Способ контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза путем создания псевдомембраны в зоне абляции



Способ контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза путем создания псевдомембраны в зоне абляции
Способ контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза путем создания псевдомембраны в зоне абляции

 


Владельцы патента RU 2504354:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем лазерных и информационных технологий Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к области медицины, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для изменения формы передней поверхности роговицы глаза. Создают широкоапертурным ArF эксимерным лазером в зоне абляции псевдомембрану, имеющую объем меньший, чем исходная стромальная ткань роговицы, с образованием деформации поверхности роговицы. Причем абляцию проводят вне оптической зоны роговицы глаза без изменения внутренней коллагеновой структуры. При этом для коррекции астигматизма абляцию роговицы осуществляют вдоль слабой оси астигматизма вне оптической зоны, для коррекции гиперметропии абляцию роговицы осуществляют по кругу вне оптической зоны, для коррекции пресбиопии абляцию роговицы осуществляют в нижней четверти ближе к носу, для коррекции послеоперационной асферичности абляцию роговицы осуществляют по кругу в периферической зоне. Способ обеспечивает возможность коррекции высоких степеней астигматизма и гиперметропии без ухудшения качества зрения, сохранения целостности внутренней структуры и интактность оптической зоны роговицы, исключение послеоперационных осложнений. 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, а именно к офтальмологии, и может быть использовано для коррекции аномалий рефракции и рефракционных патологий глаза.

Роговица, являясь частью роговично-склеральной оболочки, ответственна как за формирование ретинального изображения (обладает наибольшей оптической силой в оптической системе глаза), так и за механическую стабильность. Эта дуальная функция роговицы является основным базисом многих рефракционных операций. Изменения структурной целостности роговицы, как, например, при радиальной и астигматической кератотомии и, в общем, для любой эксимерлазерной коррекции аметропии приводит к изменению формы передней поверхности роговицы и, следовательно, ее рефрактивных свойств.

Существует несколько возможностей изменить кривизну передней поверхности роговицы глаза. Наиболее распространенный способ - это способ абляции стромальной части роговицы излучением ArF эксимерного лазера. В этом случае роговица рассматривается как кусок вещества, где часть стромальной ткани убирается, и передней поверхности роговицы придается необходимая форма. Первая научная работа на тему изменения формы передней поверхности роговицы глаза выполнена С.Трокелем из Колумбийского университета и Р.Шринивасаном из IBM [1] и была посвящена абляции поверхности роговицы глаза излучением эксимерного лазера на длине волны 193 нм. Способ получил название фоторефрактивная кератектомия (ФРК), но не был запатентован. В 1989 году появился патент Gholam Ali. Peyman US Patent #4,840,175 "METHOD FOR MODIFYING CORNEAL CURVATURE", описывающий хирургическую процедуру, в которой срезается верхний лоскут роговицы и с помощью излучения эксимерного лазера удаляется часть стромальной ткани внутри роговицы для придания ей желаемой формы. После облучения лоскут возвращают на место. С 1991 года этот способ известен под названием лазерный in situ кератомилез (ЛАСИК). Основными недостатками применения способов ФРК и ЛАСИК для изменения формы поверхности роговицы являются: 1) воздействие на центральную оптическую зону роговицы, которая ответственна за качество ретинального изображения; 2) невозможность осуществлять коррекцию высоких степеней астигматизма и гиперметропии (более 4 диоптрий) без существенного ухудшения качества зрения.

Другими способами управления формой передней поверхности роговицы являются тепловые способы, когда нагрев внутренней части стромы вне оптического центра роговицы осуществляется с помощью глубоко проникающего лазерного излучения или радиочастотного поля [2-4]. Например, патент 1995 года US #5,437,658 "METHOD AND SYSTEM FOR LASER THERMO KERATOPLASTY OF THE CORNEA". Такие не абляционные тепловые способы приводят к усадке ткани роговицы в зоне нагрева внутри роговицы за счет денатурации коллагеновых фибрилл стромы, и, как результат, изменяется форма роговицы в центре, что влияет на ее рефрактивные свойства. Недостатками тепловых способов являются: 1) высокие температуры поверхности и эндотелия роговицы, приводящие к отложенным осложнениям; 2) высокая степень регресса формы поверхности роговицы со временем, а значит, и низкая предсказуемость результата. Поэтому этот способ, несмотря на продолжающиеся исследования, не нашел широкого применения в медицинской практике.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании способа контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза, обеспечивающего целостность внутренней структуры и интактность оптической зоны роговицы.

