СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮЩЕЙ ИЛИ МИНИМАЛЬНО РАЗРУШАЮЩЕЙ СВЕТОВОЙ ОБРАБОТКИ ГЛАЗА

1. Система для неразрушающей или минимально разрушающей световой обработки хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, глаза животного или человека, содержащая:
a) лазерную систему для излучения по меньшей мере одного воздействующего лазерного луча в диапазоне длин волн 700-1000 нм или 100-1500 нм;
b) средства фокусировки указанного воздействующего лазерного луча на выбранном участке хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, там, где предполагается производить воздействие;
c) средства обеспечения импульсного режима указанного воздействующего лазерного луча;
d) средства измерения одного или нескольких типов излучения от указанного выбранного участка;
e) средства обработки результатов измерений указанного одного или нескольких типов излучения от указанного выбранного участка;
f) средства регулировки по меньшей мере одного из следующих параметров указанного воздействующего лазерного луча: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты повторений и длительности последовательности импульсов указанного воздействующего лазерного луча, на основании, по меньшей мере, частично, выходного сигнала средств обработки результатов измерений.
2. Система по п.1, дополнительно содержащая средства для осуществления сканирования воздействующего лазерного луча относительно хрусталика, причем часть f) дополнительно содержит средство для регулировки по меньшей мере одного из следующих параметров: скорости сканирования, размеров сканируемого объема, числа повторов сканирования и траектории сканирования, на основании, по меньшей мере, частично, выходного сигнала средств обработки результатов измерений.
3. Система по п.1, содержащая средства генерирования излучения, с интенсивностью, не приводящей к обработке, направляемого на указанный выбранный участок либо из указанной лазерной системы (4), либо из вспомогательного излучающего устройства.
4. Система по п.3, дополнительно содержащая вспомогательные средства измерения и/или обработки результатов измерений одного или нескольких типов излучения, возникающего в результате взаимодействия между указанным выбранным участком и указанным излучением с интенсивностью, не приводящей к обработке.
5. Система по п.4, в которой выходной сигнал от указанного средства обработки используют для получения входного сигнала для указанного средства регулировки по меньшей мере одного из перечисленных параметров указанного воздействующего лазерного луча или для определения, следует ли применять интенсивность излучения, приводящую к обработке.
6. Система по любому из пп.1-5, содержащая средства определения оптической сигнатуры выбранного участка, включающей в себя по меньшей мере один из следующих параметров: переходные характеристики отклика на импульсный режим воздействующего луча или любую характеристику, которая может быть измерена с использованием стационарной спектроскопии или спектроскопии с разрешением по времени, раман-спектроскопии, фотонно-корреляционной, флуоресцентной и/или фосфоресцентной спектроскопии.
7. Система по любому из пп.1-5, в которой средства измерения содержат средство регистрации акустических эффектов.
8. Система по п.7, в которой средство регистрации акустических эффектов содержит один или несколько бесконтактных датчиков и/или один или несколько акустических датчиков, расположенных в непосредственном или опосредованном контакте с глазом или прилегающими тканями.
9. Система по любому из пп.1-5, в которой перечисленные средства измерения, обработки результатов и регулировки образуют контур обратной связи, причем указанный контур обратной связи, предпочтительно, работает, по существу, в реальном времени.
10. Система по любому из пп.1-5, в которой измерение, обработка полученных данных, регулировка одного или нескольких параметров и возобновление облучения выбранного участка происходит в пределах, по существу, не более 0,1 с; предпочтительно в пределах периода времени, который, по существу, меньше длительности спонтанных движений глаз (саккад) и предпочтительно меньше 0,01 с.
11. Система по любому из пп.1-5, в которой воздействующий лазерный луч и/или любой вспомогательный источник излучения фокусируют с использованием адаптивной оптики, причем адаптивная оптика предпочтительно содержит деформируемое зеркало и/или датчик Шака-Гартмана.
12. Система по п.11, в которой адаптивная оптика образует контур обратной связи.
13. Система по п.11, в которой адаптивную оптику наводят с помощью излучения, вызываемого указанным воздействующим лазерным лучом или указанным вспомогательным источником излучения.
14. Система по любому из пп.1-5, в которой указанные средства измерения излучения содержат средства регистрации по меньшей мере одного из следующих типов излучения: флуоресценции, рассеяния, рамановского рассеяния, отражения, фосфоресценции и тормозного излучения.
