе рефракционной хирургии, например, методом LASIK (laser in-situ keratomileusis - лазерный интрастромальный кератомилез). Хотя далее изобретение будет подробно описано применительно именно к рефракционной хирургии, в частности к методу LASIK, оно может быть использовано и в других случаях вырезания части ткани посредством сфокусированного лазерного излучения.
Уровень техники
В случае LASIK - широко применяемого метода коррекции изображающих свойств роговицы с помощью лазерного излучения - с передней поверхности роговицы обычно срезают так называемый лоскут, причем участок лоскута остается соединенным с роговицей наподобие петли, так что лоскут может быть отогнут для осуществления абляции роговичной ткани посредством лазерного излучения. По завершении абляции (удаления ткани) лоскут укладывают обратно и происходит быстрое заживление ткани, поскольку поверхность роговицы оказывается, в основном, неповрежденной.
Из уровня техники известны два принципиально различных метода формирования лоскута.
В одном из них для вырезания лоскута используется механический инструмент, так называемый микрокератом, быстро осциллирующая режущая кромка которого разрезает роговицу сбоку. В этом случае на глаз устанавливают так называемое присасывающееся кольцо, которое фиксирует глаз посредством вакуума. Такой прием соответствует уровню техники.
Вместе с тем, для вырезания лоскута все шире применяется лазерное излучение - в настоящее время сфокусированное лазерное излучение с длительностями импульсов в фемтосекундном диапазоне. В этом методе фокусируют излучение внутри роговичной ткани, под передней поверхностью роговицы, позиционируя фокальные точки на желательной поверхности таким образом, чтобы из роговицы был вырезан лоскут. Данный метод известен как фемто-LASIK.
У метода фемто-LASIK имеются два основных варианта.
Согласно первому варианту для фиксации глаза в поперечном направлении используется отдельная система, состоящая из присасывающегося кольца и фиксатора века. Плоская оптическая пластина прижимается к роговице с целью сделать роговицу плоской. Описанным выше образом производят двумерный разрез стромы роговицы на соответствующей глубине. Краевое иссечение (т.е. позиционирование фокальных точек в краевой зоне лоскута) обеспечивают в этом случае позиционированием этих точек вне плоскости среза, вплоть до поверхности роговицы. Как следствие, фокальные точки оказываются на плоской оптической пластине, которая в результате разрушается, так что она рассматривается как расходуемый материал.
Согласно другому варианту метода фемто-LASIK иссечение стромы в одной плоскости также производится с применением присасывающего кольца с приданием роговице плоской формы посредством уменьшения глазного давления. В этом случае при иссечении используется прозрачная на длине волны лазерного излучения пластиковая пленка, помещаемая между уплощающей пластиной и роговицей. Пластиковая пленка в этом случае также является расходуемым материалом, причем невозможно обеспечить специальную конфигурацию границы иссечения.
Раскрытие изобретения
Изобретение направлено на создание аппарата, позволяющего вырезать сфокусированным лазерным излучением из ткани, в частности из роговицы, ее часть, например лоскут, простым и удобным образом, при одновременном сокращении длительности операции и уменьшении энергии, вводимой в глаз для осуществления вырезания.
Согласно изобретению создан аппарат для вырезания части ткани посредством сфокусированного лазерного излучения, содержащий:
- присасывающееся кольцо, выполненное с возможностью наложения своей герметизирующей поверхностью на поверхность ткани,
- устройства для создания пониженного давления в полости, ограниченной поверхностью ткани и присасывающимся кольцом, и
- уплощающую пластину, выполненную с возможностью прижатия к поверхности ткани для придания ткани требуемого профиля.
Аппарат по изобретению характеризуется тем, что край вырезаемой части ткани задается внутренней кромкой непрозрачного для лазерного излучения тела, взаимодействующего с присасывающимся кольцом.
Применительно, например, к методу фемто-LASIK для каждого желательного диаметра лоскута и для каждой желательной геометрии лоскута специально выбирается "индивидуализированное" тело, непрозрачное для лазерного излучения, которое используется в комбинации с присасывающимся кольцом. В этом случае указанное тело может быть жестко соединено с присасывающимся кольцом, с получением присасывающегося кольца, специализированного для обеспечения желательной формы лоскута в конкретном случае. Альтернативно, непрозрачное для лазерного излучения тело прикрепляется к присасывающемуся кольцу съемным образом в качестве заменяемой детали.
Уплощающая пластина в контексте изобретения необязательно должна быть плоской: в зависимости от требуемого профиля иссечения она может иметь криволинейную, например сферическую, поверхность.
Непрозрачное для лазерного излучения тело предпочтительно имеет кольцевую форму.
В одной конфигурации данное тело может поглощать лазерное излучение частично или полностью.
Еще в одном варианте данное тело может быть наложено на контактную пластину, которая может контактировать с тканью своей герметизирующей поверхностью.
Краткое описание чертежей
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи будут более подробно описаны конкретные варианты изобретения.
На фиг.1А-1С схематично иллюстрируется формирование лоскута методом фемто-LASIK.
На фиг.2 схематично представлен вариант аппарата для вырезания части ткани согласно изобретению.
На фиг.3 в увеличенном масштабе показана деталь аппарата по фиг.2.
На фиг.4 на виде сверху показано тело, непрозрачное для лазерного излучения.
Осуществление изобретения
На фиг.1А, 1В и 1С схематично иллюстрируются условия, имеющие место при вырезании лоскута 10а из роговицы 10 сфокусированным излучением с длительностью импульсов в фемтосекундном диапазоне. Используется лазерное излучение с длиной волны в соответствии с уровнем техники.