Поставленная задача достигается тем, что абляция роговицы излучением широкоапертурного эксимерного лазера проводится вне оптической зоны глаза. Профиль распределения энергии по сечению луча выбирается так, чтобы плотность энергии на краю области абляции была равна пороговому значению, а внутри области - выше порога абляции. Изменение формы передней поверхности в этом случае происходит не только за счет удаления стромальной части роговицы вне оптической зоны, но и за счет биомеханического отклика роговицы на такое воздействие.

Предлагаемый способ отличается тем, что непосредственно после абляции стромы роговицы излучением широкоапертурного ArF эксимерного лазера образуется псевдомембрана, покрывающая аблированную поверхность [5, 6]. Излучение эксимерного лазера разрывает макромолекулы коллагена и гликозаминогликанов в строме так, что в результате образуется плотная мембрана из остатков аблированного материала в аморфном денатурированном состоянии с низким содержанием воды [7] и более высоким коэффициентом преломления [8]. При этом псевдомембрана остается связанной с подлежащим субстратом. Измеряемое увеличение коэффициента преломления вызвано увеличением плотности аблированного материала, которое, в свою очередь, должно приводить к механической деформации материала за счет изменения, согласно закону «Лоренца-Лоренца» [9], объема псевдомембраны. Толщина псевдомембраны составляет десятые доли микрона [5], и поэтому абсолютный вклад в изменение объема дает в основном изменение площади аблированной поверхности. Изменение площади аблированной поверхности приводит к возникновению смещения, направленного вовнутрь роговицы, которая тянет переднюю поверхность и передние слои роговицы, осуществляя «лифтинг» роговицы, приводящий к изменению формы передней поверхности. Величина и направление смещения зависят от формы профиля аблированной поверхности.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

На фиг.1 схематически изображен принцип предлагаемого способа. Излучение ArF эксимерного лазера с определенными поперечными размерами луча и с таким профилем распределения энергии по сечению луча, чтобы на краях луча плотность энергии была равна порогу абляции, а в остальных областях превышала его, падает на роговицу глаза с предварительно удаленным эпителием и создает соответствующий профиль аблированной поверхности. В зоне абляции образуется тонкая псевдомембрана высокой плотности с большим коэффициентом преломления, чем исходная роговица. По закону «Лоренца-Лоренца» плотность ρ и показатель преломления п диэлектрических материалов подчиняются соотношению

где С - размерный коэффициент пропорциональности. Отсюда легко получить отношение объемов псевдомембраны до и после абляции:

Из формулы (1) легко получить зависимость Δℓ разницы длин профиля аблированной поверхности до ℓ1 и после ℓ2 абляции, от n1 и n2 до и после абляции соответственно

Отсюда

Так как длина профиля аблированной поверхности меняется незначительно, то будем считать ℓ2=ℓ1=ℓ.

Так как толщина псевдомембраны всегда менее микрона (точное значение зависит от скорости абляции и размеров зоны абляции) [5], то абсолютный вклад в изменение объема происходит практически за счет изменения линейных размеров зоны абляции. Перемещение точки А (см. фиг.1) будет происходить в направлении АА1 вдоль аблированной поверхности, что приведет к смещению точки А вдоль радиуса, перпендикулярно поверхности роговицы в положение А1, расположенной на расстоянии AA1=Δℓcosα, где Δℓ - разница длин профиля аблированной поверхности без учета изменения коэффициента преломления аблированной поверхности ℓ1 и после ℓ2, α - угол между направлением смещения и перпендикуляром к поверхности в точке А (направление АО1). Косинус угла α может меняться от 90 градусов до некоторой предельной величины, зависящей от профиля абляции и толщины роговицы.