15. Система по любому из пп.1-5, в которой средства измерения содержат средства измерения спектрального распределения указанного излучения и/или средства анализа с временным и/или спектральным разрешением.
16. Система по любому из пп.1-5, в которой указанный воздействующий лазерный луч настроен на получение обесцвечивания, изменения цвета, деагрегацию компонентов хрусталика, деполимеризацию или ресолюбилизации белков хрусталика или других составляющих хрусталика, при этом отсутствует или минимизировано образование пустот, механических, акустических эффектов и/или термических эффектов в молекулах, компонентах или клетках, которые не подлежат обработке или находятся за пределами указанной выбранной области.
17. Система по любому из пп.1-5, в которой указанный воздействующий лазерный луч настроен на молекулярное расщепление соответствующих более крупных молекул или макромолекулярных аддуктов, например белков хрусталика или поперечных связей белка хрусталика, без повреждения здоровых белков хрусталика, клеточных мембран или других здоровых компонентов хрусталика, при этом отсутствует или минимизировано образование пустот, механических, акустических эффектов и/или термических эффектов в молекулах, компонентах или клетках, которые не подлежат обработке или находятся за пределами указанной выбранной области.
18. Система по любому из пп.1-5, в которой указанная лазерная система содержит по меньшей мере один сверхбыстрый лазер для обеспечения многофотонного эффекта, например двухфотонного эффекта.
19. Система по любому из пп.1-5 в которой указанный импульсный режим представляет собой импульсный режим воздействующего лазерного луча с шириной импульса, по существу, менее 1 пс, предпочтительно, по существу, менее 500 фс, по существу, менее 200 фс, по существу, менее 100 фс, по существу, менее 50 фс, по существу, менее 5 фс.
20. Система по любому из пп.1-5, в которой указанный импульсный режим представляет собой импульсный режим воздействующего лазерного луча с энергией импульса, по существу, менее 200 мкДж, предпочтительно, по существу, менее 100 мкДж, по существу, менее 50 мкДж, по существу, менее 25 мкДж, по существу, менее 10 мкДж, по существу, менее 3 мкДж.
21. Система по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая средства для выполнения сканирующего перемещения фокуса лазерного луча в пределах по меньшей мере одной заданной области, причем указанная область имеет размеры, позволяющие избирательно обрабатывать вещество хрусталика и его подучастки без повреждения прилегающих здоровых или нездоровых тканей.
22. Система для лечения катаракты, пред-катаракты или пресбиопии посредством неразрушающей или минимально разрушающей световой обработки хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, глаза животного или человека, содержащая:
a) средства фокусировки воздействующего лазерного луча на выбранном участке указанного хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, там, где предполагается производить обработку, причем длина волны лазерного луча находится в диапазоне 700-1000 нм или в диапазоне 1000-1500 нм;
b) средства обеспечения импульсного режима указанного воздействующего лазерного луча;
c) средства измерения одного или нескольких типов излучения от указанного выбранного участка;
d) средства обработки результатов измерений одного или нескольких типов излучения от указанного выбранного участка;
e) средства регулировки по меньшей мере одного из следующих параметров указанного воздействующего лазерного луча: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты повторений и длительности последовательности импульсов указанного воздействующего лазерного луча,
обеспечивающая оптимальным образом обесцвечивание под действием света указанной катаракты, пред-катаракты или пресбиопии, а следовательно, лечение заболевания.
23. Система для лечения катаракты, пред-катаракты или пресбиопии у человека или животного по п.22, дополнительно содержащая любые признаки, раскрытые по пп.1-21.
24. Способ неразрушающей или минимально разрушающей световой обработки хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, глаза животного или человека, содержащий следующие шаги:
a) фокусируют воздействующий лазерный луч на выбранном участке хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, там, где предполагается производить обработку;
b) обеспечивают импульсный режим указанного воздействующего лазерного луча;
c) измеряют один или несколько типов излучения от указанного выбранного участка и используют результаты измерений для принятия решения о прекращении воздействия указанного лазерного луча или о регулировке по меньшей мере одного из следующих параметров: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты следования импульсов и длительности последовательности импульсов указанного воздействующего лазерного луча.
25. Способ по п.24, дополнительно содержащий сканирование воздействующего лазерного луча относительно хрусталика, при этом шаг с) дополнительно содержит использование результатов измерений для принятия решения о регулировке по меньшей мере одного из следующих параметров: скорости сканирования, размера сканируемой области, числа повторов сканирования и траектории сканирования.