На фиг.1А на виде сверху показаны роговица 10 с ее лимбусом 12, край 14 лоскута 10а и склера 26. Своим участком 16 (играющим роль петли) лоскут 10а остается соединенным с роговицей 10, так что он может быть отогнут вверх известным образом. На фиг.1В показана фокальная поверхность 18 лазера, т.е. плоскость, в которой позиционируют фокальные точки лазерного излучения таким образом, чтобы произвести требуемый разрез. При этом термин "плоскость" в контексте изобретения следует понимать не как означающий только совершенно плоскую поверхность, а как поверхность расположения фокальных точек, которая может иметь некоторую кривизну, как это иллюстрируется для разреза согласно фиг.1В.
Круглый участок K, отмеченный на фиг.1В, представлен на фиг.1С в увеличенном масштабе. Как показано на фиг.1В, в краевой зоне поверхности расположения фокальных точек эта поверхность отогнута вверх, образуя поперечный разрез 20. Точки, в которых плоскость разреза, задаваемая фокальными точками, пересекает переднюю поверхность 22 роговицы 10, образуют край 14 вырезаемого лоскута. На фиг.1В отмечены также диаметр D1 и толщина D2 лоскута и задняя поверхность 24 роговицы 10.
Выполнение поперечного разреза 20 и обеспечение соответствующей последовательности фокальных точек лазерного излучения является сложным процессом, что неблагоприятно влияет на вероятность дефектного разреза. Кроме того, выполнение поперечного разреза у края 14 является также времяемким и требует подачи в глаз довольно значительного количества энергии. Аппарат по фиг.2-4 обеспечивает улучшение обоих этих параметров.
На фиг.2 показано присасывающееся кольцо 28 с уплощающей пластиной 30, прижатое с усилием к передней поверхности 22 роговицы 10. Как уже упоминалось, уплощающая пластина 30 не должна быть абсолютно плоской, а может иметь криволинейную, например сферическую, поверхность.
В присасывающемся кольце 28 известным образом выполнены отверстия 32 для создания требуемого (но не чрезмерно) пониженного давления в полости 38 таким образом, что глаз фиксируется в поперечном направлении к присасывающемуся кольцу 28. Присасывающееся кольцо 28 снабжено также известной соединительной деталью 34, в которой выполнен канал 36, ведущий (как это обозначено стрелкой 46) к вакуумному насосу (не изображен).
Присасывающееся кольцо 28 снабжено контактной пластиной 44, которая соприкасается своей герметизирующей поверхностью 42 с передней поверхностью 22 роговицы 10, так что полость 38 герметизирована относительно роговицы и давление в ней является пониженным по отношению к внешнему (атмосферному) давлению.
На фиг.2 и 3 видна поверхность 18, в которой позиционируются фокальные точки. Данная фокальная поверхность лазера в представленном варианте является плоской. Это справедливо, в первую очередь, для зоны у края 14 разреза. Чтобы задать форму края 14, используется тело 40, непрозрачное для лазерного излучения. На фиг.4 один из возможных вариантов указанного тела 40 показан на виде сверху. Как видно из фиг.2, тело 40 помещено на контактную пластину 44 присасывающегося кольца. Тело 40 находится под уплощающей пластиной 30, причем оно выполнено так, что его внутренняя кромка 40а (см. фиг.4) соответствует желательному положению края 14 лоскута 10а. Следовательно, профиль лоскута 10а может быть задан выбором формы тела 40. Как показано на фиг.4, лазерные импульсы направляются в область 18а, т.е. разрез лазерным излучением осуществляется только в пределах области 18а (заштрихованной на фиг.4), так что область у соединительного участка 16 остается ненадрезанной. В этом случае отпадает необходимость в поперечном разрезе 20 под углом α, показанным на фиг.1С. Напротив, в краевой зоне разрез может оставаться плоским. На фиг.2 отмечена область X, лежащая над телом 40, непрозрачным для лазерного излучения, в которую это излучение может подаваться, не оказывая неблагоприятного влияния на желательный профиль разреза. Такое выполнение упрощает управление лазерным пучком.
Хотя на фиг.2 фокальная поверхность 18 лазера является плоской, внутри разреза, т.е. в области, отстоящей от края 14 лоскута, разрез может производиться по поверхности, отличающейся от плоскости, например по сферической или аналогичной поверхности.
В ходе операции уплощающая пластина 30 остается неповрежденной. Толщина D2 (см. фиг.1В) лоскута может задаваться из условия получения желательного профиля разреза путем варьирования положения фокальных точек по глубине стромы S. Изменение положения фокальных точек лазера в краевой зоне по координате z (которая, как правило, ориентирована перпендикулярно уплощающей пластине, т.е., по существу, параллельно оптической оси) становится необязательным. В результате достигается существенное сокращение продолжительности операции.
Список обозначений
10 роговица
10а лоскут
12 лимбус
14 край (лоскута)
16 соединительный участок ("петля")
18 фокальная поверхность лазера
18а область разреза
20 поперечный разрез
22 передняя поверхность (роговицы)
24 задняя поверхность (роговицы)
26 склера
28 присасывающееся кольцо
30 уплощающая пластина
32 отверстия
34 соединительная деталь
36 канал
38 полость (с пониженным давлением)
40 тело, непрозрачное для излучения
40а внутренняя кромка
42 герметизирующая поверхность
44 контактная пластина присасывающегося кольца
46 к вакуумному насосу
D1 диаметр
D2 толщина
α угол
β угол
K кружок
X область
S строма