Изменение оптической силы в центре роговицы ΔD будет определяться следующей формулой:

где константа пропорциональности K является функцией n1 и n2, R2=R1R2, R1, R2 - радиусы кривизны роговицы до и после абляции, угол β задает положение зоны абляции на поверхности роговицы, ℓ - длина профиля абляции и угол α, который определяется профилем аблированной поверхности. При выбранной длине профиля абляции и места зоны абляции на поверхности роговицы изменение оптической силы роговицы в центре будет пропорционально косинусу угла α, другими словами, глубине абляции или, что эквивалентно, количеству лазерных импульсов.

Авторами был применен и испытан способ контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза, путем создания псевдомембраны в зоне абляции, на 48 глазах свиней. На фиг.2 приведены зависимости изменений оптической силы роговицы: слабой и сильной осей, в случае предварительно индуцированного астигматизма в объеме 5 диоптрий при абляции роговицы вдоль слабой оси индуцированного астигматизма вне оптической зоны роговицы от размера оптической зоны. Абляция роговицы проводилась излучением эксимерного лазера с гауссовым распределением энергии по сечению луча диаметром 3,5 мм по основанию. Приводим описание чертежей, иллюстрирующих способ.

На фиг.1 приведена схема абляции роговицы излучением ArF эксимерного лазера с известным распределением энергии по сечению луча. Жирной сплошной линией выделен профиль псевдомембраны в вертикальном сечении. Пунктиром отмечено новое положение передней поверхности роговицы.

На фиг.2 приведены зависимости изменений оптической силы свиной роговицы: слабой (выделено пунктиром) и сильной (сплошная линия) ее осей, в случае предварительно индуцированного астигматизма величиной 5 диоптрий при абляции роговицы излучением эксимерного лазера с гауссовым распределением энергии поперек луча вдоль слабой оси астигматизма вне оптической зоны роговицы от размера оптической зоны. Диаметр лазерного луча составлял 3.5 мм. Обозначения: ········ - значение оптической силы сильной оси астигматизма до операции, ••••• - значение оптической силы сильной оси астигматизма после операции, ______ - значение оптической силы слабой оси астигматизма до операции, ▬▬▬▬ - значение оптической силы слабой оси астигматизма после операции.

Источники информации

1. S.L.Trokel, R.Shrinivasan, В.Braren. Excimer laser surgery of cornea // Am. J.Ophthalmol. 96 (6), 710-715, (1983).

2. H.Stringer, J.Parr. Shrinkage temperature of eye collagen // Nature 4965:1307, (1964).

3. E.Sporl, U.Genth, K.Schmalfuss, et al. Thermomechanical behavior of the cornea // Ger. J.Ophthalmol.5, 322-327, (1997).

4. M.В.McDonald. Conductive keratoplasty: a radiofrequency-based technique for the correction ofhyperopia // Trans. Am. Ophthalmol. Soc. 103, 512-536, (2005).

5. M.Campos, S.L.Trokel, et al. Ablation rates and surface Ultrastructure of 193 nm excimer laser keratectomies // Invest. Ophthalmol. & Visual Sc. 34, (8), 3493-2500, (1993).

6. M.Campos, S.L.Trokel, et al. Ablation rates and surface Ultrastructure of 193 nm excimer laser keratectomies // Invest. Ophthalmol. & Visual Sc. 34, (8), 3493-2500, (1993).

7. N.S.Tsiklis, G.D.Kymionis, G.A.Kounis, 1.1. Naoumidi, I.G.Pallikaris. Photorefractive keratectomy using solid state laser 213 nm and excimer laser 193 nm: a randomized, contralateral, comparative, experimental study // Invest. Ophthalmol. & Visual Sc. 49, (4), 1415-1420, (2008).

8. M.A.Lemp. Comeal wound healing after excimer laser photokeratectomy // Proceeding of 42nd Annual Symposium: Medical Cornea - Comeal and refractive surgery, New Orleans, LA, USA, Feb. 26-28,1993,103-113.

9. S.Patel, J.A.Alio, A.Artola. Changes in the refractive index of human comeal stroma during laser in situ keratomileusis. Effect of exposure time and method used to create the flap // J. Cataract refract. Surg. 34, 1077-1082. (2008).