26. Способ по п.24 или 25, в котором по меньшей мере один из указанных типов излучения возбуждают воздействующим лазерным лучом и/или вспомогательным источником излучения, например лазером.
27. Способ по любому из пп.24 и 25, дополнительно содержащий до выполнения шагов а) - с) этап инициализации, на котором на указанный выбранный участок направляют излучение с интенсивностью, не приводящей к обработке, и измеряют один или несколько типов излучения, вызванных взаимодействием между указанным участком и указанным излучением с интенсивностью, не приводящей к обработке, а на основании результатов измерений решают, следует ли отказаться от световой обработки указанного выбранного участка или приступать к световой обработке.
28. Способ по п.27, в котором указанный этап инициализации дополнительно используют для регулировки по меньшей мере одного из следующих параметров указанного воздействующего лазерного луча: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты повторений импульсов, длительности последовательности импульсов, скорости сканирования, размера сканируемой области, числа повторений сканирования и траектории сканирования.
29. Способ по любому из пп.24 и 25, дополнительно содержащий после применения указанного воздействующего лазерного луча этап оценки, на котором на указанный выбранный участок направляют излучение, интенсивность которого не приводит к обработке, и измеряют один или несколько типов излучения, вызываемого взаимодействием между указанным участком и указанным излучением, интенсивность которого не приводит к обработке, а на основании результатов измерений принимают решение о прекращении дальнейшей обработки указанного участка или о возобновлении обработки с регулировкой или без регулировки по меньшей мере одного из следующих параметров указанного воздействующего лазерного луча: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты повторений импульсов, длительности последовательности импульсов, скорости сканирования, размера сканируемой области, числа повторов сканирования и траектории сканирования.
30. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанные измерения включают в себя определение оптической сигнатуры указанного выбранного участка, содержащей по меньшей мере один из следующих параметров: переходные характеристики, возникающие под действием воздействующего импульса, или любую характеристику, которая может быть записана с использованием стационарной спектроскопии или спектроскопии с временным разрешением, раман-спектроскопии, фотонно-корреляционной спектроскопии, флуоресцентной спектроскопии и/или фосфоресцентной спектроскопии, в котором указанные измерения включают в себя определение оптической сигнатуры указанного выбранного участка, содержащей по меньшей мере один из следующих параметров: переходные характеристики, возникающие под действием воздействующего импульса, или любую характеристику, которая может быть записана с использованием стационарной спектроскопии или спектроскопии с временным разрешением, раман-спектроскопии, фотонно-корреляционной спектроскопии, флуоресцентной спектроскопии и/или фосфоресцентной спектроскопии.
31. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанные измерения включают в себя регистрацию акустических эффектов, записанных с использованием бесконтактного датчика (датчиков) и/или акустического датчика, размещенного в непосредственном контакте с глазом или прилегающими тканями.
32. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанные измерения, анализ и регулировка образуют контур обратной связи, причем контур обратной связи, предпочтительно, работает, по существу, в реальном времени.
33. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанные измерения, обработку полученных результатов измерений, регулировку (регулировки) и возобновление облучения указанного выбранного участка осуществляют, по меньшей мере, в пределах 0,1 с, предпочтительно в пределах периода времени, который, по существу, меньше длительности спонтанных движений глаз (саккад) и предпочтительно меньше 0,01 секунды.
34. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором для регулировки фокальной плоскости относительно хрусталика используют флуоресценцию, наблюдаемую в хрусталике вдоль пути воздействующего лазерного луча и обусловленную двухфотонными процессами.
35. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором выполняемая процедура содержит следующие шаги:
a) выполняют световую обработку указанного выбранного участка;
b) регистрируют излучение от указанного выбранного участка;
c) постепенно повышают энергию указанной световой обработки;
d) регистрируют, когда указанное излучение будет ниже определенного порога.
36. Способ по любому из пп.24 и 25, дополнительно содержащий проверку эффективности воздействия посредством измерения излучения, обусловленного излучением, интенсивность которого не приводит к обработке, направленным на указанный выбранный участок.
37. Способ по любому из пп.24 и 25, дополнительно содержащий сравнение значений указанного излучения, полученных до начала обработки, с данными, полученными при указанной проверке.
38. Способ по любому из пп.24 и 25 в котором воздействующий лазерный луч и/или какой-либо вспомогательный источник излучения фокусируют с использованием адаптивной оптики, причем адаптивная оптика дополнительно предусматривает использование деформируемого зеркала и/или датчика Шака-Гартмана.