10. Lorentz. On the relation between the propagation speed of light and density of a body // Ann Phys. 1880. 9. 641-665. Lorenz L. About the constant of refraction // Ann Phys. 1880. 70-103.

11. Gladstone IM, Dale TP. Research in the refraction dispersion and sensitiveness of liquids // Phil Trans R Soc Lond. 1863.153. 317-337.

Способ контролируемого изменения формы передней поверхности роговицы глаза, путем создания псевдомембраны в зоне абляции широкоапертурным ArF эксимерным лазером заключающийся в том, что созданная псевдомембрана имеет объем меньший, чем исходная стромальная ткань роговицы, образуя деформацию поверхности роговицы, отличающийся тем, что абляцию проводят вне оптической зоны роговицы глаза без изменения внутренней коллагеновой структуры, при этом для коррекции астигматизма абляцию роговицы осуществляют вдоль слабой оси астигматизма вне оптической зоны, для коррекции гиперметропии абляцию роговицы осуществляют по кругу вне оптической зоны, для коррекции пресбиопии абляцию роговицы осуществляют в нижней четверти ближе к носу, для коррекции послеоперационной асферичности абляцию роговицы осуществляют по кругу в периферической зоне.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к офтальмологии и может быть применимо для экстракции катаракты у больных с псевдоэксфолиативным синдромом. После завершения этапа ультразвуковой факоэмульсификации, через инжектор, производят имплантацию внутрикапсульного кольца, представляющего собой разомкнутое кольцо, на свободных концах которого выполнены диаметрально расположенные и обращенные внутрь кольца дужки с отверстиями на их концах, при этом посередине кольцо имеет радиальный изгиб радиусом 0,8-2,0 мм, направленный внутрь кольца и расположенный в плоскости кольца.

Изобретение относится к офтальмохирургии и может быть применимо для наложения герметичного шва на операционный разрез конъюнктивы и теноновой капсулы глаза. Накладывают непрерывный шов на операционный разрез теноновой капсулы, оставляют петлю и обратным ходом - непрерывный шов на операционный разрез конъюнктивы.

Изобретение относится к офтальмологии и может быть использовано для проведения операций на глазном яблоке. Устройство содержит рукоятку и лезвие в виде равнобедренного треугольника.

Изобретение относится к области медицины, а именно к эстетической хирургии, и может найти применение при верхней блефаропластике. Способ включает разметку линий разреза на коже, разрез кожи по линиям разметки, отслойку и иссечение избытка кожи.
Изобретение относится к медицине и может быть применимо для интраокулярной коррекции зрения при врожденных эктопиях хрусталика, когда экватор смещенного хрусталика не доходит до оптической оси глаза по линии смещения хрусталика 3 мм и более.
Изобретение относится к офтальмологии и может быть применимо для лечения посттравматического циклодиализа протяженностью до 90° при сохранном капсульно-связочном аппарате хрусталика.
Изобретение относится к медицине, а более конкретно к офтальмологии, и может быть использовано при проведении лазерной экстракции катаракты со слабостью цинновой связки и грыжей стекловидного тела.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам для хирургии катаракты. Ультразвуковая рукоятка содержит рупор, имеющий первый участок с первой осевой линией и второй участок со второй осевой линией, при этом первая осевая линия параллельна второй осевой линии, но не коллинеарна ей, пьезоэлектрические кристаллы, соединенные с рупором, и режущий наконечник, соединенный с первым участком рупора.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам лечения патологии глаза фокусированным ультразвуком высокой интенсивности. Устройство содержит по меньшей мере одно глазное кольцо, проксимальный конец которого выполнен с возможностью наложения на глазное яблоко, и средства для генерации фокусированного ультразвукового пучка высокой интенсивности, установленные на дистальном конце глазного кольца.
Изобретение относится к офтальмологии и может быть применимо для коррекции вторичного расходящегося косоглазия, развившегося после хирургического лечения сходящегося косоглазия методом двусторонней рецессии внутренних прямых мышц.

Изобретение относится к области медицины. Кольцо для поддерживания зрачка в расширенном положении во время глазной операции включает: множество сторон, где стороны образуют углы и обозначают пределы центрального отверстия; множество петель, где каждая петля расположена в углу и имеет один или более полных витков. При этом каждая петля имеет зазор для вмещения и захватывания ткани радужной оболочки. Одна сторона кольца включает два конца, которые соединены друг с другом торцами с помощью клеящего материала. Применение данного изобретения позволяет исключить повреждения ткани радужной оболочки во время проведения хирургической операции. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к офтальмологии и может быть применимо для хирургического лечения птеригиума. После фиксации головки птеригиума в конъюнктивальном кармане осуществляют покрытие лимба и роговицы силикон-гидрогелевой длительного срока непрерывного ношения мягкой контактной линзой. В склеральной части линзы предварительно делают два выреза, расположенные на расстоянии, которое определяют во время операции по протяженности очищенного от ткани птеригиума лимба, при покрытии склеральную часть линзы, заключенную между вырезами, вводят под тело перемещенного птеригиума, механически разобщая травмированные в ходе операции лимб и конъюнктиву. Способ позволяет обеспечить эпителизацию травмированных тканей. 1 пр., 2 ил.

Изобретение относится к офтальмохирургии и может быть применимо для репозиции и фиксации ИОЛ при отсутствии капсулы хрусталика на глазах с травматическими дефектами радужки. Позади оптической части перпендикулярно оси гаптических элементов, параллельно друг другу, на расстоянии 2 мм от краев оптической части ИОЛ натягивают две нити, проведенные через плоскую часть цилиарного тела, завязывают узлом на склере, при этом используют нить, снабженную на обоих концах иголками. Способ позволяет обеспечить нормальное положение ИОЛ. 1 ил., 1 пр.

Группа изобретений относится к офтальмологии. Искусственный хрусталик глаза (ИХГ) содержит оптическую и гаптическую часть с возможностью их сгибания, гаптическая часть выполнена в виде двух плоских криволинейных диаметрально расположенных гаптических элементов, лежащих в главной плоскости оптической части, в гаптической части выполнены две диаметрально расположенные одинаковые сквозные прорези, каждая из которых состоит из двух прямых участков, соединенных криволинейным участком, прямые участки наклонены в сторону боковой поверхности гаптической части, а криволинейный участок выполнен волнообразным из трех выпуклых и двух вогнутых участков, начиная с выпуклого, при этом вершина выпуклого участка лежит на продольной оси ИХГ, а каждая прямая бороздка расположена вдоль продольной оси ИХГ между торцевой поверхностью ИХГ и волнообразным участком сквозной прорези. Способ имплантации ИХГ осуществляют следующим образом. Заводят один из гаптических элементов в нижний свод капсульного мешка, затем пинцет разжимают, и в момент расправления ИХГ в капсульном мешке, надавливая на него шпателем, им же раздвигают волнообразный участок прорези и заводят край передней капсулы в прорезь этого гаптического элемента, оставляя на передней капсуле внутреннюю часть гаптического элемента, ограниченную прорезью, фиксируя таким образом указанный гаптический элемент, затем шпателем отодвигают диаметрально противоположный гаптический элемент по направлению к центру глаза, погружают его в верхний свод капсульного мешка, для чего надавливают другим шпателем через парацентез на периферическую часть гаптического элемента, раздвигают им же волнообразный участок прорези и заводят край передней капсулы в прорезь этого гаптического элемента, оставляя на передней капсуле внутреннюю часть гаптического элемента, ограниченную прорезью, фиксируя таким образом указанный гаптический элемент. Группа изобретений позволяет увеличить стабильность положения ИХГ. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к медицине и может быть применимо для электрохимического лизиса (ЭХЛ) и хирургического удаления внутриглазных новообразований. Вводят электроды и проводят сеанс ЭХЛ. Используя два платиновых электрода, при этом один электрод - анод, выполненный в виде сетки и по форме соответствующий форме проекции основания опухоли на склеру, а по размерам - меньше основания опухоли на 1 мм по всему периметру, накладывают на склеру и подшивают к ней, а другой электрод - катод, игольчатый, вводят в опухоль интравитреально, параллельно склере, отступя от верхушки опухоли 3 мм. В ходе ЭХЛ продукты распада опухоли удаляют. Способ позволяет сохранить целостность склеры, уменьшить риск рецидивов. 2 пр.