39. Способ по п.38, отличающийся тем, что адаптивная оптика образует контур обратной связи.
40. Способ по п.39, в котором адаптивную оптику наводят с помощью излучения, вызываемого указанным воздействующим лазерным лучом или указанным вспомогательным источником излучения.
41. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанное излучение относится по меньшей мере к одному из следующих типов излучения: флуоресценции, рассеянию, рамановскому рассеянию, отражению, фосфоресценции и тормозному излучению.
42. Способ по любому из пп.24 и 25, отличающийся тем, что указанное измерение предусматривает измерение спектрального распределения указанного излучения, за которым, предпочтительно, следует анализ с разрешением по времени.
43. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанный воздействующий лазерный луч настраивают для получения обесцвечивания, изменения цвета, деагрегации компонентов хрусталика, деполимеризации или ресолюбилизации белков хрусталика или других составляющих хрусталика, и при этом предупреждают или минимизируют появление пустот, механических, акустических и/или термических эффектов в молекулах, компонентах или клетках, которые не подлежат обработке или находятся за пределами выбранной области.
44. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанный воздействующий лазерный луч настраивают для получения молекулярного расщепления отдельных более крупных молекул или макромолекулярных аддуктов, например белков хрусталика или поперечных связей белка хрусталика, без повреждения здоровых белков хрусталика, клеточных мембран или других здоровых компонентов хрусталика, и также предупреждают или минимизируют появление пустот, механических, акустических и/или термических эффектов в молекулах, компонентах или клетках, которые не подлежат обработке или находятся за пределами выбранной области.
45. Способ по п.44, осуществляемый по любому из пп.17-19, в котором указанное излучение является флуоресценцией, и при этом минимизируют или предотвращают увеличение рассеяния.
46. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанный воздействующий лазерный луч поступает от воздействующей лазерной системы, содержащей по меньшей мере один сверхбыстрый лазер для обеспечения многофотонного эффекта, например двухфотонного эффекта.
47. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанный импульсный режим представляет собой импульсный режим воздействующего лазерного луча с шириной импульса, по существу, менее 60 пс; более предпочтительно, по существу, менее 30 пс по существу, менее 10 пс, по существу, менее 1 пс, по существу, менее 500 фс, по существу, менее 200 фс, по существу, менее 100 фс, по существу, менее 50 фс, по существу, менее 5 фс.
2
2
2
2
2
2
2
48. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором указанный импульсный режим представляет собой импульсный режим воздействующего лазерного луча с плотностью энергии импульса, по существу, менее 1 Дж/см, предпочтительно, по существу, менее 500 мДж/см, по существу, менее 250 мДж/см, по существу, менее 100 мДж/см, по существу, менее 50 мДж/см, по существу, менее 25 мДж/см, по существу, менее 10 мДж/см.
49. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором выполняют сканирующее перемещение фокуса лазерного луча таким образом, чтобы обработать по меньшей мере одну заданную область, причем указанная область имеет размеры, позволяющие избирательно обрабатывать вещество хрусталика и его подучастки без повреждения прилегающих здоровых или нездоровых тканей.
50. Способ по любому из пп.24 и 25, в котором применяют вспомогательные лекарственные препараты.
51. Способ по п.50, в котором указанные лекарственные препараты блокируют свободные радикалы в глазу.
52. Способ лечения катаракты, предкатаракты или пресбиопии посредством неразрушающей или минимально разрушающей световой обработки хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, глаза животного или человека, содержащий следующие шаги:
a) воздействующий лазерный луч фокусируют на выбранном участке хрусталика и/или его составляющих, в совокупности или выборочно, там, где предполагается производить обработку;
b) обеспечивают импульсный режим указанного воздействующего лазерного луча;
c) измеряют один или несколько типов излучения от указанного выбранного участка и используют результаты измерений для принятия решения о прекращении воздействия указанного лазерного луча или о регулировке по меньшей мере одного из следующих параметров указанного воздействующего лазерного луча: фокусировки, интенсивности, длины волны, ширины импульса, частоты повторений и длительности последовательности импульсов;
в результате чего имеет место обесцвечивание под действием света катаракты, предкатаракты или пресбиопии и следовательно лечение заболевания.
53. Способ лечения катаракты, предкатаракты или пресбиопии у человека или животного по п.52, дополнительно содержащий любые признаки, раскрытые по пп.25-49.