Изобретение относится к офтальмохирургии и может быть применимо для проведения офтальмомикрохирургических операций. Рабочая часть инструмента выполнена в виде прямоугольной пластины с закругленной передней торцевой поверхностью, прямоугольная пластина совмещена с пластиной в виде криволинейной равнобедренной трапеции, обращенной меньшей стороной основания в сторону, противоположную рукоятке, при этом боковые стороны криволинейной трапеции заточены; торцевая задняя часть криволинейной трапециевидной пластины закруглена, причем прямоугольная и криволинейная трапециевидная пластины лежат в одной плоскости. Устройство позволяет объединить функции резания, расслаивания и функцию шпателя. 5 ил.

Изобретение относится к офтальмохирургии и может быть применимо для исправления косоглазия. Выделяют экстраокулярную мышцу. Разделяют её продольно на три равных части. Иссекают на 5-6 мм нижнюю 1/3, отсекают от склеры верхнюю 1/3, пересекают срединную 1/3. Сшивают верхнюю и среднюю части мышцы край-в-край одной нитью с одной иглой путем наложения одного непрерывного «X»-образного шва и завязывания одного погружного узла. Способ позволяет уменьшить травматичность, уменьшить рубцевание. 5 ил., 3 пр.
Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии. Проводят брахитерапию внутриглазной меланомы размером более 6,5 мм путем подшивания к эписклере на 7-14 суток на проекцию меланомы бета-аппликатора с радионуклидом Рутений-106 + Родий-106, с суммарной дозой облучения 3000 Гр. Параллельно с брахитерапией производят диод-лазерную транспупиллярную термотерапию меланомы с мощностью излучения 800 мВт. Через 6-12 месяцев после снятия бета-аппликатора транспупиллярно производят ограничительную лазеркоагуляцию сетчатки с мощностью 500 мВт и затем эндорезекцию остатков меланомы. Способ позволяет избежать таких осложнений, как кровоизлияние в стекловидное тело и сетчатку, отслойка сетчатки, полная потеря зрения, а также снизить вероятность метастазирования за счет предварительной брахитерапии и последующей ограничительной лазеркоагуляции сетчатки. Совместное применение термотерапии и брахитерапии позволяет воздействовать на меланому с двух сторон для более полного разрушения ее структуры. 1 пр.

Изобретение относится к медицине, офтальмологии. Способ включает проведение синустрабекулоэктомии, локальной склерэктомии с доставкой лекарственного средства к заднему полюсу глаза и последующую восстановительную терапию. При этом локальную склерэктомию выполняют в нижне-внутреннем сегменте глаза, при этом поперечное сечение разреза выполняют полукруглой формы. В ходе локальной склерэктомии в качестве лекарственного средства используют гистохром. Восстановительная терапия включает инъекции лекарственного средства под конъюнктиву глаза в сочетании с воздействием физическим фактором. При этом, начиная с первого дня после операции, осуществляют инъекцию гистохрома в субтеноновое пространство глаза. Выполняют 9 инъекций, 1 раз в день. Начиная со второго дня после операции проводят магнитостимуляцию, частотой 100 Гц, длительностью 16 минут, один раз в день, в течение 7-10 суток. При этом в первые 3 сеанса воздействуют монополярным магнитным полем пульсирующей формы, интенсивностью 6,25 мТл. В последующие 4-7 сеансов воздействуют биополярным магнитным полем переменной формы, интенсивностью 12,5 мТл. Способ обеспечивает стабилизацию и усиление зрительных функций. 4 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.
Изобретение относится к офтальмохирургии и может быть применимо для фиксации заднекамерной интраокулярной линзы. Проводят имплантацию ИОЛ с фиксацией опорных элементов в задней камере на 11 и 5 часах. Способ позволяет уменьшить риск смещения ИОЛ. 1 пр., 2 табл.
Наверх